Το θέμα της παρούσης εργασίας είναι ο έλεγχος ροπής χωρίς την χρήση αισθητήρων ανάδρασης .Η τεχνολογία είναι σχετικά καινούργια Η εργασία θα επικεντρωθεί στο σύστημα D.T.C ( Direct Control System ) της εταιρίας ΑΒΒ .Η τεχνολογία D.T.C αναφέρεται σε ασύγχρονους επαγωγικούς τριφασικού κλινήρες και εμφανίστηκε πρώτη φορά το 1990 Στόχος της εργασίας είναι να αναδείξει τα πλεονεκτήματα που προκύπτουν από την νέα αυτή τεχνολογία , τον αντίκτυπο που έχει στον πραγματικό κόσμο στην βιομηχανία Μέσα από την εργασία φαίνεται έκδηλα ότι για την δημιουργία και την εξέλιξη μιας καινοτομίας πρέπει απαραίτητα να συνδυάζονται διαφορετικά επιστόμια πεδία , γνώσεις και δεξιότητες.

1. Sensorless Motor Control.
ΕΛΕΓΧΟΣ ΡΟΠΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΧΩΡΙΣ ΑΙΣΘΗΤΗΡΙΑ .
Εργασία στο μάθημα : Ηλεκτροκίνηση και Ευφυή Δίκτυα .
Νικολαΐδης Ν. Δημήτριος.
d.nikolai@yahoo.gr
Διεθνές Πανεπιστήμιο της Ελλάδος.
Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Ηλεκτρονικών συστημάτων.
Θεσσαλονίκη.
ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2021

2. Σελίδα 2 από 13
Περίληψη ---Το θέμα της παρούσης εργασίας είναι ο έλεγχος ροπής χωρίς την χρήση αισθητήρων
ανάδρασης .Η τεχνολογία είναι σχετικά καινούργια Η εργασία θα επικεντρωθεί στο σύστημα D.T.C (
Direct Control System ) της εταιρίας ΑΒΒ .Η τεχνολογία D.T.C αναφέρεται σε ασύγχρονους επαγωγικούς
τριφασικού κλινήρες και εμφανίστηκε πρώτη φορά το 1990 Στόχος της εργασίας είναι να αναδείξει τα
πλεονεκτήματα που προκύπτουν από την νέα αυτή τεχνολογία , τον αντίκτυπο που έχει στον πραγματικό
κόσμο στην βιομηχανία Μέσα από την εργασία φαίνεται έκδηλα ότι για την δημιουργία και την εξέλιξη
μιας καινοτομίας πρέπει απαραίτητα να συνδυάζονται διαφορετικά επιστόμια πεδία , γνώσεις και
δεξιότητες.
Λέξεις κλειδιά: Sensorless control ,D.T.C , ACS600, Three phase Motor , Inverter, Torque ,speed , control .
Ι. ΕΙΣΑΓΩΓΗ.
Η παρούσα εργασία παρουσιάζει και επεξεργάζεται μια σχετικά σύγχρονη μέθοδο ελέγχου κίνητρων. Η μέθοδος
αναφέρετε ως Sensorelles Motor Control και στα ελληνικά μπορεί να αποδοθεί ως Έλεγχος Κινητήρα χωρίς
Αισθητήριά. Η Μέθοδος αυτή εφαρμόζεται σε έλεγχο κινητήρων εναλλασσόμενού ρεύματος σχετικά μεγάλης
ισχύς που είναι και το ζητούμενο στην βιομηχανία .Βασικό χαρακτηριστικό της μεθόδου είναι o έλεγχος του
κινητήρα χωρίς αισθητήρα θέσης ή αισθητήρα ταχύτητας ο οποίος δίνει ανάδραση και διορθώνει το σύστημα
ελέγχου .Υπάρχουν δυο διαφορετικοί τρόποι υλοποίησης αυτής της μεθόδου Η πρώτη μέθοδος ονομάζεται
signal-injection-based [1] ενώ η δεύτερη ονομάζεται Ιnduction Motor model -based flux and speed observer [12].
Στην συγκεκριμένη εργασία θα αναφερθούμε κυρίως στην δεύτερη μέθοδο και θα εξετάσουμε με λεπτομέρεια
το σύστημα D.T.C της εταιρίας ΑΒΒ. Τα inverter της σειράς ΑCS 600 της εταιρίας ΑΒΒ ήταν τα πρώτα τα οποία
είχαν στις προδιάγραφες τους την τεχνολογία D.T.C. Oι πρώτες έρευνες πάνω στην τεχνολογία ελέγχου χωρίς
αισθητήρια εγίρας την δεκαετία του 1970 από τον Γερμανό μηχανικό Dr.Blanscke ενώ στο εμπόριο οι πρώτες
συσκευές που βασιζόταν στην τεχνική αυτή εμφανίστηκαν το 2000. Αρχικά θα κάνουμε μια μικρή ιστορική
αναδρομή στην μέθοδο καθώς και θα αποσαφηνίσουμε ορισμένες σε βασικές έννοιες οι οποίες είναι απαραίτητες
για την κατανόηση των τεχνικών ορών της εργασίας. Θα γίνει σύντομη αναφορά στην πρώτη μέθοδο και υστέρα
θα παρουσιάσουμε την δεύτερη την ποιο διαδομένη μέθοδο παρουσιάζοντας τα πλεονέκτημα και τις δυνατότητες
που μας δίνει. Στο τέλος θα γίνει μια αξιολόγηση της εργασίας και θα παρουσιαστούν τα τελικά συμπεράσματα
που προκύπτουν. Κρίθηκε αναγκαίο να κρατηθεί ως έχει η αγγλική ορολογία έτσι ώστε να είναι εύκολη η
αντιπαραβολή της εργασίας με ένα τεχνικό εγχειρίδιο manual ώστε η εργασία να βοηθήσει έναν νέο μηχανικό
στην κατανόηση της λειτουργίας ενός inverter την παραμετροποίηση του στον πραγματικό κόσμο.
I.1. V.S.D - Variable Speed Drive .
H βασική λειτουργία του V.S.D είναι να ελέγχει τον ηλεκτρική ενέργεια που δίνεται από το δίκτυο στο ηλεκτρικό
κινητήρα ο οποίος μετατρέπει την ηλεκτρική ενεργεία σε μηχανική. Η μηχανική ενέργεια παρέχεται μέσω της
περιστροφής του άξονα .Δυο φυσικά μεγέθη περιγράφουν την κινητική κατάσταση του άξονα η ροπή και η
ταχύτητα περιστροφής . Όταν ένα V.S.D λειτουργεί σε κατάσταση torque control η ταχύτητα καθορίζεται από το
είδος του φορτιού ενώ αντίθετα όταν λειτουργεί σε κατάσταση speed mode η ροπή καθορίζεται από το είδος του
φορτιού .Να επισημάνουμε εδώ ότι η ροπή και η ταχύτητα είναι δυο διαφορετικά φυσικά μεγέθη και κάθε μηχανικό
φορτίο έχει διαφορετικά χαρακτηριστικά .Παραδείγματος χάρη μια ταινιογραμμη μεταφοράς απαιτεί σταθερή
ροπή σε σχέση με την ταχύτητα και η ισχύ είναι γραμμικός ανάλογη της ταχύτητας ( Εικονα1 αριστερά ). Αντίθετα
σε μια φυγοκεντρική αντλία η ροπή αυξάνεται σύμφωνα με το τετράγωνο της ταχύτητα ενώ η ισχύς που απαιτείται
αυξάνεται σύμφωνα με το κύβο της ταχύτητάς. Στην εικόνα 1 φαίνονται με λεπτομέρεια σε διαγράμματά οι
παραπάνω σχέσεις ταχύτητας , ροπής και μηχανικής ισχύος .
