Διπλωματική Εργασία Του φοιτητή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ: ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ: ΓΕΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑΣ Διπλωματική Εργασία Του φοιτητή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών Κωνσταντίνου Γάτα του Ανδρέα Αριθμός Μητρώου: 6724 Θέμα «Ψηφιακός Έλεγχος Ειδικού Τύπου AC Κινητήρα» Επιβλέπων Καζάκος Δημοσθένης Επίκουρος Καθηγητής Αριθμός Διπλωματικής Εργασίας: Πάτρα, Φεβρουάριος 2013 I

ΠΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ Πιστοποιείται ότι η Διπλωματική Εργασία με θέμα «Ψηφιακός Έλεγχος Ειδικού Τύπου AC Κινητήρα» Του φοιτητή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών Γάτας Κωνσταντίνος Αριθμός Μητρώου: 6724 Παρουσιάστηκε δημόσια και εξετάστηκε στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών στις.../../ Ο Επιβλέπων Δημοσθένης Καζάκος Επίκουρος Καθηγητής Ο Διευθυντής του Τομέα Νικόλαος Κούσουλας Καθηγητής Αριθμός Διπλωματικής Εργασίας: II

Τίτλος: «Ψηφιακός Έλεγχος Ειδικού Τύπου AC Κινητήρα» Περίληψη: Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί μία μελέτη στον ψηφιακό έλεγχο ενός AC Κινητήρα ειδικού τύπου. Ο τύπος αυτός είναι μία ασύγχρονη επαγωγική μηχανή ενώ ο έλεγχος που πραγματοποιείται αποτελεί μέρος μίας ευρύτερης μορφής ελέγχου αυτή του FOC (Προσανατολισμένος προς κάποιο πεδίο έλεγχος). Ο χαρακτηρισμός του ως ψηφιακού οφείλεται στη χρήση του ελεγκτή TMDSHVMTRPFCKIT ο οποίος καθιστά εφικτή την οποιαδήποτε μορφή ελέγχου. Αξίζει να αναφερθεί πως ο έλεγχος δεν κάνει χρήση αισθητήρων ενώ τα προς έλεγχο μεγέθη δεν μετριούνται αλλά εκτιμώνται. Τέλος η όλη διαδικασία ελέγχου δύναται να παρακολουθείται κατά τη διάρκεια λειτουργίας του επαγωγικού κινητήρα κάνοντας χρήση του γραφικού λογισμικού GUI, το οποίο απαιτεί και την κατάλληλη επικοινωνία του ελεγκτή με τον προσωπικό Η/Υ. III

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΠΡΟΛΟΓΟΣ Πρόλογος..1 2. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ ΕΠΑΓΩΓΙΚΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΚΑΙ ΤΙΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ ΕΛΕΓΧΟΥ 2.1 Περίληψη....3 2.2 AC Ηλεκτροκινητήρας.....4 2.3 Επαγωγικός Κινητήρας.....5 1.3.1 Οδήγηση Συστημάτων...6 1.3.2 Διανυσματικός και Κλιμακωτός Έλεγχος 7 1.3.3 Απουσία Ελέγχου 9 1.3.4 Έλεγχος Τάσης Στάτη.10 1.3.5 Προσανατολισμένος προς κάποιο πεδίο Έλεγχος 11 1.3.6 Διαχωρισμός σε Άμεσο και Έμμεσο FOC έλεγχο 13 3. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΔΙΑΤΑΞΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ 2.1 TMDSHVMTRPFCKIT development kit 15 2.2 Piccolo F2803x Control Card.23 2.3 Τροφοδοσία Board..29 2.4 Επικοινωνία Controller Υπολογιστή 33 2.5 GUI..36 2.6 Control Suite.41 2.7 Γλώσσα Προγραμματισμού..42 IV

2.8 Τελική Μορφή Διάταξης..42 4. ΕΛΕΓΧΟΣ ΕΠΑΓΩΓΙΚΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΕΝΟΣ ΣΕ ΚΑΠΟΙΟ ΠΕΔΙΟ ΕΛΕΓΧΟΣ (FOC) 3.1 Έλεγχος Μηχανών 43 3.1.1 Επαγωγικά Στοιχεία Ελέγχου Μηχανών 43 3.1.2 Επαγωγικός Κινητήρας Διάταξης 44 3.2 Έλεγχος Προσανατολισμένος σε κάποιον τομέα (FOC).47 3.2.1 Εισαγωγή.47 3.2.2 Φιλοσοφία FOC ελέγχου..47 3.2.3 Γιατί FOC.48 3.2.4 Τεχνικό Υπόβαθρο 49 3.2.5 Διάνυσμα Απόστασης Ορισμός και Προβολή..50 3.2.6 Η μετατροπή (a, b, c) (a, b) ( Μετασχηματισμός Clarke).51 3.2.7 Η μετατροπή (a, b) (d, q) (Μετασχηματισμός Park).52 3.2.8 Το βασικό σχήμα FOC ελέγχου 52 3.2.9 Θέση Ροής Δρομέα..54 3.3 Εκτέλεση Πειράματος 56 5. Ο PI ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΣΤΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΕΛΕΓΧΟΥ 4.1 PI ρυθμιστής.65 4.2 Ρύθμιση Παραμέτρων..66 4.3 Απαίτηση PI ρύθμισης..68 4.4 PI ρυθμιστής ταχύτητας 68 4.4.1 Ανάλογο Κέρδος (Κ p ) 69 4.4.2 Ακέραιο Κέρδος (Κ I ).69 4.5 PI ρυθμιστής Ροής Ροπής 70 6. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Παράρτημα 71 7. Βιβλιογραφία V

