Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 30

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  napęd bezczujnikowy
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
The industrial development in recent years has seen a major increase in the use of induction motors, whereby the cost has to be as low as possible and the lifetime as long as possible. To follow up this desire, investigations in this area have become very intense. For that reason, this paper presents a solution for driving an induction motor and simultaneous fault detection with no need for additional sensors. In order to achieve this target, an observer system is implemented and a torque estimation procedure is used for torque detection. An LC filter was installed at the inverter output to provide better THD of the current. The validation of the drive operation was achieved through simulation and experiments. To investigate possible faults, an artificial unbalance was introduced to the test bench, whereby the experiment was validated by a comparison of physical vibrations and estimated torque.
PL
Wraz z rozwojem przemysłu nieustannie rośnie popularność silników indukcyjnych z uwagi na niskie koszty i dużą niezawodność. Aby spełnić takie wymagania przemysłu, prowadzi się intensywne badania w tej dziedzinie. Tej tendencji podporządkowuję się niniejszy artykuł, w którym pokazano rozwiązanie układu napędowego z silnikiem indukcyjnym, umożliwiające równoczesną detekcję uszkodzeń bez stosowania dodatkowych czujników, poza czujnikami standardowo stosowanymi w falownikach. Aby zrealizować taki układ napędowy z diagnostyką w czasie rzeczywistym zastosowano rozwiązanie z obserwatorem stanu do obliczania i analizy momentu elektromagnetycznego silnika. Zaproponowane rozwiązanie zastosowano do układu napędowego z filtrem sinusoidalnym, którego celem jest poprawa współczynnika THD napięcia zasilania silnika. Ponieważ filtr sinusoidalny komplikuje strukturę obserwatora stanu zastosowano rozszerzoną strukturę estymatora momentu silnika. Aby zbadać zaproponowane rozwiązanie wprowadzono sztuczne uszkodzenie polegające na niewyważeniu wirnika. Wyniki działania estymatora momentu porównano z wynikami pomiarów drgań przeprowadzonych przy użyciu akcelerometru.
PL
W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania adaptacyjnych regulatorów neuronowo rozmytych z dodatkowymi warstwami Petriego w układach napędowych z silnikami indukcyjnymi. Badania wykonano w strukturach sterowania wektorowego DFOC. Do estymacji prędkości kątowej, w strukturze bezczujnikowej, wykorzystano estymator MRASCC. Sprawdzono działanie układów w różnych warunkach pracy. Wykonano badania eksperymentalne na stanowisku z kartą Micro Lab Box 1202 firmy dSpace.
EN
In the paper the adaptive control structure with induction motor drive system with MRAS type flux and speed estimator is tested and developed. System with the Petri layers was implemented and checked during different drive operations. Proposed algorithm was applied in the Direct Field Oriented Control Structure and Direct Torque Control of Induction Motor and tested in laboratory set-up with DS1202 dSpace Micro Lab Box card. Control structure was tested and checked during different drive operation.
PL
W artykule przedstawiono metodę monitorowania oraz detekcji uszkodzeń układu transmisji momentu w przekształtnikowym napędzie elektrycznym. Detekcję uszkodzeń oparto na analizie estymowanego momentu obciążenia silnika indukcyjnego pracującego w bezczujnikowym układzie sterowania. Moment obciążenia estymowany jest jako dodatkowa wielkość oprócz innych sygnałów wykorzystywanych przy sterowaniu, tj.: prędkości obrotowej i strumienia wirnika (te wielkości są również estymowane). Układ napędowy wyposażony jest jedynie w czujniki standardowo stosowane w falownikach. Badania zrealizowano w układzie laboratoryjnym składającym się z maszyny badanej i regulowanego obciążenia (generatora indukcyjnego). Przez odpowiednie sterowanie maszyny obciążającej uzyskano możliwość modelowania różnych uszkodzeń układu transmisji momentu elektromagnetycznego. Umożliwia to sztuczne wprowadzanie do układu eksperymentalnego różnych rodzajów uszkodzeń, np. niewyważenia wirnika, nieosiowości, itp. Układ napędowy z obserwatorem momentu wyposażony został w procedurę identyfikacji uszkodzeń. W artykule przedstawiono zależności teoretyczne, strukturę układu napędowego oraz obserwatora stanu. Zamieszczono wyniki badań eksperymentalnych dla napędu elektrycznego 5.5 kW.
