Zautomatyzowane stanowisko laboratoryjne do precyzyjnego wyznaczania kątowego rozkładu indukcyjności uzwojenia pasma silnika reluktancyjnego przełączalnego

• Autorzy: Fabiański Bogdan , Zawirski Krzysztof , Pajchrowski Tomasz

Identyfikatory

DOI

15199/48.2023.05.29

Warianty tytułu

EN

Automated laboratory stand for precise determination of the angular distribution of winding inductance in switched reluctance motor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono autorskie rozwiązania w zakresie zautomatyzowanego stanowiska badawczego dedykowanego napędowi elektrycznemu z silnikiem reluktancyjnym przełączalnym. W szczególności przedstawiono układ precyzyjnego profilowania indukcyjności wybranego pasma w relacji do położenia wirnika. Pełna automatyzacja procesu znacznie przyspiesza uzyskiwanie ostatecznego wyniku oraz redukuje ryzyko błędu grubego np. przy ustawianiu położenia dla danego punktu pomiarowego. Profil indukcyjności stanowi bazę dla tzw. modelowania referencyjnego, a też kolei pozwala na implementację zaawansowanych algorytmów sterowania, w tym sterowania odpornego na uszkodzenia. W artykule przedstawiono architekturę systemu: najważniejsze rozwiązania mechaniczne, mikro- oraz energoelektroniczne wraz z architekturą oprogramowania, rozwiązaniami komunikacji. Jednym z istotnych i ciekawych rezultatów prezentowanych prac jest uzyskanie możliwości automatycznej agregacji danych z wykorzystaniem oscyloskopu Tektronix DPO3014 ze sterowaniem procesu z niezależnej platformy na interfejsie Ethernet. Artykuł zamknięto krótkim opisem procedury przetwarzania uzyskanych ze stanowiska danych.

EN

The article presents proprietary solutions for an automated test stand dedicated to an switched reluctance motor drive. In particular, the system of precise profiling of the inductance of the selected band winding in relation to the rotor position is presented. Full automation of the process significantly speeds up obtaining the final result and reduces the risk of a coarse error, e.g. when setting the position for a given measurement point. The inductance profile is the basis for the so-called reference modeling, and these in turn allow the implementation of advanced control algorithms, including fault-tolerant control. The article presents the system architecture from mechanical solutions through micro and power electronics together with the software and methods of final analysis of the obtained raw data. One of the important and interesting results of the presented work is the possibility of automatic data aggregation using the Tektronix DPO3014 oscilloscope with process control from an independent platform over the Ethernet interface.

Słowa kluczowe

PL

SRM; stanowisko badawcze; projektowanie; kątowy rozkład indukcyjności; zdalne sterowanie; DPO3014; STM32; RS485; ethernet

EN

SRM; test bench; power converter design; angular inductance profile; remote control; DPO3014; STM32; RS485; Ethernet

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 5
• Strony: 161--170
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Fabiański Bogdan

• Politechnika Poznańska – Instytut Automatyki, Robotyki i Inteligencji Maszynowej

autor

Zawirski Krzysztof

• Akademia Nauk Stosowanych w Pile

autor

Pajchrowski Tomasz

• Politechnika Poznańska – Instytut Automatyki, Robotyki i Inteligencji Maszynowej

Bibliografia

• [1] R. Krishnan, Switched Reluctance Motor Drives: Modeling, Simulation, Analysis, Design, and Applications. CRC Press, Dec. 2017, google-Books-ID: pl Bgng EACAAJ.
• [2] P. Bogusz, M. Korkosz, A. Mazurkiewicz, and J. Prokop, “Modelowanie maszyny SRM jako układu o zmiennych indukcyjnościach przy użyciu programu PSpice,” Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały, vol. Vol. 66, no. nr 32, t. 1, pp. 196–202, 2012. [Online]. Available: http://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1. element.baztech-article-BPW6-0030-0025
• [3] J. Prokop and P. Bogusz, “Analiza właściwości dynamicznych silników reluktancyjnych przełaczalnych w systemie MATLAB/SIMULINK,” Przegląd Elektrotechniczny, vol. nr 5, pp. 119–124, 2000. [Online]. Available: http://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-article-BPO9-0006-0024
• [4] A. Maciejuk and J. Deskur, “Simple Models of Switched Reluctance Motors for Fast Simulation and Real-Time Control Application,” 2004. [Online]. Available: https://sin.put.poznan. pl/publications/details/i36926
• [5] B. Fabia ´nski and K. Zawirski, “Simplified model of Switched Reluctance Motor for real-time calculations,” Przegląd Elektrotechniczny, vol. R. 92, nr 7, 2016. [Online]. Available: http://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1. element.baztech-44bc888f-98ec-4c43-95ae-0db3a7ce988d
• [6] B. Fabianski and K. Zawirski, “Parameter adaptation of simplified switched reluctance motor model using Newton and Gauss-Newton signal fitting methods,” COMPEL - The international journal for computation and mathematics in electrical and electronic engineering, vol. 36, no. 3, pp. 602–618, Jan. 2017, publisher: Emerald Publishing Limited. [Online]. Available: https://doi.org/10.1108/COMPEL-10-2016-0446
• [7] B. Fabianski, “Optimal control of switched reluctance motor drive with use of simplified, nonlinear reference model,” in 2016 17th International Conference on Mechatronics - Mechatronika (ME), Dec. 2016, pp. 1–8.
• [8] “32F746GDISCOVERY - Discovery kit with STM32F746NG MCU - STMicroelectronics.” [Online]. Available: https://www.st. com/en/evaluation-tools/32f746gdiscovery.html
• [9] “powerSTEP01 - System-in-package integrating microstep ping controller and 10 A power MOSFETs - STMicroelectronics.” [Online]. Available: https://www.st.com/en/motor-drivers/powerstep01.html
• [10] “LMR14006 data sheet, product information and support TI.com.” [Online]. Available: https://www.ti.com/product/LMR14006
• [11] “Aimtec AM1SS-1212S-NZ | DC/DC Converters | 1W.” [Online]. Available: https://aimtec.com/am1ss-1212s-nz-1w-10-8-13-2vdcv-input-voltage-12v-output-voltage-0v-isolation-sip4-dc-dc-isolated-power-supply
• [12] “TMCS1108 data sheet, product information and support TI.com.” [Online]. Available: https://www.ti.com/product/TMCS1108?keyMatch=TMCS1108A4BQDT&tisearch=search-everything&usecase=OPN
• [13] “MCP6006U | Microchip Technology.” [Online]. Available: https://www.microchip.com/en-us/product/MCP6006U
• [14] “IRF540S, SiHF540S Power MOSFET | Vishay.” [Online]. Available: https://www.vishay.com/en/product/91022/
• [15] “Power Tips: Calculate an R-C snubber in seven steps - Power management - Technical articles - TI E2E support forums.” [Online]. Available: https://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/posts/calculate-an-r-c-snubber-in-seven-steps
• [16] B. Fabianski, T. Pajchrowski, and K. Zawirski, “Precyzyjne wyznaczanie rozkładu kątowego indukcyjności uzwojenia silnika reluktancyjnego przełączalnego z wykorzystaniem dedykowanego, zautomatyzowanego stanowiska laboratoryjnego,” in SENE 2022 – materiały konferencyjne, Łodź, 2022

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).