Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Powiadomienia systemowe
  • Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 16

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
The paper presents a sensorless control approach for a five-phase induction motor drive with third harmonic injection and inverter output filter. In the case of the third harmonic injection being utilised in the control, the physical machine has to be divided into two virtual machines that are controlled separately and independently. The control system structure is presented in conjunction with speed and rotor flux observers that are required for a speed sensorless implementation of the drive. The last section is dedicated to experimental results of the drive system in sensorless operation, and the uninterrupted drive operation for two open-phase faults.
EN
The paper presents a solution for sensorless field oriented control (FOC) system for five-phase induction motors with improved rotor flux pattern. In order to obtain the advantages of a third harmonic injection with a quasi-trapezoidal flux shape, two vector models, α1–β1 and α3–β3, were transformed into d1– q1, d3– q3 rotating frames, which correlate to the 1st and 3rd harmonic plane respectively. A linearization approach of the dual machine model in d – q coordinate frames is proposed by introducing a new additional variable “x” which is proportional to the electromagnetic torque. By applying the static feedback control law, a dual mathematical model of the five-phase induction motor was linearized to synthesize a control system in which the electromagnetic torque and the rotor flux can be independently controlled. The results shows the air gap flux shape in steady as well transient states under various load conditions. Moreover, the implemented control structure acquires fault tolerant properties and leads to possible emergency running with limited operation capabilities. The fault-tolerant capability of the analyzed machine was guaranteed by a special implemented control system with a dedicated speed observer, which is insensitive to open-phase fault situation. The experimental tests have been performed with single and double-open stator phase fault. A torque measurement was implemented to present the mechanical characteristics under healthy and faulty conditions of the drive system.
PL
W pracy opisano sposób doboru wzmocnień rozszerzonego obserwatora prędkości maszyny indukcyjnej przy wykorzystaniu algorytmów ewolucyjnych. Zaproponowano funkcję celu opartą na rozkładzie biegunów obserwatora. Ze względu na wpływ prędkości maszyny na dynamikę obserwatora zaproponowano dobór wzmocnień obserwatora dla różnych przedziałów prędkości. Dla poszczególnych przedziałów zaprezentowano wyniki doboru wzmocnień w postaci tabel prezentujących wartości funkcji celu w ostatnim pokoleniu algorytmu ewolucyjnego w kolejnych próbach doboru wzmocnień.
EN
The paper concerns the problem of gains selection of extended speed observer for induction machines. Equations of the observer as well as equations of the dynamics of estimation errors have been presented. Dynamic properties and stability of the observer depend on proper gains selection. The analyzed observer requires an adjustment of 12 gains. Furthermore, the complexity of linearized equations of the error estimation dynamics makes an analytical solution approach for the problem of gains selection impossible. A method based on evolutionary algorithm has been proposed in order to counteract this problem, where a cost function based on poles placement of the observer has been presented. Defined cost function ensures stability of the observer as well as good dynamic properties. The main goal is a transient time reduction of the observer which ensures a proper damping properties in order to avoid the presence of estimation errors oscillations during transient states. Three different rotor speed ranges are considered with separate observer gains set. A series of gains selection attempts have been conducted for every presented speed range. The final results presents and discusses the cost function values in the last generation of evolutionary algorithm.
PL
W pracy przedstawiono propozycję rozwiązania problemu bezczujnikowego sterowania wolnoobrotową maszyną synchroniczną z magnesami trwałymi PMSM. Przedstawiono silnik PMSM, który zastosowano w stanowisku badawczym. Omówiono problem występowania tętnień momentu napędowego wynikający głównie ze znacznego momentu zaczepowego. Pokazano rozwiązanie kompensujące tętnienia momentu napędowego w silniku PMSM. Przygotowano procedurę startową układu regulacji prędkości pozwalającą na uruchomienie napędu bez czujników prędkości i położenia. Do sterowania silnikiem użyto metodę sterowania polowo zorientowanego z regulatorami PI prądów stojana w osiach dq. Przedstawiono zależności nowej, prostszej wersji obserwatora stanu. Pokazano wyniki eksperymentów potwierdzających poprawne działanie napędu.
