Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Intelligent monitoring of PMSM based on adaptive fuzzy logic for diagnosis

Hamdi Pacha Fatima Zohra, Herizi Abdelghafour, Fezai Nadia, Ben Amor Abdessattar

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 4

241--246

EN

In this paper, the fuzzy adaptive gain monitoring method (AGFLC) uses direct field-oriented control (DFOC) to monitor the speed of permanent magnet synchronous motors (PMSM). This surveillance strategy can detect the error of the velocity parameter, forcing the monitored system to achieve the desired reference model, and eliminating the velocity error. First, we examine the mathematical model describing the internal behavior of PMSM to design our system based on the priory physical model of the system. Then, we propose an intelligent method that combines a fuzzy control algorithm with its related control rules, aiming to monitor the speed of PMSM. This problem is solved by combining the two parameters of error and its variation. A fuzzy algorithm has proven to be an effective method to adjust the speed by suppressing disturbances. Furthermore, an adapted gain fuzzy controller, which provides a fast dynamic response without overshooting at various dynamic actions, has been suggested to compensate for all external disturbances. The obtained simulation results demonstrate the efficiency of the monitoring method for fault detection and localization and verify the performance of the adaptive algorithm control system.

PL

W tym artykule, rozmyta adaptacyjna metoda monitorowania wzmocnienia (AGFLC) wykorzystuje bezpośrednie sterowanie zorientowane na pole (DFOC) do monitorowania prędkości silników synchronicznych z magnesami trwałymi (PMSM). Ta strategia nadzoru może wykryć błąd parametru prędkości, zmuszając monitorowany system do osiągnięcia pożądanego modelu odniesienia i eliminując błąd prędkości. Najpierw badamy model matematyczny opisujący wewnętrzne zachowanie PMSM, aby zaprojektować nasz system w oparciu o priorytyczny model fizyczny systemu. Następnie proponujemy inteligentną metodę, która łączy algorytm kontroli rozmytej z powiązanymi z nim regułami kontroli, mającymi na celu monitorowanie prędkości PMSM. Problem ten jest rozwiązywany poprzez połączenie dwóch parametrów błędu i jego zmienności. Algorytm rozmyty okazał się być skuteczną metodą regulacji prędkości poprzez tłumienie zakłóceń. Ponadto do kompensacji wszystkich zakłóceń zewnętrznych zaproponowano regulator rozmyty o dostosowanym wzmocnieniu, który zapewnia szybką odpowiedź dynamiczną bez przekroczeń przy różnych akcjach dynamicznych. Uzyskane wyniki symulacji pokazują skuteczność metody monitorowania do wykrywania i lokalizacji uszkodzeń oraz weryfikują wydajność systemu sterowania z algorytmem adaptacyjnym.

2

Comparative study of the performance of a sliding, sliding-fuzzy type 1 and a sliding-fuzzy type 2 control of a permanent magnet synchronous machine

Herizi Abdelghafour, Rouabhi Riyadh, Zemmit Abderrahim

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 11

21--29

EN

This paper presents a comparative study of sliding mode control, hybrid sliding type-1 fuzzy logic and hybrid sliding type-2 fuzzy logic applied on the permanent magnet synchronous machine (PMSM). We used different criteria in this comparison: qualitative, quantitative and robust during the transient and permanent operation of the system. In this article, we present a new sliding mode control strategy applied to the PMSM, this control combines sliding mode and fuzzy logic (type-1 and type-2) to find robust control. The control proposed keeping the part of the equivalent control by sliding mode and will change the part of the switching by a fuzzy controller. Simulation results with a sliding mode control, type-1 fuzzy logic controller (T1FLC) and with an interval type-2 fuzzy logic controller (IT2FLC) of a permanent magnet synchronous machine are presented. The advantage of using interval type-2 fuzzy logic controller is verified.

