Analysis of the induction motor speed estimation quality using neural networks of different structure

• Autorzy: Orłowska-Kowalska T. , Migas P.

Warianty tytułu

PL

Analiza jakości odtwarzania prędkości silnika indukcyjnego za pomocą sieci neuronowych o różnej strukturze

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Sensorless control of the induction motor drives requires knowledge of the instantaneous value of the rotor speed. Various methods of the rotor speed estimation were recently used, based on the mathematical models of the induction machine, on nonlinear phenomena of the motor and based on neural networks. This paper deals with the application of neural networks approach to induction motor speed estimation. Various internal structures of neural speed estimators were simulated and their performances were compared, This comparison was based on the application of various network structures to the estimation of the induction motor speed using the line stator current measurements only. The influence of changing motor parameters during motor operation was tested. The results of simulated and laboratory experiments indicate that neural network speed estimators with suitable structure and inputs signals may be a feasible alternative to other estimation methods in the sensorless drives or monitoring systems.

PL

Bezczujnikowe sterowanie silników indukcyjnych wymaga znajomości wartości chwilowej prędkości silnika indukcyjnego. Stosowane są różne metody odtwarzania prędkości wirnika, wykorzystujące modele matematyczne silnika indukcyjnego, nieliniowe zjawiska występujące w maszynie lub metody oparte na zastosowaniu sieci neuronowych. Artykuł dotyczy wykorzystania sieci neuronowych do estymacji prędkości silnika. Zostały zasymulowane różne rodzaje neuronowych estymatorów i porównane ich właściwości. Zastosowano sieci neuronowe o różnej strukturze wewnętrznej, wykorzystujące prądy fazowe stojana jako jedyne sygnały wejściowe. Badano również wpływ parametrów silnika zmieniających się podczas pracy układu napędowego na jakość odtwarzania prędkości. Wyniki eksperymentów symulacyjnych i laboratoryjnych wskazują, że neuronowe estymatory prędkości o odpowiedniej strukturze i sygnałach wejściowych mogą stanowić interesującą alternatywną metodę odtwarzania prędkości silników indukcyjnych w napędach bezczujnikowych lub systemach monitorujących.

Słowa kluczowe

PL

silniki indukcyjne; estymator prędkości; sieci neuronowe

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 50, nr 4
• Strony: 411--425
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Orłowska-Kowalska T.

• Institute of Electrical Machines, Drives and Metrology, Wrocław University of Technology

autor

Migas P.

• Institute of Electrical Machines, Drives and Metrology, Wrocław University of Technology

Bibliografia

• 1. Vas P.: Sensorless Vector and Direct Torque Control. Oxford Science Publications, 1998.
• 2. Orłowska-Kowalska T.: Odtwarzanie sygnałów sprzężeń zwrotnych w napędach bezczujnikowych z silnikami indukcyjnymi. (Reconstruction of Feedback Signals for Sensorless Induction Motor Drives - in Polish), Przegląd Elektrotechniczny, No 10, 1998, s. 258-263.
• 3. Joetten R., Maeder G.: Control Method for Good Dynamic Performance Induction Motor Drives Based on Current and Voltage as Measured Quantities. IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. IA-19, 1983, pp. 356-363.
• 4. Orłowska-Kowalska T.: State and Parameter Observers in the Induction Motor Control Systems. Proc. of Intern. Confer. ICEM'92, Manchester, UK, 1992, pp. 582-586.
• 5. Tamai S. et al.: Speed Sensorless Vector Control of Induction Motor with Model Reference Adaptive System. Proc. of IEEE/IAS, 1987, pp. 189-195.
• 6. Kim Y.R., Sul K.S., Park M.H.: Speed Sensorless Vector Control of Induction Motor Using Extended Kalman Filter. IEEE Trans. on Ind. Appl., Vol. IA-30, 1994, pp. 1225-1233.
• 7. Jansen P.L. et al.: Transducerless Position and Velocity Estimation in Induction and Salient AC Machines. IEEE Trans. on Ind. Appl., Vol. IA-31, 1995, pp. 240-247.
• 8. Lorenz R.D.: Sensorless Drive Control Methods for Stable High Performance Zero Speed Operation. Proc. of 9th Conf. EPE-PEMC'2000, Slovakia, 2000, pp. 1.1-1.11.
• 9. Ossowski S.: Sieci neuronowe do przetwarzania informacji (Artificial Neural Networks for Data Processing - in Polish), Oficyna Wydawnicza P.W., Warszawa, 2000.
• 10. Vas P.: Artifical-Intelligence-Based Electrical Machines and Drives. Oxford University Press, New York, UK, 1999.
• 11. Bose B.K.: Expert System, Fuzzy Logic and Neural Network Applications in Power Electronics and Motion Control. Proc. of the IEEE, Vol. 82, No. 8, 1994, pp. 1303-1323.
• 12. Orłowska-Kowalska T.: Artifical Neural Networks in the Electrical Drives Control - a Survey. Archives of Electrical Engineering, Vol. 47, No. 2, 1998, pp. 127-143.
• 13. Simoes K., Bose B.K.: Neural Network Based Estimation of Feedback Signals for a Vector Controlled Induction Motor Drive. IEEE Trans, on Ind. Appl., Vol. 31, No. 3, 1995, pp. 620-639.
• 14. Orłowska-Kowalska T., Migas P.: Neural Speed Estimator for the Induction Motor Drive. Confer. Proceedings of EPEA/PEMC""98, Praha, 1998, Vol. 8, pp. 7.89-7.94.
• 15. Ben-Brahim L., Kurosawa R.: Identification of Induction Motor Speed Using Neural Networks. IEEE Confer. PCC""93, Yokohama, 1993, pp. 689-694.
• 16. Orłowska-Kowalska T., Pawlak M.: Induction motor speed estimation based on neural modelling method. Archives of Electrical Engineering, Vol. 49, No. 1, 2000, pp. 35-48.
• 17. Tsoi A.C., Back A.: Locally Recurremt Globally Feedforward Networks: A Critical Review of Architectures. IEEE on Neural Networks, Vol. 5, No. 2, 1994, pp. 229-239.