A new implementation strategy for the flux weakening control of a Surface Mounted Permanent Magnet Synchronous Motor (SPMSM) is proposed. It is implemented based on the output of the synchronous PI current regulator-reference voltage to PWM inverter. The onset of flux weakening and the level of the d-axis current are adjusted by the outer voltage regulation loop to prevent the saturation of the current regulator. The characteristics of this flux weakening scheme include no dependency on the machine parameters, the guarantee of current regulation on any operating condition, and fast transition into and out of the flux weakening mode. Experimental results at various operating conditions including 4-quadrant operation are presented to verify the feasibility of the proposed control scheme.
This paper proposes a boost/flux-weakening controller (BFWC) for wide speed operation range having engine and interior permanent magnet synchronous generator (IPMSG) for special equipment vehicle. The proposed BFWC exploits direct torque/flux control (DTFC) scheme based on space vector modulation method to control the constant DC voltage output within the entire speed operation range of engine. And, to improve the response characteristics of maximum torque per ampere (MTPA) operation and flux-weakening operation, the MTPA and flux-weakening feed-forward controllers are applied. To estimate feasibility and usefulness of the proposed controller, the simulation and experimental results are compared.
Kim, Jan-Mok;Rhew, Hong-Woo;Kwon, Jung-Lock;Sul, Seung-Ki
Journal of Electrical Engineering and information Science
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제3권1호
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pp.103-109
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1998
A new flux-weakening scheme for an Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM) is proposed. This control scheme enables the maximum torque operation for the fast acceleration in the constant power region according to the current and voltage limit condition. Especially the dynamic performance of the braking in the flux-weakening region is improved with the compensation of the stator resistance. Also since the onset of the flux weakening operation is adjusted according to the load conditions, the machine parameters, and whether motoring or braking region, the stable and precise transition operation into or out of the flux weakening region can be achieved. The effectiveness of the proposed scheme is verified through experiments with an IPMSM drive system.
In this paper, voltage control strategy for maximum torque operation of stator flux-oriented induction machine drive in the field-weakening region is proposed. In a conventional stator flux-oriented (SFO) induction machine drive system of the maximum torque capability cannot be obtained. The field-weakening method is used to vary the stator-flux reference in proportion to the inverse of the rotor speed. The proposed algorithm, based on the voltage control strategy, ensures the maximum torque operation over the field-weakening region. The proposed algorithm, voltage control strategy for maximum torque operation of capability, which is insensitive to the variation of machine parameters In the field-weakening region. The proposed algorithm is verified by simulation.
In a conventional stator flux-oriented(SFO) induction machine drive system, the field weakening method is to vary flux reference in proportion to the inverse of the rotor speed. This paper investigates that maximum torque capability cannot be obtained in the conventional system and proposes a new selection method of flux reference to obtain maximum torque capability over the field weakening region by considering voltage, torque, and current limits.
본 논문은 특성 전류의 크기를 반영한 PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor) 드라이브의 약계자 제어 알고리즘을 제시한다. 변화한 영구자석 쇄교 자석의 비율을 계산하기 위해 고정자 쇄교 자속 관측기를 활용하였다. 계산된 영구자석 쇄교 자속의 비율로 특성 전류의 크기가 간접적으로 계산된다. 계산된 영구자석 쇄교 자속은 3D Look-up talbe(LUT)를 통해 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 MTPV(Maximum Torque Per Voltage)제어 사용 여부를 결정한다. 제안된 약계자 제어 방식은 시뮬레이션을 통해 검증된다.
For open-end permanent magnet synchronous machine(PMSM) with dual inverter system, where one inverter is connected to the source and the other is flying, the dc link voltage of the flying inverter can be boosted through the machine. For this reason, when compared with single inverter drive system, higher voltage can be applied to PMSM, and higher torque can be generated in the flux weakening region. In this case, however, active and reactive powers are separately supplied by each inverter to maintain the dc link voltage of flying inverter. Therefore, the required flux weakening control is different from the conventional method for a single inverter drive system. This paper proposes the novel flux weakening control method which maximizes the active voltage component in a dual inverter PMSM drive system. The proposed method was demonstrated and verified through experimental results.
The constraint condition is the stator voltage and the stator current to operate the motor in the flux weakening region. The maximum current is limited by the inverter current rating and the machine thermal rating. Given DC link voltage to control the motor in the flux weakening the maximum voltage is determined by considering PWM strategy, dead time, voltage drop of the inverter switching device, and the margin of the voltage for current forcing. In this paper, the new method to determine the available maximum voltage is derived by the analythic method and by considering the factors of the voltage drop. So Determining the maximum voltage is very useful to enlarge the speed operation region in the flux weakening operation, the utility of the maximum voltage is increased.
This paper presents an estimation scheme of the external torque applied on the motor by using measured motor input current when the IPM(Interior Permanent Magnet) rotor type BLDC motor operates with constant speed. In general, the BLDC motor is controlled by vector control method. If it could be operated at over critical speed, the control scheme must be modified to flux-weakening control method. The external torque applied on the motor using flux-weakening control method could not be calculated by conventional torque equation because the demagnetizing current Id exists in the motor input current. In this paper, the commonly used flux-weakening control method is studied and the modified torque estimation scheme is suggested. The estimation scheme has been verified by the simulations and experimental results.
The selection of flux level in the maximum torque control of stator flux-oriented induction motor drives in the field weakening region is dependent on stator resistance and inductances. This paper presents parameter detuning effects of stator flux-oriented control drives in the field weakening region. The detuning effects of stator resistance and rotor leakage inductance are analyzed. The decrease of torque and the flux control lost by the detuning of inductance are shown in the simulation results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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