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Στο πιο βασικό επίπεδο είναι γνωστό ότι οι ηλεκτροκινητήρες αποσκοπούν στην μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική καθώς και το αντίστροφο ως ηλεκτρογεννήτριες. Αυτό επιτυγχάνεται με την αλληλεπίδραση δυο μαγνητικών πεδίων: ενός σταθερού κι ενός άλλου προσαρμοσμένου σε ένα κινούμενο εξάρτημα. Το φαινόμενο αυτό παρατηρήθηκε, μελετήθηκε και εφαρμόστηκε πρακτικά για πρώτη φορά στην ιστορία από τον Michael Faraday ο οποίος το 1821 κατασκεύασε μια διάταξη η οποία τροφοδοτούμενη με ηλεκτρική ενέργεια παρήγαγε μηχανική και κατά συνέπεια κινητική ενέργεια σε ένα κινούμενο μέσα σε υδράργυρο ηλεκτρόδιο. Από την εποχή εκείνη μέχρι σήμερα όπως είναι προφανές οι διατάξεις των ηλεκτροκινητήρων έχουν αλλάξει και εξελιχθεί τρομακτικά. Δεδομένου ότι ο μόνος βέλτιστα εκμεταλλεύσιμος τρόπος μεταφοράς παραγόμενης ισχύος είναι μέσω της μετατροπής της σε ηλεκτρική, χωρίς τις ηλεκτρογεννήτριες αυτό δεν θα ήταν ποτέ δυνατό. Συνεπώς είναι εύκολα κατανοητή η σπουδαιότητα των διατάξεων αυτών. Όσον αφορά τη χρήση τους ως ηλεκτροκινητήρες οι εφαρμογές είναι ανεξάντλητες. Ξεκινώντας από τις απλές οικιακές συσκευές (ψυγείο, κλιματιστικό, μπλέντερ) συνεχίζοντας σε πιο περίπλοκες όπως για παράδειγμα στη βιομηχανία (τόρνοι, ανυψωτικές διατάξεις, αντλίες) αλλά και στις μετακινήσεις (ηλεκτρικοί σιδηρόδρομοι, υβριδικά αυτοκίνητα) με μεγάλη σημασία και χρησιμότητα μπορούμε εύκολα να κατανοήσουμε ότι είναι άρρηκτα συνδεδεμένες με την καθημερινή ζωή, σε πολλές περιπτώσεις ακόμα και σε βιοτικής σημασίας πρωτογενείς ανάγκες (τεχνητή καρδιά, ρομποτικοί βραχίονες νευροχειρουργικής, αντλίες συσκευών αιμοκάθαρσης, αυτοκινούμενες αναπηρικές καρέκλες). Συνεπώς καταλήγουμε στο γεγονός ότι έχουμε εξελιχθεί τόσο ώστε να αναζητούμε τον ακριβή έλεγχο μιας τέτοιας μηχανής. Το πανούργο ανθρώπινο μυαλό αντικαθιστά μέρα με τη μέρα τη χειρωνακτική εργασία με μηχανές. Τα εργατικά χέρια αντικαθίστανται από ταινίες μεταφοράς, οι ηλεκτρικοί πλέον σιδηρόδρομοι γίνονται πειραματικά 1

ΠΡΟΛΟΓΟΣ μη επανδρωμένοι από χειριστή, η βιομηχανική παραγωγή απαιτεί όλο και μεγαλύτερη ισχύ και ακρίβεια που το ανθρώπινο χέρι δε μπορεί να προσφέρει. Εκεί έρχονται οι ηλεκτροκινητήρες να αναλάβουν δράση, όμως απαραίτητο προαπαιτούμενο είναι ο έλεγχος. Ένα τραίνο που διατηρεί σταθερή ταχύτητα αυτοελεγχόμενα, ανεξαρτήτως φορτίου και κλίσεως επιπέδου, μια ταινία μεταφοράς που επιταχύνει και επιβραδύνει αυτόματα ακολουθώντας το ρυθμό παραγωγής και ένας τόρνος που διατηρεί σταθερό αριθμό στροφών ανάλογα με το υλικό που διαμορφώνει στις μέρες μας είναι κάτι απαραίτητο και αναγκαίο. Κάτι τέτοιο επιτυγχάνεται με τον αυτόματο έλεγχο και απλοποιείται κατά το μέγιστο με τη χρήση ηλεκτρονικών υπολογιστών. Αυτό είναι και το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας, το πώς δηλαδή μπορούμε να επιτύχουμε τον έλεγχο ενός ηλεκτροκινητήρα μέσω ενός προσωπικού ηλεκτρονικού υπολογιστή. Θα αναλυθούν οι συσκευές ηλεκτρομηχανικής μετατροπής που θα χρησιμοποιηθούν, πώς επιτυγχάνεται η ζεύξη με τον υπολογιστή και στη συνέχεια πώς μέσω της κατάλληλης θεωρία, μαθηματικού υποβάθρου και προγραμματισμού επιτυγχάνουμε τη λειτουργία του υπολογιστή σαν διαφόρων ειδών ελεγκτή για το σύστημά μας. 2

