Identyfikacja zaburzeń momentu elektromagnetycznego w aplikacji napędowej z silnikiem PMSM

• Autorzy: Wójcik Adrian , Pajchrowski Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.03.09

Warianty tytułu

EN

Torque disturbances identification in electric drive application with PMSM

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono procedurę parametrycznej identyfikacji zaburzeń momentu elektromagnetycznego w napędzie bezpośrednim z silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych (PMSM). Omówiono typowe źródła okresowych zaburzeń momentu, wynikających bezpośrednio z konstrukcji i zasady działania silnika z magnesami trwałymi, jak również zaburzenia spowodowane błędami w pomiarze prądu silnika. Zaproponowano zastępczy model symulacyjny napędu oraz metodę identyfikacji parametrów zaburzeń opartą o nieliniową optymalizację. Zaprezentowano symulacyjne wyniki weryfikacji proponowanej metody oraz przykładowe wyniki eksperymentalne.

EN

This paper presents a procedure for parametric identification of electromagnetic torque disturbances in a direct drive with a permanent magnet synchronous motor (PMSM). Typical sources of periodic torque disturbances are discussed: disturbances resulting directly form structure and operation of PMSM as well as disturbances caused by errors in the motor current measurement. Simulation model of drive with disturbances is proposed as well as method for identifying disturbance parameters based on nonlinear optimization. The simulation results of the verification of the proposed method and exemplary experimental results are presented.

Słowa kluczowe

PL

tętnienia momentu; PMSM; identyfikacja parametryczna; optymalizacja nieliniowa

EN

torque ripples; PMSM; parametric identification; nonlinear optimization

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 3
• Strony: 59--64
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wójcik Adrian

• Politechnika Poznańska, Instytut Robotyki i Inteligencji Maszynowej, Zakład Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

• https://orcid.org/0000-0002-7516-8188

autor

Pajchrowski Tomasz

• Politechnika Poznańska, Instytut Robotyki i Inteligencji Maszynowej, Zakład Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

• https://orcid.org/0000-0002-0002-7161

Bibliografia

• [1] F. Bonvin, C. Zeh, i E. Galbiati, „Power electronics control to reduce hard disk drive acoustics pure tones”, w 2010 IEEE 12th Workshop on Control and Modeling for Power Electronics (COMPEL), cze. 2010, s. 1–5. doi: 10.1109/COMPEL.2010.5562364.
• [2] T. S. Kumar i A. Dhabale, „Active compensation of disturbances using dual motors in telescope motion control”, w 2020 IEEE First International Conference on Smart Technologies for Power, Energy and Control (STPEC), wrz. 2020, s. 1–4. doi: 10.1109/STPEC49749.2020.9297726.
• [3] H.-J. Cho, Y.-C. Kwon, i S.-K. Sul, „Torque Ripple-Minimizing Control of IPMSM With Optimized Current Trajectory”, IEEE Trans. Ind. Appl., t. 57, nr 4, s. 3852–3862, lip. 2021, doi: 10.1109/TIA.2021.3075424.
• [4] H. M. Hu, Z. W. Xu, X. J. Liu, P. Han, i W. Xu, „Model predictive direct torque control of permanent magnet synchronous motor with reduced torque ripple”, w 2015 IEEE International Conference on Applied Superconductivity and Electromagnetic Devices (ASEMD), lis. 2015, s. 448–449. doi: 10.1109/ASEMD.2015.7453654.
• [5] S. A. Q. Mohammed, H. H. Choi, i J.-W. Jung, „Improved Iterative Learning Direct Torque Control for Torque Ripple Minimization of Surface-Mounted Permanent Magnet Synchronous Motor Drives”, IEEE Trans. Ind. Inform., t. 17, nr 11, s. 7291–7303, lis. 2021, doi: 10.1109/TII.2021.3053700.
• [6] H. Shang, L. Zhao, i T. Wang, „Torque Ripple Reduction for Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Learning Control”, w 2015 2nd International Conference on Information Science and Control Engineering, kwi. 2015, s. 1001–1005. doi: 10.1109/ICISCE.2015.226.
• [7] T. Pajchrowski, „Zastosowanie sieci neuronowej do poprawy nierównomierności prędkości obrotowej silnika momentowego”, Łódź, 18.11 2011, s. 1–6.
• [8] K. Gulez i A. A. Adam, „Adaptive neural network based controller for direct torque control of PMSM with minimum torque ripples”, w SICE Annual Conference 2007, wrz. 2007, s. 174–179. doi: 10.1109/SICE.2007.4420972.
• [9] L. P. Nair i G. K. Nisha, „Torque Ripple Reduction and Speed Control of PMSM Using Fuzzy Logic for Propulsion Application”, w 2022 IEEE International Conference on Signal Processing, Informatics, Communication and Energy Systems (SPICES), mar. 2022, t. 1, s. 180–186. doi: 10.1109/SPICES52834.2022.9774123.
• [10] N. Li, X. Wei, i X. Feng, „An improved DTC algorithm for reducing torque ripples of PMSM based on fuzzy logic and SVM”, w 2010 International Conference on Artificial Intelligence and Education (ICAIE), paź. 2010, s. 401–405. doi: 10.1109/ICAIE.2010.5641156.
• [11] A. Wojcik i T. Pajchrowski, „Torque Ripple Compensation inPMSM Direct Drive with Position-based Iterative Learning Control”, w 2018 18th International Conference on Mechatronics - Mechatronika (ME), grudz. 2018, s. 1–5.
• [12] J. Yang, W.-H. Chen, S. Li, L. Guo, i Y. Yan, „Disturbance/Uncertainty Estimation and Attenuation Techniques in PMSM Drives—A Survey”, IEEE Trans. Ind. Electron., t. 64, nr 4, s. 3273–3285, kwi. 2017, doi: 10.1109/TIE.2016.2583412.
• [13] A. Černigoj, L. Gašparin, i R. Fišer, „Native and Additional Cogging Torque Components of PM Synchronous Motors—Evaluation and Reduction”, Automatika, t. 51, nr 2, s. 157–165, sty. 2010, doi: 10.1080/00051144.2010.11828367.
• [14] M. Kim, S.-K. Sul, i J. Lee, „Compensation of Current Measurement Error for Current-Controlled PMSM Drives”, IEEE Trans. Ind. Appl., t. 50, nr 5, s. 3365–3373, wrz. 2014, doi: 10.1109/TIA.2014.2301873.
• [15] J. Lu, J. Yang, Y. Ma, i R. Ren, „Compensation for harmonic flux and current of permanent magnet synchronous motor by harmonic voltage”, w 2015 International Conference on Informatics, Electronics & Vision (ICIEV), cze. 2015, s. 1–5. doi: 10.1109/ICIEV.2015.7333993.
• [16] A. Forsgren, P. E. Gill, i M. H. Wright, „Interior Methods for Nonlinear Optimization”, SIAM Rev., t. 44, nr 4, s. 525–597, sty. 2002, doi: 10.1137/S0036144502414942.
• [17] D. Łuczak, K. Nowopolski, K. Siembab, i B. Wicher, „Speed calculation methods in electrical drive with non-ideal positionsensor”, w 2014 19th International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR), wrz. 2014, s. 726–731. doi: 10.1109/MMAR.2014.6957444.
• [18] Y.-S. Choi, H. H. Choi, i J.-W. Jung, „Feedback Linearization Direct Torque Control With Reduced Torque and Flux Ripples for IPMSM Drives”, IEEE Trans. Power Electron., t. 31, nr 5, s. 3728–3737, maj 2016, doi: 10.1109/TPEL.2015.2460249.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).