EN
The paper presents a possible implementation of a sensorless low speed permanent magnet synchronous machine (PMSM) control. The test setup for this purpose consists of an individual and programmable back-to-back voltage inverter and a PMSM with nominal power of 12 kW and nominal speed of 600 rpm. The impact of cogging torque oscillations is identified, which cause significant problems in the implementation of a Field Oriented Control for low speed PMSM. In order to handle this torque oscillation problem a compensation method is proposed as well. A start-up procedure for the control system was implemented that allows a motor start without any rotor angle and speed sensors. The presented control method is based on the Field Oriented Control with PI stator current controllers in dq axes. Furthermore, the equations of the applied state observer are shown. The observer estimates all of the control variables necessary using phase current measurement and the information of the desired stator voltage. All theoretical assumptions are verified with experimental results, which show the proper operation of the low speed PMSM drive.
5
Content available remote Wektorowa modulacja szerokości impulsów w wielofazowych falownikach napięcia
PL
W artykule zaproponowano strategię wektorowej modulacji szerokości impulsów dla wielofazowych falowników napięcia. Zaproponowane rozwiązanie pozwala na niezależne formowanie napięć wyjściowych w n-fazowym falowniku dwupoziomowym z wykorzystaniem (n-1) wektorów aktywnych. Przedstawiony algorytm modulacji umożliwia dobór sekwencji wektorów aktywnych i pasywnych wymagającej minimalnej liczby przełączeń tranzystorów falownika. W artykule przedstawiono wyniki badań napędu elektrycznego z silnikiem klatkowym zasilanym z pięciofazowego falownika napięcia, w którym zaimplementowano zaproponowane rozwiązanie.
EN
This paper presents the Space Vector Modulation for multiphase Voltage Source Inverters (VSI). Proposed solution makes it possible to generate the inverter output voltage vectors in n-phase VSI using (n-1) active voltage vectors. The presented algorithm allows to select the active and zero voltage vector sequence where the commutation amount is limited. The results of investigation of the drive system with induction motor and five-phase VSI controlled using proposed modulation strategy are presented in the paper.
PL
W artykule opisano sterowanie wektorowe dla pięciofazowego silnika indukcyjnego z optymalizacją rozkładu strumienia wirnika. Do syntezy sterowania FOC wykorzystano transformację zmiennych do dwóch niezależnych wirujących układów współrzędnych, w których zorientowane są odpowiednio zmienne 1. oraz 3. harmonicznej. Autorzy zaproponowali linearyzację modelu pięciofazowej maszyny indukcyjnej we współrzędnych wirujących d-q przez wprowadzenie nowej zmiennej proporcjonalnej do momentu elektromagnetycznego. Przedstawione wyniki eksperymentalne potwierdzają poprawne działanie układu regulacji i synchronizacji strumieni 1. i 3. harmonicznej. Uzyskany wypadkowy rozkład strumienia wirnika wpływa na większą wartość generowanego momentu napędowego. Ponadto, zaimplementowany algorytm sterowania pozwala na pracę napędu w przypadku awarii w postaci uszkodzenia jednej lub dwóch niesąsiadujących faz uzwojenia stojana. Na zmierzonych charakterystykach mechanicznych przedstawiono ograniczenia napędowe silnika pięciofazowego w stanach awaryjnych przy uszkodzeniach uzwojeń faz stojana.
EN
The paper presents a vector control for five phase induction motors with optimized air-gap flux distribution. The FOC control is a synthesis of two independent rotating coordinates corresponding to the first and third harmonic. The authors proposed a linearization of the five phase induction motor model in d-q coordinates through an addition of a new variable that is proportional to the electromagnetic torque. The presented experimental resultsare verifying the correct drive control with flux synchronization of the first and third harmonic as well as a higher load torque. Furthermore, a control algorithm is presented to ensure a drive operation even if one or two opposite stator phases are faulted. Mechanical characteristics as well as the limits of the five phase drive system during the stator phase faults are presented.
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.
