မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း၊ photovoltaic water pumping systems (PVWPS) ၏ ထိရောက်မှု တိုးတက်မှုများသည် သုတေသီများအကြား ၎င်းတို့၏ လုပ်ငန်းဆောင်ရွက်မှုသည် သန့်ရှင်းသော လျှပ်စစ်စွမ်းအင်ထုတ်လုပ်ခြင်းအပေါ် အခြေခံသောကြောင့် သုတေသီများအကြား စိတ်ဝင်စားမှုရရှိခဲ့သည်။ ဤစာတမ်းတွင်၊ PVWPS အတွက် fuzzy logic controller-based approach အသစ်ကို တီထွင်ထားသည်။ induction motors (IM) တွင် အသုံးချသည့် ဆုံးရှုံးမှုအနည်းဆုံးနည်းပညာများကို ပေါင်းစပ်ထားသည့် အပလီကေးရှင်းများ။အဆိုပြုထားသော ထိန်းချုပ်မှုသည် IM ဆုံးရှုံးမှုကို လျှော့ချခြင်းဖြင့် အကောင်းဆုံးသော flux magnitude ကို ရွေးချယ်သည်။ ထို့အပြင်၊ ပြောင်းလဲနိုင်သော အဆင့်နှောင့်ယှက်မှု စောင့်ကြည့်ရေးနည်းလမ်းကိုလည်း မိတ်ဆက်ပေးခဲ့သည်။ အဆိုပြုထားသော ထိန်းချုပ်မှု၏ သင့်လျော်မှုကို အသိအမှတ်ပြုသည်။ sink current ကိုလျှော့ချ;ထို့ကြောင့်၊ မော်တာဆုံးရှုံးမှုကို နည်းပါးစေပြီး စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးပါသည်။ အဆိုပြုထားသော ထိန်းချုပ်မှုဗျူဟာကို ဆုံးရှုံးမှုနည်းပါးအောင်ပြုလုပ်ခြင်းမရှိဘဲ နည်းလမ်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ထားသည်။ အဆိုပါ နှိုင်းယှဉ်မှုရလဒ်များသည် လျှပ်စစ်အလျင်တွင် ဆုံးရှုံးမှုနည်းပါးခြင်း၊ စုပ်ယူထားသော စီးဆင်းခြင်းအပေါ် အခြေခံထားသည့် အဆိုပြုနည်းလမ်း၏ ထိရောက်မှုကို သရုပ်ဖော်သည်။ ရေ၊ နှင့် flux ကို တီထွင်ဆဲ။ ပရိုဆက်ဆာ-တွင်း-ကွင်းပတ် (PIL) စမ်းသပ်မှုအား အဆိုပြုထားသော နည်းလမ်း၏ စမ်းသပ်စမ်းသပ်မှုတစ်ခုအနေဖြင့် လုပ်ဆောင်ပါသည်။ ၎င်းတွင် STM32F4 ရှာဖွေတွေ့ရှိမှုဘုတ်အဖွဲ့တွင် ထုတ်လုပ်ထားသော C ကုဒ်ကို အကောင်အထည်ဖော်ခြင်း ပါဝင်သည်။ ၎င်းတွင် ထည့်သွင်းထားသော ရလဒ်များ board များသည် ကိန်းဂဏာန်းပုံတူခြင်းရလဒ်များနှင့် ဆင်တူသည်။
အထူးသဖြင့် ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်၊နေရောင်ခြည်photovoltaic နည်းပညာ၊ ရေစုပ်စနစ်များတွင် ရုပ်ကြွင်းလောင်စာများကို ပိုမိုသန့်ရှင်းသော အစားထိုးတစ်ခုဖြစ်လာနိုင်သည်1၊2.Photovoltaic pumping စနစ်များသည် လျှပ်စစ်မီးမရှိသော ဝေးလံခေါင်သီသောဒေသများတွင် အာရုံစိုက်မှုများစွာရရှိထားပြီ3၊4။
PV pumping applications များတွင် အသုံးပြုသည့် အင်ဂျင်အမျိုးမျိုးကို အသုံးပြုပါသည်။ PVWPS ၏ အဓိကအဆင့်သည် DC မော်တာများကို အခြေခံထားသည်။ ဤမော်တာများသည် ထိန်းချုပ်ရန်နှင့် အကောင်အထည်ဖော်ရန် လွယ်ကူသော်လည်း မှတ်သားစရာများနှင့် brushes များရှိနေခြင်းကြောင့် ပုံမှန်ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းရန် လိုအပ်ပါသည်။5. ဤချို့ယွင်းချက်ကို ကျော်လွှားရန်အတွက် brushless၊ brushless၊ မြင့်မားသောထိရောက်မှုနှင့်ယုံကြည်စိတ်ချရမှုတို့ဖြင့်သွင်ပြင်လက္ခဏာရှိသောအမြဲတမ်းသံလိုက်မော်တာများကိုမိတ်ဆက်ခဲ့သည်။6.အခြားမော်တာများနှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ IM-based PVWPS သည်ဤမော်တာသည်ယုံကြည်စိတ်ချရသော၊ ကုန်ကျစရိတ်သက်သာသည်၊ ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှုကင်းစင်သောကြောင့်စွမ်းဆောင်ရည်ပိုမိုကောင်းမွန်ပြီးထိန်းချုပ်မှုဗျူဟာများအတွက်ပိုမိုဖြစ်နိုင်ချေများ7 .Indirect Field Oriented Control (IFOC) နည်းစနစ်များနှင့် Direct Torque Control (DTC) နည်းလမ်းများကို အများအားဖြင့် အသုံးပြုကြသည် ၈။
