Analiza pracy maszyny synchronicznej wzbudzanej hybrydowo w obszarze osłabionego strumienia

• Autorzy: Bonisławski M. , Pałka R.

Warianty tytułu

EN

Analysys of Hybrid Excitation Synchronous Machine in Flux Weakening Region

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wybrane warianty konstrukcyjne maszyn elektrycznych ze wzbudzeniem hybrydowym. Zaletą tej grupy maszyn, w stosunku do tradycyjnych maszyn synchronicznych z magnesami trwałymi (PMSM), jest możliwość łatwej zmiany strumienia maszyny. Dzięki temu, wytworzyć można większy moment obrotowy w zakresie niskich prędkości obrotowych oraz zwiększyć prędkość maksymalną, bez użycia tradycyjnych technik osłabiania strumienia. W celu weryfikacji możliwości zmiany strumienia maszyny synchronicznej, przeprowadzono badania na modelu prototypowej maszyny z magnesami trwałymi z możliwością regulacji wzbudzenia (ang. Electric Synchronous Permanent Magnet Machine – ECPMSM). Wykorzystano algorytmy sterowania z wektorową orientacją pola FOC (Field Oriented Control) wraz z blokiem automatycznej regulacji prądu wzbudzenia cewki pomocniczej.

EN

The paper presents selected design variants of electric machines with hybrid excitation. The advantage of this group of machines is the ability to easily change the excitation flux. This allows a larger torque generation in the low speed range and an increase of the maximum speed, without using traditional flux weakening techniques. In order to verify the possibility of changing the flux of the synchronous machine, different tests were performed on a prototype model of permanent magnet synchronous machine with controllable excitation (ECPMSM). The Field Oriented Control (FOC) with automatic adjustment of the excitation current of the auxiliary coil was used.

Słowa kluczowe

PL

maszyny hybrydowe; regulacja strumienia osłabianie strumienia; ECPMSM

EN

hybrid machines; excitation regulation; flux weakening; ECPMSM

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 3(103)
• Strony: 167--172
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Bonisławski M.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie. Wydział Elektryczny

autor

Pałka R.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie. Wydział Elektryczny

Bibliografia

• [1]. J. F. Gieras, PM synchronous generators with hybrid excitation systems and voltage control Capabilities: A review in Electrical Machines (ICEM), 2012 XXth International Conference on, 2012, pp. 2573–2579
• [2]. D. Fodorean, A. Djerdir, A. Miraoui, and I.-A. Viorel, FOC and DTC Techniques for Controlling a Double Excited Synchronous Machine, in Electric Machines Drives Conference, 2007. IEMDC ’07. IEEE International, 2007, vol. 2, pp. 1258–1263
• [3]. B. Nedjar, S. Hlioui, M. Lecrivain, Y. Amara, L. Vido, and M. Gabsi, Study of a new hybryd excitation synchronous machine, in Electrical Machines (ICEM), 2012 XXth International Conference on, 2012, pp. 2927 2932
• [4]. H. May, Meins, w. Canders, and R. Pałka, New permanent magnet excited synchronous machine with extended, stator fixed auxilary excitation coil, in ISEF 2009 - XIV International Symposium on Electromagnetic Fields in Mechatronics, Electrical and Electronic Engineering, 2009
• [5]. H. May, R. Palka, P. Paplicki, S. Szkolny, and W.-R. Canders, Modified concept of permanent magnet excited synchronous machines with improved high-speed features, Arch. Electr. Eng., vol. 60, no. 4, pp. 531–540, Jan. 2011
• [6]. D. Fodorean, A. Djerdir, l.-A. Viorel, and A. Miraoui, A Double Excited Synchronous Machine for Direct Drive Application, Design and Prototype Tests, Energy Conversion, IEEE Trans., vol. 22, no. 3, pp. 656–665, 2007
• [7]. R. L. Owen, Z. Q. Zhu, J. B. Wang, D. A. Stone, and I. Urquhart`, Review of Variable-flux Permanent Magnet Machines, in Journal of International Conference on Electrical Machines and Systems, Vol.1, No.1, pp.23~31, 2012 23, 2012
• [8]. C. Zhao and Y. Yan, A review of development of hybrid excitation synchronous machine, in Industrial Electronics, 2005. ISIE 2005. Proceedings of the IEEE International Symposium on, 2005, vol. 2, pp. 857–862 vol. 2
• [9]. F. Leonardi, T. Matsuo, Y. Li, T. A. Lipo, and P. McCleer, Design considerations and test results for a doubly salient PM motor with flux control, In Industry Applications Conference, 1996. Thirty-First IAS Annual Meeting, IAS ’96., Conference Record of the 1996 IEEE, 1996, vol. 1, pp. 458–463 vol.1
• [10]. Y. Amara, S. Hlioui, R. Belfkira, G. Barakat, and M. Gabsi, Comparison of Open Circuit Flux Control Capability of a Series Double Excitation Machine and a Parallel Double Excitation Machine, Veh. Technol. IEEE Trans., vol. 60, no. 9, pp. 4194– 4207, 2011
• [11]. X. Luo and T. A. Lipo, A. Synchronous/permanent magnet hybrid AC machine, Energy Conversion, IEEE Trans., vol. 15, no. 2, pp. 203–210, 2000
• [12]. A. D. Akemakou and S. K. Phounsombat Electrical machine with double excitation, especially a motor vehicle alternator, Patent no. US6147429 A. 2000
• [13]. Mizuno, Hybrid excitation type permanent magnet synchronous motor, Patent no. 5682073. 1997
• [14]. Y. Amara, L. Vido, M. Gabsi, E. Hoang, A. Hamid Ben Ahmed, and M. Lecrivain, Hybrid Excitation Synchronous Machines: Energy-Efficient Solution for Vehicles Propulsion, IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 58 no. 5, pp. 2137–2149, 2009
• [15]. J. A. Tapia, F. Leonardi, and T. A. Lipo, A design procedure for a PM machine with extender field weakening capability, in Industry Applications Conference, 2002. 37th IAS Annual Meeting. Conference Record of the, 2002, vol. 3, pp. 1928– 1935 vol.3
• [16]. J. A. Tapia, F. Leonardi, and T. A. Lipo, Consequent-pole permanent-magnet machine with extended field-weakening capability, Ind. Appl. IEEE Trans., vol. 39, no. 6, pp. 1704–1709, 2003
• [17]. R. Pałka, P. Paplicki, and M. Wardach, Wpływ klinów magnetycznych na parametry maszyny elektrycznej z magnesami i regulacją strumienia, Zeszyty Problemowe: Maszyny Elektryczne, Nr 100, cz. 1, 2013
• [18]. J. Holtz, Pulsewidth modulation a survey, Ind. Electron. IEEE Trans., vol. 049, no. 202, 1992
• [19]. P.-Y. Lin and Y.-S. Lai, Novel Voltage Trajectory Control for Flux Weakening Operation of Surface Mounted PMSM Drives, in Industry Applications Society Annual Meeting, 2008. IAS’08. IEEE, 2008, pp. 1–8
• [20]. K. Zawirski, Sterowanie silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 2005
• [21]. J.-H. Song, J.-M. Kim, and S.-K. Sul, A New robust SPMSM control to parameter variations In flux weakening region, in Industrial Electronics, Control, and Instrumentation, 1996., Proceedings of the 1996 IEEE IECON 22nd International Conference on, 1996, vol. 2, pp. 1193–1198 vol.2