Sensorless control of AC/DC/AC converter-fed induction motor with sliding-mode observers

• Autorzy: Knapczyk M. , Pieńkowski K.

Warianty tytułu

PL

Sterowanie bezczujnikowe silnikiem indukcyjnym z przekształtnikiem AC/DC/AC z zastosowaniem obserwatorów ślizgowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the sliding-mode observer-based sensorless control of an AC adjustable speed drive with induction motor, voltage-source inverter (DC/AC converter) and reversible AC/DC line-side converter. The sensorless control is applied to both the AC/DC and DC/AC converter confining the number of the used transducers and eliminating the rotor speed direct acquisition. The virtual grid flux vector estimated in the sliding-mode observer yields robustness against the line voltage distortions. The observer of rotor flux and speed of induction motor provides the insensitiveness to certain extent of the fluctuations of the motor parameters. The proposed sensorless control of the double-sided converter provides four-quadrant operation of the induction motor drive at the acceptable computational effort and thus at inexpensive costs of its hardware realization.

PL

W artykule przedstawiono bezczujnikowy układ sterowania częstotliwościowego silnika indukcyjnego klatkowego z przekształtnikiem dwustronnym AC/DC/AC. Opisano zasady sterowania wektorowego silnikiem indukcyjnym i przekształtnikiem sieciowym. Do sterowania wektorowego przekształtnikiem sieciowym wykorzystano wirtualny wektor strumienia sieci oparty na analogii obwodów sieci zasilającej i silnika indukcyjnego. Zasada bezczujnikowego sterowania została oparta na zastosowaniu obserwatorów ślizgowych. Wprowadzono estymację zmiennych stanu po stronie przekształtnika sieciowego i przekształtnika silnikowego w celu zminimalizowania liczby niezbędnych czujników pomiarowych oraz wyeliminowania przetwornika prędkości kątowej wału. Przedstawiono opis matematyczny ślizgowego obserwatora wirtualnego wektora strumienia sieci oraz ślizgowego obserwatora strumienia wirnika i prędkości kątowej silnika indukcyjnego.

Słowa kluczowe

EN

induction motor; AC/DC/AC converter; sensorless control; sliding-mode virtual grid flux observer; sliding-mode rotor flux and speed observer

PL

silniki indukcyjne; bezczujnikowy układ sterowania; AC/DC/AC

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 62, nr 28
• Strony: 420--425
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

Knapczyk M.

autor

Pieńkowski K.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, 50-370 Wrocław ul. Smoluchowskiego 19,

Bibliografia

• [1] AURORA C, FERRARA A., A sliding-mode observer for sensorless induction motor speed regulation, International Journal of Systems Science, vol.38, no.l 1, January 2007, pp. 913-929.
• [2] INANC N., A new sliding-mode flux and current observer for direct field oriented induction motor drives, Electric Power System Research, vol.63, no.2, September 2002, pp. 113-118.
• [3] KNAPCZYK M., PIENKOWSKI K., Sliding-mode Virtual Flux Oriented Control of PWM rectifiers with fixed switching frequency, Power electronics and electrical drives - selected problems, Wroclaw University of Technology, 2007, pp. 122-136.
• [4] KNAPCZYK M., PIEŃKOWSKI K, Simulation studies of sensorless current control of AC/DC/AC converter-fed induction motor with sliding-mode observers, Proc. of SME 08, 2008.
• [5] LI J., XU L., ZHANG Z., An adaptive sliding-mode observer for induction motor sensorless speed control, IEEE Transactions on Industry Applications, vol.41, no.4, July/August 2005, pp. 1039-1046.
• [6] MALINOWSKI M., KAZMIERKOWSKI M. P., HANSEN S., BLAABJERG F., MARQUES G. D., Virtual-Flux-Based Direct Power Control of Three-Phase PWM Rectifiers, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 37, No. 4, July/August 2001.
• [7] UTKIN V., GULDNER J., SHI J., Sliding Mode Control in Electromechanical Systems, Taylor & Francis, 1999.