Eικονα 1 : Αριστερά φορτίο σταθερής ροπής .Δεξιά φορτίο εκθετικής ροπής.
Υπάρχουν V.S.D τόσο για κινητήρες συνεχούς όσο και για κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος .Στις
περισσότερες περιπτώσεις ένας V.S.D στα ελληνικά αναφέρεται ως μετατροπέας ενώ στην καθομιλουμένη
αναφέρετε ως inverter .O ορός αν και είναι παραπλανητικός γιατί μεταφράζεται ως αντιστροφεας στα αγγλικά
βγάζει νόημα εάν σκεφτούμε ότι ο έλεγχος της ισχύος στο κινητήρα γίνεται μέσω της διαμόρφωσης PWM .Το
inverter αρχικά μετατρέπει , αντιστρέφει την εναλλασσόμενη τάση που παίρνει από το δίκτυο σε. συνεχή και
κατόπιν μέσω της διαμόρφωσης PWM τροφοδοτεί στον κίνητρα εναλλασσόμενου με εναλλασσόμενη τάση
παλμικής μορφής μέσω της διαδικασίας chopping. Στην εικόνα 2 φαίνεται ένα inverter της εταιρίας ΑΒΒ της σειράς
ACS 600 .Στην παρούσα εργασία για τον ορό μετατροπέας V.S.D θα χρησιμοποιήσουμε τον ορό «inverter» τόσο
για μετατροπείς συνεχούς όσο και για εναλλασσόμενού ρεύματος.

3. Σελίδα 3 από 13
Εικόνα 2 : Inverter της εταιρίας ΑΒΒ σειρά ΑCS 600.Η φωτογραφία είναι από το εργοστάσιο διελασης
αλουμινίου Alumil Μυλωνάς στην ΒΙ.ΠΕ Κιλκίς όπου εργαζόμουν στο τμήμα Συντήρησης .
II .Μέθοδος Signal-injection-based.
Η φιλοσοφία της μεθόδου αυτής είναι η εφαρμογή σήματος συγκεκριμένης μορφής στα τυλίγματα του στατη
Μελετώντας την απόκριση του συστήματος (στατης ) μπορούμε να υπολογίσουμε την θέση του ροτορα και αρα την
ταχύτητα περιστροφής .Οι τιμές αυτές λαμβάνονται υστέρα από επεξεργασία τιμών από παραμέτρους που μετρούνται
όπως οι αρμονικές του ρεύματος που παράγονται , οι παρασιτικες αυτεπαγωγές μου μετρούνται και ο μαγνητικός
κορεσμός .Η μέθοδος αυτή απαιτεί περιπλοκή επεξεργασία σήματος και δυνατό υπολογιστικό σύστημα έτσι ώστε να
υπάρχει γρήγορη ανάδραση και άμεσος έλεγχος .Μειονέκτημα της μεθόδου είναι ότι θα πρέπει ο κινητήρας να είναι
ειδικής κατασκευής .Πλεονέκτημα της μεθόδου είναι ότι μπορούμε να έχουμε αξιόπιστη ρύθμιση στροφών σε μεγάλο
εύρος τιμών ακόμα και σε μηδενικές ταχύτητες .Υπάρχουν δυο υποκατηγορίες της μεθόδου .Στην πρώτη
χρησιμοποιείται σήματος χαμηλής συχνότητας ενώ στην δευτερη υψηλής .Στην πράξη χρησιμοποιείται περισσότερο η
δευτερη μέθοδος μετρήσεων λόγω της εγγενούς μικρής μαγνητικής ανισσοτροπιας του ηλεκτρικού κινητήρα .
III .Ιnduction Motor model -based flux and speed observer.
Η μέθοδος αυτή εμφανίστηκε για πρώτη φορά στα τέλη της δεκαετίας το 1970 και χρησιμοποιήθηκε κυρίως στην
βιομηχανία των πετροχημικών .Η βασική ιδέα είναι η δημιουργία ενός μαθηματικού μοντέλου του κινητήρα .Το
μαθηματικό μοντέλο αυτό θα μπορεί να υπολογίζει την θέση και αρα την ταχύτητα περιστροφής έχοντας σαν δεδομένα
εισόδου τιμές λειτουργίας του κινητήρα όπως το ρεύμα και η τάση τροφοδοσίας του .Με την ανάπτυξη της επιστήμης
των υπολογιστών η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται όλο και περισσότερο και κερδίζει έδαφος σε σχέση με την προηγουμένη
μέθοδο που αναφέραμε πρωτύτερα .Η εταιρία ABB Asea Brown Boveri ήταν η πρώτη που παρουσίασε inverter με την
δυνατότητα ελέγχου ροπής κινητήρα χωρίς αισθητήριά .Το σύστημα αναφέρεται στα white papers της εταιρίας ως D.T.C
( Direct Control System ) Άμεσος Έλεγχος Pοπης .Το σύστημα D.T.C ενσωματώνεται στην σειρά ACS 600 inverter για
τον έλεγχο ασύγχρονων επαγωγικών τριφασικών κινητήρων .Το μοντέλο υπολογίζει την δεδομένη χρονική στιγμή την
ροπή , το μαγνητικό πεδίο στον στατη και την ταχύτητα του δρομέα .Για την κατασκευή του μοντέλου ο χρήστης θα
πρέπει να εισάγει τις ονομαστικές τιμές λειτουργίας του κινητήρα από την πινακίδα του στο μενού και κατόπιν να
επιλέξει την διαδικασία Id Run (θα αναφερθούμε κατόπιν σε αυτήν). Τα δεδομένα εισόδου του μοντέλου είναι η
ένταση του ρεύματος σε δυο από τις τρεις φάσεις και η τιμή του Dc Bus. είναι η τιμή τάσης αμέσως μετα την ανόρθωση
(Βλέπε εικόνα 3 )
IV. ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΜΕΘΟΔΟΥ D.T.C ( Direct Torque Control )
IV.1. Μαθηματική ανάλυση της μέθοδού D.T.C. -Έλεγχος Ροπής .
Αρχικά θα δούμε πως ελέγχουμε την ροπή του κινητήρα η οποία δίνεται από εξωτερικό γινόμενο των
διανυσμάτων όπως δείχνει η παρακάτω εξίσωση 1
𝛵𝑒 = 𝑃𝑛 ∗
1−𝜎
𝜎∗𝐿𝑚
∗ 𝛹𝑟
̅̅̅̅ × 𝛹𝑠
̅̅̅̅ [5] (1)
Όπου :
➢ 𝛵𝑒 είναι η Ροπή του κινητήρα .Το ζητούμενο .