1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ ΕΠΑΓΩΓΙΚΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΚΑΙ ΤΙΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ ΕΛΕΓΧΟΥ 1.1 Περίληψη: Το κεφάλαιο αυτό αποτελεί μια γενική περιγραφή της διπλωματικής εργασίας με τίτλο «Ψηφιακός Έλεγχος Εδικού Τύπου AC Κινητήρα». Πιο αναλυτικά αντικείμενο αυτής της διπλωματικής εργασίας αποτέλεσε ο έλεγχος μίας μορφής ηλεκτροκινητήρα, και πιο συγκεκριμένα της εναλλασσόμενης επαγωγικής μηχανής, με τη χρήση ηλεκτρονικού υπολογιστή, που δικαιολογεί και τον χαρακτηρισμό ψηφιακού ελέγχου. Στο σημείο αυτό όμως, ας δώσουμε μια πολύ σύντομη περιγραφή της προς έλεγχο διάταξης αλλά και των μέσων που χρησιμοποιήθηκαν προκειμένου να επιτύχουμε έλεγχο αυτής. Είναι προφανές, διαβάζοντας τον τίτλο της εργασίας και μόνο, πως ο ηλεκτροκινητήρας που χρησιμοποιήθηκε αποτέλεσε και το κύριο και βασικό συστατικό αυτής της διπλωματικής εργασίας. Είναι όμως η παρούσα δουλειά τόσο γενική και αφηρημένη όσο ακούγεται; Η απάντηση είναι αρνητική, καθώς το μεγαλύτερο μέρος της διάταξης ήταν καθορισμένο, όπως καθορισμένος ήταν και ο τρόπος που θα έπρεπε να επιτευχθεί έλεγχος. Ο έλεγχος, λοιπόν, πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του TMDSHVMTRPFCKIT Development Kit, του οποίου τα χαρακτηριστικά και ο τρόπος λειτουργίας θα αναλυθούν παρακάτω. Ο παραπάνω ελεγκτής επιτρέπει με το κατάλληλο software λογισμικό έλεγχο στις τρεις βασικές μορφές ηλεκτροκινητήρων, τον DC, τον AC και τον σερβοκινητήρα. Στα πλαίσια της διπλωματικής αυτής εργασίας επικεντρωθήκαμε στην εφαρμογή ελέγχου σε μία μόνο εκ των τριών επιλογών, αυτή του AC κινητήρα όπως έχουμε ήδη αναφέρει. Στη συνέχεια, και πιο συγκεκριμένα στα επόμενα κεφάλαια θα παρουσιάσουμε αναλυτικά τα χαρακτηριστικά του TMDSHVMTRPFCKIT Development Kit, τα τεχνικά και άλλα χαρακτηριστικά του προς έλεγχο επαγωγικού κινητήρα, καθώς επίσης και τον τρόπο με τον οποίο επετεύχθη η απαιτούμενη επικοινωνία διάταξης και υπολογιστή και τέλος τις τεχνικές ελέγχου και τα αποτελέσματα τα οποία 3

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 προέκυψαν για κάθε τεχνική. Πριν, όμως, από όλα αυτά ας δούμε κάποια βασικά στοιχεία για τους επαγωγικούς κινητήρες, τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν και την επιρροή που ασκεί πάνω σε αυτούς ο εκάστοτε εφαρμοζόμενος έλεγχος. 1.2 AC Hλεκτροκινητήρας: Ο ηλεκτρικός κινητήρας είναι μία διάταξη η οποία χρησιμοποιείται για την μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική. Ο διαχωρισμός τους σε συνεχούς (DC) και εναλλασσόμενου (AC) τύπου αφορά στο είδος της τάσης με την οποία τροφοδοτούνται. Οι εναλλασσόμενοι κινητήρες χωρίζονται ανάλογα με τον αριθμό των στροφών τους σε σύγχρονους (αριθμός στροφών ίσος με τον ονομαστικό) και ασύγχρονους ή επαγωγικούς (αριθμός στροφών διαφορετικός από τον ονομαστικό) που είναι και ο κινητήρας της διάταξης. Μια επαγωγική ή ασύγχρονη μηχανή είναι ένας τύπος μηχανής εναλλασσόμενου ρεύματος όπου η δύναμη παρέχεται στο δρομέα με τη βοήθεια της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, παρά από έναν μεταγωγό ή από δακτυλίους ολίσθησης όπως συμβαίνει σε άλλους τύπους μηχανών. Αυτές οι μηχανές χρησιμοποιούνται ευρέως στις βιομηχανικές κινήσεις, ιδιαίτερα πολυφασικές μηχανές επαγωγής, επειδή είναι τραχιές και δεν έχουν καθόλου βουρτσάκια. Οι μονοφασικές εκδόσεις χρησιμοποιούνται περισσότερο στις περιπτώσεις μικρών συσκευών. Η ταχύτητά τους καθορίζεται από τη συχνότητα του ρεύματος ανεφοδιασμού, έτσι ευρύτατα χρησιμοποιούνται στις σταθερής ταχύτητας εφαρμογές, αν και οι μεταβλητές εκδόσεις ταχύτητας, που χρησιμοποιούν τις μεταβλητές συχνότητες κίνησης γίνονται ολοένα και πιο διαδεδομένες. Στην επαγωγική μηχανή, όπως ακριβώς και στη σύγχρονη, ο στάτης τροφοδοτείται με εναλλασσόμενο ρεύμα (πολυφασικό ρεύμα σε περίπτωση μεγάλης μηχανής) και σχεδιάζεται για να δημιουργήσει ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο που περιστρέφεται στον ίδιο χρόνο με τις ταλαντώσεις εναλλασσόμενου ρεύματος. Όπως αναφέραμε και προηγούμενα σε μια σύγχρονη μηχανή, ο δρομέας στρέφεται με συχνότητα ίση με αυτή που στρέφεται και το πεδίο του στάτη. Σε αντίθεση, σε μια μηχανή επαγωγής ο δρομέας περιστρέφεται με μια πιο αργή ταχύτητα από το πεδίο που δημιουργείται στο στάτη. Με ποιό τρόπο, ωστόσο, επιτυγχάνεται η κίνηση του δρομέα, σε έναν τέτοιο κινητήρα και κατ επέκταση η δημιουργία μηχανικής ενέργειας; Η απάντηση στο ερώτημα αυτό, δίνεται από το νόμο του Lentz σύμφωνα με τον οποίο το πεδίο που δημιουργείται στο δρομέα θα πρέπει να αντιτίθεται στην αιτία που το προκάλεσε. Η αιτία του 4