8
Content available remote Formowanie wektorów napięcia wyjściowego w 5-fazowych falownika napięcia
PL
W falownikach pięciofazowych załączenie wektorów aktywnych powoduje jednoczesne formowanie dwóch zależnych od siebie wektorów napięcia wyjściowego. Do sterowania pięciofazowymi silnikami indukcyjnymi wektory te muszą mieć ściśle określone długości i położenia. Niezależne formowanie dwóch wektorów napięcia o parametrach określonych w układzie sterowania silnikiem wymaga zastosowania odpowiedniej strategii modulacji szerokości impulsów (MSI). W artykule przedstawiono dwie metody formowania napięć wyjściowych w falownikach pięciofazowych. Oba rozwiązania umożliwiają niezależne formowanie dwóch wektorów napięcia przy zachowaniu priorytetu generowania napięcia pierwszej harmonicznej.
EN
In the five-phase Voltage-Source Inverters, the activation of transistors results in simultaneous generation of two, interrelated output voltage vectors. Control strategies for 5-phase induction motors require both voltage vectors generated in the inverter to have strictly specified lengths and positions. Independent generation of two voltage vectors with the parameters determined in the induction motor control system can be done by appropriate Pulse Width Modulation (PWM) strategy. This paper presents two methods of Space-Vector PWM for five-phase inverters. Both solutions allow independent generation of both voltage harmonics with a higher priority o f the first voltage harmonic.
9
Content available remote Five-phase Induction Motor Drive Operation During Stator Phase Fault
EN
The article presents the most important advantages of multi-phase electric drives. The construction of a five-phase squirrel cage induction motor together with possible stator winding distribution cases is presented, which affect the properties of such motor. Increased reliability of five-phase drives was indicated. The drive operation properties were confirmed by experimental results.
10
Content available remote Sterowanie multiskalarne pięciofazową maszyną indukcyjną
PL
Zastosowanie przekształcenia układu współrzędnych fazowych na układ ortogonalny dla pięciofazowego silnika indukcyjnego o uzwojeniach skupionych prowadzi do wystąpienia w modelu matematycznym dwóch par składowych alfa-beta wektorów wirujących w dwóch nieruchomych układach współrzędnych. Pierwszy układ współrzędnych odpowiada zmiennym pierwszej harmonicznej, drugi – zmiennym trzeciej harmonicznej. Dla każdego układu występuje oddzielny zbiór parametrów maszyny a składowe wektora wirującego w jednym układzie współrzędnych nie oddziałują na pochodne składowych w drugim układzie. Zastosowanie nieliniowej transformacji pozwala uzyskać dwa modele multiskalarne, oddzielnie dla każdego z układów współrzędnych. W referacie zaproponowano sterowanie multiskalarne pozwalające na wymuszanie zadanej amplitudy i fazy trzeciej harmonicznej strumienia wirnika zwiększając tym samym wykorzystanie materiału konstrukcyjnego maszyny.
EN
The application of the transformation of phase coordinate system into orthogonal coordinate system to the five phase induction motor with concentrated windings results in mathematical model of the two pairs of alpha-beta components of two vectors rotating in a stationary frame. The first coordinate system corresponds to the third harmonic variables while the second coordinate system corresponds to the third harmonic variables. For each coordinate system there exist a separate set of machine parameters. The components of the vector rotating in one coordinate system do not affect the component derivatives of the vector rotating in the second coordinate system. The application of the nonlinear transformation allows for obtaining two multiscalar models, separately for each of the coordinate systems. The paper proposes novel multiscalar control that allow forcing the command magnitude and phase of third harmonic rotor flux thereby increasing the utilization of the construction material of the five phase machine.
11
PL
W artykule przedstawiono metodę wektorowej modulacji szerokości impulsów pięciofazowego falownika napięcia. W takim przekształtniku załączenie wektorów aktywnych powoduje jednoczesne formowanie dwóch wektorów napięcia wyjściowego. Komplikacja sterowania wynika z tego, że położenie obu wektorów napięcia oraz ich długości są wzajemnie zależne. Rozwiązanie zaproponowane w pracy umożliwia jednak niezależne formowanie dwóch wektorów napięcia o długościach i położeniach zadanych przez nadrzędny układ sterowania. Użycie sześciu wektorów aktywnych umożliwia wymuszenie priorytetu kształtowania wektorów napięcia wyjściowego falownika o ograniczonym napięciu obwodu pośredniczącego.