➢ 𝑃𝑛 𝜀𝜄𝜈𝛼𝜄 𝜏𝛼 𝜁𝜀𝜐𝛾𝜂 𝜏𝜔𝜈 𝜋𝜊𝜆𝜔𝜈 𝜏𝜊𝜐 𝜅𝜄𝜈𝜂𝜏𝜂𝜌𝛼 .

4. Σελίδα 4 από 13
➢ σ είναι o συντελεστής διαρροής - leakage factor . Ο συντελεστής αυτός ισούται με τον λόγο της ολικής
μαγνητικής ροής προς την χρήσιμη μαγνητική ροή.Την ροή δηλαδή που περνάει από τον ροτορα από
τον στατη [9].
➢ 𝐿𝑚 είναι η μαγνητική αυτεπαγωγή .
➢ 𝛹𝑟
̅̅̅̅̅ είναι το διανυσμα του μαγνητικού πεδίου του ροτορα .
➢ 𝛹𝑠
̅̅̅̅̅ είναι το διανυσμα του μαγνητικού πεδίου του στατη
➢ 𝐼𝑠
̅ . είναι η ένταση του ρεύματος στον στατη.
Να υπενθυμίσουμε ότι το μέτρο του εξωτερικό γινόμενου ( cross product ) Ψr
̅̅̅̅ × Ψs
̅̅̅̅ ισούται με :
Ψr ∗ Ψs ∗ sin γ . (7)
Όπου :
➢ γ είναι η γωνία των διανυσμάτων Ψr
̅̅̅̅ και Ψs
̅̅̅̅.
➢ Ψr και Ψs το μέτρο των διανυσμάτων Ψr
̅̅̅̅ και Ψs
̅̅̅̅.
Ψ είναι το σύμβολο του διανύσματος της μαγνητικής ροής .Στα αγγλικά το Ψ αναφέρετε ως flux linkage- ροή
σύνδεσης είναι ένας εναλλακτικός όρος της συνολικής μαγνητικής ροής και χρησιμοποιείται κυρίως στην μηχανική.
Να αποσαφηνίσουμε ότι η μαγνητική ροή Magnetic flux είναι μονόμετρο βαθμωτο μέγεθος συμβολίζεται με Φ και
έχει μονάδες μέτρησης τα weber .Αντίθετα , η πυκνότητα μαγνητικής ροής Magnetic flux density, συμβολίζεται
με B, είναι διανυσμα και έχει μονάδες μέτρησης τα webers per square metre (ή tesla).Η πυκνότητα μαγνητικής
ροής είναι αυτό που κοινώς οι επιστημονική κοινότητα εννοεί όταν αναφέρει την λέξη μαγνητικό πεδίο [6].
Πρακτικά το flux linkage Ψ δεν έχει καμιά διαφορά με διανυσμα B .Η μονή διαφορά είναι το Ψ χρησιμοποιείται
στην περίπτωση που το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται από πηνίο με πολλές σπείρες .
Όπως προκύπτει από τον μαθηματικό τύπο 1 η ροπή έχει διεύθυνση κάθετα στην σελίδα και φορά προς τον
αναγνώστη και αρα η περιστροφή είναι αριστερόστροφη .Άλλο ένα συμπέρασμα που συνεπάγεται από τον
μαθηματικό τύπο του εξωτερικού γινομένου ( 7 ) είναι ότι το μαγνητικό πεδίο του στατη και του ροτορα βρίσκονται
πάντα σε διαφορά φάσης γ διαφορετικά η ροπή μηδενίζεται ( sin 0 =0 ) εξίσωση 7
Σχήμα 1 : Ελέγχοντας το μαγνητικό πεδίο του στατη ελέγχω άμεσά την ροπή του κινητήρα. [5]
Στο σχήμα 1 φαίνεται η διανυσματική ανάλυση των μεγεθών που λαμβάνουν μέρος στην υλοποίηση του
μαθηματικού μοντέλου που περιγράψαμε στην προηγουμένη ενότητα .Το μέτρο του Ψs είναι συνήθως σταθερό
,το ίδιο συμβαίνει και με το διανυσμα του μαγνητικού πεδίου στον ροτορα Ψr
̅̅̅̅ το οποίο μεταβάλετέ αργά σε σχέση
με αυτό του στατη έχοντας υστέρηση μεγαλύτερη των 100ms. Κατά συνέπεια των παραπάνω μπορώ να ρυθμίσω
και αρα να ελέγξω την ροπή του κινητήρα μεταβάλλοντας μόνο την γωνία των διανυσμάτων Ψr
̅̅̅̅ και Ψs
̅̅̅̅ .Ας το
κρατήσουμε αυτό για παρακάτω .
Η γωνία του διανύσματος 𝛹s εξαρτάται από εξαρτάται και ρυθμίζεται από την ένταση του ρεύματος και αρα
από την τάση που δίνει το Inverter .Αρα ρυθμίζοντας την τάση μπορώ να ρυθμίσω την ροπή του κινητήρα .Το
Εικόνα 5 : H τροφοδοσία ενός τριφασικού κινητήρα από inverter. [5]

5. Σελίδα 5 από 13
βασικό ερώτημα είναι ποια είναι ακριβής τιμή της πραγματικής ροπής έτσι ώστε ανάλογα να ρυθμίσω και την
τάση .Πως μπορώ να την μάθω αφού δεν την μετρώ με αισθητήρα ;
Εικόνα 3 : Block Διάγραμμα του συστήματος D.T.C με τις βαθμίδες ελέγχου και ρύθμισης
Ένας χοντροκομμένος τρόπος μεταβολής της τάσης φαίνεται για εκπαιδευτικούς σκοπούς στην εικόνα 5. Όπου
Βλέπουμε έναν τριφασικό κινητήρα να τροφοδοτείται από τρεις διακόπτες τριών θέσεων .Το ένα άκρο του διακόπτη
πηγαίνει στην φάση του κινητήρα ενώ το άλλο είναι είτε + είτε – ανάλογα την θέση του διακόπτη . Mε τον τρόπο
αυτό μεταβάλω το διανυσμα της τάσης και αρα το διανυσμα της ροπής . Υπάρχουν οκτώ διαφορετικοί συνδυασμοί
για τους τρεις διακόπτες που δίνουν έξι διαφορετικά διανύσματα και δυο μηδενικά ( δυο τελευταία στην δεξιά στήλη).
Για παράδειγμα στην χρονική στιγμή που αποτυπώνεται στην εικόνα 3 Η εφαρμογή τάσης γωνίας U4 μεγαλώνει την
γωνιά γ και αρα αυξάνει την ροπή . Η γωνιά γ αυξάνεται διότι αυξάνεται η κάθετη συνιστώσα του Ψs
̅̅̅̅ στο διανυσμα
Ψr
̅̅̅̅. Για να πάρω την τάση U4 αρκεί να επιλέξω τον κατάλληλο συνδυασμό των τριών διακοπτών .Για την τάση U4 θα
πρέπει να πάρω την τέταρτη επιλογή στην δεξιά πλευρά της εικόνας 5 .