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΘΕΩΡΙΑ προκληθέντος ρεύματος στο δρομέα είναι το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο του στάτη, έτσι προκειμένου να ικανοποιείται ο κανόνας του Lentz ο δρομέας θα αρχίσει να περιστρέφεται με κατεύθυνση αντίθετη από αυτή του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου του στάτη. Στην παρακάτω εικόνα φαίνεται ο επαγωγικός AC κινητήρας πάνω στον οποίο πραγματοποιήθηκαν τα πειράματα και ο έλεγχος. 1.1 Ο επαγωγικός κινητήρας της διάταξης Πρόκειται για έναν τριφασικό, επαγωγικό AC κινητήρα εφοδιασμένο με έναν encoder, μαζί με τον οποίο μπορούν να επικοινωνούν με το software λογισμικό του ελεγκτή, και να δουλεύουν ταυτόχρονα. Ο κινητήρας είναι σχεδιασμένος για να καλύπτει ανάγκες ελέγχου κινητήρων σε υψηλές τάσεις καθώς επιτρέπει τη χρήση PFC. 1.3 Επαγωγικός Κινητήρας: Ο επαγωγικός κινητήρας αποτελεί μία απλή και ταυτόχρονα σθεναρή μηχανή. Πρόκειται για μία ιδιοφυή εφεύρεση, η οποία θεωρείται στις μέρες μας ιδιαίτερα δημοφιλής στις βιομηχανικές εφαρμογές. Οι επαγωγικές μηχανές χρησιμοποιούν ένα απλό, αλλά ταυτόχρονα αρκετά έξυπνο σχέδιο το οποίο περιλαμβάνει τη μετατροπή ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική και αντίστροφα. Για την περίπτωση της επαγωγικής μηχανής βραχυκυκλωμένου κλωβού, κατηγορία στην οποία ανήκει και ο κινητήρας της διάταξης της παρούσας διπλωματικής εργασίας, θα πρέπει να γνωρίζουμε πως ο δρομέας αυτής δεν είναι προσβάσιμος. Για το λόγο αυτό, ενέργειες όπως μετακίνηση ή αντικατάσταση σε βουρτσάκια ή δακτυλίους ολίσθησης δεν καθίστανται 5

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 απαραίτητες. Το γεγονός αυτό προσφέρει ιδιαίτερα πλεονεκτήματα στις επαγωγικές μηχανές αυτής της κατηγορίας καθώς αυξάνει την αξιοπιστία τους και μειώνει στο ελάχιστο κινδύνους που συνοδεύουν τις μηχανές ακόμη και σε περιβάλλοντα ιδιαίτερα επικίνδυνα, για παράδειγμα περιπτώσεις κινδύνου έκρηξης. Εξάλλου, αξίζει να αναφέρουμε στα χαρακτηριστικά των επαγωγικών μηχανών, πως εκτός των παραπάνω έχουν τη δυνατότητα να περιστρέφονται σε υψηλές ταχύτητες ακόμη και αν επιβαρύνονται με μηχανικά ή ηλεκτρικά φορτία. Παρά το γεγονός, πως στη βασική τους δομή αλλά και στον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν οι επαγωγικές μηχανές έχουν παραμείνει αναλλοίωτες, ωστόσο τα τελευταία χρόνια και πιο συγκεκριμένα τις τελευταίες δεκαετίες, έχουν παρουσιαστεί χαρακτηριστικές τεχνολογικές πρόοδοι. Σε αντιπαράθεση και σύγκριση με τους προκατόχους τους, οι σημερινές επαγωγικές μηχανές παρουσιάζονται μικρότερες και πιο ελαφριές, με μεγαλύτερη αποδοτικότητα και αξιοπιστία. 1.3.1 Οδήγηση Συστημάτων: Σημαντικός τομέας στη χρήση των επαγωγικών μηχανών αποτελεί η οδήγηση συστημάτων. Το αντικείμενο, άλλωστε, της παρούσας διπλωματικής εργασία πραγματεύεται αυτόν ακριβώς το σκοπό. Έτσι, λοιπόν, εξετάζουμε τη δυνατότητα που έχουμε μέσω εφαρμογής του κατάλληλου ελέγχου να καθορίζουμε την κίνηση μίας επαγωγικής μηχανής και κατ επέκταση ολόκληρου του μηχανικού συστήματος σε όρια και ταχύτητα. Για το σκοπό αυτό, έχουμε στη διάθεσή μας ελεγκτές, εφοδιασμένους με τον απαραίτητο εξοπλισμό όπως είναι για παράδειγμα μετατροπείς ενέργειας, διακόπτες, αισθητήρες, μικροεπεξεργαστές που δημιουργούν στο σύνολό τους ένα ηλεκτρικό σύστημα οδήγησης. Είναι γεγονός πως σε εφαρμογές στις οποίες το ζητούμενο είναι ο έλεγχος ταχύτητας, θέσης και ροπής, που αποτελεί και ζητούμενο της εργασίας αυτής, είναι σύνηθες να γίνεται χρήση DC μηχανών. Ωστόσο, η χρήση εναλλασσόμενων μηχανών στη θέση των συνεχών κάνει ολοένα και περισσότερο πιο συχνή την εμφάνισή του. Άλλωστε, η πρόοδος στα μέσα και τις μεθόδους ελέγχου για τις μηχανές αυτές υπήρξε εκπληκτική τις τελευταίες δεκαετίες, με αποτέλεσμα να ανταγωνίζεται στο όριο τις μηχανές συνεχούς. Στην πλειοψηφία τους οι επαγωγικές μηχανές που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία, λειτουργούν ως πηγές ενέργειας, με άλλα λόγια ως κινητήρες και μάλιστα χρησιμοποιούνται σε πρακτικές εφαρμογές. Στις περιπτώσεις αυτές, οι απαιτήσεις για τη δυναμική συμπεριφορά του συστήματος είναι συνήθως 6