EN
The paper presents the problem of monitoring and fault detection of a drive torque transmission system which consists of an inverter supplied squirrel cage induction motor. The detection is based on the analysis of the estimated induction motor load torque, which operates in a sensorless control. The load torque is estimated as an additional value between other control values: rotor speed and rotor flux (this values are also estimated). The drive system is only equipped with standard sensors used in inverters. The investigations were done with a laboratory system that consists of the investigated machine and a controlled load (induction generator). An accurate control of the machine and programmed fast generator torque changes make it possible to simulate different types of faults in the drive torque transmission system. The possible simulated drive faults are e.g. rotor unbalances, eccentricities, etc. Moreover, the drive system with observer was expanded with a fault detection procedure. The paper presents the theoretical backgrounds, the drive system structure and the state observer. Results of experimental investigations are included for a 5.5kW drive system.
EN
This article discusses the issue of a single IGBTs open-circuit fault diagnosis problem in voltage source inverters feeding modern electric motor drives. In the first stage of simulation tests the analysis of selected state variable transients relating to the field oriented controlled induction motor drive operation under inverter fault was presented, and then some simulation results of the modeled diagnostic system were introduced.
PL
W artykule omówiono problem diagnostyki uszkodzeń polegających na braku przewodzenia prądu jednego z tranzystorów falownika napięcia we współczesnych napędach elektrycznych. W pierwszej części badań symulacyjnych przeprowadzono analizę wybranych zmiennych stanu w bezczujnikowym napędzie indukcyjnym z bezpośrednim sterowaniem polowo zorientowanym, w którym przekształtnik uległ uszkodzeniu, a następnie przedstawiono wyniki testów zamodelowanego układu diagnostyki awarii.
PL
W pracy przedstawiono analizę pracy układu napędowego z silnikiem indukcyjnym pracującym w strukturze sterowania polowo zorientowanego DFOC podczas uszkodzeń wybranych czujników pomiarowych na pracę układu napędowego. Zaproponowano algorytmy detekcji uszkodzeń czujnika prędkości kątowej oraz czujników prądu stojana. Opracowano kompletną strukturę napędu odpornego na uszkodzenia tych elementów. Badania symulacyjne wykonano w środowisku Matlab/SimPowerSystem. Zaproponowane rozwiązanie może być z powodzeniem wykorzystane w systemach o zwiększonym stopniu bezpieczeństwa.
EN
In the paper the influence of the chosen sensors faults (rotor speed and stator current sensors) to the properties of vector controlled motor drive are tested. Faults detection algorithms are developed. The simulation tests carried out in Matlab/SimPowerSystem software. The proposed solution can be successfully applied in the fault tolerant drive systems.
PL
W artykule przedstawiono możliwość wykorzystania neuronowo-rozmytego regulatora adaptacyjnego w bezczujnikowej strukturze bezpośredniego sterowania momentem elektromagnetycznym silnika indukcyjnego DTC-SVM. Przeanalizowano wpływ nastaw początkowych wartości wag regulatora na działanie układu sterowania silnika w przypadku błędnej identyfikacji parametrów silnika. Badania symulacyjne przeprowadzono z użyciem pakietu MATLAB-SIMULINK z biblioteką SimPowerSystems.
EN
The paper presents the possibility of using neuro-fuzzy adaptive controller in sensorless direct torque control structure DTC-SVM of the induction motor. The influence of the initial set of weights parameters on the machine performance in case of incorrect identification of motor parameters has been investigated during simulations in MATLAB-SIMULINK package using SimPowerSystems toolbox.
EN
In the paper the sensorless DTC-SVM induction motor drive system for tram application is described. For the rotor speed, electromagnetic torque and stator flux vector reconstruction the MRASCC estimator was applied. This estimator is less sensitive to the motor parameter variation than other observers and is stable in the wide range of the speed reference changes as well as it is simple in practical implementation. Experimental tests, typical for traction applications, were performed for 50kW induction motor drive in the whole speed and torque ranges.
