Fuzzy direct torque control for induction motor sensorless drive powered by five level inverter with reduction rule base

• Autorzy: Berkani Abderrahmane , Negadi Karim , Allaoui Tayeb , Marignetti Fabrizio

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2019.07.14

Warianty tytułu

PL

Bezpośrednie sterowanie momentem w bezczujnikowym silniku indukcyjnym za pomocą pięciopoziomowego przekształtnika wspomaganegologiką rozmytą

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The object of this paper is to study a new control structure for sensorless induction machine dedicated to electrical drives using a five-level voltage source inverter (VSI). However, direct torque control (DTC), known for years, provides high dynamic performance and also fast and robust response for induction motors (IM), classical DTC produces notable torque, flux ripples. In the present paper, fuzzy logic has been suggested to improve the system performance (i.e. gives faster torque and flux responses and also reducing the undesirable torque ripple that can occur in the output torque). In this controller, torque error, flux error and also the position of stator flux are as inputs and the output of it is a suitable voltage vector which should apply to the motor. In this paper to reduce the number of rules and also increase controller’s speed, we use particular mapping for the stator flux position. Compared with conventional DTC, this method is easily implemented for induction machine, the ripples of both torque and flux are reduced remarkable. Simulation results proved the superiority of the novel approach.

PL

Celem tego artykułu jest zbadanie nowej struktury sterowania bezczujnikowej maszyny indukcyjnej przeznaczonej do napędów elektrycznych z wykorzystaniem pięciopoziomowego falownika napięcia (VSI). Wiadomo jednak, że bezpośrednia sterowanie momentu obrotowego (DTC), znane od lat zapewnia wysoką dynamikę, a także szybką i solidną reakcję dla silników indukcyjnych (IM), klasyczny algorytm DTC wytwarza znaczny moment obrotowy, tętnienia strumienia. W niniejszym artykule zasugerowano logikę rozmytą, aby poprawić wydajność systemu (tzn. daje szybszą zmianę momentu obrotowego i odpowiedzi strumienia, a także zmniejsza niepożądane tętnienia momentu obrotowego, które mogą wystąpić w wyjściowym momencie obrotowym). W tym regulatorze, błąd momentu obrotowego, błąd strumienia, a także położenie strumienia stojana są jako wejścia, a jego wyjście jest odpowiednim wektorem napięcia, który powinien być zastosowany do sterowania silnika. W tym artykule, aby zmniejszyć liczbę reguł, a także zwiększyć szybkość kontrolera, używamy konkretnego odwzorowania dla położenia strumienia stojana. W porównaniu z konwencjonalnym kodem DTC ta metoda jest łatwa do zastosowania w maszynach indukcyjnych, a tętnienia momentu obrotowego i strumienia są znacznie mniejsze. Wyniki symulacji dowiodły wyższości nowatorskiego podejścia.

Słowa kluczowe

EN

direct torque control; fuzzy logic; induction motor; fuzzy logic direct torque control; AC Drives

PL

bezczujnikowa maszyna indukcyjna; napęd elektryczny; falownik napięcia

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 95, nr 7
• Strony: 66--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Berkani Abderrahmane

• Laboratory of Energy and Computer Engineering L2GEGI, Department of Electrical Engineering, Faculty of Sciences Applied, University Ibn Khaldoun of Tiaret, BP 78 Size Zarroura, Tiaret 14000, Algeria

autor

Negadi Karim

• Laboratory of Energy and Computer Engineering L2GEGI, Department of Electrical Engineering, Faculty of Sciences Applied, University Ibn Khaldoun of Tiaret, BP 78 Size Zarroura, Tiaret 14000, Algeria

autor

Allaoui Tayeb

• Laboratory of Energy and Computer Engineering L2GEGI, Department of Electrical Engineering, Faculty of Sciences Applied, University Ibn Khaldoun of Tiaret, BP 78 Size Zarroura, Tiaret 14000, Algeria

autor

Marignetti Fabrizio

• Laboratory of Energy and Computer Engineering L2GEGI, Department of Automation, University of Cassino and Southern Lazio, Via G.Di Biasio 43 I-03043 Cassino (FR), Italy