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΘΕΩΡΙΑ χαμηλές, με αποτέλεσμα όπως είναι προφανές ο έλεγχος του συστήματος να επικεντρώνεται στον έλεγχο της ταχύτητας του κινητήρα, ο οποίος προσφέρει και στις περισσότερες των περιπτώσεων μειωμένη κατανάλωση ενέργειας. Υπάρχουν, βέβαια και οι περιπτώσεις στις οποίες ο έλεγχος της ροπής και της θέσης δεν αποτελεί απλά ζητούμενο αλλά είναι ζωτικής σημασίας. Τέτοιες περιπτώσεις είναι μηχανές που χρησιμοποιούνται για παράδειγμα σε ανελκυστήρες και εντάσσονται στην κατηγορία των επαγωγικών μηχανών υψηλής απόδοσης. Τέτοιου είδους εφαρμογές απαιτούν την υλοποίηση μιας πιο εξειδικευμένης κατηγορίας ελέγχου, η οποία αν και εμφανίζεται σπανιότερα έχει φτάσει ωστόσο σε επίπεδα στα οποία μπορεί να θεωρηθεί εφαρμόσιμη και πρακτική. Στο σημείο αυτό αξίζει να αναφέρουμε πως σε περιπτώσεις όπου απαιτείται μεγαλύτερη ακρίβεια στην οδήγηση της μηχανής, η χρήση υψηλής απόδοσης προσαρμοστικών ελεγκτών ταχύτητας είναι συνεχώς αυξανόμενη. Τέτοιοι ελεγκτές χρησιμοποιούνται για παράδειγμα στις εφαρμογές μεταφορών μέσω ηλεκτρικών μέσων. Όπως, είναι προφανές ζητούμενο αποτελεί όπως και στην πλειοψηφία των εφαρμογών ο όσο το δυνατό πιο αποδοτικός και σίγουρος έλεγχος των επαγωγικών μηχανών. Για το σκοπό αυτό, η χρήση μικροεπεξεργαστών, μικροελεγκτών και δημιουργίας ψηφιακών σημάτων είναι ιδιαίτερα διαδεδομένη. Στην περίπτωση κατά την οποία γίνεται χρήση και άλλων εξοπλισμών όπως αισθητήρων τάσης, ρεύματος, ταχύτητας και θέσης ο έλεγχος μίας μηχανής όπως είναι προφανές καθίσταται αυτομάτως μία ιδιαίτερα δαπανηρή διαδικασία. Το παραπάνω γεγονός, είναι που αποτελεί και τον μεγαλύτερο λόγο για τις ανησυχίες που προκύπτουν όταν απαιτείται η χρήση ελέγχου μιας μηχανής. Από την άλλη μεριά, πρέπει να αναφέρουμε πως ο έλεγχος κίνησης στη βιομηχανία αναπτύσσεται διαρκώς με μεγάλη αποτελεσματικότητα και αξιοπιστία και μάλιστα με συστήματα ιδιαίτερα φιλικά στο χρήστη. Όλα τα παραπάνω έχουν συντελέσει ώστε σήμερα οι επαγωγικές μηχανές να έχουν κερδίσει ένα μεγάλο μερίδιο των βιομηχανικών εφαρμογών. 1.3.2 Διανυσματικός και Κλιμακωτός Έλεγχος: Οι επαγωγικές μηχανές έχουν τη δυνατότητα να ελεγχθούν με μία πλειάδα μεθόδων. Μία πολύ απλή, ίσως και η απλούστερη, μέθοδος αφορά τη δομή τους και επικεντρώνεται στην αλλαγή του τρόπου με τον οποίο τοποθετούνται τα τυλίγματα του στάτη. Μια άλλη μέθοδος επιτρέπει την προσομοίωση της αλλαγής ταχύτητας, κάνοντας χρήση ενός κιβωτίου ταχυτήτων. Η αλλαγή αυτή επιτυγχάνεται με παράλληλη αλλαγή των πόλων 7

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 του συστήματος, η αλλαγή αυτή των πόλων αφορά τους πόλους του στάτη. Στις μοντέρνες τεχνικές ελέγχου ωστόσο, το αντικείμενο του ελέγχου αφορά το ρεύμα και την τάση του στάτη. Τα μεγέθη αυτά στην ευστάθεια καθορίζονται από τη μαγνήτιση και τη συχνότητα. Στην περίπτωση κατά την οποία οι παράμετροι ελέγχου είναι τα δύο παραπάνω μεγέθη, και μάλιστα έχουν καθορισμένη τιμή, τότε η μέθοδος ελέγχου που χρησιμοποιείται ανήκει στην τάξη της κλιμακωτής μεθόδου ελέγχου. Μία αλλαγή στη μαγνήτιση ή τη συχνότητα, είτε αυτή είναι γρήγορη είτε μικρή, μπορεί να προκαλέσει ανεπιθύμητα αποτελέσματα όπως για παράδειγμα διαταραχές στη σταθερή ροπή του κινητήρα. Είναι, ωστόσο, ευτυχές το γεγονός πως σε εφαρμογές μικρότερης σημασίας το παραπάνω φαινόμενο δημιουργεί ιδιαίτερα σημαντικά προβλήματα καθώς, ο έλεγχος ταχύτητας γίνεται με σύστημα ανοιχτού βρόχου και μάλιστα χωρίς αισθητήρες ταχύτητας. Σε αντίθετη περίπτωση, δηλαδή σε υψηλής σημασίας και απόδοσης συστήματα οδήγησης στα οποία οι μεταβλητές ελέγχου περιλαμβάνουν και τη ροπή που αναπτύσσεται εντός της μηχανής, απαιτείται διανυσματικός έλεγχος. Στη συνέχεια θα αναλύσουμε και θα εξηγήσουμε τη σημασία των διανυσματικών μεγεθών του κινητήρα στον έλεγχο. Για την ώρα, αξίζει να αναφέρουμε πως ένα διάνυσμα αναπαριστά σταθερές τιμές οι οποίες αντιστοιχούν στις μεταβλητές του τριφασικού πραγματικού συστήματος. Για παράδειγμα το διάνυσμα του ρεύματος του στάτη αποτελείται από τα τρία φασικά ρεύματα αυτού και αντίστροφα κάθε τριφασικό ρεύμα μπορεί να θεωρηθεί ισοδύναμο με το διάνυσμα ρεύματος που το αναπαριστά. Όπως είναι προφανές, οι διανυσματικοί ελεγκτές, στηρίζουν την εφαρμογή ελέγχου στα διανύσματα των μεταβλητών του τριφασικού κινητήρα και κατασκευάζονται κατά τρόπο ο οποίος καθορίζεται από τον αλγόριθμο ελέγχου. Μία τέτοια προσέγγιση ελέγχου στοχεύει στη διατήρηση της συνέχειας της ροπής ελέγχου καθώς το σύστημα διέρχεται από μεταβαλλόμενες καταστάσεις. Προτού προχωρήσουμε σε πιο εκτενή αναφορά και επεξήγηση του τρόπου με τον οποίο επιδιώκουμε να ελέγξουμε τη διάταξη, θεωρείται σημαντικό να γίνει μία μικρή και γρήγορη ανακεφαλαίωση στα εισαγωγικά για τον επαγωγικό κινητήρα στοιχεία. Όπως έγινε, λοιπόν, κατανοητό από τις παραγράφους που προηγήθηκαν οι επαγωγικές μηχανές, και ειδικά αυτές με βραχυκυκλωμένο κλωβό αποτελούν την κύρια πηγή μηχανικής ενέργειας στη βιομηχανία. Ενώ τροφοδοτούμενες από τριφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα αποτελούν διατάξεις απλές, σθεναρές και σχετικά φθηνές. Παρά το γεγονός 8