IFOC ကို Blaschke နှင့် Hasse မှတီထွင်ခဲ့ပြီး ကျယ်ပြန့်သောအကွာအဝေးထက် IM အမြန်နှုန်းကိုပြောင်းလဲနိုင်စေရန်ခွင့်ပြုထားသည်။ stator လျှပ်စီးကြောင်းကို အပိုင်းနှစ်ပိုင်းခွဲထားပြီး တစ်ခုသည် သံလိုက်အတက်အကျကိုထုတ်ပေးပြီး နောက်တစ်ခုသည် dq coordinate system သို့ပြောင်းခြင်းဖြင့် torque ကိုထုတ်ပေးပါသည်။ တည်ငြိမ်သောအခြေအနေနှင့် ရွေ့လျားနိုင်သောအခြေအနေများအောက်တွင် flux နှင့် torque ၏ သီးခြားထိန်းချုပ်မှု။ ဝင်ရိုး (d) သည် rotor flux space vector နှင့် ညှိထားပြီး၊ rotor flux space vector ၏ q-axis အစိတ်အပိုင်းသည် အမြဲတမ်း သုညဖြစ်နေပါသည်။FOC သည် ကောင်းမွန်ပြီး ပိုမြန်သော တုံ့ပြန်မှုကို ပေးပါသည်။11 ၊12 သို့သော်၊ ဤနည်းလမ်းသည် ရှုပ်ထွေးပြီး ကန့်သတ်ဘောင်ပြောင်းလဲမှုများပေါ်မူတည်၍ 13. ဤချို့ယွင်းချက်များကို ကျော်လွှားရန်အတွက် Takashi နှင့် Noguchi14 သည် မြင့်မားသောတက်ကြွသောစွမ်းဆောင်ရည်ရှိပြီး ကန့်သတ်ဘောင်ပြောင်းလဲမှုများအတွက် ကြံ့ခိုင်ပြီး အထိခိုက်မခံသည့် DTC ကို မိတ်ဆက်ပေးခဲ့သည်။ DTC တွင်၊ လျှပ်စစ်သံလိုက် torque နှင့် stator flux၊ သက်ဆိုင်ရာ ခန့်မှန်းချက်များမှ stator flux နှင့် torque ကို နုတ်ခြင်းဖြင့် ထိန်းချုပ်ထားသည်။ ရလဒ်အား ထိန်းချုပ်ရန်အတွက် သင့်လျော်သော ဗို့အားကို ထုတ်ပေးရန်အတွက် hysteresis နှိုင်းယှဉ်ကိရိယာသို့ ဖြည့်သွင်းသည်။stator flux နှင့် torque နှစ်မျိုးလုံး။
ဤထိန်းချုပ်မှုဗျူဟာ၏ အဓိကအဆင်မပြေမှုမှာ stator flux နှင့် electromagnetic torque regulation15,42.Multilevel converters များ ripple ကို လျှော့ချရန်အတွက် hysteresis regulators များကိုအသုံးပြုခြင်းကြောင့် ကြီးမားသော torque နှင့် flux အတက်အကျများကို လျှော့ချပေးပါသည်။ စာရေးဆရာအများအပြားသည် space vector modulation (SWM)17၊ sliding mode control (SMC)18 ကိုအသုံးပြုထားပြီး အားကောင်းသည့်နည်းပညာများဖြစ်သော်လည်း မလိုလားအပ်သောတုန်လှုပ်ခြင်းအကျိုးသက်ရောက်မှုများကို ခံစားနေကြရပါသည်။၁၉။သုတေသီများစွာသည် controller စွမ်းဆောင်ရည်ကိုမြှင့်တင်ရန် ဥာဏ်ရည်တုနည်းပညာများကိုအသုံးပြုထားပြီး ၎င်းတို့အနက် (၁) အာရုံကြော၊ ကွန်ရက်များ၊ အကောင်အထည်ဖော်ရန် မြန်နှုန်းမြင့် ပရိုဆက်ဆာများ လိုအပ်သည့် ထိန်းချုပ်ဗျူဟာတစ်ခု၊ (၂) မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ အယ်လဂိုရီသမ် ၂၁။
Fuzzy control သည် ကြံ့ခိုင်ပြီး nonlinear control strategies များအတွက် သင့်လျော်ပြီး တိကျသော model ကို သိရှိရန်မလိုအပ်ပါ။ ၎င်းတွင် hysteretic controllers များအစား fuzzy logic blocks များအသုံးပြုခြင်းနှင့် flux နှင့် torque ripple ကိုလျှော့ချရန် ရွေးချယ်မှုဇယားများကို switch သည် သတိပြုသင့်ပါသည်။ FLC-based DTCs များသည် ပိုမိုကောင်းမွန်သော စွမ်းဆောင်ရည် 22 ကို ပေးစွမ်းသော်လည်း အင်ဂျင်၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရန် မလုံလောက်သောကြောင့် ထိန်းချုပ်မှု loop optimization နည်းပညာများ လိုအပ်ပါသည်။
ယခင်လေ့လာမှုအများစုတွင် စာရေးသူသည် အဆက်မပြတ် flux ကို အကိုးအကားအဖြစ် ရွေးချယ်ခဲ့သော်လည်း ဤအကိုးအကားရွေးချယ်မှုသည် အကောင်းဆုံးအလေ့အကျင့်ကို ကိုယ်စားမပြုပါ။
စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားပြီး စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားသော မော်တာဒရိုက်များသည် မြန်ဆန်ပြီး တိကျသောအမြန်နှုန်းတုံ့ပြန်မှု လိုအပ်ပါသည်။ အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ အချို့သောလုပ်ဆောင်ချက်များအတွက်၊ ထိန်းချုပ်မှုမှာ အကောင်းဆုံးမဖြစ်နိုင်သောကြောင့် မောင်းနှင်စနစ်၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင် မလုပ်ဆောင်နိုင်ပါ။ အသုံးပြုခြင်းဖြင့် ပိုမိုကောင်းမွန်သောစွမ်းဆောင်ရည်ကို ရရှိနိုင်ပါသည်။ စနစ်လည်ပတ်နေစဉ်အတွင်း ပြောင်းလဲနိုင်သော flux ရည်ညွှန်းချက်။
အင်ဂျင်၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် မတူညီသောဝန်အခြေအနေများအောက်တွင် ဆုံးရှုံးမှုအနည်းဆုံးဖြစ်စေမည့် ရှာဖွေရေးထိန်းချုပ်ကိရိယာ (SC) (SC) ကို အဆိုပြုထားသည်။ နည်းပညာတွင် d-axis လက်ရှိရည်ညွှန်းချက် သို့မဟုတ် stator flux ဖြင့် ထည့်သွင်းပါဝါကို တိုင်းတာခြင်းနှင့် လျှော့ချခြင်းများ ပါဝင်ပါသည်။ ရည်ညွှန်းချက်။သို့သော်လည်း၊ ဤနည်းလမ်းသည် လေ-ကွာဟမှုအငွေ့ပျံမှုတွင် ရှိနေသည့် တုန်ခါမှုများကြောင့် torque ripple ကို မိတ်ဆက်ပေးပြီး ဤနည်းလမ်းကို အကောင်အထည်ဖော်ခြင်းသည် အချိန်ကုန်ပြီး တွက်ချက်မှုအရ အရင်းအမြစ်-အလွန်အကျွံသုံးပါသည်။ Particle swarm optimization ကို efficiency မြှင့်တင်ရန် 28 ကိုလည်း အသုံးပြုသည်၊ သို့သော် ဤနည်းပညာကို လုပ်နိုင်သည် ထိန်းချုပ်မှုဘောင်များ 29 ရွေးချယ်မှု ညံ့ဖျင်းသော ဒေသန္တရ minima တွင် ပိတ်မိနေပါသည်။
ဤစာတမ်းတွင်၊ FDTC နှင့်ဆက်စပ်သောနည်းပညာတစ်ခုသည် မော်တာဆုံးရှုံးမှုများကိုလျှော့ချခြင်းဖြင့် အကောင်းဆုံးသံလိုက်အတက်အကျကိုရွေးချယ်ရန် အဆိုပြုထားသည်။ ဤပေါင်းစပ်မှုသည် လည်ပတ်မှုအမှတ်တစ်ခုစီတွင် အကောင်းဆုံး flux အဆင့်ကိုအသုံးပြုရန်သေချာစေပြီး၊ အဆိုပြုထားသည့် photovoltaic ရေစုပ်စနစ်၏ထိရောက်မှုကိုတိုးမြင့်စေသည်။ ထို့ကြောင့်၊ photovoltaic water pumping applications များအတွက် အလွန်အဆင်ပြေပုံရသည်။
ထို့အပြင်၊ အဆိုပြုထားသောနည်းလမ်း၏ ပရိုဆက်ဆာ-တွင်း-ကွင်းပတ်စမ်းသပ်မှုအား စမ်းသပ်စစ်ဆေးချက်တစ်ခုအဖြစ် STM32F4 ဘုတ်အဖွဲ့ကို အသုံးပြု၍ လုပ်ဆောင်ပါသည်။ အဆိုပါ core ၏ အဓိကအားသာချက်များမှာ အကောင်အထည်ဖော်ရာတွင် ရိုးရှင်းမှု၊ ကုန်ကျစရိတ်နည်းပါးပြီး ရှုပ်ထွေးသောပရိုဂရမ်များကို တီထွင်ရန်မလိုအပ်ဘဲ 30 .ထို့ပြင်၊ FT232RL USB-UART ပြောင်းလဲခြင်းဘုတ်အဖွဲ့သည် ကွန်ပျူတာပေါ်တွင် virtual serial port (COM port) ကို တည်ထောင်ရန်အတွက် ပြင်ပဆက်သွယ်ရေး အင်တာဖေ့စ်ကို အာမခံပေးသော STM32F4 နှင့် ဆက်စပ်နေသည်။ ဤနည်းလမ်းသည် ဒေတာများကို မြင့်မားသော baud နှုန်းဖြင့် ပေးပို့နိုင်စေပါသည်။
အဆိုပြုထားသောနည်းပညာကိုအသုံးပြု၍ PVWPS ၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို မတူညီသောလည်ပတ်မှုအခြေအနေများအောက်တွင် ဆုံးရှုံးမှုနည်းပါးစေခြင်းမရှိဘဲ PV စနစ်များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ထားသည်။ ရရှိလာသောရလဒ်များအရအဆိုပြုထားသော photovoltaic water pump စနစ်သည် stator current နှင့် copper ဆုံးရှုံးမှုများကို လျော့နည်းစေပြီး flux နှင့် pumping water ကိုပိုကောင်းအောင်လုပ်ဆောင်ရာတွင် ပိုမိုကောင်းမွန်ကြောင်းပြသထားသည်။
