تخمين پارامترهاي موتور القايي سه‌فاز با استفاده از جريان يك‌فاز و الگوريتم بهينه‌سازي هريس هاوكس

Estimating Three-phase Induction Motor Parameters Using Singlephase Current and the Harris Hawk’s Optimization Algorithm

در اين مقاله براي تخمين پارامترهاي موتور القايي سه‌فاز، از اندازه‌گيري جريان يك‌فاز و الگوريتم بهينه‌سازي هريس هاوكس (HHO) و همچنين، تكنيك بهبوديافتۀ اين الگوريتم (IHHO) استفاده مي‌شود كه به‌تازگي معرفي شده است. اين روش دربرگيرندۀ تخمين پارامترهاي مدار معادل الكتريكي موتور القايي سه‌فاز شامل مقاومت روتور و استاتور، اندوكتانس نشتي، اندوكتانس مغناطيس‌كنندگي و نيز پارامترهاي مكانيكي شامل ممان اينرسي و ضريب اصطكاك مي‌شود. با توجه به اينكه موتورهاي القايي سه‌فاز به‌دليل ويژگي‌هايي كه دارند در صنايع گوناگون استفاده مي‌شوند، شناسايي پارامترهاي مذكور براي پياده‌سازي سيستم‌هاي كنترل دور چنين موتورهايي لازم است؛ بنابراين، ضروري است الگوريتم‌هاي مناسبي به‌منظور تخمين دقيق پارامترهاي موتور القايي توسعه داده شوند. الهام‌بخش اصلي روش مطرح‌شده، رفتار گروه شاهين هريس در طبيعت است. تابع هدف به‌صورت محاسبۀ حداقل ميانگين مربعات خطاي حاصل از شبيه‌سازي عددي معادلات ديناميكي موتور، با مقدار جريان يك‌فاز موتور تعريف مي‌شود. روش ارائه‌شده، روي مدل ديناميكي يك موتور مشخص اعمال مي‌شود و نتايج روش پيشنهادي، با نتايج الگوريتم‌ بهينه‌سازي تفاضل تكاملي (DE)، مقايسه مي‌شوند. حاصل اين مقايسه، نشان‌دهندة قابليت روش پيشنهادي و همگرايي سريع آن است.

In this paper, to estimate the parameters of a three-phase induction motor, the current measured in one phase and Harris Hawk’s optimization algorithm (HHO) as well as the recently introduced improved technique of this algorithm (IHHO) are used. This method includes estimating the electrical equivalent circuit parameters of a three-phase induction motor, including rotor and stator resistance, leakage inductance, magnetizing inductance, as well as mechanical parameters including the moment of inertia and friction coefficient. As three-phase induction motors are widely used in various industries, it is necessary to identify their parameters to implement adjustable speed control systems for such motors. Therefore, it is necessary to develop appropriate algorithms to accurately estimate the induction motor parameters. The main inspiration of the proposed method is the behavior of the Harris hawk group in nature. The objective function is defined as the calculation of the least mean squares of the error resulting from the numerical simulation of the dynamic equations of the motor and the measured value of the current of one motor`s phase. The proposed method is applied to the dynamic model of a specific motor and the results of the proposed method are compared with other previously published methods. The obtained results demonstrate the remarkable capability of the proposed method and its rapid convergence.