Energy saving PMSM position control respecting Coulomb friction

• Autorzy: Minarech P. , Vittek J. , Szychta E. , Luft M.

Warianty tytułu

PL

Energooszczędne sterowanie położeniem silnika synchronicznego z magnesami trwałymi (PMSM) z uwzględnieniem tarcia Coulomba

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper describes development of a new energy saving control algorithms for precise position control of permanent magnet synchronous motor. Designed control algorithms limit energy consumption for defined rotor position maneveur, increase efficiency of the drive and contribute to the substantial improvements of environment. Overall position control system consists of three parts. As the first part, the 'minimum energy generator' computes a special acceleration, velocity and position profile, where the magnitude and time of acceleration or deceleration are determined such a way that comply with position demand and prescribed time for position maneuver. The role of 'feed-forward precompensator', as a second part, is to achieve precise tracking of the prescribed reference position with zero dynamic lag. Third part is position controller, which can be based on field oriented control, forced dynamics control or sliding mode control. Developed 'energy saving control algorithms' are easy to implement digitally and can be exploited for position control of existing a.c. drives.

PL

Artykuł opisuje wyznaczenie nowych algorytmów energooszczędnego sterowania do precyzyjnego sterowania położeniem silnika synchronicznego z magnesami trwałymi. Zaprojektowane algorytmy sterowania ograniczają zużycie energii dla określonego manewru położeniem wirnika, zwiększają efektywność napędu i przyczyniają się do istotnej poprawy środowiska. Ogólnie rzecz biorąc, system sterowania położeniem składa się z trzech części. Jako część pierwsza, "generator minimalnej energii" oblicza szczególne profile przyspieszenia, prędkości i położenia, gdzie wielkość i czas przyspieszenia lub deceleracji są wyznaczane w taki sposób, że są zgodne z żądanym położeniem i czasem przewidzianym na manewr zmiany położenia. Rolą "wstępnego kompensatora sprzężenia antycypacyjnego", jako drugiej części, jest osiągnięcie precyzyjnego namierzenia przewidzianego położenia referencyjnego (odniesienia) przy zerowym opóźnieniu dynamicznym. Trzecią częścią jest sterownik położenia, który może bazować zorientowanym sterowaniu, sterowaniu wymuszonym dynamiką lub sterowaniu ślizgowym. Opracowane "algorytmy energooszczędnego sterowania" są łatwe do wdrożenia cyfrowego i mogą być stosowane do sterowania położeniem istniejących napędów prądu zmiennego.

Słowa kluczowe

EN

prescribed position control; acceleration profile; velocity profile; permanent magnet synchronous motor; minimum energy generator; zero dynamics lag pre-compensator; energy expenditure

PL

wydatek energii; generator minimalnej energii; algorytmy energooszczędnego sterowania

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 6
• Opis fizyczny: Pełny tekst na CD, Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Minarech P.

autor

Vittek J.

autor

Szychta E.

autor

Luft M.

• University of Žilina, Faculty of Electrical Engineering, Department of Power Electrical Systems, Veľký Diel, 01026,

Bibliografia

• [1] S.J. Dodds, Settling time formulae for the design of control systems with linear closed loop dynamics, in Proc. of the int. conf. AC&T - Advances in Computing and Technology, University of East London, United Kingdom, 2007.
• [2] Dodds, S. J.: Sliding Mode Vector Control of PMSM Drives with Minimum Energy Position Following, Proceedings of EPE-PEMC conf., 2008, Poznan, Poland pp. 2559-2566.
• [3] Vittek, J., Briš, P., Skalka, I., Filka, R., Minárech, P., Faber, J.: Experimental Verification of Energy Saving Position Control Algorithm Applied to the Drives with PMSM, EPE-PEMC 2010, 14th Int. Power Electronics and Motion Control Conf. Ohrid, Macedonia, 2010, 09, 6-8, AFC, str.: S10-1 - S10-6, 978-1-4244-7854-5
• [4] Wiley, J.: „ Modeling and high-performance control of electrical machines ” , John Wiley & Sons, New Jersey, ISBN: 0-471-68449-X.
• [5] Saari, J.: „ Thermal analysis of high-speed induction machines ”, Acta Polytechnica Scandinavica – Electrical Engineering Series No. 90, Helsinki University of Technology, Finland, ISBN 952-5148-43-2.
• [6] Dodds, S. J., Sooriyakumar, G., Perryman, R.: Minimum Energy Forced Dynamics Control of PMSM. Proc. of the 3rd IASME/WSEAS Int. conf. on Energy & Environment, Cambridge, United Kingdom, pp.: 173-179.
• [7] Arevalo, V.M., Opticos, A., Ensenada, B.C.: Sinusoidal Velocity Profiles for Motion Control, Mexico 22830.
• [8] Minárech, P., Vittek, J.: Energy Demands of the Position Drives employing PMSM Control by Forced Dynamics, University of Žilina, ISBN: 978-80-554-0196-6.