Analysis of the Transfer-Function Models of Electric Drives with Controlled Voltage Source

• Autorzy: Sieklucki G.

Warianty tytułu

PL

Analiza transmitancyjnych modeli napędów elektrycznych ze sterowanym źródłem napięciowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The mathematical models of the DC and AC motors are introduced and compared. The voltage control of motor without decoupling is considered. The flux linkage generation (rotor or stator) and electromagnetic torque are analysed. Models were unified to the transfer-function form. Mathematically proved that the transfer-function: flux linkage to the voltage in the flux axis d is always the lag element. However, the transfer-function: electromagnetic torque to voltage in the torque axis q can be the oscillatory or lag element with the difference. The propositions of the flux and torque control systems are introduced.

PL

Przedstawiono i porównano modele matematyczne silników prądu stałego i przemiennego. Rozważono sterowanie napięciowe silnikami bez odsprzęgania. Analizie poddano wytwarzanie strumienia skojarzonego (wirnika lub stojana) oraz momentu elektromagnetycznego. Modele zostały ujednolicone do postaci transmitancji. Udowodniono, że transmitancja: strumień skojarzony do napięcia w osi strumienia d jest zawsze obiektem inercyjnym. Natomiast transmitancja: moment elektromagnetyczny do napięcia w osi momentu q może być obiektem oscylacyjnym lub inercyjnym z różniczką. Przedstawiono propozycje układów regulacji strumienia i momentu. propozycje układów regulacji strumienia i momentu.

Słowa kluczowe

EN

transfer function; controlled voltage source; separately excited DC motor; permanent magnet synchronous motor; PMSM; brushless DC motor; BLDC; induction motor; vector control

PL

transmitancja; źródło napięcia sterowane; silnik obcowzbudny prądu stałego; silnik synchroniczny; PMSM; silnik bezszczotkowy prądu stałego; BLDC; silnik indukcyjny; sterowanie wektorowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 88, nr 7a
• Strony: 250--255
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., schem., wykr.

Twórcy

autor

Sieklucki G.

• Akademia Górniczo-Hutnicza Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych al. Mickiewicza 30 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] M. P. Kaźmierkowski and H. Tunia. Automatic Control of Converter-Fed Drives. Amsterdam, ELSEVIER, 1994.
• [2] M.P. Kaźmierkowski, R. Krishnan, and F. Blaabjerg. Control in Power Electronics. Academic Press, San Diego, 2002.
• [3] R. Krishnan. Electric Motor Drives. Modelling, Analysis and Control. NJ: Prentice Hall, 2001.
• [4] T. Orłowska Kowalska. Bezczujnikowe układy napędowe z silnikami indukcyjnymi. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2003.
• [5] W. Leonhard. Control of Electrical Drives. Berlin, Springer-Verlag, 1997.
• [6] G. Sieklucki. Automatyka nap˛edu. Cracow, Wydawnictwa AGH, 2009.
• [7] P. Vas. Sensorless Vector and Direct Torque Control. Oxford University Press, 1998.
• [8] A.M. Trzynadlowski. Control of Induction Motors. Academic Press, San Diego, 2000.
• [9] R.D. Doncker, D.W.J. Pulle, and A. Veltman. Advanced Electrical Drives: Analysis, Modeling, Control. Springer, 2011.
• [10] D. W. Novotny and T. A. Lipo. Vector Control and Dynamics of AC Drives. Oxford University Press, 1996.
• [11] K. Bisztyga. Sterowanie i regulacja silników elektrycznych. Warszawa, WNT, 1989.
• [12] J Chiasson. Modeling and High-Performance control of Electric Machines. NJ: Wiley-IEEE Press, 2005.
• [13] B.K. Bose. Modern Power Electronics and AC Drives. NJ,Prentice Hall, 2002.
• [14] G.S. Buja and M.P. Kaźmierkowski. Direct torque control of PWM converter-fed ac motors-a survey. IEEE Trans. Ind. Electron., 51(4):744–757, 2004.
• [15] X. Xue, X. Xu, T. G. Habetler, and Divan D. M. A low cost stator flux oriented voltage source variable speed drive. Conf. Rec. IEEE-IAS Annu. Meeting, 1:410–415, 1990.
• [16] C. Lascu, I. Boldea, and F. Blaabjerg. A modified direct torque control for induction motor sensorless drive. IEEE Trans. Ind. Appl., 36(1):122–130, 2000.
• [17] C. Lascu and A. T. Trzynadlowski. A sensorless hybrid dtc drive for high-volume applications using the tms320f243 dsp controller. Ind. Appl. Conference, 2001. Thirty-Sixth IAS Annual Meeting. Conference Record of the 2001 IEEE, 1:482–489, 2001.
• [18] M. P. Kaźmierkowski, M. Żelechowski, and D. Świerczyński. Dtc-svm an efficient method for control both induction and pm synchronous motor. In Proc. of the EPE-PEMC, 2004, Conf. 2-4 September, Riga, Latvia, page on CD, 2004.
• [19] M. Żelechowski. Space Vector Modulated-Direct Torque Controlled (DTC-SVM) Inverter-Fed Induction Motor Drive. PhD thesis, Faculty of Electrical Engineering Institute of Control and Industrial Electronics, Warsaw University of Technology, 2005.
• [20] M. Zelechowski, M. Kaźmierkowski, and F. Blaabjerg. Controller design for direct torque controlled space vector modulated (dtcsvm) induction motor drives. IEEE ISIE, Dubrovnik, Croatia, pages 951–956, 2005.
• [21] G. F. Blaabjerg, M. P. Kaźmierkowski, M. Zelechowski, D. Swierczynski, and W. Kołomyjski. Design and comparison direct torque control techniques for induction motors. EPE’05, 11-14.09.2005, Dresden, Germany, page on CD, 2004.
• [22] J.C. Doyle, B. Francis, and A. Tannenbaum. Feedback Control Theory. Macmillan Publishing, 1990.
• [23] S. Skogestad and I. Postlethwaite. Multivariable feedback control: analysis and design. John Wiley, 2005.
• [24] K. Zhou and J.C. Doyle. Essentials of Robust Control. NJ, Prentice Hall, 1998.
• [25] V. Utkin, J. Guldner, and J. Shi. Sliding Mode Control in Electromechanical Systems. London, Taylor & Francis, 1999.
• [26] G. Sieklucki, R. Sykulski, and T. Orzechowski. Application of incremental encoder in direct field oriented control of permanent magnet synchronous motor. Przegląd Elektrotechniczny, 86(3):216–220, 2010.
• [27] G. Sieklucki and T. Orzechowski. Model matematyczny napędu z silnikiem indukcyjnym – metoda dtc-svm. Kraków, Elektrotechnika i Elektronika, page in the press, 2010.
• [28] G. Sieklucki. Pole placement method for dc motor torque. Archives of Control Sciences, 19(3):307–324, 2009.
• [29] G. Sieklucki. Problem lq regulatora momentu elektromagnetycznego. Kraków, Elektrotechnika i Elektronika, page in the press, 2010.
• [30] S. Białas. Odporna stabilność wielomianów i macierzy. Kraków, Uczelniane Wyd. Naukowo-Techniczne, 2002.
• [31] S.P. Bhattacharyya, H. Chapellat, and L.H. Keel. Robust Control: The Parametric Approach. NJ, Prentice Hall, 1995.