Search
Search results for: PMSM
-
Estymacja położenia początkowego wirnika w silniku PMSM
PublicationProblem estymacji początkowego położeniawirnika w silniku PMSM jest istotny m.in. w układachwykorzystujących enkodery przyrostowe. Opracowano algorytmdla silników o symetrii magnetycznej, oparty na zmianieindukcyjności uzwojenia w wyniku nasycenia magnetycznegostojana przy dużej wartości chwilowej prądu. Analiza wartościszczytowych prądów fazowych silnika, zasilanego krótkimiimpulsami napięcia kolejno w poszczególnych fazach, pozwalana...
-
Interferencje w trakcyjnym układzie napędowym z silnikami PMSM
PublicationW artykule przedstawiono główne wyniki badań widma częstotliwościowego prądu obciążenia trakcyjnego układu napędowego zsilnikami PMSM przeprowadzonych na stanowisku eksperymentalnym wyposażonym w trakcyjny silnik pojazdu szynowego. Najbardziej istotnymwynikiem pomiarów jest znajomość kluczowych harmonicznych prądu obciążenia, których częstotliwość jest równa wielokrotności prędkościobrotowej silnika. Niektóre harmoniczne przenikają...
-
Indirect Measurement of Motor Current Derivatives in PMSM Sensorless Drives
PublicationMotor current derivatives contain useful information for control algorithms, especially in sensorless electric drives. The measurement of motor current derivatives in electric motors supplied by voltage source inverter can be performed using di/dt transducers. However, in such a solution additional sensors have to be installed, e.g. Rogowski coils. Another approach is to measure current derivatives indirectly – by oversampling...
-
Errors of a Linear Current Approximation in High-Speed PMSM Drives
PublicationCurrent sampling techniques and predictive algorithms used in the digital control of electric drives rely on a simple mathematical model that assumes linear current changes upon constant supplying voltages. This paper identifies rotor movement as a factor that makes this assumption invalid when the rotor covers an angular distance of a few tens of degrees during the control interval duration. The errors of the linear current approximation...
-
Sensorless low speed PMSM motor control with cogging torque compensation
PublicationThe paper presents sensorless control of a low speed permanent magnet synchronous machine with use of modified state observer. An overview of the PMSM motor used in the research setup was presented. The problem of drive torque ripple, resulting mainly from the occurrence of a significant cogging torque, was discussed. A solution compensating the torque ripple of the PMSM motor was proposed. A start-up procedure of the speed control...
-
BEZCZUJNIKOWE STEROWANIE WOLNOOBROTOWYM SILNIKIEM PMSM Z KOMPENSACJĄ MOMENTU ZACZEPOWEGO
PublicationW 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...
-
Synchronized six-step voltage generation in high-speed PMSM drive
PublicationSynchronized voltage generation has already been considered in the context of pulse width modulation (PWM). References prove that synchronized PWM substantially decreases subharmonics in inverter output voltage when operating with low switching-to-fundamental frequency ratio. This paper identifies problems of unsynchronized voltage generation in electric drives under six-step inverter operation. Guidelines for the synchronization...
-
Układ sterowania 5-fazową maszyną synchroniczną z magnesami trwałymi (PMSM)
PublicationW pracy przedstawiono nowy układ sterowania bezczujnikowego 5-fazową maszyną synchroniczną z magnesami trwałymi zagłębionymi (IPMSM) . Zaproponowany układ wykorzystuje obserwator stanu dla zmiennych w pierwszym układzie współrzędnych (1 harmoniczna), jak i drugim (3 harmoniczna), w celu zwiększenia gęstości momentu elektromagnetycznego. Zaprezentowano schemat kompletnego układu sterowania, przebiegi zmiennych w stanie ustalonym,...
-
Improving Control Dynamics of PMSM Drive by Estimating Zero-Delay Current Value
PublicationDynamic performance of current control loop still remains crucial for position-, speed-, and torque-controlled drives. In the study, a current loop solution has been designed for field oriented control of permanent magnet synchronous motors (PMSM). It enhances typical PI controller with an estimator of zero-delay current (ZDC) value. The ZDC estimation allows for selecting substantially higher controller gain. It reduces control...
-
The adaptive backstepping control of PMSM supplied by current source inverter for the field weakening region
PublicationThe sensorless control system of permanent magnet synchronous motor PMSM supplied by current source inverter for field weakening operation is presented in this paper. The adaptive backstepping control system and the backstepping speed observer are presented. The control system is based on multi-scalar variables. The control variables are: dc-link voltage and the output current vector pulsation. The control system was named voltage...
-
Sterowanie silnikiem o magnesach trwałych PMSM z obserwatorem prędkości kątowej wirnika
PublicationW referacie przedstawiono nowy sposób sterowania silnikiem PMSM oparty na sterowaniu multiskalarnym. Do sterowania nie jest potrzebne określenie położenia wirnika. W nowym obserwatorze prędkości opartym na obserwatorze Luenbergera estymowana jest prędkość kątowa wirnika oraz strumienie. Rozważania teoretyczne zweryfikowano badaniami symulacyjnymi.