PL
W pracy przedstawiono analizę bezczujnikowego układu wektorowego sterowania silnikiem indukcyjnym z wykorzystaniem metody DTC-SVM dla trakcji miejskiej. Do estymacji strumienia stojana, momentu elektromagnetycznego i prędkości kątowej wykorzystano estymator MRASCC, charakteryzujący się zwiększoną odpornością na zmiany parametrów schematu zastępczego silnika indukcyjnego oraz stabilnością w szerokim zakresie zmian prędkości kątowej wirnika i prostotą realizacji sprzętowej. Wykonano obszerne badania eksperymentalne na stanowisku laboratoryjnym z silnikiem indukcyjnym o mocy 50kW w całym zakresie zmian prędkości i momentu obciążenia, typowe dla napędów trakcyjnych.
PL
W artykule przedstawiona została analiza pracy bezczujnikowego układu wektorowego sterowania silnikiem indukcyjnym z estymatorem strumienia i prędkości typu MRAS oraz dodatkowymi estymatorami wybranych parametrów schematu zastępczego silnika indukcyjnego. Wykonane zostały badania wpływu zmian parametrów silnika na pracę napędu bezczujnikowego bez dodatkowych estymatorów i z estymatorami parametrów w szerokim zakresie zmian prędkości kątowej i momentu obciążenia. Zaproponowane zostało oryginalne rozwiązanie pozwalające na równoczesną estymację prędkości i strumienia wirnika, rezystancji stojana i wirnika oraz reaktancji magnesującej, umożliwiające pracę bezczujnikowej struktury sterowania w układach, w których dochodzi do stosunkowo dużych zmian parametrów schematu zastępczego. Wyniki badań symulacyjnych zostały zweryfikowane na stanowisku laboratoryjnym.
EN
The paper deals with the speed sensorless induction motor drive with MRAS type speed and flux estimator. The proposed control structure has been equipped with additional estimators of the induction motor parameters. Dynamical performance of the vector controlled system under motor parameter changes, with and without additional parameter estimators has been tested in a wide speed and load torque range. The original solution for the simultaneous estimation of the rotor speed and flux, stator and rotor resistance as well as magnetizing reactance was proposed. It enables the sensorless operation of the drive system in a wide range of the motor parameter changes. The simulation tests have been verified in the laboratory set-up.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań porównawczych trzech układów estymacji prędkości i strumienia wirnika silnika indukcyjnego, charakteryzujących się stosunkowo niewielką wrażliwością na zmiany parametrów schematu zastępczego oraz możliwością pracy w szerokim zakresie zmian prędkości kątowej. Estymatory te zostały sprawdzone i porównane zarówno pod względem możliwości estymacji prędkości, jak też pod względem stopnia skomplikowania algorytmu i jego stabilności numerycznej. Wykonane zostały badania symulacyjne i eksperymentalne umożliwiające ocenę sterowanego wektorowo bezczujnikowego napędu indukcyjnego współpracującego z analizowanymi estymatorami.
EN
The paper presents the comparative study of three types of the speed and flux estimators based on the mathematical model of the induction motor. These estimators are characterized by relatively low sensitivity to motor parameter changes and proper operation in a wide reference speed range. Proposed solutions are tested and compared in the speed estimation task as well as from the point of view of computational complexity and numerical stability. Simulation tests of all analyzed estimators are verified experimentally in the sensorless vector controlled induction motor drive.
10
Content available remote Analiza bezczujnikowego napędu trakcyjnego z estymatorem ślizgowym
PL
W artykule przedstawiono analizę bezczujnikowego układu wektorowego sterowania silnikiem indukcyjnym DTC-SVM z estymatorem strumienia i prędkości kątowej, wykorzystującym teorię ruchu ślizgowego. Analizowano układ napędowy pracujący bez jawnego sprzężenia prędkościowego. Przedstawiono wybrane wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych układu napędowego w różnych warunkach pracy, charakterystycznych dla napędu trakcyjnego. Sprawdzono wrażliwość estymatora na zmiany parametrów schematu zastępczego silnika indukcyjnego. Ponadto dokonano analizy wpływu funkcji przełączającej w algorytmie wyznaczania prędkości na jakość pracy estymatora.
