Zmodyfikowany predykcyjny regulator prądu silników synchronicznych z magnesami zagnieżdżonymi

• Autorzy: Piotuch R.

Warianty tytułu

EN

Modified Predictive Current Controller for Interior Permanent Magnet Synchronous Motors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono koncepcję zmodyfikowanego predykcyjnego regulatora prądu dla silników synchronicznych z magnesami zagnieżdżonymi. Celem badań jest porównanie zaproponowanego regulatora prądu z klasycznym regulatorem predykcyjnym w strukturze sterowania zorientowanego polowo. Po krótkim wprowadzeniu, przedstawiono cel stosowania regulatorów prądu w układach sterowania silnikami z magnesami trwałymi, następnie przedstawiono zasadę działania predykcyjnego regulatora prądu, a także przedstawiono model matematyczny maszyny zapisany w przestrzeni stanów. W rozdziale 4 i 5 zaproponowano koncepcję zmodyfikowanego predykcyjnego regulatora prądu. Przedstawione, w rozdziale 6, wybrane wyniki badań symulacyjnych wykonanych w środowisku Matlab/Simulink, dotyczą porównania pracy zaproponowanej struktury z klasycznym regulatorem predykcyjnym. Badania dotyczą pracy w stanie statycznym (pulsacja prądu) oraz dynamicznym (szybkość odpowiedzi). Wyniki badań potwierdzają założenia autora – wykorzystując znajomość zmienności indukcyjności w funkcji prądu można stworzyć zmodyfikowany predykcyjny regulator prądu, który cechuje się małą pulsacją prądu w stanie statycznym, a zarazem dużą dynamiką kształtowania prądu. Dodatkowo, regulator zmodyfikowany zapewnia lepszą jakość regulacji w stanie głębokiego nasycenia obwodu magnetycznego maszyny w porównaniu z klasycznym rozwiązaniem.

EN

The paper presents a concept of a modified predictive current control for interior permanent magnet synchronous motors. The purpose of the proposed study is to compare the classical predictive current contro ller with a modified controller in field-oriented control structure. After a brief introduction, the purpose of using current controllers in control system with permanent magnet synchronous motors is described. The paper shows the principle of operation of a predictive current controller, and presents a state space model of the machine. Chapters 4 and 5 propose the concept of the modified predictive current controller. In Chapter 6, results of simulation studies carried out in Matlab/Simulink environment, on the proposed structure work compared with the classic predictive controller are presented. The research focuses on the control quality in static state and dynamic states. The results confirm authors assumptions - using information of inductance variation as a function of current may lead to a modified predictive current controller, which has a small current/torque ripple in static states, and very good dynamic capabilities. In addition, the modified controller provides better control in deep saturation of the magnetic circuit of the machine in comparison with the classical solution.

Słowa kluczowe

PL

silnik synchroniczny; sterowanie predykcyjne; regulator prądu

EN

synchronous motor; predictive control; current controller

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 4(100), cz. 2
• Strony: 59--64
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Piotuch R.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Bibliografia

• [1]. Morel F., Xuefang L.-S., R´etif J.-M., Allard B.: A predictive current control applied to a permanent magnet synchronous machine, comparison with a classical direct torque control, ScienceDirect, Vol. 78, Issue 8, 2008, France. s. 1437-1447
• [2]. Ruszczyk A.: Nowe algorytmy predykcyjnych metod regulacji prądów przekształtników AC/DC i DC/AC, Rozprawa doktorska, Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny, 2005.
• [3]. Heydari F., Sheikholeslami A., Firouzjah K. G., Lesan S.: Predictive Field-Oriented Control of PMSM with Space Vector Modulation Technique, Higher Education Press and Springer-Verlag, 2009.
• [4]. Piotuch R., Pałka R.: Porównanie wybranych regulatorów prądu w układzie sterowania silnikiem synchronicznym ze wzbudzeniem od magnesów trwałych, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne, Nr 93/2011, s. 173-178.
• [5]. Gratkowski S. Pałka R.: Komputerowo wspomagana analiza i projektowanie urządzeń i układów elektromagnetycznych, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, 2001, Szczecin, ISBN: 83-87423-99-8.
• [6]. Shchur I., Rusek A., Makarchuk O.: Modelowanie symulacyjno-komputerowe silnika synchronicznego z magnesami trwałymi na podstawie wyników badań polowych, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 3/2012 (96), Komel Katowice, s. 189-195.
• [7]. Tunia H., Kaźmierkowski M.: Podstawy automatyki napędu elektrycznego, PWN, 1983, Warszawa.
• [8]. Świerczyński D.: Direct Torque Control with Space Vector Modulation (DTC-SVM) of Inverter- Fed Permanent Magnet Synchronous Motor Drive, Rozprawa doktorska, 2005, Politechnika Warszawska.
• [9]. Pałka R., Paplicki P., Piotuch R., Wardach M.: Analiza polowa i obwodowa silnika synchronicznego z magnesami trwałymi sterowanego regulatorem histerezowym, Przegląd Elektrotechniczny, Warszawa, 02b/2013, s. 147-149.
• [10]. Jagieła M., Grabiec T.: Coupling electromagnetic (FE) models to multidomain simulator to analyze electrical drives and complex control systems, Archives of Electrical Engineering. Vol. 59, No. 3-4, 2010, Poland.