-
Impact of digital signal processing on FOC current feedback in high-speed PMSM drive
PublicationIn applications where size and weight of the electric motor are among major design concerns, Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSMs) with wide operational speed-range are commonly preferred. Due to limited inverter switching frequency, high-speed operation of a drive results in a low ratio between the switching frequency and the fundamental frequency of motor voltage. Such operating conditions have been recently identified...
-
Sterowanie silnikiem o magnesach trwałych PMSM z obserwatorem prędkości kątowej wirnika
Publication -
Modelowanie zmienności prądów szybkoobrotowego silnika PMSM oparte na dyskretnych danych pomiarowych
PublicationW napędach szybkoobrotowych położenie kątowe wirnika może znacząco się zmieniać w trakcie pojedynczego cyklu modulacji napięcia wyjściowego falownika. W konsekwencji zastosowanie typowych, prostych modeli matematycznych aproksymujących przebiegi prądów silnika odcinkami liniowymi prowadzi do znaczących błędów. Rozwiązanie dokładnego modelu silnika, opartego na równaniach różniczkowych, wymaga znajomości wielkości wejściowych zmieniających...
-
Quasi-discrete modelling of PMSM phase currents in drives with low switching-to-fundamental frequency ratio
PublicationThis study proposes a new quasi-discrete approach to modelling the permanent magnet synchronous motor (PMSM). The quasi-discrete modelling reflects the impact of continuous rotor movement, which takes place during a control cycle, on the shape of motor current waveforms. This provides much improvement in current modelling accuracy under inverter low switching-to-fundamental frequency operation. The proposed approach may be used...
-
Impact of Low Switching-to-Fundamental Frequency Ratio on Predictive Current Control of PMSM: A simulation study
PublicationPredictive current control algorithms for permanent magnet synchronous (PMSM) drives rely on an assumption that within short intervals motor currents can be approximated with linear functions. This approximation may result either from discretizing the motor model or from simplifications applied to the continuous-time model. As the linear current approximation has been recognized as inaccurate in case when the drive operates with...
-
Critical Review on Robust Speed Control Techniques for Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) Speed Regulation
PublicationThe permanent magnet synchronous motor (PMSM) is a highly efficient energy saving machine. Due to its simple structural characteristics, good heat radiation capability, and high efficiency, PMSMs are gradually replacing AC induction motors in many industrial applications. The PMSM has a nonlinear system and lies on parameters that differ over time with complex high-class dynamics. To achieve the excessive performance operation...
-
Derivation of motor mean phase currents in PMSM drives operating with low switching-to-fundamental frequency ratio
PublicationPulse width modulation (PWM) of inverter output voltage causes the waveforms of motor phase cur-rents to consist of distinctive ripples. In order to provide suitable feedback for the motor current con-trollers, the mean value must be extracted from the currents’ waveforms in every PWM cycle. A com-mon solution to derive the mean phase currents is to sample their value at the midpoint of a symmetrical PWM cycle. Using an assumption...
-
Zastosowanie obserwatora ATO do filtracji wyników estymacji położenia w napędzie z silnikiem PMSM
Publicationreferacie zaproponowano zastosowanie obserwatora ATO (ang. Angle Tracking Observer) do poprawy dokładności odtwarzania położenia kątowego wirnika silnika PMSM (ang. Permanent Magnet Synchronous Motor) za pomocą estymatora fizykalnego. Opracowano dedykowaną, uproszczoną strukturę ATO. Zaproponowano procedurę doboru nastaw wzmocnień obserwatora w oparciu o model symulacyjny. Skuteczność działania ATO potwierdzono badaniami eksperymentalnymi.
-
Zastosowanie obserwatora ATO do filtracji wyników estymacji położenia w napędzie z silnikiem PMSM
PublicationW referacie zaproponowano zastosowanie obserwatora ATO (ang. Angle Tracking Observer) do poprawy dokładności odtwarzania położenia kątowego wirnika silnika PMSM (ang. Permanent Magnet Synchronous Motor) za pomocą estymatora fizykalnego. Opracowano dedykowaną, uproszczoną strukturę ATO. Zaproponowano procedurę doboru nastaw wzmocnień obserwatora w oparciu o model symulacyjny. Skuteczność działania ATO potwierdzono badaniami eksperymentalnymi.
-
Modeling the impact of rotor movement on non-linearity of motor currents waveforms in high-speed PMSM drives
PublicationMotor current measurement techniques as well as predictive control algorithms for electric drives rely on an assumption of linear motor currents changes resulting from constant inverter output voltages. Recent research has reported that this assumption does not hold in motors with short electrical time constant, and in drives whose rotor position advances substantially during a control period. This paper proposes a simulation model...
-
Implementation of Extended Kalman Filter with Optimized Execution Time for Sensorless Control of a PMSM Using ARM Cortex-M3 Microcontroller
PublicationThis paper addresses the implementation and optimization of an Extended Kalman Filter (EKF) for the Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) sensorless control using an ARM Cortex-M3 microcontroller. A various optimization levels based on arithmetic calculation reduction was implemented in ARM Cortex-M3 microcontroller. The execution time of EKF estimator was reduced from 260.4 μs to 37.7 μs without loss of accuracy. To further...
