Predykcyjny algorytm DTC-3V z minimalizacją tętnień momentu i stałą częstotliwością przełączeń

• Autorzy: Grodzki R.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.04.23

Warianty tytułu

EN

A new predictive DTC-3V algorithm with torque ripple minimization and constant switching frequency

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono sterowanie predykcyjne silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi, nazwane DTC-3V. Nowy regulator predykcyjny bazuje na kryterium minimalizacji uchybu regulacji momentu i strumienia. Sterowanie zostało zoptymalizowane zarówno w stanach statycznych, zapewniając wysoką dokładność regulacji, małe tętnienia momentu oraz stałą częstotliwość przełączeń, jak i dynamicznych, zapewniając dynamikę kształtowania momentu porównywalną z najszybszymi metodami nieliniowymi. Zaprezentowano założenia nowej metody oraz wyniki badań symulacyjnych i laboratoryjnych, potwierdzające poprawność przeprowadzonej analizy.

EN

In this article a new DTC-3V control method of PMSM with new predictive controller is presented. The method is based on torque and flux error vector minimization criteria. The proposed method was optimized for both static and dynamic states. In static states it ensures high performance, reduction of the torque ripples and constant switching frequency. In dynamic states DTC-3V method provides the fastest torque response, similar to non linear methods. The correctness of the analysis and main assumptions as well as the expected final results have been verified in simulation and laboratory investigation.

Słowa kluczowe

PL

sterowanie predykcyjne; predykcyjny regulator momentu; silnik PMSM

EN

predictive control; predictive torque control; PMSM motor

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 4
• Strony: 104--111
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Grodzki R.

• Politechnika Białostocka, Katedra Energoelektroniki i Napędów Elektrycznych, ul. Wiejska 45D, 15- 351 Białystok

Bibliografia

• [1] Zawirski K., Sterowanie silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, 2005
• [2] Takahashi I., Noguchi T.: A New quick – response and high – efficiency control strategy of an induction motor, IEEE Trans. Ind. Appl, IA-22 (1986), 820-827
• [3] Blaschke F.: Das Verfahren der Feldorientirung zur Regleung der Asynchronmachine. Siemens Forschungs und Entwicklungsberichte, (1972) 184-193.
• [4] Habetler T. G., Divan D. M.: Control strategies for direct torque control using discrete pulse modulation, IEEE Transactions on Industry Applications, 27 (1991), n.5, 893-901
• [5] Habetler T. G., Profumo F., Pastorelli M., Tolbert L. M.: Direct torque control of induction machines using space vector modulation, IEEE Transactions on Industry Applications, 28 (1992), n.5, 1045-1053
• [6] Świerczyński D., Kaźmierkowski M. P., Blaabjerg F.: DSP based direct torque control of permanent magnet synchronous motor (PMSM) using space vector modulation (DTC-SVM), 2002 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, ISIE 2002, L’Aquila, Italy, 2002, vol. 3, 723 - 727.
• [7] Świerczyński D., Kaźmierkowski M. P.: Direct torque control of permanent magnet synchronous motor (PMSM) using space vector modulation (DTC-SVM) - simulation and experimental results, 28th Annual Conference of the Industrial Electronics Society, IECON 2002, Sevilla, Spain, 2002, vol.1, 751 - 75.
• [8] Romeral L., Fabrega A., Cusido J., Garcia A., Ortega J.A.: Torque Ripple Reduction in a PMSM driven by Direct Torque Control, Power Electronics Specialist Conference 2008, PESC 2008, 4745 – 4751
• [9] Kang J.K., Seung-Ki Sul D., New Direct Torque Control of Induction Motor for Minimum Torque Ripple and Constant Switching Frequency, IEEE Transactions on Industry Applications, 35 (1999), n.5, 1076-1082
• [10] Hu H., Li Y.: Predictive Direct Torque Control Strategies of Induction Motor Based on Area Voltage Vectors Table, 39th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society IECON 2003, 2684-2689
• [11] Zhu H., Xi Xiao, Li Y., Torque Ripple Reduction of the Torque Predictive Control Scheme for Permanent-Magnet Synchronous Motor, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 59 (2011), n.2, 871-877
• [12] Zhang Y., Zhu J., Xu W.: Predictive Torque Control of Permanent Magnet Synchronous Motor Drive with Reduced Switching Frequency, 2010 International Conference on Electrical Machines and Systems ICEMS, 798-803
• [13] Falkowski P., Sikorski A.: Wpływ parametrów maszyny indukcyjnej na predykcyjną regulację momentu i strumienia, Przegląd Elektrotechniczny, (2013), nr 9, 19-22.
• [14] Sikorski A.: Bezpośrednia regulacja momentu i strumienia maszyn indukcyjnych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej, Białystok, 2009.
• [15] Korzeniewski M., Nowe algorytmy bezpośredniej regulacji momentu i strumienia silnika indukcyjnego zasilanego z trójpoziomowego przekształtnika DC/AC, Rozprawa doktorska, Politechnika Białostocka, Białystok, 2009
• [16] Grodzki R.: Nowe algorytmy sterowania przekształtnikiem współpracującym z siecią i silnikiem synchronicznym PMSM, Rozprawa doktorska, Politechnika Białostocka, Białystok, 2015
• [17] Grodzki R.: A new predictive DTC strategy for a DC/AC inverter-fed permanent magnet synchronous machine, XV International PhD Workshop, OWD 2013, Wisła, Poland, 2013
• [18] Grodzki R., Sikorski A.: Predictive control of the AC/DC converter, 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition, PEMC 2014, Antalya, Turkey, 2014, s. 131-136.
• [19] Grodzki R., Sikorski A.: A New DTC control for PMSM with torque ripple minimization and constant switching frequency, COMPEL, 30 (2011), n.3, 1069-1081.
• [20] Hao Zhu, Xi Xiao, Yongdong Li: Torque ripple reduction of the torque predictive control scheme for permanent-magnet synchronous motor, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 59 (2011), n.2, 871-877.
• [21] Zhang Y., Zhu J., Xu W.: Predictive torque control of permanent magnet synchronous motor drive with reduced switching frequency, 2010 International Conference on Electrical Machines and Systems, ICEMS 2010, Incheon, South Korea, 2010, 798-803.
• [22] Rodriguez J., Cortes P., Kennel R., Kaźmierkowski M. P., Model predictive control - a simple and powerful method to control power converters, IEEE 6th International Power Electronics and Motion Control Conference, IPEMC 2009, Wuhan, China, 2009, 41-49.
• [23] Landsmann P., Stolze P., Kennel R.: Optimal switching time calculation in predictive torque control, 2011 IEEE 8th International Conference on Power Electronics and ECCE Asia, ICPE & ECCE 2011, Jeju, South Korea, 2011, 923 – 930.
• [24] Rodriguez J., et al.: Predictive current control of a voltage source inverter, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 54 (2007), n.1, 496-503

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.