ကျန်စာရွက်ကိုအောက်ပါအတိုင်းဖွဲ့စည်းထားပါသည်- အဆိုပြုထားသောစနစ်၏မော်ဒယ်ပုံစံကို "Photovoltaic Systems ၏ပုံစံပြခြင်း" ကဏ္ဍတွင်ဖော်ပြထားပါသည်။ "လေ့လာထားသောစနစ်၏ထိန်းချုပ်မှုဗျူဟာ" ကဏ္ဍတွင်၊ FDTC၊ အဆိုပြုထားသောထိန်းချုပ်မှုဗျူဟာနှင့် MPPT နည်းပညာများသည် အသေးစိတ်ဖော်ပြထားပါသည်။ တွေ့ရှိချက်များကို "Simulation Results" ကဏ္ဍတွင် ဆွေးနွေးထားပါသည်။ "PIL testing with the STM32F4 ရှာဖွေတွေ့ရှိမှုဘုတ်အဖွဲ့" အပိုင်းတွင်၊ processor-in-the-loop testing ကို ဖော်ပြထားပါသည်။ ဤစာတမ်း၏ ကောက်ချက်များအား "" တွင် တင်ပြထားပါသည်။ နိဂုံးများ" ကဏ္ဍ။
ပုံ 1 တွင် stand-alone PV ရေစုပ်စနစ်အတွက် အဆိုပြုထားသော စနစ်ဖွဲ့စည်းပုံအား ပြထားသည်။ ယင်းစနစ်တွင် IM-based centrifugal pump၊ photovoltaic array၊ power converter နှစ်ခု [boost converter and voltage source inverter (VSI)] ပါဝင်သည်။ ဤကဏ္ဍတွင် လေ့လာထားသော photovoltaic water pumping system ၏ မော်ဒယ်ကို တင်ပြထားပါသည်။
ဤစာတမ်းသည် single-diode မော်ဒယ်ကို လက်ခံပါသည်။နေရောင်ခြည်photovoltaic ဆဲလ်များ။ PV ဆဲလ်များ၏ ဝိသေသလက္ခဏာများကို 31၊ 32 နှင့် 33 တို့ဖြင့် ရည်ညွှန်းသည်။
လိုက်လျောညီထွေဖြစ်အောင်လုပ်ဆောင်ရန်၊ boost converter ကိုအသုံးပြုပါသည်။ DC-DC converter ၏ input နှင့် output voltages များကြား ဆက်နွယ်မှုကို အောက်ဖော်ပြပါ Equation 34 မှပေးသည်-
IM ၏ သင်္ချာပုံစံကို ရည်ညွှန်းဘောင် (α,β) တွင် အောက်ပါညီမျှခြင်း 5,40 ဖြင့် ဖော်ပြနိုင်ပါသည်။
နေရာတွင် \(l_{s }\),\(l_{r}\): stator နှင့် rotor inductance, M: အပြန်အလှန် inductance, \(R_{s }\), \(I_{s }\): stator resistance နှင့် stator လက်ရှိ၊ \(R_{r}\), \(I_{r }\): ရဟတ်ခံနိုင်ရည်နှင့် ရဟတ်လက်ရှိ၊ \(\phi_{s}\), \(V_{s}\): stator flux နှင့် stator ဗို့အား , \(\phi_{r}\), \(V_{r}\): ရဟတ်အတက်အကျနှင့် ရဟတ်ဗို့အား။
IM speed ၏ စတုရန်းနှင့် အချိုးကျသော centrifugal pump load torque ကို အောက်ပါတို့က ဆုံးဖြတ်နိုင်ပါသည်။
အဆိုပြုထားသော ရေစုပ်စက်၏ ထိန်းချုပ်မှုအား အပိုင်းသုံးပိုင်းခွဲထားသည်။ ပထမအပိုင်းသည် MPPT နည်းပညာနှင့် ပတ်သက်သည်။ ဒုတိယအပိုင်းသည် fuzzy logic controller ၏ တိုက်ရိုက် torque ထိန်းချုပ်မှုအပေါ် အခြေခံ၍ IM ကို မောင်းနှင်ခြင်းနှင့် သက်ဆိုင်ပါသည်။ ထို့အပြင် အပိုင်း III နှင့် သက်ဆိုင်သည့် နည်းပညာကို ဖော်ပြထားသည် ကိုးကားမှုအတက်အကျများကို ဆုံးဖြတ်ခွင့်ပြုသည့် FLC-based DTC။
ဤလုပ်ငန်းတွင်၊ အမြင့်ဆုံးပါဝါပွိုင့်ကို ခြေရာခံရန် ပြောင်းလဲနိုင်သောအဆင့် P&O နည်းပညာကို အသုံးပြုထားသည်။ ၎င်းကို လျင်မြန်သောခြေရာခံခြင်းနှင့် တုန်ခါမှုနည်းခြင်း (ပုံ 2) 37,38,39 တို့ဖြစ်သည်။
DTC ၏ အဓိက အယူအဆမှာ စက်၏ flux နှင့် torque ကို တိုက်ရိုက်ထိန်းချုပ်ရန်ဖြစ်သည်၊ သို့သော် electromagnetic torque နှင့် stator flux regulation အတွက် hysteresis regulators ကိုအသုံးပြုခြင်းသည် မြင့်မားသော torque နှင့် flux ripple ကိုဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ထို့ကြောင့်၊ မှုန်ဝါးခြင်းနည်းပညာကို မြှင့်တင်ပေးပါသည်။ DTC နည်းလမ်း (ပုံ။ 7) နှင့် FLC သည် လုံလောက်သော အင်ဗာတာ အားနည်းချက်ကို ဖော်ပြနိုင်သည်။
ဤအဆင့်တွင်၊ ထည့်သွင်းမှုကို အဖွဲ့ဝင်ခြင်းလုပ်ဆောင်ချက်များ (MF) နှင့် ဘာသာစကားဆိုင်ရာ ဝေါဟာရများမှတစ်ဆင့် မပီသသော ကိန်းရှင်များအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲသွားပါသည်။
ပုံ 3 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ပထမထည့်သွင်းခြင်း (εφ) အတွက် အဖွဲ့ဝင်ခြင်းလုပ်ဆောင်ချက်သုံးမျိုးမှာ အနှုတ် (N)၊ အပေါင်း (P) နှင့် သုည (Z) တို့ဖြစ်သည်။
