Direct reactive energy and torque control method for permanent magnet synchronous motor

• Autorzy: Janaszek, Michał

Warianty tytułu

PL

Metoda bezpośredniej regulacji energii biernej i momentu dla silników synchronicznych o magnesach trwałych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The new method called Direct Reactive Energy and Torque Control (DRET-Control) for Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) and Brushless DC Motor (BLDC) is presented. Balance of power in three-phase permanent magnet synchronous motor is based on the law of energy conservation. Space vector theory determined by instantaneous value of phase quantities is applied in mathematical analysis. It is proved that optimal control criteria: maximum torque/flux ratio and zero value reactive power (unity of power factor) are equivalent and can be fulfilled using flux-oriented control strategy. New structure of reactive energy and torque control system as well as block diagram containing all basic elements and operating modes of specific blocks are described. Simulation studies for two kinds of motors: PMSM and BLDC were performed based on the dSPACE development system DS1103.

PL

Zaprezentowano propozycję nowej metody bezpośredniej regulacji energii biernej i momentu opracowanej specjalnie dla silników synchronicznych o magnesach trwałych (PMSM) oraz dla silników bezszczotkowych prądu stałego (BLDC). Bilans mocy przekształcanej w trójfazowym silniku synchronicznym o magnesach trwałych oparto na prawie zachowania energii. W analizie zastosowano teorię wektorów przestrzennych określonych przez chwilowe wartości wielkości fazowych. Wykazano, że kryteria sterowania optymalnego: maksimum stosunku moment/strumień i zerowej wartości mocy biernej, są sobie równoważne i realizowane są przez strategię sterowania zorientowaną polowo. Zaproponowano nową strukturę regulacyjną energii biernej i momentu i opisano schemat blokowy układu regulacyjnego oraz zasadę działania poszczególnych bloków regulacyjnych. Badania symulacyjne przeprowadzono dla dwóch typów silników PMSM i BLDC wykorzystując układ uruchomieniowy DS1103 firmy dSPACE.

Słowa kluczowe

PL

napęd elektryczny; silniki synchroniczne; energia bierna

EN

electric drive; synchronous motor; reactive energy

• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 53, nr 1
• Strony: 3--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Janaszek, Michał

• Electrotechnical Institute, Warsaw

Bibliografia

• 1. Depenbrock M.: Direct self control (DSC) of inverter-fed induction machine. IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 3, No. 4, pp. 420-429.
• 2. Janaszek M.: Experimental drive with direct torque control of permanent magnet synchronous motor. Archives of Electrical Engineering, 2001, No. pp. 73-92.
• 3. Janaszek M.: Problemy bezpośredniej regulacji momentu i strumienia silnika synchronicznego o magnesach trwałych (Problems of direct torque and flux control of permament magnet synchronus motor - in Polish) Ph. D sissertation 2001.
• 4. Kaźmierkowski M. P., Krishnan R. and Blaabjerg F.: Control in Power Electronics. Academic Press, 2002.
• 5. Krishnan R.: Electric Motor Drives - Modeling, Analysis, and Control. Prentice Hall 2001.
• 6. Noguchi T., Yamamoto M ., Kondo S., Takahashi I.: Enlarging Switching Frequency in Direct Torque - Controlled Inverter by Means of Dithering. IEEE Trans, on Ind. App., Vol. 35, No. 6, 1999, pp. 1358-1366.
• 7. Rawa H .: Energia i moc w układach elektrycznych. (Energy and Power in electrical circuits— in Polish) Przegląd Elektrotechniczny, No. 5, 2001, pp. 122- 127.
• 8. Takahashi I., Noguchi T.: A New Quick-Response and High-Efficiency Control Strategy of an Induction Motor. IEEE-Trans of Industry Appl., Vol. 1986, IA-22, No. 5, pp. 820-827.
• 9. Vas P.: Sensorless vector and direct torque control. Oxford University Press 1998.
• 10. Vas P.: Electrical Machines and Drives. A Space-Vector Theory Approach. Clarendon Press, Oxford 1992.