Design, Construction and Comparison of a Sensorless Driver Circuit for Switched Reluctance Motor

در مقاله ارايه شده، يك مدار راه انداز بدون سنسور براي كنترل دو نوع موتور رلوكتانس سوييچي سه فاز طراحي، ساخته و تست مي گردد. الگوريتم كنترلي ارايه شده شامل سه مرحله است. در مرحله اول، موتور رلوكتانس سوييچي با يك روش حلقه باز راه اندازي و كنترل مي شود. در مرحله دوم، يك روش جديد معرفي مي شود كه در آن از رابطه شار-جريان-موقعيت روتور بهينه شده، به منظور محاسبه موقعيت روتور و پس از آن كنترل موتور در سرعت پايين استفاده مي گردد. در مرحله سوم، از شكل موج جريان فاز تحريك شده به منظور كشف موقعيت روتور و كنترل موتور در سرعت بالا استفاده مي شود. به دليل استفاده از روش جديد ارايه شده، يك مدار راه انداز بدون سنسور ساده و ارزان قيمت طراحي شده است. در اين مدار ، از يك ميكروكنترلر ارزان قيمت Atmega128 از خانواده AVR براي پياده سازي الگوريتم هاي كنترلي و توليد پالس گيتهاي ترانزيستورها استفاده شده است. از كانورتر پل دو سوييچه با ماسفتهاي نوع N به منظور تحريك سيم پيچ فازها استفاده شده است. پارامترهايي از موتورهاي رلوكتانس سوييچي كه براي طراحي مدار راه انداز بدون سنسور احتياج است، از طريق شبيه سازي و تحليل موتورها توسط روش اجزا محدود بدست آمده اند. مدار ساخته شده در آزمايشگاه توسط موتورهاي انتخاب شده در شرايط بي باري تست مي شود و نتايج عملي بدست آمده و درآخر با يكديگر مقايسه مي گردند

In the presented paper, a sensorless driver circuit is designed, constructed and tested to control two types of three-phase Switched Reluctance Motor (SRM). The presented control algorithm has three steps. In the first step, the SRM is started and controlled by an open-loop method. In the second step, a novel method is introduced which uses the optimized flux-current-rotor position relation in order to calculate the position of the rotor and then control the motor in low speed. In the third step, the current waveform of the excited phase of the motor is utilized in order to detect the rotor position and control the SRM in high speed. Because of using the presented novel method, a low cost and simple sensorless driver circuit has been designed. In the circuit, an inexpensive Atmega128 AVR microcontroller is used to implement the control algorithms and generate gate pulses of transistors. Asymmetric bridge converter with N-channel Mosfets is used in order to excite the winding of phases. The parameters of the SRMs which are required for designing the sensorless driver circuit are obtained by simulating and analyzing the motors by Finite Element Method (FEM). The constructed circuit is tested in laboratory by driving the selected SRMs in no-load condition and the operational results are obtained and compared to each other at the end.