PL

W artykule przedstawiono badanie porównawcze sterowania ślizgowego, hybrydowej ślizgowej logiki rozmytej typu 1 i hybrydowej ślizgowej logiki rozmytej typu 2 zastosowanej w maszynie synchronicznej z magnesami trwałymi (PMSM). W tym porównaniu zastosowaliśmy różne kryteria: jakościowe, ilościowe i solidne podczas przejściowej i stałej pracy systemu. W tym artykule przedstawiamy nową strategię sterowania trybem ślizgowym zastosowaną do PMSM, ta kontrola łączy tryb ślizgowy i logikę rozmytą (typu-1 i typu-2), aby znaleźć niezawodne sterowanie. Sterowanie zaproponowało zachowanie części sterowania równoważnego w trybie przesuwnym i zmieni część przełączania za pomocą sterownika rozmytego. Przedstawiono wyniki symulacji ze sterowaniem ślizgowym, regulatorem rozmytym typu 1 (T1FLC) oraz interwałowym regulatorem logiki rozmytej typu 2 (IT2FLC) maszyny synchronicznej z magnesami trwałymi. Sprawdzono zaletę stosowania interwałowego sterownika rozmytego typu 2.

3

Modelling of a permanent magnet electrical machine with stator core anisotropy

Węgiel T., Warzecha A., Mazgaj W.

Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika

|

2015

|

Y. 112, iss. 1-E

301--314

EN

This article deals with the methodological aspects of the modelling and field analysis of machines with surface mounted permanent magnets on the rotor, taking into account the anisotropic properties of the stator core. These considerations are intended to show the effect of anisotropy on the structure of the mathematical model of the machine and answer the question of whether if based on classical modelling, it is possible to take into account the rotational magnetization phenomena. The results explain the question, how the magnetic anisotropy effect at rotational magnetization is important from an exploitation point of view.

PL

Temat podjęty w pracy dotyczy metodycznych aspektów modelowania oraz analiz wyników obliczeń polowych maszyn z powierzchniowo montowanymi magnesami trwałymi na wirniku z uwzględnieniem anizotropii magnetycznej rdzenia stojana. Rozważania te mają na celu pokazanie wpływu anizotropii na strukturę modelu matematycznego maszyny i udzielenie odpowiedzi na pytanie, czy przy oparciu się na klasycznych założeniach stosowanych w modelowaniu obwodowym możliwe jest jej uwzględnienie. Przedstawione wyniki obliczeń polowych wykonane dla maszyny modelowej pozwalają określić, na ile efekt anizotropii przy magnesowaniu obrotowym jest istotny z punktu widzenia eksploatacyjnego.

4

Weryfikacja pomiarowa parametrów modelu maszyny elektrycznej z magnesami trwałymi

Skwarczyński J., Matras A., Drabek T.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 5

235--239

PL

W artykule przedstawiono proces i wyniki pomiarowej weryfikacji parametrów modelu obwodowego maszyny elektrycznej z magnesami trwałymi powłokowymi. Parametry zostały wyznaczone w oparciu o funkcję jednostkowej przewodności magnetycznej szczeliny (FJPMS), przy czym obliczenia te były wspomagane i weryfikowane obliczeniami MES 2D. W trakcie pomiarów ujawniły się różnice pomiędzy uproszczonym modelem i rzeczywistym obiektem, utrudniając lub uniemożliwiając zastosowanie weryfikacji w sposób wynikający bezpośrednio z równań modelu.

EN

The paper presents the process and results of the verification of the model parameters measurement of peripheral electrical machine with permanent magnets coating. The parameters were determined based on the function of the unit of magnetic gap conductance (permeance magnetic function), the calculations were supported and verified 2D FEM calculations. During measurements revealed differences between the simplified model and the real object, making it difficult or impossible to apply the verification as derived directly from the equations of the model.

5

Maszyna wzbudzana magnesami trwałymi z anizotropowym stojanem (Część I – Model matematyczny)

Węgiel T., Warzecha A.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2014

|

Nr 4(104)

