Energy-optimal torque control and dimensioning of high dynamic induction moor drives under consideration of transient skin effect
考虑瞬态集肤效应的高动态感应系泊驱动器的能量最优扭矩控制和尺寸设计
基本信息
- 批准号:190397295
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2010
- 资助国家:德国
- 起止时间:2009-12-31 至 2017-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
A high torque dynamic is demanded in modern power converter powered AC drives for a high productivity. The rapid change of torque, however, requires a correspondingly rapid change of the winding currents, which leads to stimulation of transient skin effect in the rotor bars of squirrel-cage motors. The skin effect, in turn, results in the additional rotor winding losses especially during fast load cycles, an increase of temperature in rotor, and therefore, overheating problems. In addition, the transient skin effect affects the control quality of the two most widely used control methods (FOC and DTC). The transient skin effect leads to a dynamic change in the rotor parameters. Any deviation from the real machine parameters leads to an incorrect calculation of the decoupling and to an incorrect estimation of the flux angle. Representative examples of such transient skin effect are the cross cutter drives in paper machines, the shears in rolling mills and the test bench drives in the automotive industry. During the project, it was shown that the additional rotor losses caused by the transient skin effect can be effectively reduced by means of an energy-efficient high-dynamic torque control and by an improved rotor geometry. At the same time, the machine dynamics and the other operating characteristics of the induction motor are not negatively affected. It could still be shown that the control quality is improved on the one hand by the exact modeling of the transient skin effect in the rotor bars and on the other hand by the real-time tracking of the rotor parameters by means of on-line parameter identification methods. In the further work, the theoretically gained knowledge should be tested experimentally. In parallel, the last gap in the theory of this topic should be concluded by the online parameter identification of the rotor time constant and the Pareto Optimum for the two important target variables (transient skin effect losses and moment of inertia).
现代电源转换器供电的交流驱动器需要高扭矩动态,以实现高生产率。然而,扭矩的快速变化需要绕组电流相应地快速变化,这会导致鼠笼式电机的转子导条中瞬态集肤效应的刺激。集肤效应又会导致额外的转子绕组损耗,尤其是在快速负载循环期间,转子温度升高,从而导致过热问题。此外,瞬态集肤效应影响两种最广泛使用的控制方法(FOC和DTC)的控制质量。瞬态集肤效应导致转子参数的动态变化。与实际机器参数的任何偏差都会导致解耦计算不正确以及磁通角估计不正确。这种瞬态集肤效应的典型例子是造纸机中的横切机驱动器、轧机中的剪机以及汽车工业中的测试台驱动器。项目期间表明,通过节能的高动态扭矩控制和改进的转子几何形状,可以有效减少瞬态趋肤效应引起的额外转子损耗。同时,感应电机的机器动力学和其他运行特性不会受到负面影响。仍然可以看出,一方面通过对转子导条中的瞬态集肤效应进行精确建模,另一方面通过在线参数对转子参数进行实时跟踪来提高控制质量。识别方法。在进一步的工作中,应该通过实验来检验理论上获得的知识。同时,本主题理论中的最后一个空白应该通过转子时间常数的在线参数识别和两个重要目标变量(瞬态趋肤效应损耗和转动惯量)的帕累托最优来结束。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Load Cycle-Based Design Optimization of Induction Motor Drives for Highly Dynamic Applications
适用于高动态应用的感应电机驱动器的基于负载循环的设计优化
- DOI:10.1109/icit.2019.8754948
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:W. Hofmann
- 通讯作者:W. Hofmann
Energy-efficient control of induction motors with high torque dynamics and transient skin effect
具有高扭矩动态和瞬态趋肤效应的感应电机节能控制
- DOI:10.1109/iecon.2013.6699570
- 发表时间:2013
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:W. Hofmann
- 通讯作者:W. Hofmann
Determination of Transient Eddy Current Losses in Induction Motors with High Torque Dynamics
高扭矩动态感应电机瞬态涡流损耗的确定
- DOI:10.1109/iecon.2018.8591693
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:W. Hofmann
- 通讯作者:W. Hofmann
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