ဒုတိယထည့်သွင်းမှုအတွက် (\(\varepsilon\)Tem) အတွက် အသင်းဝင်လုပ်ဆောင်ချက်ငါးခုသည် ပုံ 4 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း အနုတ် အကြီးစား (NL) အနုတ်လက္ခဏာငယ် (NS) Zero (Z) Positive Small (PS) နှင့် Positive Large (PL) များဖြစ်သည်။
stator flux trajectory တွင် ကဏ္ဍ 12 ခုပါ၀င်ပြီး fuzzy set ကို ပုံ 5 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း isosceles triangular membership function ဖြင့်ကိုယ်စားပြုသည်။
ဇယား 1 တွင် သင့်လျော်သော ခလုတ်အခြေအနေများကို ရွေးချယ်ရန် ထည့်သွင်းထားသော အဖွဲ့ဝင်ခြင်းဆိုင်ရာ လုပ်ဆောင်ချက်များကို အသုံးပြုသည့် မရေရာသော စည်းမျဉ်း 180 အုပ်စုများ။
အနုမာနနည်းလမ်းကို Mamdani ၏နည်းပညာကို အသုံးပြုထားသည်။ i-th စည်းမျဉ်း၏ အလေးချိန်အချက် (\(\alpha_{i}\)) ကို ပေးအပ်သည်-
where\(\mu Ai \left( {e\varphi } \right)\),\(\mu Bi\left( {eT} \right) ,\) \(\mu Ci\left( \theta \right) \) : သံလိုက်အတက်အကျ၊ torque နှင့် stator flux angle အမှားများ၏ အသင်းဝင်တန်ဖိုး။
ပုံ 6 သည် Eq.(20) မှ အဆိုပြုထားသည့် အမြင့်ဆုံးနည်းလမ်းကို အသုံးပြု၍ မပီမသတန်ဖိုးများမှရရှိသော ချွန်ထက်သောတန်ဖိုးများကို သရုပ်ဖော်သည်။
မော်တာ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို တိုးမြှင့်ခြင်းဖြင့်၊ နေ့စဉ် ရေစုပ်ယူမှုကို တိုးလာစေသည့် စီးဆင်းမှုနှုန်းကို တိုးမြင့်လာစေနိုင်သည် (ပုံ 7)။ အောက်ပါနည်းပညာ၏ ရည်ရွယ်ချက်မှာ တိုက်ရိုက် torque ထိန်းချုပ်မှုနည်းလမ်းဖြင့် ဆုံးရှုံးမှု အနည်းဆုံးဖြစ်အောင် ပြုလုပ်သည့် နည်းဗျူဟာကို ချိတ်ဆက်ရန် ဖြစ်သည်။
သံလိုက်အတက်အကျ၏တန်ဖိုးသည် မော်တာ၏စွမ်းဆောင်ရည်အတွက် အရေးကြီးကြောင်း ကောင်းစွာသိရှိထားသည်။ မြင့်မားသော flux တန်ဖိုးများသည် သံဆုံးရှုံးမှုနှင့် circuit ၏သံလိုက် saturation ကို တိုးမြင့်စေပါသည်။ အပြန်အလှန်အားဖြင့်၊ flux အဆင့်နိမ့်ခြင်းသည် Joule ဆုံးရှုံးမှုမြင့်မားစေသည်။
ထို့ကြောင့် IM တွင် ဆုံးရှုံးမှုများ လျှော့ချခြင်းသည် flux အဆင့်ရွေးချယ်မှုနှင့် တိုက်ရိုက်သက်ဆိုင်သည်။
အဆိုပြုထားသောနည်းလမ်းသည် စက်ရှိ stator windings များမှတဆင့်စီးဆင်းနေသောလက်ရှိနှင့်ဆက်စပ်နေသော Joule ဆုံးရှုံးမှုများကို မော်ဒယ်လ်ပေါ်အခြေခံထားသည်။ ၎င်းတွင် rotor flux ၏တန်ဖိုးကို အကောင်းဆုံးတန်ဖိုးအဖြစ် ချိန်ညှိပေးကာ ထိရောက်မှုတိုးစေရန် မော်တာဆုံးရှုံးမှုကို အနည်းဆုံးဖြစ်စေပါသည်။Joule ဆုံးရှုံးမှု အောက်ပါအတိုင်း ဖော်ပြနိုင်သည် (အဓိက ဆုံးရှုံးမှုများကို လျစ်လျူရှုခြင်း)။
လျှပ်စစ်သံလိုက် torque\(C_{em}\) နှင့် rotor flux\(\phi_{r}\) ကို dq သြဒီနိတ်စနစ်တွင် တွက်ချက်သည်-
လျှပ်စစ်သံလိုက် torque\(C_{em}\) နှင့် rotor flux\(\phi_{r}\) ကို ရည်ညွှန်း (d,q) အဖြစ် တွက်ချက်သည်-
ညီမျှခြင်းကိုဖြေရှင်းခြင်းဖြင့်။(30) အကောင်းဆုံးရဟတ် flux နှင့်အနည်းဆုံးဆုံးရှုံးမှုများကိုသေချာစေမည့်အကောင်းဆုံး stator လက်ရှိကိုကျွန်ုပ်တို့တွေ့ရှိနိုင်သည်-
အဆိုပြုထားသော နည်းပညာ၏ ကြံ့ခိုင်မှုနှင့် စွမ်းဆောင်ရည်ကို အကဲဖြတ်ရန် MATLAB/Simulink ဆော့ဖ်ဝဲလ်ကို အသုံးပြု၍ အမျိုးမျိုးသော simulation များကို လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။ စုံစမ်းစစ်ဆေးသည့်စနစ်တွင် 230 W CSUN 235-60P အကန့်ရှစ်ခုပါဝင်သည် (ဇယား 2) တွင် အတွဲလိုက်ချိတ်ဆက်ထားသည်။ အဆိုပါ centrifugal pump ကို IM မှ မောင်းနှင်ပြီး၊ ၎င်း၏ ဝိသေသဘောင်များကို ဇယား 3 တွင် ပြထားသည်။ PV ပန့်တင်စနစ်၏ အစိတ်အပိုင်းများကို ဇယား 4 တွင် ပြသထားသည်။
