موتور القایی سه فاز (TIM) به طور گسترده ای در بخش صنعتی استفاده می شود، عمدتا برای بهره برداری از پمپ ها، کمپرسورها و فن ها، که ۶۸ درصد از مصرف انرژی صنعتی برزیلی که مطابق با ۳۵ درصد انرژی الکتریکی مصرفی کل است را شامل می شود. به طور کلی، چنین موتورها تحت حدود ۶۰ درصد بار اسمی خود، در نتیجه کار با کاهش بهره وری، که منجر به هدر رفت انرژی می شود عمل می کنند. نمودار کارایی TIM، برای فرکانس اسمی، می تواند در مشخصات آن یافت شود. با این حال، این موتورها اغلب توسط مبدل فرکانس هدایت می شوند، و در نتیجه فرکانس های عملیاتی متفاوت به دلیل مقادیر اسمی آنها است. یکی از راه های تجزیه و تحلیل کارایی TIM و در نتیجه تعیین اینکه کدام منطقه عملیاتی مناسب تر برای یک وضعیت خاص است، انجام محاسبات است که به پارامترهای الکتریکی و مکانیکی موتور بستگی دارد، از آنجا که چنین پارامترهایی، هنگامی که به یک مدل ریاضی اعمال میشوند، ممکن است پویایی عملیات TIM را نشان دهند. با این حال، در چندین شرایط ممکن است پارامترها توسط تولید کننده تحت تاثیر قرار نگیرند ، یا تاثیرات خارجی و داخلی مانند سایش الکتریکی و مکانیکی یا گرمایش ممکن است مقادیر پارامترها را تغییر دهد. علاوه بر مشکلات مربوط به کارایی پر انرژی، برآورد مناسب پارامترهای TIM ممکن است بر عملکرد درایو AC تأثیر بگذارد، زیرا مقادیر پارامترهای موتور برای تنظیم کننده های کنترل، بخصوص پارامترهای مکانیکی که مربوط به پاسخ دینامیکی در طول گذرا، پایه هستند. حتی با استفاده از نظارت بر پارامترهای TIM می توان از روش های تشخیص خطا استفاده کرد. در این زمینه، توسعه تکنیک های برآورد پارامترهای الکتریکی و مکانیکی TIM به موضوع مهم تحقیقات اخیر تبدیل شده است. داده ها برای مدار الکتریکی معادل متقارن به طور معمول از طریق آزمایش های مسدود شده و بدون بار روتور به دست آمدند، همانطور که در استاندارد IEEE بیان شده است، جایی که دستگاه در حالت پایدار عمل می کند. اگر چه چنین روش مورد استفاده ای ساده و معمولی است، تقریبی آن ممکن نیست دقیق باشد. علاوه بر این، پارامترهای مکانیکی در این روش برآورد نمی شوند. به این معنی که، روش های محاسباتی به دلیل توانایی های آنها برای ارزیابی دقیق تر پارامترهای الکتریکی و مکانیکی به عنوان جایگزین های مورد نطر به وجود می آیند. در دو روش محاسبه پارامترهای مدار الکتریکی معادل پیشنهاد می شود. این روش ها به ترتیب بر اساس شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) و سیستم های استنتاج عصبی فازی تطبیقی (ANFIS) و داده های ورودی گشتاور، توان فعال و راکتیو، جریان شروع، حداکثر گشتاور، سرعت بار کامل و کارایی هستند که توسط تولید کننده داده شده اند. تکنیک پیشنهاد شده بر اساس استفاده از شبکه Adaline برای شناسایی ثابت زمان روتور و فاکتور نشت TIM در حالت پایدار (فرکانس های بالا)، و همچنین مقاومت نشتی و القایی استاتور (فرکانس های پایین) است. در استفاده از آزمایشهای فرکانس متغیر، محاسبه پارامترهای مدار الکتریکی معادل نیز پیشنهاد شده است.
در سال های گذشته، تکنیک های برآورد پارامترهای الکتریکی و مکانیکی TIM، بر اساس استفاده از روش های محاسباتی، در آثار ادبی با نتایج جالبی گزارش شده است. به عنوان مثال، کار در پیشنهادهای شناسایی گشتاور از TIM با استفاده از تنها یک سنسور ولتاژ، که با توجه به پارامترهای برآورد شده، مدل سازی می شود، در نتیجه تکنیک ساده و کم هزینه می باشد. استفاده از الگوریتم های برآورد پارامترهای آنلاین نیز در مقاله [۱۶] پیشنهاد شده است که شامل یک روش کنترل پیش بینی کننده بر اساس تقریب اویلر برای برآورد مقاومت استاتور از مدل خطی موتور القایی است. در مقاله یک روش بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) برای ارزیابی پارامترهای مدار الکتریکی معادل TIM، مقایسه گشتاور و مشخصات ارائه شده توسط سازنده، اعمال می شود.