Σε ένα πραγματικό inverter το χοντροκομμένο κύκλωμα της Εικόνας 5 αποτελείται από διάταξη IGBT insulated-
gate bipolar transistor (Eικονα 6 ) όπου μπoρω να έχω έλεγχο και του μέτρου κάθε συνιστώσας και αρα μπορώ να
κατασκευάσω ότι διανυσμα τάσης θέλω και απαιτεί το σύστημα .
Eικονα 6 :Tροφοδοσια τριφασικού κινητήρα από διάταξη ΙGBT.
Στο σύστημα D.T.C το κύκλωμα το οποίο τις εντολές στην διάταξη των IGBT ( Eικονα 6 ) ονομάζετε optimum
pulse selector ( Εικόνα 3.) . Οι εντολές δίνονται στην βάσεις των τρανζίστορ IGBT.
IV.2.Έλεγχος ροπής μέσω βρόγχου υστέρησης
Όπως και σε όλα τα κλειστά συστήματα αυτομάτου ελέγχου έτσι και στο D.T.C ο έλεγχος γίνεται μέσω
βρόγχου υστέρησης ο οποίος φαίνεται στην εικόνα 7.
Όπου :
➢ Τe είναι η πραγματική ροπή του κινητήρα ( real value ).
➢ Tref είναι η επιθυμητή ροπή ( set point ή Τreference ) .
➢ 2ΔΤ είναι το εύρος υστέρησης .
Εάν η διαφορά μεταξύ των τιμών της Τe και Τref είναι μικρότερη από ΔT αυτό σημαίνει ότι το σύστημα δεν
χρειάζεται να αυξήσει η να μειώσει την ροπή οπότε επιλέγεται η μηδενική τάση .Αντίστοιχα εάν η διαφορά είναι

6. Σελίδα 6 από 13
θετική η αρνητική ( error signal ) δηλαδή θέλουμε λιγότερη η περισσότερη ροπή ( real value) το σύστημα επιλεγεί
την κατάλληλη τάση U ( Εικόνα 5 ) για διόρθωση .
Εικόνα 7 :Έλεγχος ροπής μεσώ βρόγχου υστέρηση [5]
IV.3.Μαθηματική ανάλυση της μέθοδού D.T.C. -Μοντέλο Κινητήρα – Adaptive motor model
Στην ενότητα αυτή θα περιγράψουμε το βασικότερο μέρος του κλάδου ανάδρασης του συστήματος .Θα
προσπαθήσουμε να περιγράψουμε την μαθηματική λογική και να εξηγήσουμε την λειτουργία του Adaptive motor
model ( Εικόνα 3 ) .Σκοπός του μοντέλου είναι να υπολογίζει ,να εκτιμά την ροπή του συστήματος . Να
υπενθυμίσουμε ότι το σύστημα είναι sensorlees δηλαδή ο υπολογισμός δεν γίνεται άμεσα μέσω αισθηρα αλλά
έμμεσα μέσω του μαθηματικού μοντέλου. Η ακρίβεια του μοντέλου είναι πολύ σημαντική .Η ροπή του συστήματος
υπολογίζεται υστέρα από πολύπλοκη ψηφιακή επεξεργασία .Το μοντέλο δημιουργείται custom για κάθε κινητήρα
.Πριν την λειτουργία κάθε Inverter που ενσωματώνει ένα σύστημα D.T.C εκτελείται η λειτουργία idefication run
κατά την οποία λαμβάνονται τιμές όπως η ωμική αντίσταση του στατη , η παρασιτικες αυτεπαγωγές ,συντελεστές
μαγνητικού κορεσμού. Οι τιμές αντιστοιχούν σε στην ταυτότητα του κάθε κινητήρα και παραμετροποιουν το
μοντέλο το οποίο υπολογίζει , εκτιμά την ροπή του .Δεδομένα δυναμικής εισόδου του μοντέλου είναι τα τρία
σήματα ανάδρασης .Τα σήματα αυτά είναι οι εντάσεις του ρεύματος στις δυο από τις τρεις φάσεις του κινητήρα
και η τάση D.C bus ( Εικόνα 8 ).
Κύρια δουλειά του μοντέλου είναι να υπολογίσει τo μαγνητικό πεδίο του στατη Ψs και υστέρα μέσω της
εξίσωσης 1 την ροπή του άξονα που είναι και το κυρίως ζητούμενο .Ο υπολογισμός αυτός γίνεται κάθε 25μs.
To διανυσμα του μαγνητικού πεδίου του στατη 𝛹s .υπολογίζεται με την βοήθεια των δυο παρακάτω
εξισώσεων 2 και 3 .
Ψ𝑠 = (𝑈𝑠 − 𝑅𝑠 ∗ 𝐼𝑠) 𝑑𝑡 [5] . (2)
Όπου :
➢ Us είναι το διανυσμα της τάσης στον στατη και καθορίζεται από την θέση των διακοπτών και την τάση
D.C bus ( το ξέρω ). ( V.3.Οptimal pulse selector .)
➢ Rs είναι η ωμική αντίσταση του στατη και η τιμή του λαμβάνεται από το την διαδικασία id run ( θα την
περιγράψουμε παρακάτω ).
➢ Ιs είναι η ένταση του ρεύματος στον στατη ( μετρούμενο σήμα ανάδρασης ).
Και η εξίσωση :
𝛹𝑠
̅̅̅̅ = 𝐿𝑠 ∗ 𝑖𝑠 + 𝐿𝑚 ∗ 𝑖𝑟 [5] (3)
Όπου :
➢ Ls είναι η αυτεπαγωγή του τυλίγματος του στατη .
➢ Lm είναι η μαγνητική αυτεπαγωγή magnetizing inductance Η μαγνητική αυτεπαγωγή είναι ένα μέγεθος που
δηλώνει πόση μαγνητική ροή περνάει από τον στατη στον ροτορα Δηλαδή πόση σύζευξη ( coupling ) υπάρχει
μεταξύ αυτών των δυο συστημάτων ροτορα και στατη .Όσο ποιο χαμηλή είναι η τιμή της τόσο η απόδοση του
κινητήρα μειώνεται [8].
➢ Ιs είναι το ρεύμα στο στατη .
➢ Ιr είναι το ρεύμα στον ροτορα.
Για τον ακριβή υπολογισμό λαμβάνονται επιπλέον υπόψιν και ο θερμικός συντελεστής της αντίστασης του
στατη καθώς ο χρόνος απόκρισης του συστήματος , δηλαδή η αδράνεια του. Το μοντέλο εκτός από τον υπολογισμό
της ροπής μπορεί να υπολογίζει, εκτιμά και την ταχύτητα περιστροφής του άξονα ωr. Για τον υπολογισμό της
ταχύτητας περιστροφής χρησιμοποιούνται οι παρακάτω μαθηματικές εξισώσεις 4 , 5 και 6 .