ဤကဏ္ဍတွင်၊ အဆက်မပြတ် flux ရည်ညွှန်းချက်ဖြင့် FDTC ကိုအသုံးပြုထားသော photovoltaic ရေစုပ်စနစ်အား တူညီသောလည်ပတ်မှုအခြေအနေများအောက်တွင် optimal flux (FDTCO) ကိုအခြေခံ၍ အဆိုပြုထားသောစနစ်နှင့် နှိုင်းယှဉ်ထားပါသည်။ photovoltaic စနစ်နှစ်ခုလုံး၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို အောက်ပါအခြေအနေများကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားခြင်းဖြင့် စမ်းသပ်ခဲ့ပါသည်။
ဤအပိုင်းသည် 1000 W/m2 တွင် စိုစွတ်နှုန်း 1000 W/m2 ကိုအခြေခံ၍ ပန့်စနစ်၏ စတင်မှုအခြေအနေအား တင်ပြထားသည်။ ပုံ 8e သည် လျှပ်စစ်အလျင်တုံ့ပြန်မှုကို သရုပ်ဖော်ထားသည်။ FDTC နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက အဆိုပြုထားသောနည်းပညာသည် 1.04 တွင် တည်ငြိမ်သောအခြေအနေသို့ရောက်ရှိရန် ပိုမိုကောင်းမွန်သည့်အချိန်ကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။ s နှင့် FDTC ဖြင့် 1.93 s တွင် တည်ငြိမ်သောအခြေအနေသို့ရောက်ရှိနေသည်။ ပုံ 8f သည် ထိန်းချုပ်မှုနည်းဗျူဟာနှစ်ခု၏ စုပ်ယူမှုကိုပြသသည်။ FDTCO သည် IM မှပြောင်းလဲသောစွမ်းအင်တိုးတက်မှုကိုရှင်းပြသည့် pumping ပမာဏကိုတိုးလာသည်ကိုတွေ့နိုင်သည်။ ပုံ 8g နှင့် 8h သည် ရေးဆွဲထားသော stator လက်ရှိကို ကိုယ်စားပြုသည်။ FDTC ကိုအသုံးပြုသည့် startup current သည် 20 A ဖြစ်ပြီး၊ အဆိုပြုထားသော ထိန်းချုပ်မှုဗျူဟာက 10 A ၏ startup current ကို ညွှန်ပြနေချိန်တွင် Joule ဆုံးရှုံးမှုကို လျှော့ချပေးသည်။ ပုံ 8i နှင့် 8j သည် ဖွံ့ဖြိုးပြီး stator flux ကိုပြသထားသည်။ FDTC အခြေပြု PVPWS သည် 1.2 Wb ၏ စဉ်ဆက်မပြတ်ရည်ညွှန်းမှု flux တွင် လုပ်ဆောင်နေပြီး၊ အဆိုပြုထားသောနည်းလမ်းတွင်၊ ရည်ညွှန်း flux သည် 1 A ဖြစ်ပြီး၊ photovoltaic စနစ်၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရာတွင် ပါ၀င်ပါသည်။
(က)နေရောင်ခြည်ဓါတ်ရောင်ခြည် (ခ) ဓာတ်အားထုတ်ယူခြင်း (ဂ) လုပ်ငန်းလည်ပတ်မှု (ဃ) DC ဘတ်စ်ကားဗို့အား (င) Rotor အမြန်နှုန်း (စ) Pumping water (g) Stator phase current for FDTC (h) Stator phase current for FDTCO (i) Flux တုံ့ပြန်မှု FLC (ည) FDTCO ကိုအသုံးပြု၍ Flux တုံ့ပြန်မှု (k) FDTC (l) FDTCO ကိုအသုံးပြုထားသော Stator flux trajectory ကိုအသုံးပြုထားသော Stator flux trajectory
ဟိနေရောင်ခြည်ဓါတ်ရောင်ခြည်သည် 1000 မှ 700 W/m2 တွင် 3 စက္ကန့်နှင့် 500 W/m2 တွင် 6 စက္ကန့်တွင် ကွဲပြားသည် (ပုံ 8a)။ ပုံ 8b သည် 1000 W/m2၊ 700 W/m2 နှင့် 500 W/m2 အတွက် သက်ဆိုင်သော photovoltaic power ကိုပြသည် .ပုံ 8c နှင့် 8d တို့သည် တာဝန်လည်ပတ်မှုနှင့် DC လင့်ခ်ဗို့အားကို ဖော်ပြထားသည်ကို တွေ့ရပါသည်။ ပုံ 8e သည် IM ၏ လျှပ်စစ်အမြန်နှုန်းကို သရုပ်ဖော်ထားပြီး၊ အဆိုပြုထားသော နည်းပညာသည် FDTC အခြေခံ photovoltaic စနစ်နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ပိုမိုကောင်းမွန်သော အမြန်နှုန်းနှင့် တုံ့ပြန်ချိန်ရှိကြောင်း ကျွန်ုပ်တို့ သတိပြုမိနိုင်ပါသည်။ ပုံ 8f FDTC နှင့် FDTCO ကို အသုံးပြု၍ ရရှိသော မတူညီသော ရောင်ခြည်ဖြာထွက်မှုအဆင့်အတွက် ရေစုပ်ထုတ်ခြင်းကို ပြသသည်။ FDTC ထက် FDTCO ဖြင့် ပိုမိုရရှိနိုင်ပါသည်။ ပုံ 8g နှင့် 8h တို့သည် FDTC