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΘΕΩΡΙΑ πως οι μηχανές αυτές λειτουργούν με μια συγκεκριμένη συχνότητα και ως εκ τούτου περιστρέφονται με σταθερή ταχύτητα, ελεγκτές της κίνησης αυτών αναπτύσσονται ολοένα και περισσότερο σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Το κυριότερο συστατικό ελέγχου αποτελεί ένας ηλεκτρο δυναμικός αντιστροφέας ο οποίος στόχο έχει τον έλεγχο της μαγνήτισης και της συχνότητας του ρεύματος και της τάσης με τα οποία τροφοδοτείται ο κινητήρας. Είναι προφανές πως ο έλεγχος τέτοιου είδους διατάξεων με τη χρήση των αντίστοιχων ελεγκτών πραγματοποιείται και υλοποιείται με τη χρήση ψηφιακών συσκευών. Αυτό άλλωστε, είναι και το αντικείμενο με το οποίο πραγματεύεται η παρούσα διπλωματική εργασία. Τέλος σε ότι αφορά το είδος του ελέγχου, με άλλα λόγια το πεδίο στο οποίο θα επικεντρωθεί ο έλεγχος, αφορά τους στόχους αλλά και τις απαιτήσεις που υπάρχουν για τη διάταξη. 1.3.3 Απουσία Ελέγχου: Η ανάγνωση των παραπάνω στοιχείων, θα μπορούσε να δημιουργήσει ερωτήματα για τη σημασία του ελέγχου σε μία διαδικασία η οποία βασίζεται στους επαγωγικούς κινητήρες. Αποτελεί, λοιπόν, ο έλεγχος μιας επαγωγικής μηχανής ένα απαραίτητο συστατικό μίας βιομηχανικής ή οποιασδήποτε άλλης διαδικασίας, ή διαφορετικά χωρίς την ύπαρξη ελεγκτών ή οποιασδήποτε άλλης μορφής ελέγχου ποιά είναι η επικείμενη συμπεριφορά. Στην πλειοψηφία τους οι επαγωγικές μηχανές χρησιμοποιούν υποτυπώδεις συναρτήσεις ελέγχου οι οποίες περιορίζονται στην έναρξη και την παύση λειτουργίας, ενώ σε πολύ συγκεκριμένες περιπτώσεις βοηθούν στην έναυση, την πέδη και την αναστροφή. Θα μπορούσαμε, λοιπόν, να ισχυριστούμε πως σε τέτοιες περιπτώσεις ο έλεγχος απουσιάζει. Εξάλλου, όταν η διάταξη συνοδεύεται και από ένα φορτίο τότε ο επαγωγικός κινητήρας τροφοδοτείται απ ευθείας από την τάση γραμμής του δικτύου και λειτουργεί με επιλεγμένες εκ των προτέρων τιμές για την τάση και τη συχνότητα του στάτη. Ως εκ τούτου, η ταχύτητα του κινητήρα μπορεί να θεωρηθεί σταθερή, όταν οι μηχανές που χρησιμοποιούνται μπορούν να χαρακτηριστούν στιβαρές σε ότι αφορά τα μηχανικά τους χαρακτηριστικά. Η επιλογή μιας τέτοιας λειτουργίας, επιφέρει χαμηλή επίδοση του δρομέα και κατ επέκταση χαμηλές απώλειες αυτού. Είναι προφανές, τέλος, πως σε ότι αφορά το κόστος, ένας κινητήρας στον οποίο δεν ασκείται κάποιος έλεγχος αποτελεί την καλύτερη επιλογή, ωστόσο οι χαμηλές επιδόσεις της ταχύτητας καθίστανται σημαντικό μειονέκτημα. Το μειονέκτημα αυτό της χαμηλής ταχύτητας του κινητήρα, σε πολλές εφαρμογές έχει ως επίπτωση να χάνεται 9