EN
The paper presents a Space Vector Modulation strategy for five-phase Voltage Sources Inverter (VSI). In this type of VSI’s the active vectors cause to generate two output voltage vectors at the same time. Their positions and lengths are interdependent. The proposed solution makes it possible to generate two independent voltage vectors with lengths and locations calculated by the control system of AC motor. Using of six active vectors allows determining the priority of generating the output voltages in the case of reduced DC-link voltage.
12
Content available remote Five-Phase Squirrel-Cage Motor : Construction and Drive Properties
EN
This paper presents the simulation and experimental results of a five-phase squirrel-cage induction motor. The new machine has been designed to operate in a drive system with third harmonic rotor flux injection in order to improve the motor torque utilization. The motor structure, the mathematical model as well as the laboratory prototype have been described. The motor speed-torque characteristics and transients are elaborated on. Furthermore, the start-up possibility in the case of one or two stator winding faults has been shown as well. The idea of a closed loop speed control with increased load torque is presented.
PL
W pracy przedstawiono 5-fazowy silnik indukcyjny klatkowy, który został zaprojektowan tak, aby wykorzystać wyższe harmoniczne momentu elektromagnrtycznego. Przedstawiono konstrukcję maszyny, model matematyczny oraz zbudowany prototyp laboratoryjny. Zaprezentowano charakterystyki mechaniczne oraz przebiegi w stanach przejściowych. Wskazano na możliwość rozruchu i pracy maszyny przy uszkodzeniu jednej lub dwóch faz. Przedstawiono koncepcję sterowania ze zwiększeniem momentu napędowego.
PL
W artykule przedstawiono zagadnienie detekcji uszkodzeń układu mechanicznego transmisji momentu w układzie bezczujnikowego napędu elektrycznego. Do detekcji uszkodzeń zastosowano analizę momentu obciążenia, który estymowany jest w czasie rzeczywistym. Przedstawiono strukturę układu napędowego, zależności obserwatora momentu oraz przykładowe wyniki badania laboratoryjnego układu napędowego. Uszkodzenia wprowadzano w sposób sztuczny, dodając ciężarki powodujące niewyważenie wirnika. Wyniki estymacji momentu porównano z pomiarami drgań z użyciem akcelerometrów. Uzyskano zadowalające wyniki pozwalające na przygotowanie układu diagnostycznego zintegrowanego z procedurą sterowania falownika.
EN
The paper presents the problem of fault detection of torque transmission system for speed sensorless induction motor drive. In order to identify machine faults, a real time load torque estimation was implemented. The drive system structure, the load torque equations and example results of laboratory test are presented. Artificial faults were introduced by an additional weight, which cause an unbalance on the rotor. The estimation results are compared with vibration measurement using accelerometers. The evaluation of the results presents a satisfying possibility to prepare an integrated diagnostic procedure in the inverter control process.
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
The paper describes SiC-based dual half bridge (DHB) DC-DC converter considered as a key component of high frequency isolated multilevel cascaded medium voltage converters. Two topologies of bi-directional DC-DC converters: the resonant half-bridge DC-DC converter and the phase-shift DHB converter are compared in the paper. Experimental results of SiC-based 50 kHz DHB DC-DC converter are presented in the paper.
PL
W artykule przedstawiono dwukierunkową izolowaną przetwornicę półmostkową DC-DC z izolacją realizowaną za pomocą transformatora wysokiej częstotliwości jako proponowany podstawowy moduł funkcjonalny kaskadowych przekształtników średniego napięcia. Porównano dwie topologie izolowanych przetwornic półmostkowych DC-DC: rezonansową oraz ze sterowaniem przesunięciem fazowym napięć strony pierwotnej i wtórnej transformatora. Przedstawiono analizę oraz wyniki eksperymentalne przetwornicy półmostkowej DC-DC z przyrządami SiC pracującej z częstotliwością 50kHz.
16
Content available remote Sterowanie falownikami napięcia ograniczające prądy łożyskowe
PL
W artykule przedstawiono zagadnienie zmniejszenia prądów łożyskowych w układach napędowych z falownikami napięcia przez wprowadzenie zmian w algorytmie modulacji szerokości impulsów.
EN
The paper presents the problem of reducing bearing currents in the electric drives with voltage inverters, through changes in pulse width modulation algorithm.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.