Un nuevo estimador de inductancia basado en polinomios en forma de Lagrange para el control de máquinas de reluctancia conmutada en tiempo real
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i5.28358Palabras clave:
Máquina de reluctancia conmutada; Splines cúbicos; Estimador de inductancia; Polinomios en forma de Lagrange.Resumen
Este artículo presenta una nueva metodología para modelar las curvas de inductancia de máquinas de reluctancia conmutada utilizando splines cúbicos basados en polinomios de forma de Lagrange. La metodología propuesta permite estimar la inductancia instantánea y la derivada de la inductancia en cada fase de la máquina. Se presentan y discuten todos los pasos de la metodología propuesta, detallando la información necesaria para su uso. Se presentan y discuten los resultados de una simulación experimental y computacional, tanto de motor como de generador, y se comparan las curvas estimadas con las curvas de diseño de cada resultado. El estimador de inductancia se incrustó en un DSP de bajo costo y la máquina se condujo utilizando un banco experimental. Los resultados experimentales se presentan y comparan con los resultados de la simulación, lo que permite evaluar el nivel de precisión obtenido por el estimador propuesto. El estimador combina precisión con bajo costo computacional, lo que hace de este método un fuerte candidato para sistemas que requieren estimación de parámetros de máquina en tiempo real, como torque y flujo, permitiendo la implementación de nuevas técnicas de control.
Citas
Andrade, D. A. & Krishnan, R. (2001). Characterization of switched reluctance machines using Fourier series approach, Conference Record - IAS Annual Meeting (IEEE Industry Applications Society) 1.
Banerjee, R. &Sensarma, P. (2018). Non-linear Magnetic Characteristics Modeling for Switched Reluctance Machines, Proceedings of 2018 IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems, PEDES 2018, 2018.
Bilgin B., & Emadi A., &Krishnamurthy M. (2013), Comprehensive evaluation of the dynamic performance of a 6/10 SRM for traction application in PHEVs, IEEE Transactions on Industrial Electronics 60 (2013), no. 7.
Bilgin, B. & Jiang, J. (2019). Switched Reluctance Motor Drives - Fundamentals to Applications, CRC Press.
Bilgin, B., & Jiang, J., & Emadi, A. (2019). Switched Reluctance Motor Drives Fundamentals to Applications, vol. 369, 2019.
Cai, J. & Liu, Z. (2020). An Unsaturated Inductance Reconstruction Based Universal Sensorless Starting Control Scheme for SRM Drives, IEEE Transactions on Industrial Electronics 67 (2020), no. 11.
Cai, Y., et al. (2010). Nonlinear modeling for switched reluctance motor by measuring flux linkage curves, ICCET 2010 - 2010 International Conference on Computer Engineering and Technology, Proceedings, vol. 6.
Corda J. & Stephenson J. M. (1980). ANALYTICAL ESTIMATION OF THE MINIMUM AND MAXIMUM INDUCTANCES OF A DOUBLE-SALIENT MOTOR., AIAA Paper.
Du, J., & Liang, D., & Xu, L. & Li, Q. (2010). Modeling of a linear switched reluctance machine and drive for wave energy conversion using matrix and tensor approach, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 46, 2010.
Duy Minh Nguyen, & D. M., Bahri, I., et al. (2019). Vibration study of the intermittent control for a switched reluctance machine, Mathematics and Computers in Simulation 158.
Emadi, A., & Joo Lee, Y., & Rajashekara, K. (2008). Power electronics and motor drives in electric, hybrid electric, and plug-in hybrid electric vehicles.
Fang, G. & Bauman J. (2020). Optimized Switching Angle-Based Torque Control of Switched Reluctance Machines for Electric Vehicles. IEEE, 978-1-7281-4629-4/20.
Kalaivani, L., & Subburaj, P., &Willjuice I., M. (2013). Speed control of switched reluctance motor with torque ripple reduction using non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II), International Journal of Electrical Power and Energy Systems 53, no. 1.