-
Wyznaczanie pochodnych prądów silnika w celu estymacji położenia kątowego wirnika w bezczujnikowym napędzie z silnikiem PMSM
PublicationOmówiono 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...
-
DISCIMP DEC-2018/02/X/ST7/00488
ProjectsProject realized in Department of Electrical Engineering of Transport from 2018-08-31
-
Sposób sterowania silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych PMSM zasilanym falownikiem napięcia
Inventions -
Sposób sterowania silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych PMSM zasilanego falownikiem prądu
Inventions -
The computer numerical control system with permanent magnet synchronous motor servo-drives.
PublicationPrzedstawiono układ serwonapędów wieloosiowej maszyny sterowanej numerycznie. W układzie wykorzystano silniki synchroniczne z magnesami trwałymi oraz procesory synałowe DSP. Omówiono algorytmy sterowania nadrzędnego oraz problemy sterownia silnika PMSM.
-
Układy napędowe z silnikami wysokoobrotowymi
PublicationW artykule przedstawiono aktualny stan techniki w dziedzinie wysokoobrotowych ukłaów napędowych. Porównano właściwości silnika PMSM i silnika z matrycą Halbacha w zastosowaniu do napędu wysokoobrotowych pomp zanurzeniowych do ropy naftowej.
-
Analytical modeling of electric drives for vehicle traction control systems
PublicationWheel-torque control bandwidth in vehicle dynamics model is crucial in evaluating optimal tracking ability of tire slip and in analysis of control system stability. Electric drives’ control dynamics are influenced by timing of digital control events, e.g. by sampling instant of motor currents. Reflecting this timing in drive analytical models is therefore important for analysis of vehicle traction systems. The paper considers five...
-
Neutral point balancing technique for 3-level neutral point clamped converter with servo system
PublicationNeutral point voltage drift compensation technique in 3-level NPC multilevel converter and servo system is described in the paper. Analytical expressions are obtained for power subsystem elements parameters of servo drive system. Simulation of servo system, based on PMSM motor with 3-level NPC converter is considered.
-
Napęd z silnikiem indukcyjnym i 4-gałęziowym falownikiem SiC do turbosprężarek powietrza ogniw paliwowych dużej mocy
PublicationWysoka cena ogniw paliwowych utrudnia ich szerokie zastosowanie w transporcie i przemyśle. Należy szukać możliwości obniżenia ich kosztu również poprzez obniżenie kosztu i zwiększenie wydajności urządzeń pomocniczych ogniwa paliwowego (Balance of the Plant). Autorzy proponują aby w napędzie sprężarki powietrza, zastosować wysokoobrotowy silnik indukcyjny, który jest tańszy od stosowanych obecnie silników PMSM. W referacie zaproponowano...
-
Switching Regulation in the Control of 5-Phase Permanent Magnet Synchronous Motor Fed by 3×5 Direct Matrix Converter
PublicationMatrix converter is an AC-AC direct power converter comprising of an array of bi- directional switches. It does not require an intermediate DC-link and allows sinusoidal output waveforms with varying amplitudes and frequencies. The configuration of these bi- directional switches decides the number of inputs and outputs...
-
Ryszard Strzelecki prof. dr hab. inż.
People -
Sterowanie trakcyjnym silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi zagłębionymi w wirniku bez pomiaru wielkości mechanicznych
PublicationPraca dotyczy zastosowania bezczujnikowej metody sterowania silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi zagłębionymi w wirniku (IPMSM) w trakcyjnym układzie napędowym małej mocy zawierającym sterownik mikroprocesorowy oraz falownik tranzystorowy. Regulacja momentu elektromagnetycznego silnika IPMSM wymaga pomiaru położenia kątowego wirnika. Proponowana metoda jest tzw. metodą bezczujnikową - bez sprzężeń zwrotnych od wielkości...
-
The Adaptive Backstepping Control of Permanent Magnet Synchronous Motor Supplied by Current Source Inverter
Publication...
-
The Electrical Drive Systems with the Current Source Converter
Publication-
-
Non-Linear Control of Electrical Machines Using Non-Linear Feedback
PublicationPrzedstawiono zasady nieliniowego sterowania oraz zastosowanie nielinowego sprzężenia zwrotnego do maszyn elektrycznych. Opisano nieliniowe sterowanie obcowzbudnym silnikiem prądu stałego. Zaprezentowano multiskalarne modele maszyn prądu przemiennego. Maszynę indukcyjną zamodelowano z wykorzystaniem strumienia wirnika oraz z wykorzystaniem strumienia stojana. MMultiskalarne modele maszyny indukcyjnej wykorzystano do nieliniowego...
-
Uniwersalny model symulacyjny układu napędowego prototypu samochodu elektrycznego 'ELV001'
PublicationW artykule zaprezentowano uniwersalny model symulacyjny układu napędowego prototypu samochodu elektrycznego "ELV001". Opracowany model implementowano do programu Synopsys/Saber. Przedstawiono wybrane wyniki symulacji zużycia energii elektrycznej przez samochód "ELV001" dla przykładowego przejazdu w ruchu miejskim.