EN
The paper presents the analysis of the sensorless induction motor DTC-SVM control algorithm with the sliding mode speed and flux estimator. The traction drive system working without speed control loop is tested for different speeds and load torque conditions. Sensitivity to the motor parameter changes of the proposed estimator is investigated. Switching function algorithm is tested.
PL
W artykule przedstawiono problem bezczujnikowego sterowania częstotliwościowego według zasady u/f silnika synchronicznego o magnesach trwałych bez klatki tłumiącej, dla napędu wentylatora. W celu zmniejszenia poboru mocy przez układ napędowy wyznaczono na stanowisku laboratoryjnym optymalne charakterystyki napięcia w funkcji częstotliwości silnika. Badania przeprowadzono na zestawie napędowym składającym się z sprzęgniętych dwóch maszyn PMSM, gdzie jedna maszyna była zasilona z tranzystorowego przekształtnika energoelektronicznego, a druga stanowiła obciążenie bierne. Zaproponowano nowe kryterium minimalizacji na podstawie modułu wektora prądu stojana silnika i zbadano algorytm optymalizacji w stanach ustalonych. Przedstawione wyniki laboratoryjne potwierdzają słuszność zastosowanego rozwiązania dla napędu wentylatora.
EN
The article presents the problem of sensor less frequency control of synchronous permanent magnets motor without damping cage by the principle of v/f , to drive the fan. In order to reduce power consumption of the drive system in the laboratory the optimal voltage to the motor frequency characteristics were determined. The study was conducted on a laboratory set-up consisting of two coupled PMSM machines where one machine was supplied by a transistor inverter, and the other was a passive load. A new criterion based on minimizing of the stator current vector module was proposed and optimization algorithm in steady states was tested. The lab results confirm the validity of the solution to drive the fan.
PL
W artykule przedstawiono analizę bezczujnikowego układu wektorowego sterowania silnikiem indukcyjnym z wykorzystaniem metody DTC-SVM dla trakcji miejskiej. Do estymacji strumienia stojana, momentu elektromagnetycznego i prędkości kątowej wykorzystano estymator MRAS charakteryzujący się zwiększoną odpornością na zmiany parametrów schematu zastępczego silnika indukcyjnego. Wykonano obszerne badania eksperymentalne na stanowisku laboratoryjnym z silnikiem indukcyjnym o mocy 50kW w całym zakresie zmian prędkości i momentu obciążenia, typowe dla napędów trakcyjnych.
EN
In the paper the sensorless DTC-SVM for induction motor drive system for tram application is described. To the rotor speed, electromagnetic torque and stator flux vector reconstruction the MRAS type estimator was applied. This estimator is less sensitive to the motor parameter variation than other observers and is stable in the whole speed reference changes. Experimental result was performed for 50kW induction motor in the whole speed and torque regions.
PL
Omówiono problematykę wyznaczania pochodnych prądów silnika synchronicznego z magnesami trwałymi (PMSM). Wyznaczone pochodne mają zastosowanie w specyficznym algorytmie estymacji położenia kątowego wirnika silnika. Wymaga to implementacji złożonego algorytmu pomiarowego w sterowniku mikroprocesorowym napędu. Omówiono podstawowe zasady pomiaru oraz przedstawiono proces strojenia algorytmu pomiarowego. Zaproponowano metodę wyznaczania uśrednionych wartości pochodnych, pozwalającą uzyskać dobrą dokładność estymacji położenia wirnika.