နည်းလမ်းနှင့် အဆိုပြုထားသော ထိန်းချုပ်မှုဗျူဟာကို အသုံးပြု၍ တူညီသော လက်ရှိတုံ့ပြန်မှုများကို သရုပ်ဖော်သည်။ အဆိုပြုထားသော ထိန်းချုပ်မှုနည်းပညာကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့်၊ ၊ လက်ရှိ ပမာဏကို လျော့ချသွားသည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ ကြေးနီဆုံးရှုံးမှု နည်းပါးစေပြီး စနစ်၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို တိုးမြင့်စေပါသည်။ ထို့ကြောင့် မြင့်မားသော start-up ရေစီးကြောင်းများသည် စက်စွမ်းဆောင်ရည်ကို လျော့ကျစေနိုင်သည်။ ပုံ 8j သည် ရွေးချယ်ရန်အတွက် flux တုံ့ပြန်မှု၏ ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်ကို ပြသထားသည်။ဆုံးရှုံးမှုအနည်းဆုံးဖြစ်အောင် သေချာစေရန် အကောင်းဆုံး flux ဖြစ်သောကြောင့်၊ အဆိုပြုထားသောနည်းပညာသည် ၎င်း၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို သရုပ်ဖော်သည်။ Figure 8i နှင့်မတူဘဲ flux သည် အကောင်းမွန်ဆုံးလုပ်ဆောင်ချက်ကို ကိုယ်စားပြုခြင်းမရှိပါ။ ပုံ 8k နှင့် 8l တို့သည် stator flux trajectory ၏ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်ကိုပြသပါသည်။ပုံ 8l သည် အကောင်းဆုံး flux ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုကို သရုပ်ဖော်ပြီး အဆိုပြုထားသော ထိန်းချုပ်မှုဗျူဟာ၏ အဓိက အယူအဆကို ရှင်းပြသည်။
ရုတ်တရက်ပြောင်းလဲသွားသည်နေရောင်ခြည်ဓာတ်ရောင်ခြည်ဖြာထွက်မှုကို 1000 W/m2 ဖြင့် စတင်ပြီး 1.5 s (ပုံ 9a) အကြာတွင် 500 W/m2 သို့ ရုတ်ခြည်း လျော့ကျသွားပါသည်။ ပုံ 9b သည် photovoltaic panels များမှ ထုတ်လွှတ်သော photovoltaic ပါဝါကို ပြသထားပြီး 1000 W/002 နှင့် 5000 W/m2 တို့နှင့် သက်ဆိုင်ပါသည်။ W/m2.Figures 9c နှင့် 9d တို့သည် ဂျူတီစက်ဝန်းနှင့် DC လင့်ခ်ဗို့အားကို သရုပ်ဖော်သည်။ ပုံ 9e တွင်တွေ့နိုင်သည်အတိုင်း၊ အဆိုပြုထားသောနည်းလမ်းသည် ပိုမိုကောင်းမွန်သောတုံ့ပြန်ချိန်ကို ပေးစွမ်းသည်။ ပုံ 9f သည် ထိန်းချုပ်မှုဗျူဟာနှစ်ခုအတွက် ရရှိသော ရေစုပ်ထုတ်ခြင်းကို ပြသထားသည်။ Pumping FDTCO နှင့်အတူ FDTC နှင့် 0.009 m3/s နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက 0.01 m3/s တွင် 1000 W/m2 irradiance ဖြင့် FDTC နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက 0.01 m3/s ထက် မြင့်မားပါသည်။ထို့အပြင်၊ irradiance သည် 500 W /m2 တွင်ရှိသောအခါ FDTCO သည် 0.0079 m3/s ကိုစုပ်ယူပြီး FDTC သည် 0.0077 m3/s.ပုံများ 9g နှင့် 9h။ FDTC နည်းလမ်းနှင့် အဆိုပြုထားသော ထိန်းချုပ်မှုဗျူဟာကိုအသုံးပြု၍ လက်ရှိတုံ့ပြန်မှုကို ဖော်ပြသည်။ အဆိုပြုထားသော ထိန်းချုပ်မှုဗျူဟာသည် ရုတ်ခြည်း ရောင်ခြည်ဖြာထွက်ပြောင်းလဲမှုများအောက်တွင် လက်ရှိ လွှဲခွင်အား လျော့ကျသွားကြောင်းပြသပြီး ကြေးနီဆုံးရှုံးမှုကို လျော့ကျစေပါသည်။ ပုံ 9j သည် ဆုံးရှုံးမှုအနည်းဆုံးဖြစ်အောင် သေချာစေရန် အကောင်းမွန်ဆုံး flux ကိုရွေးချယ်ရန်အတွက် flux တုံ့ပြန်မှု၏ ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်ကို ပြသသည်၊ ထို့ကြောင့် အဆိုပြုထားသော နည်းပညာ၊ 1Wb ၏ flux နှင့် 1000 W/m2 ၏ irradiance နှင့် ၎င်း၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို သရုပ်ဖော်ထားပြီး အဆိုပါ flux သည် 0.83Wb ဖြစ်ပြီး irradiance သည် 500 W/m2. Fig. 9i နှင့် ဆန့်ကျင်ဘက်ဖြစ်ပြီး flux သည် 1.2 Wb တွင် အဆက်မပြတ်ဖြစ်နေသည်။ အကောင်းဆုံးလုပ်ဆောင်ချက်ကို ကိုယ်စားပြုသည်။ ပုံ 9k နှင့် 9l သည် stator flux လမ်းကြောင်း၏ ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်ကို ပြသသည်။ ပုံ 9l သည် အကောင်းဆုံး flux ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုကို သရုပ်ဖော်ထားပြီး အဆိုပြုထားသော ထိန်းချုပ်မှုဗျူဟာ၏ အဓိက အယူအဆနှင့် အဆိုပြုထားသော ရေစုပ်စက်၏ တိုးတက်မှုကို ရှင်းပြထားသည်။