7. Σελίδα 7 από 13
𝛹𝑠
̅̅̅̅ =
𝐿𝑟
𝐿𝑚
∗ (𝛹𝑠
̅̅̅̅̅ − 𝜎 ∗ 𝐿𝑠 ∗ 𝑖𝑠) = 𝛹𝑟𝑥 + 𝑗 𝛹𝑟𝑦[5] (4)
Θr = arctan(
𝛹𝑟𝑦
𝛹𝑟𝑥
) [5] (5)
ωr = 𝑃𝑛 ∗ ( 𝜔𝑒 − 𝑅𝑟 ∗
𝑇𝑒
𝜃𝑟2
) (6)
Όπου για την εξίσωση 4 :
➢ Lr είναι η αυτεπαγωγή του ροτορα.
➢ Lm είναι η μαγνητική αυτεπαγωγή magnetizing inductance .
➢ σ είναι η leakage factor συντελεστής διαρροής .
Όπου για την εξίσωση 5:
➢ Θr είναι η γωνία θέσης του ροτορα σε σχέση με τον στατη .
➢ Ψrx είναι το πραγματικό μέρος της μαγνητικού πεδίου του ροτορα .Η ροή είναι διανυσμα και μπορεί να
αναπαρασταθεί με μιγαδικό αριθμό .
➢ Ψry είναι το φανταστικό μέρος της μαγνητικού πεδίου του ροτορα .
➢ θr είναι η γωνία του διανύσματος του μαγνητικού πεδίου του ροτορα σε σχέση με αυτό του στατη .
Όπου για την εξίσωση 6:
➢ ωr είναι η κυκλική συχνότητα γωνιακής περιστροφής του άξονα (το ζητούμενο ).
➢ Pn είναι τα ζεύγη των πόλων του κινητήρα .
➢ ωe είναι η κυκλική συχνότητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου .
➢ Rr είναι η ωμική αντίσταση του ροτορα .
➢ Τe είναι η εκτιμωμένη air- gap torque .Pοπη air- gap ονομάζεται η ροπή που παράγεται από την
αλληλεπίδραση του μαγνητικού πεδίου και των ρευμάτων. Γενικά η τιμή αυτή είναι διαφορετική από
αυτήν που μετράμε στον άξονα και ισούται με την πρωτόγεννή παραγόμενη ροπή. Η ροπή που παίρνουμε
στον άξονα του κινητήρα προέρχεται από την ροπή air-gap Τe η οποία ταξιδεύει , μεταδίδεται διαμέσου
του μηχανικού συστήματος κινητήρας , άξονας ,μηχανικό φορτίο. [7] .
Αρχικά υπολογίζουμε πρώτα το διανυσμα Ψs από την εξίσωση 4.Υστερα βρίσκουμε την γωνία θέσης του
ροτορα Θr λύνοντας την εξίσωση 5 τόξο εφαπτομένης .Κατόπιν χρησιμοποιώντας την εξίσωση 6 βρίσκουμε
το τελικό ζητούμενο την ταχύτητα περιστροφής ωr (rad/sec ή rpm ).
V. BΑΘΜΙΔΕΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ D.T.C .
Αφού παρουσιάσαμε το μαθηματικό υπόβαθρο της μεθόδου D.T.C στο υπόλοιπο μέρος της εργασίας θα
δώσουμε λεπτομέρειες για τις εσωτερικές βαθμίδες που συναρτούν το σύστημα .
V.1. Αναγκαιότητα για το D.T.C
Τα Inverter που ενσωματώνει την τεχνολογία D.T.C είναι εντελώς διαφορετικά από τα προηγούμενα .Ο λόγος
είναι ότι τα παλιά Inverter χρησιμοποιούσαν την τεχνολογία P.W.M για τον έλεγχο των στροφών του κινητήρα
.Στα Inverter παλιάς τεχνολογίας P.W.M ρυθμιζόταν ταυτόχρονα η συχνότητα και η τάση μέσω ράμπας V/F voltage
/ frequency .Ο τρόπος αυτός ελέγχου ήταν αργός και ο έλεγχος της ροπής δεν ήταν αξιόπιστος. [3]. Στα inverter
ACCS600 μπορεί ο χρήστης να επιλέξει αν θέλει την παλιά λειτουργία η οποία ονομάζεται Scalar Mode. Mε την
τεχνολογία D.T.C έχουμε απευθείας έλεγχο του κινητήρα στα τα δυο χαρακτηριστικά λειτουργίας του την ροπή
και ταχύτητα του .Στη ενότητα αυτή θα παρουσιάσουμε με κάθε δυνατή λεπτομέρεια κάθε του block διαγράμματος
που φαίνεται στην Εικόνα 3 .Ήδη είπαμε κάποια πράγματα για το κύκλωμα optimum pulse selector και το κύκλωμα
adaptive motor model όταν περιγράψαμε το θεωρητικό μέρος Το ηλεκτρονικό κύκλωμα Τεχνολογίας D.T.C
χωρίζεται σε δυο τμήματα το torque control loop το οποίο αναφέρεται ως D.T.C core στα δεξιά της εικόνας 3 και το
speed control loop στα αριστερά . Για αποσαφήνιση της τοπολογίας του συστήματος βλέπε Εικόνα 8 .
ΤORQUE CONTROL LOOP .
V.2. Adaptive motor model.
Όπως αναφέραμε και προηγουμένως στην θεωρητική ενότητα πριν την λειτουργία D.T.C το inverter εκτελεί ένα
Ιdentification Run .Η διαδικασία αυτή αναφέρεται και ως auto tuning και τιμές όπως η ωμική αντίσταση του
κινητήρα , η αυτεπαγωγή και ο συντελεστής μαγνητικού κορεσμού παίρνονται μέσω της διαδικασίας και
παραμετροποιουν τον μοντέλο .Η διαδικασία identification run διαρκεί λίγα δευτερόλεπτα και κατά την διάρκεια
της ο άξονας του κινητήρα περιστρέφεται για λίγο .Επαναλαμβάνουμε και πάλι ότι το μοντέλο δεν χρησιμοποιεί

8. Σελίδα 8 από 13
αισθητήρες ανάδρασης όπως ταχόμετρα και encoders για τον υπολογισμό της ταχύτητας περιστροφής .Παρόλα
ταύτα η τεχνολογία D.T.C δίνει ακρίβεια ελέγχου ροπής μέχρι και 0,5 % .
Εικόνα 8 : Tα δυο βασικά μέρη του κυκλώματος D.T.C ο βρόγχος ελέγχου ταχύτητάς το speed control loop
αριστερά και ο βρόγχος ελέγχου ροπής torque control loop δεξιά . [3]
Οι πληροφορίες οι οποίες χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των διακοπτών ( ενότητα IV.1 ) δίνονται από το
κύκλωμα Συγκριτη ροπής και μαγνητικής ροής .Το κύκλωμα αυτό τροφοδοτεί τον optimal pulse selector και έχει
δυο κατώφλια σύγκρισης για τον έλεγχο ένα για την ροπή και ένα για την μαγνητική ροή . Tα δεδομένα αυτά
στέλνονται κάθε 25 μς .
V.3.Οptimal pulse selector .