EN
The paper describes the process of evaluation of Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) current derivatives. The derivatives are evaluated in order to estimate rotor angular position. In currents waveforms of PMSM motor fed by a transistor inverter, current ripples caused by voltage modulation process can be noticed (Fig. 3). Those ripples are featured by near-linear current change during a time period when voltages at motor terminals are constant. Therefore, the derivatives can be estimated by differential quotient (1). The use of current derivatives instead of current values leads to a very simple rotor position estimation formula (3). However, determination of motor current derivatives requires a complex measurement algorithm. The instants of measurements have to be calculated with respect to inverter control signals and current disturbances resulting from transistor switching (Figs. 5, 7). The rules of selection of measurement instants are formulated in Section 5. The proposed measurement algorithm was implemented in an experimental test bench (Fig. 4). The process of tuning the measurement algorithm on a basis of experiments is presented (Figs. 5?8). A novel method based on evaluation of averaged derivatives was introduced. It allows obtaining the good accuracy of rotor angular position estimation.
PL
W artykule przedstawiono wpływ zmian reaktancji magnesującej silnika indukcyjnego na jakość estymacji prędkości kątowej i strumienia wirnika w bezczujnikowym układzie wektorowego sterowania silnikiem indukcyjnym. Do estymacji niedostępnych zmiennych stanu wykorzystano estymator strumienia i prędkości MRASCC. Opracowano model matematyczny silnika indukcyjnego uwzględniający charakterystykę magnesowania maszyny. Wykonano badania symulacyjne i eksperymentalne bezczujnikowego układu napędowego z silnikiem indukcyjnym.
EN
In the paper an influence of the magnetizing inductance of the induction motor on the rotor speed and flux reconstruction in the sensorless induction motor drive is analyzed. For the rotor speed reconstruction in a sensorless drive the MRASCC estimator is used. Mathematical model of the induction motor with variable magnetizing inductance is introduced. Simulations and experimental results are demonstrated.
EN
In the paper analysis of the sensorless induction motor drive with rotor faults is presented. The rotor flux and speed is reconstructed using the MRAS CC estimator, where the induction motor is used as a reference model. The stator current estimator and current model of the rotor flux are used as adapted models. Most of the speed estimators used in sensorless drives are sensitive to motor parameters changes, especially to the rotor resistance changes. The proposed MRAS CC estimator is very robust to all motor parameter changes, thus it should work properly in the case of faulted rotor. In the paper simulation and experimental results of the sensorless IM drive with broken rotor bars are presented. Range of the stable work of the control system is shown. Characteristic frequency harmonics of the IM state variables connected with broken bars are introduced. The low speed region and the dynamical properties of the sensorless drive with rotor faults are tested.
PL
W artykule przedstawiono możliwości poprawy jakości odtwarzania prędkości silnika indukcyjnego za pomocą estymatora typu MRASCC [1] poprzez zastosowanie odtwarzania na bieżąco wartości rezystancji i reaktancji stojana. Metoda ta zaimplementowana została w bezczujnikowym układzie bezpośredniego sterowania polowo-zorientowanego. Opisano podstawy teoretyczne metody identyfikacji. Szczególną uwagę zwrócono na jakość identyfikacji prędkości wirnika w różnych stanach pracy napędu. Algorytm identyfikacji zaimplementowano w procesorze sygnałowym, wykorzystywanym do sterowania układem napędowym.
EN
The paper deals with the improvement of MRAS speed estimator of the induction motor drive using the on-line stator resistance and reactance estimation concepts. The theoretical backgrounds of the identification method are presented. Special attention is focused on the identification quality of the simple stator resistance method and stator reactance method based on the MRAS concept in the real drive. The estimation and identification algorithms are implemented in the DSP used in the control structure of the drive system. Chosen experimental results are demonstrated.
PL
W artykule przedstawiono metodę bezczujnikowego układu sterowania silnikiem indukcyjnym klatkowym wykorzystującą sterowanie z wymuszeniem dynamiki (ang. FDC - Forced Dynamie Control). Metoda ta bazuje na wektorowym modelu silnika indukcyjnego i stanowi nową alternatywę dla uznanych za klasyczne metod sterowania wektorowego FOC i DTC. Działanie opracowanego algorytmu przetestowano symulacyjnie za pomocą środowiska obliczeniowego Matlab/Simulink oraz przeprowadzono badania eksperymentalne na stanowisku laboratoryjnym.
EN
The paper deals with the new FDC {Forced Dynamic Control) sensorless vector-control of the induction motor drive. The mathematical model of the induction motor and FDC algorithm are presented. Results of simulation and experimental tests are demonstrated in the paper. The simulation tests were performed using Matlab/Simulink program and the experimental tests were realized using DSP board DS1103. Chosen transients of state variables are demonstrated.