Kushwaha, A. & Kanagaraj, R. (2020) Peak-current estimation using simplified current-rise model of switched reluctance generator operating in single-pulse mode, International Journal of Electrical Power and Energy Systems 120.
Lin, J., & Cheng K., el al, (2014). Estimation of inductance derivative for force control of linear switched reluctance actuator, IEEE Transactions on Magnetics 50 (2014), no. 11.
Mikail R., & Husain I., & Islam M. (2013). Finite element based analytical model for controller development of switched reluctance machines, 2013 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, ECCE 2013, 2013.
Moraes Filho, M. J. d. (2017). Desenvolvimento de plataforma de acionamento digital para motor a relutância variável 8/6. 2017. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia.
Poming, Z. (2020). Magnetic Field Calculation of Switched Reluctance Machines using an improved conformal mapping method. IEEE 19th Bienal Conference on Eletromagnetic Field Computation, DOI:10.1109/CEFC46938.2020.9451364.
Rajib. M. & Husain, I. (2013). Finite element based analytical model for controller development of switched reluctance machines, 2013 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, ECCE 2013, 2013.
Sahoo, S. K., & Panda, S. K. & Xu, J. X. (2008). Piece-wise polynomial based model for switched reluctance motor, IEEE Power and Energy Society 2008 General Meeting: Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century, PES, 2008.
Song, S. el all (2019). Direct Instantaneous Torque Control of Switched Reluctance Machine Based on Modular Multi-Level power Converter. 22nd international conference on electrical machines and sistems (ICEMS).
Takayoshi M., & Jian L., & Eugene P. H., & Thomas A. L. (1997). Self Excited Variable Reluctance Generator. 1997. 5-9, Lousiana : IEE Industry Application Society, 1997, Vol. Ocober.
Velmurugan, G., & Shen Yeoh, S., & Yang, T., & Bozhko, S. (2019). Piecewise Modelling Approach for Specific Switched Reluctance Machines, Proceedings - ICOECS 2019: 2019 International Conference on Electrotechnical Complexes and Systems.
Viajante G. P., & Andrade D. A., at all. (2016). A grid connection scheme of a switched reluctance generator for active power injection using P-resonant (P-RES) controller, Electric Power Systems Research; 141:572–9.
Viajante, G. P. et al. (2018). "Study and Dynamic Performance Analysis of a Switched Reluctance Generator 8/6 for Wind Energy Application," 2018 IEEE International Conference on Environment and Electrical Engineering and 2018 IEEE Industrial and Commercial Power Systems Europe (EEEIC / I&CPS Europe), Palermo, 2018, pp. 1-6, doi: 10.1109/EEEIC.2018.8493726.
Wang, Q., & Chen H, el al,(2016). Inductance estimation method for linear switched reluctance machines considering iron losses, IET Electric Power Applications 10 (2016), no. 3.
Yasa, Y., & Sozer, Y., & Garip, M. (2018). High-speed switched reluctance machine: Natural frequency calculation and acoustic noise prediction, Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences 26, no. 2.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2022 Ricardo Tirone Fidelis; Victor Henrique da Cunha Faria; Marcos José de Moraes Filho; Ghunter Paulo Viajante; Eric Chaves Nery; Augusto Wohlgemuth Fleury Veloso da Silveira; Luciano Coutinho Gomes
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista concuerdan con los siguientes términos:
1) Los autores mantienen los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo simultáneamente licenciado bajo la Licencia Creative Commons Attribution que permite el compartir el trabajo con reconocimiento de la autoría y publicación inicial en esta revista.
2) Los autores tienen autorización para asumir contratos adicionales por separado, para distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (por ejemplo, publicar en repositorio institucional o como capítulo de libro), con reconocimiento de autoría y publicación inicial en esta revista.
3) Los autores tienen permiso y son estimulados a publicar y distribuir su trabajo en línea (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su página personal) a cualquier punto antes o durante el proceso editorial, ya que esto puede generar cambios productivos, así como aumentar el impacto y la cita del trabajo publicado.