طبقه ای دیگر از روشهای محاسباتی اکتشافی، طبقه ای از الگوریتم های تکاملی است که بر اساس تعریف و تغییر گروه راه حل ها برای به حداقل رساندن یک تابع هدف هستند. استفاده از الگوریتم های تکاملی در ارزیابی پارامترهای TIM نیز در نوشته های اخیر گزارش شده است. در، استفاده از الگوریتم های ژنتیکی به منظور شناسایی همزمان پارامترهای مکانیکی و الکتریکی، با استفاده از ورودی تنها جریان شروع و ولتاژ مربوطه. پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی در شامل استفاده از الگوریتم دیفرانسیل تکامل (DE) برای برآورد مقاومت روتور و استاتور و و همچنین القای نشتی روتور و استاتور با مقایسه مقادیر اسمی، شروع و توقف گشتاورهای اندازه گیری شده با مقادیر حاصل از پارامترهای برآورد شده است. در تاثیر تغییرات دمای پارامترهای الکتریکی و مکانیکی TIM با استفاده از یک سیگنال جریان مورد تحلیل قرار گرفته است. علاوه بر این، در نویسندگان تجزیه و تحلیل پنج روش مختلف DE را برای بررسی بهترین روش ارزیابی پارامتر برای مدار الکتریکی معادل TIM، با استفاده از سیگنال های شبیه سازی شده از ولتاژ ورودی و خروجی سه فاز را پیشنهاد می دهند. در نهایت، درDE برای تخمین پارامترهای مدار الکتریکی معادل و گشتاور اینرسی استفاده می شود، با توجه به اینکه سیگنال ورودی جریان های سه فاز شبیه سازی شده دو موتور متفاوت است.
در یک تحلیل کلی، مشکل اصلی در برخی از روش های پیشنهادی گزارش شده، بدست آوردن اطلاعات لازم برای شناسایی پارامترها، مانند سرعت و گشتاور است چنین مقالاتی از سنسورهای پیشرفته تر استفاده می کنند به این معنی که هزینه های بالای توسعه پروژه را کاهش می دهد و در نتیجه، جذابیت آن را کاهش می دهد. علاوه بر این، روش های ارائه شده، جایگزین هایی برای ارزیابی پارامترهای مدار الکتریکی معادل TIM یا پارامترهای مکانیکی، به جای در نظر گرفتن ترکیب آنها پیشنهاد می کنند. آثار ارائه شده در روشهایی برای برآورد دو پارامترهای الکتریکی و مکانیکی را پیشنهاد می دهد. با این حال، روش در نیاز به ولتاژ سه فاز و داده های جریان دارد، در نتیجه درخواست شش سنسور، و تنها از داده های محاسباتی استفاده می کند.
در مقاله حاضر، تکنیکی را که قادر به برآورد مقادیر مقاومت روتور و استاتور و ظرفیت القای نشتی، ظرفیت القای مغناطیسی مغناطیسی (پارامترهای مدار الکتریکی معادل)، گشتاور و ضریب اصطکاک موتور القایی سه فاز است را پیشنهاد می دهیم. سه مجموعه مجزای سیگنال های ورودی برای الگوریتم پیشنهادی اعمال می شود: (۱) سیگنال جریان یک فاز همراه با سرعت اندازه گیری شده از یک تاکو ژنراتور، (۲) سیگنال جریان یک فاز همراه با سرعت اندازه گیری شده از یک گشتاورسنج، و (۳) تنها سیگنال جریان یک فاز. روش متشکل از تقریب تابع برای ارزیابی پارامتر با استفاده از الگوریتم تکامل دیفرانسیل، همراه با مدل دینامیکی TIM، همانطور که در شرح داده شده، است. به منظور تایید کارآیی و اعتبار روش برآورد پیشنهادی، آزمونهای مبتنی بر مدلهای محاسباتی که با داده های تجربی اجرا شدند نیز انجام شده است.
