Badania symulacyjne obserwatorów wielkości elektromechanicznych silnika indukcyjnego zbudowanych w oparciu o wieloobwodowy po stronie wtórnej schemat zastępczy maszyny

• Autorzy: Utrata G. , Rolek J. , Kapłon A.

Warianty tytułu

EN

Simulation Investigations of Induction Motor Electromechanical Quantities Observers Built on the Basis of a Machine Secondary Multi-Loop Equivalent Circuit

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Współczesne bezczujnikowe napędy prądu przemiennego wymagają stosowania estymatorów wielkości elektromechanicznych. Zjawisko wypierania prądu w maszynie prądu przemiennego z litym wirnikiem lub litymi elementami w wirniku powoduje, że są one opisywane przez schematy zastępcze o parametrach rozłożonych. Komplikuje to zarówno analizę stanów elektrodynamicznych maszyny, jak i utrudnia budowanie relatywnie prostych i skutecznych estymatorów wielkości elektromechanicznych. Zmienność parametrów wirnika maszyny z dobrym przybliżeniem odwzorowuje wieloobwodowy po stronie wtórnej schemat zastępczy o parametrach skupionych. W niniejszej pracy zostanie przedstawiona procedura tworzenia obserwatorów elektromechanicznych zmiennych stanu w oparciu o tego typu schemat zastępczy maszyny. Zostaną przedstawione wyniki badań symulacyjnych zbudowanych obserwatorów wielkości elektromechanicznych wybranego modelu maszyny prądu przemiennego.

EN

Contemporary sensorless AC drives require the use of electromechanical quantities estimation. The skin effect occurring in AC machines with solid secondary or with solid secondary elements causes machines of this type to be represented by equivalent circuits containing distributed elements, what makes the analysis of machine electrodynamic states more complicated and hinders the construction of relatively simple and effective estimators of electromechanical quantities. Variability of rotor parameters is modeled, with a good approximation, by the machine secondary multi-loop equivalent circuit with lumped elements. In this paper the construction procedure of electromechanical state variable observers basing on this type of equivalent circuit will be presented. The simulation results of the created electromechanical quantities observers for the selected type of AC machine will be shown as well.

Słowa kluczowe

PL

maszyny elektryczne; silnik indukcyjny; bezczujnikowe układy napędowe

EN

electrical machines; induction motor; sensorless control

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 4(100), cz. 2
• Strony: 137--142
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Utrata G.

• Instytut Inżynierii Środowiska Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii Politechnika Częstochowska

autor

Rolek J.

• Katedra Energoelektroniki Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki Politechnika Świętokrzyska w Kielcach

autor

Kapłon A.

• Katedra Energoelektroniki Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki Politechnika Świętokrzyska w Kielcach

Bibliografia

• [1]. Paszek W.: Stany nieustalone maszyn elektrycznych prądu przemiennego. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1986.
• [2]. Orłowska-Kowalska T.: Bezczujnikowe układy napędowe z silnikami indukcyjnymi. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2003.
• [3]. Tamai S., Sugimoto H. i Yano M.: Speed sensorless vector control of induction motor with model reference adaptive system. Proceedings of the IEEE - Industry Applications Society Annual Meeting, 1987.
• [4] Schauder C.: Adaptive speed identification for vector control of induction motors without rotational transducers, IEEE Trans. on Industry Applications, tom 28, nr 5, 1992, s. 1054-1061.
• [5] Peng F. Z., Fukao T.: Robust speed identification for speed-sensorless vector control of induction motors, IEEE Trans. on Industry Applic., tom 30, nr 5, 1994, s. 1234-1240.
• [6] Rashed M., Stronach A.F., A stable back-EMF MRAS-based sensorless low-speed IM driver insensitive to stator resistance variation, IEE Proc.– Electr. Power Appl., tom 151, nr 6, 2004, s. 685-693.
• [7] Sobczuk D.L., Application of ANN for control of PWM inverter fed induction motor drives, Ph.D. Thesis, Warsaw University of Technology, Poland, 1999.
• [8] Orlowska-Kowalska T., Dybkowski M., Dynamical properties of induction motor drive with novel MRAS estimator, Przegląd Elektrotechniczny, R. 82, nr 11, 2006, s. 35-38.
• [9]. Orłowska-Kowalska T. i Dybkowski M.: Improved MRAS-type speed estimator for the sensorless induction motor drive. COMPEL tom 26, nr 4, 2007, s. 1161-1174.
• [10]. Orłowska-Kowalska T. i Dybkowsk M.: Stator–current–based MRAS estymator for a wide range speed–sensor less induction–motor driver. IEEE Transactions on Industrial Electronics, tom 57, nr 4, 2010, s. 1296-1308.
• [11]. Niestrój R., Lewicki A., Białoń T. i Pasko M.: Odtwarzanie strumieni magnetycznych i prędkości obrotowej silnika indukcyjnego przy użyciu estymatora typu MARS z obserwatorem Luenbergera w roli modelu adaptacyjnego. Zeszyty Problemowe- Maszyny Elektryczne nr 84, 2009, wyd. BOBRME Komel, s. 51-57.
• [12]. Chen H.-C., Wu C.-I., Chang C.-W., Chang Y.- H. i Lin H.-W.: Integral sliding-mode flux observer for sensorless vector-controlled induction motors. 2010 International Conference on System Science and Engineering (ICSSE), 2010, s. 208-303, 2010.
• [13]. Chang Y.-H., Wu C.-I., Chen H.-C., Chang C.- W. i Lin H.-W.: Fractional-order integraf slidingmode flux observer for sensorless vector-controlled induction motors. 2011 American Control Conference (ACC), s. 190-195, 2011.
• [14]. Orłowska-Kowalska T., Dybkowski M. i Tarchala G. Performance analysis of the slidingmode speed observer with magnetizing reactance estimation for the sensor less induction motor driver. COMPEL tom 30, nr 3, 2011, s. 968-978.
• [15]. Bogosyan S., Barut M. i Gokasan M.: Sensorless–estimation of induction motors in wide speed range. COMPEL, tom 26, nr 5, 2007, s. 1288- 1303.
• [16]. Kapłon A.: Estymacja parametrów elektromagnetycznych określające stany elektrodynamiczne maszyn prądu przemiennego za pomocą modeli wielowarstwowych. Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej w Kielcach, Kielce 2003.
• [17]. Utrata G. i Kapłon A.: Spectral Inductance of the Linear Motor-Space Harmonic Analysis. COMPEL tom 30, nr 3, 2011, s. 1118-1131.
• [18]. Utrata G.: An Influence of Magnetic Core Saturation on Equivalent Circuit Parameters of a Linear Induction Motor. Proceedings of OWD 2010 Wisła, Polska 2010, XII International PhD Workshop, Wisła, 2010, s. 213-217.