To Κύκλωμα αυτό ελέγχει τον χρόνο αγωγιμότητας των ΙGBT (Εικόνα 6) . H καρδιά του συστήματος αυτού είναι
ένας D.S.P επεξεργαστής Digital Signal Processor με συχνότητα χρονισμού 40 MHz και χρησιμοποίει υλικό hardware
ASIC Application-Specific Integrated Circuit .Δηλαδή ολοκληρωμένα κυκλώματα I.C τα οποία είναι ειδικά
κατασκευασμένα για την συγκεκριμένη λειτουργία από την εταιρία κατασκευής .Αρα είναι πρακτικά αδύνατο να
επισκευαστεί μια τέτοια συσκευή πάρα μόνο από την εταιρία κατασκευής .Oλα τα σήματα ελέγχου μεταδίδονται μέσω
οπτικών ινών για να διασφαλιστεί η ταχύτητα και η ατρωσια στον ηλεκτρομαγνητικό θόρυβο .Ας μην ξεχνάμε ότι τα
inverter δουλεύουν σε βρώμικο βιομηχανικό περιβάλλον γεμάτο παρεμβολές και θόρυβο. Η μεγάλη ταχύτητα
λειτουργίας του κυκλώματος 40 MHz διασφαλίζουν την αποδοτικότητα του συστήματος .Η ικανότητα ρύθμισης της
ταχύτητας είναι με ακρίβεια 0,5 % και ο χρόνος απόκρισης στον έλεγχο της ροπής είναι 2ms
SPEED CONTROL LOOP.
Αφού αναλύσαμε το δεξιά μέρος του συστήματος D.T.C core ( Eικονα 3 ) ας προχωρήσουμε στο αριστερό μέρος το
οποίο αναφέρεται ως κύκλωμα ελέγχου ταχύτητας Speed control loop ( Εικόνα 9)
Εικόνα 9 : Κύκλωμα Ελέγχου ταχύτητας. [3]
V.4. Τorque Reference Control - Eλεγκτής ροπής αναφοράς .
Το κύκλωμα αυτό δείκτης 5 στην εικόνα 9 οδηγεί το κύκλωμα Torque and flux comparator του D.T.C core.( Εικόνα
3 ). Έχει δυο εισόδους η μια είσοδο δείκτης 6 είναι το speed reference.Το speed reference είναι το set point δηλαδή
είναι η επιθυμητή από τον χρήστη ροπή που θέλουμε να έχουμε στον άξονα .Η άλλη είσοδος παίρνετε από την έξοδο
ενός ελεγκτή ταχύτητας τεχνολογίας P.I.D . Με το κύκλωμα αυτό διασφαλίζεται ο περιορισμός της ροπής λειτουργίας
για την ασφάλεια του κινητήρα και ο περιορισμός του D.C bus για την ασφάλεια του inverter .

9. Σελίδα 9 από 13
V.5.Ελεγκτής ταχύτητας- Speed controller .
O Ελεγκτής ταχύτητας αποτελείται από έναν ελεγκτή P.I.D proportional–integral–derivative controller.Το speed
reference είναι το set point δηλαδή είναι η επιθυμητή από τον χρήστη ταχύτητα που θέλει να έχει ο κινητήρας
(Εικόνα 9 , θα μπορούσε να ήταν το γκαζι για τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα ) .Το σήμα αυτό συγκρίνεται με το σήμα
ανάδρασης , εκτίμηση από το μοντέλο και η διαφορά error signal οδηγείται στον ελεγκτή P.I.D.
V.6.Flux Reference Control- Ελεγκτής αναφοράς Ροής .
O ελεγκτής αυτός οδηγεί το flux and torque comparator στο τμήμα D.T.C που αναφερθήκαμε παραπάνω .Το κύκλωμα
αυτό σετάρει την επιθυμητή ροή που θέλουμε να έχει ο κινητήρας και έχει δυο εισόδους. Κατά την παραμετροποίηση
configuration του inverter ορίζω εάν θέλω το μοτέρ να δουλεύει με λειτουργία Flux optimizing και εάν θέλω το
μοτέρ να σταματά με την μέθοδο Flux braking .Οι παραπάνω δυο είσοδοι αντιστοιχούν στο εάν τo inverter θα
δουλέψει με αυτές τις δυο μεθόδους ή όχι .Η λειτουργία Flux optimizing χρησιμοποιείται για την εξοικονόμηση
ενεργείας . Ως γνωστό στις περισσότερες φορές σε εφαρμογές όπως οι αντλίες και οι ανεμιστήρες τοποθετούνται
κινητήρες που είναι μεγαλύτεροι σε ισχύ από το απαιτούμενο αυτό έχει ως συνέπεια την άσκοπη κατανάλωση ενέργειας
.Το πρόβλημα λύνεται με την λειτουργία Flux optimizing [10].
Η άλλη είσοδος έχει να κάνει με την επιλογή Flux braking .Flux braking είναι ένα είδος πέδησης , φρεναρίσματος
που βασίζεται στην τεχνολογία D.T.C μεταβάλλοντας το μαγνητικό πεδίο του κινητήρα .Χρησιμοποιώντας την
τεχνολογία D.T.C είμαστε σίγουροι ότι το μοτέρ θα φρενάρει με την επιθυμητή ράμπα επιβράδυνσης αφού εμείς οι
ίδιοι ελέγχουμε την ροπή του Ένα άλλο πλεονέκτημα της τεχνολογίας είναι ότι μπορεί ο κινητήρας να κάνει
διαδοχικές επανεκκινήσεις .Η Flux braking μέθοδος αυτή είναι ποιο αποδοτική σε μικρούς κινητήρες ισχύος κάτω
από 5ΚW .
VII. Πλεονεκτήματα της τεχνολογίας D.T.C .
Τorque control at low speed.Ακριβής έλεγχος της ροπής στις χαμηλές ταχύτητες χωρίς την ανάγκη τοποθέτηση
αισθητήρα ανάδρασης .Με το σύστημα D.T.C έχουμε έλεγχο στις χαμηλές στροφές αυτό είναι πάρα πολύ σημαντικό
και αναγκαίο σε περιπτώσεις όπως ανελκυστήρες και γερανούς .Στις εφαρμογές αυτές θα πρέπει να μην υπάρχει
ταλάντωση στο φορτίο και ο κινητήρας πρέπει να ξεκινάει και να σταματά ομαλά. Στην εικόνα 10 δίνεται το διάγραμμα
ροπής σε σχέση με την ταχύτητά περιστροφής σε τριφασικό κινητήρα τροφοδοτούμενο από inverter σειράς ΑCS800
τεχνολογίας D.T.C ενώ στην εικόνα 11 το ίδιο διάγραμμά για απευθείας τροφοδοσία .Βλέπουμε εδώ έκδηλά πως με
την χρήση του D.T.C αλλάζουμε ριζικά την συμπεριφορά του κινητήρα
Εικόνα 10 : Διάγραμμα ροπής σε σχέση με την ταχύτητά περιστροφής σε τριφασικό κινητήρα
τροφοδοτούμενο από inverter σειράς ΑCS800 τεχνολογίας D.T.C
Εικόνα 11 :Διάγραμμα ροπής σε σχέση με την ταχύτητά περιστροφής σε ασύγχρονο τριφασικό κινητήρα
τροφοδοτούμενο κατευθείαν από την γραμμή

10. Σελίδα 10 από 13
Το χαρακτηριστικό αυτό κάνει την τεχνολογία D.T.C απαραίτητη σε εφαρμογές που απαιτείται μεγάλη ακρίβεια
στον έλεγχο θέσης όπως στην μεταφορά φορτίων και πλήρης αυτοματοποίηση της διαδικασίας . Στην εικόνα 12 βλέπουμε
το διάγραμμα ροπής και ταχύτητας σε σχέση με τον χρόνο σε ένα σύστημα D.T.C και σε ένα inverter παλιάς τεχνολογίας
P.W.M Ο έλεγχος της ροπής στις χαμηλές ταχύτητες με την μέθοδο D.T.C είχε σαν συνέπεια την αντικατάσταση των
κινητήρων συνεχούς με αυτών του εναλλασσόμενου . Να σημειώσουμε ότι οι κινητήρες συνεχούς κοστίζουν
περισσότερο με τον αντίστοιχο ίδιας ισχύος κινητήρα εναλλασσόμενου ,απαιτούν ειδική τροφοδοσία (ανόρθωση ) .