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ένα μεγάλο ποσοστό της αποδιδόμενης ενέργειας τα οποία μετατρέπονται σε θερμότητα. Η ανάγκη, επομένως για καλύτερη διαχείριση ενέργειας και χρημάτων αποτέλεσε τον κυριότερο λόγο για τη συνεχώς αυξανόμενη χρήση ελεγκτών στους επαγωγικούς κινητήρες. 1.3.4 Έλεγχος Τάσης Στάτη: Μία μέθοδος ελέγχου αρκετά διαδεδομένη και σχετικά απλή στην κατανόηση αλλά και την υλοποίησή της, αποτελεί ο έλεγχος τάσης του στάτη. Είναι γνωστό πως η ολίσθηση που εμφανίζεται σε κάποιον κινητήρα, μπορεί να μεταβάλλεται με αντίστοιχη μεταβολή της τάσης του στάτη, φαινόμενο το οποίο συναντάται ιδιαίτερα συχνά σε μηχανές με ευμετάβλητα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, η διαδικασία αυτή, αποδεικνύεται άκρως αναποτελεσματική οι απώλειες οι οποίες προκύπτουν είναι ανάλογες με το μέγεθος της ολίσθησης. Άλλωστε το γεγονός πως η ολίσθηση είναι ένα μέγεθος με μικρό εύρος ελεγξιμότητας, καθιστά αυτομάτως τη διαδικασία ελέγχου περίπλοκη και μη αποδοτική. Προκειμένου, λοιπόν, να έχουμε έναν μεγάλου εύρους έλεγχο ταχύτητας τη μόνη πρακτική λύση αποτελεί ο έλεγχος της τροφοδοτούμενης στο σύστημα συχνότητας. Η μέθοδος αυτή ελέγχου, αρχικά ίσως να φαίνεται σχετικά απλό και κατά κάποιο τρόπο μη αποτελεσματικό. Ωστόσο η προσθήκη, στη μέθοδο αυτή, του ελέγχου της μαγνήτισης η οποία προκύπτει από την τάση του στάτη, μας παρέχει μία αρκετά καλή και αξιόπιστη λύση. Ένα σχήμα ελέγχου ευρύτατα διαδεδομένο και απλό στη χρήση του, είναι αυτό που καθιστά εφικτή την υλοποίηση της πιο πάνω μεθόδου. Το σχήμα αυτό αποτελείται από αντιστροφείς ηλεκτρικής ενέργειας. Η αντιστροφή που πραγματοποιείται, αφορά προφανώς τη μετατροπή μίας ac τάσης σε dc και αντίστροφα. Στην περίπτωση ελέγχου ενός επαγωγικού κινητήρα πραγματοποιείται αρχικά μία ανόρθωση της εναλλασσόμενης τάσης, η τάση αυτή αποτελεί την είσοδο για το σύστημά μας, προκειμένου να διαμορφωθεί το κατάλληλο dc σήμα, το οποίο θα χρησιμοποιηθεί στη συνέχεια ως σήμα ελέγχου. Τη μέθοδο αυτή, που μόλις περιγράψαμε, χρησιμοποιεί σε ένα σημαντικό ποσοστό της λειτουργίας του και ο ελεγκτής της ΤΙ που έχουμε στη διάθεσή μας. Στο παρακάτω σχήμα έχουμε μία σχηματική απεικόνιση του αντιστροφέα τάσης: 10

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΘΕΩΡΙΑ 1.2 Αντριστροφέας Τριφασικής Εναλλασσόμενης Τάσης σε Συνεχή 1.3.5 Προσανατολισμένος προς κάποιο πεδίο έλεγχος (FOC): Τα όσα αναφέραμε παραπάνω αφορούν σε μεγάλο βαθμό κάποια εισαγωγικά στοιχεία αλλά και το απαιτούμενο υπόβαθρο προκειμένου να προχωρήσουμε στην περιγραφή της διάταξης αλλά και τον τρόπο με τον οποίο επιτύχαμε το ζητούμενο της διπλωματικής αυτής εργασίας, το οποίο δεν είναι άλλο από τον έλεγχο ενός επαγωγικού κινητήρα. Στα επόμενα κεφάλαια θα γίνει λεπτομερής και συστηματική περιγραφή της δομής της διάταξης και των αποτελεσμάτων που προέκυψαν. Πριν προχωρήσουμε όμως σε αυτά, μένει να αναλυθεί μία ακόμη παράγραφος, η οποία θα είναι και η τελική για το εισαγωγικό αυτό κεφάλαιο. Η παράγραφος αυτή, όπως γίνεται εύκολα αντιληπτό και από τον τίτλο της, αφορά τον προσανατολισμένο προς κάποιο πεδίο έλεγχο ή πιο σύντομα FOC έλεγχο. Την ιδιαίτερη σημασία του για τα αποτελέσματα της πειραματικής διαδικασίας θα τα αναλύσουμε αργότερα. Προς στιγμήν θα αναφέρουμε μερικά θεωρητικά στοιχεία τα οποία ισχύουν γενικά στη διαδικασία ελέγχου επαγωγικών κινητήρων. Το αντικείμενο, λοιπόν, του FOC ελέγχου έχει ως στόχο του να προσομοιώσει τον επαγωγικό κινητήρα με μία ξεχωριστή dc μηχανή, πηγή μίας μεταβαλλόμενης ροπής. Ο λόγος για τον οποίο επιθυμούμε την προσομοίωση αυτή οφείλεται στο γεγονός πως η dc μηχανή όχι μόνο παράγει ροπή σύμφωνα με τη συνθήκη της ορθογωνιότητας των διανυσμάτων ροής και ρεύματος, αλλά δίνει και τη δυνατότητα πλήρους ανεξαρτησίας, για την ακρίβεια πλήρους αποσύζευξης, στον έλεγχο των μεγεθών της ροπής και του μαγνητικού πεδίου. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα η εξίσωση της ροπής να 11

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 χρησιμοποιείται ως αναφορά για τον FOC έλεγχο της επαγωγικής μηχανής, και να μπορεί να γραφεί ως εξής: όπου: T m = k T λ f i α (1.1) k T σταθερά η οποία εξαρτάται από την κατασκευή και το μέγεθος του κινητήρα λ f είναι το διάνυσμα του ρεύματος το οποίο είναι πάντα ευθυγραμμισμένο με τον q άξονα ακόμη και αν ο δρομέας περιστρέφεται i a είναι το διάνυσμα της ροπής, η οποία δημιουργείται από τα τυλίγματα και είναι πάντα ευθυγραμμισμένο με τον d άξονα. Η παρακάτω εικόνα παρουσιάζει σχηματικά τη σχέση που συνδέει τα μεγέθη λ f και i a και που περιγράφηκε παραπάνω: 1.3 Γραφική αναπαράσταση των μεγεθών λf και ia 1.3.6 Διαχωρισμός σε Άμεσο και Έμμεσο FOC έλεγχο: Ο FOC έλεγχος, όπως γίνεται εύκολα αντιληπτό, χωρίζεται σε έμμεσο και άμεσο. Ο διαχωρισμός αυτός πραγματοποιείται με κριτήριο τη διαδικασία που ακολουθείται κατά τη διάρκεια του ελέγχου. Αν θέλαμε να δώσουμε μία γρήγορη περιγραφή για τις δύο παραπάνω κατηγορίες θα ορίζαμε ως άμεσο FOC εκείνο τον έλεγχο κατά τον οποίο προσπαθούμε να εκτιμούμε τη ροή του δρομέα άμεσα και μάλιστα βάση των μετρήσεων της τελικής τάσης και του ρεύματος. Σε αντίθεση με τον άμεσο FOC έλεγχο, ο έμμεσος έχει ως στόχο 12