PL
W artykule zaprezentowano wyniki badań analizy stabilności klasycznego estymatora strumienia i prędkości kątowej silnika indukcyjnego. Zbadano wpływ zmian parametrów schematu zastępczego silnika indukcyjnego oraz współczynników algorytmu adaptacji prędkości na rozmieszczenie biegunów równania charakterystycznego transmitancji estymatora prędkości oraz na stabilność pracy układu napędowego z estymatorem MRAS w pętli sprzężenia zwrotnego. Przedstawiono propozycję doboru nastaw regulatora PI w torze adaptacji estymatora MRAS oraz zakres możliwych zmian parametrów schematu zastępczego SI, gwarantujący stabilną pracę bezczujnikowego układu napędowego ze sterowaniem połowo zorientowanym.
EN
The paper deals with the stability analysis of the classical MRAS type estimator of the rotor flux and speed. The influence of equivalent circuit parameters changes of the induction motor as well as coefficients of the adaptation algorithm of MRAS estimator on the pole placement of the estimator transfer function and stability of the whole drive system was analysed and tested. The design rule for the parameters of the PI controller in the feedback loop of the MRAS estimator was proposed. The allowable range of motor parameter changes, which guarantees the stable operation of the sensorless field oriented drive system with the classical MRAS estimator was determined.
EN
The paper deals with the application of the extended Kalman filters for state and parameter estimation of the induction motor in the sensorless drive system. The mathematical models of the extended Kalman filters used for rotor flux and speed estimation as well as for rotor time constant estimation were presented. Some simulation results were shown in the paper. The influence of parameters of the induction motor equivalent circuit on the state variable estimation quality was described. The problem of suitable choice of Kalman filter parameters, such as elements of the covahance matrix Q, was also discussed. The practical realization of such Kalman filters using DSP was demonstrated and their application for sensorless control of the induction motor was tested in the laboratory set-up.
PL
W artykule przedstawiono koncepcję budowy bezczujnikowego układu sterowania wektorowego silnikiem indukcyjnym z wykorzystaniem rozszerzonego filtru Kalmana do estymacji prędkości kątowej, strumienia i stałej czasowej wirnika. Opisano trzy różne modele matematyczne rozszerzonego filtru Kalmana. Przedstawiono wybrane wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych uzyskane w układzie bezpośredniego sterowania polowo-zorientowanego (DFOC). Przedstawiono wnioski dotyczące problemów związanych z doborem właściwych wartości elementów macierzy Q filtru Kalmana, a także zwrócono uwagę na ograniczenia związane z realizacją praktyczną układu.
PL
W artykule przedstawiono możliwości zastosowania metody MULTITEST do identyfikacji parametrów schematu zastępczego silnika indukcyjnego w stanie zatrzymanym przy zasilaniu silnika z falownika napięcia MSI. Opisano podstawy teoretyczne metody identyfikacji. Szczególną uwagę zwrócono na jakość identyfikacji trudno mierzalnych parametrów silnika indukcyjnego, takich jak rezystancja wirnika, reaktancja rozproszenia stojana i wirnika oraz na prawidłowość wykonania pomiarów, decydujących o dokładności wyznaczenia parametrów. Algorytm identyfikacji zaimplementowano w procesorze sygnałowym, wykorzystywanym do sterowania układem napędowym. Otrzymane wyniki zostały porównane z parametrami silników wyznaczonymi z próby biegu jałowego i zwarcia.
EN
The paper deals with the application of the MULTITEST method for the parameter identification of the PWM voltage inverter-fed induction motor at standstill. The theoretical backgrounds of the identification method were presented. Special attention was focused on the identification quality of such motor parameters as rotor resistance and stator and rotor reactance as well as on the proper measurement procedures, which determine the accuracy of the identification process. The identification algorithm was implemented in the digital signal processor used in the control structure of the drive system. Obtained results were compared with parameter values calculated from the idle running and short-circuit tests of the tested induction motors.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.