Analiza bezczujnikowego indukcyjnego napędu trakcyjnego z optymalnym algorytmem osłabiania pola

• Autorzy: Tarchała G. , Orłowska-Kowalska T. , Nguyen-Thac K. , Dybkowski M.

Warianty tytułu

EN

Optimal field-weakening algorithm for direct torque control of sensorless traction drive with induction motor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono bezczujnikowy napęd indukcyjny pracujący w zakresie osłabiania pola, przeznaczony do zastosowań trakcyjnych. Optymalny algorytm osłabiania pola uwzględnia ograniczenia amplitud prądu i napięcia stojana. Napęd sterowany jest przy użyciu metody bezpośredniego sterowania momentem, z modulatorem wektorowym DTC-SVM (ang. Direct Torque Control - Space Vector Modulation). Wykorzystywana w układzie napędowym prędkość kątowa silnika, estymowana jest za pomocą dwóch estymatorów z modelem odniesienia (ang. Model Reference Adaptive System, MRAS). Jeden z nich wykorzystuje regulator typu PI natomiast drugi funkcję znaku, signum, stosowaną w teorii ruchu ślizgowego (ang. Sliding-Mode). W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań eksperymentalnych napędu z silnikiem trakcyjnym o mocy 50kW.

EN

This paper deals with the field-weakening of the traction induction motor drive. The field-weakening method is optimal with respect to the voltage and current limits. The drive is controlled using the Direct Torque Control method with the Space Vector Modulation algorithm, DTC-SVM. The speed of the drive, used in the system, is estimated using two estimators, both are the Model Reference Adaptive System (MRAS) type. One of them takes the advantage of the PI controller, the second one uses the sign function, what is typical for the Sliding-Mode theory. The described issues are illustrated using experimental tests results, obtained on a laboratory setup with 50 kW induction motor.

Słowa kluczowe

PL

silnik indukcyjny; napęd trakcyjny; estymacja prędkości; bezpośrednie sterowanie momentem; osłabianie pola

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 66, nr 32, t. 2
• Strony: 125--134
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Tarchała G.

autor

Orłowska-Kowalska T.

autor

Nguyen-Thac K.

autor

Dybkowski M.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul Smoluchowskiego 19, 50-372 Wrocław,

Bibliografia

• [1] ORŁOWSKA-KOWALSKA T., Bezczujnikowe układy napędowe z silnikami indukcyjnymi, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2003.
• [2] BUJA G.S., KAŹMIERKOWSKI M.P., Direct torque control of PWM inverter-fed AC motors – a survey, IEEE Trans. Ind. Electronics, 2004, Vol. 51, No. 4, 744–757.
• [3] TAMAI S., SUGIMOTO H., YANO M., Speed sensor-less vector control of induction motor with model reference adaptive system, IEEE-IAS Annual Meeting, 1987, 189–195.
• [4] SCHAUDER C., Adaptive Speed Identification for Vector Control of Induction-Motors without Rotational Transducers, IEEE Trans. Ind. Appl., 1992, Vol. 28, No. 5, 1054–1061.
• [5] ORŁOWSKA-KOWALSKA T., DYBKOWSKI M., Stator-Current-Based MRAS Estimator for a Wide Range Speed-Sensorless Induction-Motor Drive, IEEE Trans. Ind. Electronics, 2010, Vol. 57, No. 4, 1296–1308.
• [6] YAN Z., JIN C.X., UTKIN V.I., Sensorless sliding-mode control of induction motors, IEEE Trans. Ind. Electronics, 2000, Vol. 47, No. 6, 1286–1297.
• [7] TARCHAŁA G., ORŁOWSKA-KOWALSKA T., DYBKOWSKI M., MRAS-Type Speed and Flux Estimator with Additional Adaptation Mechanism for the Induction Motor Drive, Trans. Electrical Eng., 2012, Vol. 1, No. 1, 7–12.
• [8] ORŁOWSKA-KOWALSKA T., DYBKOWSKI M., TARCHAŁA G., Analiza wybranych struktur estymacji prędkości kątowej w napędach z silnikami indukcyjnymi - część I - modele matematyczne, Prace Naukowe Inst. Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych PWr., Nr 64, Seria: Studia i Materiały, Nr 30, 2010, 151–161.
• [9] DYBKOWSKI M., ORŁOWSKA-KOWALSKA T., TARCHAŁA G., Analiza wybranych struktur estymacji prędkości kątowej w napędach z silnikami indukcyjnymi, część II: badania, Prace Naukowe Inst. Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych PWr., Nr 64, Seria: Studia i Materiały, Nr 30, 2010, 162–175.
• [10] NGUYEN THAC K., ORŁOWSKA-KOWALSKA T., Comparative Analysis of Chosen Field Weakening Methods for the Space Vector Modulated - Direct Torque Controlled Drive System, Prace Naukowe Inst. Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, Nr 65, Seria: Studia i Materiały, Nr 31, 2012, w druku.
• [11] GALLEGOS-LOPEZ G., GUNAWAN F. S., WALTERS J. E., Current control of induction machines in the field-weakened region, IEEE Trans. Ind. Appl., 2007, Vol. 43, No. 4, 981–989.