259--264

PL

Temat podjęty w pracy dotyczy metodycznych aspektów modelowania maszyn z powierzchniowo montowanymi magnesami trwałymi na wirniku z uwzględnieniem anizotropowych blach stojana. Rozważania te mają na celu pokazanie wpływu anizotropii na strukturę modelu matematycznego maszyny i udzielenia odpowiedzi czy bazując na klasycznych założeniach modelowania obwodowego jest możliwe jej uwzględnienie. W tym celu został wykorzystany formalizm Lagrange’a dla przykładu maszyny, w którym obwód magnetyczny jest liniowy, ale zakłada się występowanie anizotropii. Uwzględnianie anizotropii jest uwzględnione poprzez dodanie spadków napięć magnetycznych występujących dla osi poprzecznej walcowania (TD) do spadków występujących w szczelinie powietrznej. Takie podejście powoduje lokalne powiększenie rozmiarów zastępczej szczeliny powietrznej maszyny i w ten sposób zmodyfikowana zostaje funkcja permeancji jednostkowej. Pozwala to w konsekwencji na zapis skorygowanej postaci funkcji koenergii w stanie bezprądowym oraz zależności strumieniowo-prądowych dla uzwojeń stojana.

EN

The article deals with the methodological aspects of modeling machines with surface mounted permanent magnets on the rotor taking into account the anisotropic stator. These considerations are intended to show the effect of anisotropy on the structure of the mathematical model machine and answer the question if based on the classical modeling is possible take into account rotational magnetization phenomena. On this purpose, the Lagrange formalism is used for exemplary machine which a linear magnetic circuit assumed anisotropy. Anisotropy is presented by adding magnetic voltage drops occurring for the transverse axis of rolling (TD) to magnetic voltages of the air gap. This approach leads to the local increase of the air gap size to be able to modified function of permeance. As a consequence, it allows to modify the function of co-energy and the flux-current relationships of the stator windings.

6

Maszyna wzbudzana magnesami trwałymi z anizotropowym stojanem (Część II – Wyniki obliczeń polowych)

Warzecha A, Węgiel T., Mazgaj W.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2014

|

Nr 4(104)

265--270

PL

Temat podjęty w pracy dotyczy analiz polowych dla maszyny z powierzchniowo montowanymi magnesami trwałymi na wirniku z uwzględnieniem anizotropii magnetycznej rdzenia stojana. Rozważania te mają na celu pokazanie wpływu anizotropii na rozkład pola magnetycznego, funkcję koenergii, kształt indukowanych napięć oraz generację momentów zaczepowych. Wyniki analiz pozwalają również na określenie parametrów funkcji permeancji jednostkowej dla modelu matematycznego maszyny przedstawionego w I części pracy – Model matematyczny. Obliczenia polowe wykonano dla maszyny modelowej o liniowej charakterystyce magnesowania rdzenia. Anizotropia rdzenia stojana została wprowadzona poprzez zadanie dwukrotnie mniejszej przenikalności magnetycznej w osi poprzecznej TD w stosunku do osi RD zgodnej z kierunkiem walcowania. Przedstawione wyniki pozwalają sformułować wnioski i udzielić odpowiedzi na ile efekt anizotropii przy magnesowaniu obrotowym jest istotny z punktu widzenia eksploatacyjnego.

EN

The article deals with the field analysis for machine with surface mounted permanent magnets on the rotor taking into account the anisotropic stator. These considerations are intended to show the effects following anisotropy on the distribution of the magnetic field, function of co-energy, induced voltage waveforms and generation of cogging torques. Results of analyzes allows for parameters determination of permeance function defining in the part I of paper – Mathematical model. The field calculations were performed for an exemplary machine which linear magnetic circuit and assumed stator core magnetic anisotropy. The anisotropy was introduced by twice reducing the magnetic permeability in the transverse axis (TD) with respect to the axis of rolling direction (RD). The results explain the question, how the magnetic anisotropy effect at rotational magnetization is important from the exploitation point of view.

7

Sensorless Vector Control for Permanent Magnet Synchronous Motor based on Estimation of Model Error

Liu Z., Liu B.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 3b

15--17

EN

A method, which estimates the position of the rotor based on arithmetic model of the motor, is presented in this paper. In this method, mathematical mode of PMSM is regarded as reference model. By detecting the phase current of PMSM, the real position of the rotor of PMSM is calculated. And this method eliminates the parameters variation of the PMSM. Simulation and experimental results proved that the proposed method was capable of precisely estimating the rotor position and speed. It also achieved good static and dynamic speed. Also, the parameters are fixed according to this method, so the simulation model of the whole PMSM speed servo is more precise.