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΘΕΩΡΙΑ την εκτίμηση της ολίσθησης, εκτίμηση η οποία βασίζεται μοντέλο της μηχανής σε συνθήκες FOC και την επανεκτίμηση της γωνίας της ροής του δρομέα. Επανεκτίμηση η οποία προκύπτει από την εκτιμώμενη ολίσθηση και την μετρούμενη ταχύτητα του δρομέα. Η γνώση των παραμέτρων της μηχανής, και ειδικά την σταθερά χρόνου του δρομέα, αποτελεί το κλειδί για έναν επιτυχημένο FOC έλεγχο. Στη συνέχεια θα κάνουμε μία πιο λεπτομερή περιγραφή του άμεσου ελέγχου, καθώς αποτελεί και την επιλογή μας, για την παρούσα διπλωματική εργασία. 1.3.7 Άμεσος FOC έλεγχος: Η γνώση της στιγμιαίας θέσης (γωνία) του διανύσματος ροής, με το οποίο το πλαίσιο ευθυγραμμίζεται με το πλαίσιο αναφοράς, αποτελεί την απαιτούμενη προϋπόθεση για την σωστή υλοποίηση του ελέγχου. Συνήθως, η μαγνήτιση του διανύσματος ροής προσδιορίζεται και αυτή με τη σειρά της, με σκοπό τη σύγκρισή της με μία τιμή αναφοράς σε ένα σχήμα ελέγχου κλειστού βρόχου. Ο προσδιορισμός του διανύσματος ροής μπορεί να βασίζεται σε απ ευθείας μετρήσεις αλλά και εκτιμήσεις οι οποίες προκύπτουν από άλλες μετρούμενες μεταβλητές. Μία τέτοια προσέγγιση σε σχήματα ελέγχου είναι που αποκαλείται και ως άμεσος FOC έλεγχος, ο οποίος ως προσανατολισμένο πεδίο στην προκειμένη περίπτωση χρησιμοποιεί το διάνυσμα ροής του δρομέα. Αξίζει να σημειωθεί για την υλοποίηση του ελέγχου, πως μόνο η ροή του διακένου μπορεί να μετρηθεί άμεσα, για το σύστημά μας. Η δυνατότητα αυτή, της μέτρησης της ροής διακένου, οδηγεί στην υλοποίηση ενός απλού σχήματος ελέγχου. Το σχήμα αυτό αφορά στην εκτίμηση της ροής του δρομέα, όπως αυτή προκύπτει από τις μετρήσεις της ροής διακένου αλλά και των ρευμάτων του στάτη. Για το σκοπό αυτό, απαιτείται η χρήση δύο αισθητήρων μαγνητικού πεδίου, οι οποίοι τοποθετούνται στο διάκενο της μηχανής, και μετρούν τα διανυσματικά μεγέθη λ dm και λ qm, στα οποία αναλύεται το διάνυσμα της ροής διακένου λ m. Ενώ, όπως αναφέραμε και παραπάνω, προκειμένου να γνωρίζουμε και το ρεύμα του στάτη κάνουμε χρήση των αντίστοιχων αισθητήρων. Το διάνυσμα ροής του δρομέα, τελικά, υπολογίζεται από την παρακάτω εξίσωση: 13 λ r = (L r /L m )λ m + L is i s (1.2) Παρακάτω φαίνεται και η σχηματική απεικόνιση της μεθόδου ελέγχου, καθώς επίσης τα μεγέθη που αποτελούν τις εισόδους του συστήματος, αλλά και τα αποτελέσματα που προκύπτουν ως έξοδοι αυτού.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 1.4 Το σχήμα ελέγχου σε μορφή βρόχου 14

2 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΔΙΑΤΑΞΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ 2.1 TMDSHVMTRPFCKIT Development Kit: 15 2.1 Ο controller TMDSHVMTRPFCKIT Development Kit της διάταξης Το TMDSHVMTRPFCKIT Development Kit εκτελεί ταυτόχρονα δύο λειτουργίες. Πιο συγκεκριμένα δίνει τη δυνατότητα ψηφιακού ελέγχου σε μηχανές υψηλής τάσης (DMC = High Voltage Digital Motor Control) και διόρθωσης στον παράγοντα της δύναμης (PFC = Power Factor Correction). Ο συνδυασμός των δύο παραπάνω λειτουργιών προσφέρει στον χρήστη τη δυνατότητα εκμάθησης αλλά και πειραματισμού ψηφιακού ελέγχου σε μηχανές υψηλής τάσης και πιο συγκεκριμένα στον AC κινητήρα και τον σερβοκινητήρα. Ο έλεγχος επιτυχγάνεται μέσω ενός μικροεπεξεργαστή MCU και ασκείται σαν διορθωτικός όρος στον παράγοντα της δύναμης PFC (Power Factor Correction) αλλά και στο στάδιο ελέχγου της μηχανής. Πιο συγκεκριμένα το PFC δέχεται ως είσοδο ένα εναλλασσόμενο ρεύμα επιπέδου γραμμής από 110 V μέχρι 220 V και παράγει μια έξοδο 750 Watts δύναμης, μια δύναμη η οποία προκύπτει ως αποτέλεσμα ελέγχου κλειστού βρόχου. Η κίνηση τώρα, των προς έλεγχο, κινητήρων μπορεί να οδηγείται είτε απ ευθείας από το PFC