Sensorless Induction Motor Speed Control with Fast Dynamic Torque Control

ABSTRACT

Vector control is employed in induction motor drives to provide a fast torque response. Various vector control methods have been proposed before, among which Direct Torque Control provides high dynamic performance with very simple control scheme. Basic DTC scheme is based on hysteresis control of flux and torque. The dynamic torque performance is very important in traction and electric vehicle applications. A
method to achieve fastest dynamic performance by modifying the basic DTC scheme is discussed in this paper. This is achieved by applying a single voltage vector that produces the largest tangential flux component, at the time of torque dynamics. The modified method is used in sensorless speed control of induction motor. The new scheme was analysed using SEQUEL simulation tool.

INTRODUCTION

Direct Torque Control scheme provides a decoupled control of torque and flux of induction machine. The scheme  has a simple control  structure and provides fast and good dynamic torque response. It also provides an indirect control of stator currents and voltages. This  scheme was first proposed by Depenbrock in  and was termed as Direct Self Control (DSC). Later Takahashi and Noguchi introduced Direct Torque control method  which was a slight modification of DSC scheme. DTC has gained much popularity after its introduction due to its  simple control scheme. Basic DTC scheme is based on hysteresis control of torque and flux and has the disadvantages of high torque ripples and variable switching frequency. But the torque control was fast, as the torque and flux was controlled directly based on the estimated machine torque and flux. The researches done on DTC mainly focused on reducing torque ripples and achieving constant switching  frequency. An analytical investigation on the ripples produced in torque and flux was done in . The most popular variation of DTC of induction motor drives is one that based on SVM of inverter . In DTC-SVM, a reference voltage is calculated or generated within a sampling period, which is synthesized using the space vector modulator. The SVM scheme provides a constant switching frequency and reduces torque ripples .

چکیده

کنترل وکتور در موتورهای القایی استفاده می شود تا پاسخ گشتاور سریع ارائه شود. پیش از این، روش های مختلف کنترل بردار پیشنهاد شده است، که در آن Direct Torque Control عملکرد دینامیکی بالا با طرح کنترل بسیار ساده ارائه می دهد. طرح اولیه DTC مبتنی بر کنترل هیسترزیس شار و گشتاور است. عملکرد گشتاور پویا در برنامه های کشش و وسایل نقلیه الکتریکی بسیار مهم است. روش برای رسیدن به سریع ترین عملکرد پویا با اصلاح طرح اولیه DTC در این مقاله مورد بحث است. این امر با استفاده از یک بردار ولتاژ یکنواخت تولید شده که بزرگترین اجزای شار مماس را در زمان پویایی گشتاور ایجاد می کند. روش اصلاح شده در کنترل سرعت سنسور موتور القایی استفاده می شود. طرح جدید با استفاده از ابزار شبیه سازی SEQUEL تجزیه و تحلیل شد.

مقدمه

طرح کنترل مستقیم گشتاور یک کنترل جدا شده از گشتاور و شار دستگاه القایی را فراهم می کند. طرح دارای یک ساختار کنترل ساده است و پاسخ گشتاور دینامیکی سریع و خوب را فراهم می کند. همچنین کنترل غیر مستقیم جریان و ولتاژ استاتور را فراهم می کند. این طرح ابتدا توسط Depenbrock پیشنهاد شد و به عنوان کنترل مستقیم مستقیم (DSC) نامگذاری شد. بعدها Takahashi و Noguchi معرفی روش کنترل مستقیم گشتاور بود که یک اصلاحیه کمی از طرح DSC بود. DTC پس از معرفی آن به دلیل طرح کنترل ساده آن، محبوبیت زیادی به دست آورده است. طرح اولیه DTC مبتنی بر کنترل هیسترزیس گشتاور و شار است و دارای معایب جرقه گشتاور بالا و فرکانس سوئیچینگ متغیر است. اما کنترل گشتاور سریع بود، به عنوان گشتاور و شار است به طور مستقیم بر اساس محاسبه گشتاور ماشین و جریان شتاب. تحقیقات انجام شده بر روی DTC به طور عمده بر کاهش ریزش گشتاور و به دست آوردن فرکانس سوئیچینگ ثابت متمرکز شده است. تحقیقات تحلیلی بر روی موج های تولید شده در گشتاور و شار انجام شد. یکی از محبوب ترین تغییرات DTC درایوهای موتور القایی بر اساس SVM اینورتر است. در DTC-SVM، ولتاژ مرجع در یک دوره نمونه برداری محاسبه شده یا تولید می شود که با استفاده از مدولاتور بردار فضایی تولید می شود. طرح SVM یک فرکانس سوئیچینگ ثابت فراهم می کند و موجبات گشتاور را کاهش می دهد.

Year: 2011

Publisher : IEEE

By :  Deepa Mary Sobha, Sigi C Joseph, Saina Deepthi

File Information: English Language/ 6 Page / size: 254 KB

Download

سال : 1390

ناشر : IEEE

کاری از : Deepa Mary Sobha, Sigi C Joseph, Saina Deepthi

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 6 صفحه / حجم : KB 254

لینک دانلود