(က)နေရောင်ခြည်radiation (b) Extracted power (c) Duty cycle (d) DC bus voltage (e) Rotor speed (f) Water flow (g) Stator phase current for FDTC (h) Stator phase current for FDTCO (i)) Flux response ကိုအသုံးပြုပြီး၊ FLC (ည) FDTCO ကိုအသုံးပြုထားသော Flux တုံ့ပြန်မှု (k) FDTC (l) Stator flux trajectory ကိုအသုံးပြုထားသော Stator flux trajectory
flux value၊ current amplitude နှင့် pumping ၏ စည်းကမ်းချက်များအရ နည်းပညာနှစ်ခု၏ နှိုင်းယှဉ်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာချက်ကို ဇယား 5 တွင်ပြသထားပြီး၊ အဆိုပြုထားသောနည်းပညာကိုအခြေခံ၍ PVWPS သည် မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ကိုရရှိစေပြီး pumping flow နှင့် minimized amplitude current နှင့် losses တို့နှင့်အတူ မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ကိုပေးစွမ်းနိုင်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။ အကောင်းဆုံး flux ရွေးချယ်မှုဆီသို့။
အဆိုပြုထားသော ထိန်းချုပ်မှုဗျူဟာကို အတည်ပြုရန်နှင့် စမ်းသပ်ရန်အတွက် STM32F4 ဘုတ်ပေါ်တွင် အခြေခံ၍ PIL စမ်းသပ်မှုကို လုပ်ဆောင်ပါသည်။ ၎င်းတွင် ထည့်သွင်းထားသော ဘုတ်ပေါ်တွင် တင်ပြီး လုပ်ဆောင်မည့် ကုဒ်ထုတ်ပေးခြင်း ပါဝင်သည်။ ဘုတ်တွင် 1 MB Flash ပါရှိသော 32-bit microcontroller တစ်ခုပါရှိသည်၊ 168 MHz နာရီကြိမ်နှုန်း၊ ရေပေါ်ပွိုင့်ယူနစ်၊ DSP ညွှန်ကြားချက်များ၊ 192 KB SRAM။ ဤစမ်းသပ်မှုအတွင်း၊ STM32F4 ရှာဖွေတွေ့ရှိမှုဟာ့ဒ်ဝဲဘုတ်အဖွဲ့ကို အခြေခံ၍ ထုတ်လုပ်ထားသောကုဒ်ပါဝင်သော ထိန်းချုပ်စနစ်တွင် တီထွင်ထားသော PIL ဘလောက်တစ်ခုကို ဖန်တီးခဲ့ပြီး Simulink ဆော့ဖ်ဝဲတွင် မိတ်ဆက်ခဲ့သည်။ ခွင့်ပြုရန် အဆင့်များ STM32F4 ဘုတ်ကို အသုံးပြု၍ ပြင်ဆင်သတ်မှတ်ရမည့် PIL စမ်းသပ်မှုများကို ပုံ 10 တွင် ပြထားသည်။
STM32F4 ကိုအသုံးပြု၍ ပူးပေါင်းခြင်း simulation PIL စမ်းသပ်ခြင်းအား အဆိုပြုထားသောနည်းပညာကိုစစ်ဆေးရန်အတွက် ကုန်ကျစရိတ်သက်သာသောနည်းပညာအဖြစ်အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ ဤစာတမ်းတွင်၊ အကောင်းဆုံးရည်ညွှန်း flux ကိုပံ့ပိုးပေးသည့် အကောင်းဆုံးပြင်ဆင်ထားသော module ကို STMicroelectronics Discovery Board (STM32F4) တွင်အကောင်ထည်ဖော်ပါသည်။
၎င်းကို Simulink ဖြင့် တစ်ပြိုင်နက် လုပ်ဆောင်ပြီး အဆိုပြုထားသော PVWPS နည်းလမ်းကို အသုံးပြု၍ ပူးတွဲလုပ်ဆောင်မှုအတွင်း အချက်အလက်များကို ဖလှယ်ပါသည်။ ပုံ 12 သည် STM32F4 ရှိ ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်လုပ်ဆောင်ခြင်းနည်းပညာခွဲစနစ်၏ အကောင်အထည်ဖော်မှုကို သရုပ်ဖော်သည်။
photovoltaic water pumping system ၏ ထိန်းချုပ်မှုပုံစံကို သရုပ်ပြသသော ဤအလုပ်အတွက် အဓိကထိန်းချုပ်မှုပုံစံကွဲလွဲချက်ဖြစ်သောကြောင့် ဤပေါင်းစပ်မှုပုံစံတွင် အဆိုပြုထားသော အကောင်းဆုံးရည်ညွှန်း flux နည်းပညာကိုသာ ပြသထားသည်။
ပို့စ်အချိန်- ဧပြီလ 15-2022
