Sliding mode control restart strategy for rotating induction machine using time-varying switching line

• Autorzy: Szewczyk Filip , Chudzik Piotr

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.03.04

Warianty tytułu

PL

Metoda ponownego rozruchu wirującego silnika indukcyjnego z wykorzystaniem sterowania ślizgowego z ruchomą krzywa przełączeń

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

n this paper, an induction motor control strategy is considered with special aim to provide a method of fast restart of a rotating machine after a power loss. A sliding mode control with time-varying sliding line is derived in order to ensure the robustness to parameters’ changes during the whole control process. It is shown, how to find the optimal parameters for the control law in order to obtain the shortest possible regulation time taking into account the control voltage limitations. The presented strategy is verified with use of a simulation example and its robustness is proven.

PL

W tej pracy przedstawiona została metoda szybkiego restartu obracającego się silnika indukcyjnego po utracie zasilania. Zaprojektowano algorytm sterowania ślizgowego z ruchomą krzywą przełączeń, by zapewnić odporność na zmiany parametrów podczas całego procesu sterowania. Pokazano sposób wyznaczania optymalnych parametrów pozwalających na osiągnięcie najkrótszego możliwego czasu sterowania po uwzględnieniu ograniczeń napięcia. Prezentowana strategia została zweryfikowana z u życiem przykładu symulacyjnego, który potwierdza jej odporność na odchylenia wartości parametrów.

Słowa kluczowe

EN

sliding mode control; time-variant sliding mode; field-oriented control; induction motor restart

PL

sterowanie ślizgowe; sterowanie ślizgowe z ruchomą krzywą przełączeń; sterowanie polowo-zorientowane FOC; ponowny rozruch silnika indukcyjnego

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 3
• Strony: 19--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szewczyk Filip

• Lodz University of Technology

autor

Chudzik Piotr

• Lodz University of Technology

Bibliografia

• [1] KEB Technology, VFD Application Notes, https://www.kebamerica.com/blog/flying-start-vfd-application-notes-speed-search/, accessed on 28.09.2023
• [2] Y. T. Rao: Current Based Restarting Method for Rotating Sen-sorless Induction Motor Drive, in IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 38, no. 3, pp. 2239-2242, Sept. 2023, doi: 10.1109/TEC.2023.3289065.
• [3] Lee, Kibok, Sara Ahmed and Srdjan M. Lukic: Universal Restart Strategy for Scalar (V/f) Controlled Induction Machines, IEEE Transactions on Industry Applications 53 (2017): 5489-5495.
• [4] A. Wang, Z. Ling and W. Liu: Residual voltages analysis in reclosing process for induction machine, 2008 7th World Congress on Intelligent Control and Automation, Chongqing, China, 2008, pp. 4785-4788, doi: 10.1109/WCICA.2008.4593698.
• [5] G. Ravitharan, D. M. Vilathgamuwa and B. R. Duggal: Fuzzy variable structure control of induction motors with sag ride-through capability, 4th IEEE International Conference on Power Electronics and Drive Systems. IEEE PEDS 2001 - Indonesia. Proceedings (Cat. No.01TH8594), Denpasar, Indonesia, 2001, pp. 235-240 vol.1, doi: 10.1109/PEDS.2001.975318.
• [6] A. Bartoszewicz: Chattering attenuation in sliding mode control systems, Control and Cybernetics, vol. 29, no. 2, pp. 585-594 (2000).
• [7] A. Bartoszewicz , Time-varying sliding modes for second-order systems, IEE Proceedings - Control Theory and Applications, Vol. 143, No. 5, 1996, 455-462, DOI: 10.1049/ip-cta:19960535 8] J. Chen, J. Li, R. Qu, K. He and L. Tao: A Restart Strategy of a Rotating Induction Machine for Inrush Current Elimination, in IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 56, no. 5, pp. 4906-4914, Sept.-Oct. 2020, doi: 10.1109/TIA.2020.2998667.
• [9] K. Fujinami, K. Takahashi, K. Kondo and Y. Sato: A restarting method of an induction motor speed-sensorless vector control system for a small-sized wind turbine power generator system, 2009 International Conference on Electrical Machines and Systems, Tokyo, Japan, 2009, pp. 1-5, doi: 10.1109/ICEMS.2009.5382750.
• [10] K. Kondo: PMSM and IM rotational sensorless technologies specialized for railway vehicles traction, 2014 IEEE 5th International Symposium on Sensorless Control for Electrical Drives, Hiroshima, Japan, 2014, pp. 1-7, doi: 10.1109/SLED.2014.6844973.
• [11] H. Yang, Y. Zhang, P. D. Walker, N. Zhang and B. Xia: A Method to Start Rotating Induction Motor Based on Speed Sensorless Model-Predictive Control, in IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 32, no. 1, pp. 359-368, March 2017, doi: 10.1109/TEC.2016.2614670.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).