Analysis and Optimization of Induction Motor Drive Systems Using Vector Control Methods Ismail KAYA Keywords: Induction Motors, Optimal Control, Field Oriented Control, Induction Motor Simulation, Drive Systems Summary : In many applications, induction machines are used together with speed control drive systems. Throughout the last decades, the attention given to the minimization of the losses in the speed control systems has been increased due to the growing importance of the energy conservation. It is known that induction machines operate with higher efficiency near their rated values. However the losses increase for light loads. Thus, an optimal control strategy can be determined for an induction motor operating under variable speed and load conditions. This, thesis deals with the optimal control problem of induction machines. Before the implementation of an appropriate method, the motor losses are first examined and their relationships with the slip are obtained. It is found that a specific slip value can be found in order to minimize the losses under given operating conditions. Various control methods previously given in the literature are discussed and it is concluded that the vector control method can be conveniently applied for the present purpose. In this work, computer simulation programs are developed for examination of the dynamic behavior of an induction machine driven through a current fed inverter. Thiese programs allow the analysis jaf rotor and stator current and torque variations in the time domain. The simulation results are confirmed by experiments and compared with the results presented in the literature. The last chapter is devoted to the desion considerations for optimal vector control and basic relations are given for determination of the optimal slip value under specific load conditions. Finally, design criteria and suggestions are presented for realization of an optimal speed and position control systems for three phase short circuit induction machines. VII.

Vektör Kontrollü Asenkron Motor Sürücü Düzeneklerin Analizi ve Optimizasyonu îsmail KAYA Anahtar Kelimeler: Asenkron MotorCASMD, Optimal Denetim Vektör Kontrol, ASM Benzetimi, Sürücü Düzenekler. Özet: Asenkron motorlar bir çok uygulamada x hız denetim düzenekleri ile birlikte kullanılmaktadır. Son yıllarda enerji tasarrufunun öneminin giderek artması, endüstride çok yaygın biçimde kullanılan asenkron motorların en yüksek verimle çalışacak biçimde denetlenmesi konusunu da güncel hale getirmiştir. Bu çalışmada, asenkron motorların optimal denetimi sorunu ele alınmıştır. Bu amaçla önce kayıplar ayrı ayrı incelenerek kaymaya bağlı ifadeleri elde edilmiş ve belli bir çalışma noktasında kayıpları minimum yapacak optimal kayma noktası araştırılmıştır. Literatürde verilen statik ve dinamik denetim düzenekleri incelenerek olumlu ve olumsuz yönleri tartışılmıştır. Sonuç olarak optimal hız denetimi için en uygun yöntemin vektör kontrol olduğu görülmüş ve alışma bu yöntem üzerinde yoğunlaştırılmıştır. Çalışmada akım beslemeli adaptif kontrollü bir inverter kullanılarak vektör kontrolün gerçeklenmesi için temel oluşturmak amacı ile bilgisayar simulasyon programları gerçekleştirilmiştir. Bu programlar yardımı ile asenkron motorun sürücü düzenek ile birlikte dinamik davranışı incelenebilmekte, hız ve konum kontroluna ilişkin akım ve moment değişimleri zaman domeninde elde edilmektedir. Son bölümde, vektör kontroluna ilişkin optimal çalışma koşulları incelenmiş ve optimal kayma bağıntıları elde edilmiştir. Gerek elde edilen deneysel sonuçlar gerekse literatürde verilen bazı modellere ilişkin bazı sonuçlarla yapılan karşılaştırmalar, bulunan optimal kaymanın istenen çalışma koşullarını sağladığını göstermiştir. Çalışmanın sonucunda daha ileri aşamalarda gerçeklenecek optimal kontrol düzeneklerinin tasarımı için temel ölçütler elde edilmiş ve öneriler getirilmiştir. VI.