PL

W artykule przedstawiono metodę estymacji pozycji wirnika w maszynie PMSM. Algorytm opiera się na pomiarach prądów fazowych, na podstawie których dokonywana jest estymacja, eliminując w ten sposób parametry maszyny. Przedstawiono wyniki symulacyjne i eksperymentalne, potwierdzające skuteczność działania.

8

Sensitivity of Cogging Torque to Permanent Magnet Imperfections in Mass-produced PM Synchronous Motors

Gagarin L., Fišer R.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 2b

80--83

EN

A detailed analysis of cogging torque components reveals that besides well-known native cogging torque components exist also additional cogging torque components which are provoked by assembly tolerances in mass–production. A finite element method and Fast Fourier transform were used to study and analyse a model of PMSM which enables simulation of manufacturing tolerances and assembly imperfections of rotor permanent magnets. Calculations confirmed that imprecisions in mass–production cause the phenomena of additional cogging torque harmonic components, which are not present in the case of a perfectly assembled motor.

PL

W artykule przestawiono analizę czynników wpływających na pojawienie się momentu zaczepowego w maszynie PMSM. Analizy metodą elementów skończonych oraz szybką transformatą Fouriera, przeprowadzone na modelu maszyny pozwoliły na wykonanie symulacji momentu zaczepowego i wpływu jaki mają na jego składniki stopnie tolerancji na etapie produkcji maszyny.

9

Demagnetization Fault Diagnosis in Permanent Magnet Synchronous Motors

Akar M., Eker M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 2a

229-233

EN

Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSMs) are widely used in industrial automation systems due to their superiorities such as high efficiency and power factor, high power-weight ratio and high moment-inertia ratio. A new method to determine demagnetization faults in PMSMs has been presented in this study. The motor phase current has been monitored under differing speed and load conditions such as with stationary and non-stationary rotor speed and the demagnetization fault in PMSMs has been detected using Angular Domain Order Tracking (AD-OT) method. The obtained results have been compared with traditional Fast Fourier Transform (FFT) results. In conclusion, it has been observed that the proposed method has been successful in the detection of faults in stationary and non-stationary signals. Even though the proposed method has been used for a long time with vibration signals, it has been applied to PMSM current for the first time and very successful results have been obtained in the detection of demagnetization fault.

PL

W artykule przedstawiono nową metodę wykrywania demagnetyzacji w maszynie PMSM. W algorytmie wykorzystano metodę AD-OT (ang. Angular Domain-Order Tracking). Wyniki badań metody porównano z działaniem FFT. Proponowany algorytm skutecznie identyfikuje awarię zarówno w stanie ustalonym, jak i dynamicznym.

10

Wpływ obciążenia na odkształcenie prądu w silniku prądu przemiennego z magnesami trwałymi

Zawilak T., Antal L., Zawilak J.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2006

|

Nr 75

1-4

EN

This paper presents the influence of load level on harmonic contents in line start permanent magnet synchronous motor. All known methods leading to minimization harmonics concern only permanent magnet flux distribution and no load back EMF. Meanwhile studies carried out for 2 HP LSPMSM show that harmonics level depends on load level. It is connected with armature reaction flux and non-uniform magnetic reluctance along rotor circumference. Results of FEM calculation including flux pattern and normal component of flux density along an airgap are presented. Harmonics of phase current as a function of load torque are also shown.

11

Precyzyjne układy napędowe

Zawada T., Borejko M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2004

|

Vol. 45, nr 1

16-21

PL

Opisano precyzyjnie, nowoczesne układy napędowe, zrealizowane z wykorzystaniem techniki cyfrowej. Układ napędowy składa się z maszyny elektrycznej oraz przekształtnika energoelektronicznego. W precyzyjnych napędach, które zapewniają ruch platformy obrotowej zarówno z bardzo małymi, jak i dużymi prędkościami, stosuje się często synchroniczną, trójfazową maszynę elektryczną prądu zmiennego z magnesami trwałymi.

EN

Modern precise drive systems, designed with the use of digital technologies, are described. A drive system is composed of an electric machine and an electric energy converter. In the precise drives that ensure a movement of rotating platform at very small as well as large velocities, designers often apply synchronous, three - phase AC devices, with permanents magnets.