Bibliografia

• [1] Habib Benbouhenni., Five-level DTC with 12 sectors of induction motor drive using neural networks controller for low torque ripple, Acta Electrotechnica et Informatica, Vol. 18, No. 2, (2018), 61–66, DOI: 10.15546/aeei-2018-0018.
• [2] Chaymae Fahassa., Mohamed Akherraz., Yassine Zahraoui., ANFIS speed controller and intelligent dual observer based DTC of an induction motor, 00978-1-5386-7328-7/18/$31.00 ©2018 IEEE.
• [3] Anet Jose., Shanifa Beevi S., FLC-Based DTC of Induction Motor Sensorless Drive to Improve the Dynamic Performance, International Journal on Advanced Electrical and Computer Engineering (IJAECE), ISSN(Online): 2349-9338, ISSN(Print): 2349-932X Volume -1, Issue -1, (2014).
• [4] Abdelkarim Ammar., Amor Bourek., Abdelhamid Benakcha., Tarek Ameid., Sensorless Stator Field Oriented-Direct Torque Control with SVM for Induction Motor Based on MRAS and Fuzzy Logic Regulation, Proceedings of the 6th International Conference on Systems and Control, University of Batna 2, Batna, Algeria, May 7-9, (2017), 978-1-5090-3960-9/17/$31.00 ©2017 IEEE.
• [5] K. Bouhoune., K. Yazid., M.S. Boucherit and M. Menaa, Fuzzy Logic-Based Direct Torque Control for Induction Machine Drive, (2017) 25th Mediterranean Conference on Control and Automation (MED) July 3-6, 2017. Valletta, Malta, 978-1-5090- 4533-4/17/$31.00 ©2017 IEEE.
• [6] Vadim Cazac., Ilie Nuca., Petru Todos., AC Drive Control System of the Wire Drawing Machine with DTC Control and Fuzzy Controller, 13th International Conference on Developement and Application Systems, Suceava, Romania, May 19-21, (2016), 978-1-5090-1993-9/16/$31.00 ©2016 IEEE.
• [7] Soufien Gdaim., Abdellatif Mtibaa., Mohamed Faouzi Mimouni., Design and Experimental Implementation of DTC of Induction Machine based on Fuzzy Logic Control on FPGA, DOI 10.1109/TFUZZ.2014.2321612, IEEE Transactions on Fuzzy Systems.
• [8] Alloui, H.; Berkani, A.; Rezine, H., "A three level NPC inverter with neutral point voltage balancing for induction motors Direct Torque Control," Electrical Machines (ICEM), 2010 XIX International Conference on , vol., no., pp.1,6, 6-8 Sept. 2010.
• [9] Naveen Goel., R. N. Patel., Saji Chacko., Torque Ripple Reduction of DTC IM drive using Artificial Intelligence, 2016 International Conference on Electrical Power and Energy Systems (ICEPES), Maulana Azad National Institute of Technology, Bhopal, India. Dec 14-16, (2016).
• [10] V.M.Venkateswara Rao., G.Chandra Sekhar., Y.P. Obulesh., Performance Enhancement of Fuzzy Logic Duty Ratio Controller Based Direct Torque Control of Induction Motor, International Journal of New Technology and Research (IJNTR) ISSN:2454-4116, Volume-3, Issue-12, December (2017) Pages 42-47.
• [11] Sadhana Jadhav., Kirankumar Jaladi., Advanced VSC and Intelligent Control Algorithms Applied to SVM_DTC for Induction Motor Drive: A Comparative Study, (2016) 12th World Congress on Intelligent Control and Automation (WCICA) June 12-15, 2016, Guilin, China.
• [12] Norjulia Mohamad Nordin., Naziha Ahmad Azli., Nik Rumzi Nik Idris., Nur Huda Ramlan., Tole Sutikno., Constant Frequency Torque Controller for DTC with Multilevel Inverter of Induction Machines, International Journal of Power Electronics and Drive System (IJPEDS) Vol. 7, No. 1, March (2016), pp. 28~44 ISSN: 2088-8694.
• [13] V.M.Venkateswara Rao., A. Anand Kumar., Artificial Neural Network and Adaptive Neuro Fuzzy Control of Direct Torque Control of Induction Motor for Speed and Torque Ripple Control, Proceedings of the 2nd International Conference on Trends in Electronics and Informatics (ICOEI 2018) IEEE Conference Record: # 42666; IEEE Xplore ISBN:978-1-5386-3570-4.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).