Synchronizacja komutacji tranzystorów z położeniem kątowym wirnika silnika w napędzie IPMSM z blokowym sterowaniem falownikiem

• Autorzy: Cisek M. , Jarzębowicz L.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.10.32

Warianty tytułu

EN

Synchronization of transistor switching instants with rotor position in six-step IPMSM

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy napędu elektrycznego z silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi, pracującego w strefie osłabiania strumienia, wykorzystującego blokowe sterowanie falownikiem tranzystorowym (ang. six-step). Dla rozważanego napędu zaproponowano zsynchronizowanie chwil przełączeń tranzystorów z osiągnięciem przez wirnik silnika charakterystycznych położeń kątowych. Zaproponowane rozwiązanie przebadano symulacyjnie w programie Simulink i porównano ze standardową metodą implementacji mikroprocesorowej, w której interwał pomiędzy chwilami aktualizacji stanów tranzystorów jest stały. Zaproponowane rozwiązanie odznacza się wyraźnie zredukowanymi tętnieniami momentu.

EN

The paper tackles problems of microprocessor implementation of control algorithm dedicated to permanent magnet synchronous motor drive operating in six-step mode.The authors propose to synchronize inverter transistors’ switching with instants when spinning rotor achieves specific angular positions. This solution is modelled in Simulink and compared with the standard implementation approach where instants of transistors’ switching are spaced by constant time intervals. The simulation results show that the proposed solution delivers substantially reduced torque ripples.

Słowa kluczowe

PL

silnik synchroniczny z magnesami trwałymi; procesor sygnałowy; praca blokowa; praca sześcioschodkowa; osłabianie; strumienia magnetycznego; pojazdy elektryczne

EN

permanent magnet synchronous motor; digital signal processor; six-step control; flux weakening; electric vehicles

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 10
• Strony: 136--140
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Cisek M.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Jarzębowicz L.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, ul. G. Narutowicza 11/12, 80- 233 Gdańsk

Bibliografia

• [1] B. Sarlioglu, C. T. Morris, D. Han, and S. Li, “Benchmarking of electric and hybrid vehicle electric machines, power electronics, and batteries,” in 2015 Intl Aegean Conference on Electrical Machines Power Electronics (ACEMP), 2015 Intl Conference on Optimization of Electrical Electronic Equipment (OPTIM) 2015 Intl Symposium on Advanced Electromechanical Motion Systems (ELECTROMOTION), 2015, pp. 519–526.
• [2] A. Steimel, Electric Traction: Motive Power and Energy Supply. Deutscher Industrieverlag, 2014.
• [3] M. Cisek, L. Jarzębowicz, “Porównanie algorytmów sterowania silnikiem IPMSM przy ograniczonym napięciu zasilania pod kątem zastosowania w samochodach elektrycznych", Przegląd Elektrotechniczny, Tom. 92, nr 12, s. 260–264, 2016.
• [4] K. H. Nam, AC Motor Control and Electrical Vehicle Applications, 1 edition. CRC Press, 2010.
• [5] K. Zawirski, Sterowanie silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych. Poznań: Wydaw. Politechniki Poznańskiej, 2005.
• [6] S. Racewicz, D. M. Riu, N. M. Retiere, and P. J. Chrzan, “Half-Order Modeling of Saturated Synchronous Machine,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 61, no. 10, pp. 5241–5248, Oct. 2014.
• [7] Y. Zhang, K. Yang, H. Xie, C. Zhu, X. Wei, and Z. Pan, “Optimal efficiency control of modular PMSM on EVs based on iso efficiency contours,” presented at the 2014 17th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), 2014, pp. 2131–2135.
• [8] M. Bartlomiejczyk and M. Polom, “Multiaspect measurement analysis of breaking energy recovery,” Energy Convers. Manag., vol. 127, pp. 35–42, Nov. 2016.
• [9] M. Dybkowski, T. Orłowska-Kowalska, and K. Sterna, “Analiza pracy modulatora wektorowego z trajektoriami ograniczającymi,” Pr. Nauk. Inst. Masz. Napędów Pomiarów Elektr. Politech. Wroc., Tom 64, nr 30, s. 176–190, 2010.
• [10] I. Ralev, T. Lange, and R. W. De Doncker, “Wide speed range six-step mode operation of IPMSM drives with adjustable dclink voltage,” in Electrical Machines and Systems (ICEMS), 2014 17th International Conference on, 2014, pp. 2987–2993.
• [11] L. Jarzebowicz, A. Opalinski, and M. Cisek, “Improving Control Dynamics of PMSM Drive by Estimating Zero-Delay Current Value,” Elektron. Ir Elektrotechnika, vol. 21, no. 2, Apr. 2015.
• [12] L. Sepulchre, M. Fadel, and M. Pietrzak-David, “Improvement of the digital control of a high speed PMSM for vehicle application,” in 2016 Eleventh International Conference on Ecological Vehicles and Renewable Energies (EVER), 2016, pp. 1–9.
• [13] D. Adamczyk, A. Wilk, and M. Michna, “Model of the doublerotor induction motor in terms of electromagnetic differential,” Arch. Electr. Eng., vol. 65, no. 4, pp. 761–772, 2016.
• [14] V. Oleschuk and F. Barrero, “Standard and Non-Standard Approaches for Voltage Synchronization of Drive Inverters with Space-Vector PWM: a Survey.”
• [15] S. K. Sahoo and T. Bhattacharya, “Rotor Flux-Oriented Control of Induction Motor With Synchronized Sinusoidal PWM for Traction Application,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 31, no. 6, pp. 4429–4439, Jun. 2016.
• [16] S. K. Sahoo, T. Bhattacharya, and M. Aravind, “A synchronized sinusoidal PWM based rotor flux oriented controlled induction motor drive for traction application,” in Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), 2013 Twenty-Eighth Annual IEEE, 2013, pp. 797–804.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).