This paper presents a new approach to the automatic control of the turn-off angle used to excite the Switched Reluctance Motor (SRM) employed in electric vehicles (EV). The controller selects the turn-off angle that supports and improves the performance of the motor drive system. This control scheme consisting of classical current control and speed control depends on a lookup table to take the best result of the motor. The turn-on angle of the main switches of the inverter is fixed at $0^{\circ}C$ and the turn-off angle is variable depending on the reference speed. The motor, inverter and control system are modeled in Simulink to demonstrate the operation of the system.
A SRG (Switched Reluctance Generator) has many advantages such as high efficiency, low cost, high-speed capability and robustness compared with other of machine. But the control methods that have been adopted for SRGs are complicated. This paper proposes a simple control method using the PID controller which only controls turn-off angles while keeping turn-on angles of SRG constant. In order to keep the output voltage constant, the turn-off angle for load variations is controlled by using linearity between the generated current and turn-off angle since the reference generated current can be led through the voltage errors between the reference and the actual voltage. The suggested control method enhances the robustness of this system and simplifies the hardware and software by using only the voltage and the speed sensors. The proposed method is verified by experiments.
전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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pp.414-417
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2001
SRG (Switched Reluctance Generator) have many advantages such as high efficiency, low cost, high-speed capability and robustness compared with characteristics of other machines. However, the control methods that have been adopted for SRGs are complicated. This paper proposes a simple control method using PID controller that only controls turn-off angles while keeping turn-on angles of SRG constant. The linear characteristics between the generated current and the turn-off angle can be used to control the turn-off angle for load variations. Since the reference current for generation can be produced from an error between the reference and the real voltage, it can be controlled to keep the output voltage constant. The proposed control method enhances the robustness of this system and simplifies the hardware and software by using only the voltage and speed sensors. The proposed method is verified by experimental results.
Seo Jong-yun;Yang Hyong-yeol;Kim Kwang-Heon;Lim Young-Cheol;Cha Hyun-Rok;Jang Do-Hyun
전력전자학회:학술대회논문집
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전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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pp.351-354
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2001
In this paper, we present self-tuning control of switched reluctance motor for maximum torque with phase current and shaft position sensor. Determination method of turn-on/off angle is realized by using self-tuning control method. During the sampling time, micro-controller checks the number of pulse from encoder and compare with the number of pre-checked pulse. After micro-controller calculates between two data, it moves forward or backward turn-off angle. When the turn-off angle is fixed optimal turn-off angle, the turn-on angle automatically moves forward or backward by a step using self-tuning control method. And then, optimal turn-off angle is searched once again. As such a repeating process, turn-on/off angle is moved automatically to obtain the maximum torque. The experimental results are presented to validate the self-tuning algorithm.
SRM 토크는 인덕턴스 프로파일과 전류에 의해 발생한다. 발생한 SRM 토크는 전류제어시 turn-off 각을 제어함으로써 최대화 할 수 있고, 본 논문에서는 최소자승법을 이용하여 구한 함수를 통해 Turn-off 각을 제어할 수 있는 방안을 제안하였다. 시뮬레이션은 3상 6/4극 SRM을 대상으로 하였고, 제안한 방법에 의해 최대 평균토크가 됨을 시뮬레이션을 통해 증명하였다.
본 연구에서는 SRM의 최대 토크 운전을 위한 자기동조 제어방법을 연구하였다. SRM은 비선형적인 특성이 강하여 해석적인 방법으로 특성을 고찰하거나 속도 및 토크 제어가 어려운 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 최대 토크 운전을 위한 적절한 턴-온/오프각 제어를 자기동조방식(self-tuning method)에 의해 결정하는 방식을 제안하였다. 그리고 턴-온/오프각을 제어하기 위해 귀환되는 신호는 각각 엔코더 펄스수와 상전류의 증분값을 사용하였으며, 운전 중에 스스로 적절한 턴-오프각을 먼저 추종하고 다음으로 턴-온각을 추종하게 된다. 턴-온/오프각은 서로 종속적인 관계에 있으므로 최대 토크 값을 유지하기 위한 턴-온/오프각을 실시간 자기동조방식으로 제어하였으며, 실험을 통해 제안된 방식이 타당함을 확인하였다.
The control of the SRM(Switched Reluctance Motor) is usually based on the non-linear inductance profiles with positions. So determination of optimal switching angle is very different. we present self-tuning control of SRM for maximum torque and efficiency with phase current and shaft position sensor During the sample time, micro-controller checks the number of pre-checked pulse. After micro-controller calculates between two data, it move forward or backward turn-off angle. When the turn-off angle is fixed optimal turn-off angle, turn-on angle moves forward or backward by a step using self-tuning control method. And then, optimal turn-off angle is searched once again. As such a repeating process, turn-on/off angle is moves automatically to obtain the maximum torque and efficiency. The experimental results are presented to validate the self-tuning algorithm.
Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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제1권4호
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pp.477-482
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2012
This paper describes a new rotor position sensorless control method for SRM drives based on an improved simplified flux linkage method. In the traditional simplified flux linkage method, every phases take turns conduction and current chopping control method is used. Every phases take turns conduction means turning on the incoming working phase while turning off the working phase. This conduction mode causes coupling between turn-on and turn-off angles, which goes against optimal efficiency or torque ripple minimization with sensorless speed control. In the improved simplified flux linkage method, turn-off angle is calculated by flux loop, the turn-on angle can be given arbitrarily and has no relations with the turn-off angle, and the current chopping control method is used. The speed and rotor position can be estimated then. Finally, a sensorless SRM speed control system and an experiment platform with DSP are built and validity of this method is confirmed.
본 논문에서는 개선된 온라인 턴 오프각 제어방식을 이용하여 스위치드 릴럭턴스 전동기의 성능최적화를 위한 온라인 전류제어방식을 제안한다. 성능최적화를 위한 제어방식은 에너지효율의 최대화와 토크리플 저감이라는 두가지 측면에서 접근하며, 두 가지 조건을 모두 만족할 수 있는 최적의 턴 오프 위치각은 제안된 알고리즘의 연산방식을 통해 획득된 턴 오프각 제어기를 통해 구현됨으로서 SRM의 성능최적화를 이룬다. 제안된 제어기는 토크와 전류 특성, 자속변동의 정보와 같은 복잡한 데이터베이스나 SRM이 가지는 고유의 자화곡선을 요구하지 않는다는 장점을 가지며 제안된 연산 제어기를 시뮬레이션과 실험을 통해 실제 적용가능성과 그 타당성을 입증한다.
본 논문에서는 위상각 제어에서 주어진 턴온 각에서 최대의 토크를 유지하기 위한 적절한 턴오프 각을 자기동조방식(self-tuning method)에 의해 결정하는 방식을 제안하였다. 엔코더에 의해 샘플링 시간(sampling time)동안 구해진 펄스 수는 바로 이전의 샘플링시간 동안 구해진 펄스 수와 비교하여 턴오프 각을 앞으로 또는 뒤로 이동한다. 이러한 과정을 되풀이함으로서 최대 토크를 발생하는 턴오프 각을 결정하게 된다. 실제 회로에서는 원 칩 마이크로프로세서에 의해 처리되었으며 실험을 통해 턴온 각이 변하더라도 자기동조방식에 의해 턴오프 각을 조정하면 빠른 속도가 유지됨을 보여 주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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