Μεγάλο τους μειονέκτημα το μεγάλο κόστος συντήρησης λόγω της ειδικής κατασκευής τους ψήκτρες , συλλέκτης .
Στην εικόνα 13 φαίνεται ένας κινητήρας συνεχούς ρεύματος με τον αισθηρα ανάδρασης το ταχύμετρο στα δεξιά της
εικόνας .Ας προσέξουμε κάτι πολύ ενδιαφέρον σε αυτήν την φωτογραφία του πραγματικού κόσμου .Επειδή ο κινητήρας
δουλεύει σε χαμηλές στροφές δεν μπορεί να αυτοψυχθει και τοποθετείται προσθετός ανεμιστήρας για την δουλειά αυτή.
Χρησιμοποιώντας D.T.C δεν χρειάζεται να τοποθετήσουμε ταχύμετρο ή encoder θέσεως αυτό έχει σαν συνέπεια ποιο
γρήγορη υλοποίηση της κατασκευής και φυσικά οικονομία .
Εικόνα 12 :Συσχέτιση των επιδόσεων σε ροπή και ταχύτητα ενός inverter τεχνολογίας D.T.C και ενός inverter
τεχνολογίας P.W.M. [13]
Low audible noise .Ο κινητήρας που λειτουργεί με το σύστημα D.T.C ακούγεται λιγότερο από ένα κινητήρα που
οδηγείται από ένα inverter παλιάς τεχνολογίας P.W.M.Αυτό επιτυγχάνεται κυρίως μέσω της λειτουργίας Flux optimizing
που αναφέραμε στην ενότητα V.8..Γενικά με την τεχνολογία D.T.C έχουμε λιγότερες μηχανικές δονήσεις αυτό οφείλεται
και στο γεγονός ότι η τάση που δίνεται στον κινητήρα δίνεται για τις ανάγκες της δεδομένης στιγμής ανά 2 ms και
δεν υπάρχει εξαρχής προκαθορισμένη τάση που τροφοδοτεί τον κινητήρα που ίσως να μην είναι κατάλληλη. Αυτό έχει
σαν αποτέλεσμα ομαλή λειτουργεία λιγότερη καταπόνηση στα μηχανικά μέρη της κατασκευής όπως ρουλεμάν ,μειωτηρες
, γρανάζια. Αυτό έχει σαν συνέπεια λιγότερο κόστος συντήρησης και φυσικά λιγότερα σταματήματα στην γραμμή
παραγωγής dead – time .Σημαντικότατος παράγοντας σε βιομηχανίες όπου υπάρχει αλυσιδωτή παραγωγή προϊόντος
στις γραμμές παραγωγής .Να σημειώσουμε επίσης ότι και τα ταχύμετρα και encoder (Εικόνα 14) θέσης είναι
Εικόνα 13 .Κινητήρας συνεχούς ρεύματος Στα δεξιά διακρίνεται το αισθητήριο ταχύτητας Aισθητήρας ανάδρασης
για τον έλεγχο θέσης. Η φωτογραφία είναι από το εργοστάσιο διελασης αλουμινίου Alumil Μυλωνάς στην ΒΙ.ΠΕ Κιλκίς
πολύ ευπαθή στις μηχανικές καταπονήσεις και συχνά αποτελούν αιτία για σταμάτημα της παράγωγης λόγω εσφαλμένης
λειτουργίας .
Extremely fast response. Λόγω της μεγάλης ταχύτητας επεξεργασίας των σημάτων η απόκριση του είναι πολύ γρήγορη
και φτάνει στα 1 με 2 ms την στιγμή που τα αντίστοιχα dc driver με ανάδραση έχουν χρόνο απόκρισης μεταξύ 10
και 20 ms .Ενώ τα παλιά inverter τ για κινητήρες εναλλασσόμενου έχουν απόκριση μεγαλύτερη από 100ms.O μικρός
χρόνος απόκρισης έχει σαν συνέπεια να μην μειώνονται οι στροφές όταν αυξάνεται το φορτίο και κατά συνέπεια μεγάλη
γραμμικότητα [3]

11. Σελίδα 11 από 13
Torque repeatability. Επαναληψημοτητα Το σύστημα D.T.C δίνει στην έξοδο του την ίδια τιμή ροπής για την ίδια
τιμή εισόδου reference torque .Οι επιδόσεις στην Επαναληψημοτητα είναι ίδιες με αυτές των κλειστών συστημάτων
ελέγχου είτε για ac κινητήρα είτε dc ενώ είναι δυο φορές καλύτερες από αυτές των προγενέστερων ανοικτών
συστημάτων a.c
Εικόνα 14 .Aισθητήρας ανάδρασης για τον έλεγχο θέσης
Torque linearity. Γραμμικότητα στον έλεγχο της ροπής Το σύστημά D.T.C έχει στην έξοδο του μεγάλη γραμμικότητα
.Αυτό είναι πολύ σημαντικό σε εφαρμογές στην βιομηχανία επεξεργασίας χαρτιού οπού απαιτείται κατά την διαδικασία
τυλίγματος σταθερότητα και ακρίβεια
Flying starting. Με Το σύστημα D.T.C ο κινητήρας μπορεί να κάνει flying starting δηλαδή να ξανακινήσει ακόμα και
εάν ο άξονας ακόμα γυρνάει λόγω αδράνειας όπως στην περίπτωση παραδείγματος χάρη ενός ανεμιστήρα .Ενώ
χρησιμοποιώντας τα παλιά inverter θα έπρεπε να περιμένουμε α πέσουν οι στροφές του μοτέρ και μετα να το
ξανακινήσουμε με το σύστημα D.T.C δεν χρειάζεται να περιμένουμε .Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να μην υπάρχει
σταμάτημά στην γραμμή παραγωγής
DC Bus Observation. Το σύστημα D.T.C βλέπει επιτηρεί συνέχεια ανά 25ms την τιμή του D.C bus .To DC Βus
είναι όπως φαίνεται και στην εικόνα 8 η συνεχή τάση μετα την ανόρθωση .Πολλές φορές λόγω κακής παραμετροποίησης
η τάση αυτή υπερβαίνει κάποια όρια σφάλεις με συνέπεια το inverter βγαίνει εκτός λειτουργίας ( trip ) λόγω υπέρτασης
συνήθως και σταματά. Με την τεχνολογία D.T.C έχουμε άμεσο έλεγχο της τάσης αυτής με συνέπεια λιγότερα
σταματήματα .Μεγάλο μέρος της παραμετροποίησης γίνεται αυτόματα με το id run έτσι αποφεύγονται τα σφάλματα .Tο
id run διαρκεί κάποια δευτερόλεπτα 60-90 sec και ο καλύτερος τρόπος για να γίνει είναι να αποσυνδεθεί το φορτίο από
τον άξονα του κινητήρα χωρίς αυτό να είναι πάντα απαραίτητο μια και υπάρχουν πολλές επιλογές στο μενού του
inverter για την διαδικασία αυτή [11].
Low harmonics Distortion. Ένα άλλο πλεονέκτημα της τεχνολογίας D.T.C είναι επειδή στην ανόρθωση δεν
χρησιμοποιούνται πλέον οι συμβατικές γέφυρες διόδων αλλά ελεγχόμενες full controlled bridge ( Εικόνα 12 ) υπάρχει
λιγότερη αρμονική παραμόρφωση και ο συντελεστή ισχύος cosφ είναι σχεδόν ένα 0.99 .Έτσι έχω ποιο καθαρό περιβάλλον
από άποψη ηλεκτρομαγνητικού θορύβου και αρα λιγότερες παρεμβολές στα γειτονικά ηλεκτρονικά κυκλώματα
Εικόνα 12 .Πλήρως ελεγχόμενή γέφυρα ανόρθωσης .
ΙV. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ - ΑΞΙΟΛΟΓΗΣH .
Για την κατανόηση της τεχνολογίας D.T.C απαιτείται ευρεία γκάμα γνώσεων σε πολλούς τομείς όπως η Ηλεκτρολογία
,οι αυτοματισμοί και η ηλεκτρονική. Για την προσέγγιση του θεωρητικού υποβάθρου απαιτείται η κατανόηση θεμελιωδών
εννοιών της φυσικής όπως ο μαγνητισμός και η διανυσματική ανάλυση. Για την υλοποίηση της απαιτείται πολύπλοκη
επεξεργασία ψηφιακού σήματος από εξειδικευμένα κυκλώματα ASIC. Ένα inverter που ενσωματώνει την τεχνολογία
D.TC μπορεί θεωρηθεί ως the state of art των ηλεκτρονικών ισχύος και της επιστήμης των υπολογιστών Είναι ένα ευφυές
συνδυασμός συστημάτων με το οποίο μπορώ να έχω πλήρη και ομαλό έλεγχο ενός επαγωγικού κινητήρα .Βασική

12. Σελίδα 12 από 13
καινοτομία του συστήματος είναι ότι στην τεχνολογία D.T.C ελέγχω άμεσά , όχι πλέον ηλεκτρικά μεγέθη όπως την
συχνότητα και την τάση , αλλά την ροπή και τη ταχύτητα . Καθαρά μηχανικά μεγέθη που έχουν να κάνουν άμεσά με την
μηχανική συμπεριφορά του συστήματος το κύριο ζητούμενο στην βιομηχανία. Μια άλλη μεγάλή καινοτομία και αλλαγή
στην φιλοσοφία του αυτοματισμού είναι ότι δεν υπάρχει συγκεκριμένο pattern οδήγησης του κινητήρα. Το σύστημα
αποφασίζει την δεδομένη στιγμή για τις ανάγκες του φορτίου εκείνης της στιγμής με τι τάση θα τροφοδοτήσει τον κινητήρα
.Όλα υπολογίζονται on the fly . Παρόλη την πολυπλοκότητα της μεθόδου τα inverter που ενσωματώνει την τεχνολογία
D.T.C έχουν φιλικό μενού χωρίς να απαιτούν εξειδικευμένες γνώσεις για την παραμετροποίηση τους αφού η διαδικασία
id run παραμετροποίει το μοντέλο αυτόματα .

13. Σελίδα 13 από 13
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ –ΑΝΑΦΟΡΕΣ.
[1] Diangue Xu,Bo Wang,Caolin Wang , Published in: CES Transactions on Electrical Machines and Systems ( Volume:
2, Issue: 1, March 2018) A Review of Sensorless Control Methods for AC Motor Drives Fellow, IEEE-
https://ieeexplore.ieee.org/document/8326456
[2] ABB DRIVES Technical guide No. 8 Electrical braking ,2018
[3] ABB DRIVES Technical guide No. 1 Direct torque control -the world’s most advanced AC drive technology
ABB DRIVES 2011
[4 ] Gaolin Wang, Yong Yu, Guoqiang Zhang, Bo Wang, Xu School of Electrical Engineering and Automation,
Harbin Institute of Technology, Harbin, China , CES TRANSACTIONS ON ELECTRICAL MACHINES AND
SYSTEMS, VOL. 2, NO. 1, MARCH 2018 ,Sensorless Control of Motor Drives
[5] P. Tiiten, M Suranndra , published in: Proceedings of International Conference on Power Electronics, Drives
and Energy Systems for Industrial Growth ,1996 , THE NEXT GENERATION MOTOR CONTROL METHOD,
DTC DIRECT TORQUE CONTROL
[6] https://www.s-cool.co.uk/a-level/physics/electromagnetic-induction/revise-it/flux-flux-linkage-and-how-do-
you-induce-an-elect
[7] J.S. Hsu Monitoring of Defects in Induction Motors through air-gap torque observation IEEE transactions of
Energy Conversion Vol 11 ,no3, pp 489- 494 , 1995
[8] Scott A. Rhodes , The Effects of Separable Cores on High Power Transformer Design Massachusetts Institute
of Technology ,August 26, 1996
[9] https://www.slideshare.net/satyakamdeo/l11-magnetic-circuits
[10] Galina Mirtzaeva , Luke Sazdanoff , The effect of flux optimization on energy efficiency of induction motors
in fan and pump applications , Published in: 2015 Australasian Universities Power Engineering Conference
(AUPEC), Sept. 2015
[11] https://www.ramcoi.com/blog/553/abb-acs880-id-run-options
[12] Dianguo Xu, Bo Wang ,Gaolin Wang , A review of sensorlees control methods for AC motor drives Sensorless
Control of MotorDrives, CES TRANSACTIONS ON ELECTRICAL MACHINES AND SYSTEMS, VOL. 2, NO.
1, MARCH 2018
[13] Nader Barsoum PERFORMANCE OF DIRECT TORQUE CONTROL IMPLEMENTED IN SPEED DRIVE
Transaction on Machines, power electronics and drives ISSN: 2229-8711 Online Publication, June 2012