ارزیابی نرم افزاری کاهش تعداد حالات کلیدزنی و حذف ضریب وزنی در کنترل پیش‌بین جریان موتور القایی شش فاز
الموضوعات :
پیمان میرزایی پور
1
,
اسماعیل رک رک
2
,
محسن صنیعی
3
,
سیدقدرت اله سیف السادات
4
1 - دانشگاه شهید چمران اهواز
2 - دانشگاه لرستان
3 - دانشگاه شهید چمران اهواز
4 - دانشگاه شهید چمران اهواز
الکلمات المفتاحية: کنترل پیش‌بین جریان, حذف ضریب وزنی, موتور القایی شش‌فاز,
ملخص المقالة :
طراحی ساده و دقیق ضریب وزنی شار برای الگوریتم کنترل پیش‌بین جریان (PCC) موضوع مهمی است که در تمامی کنترل‌کننده‌های پیش‌بین به چشم می‌آید. باید گفت که کنترل پیش‌بین جریان برای به دست آوردن پاسخ گشتاور سریع با ساختار ساده و انعطاف‌پذیر، یک روش امیدوارکننده به حساب می‌آید اما توسعه آن به درایوهای چندفاز می‌تواند نارضایتی‌هایی به دنبال داشته باشد. در این مقاله با توجه به چالش بار محاسباتی الگوریتم PCC، از روش حذف ضریب وزنی استفاده گردیده و نهایتاً کنترل جریان پیش‌بین اصلاح‌شده (VV-PCC) بدون ضریب وزنی برای درایو موتور القایی شش‌فاز به کار گرفته شده و شرایط عملکرد مختلف مانند راه‌اندازی، بارگیری ناگهانی و سرعت‌های متفاوت بررسی گردیده‌اند. در نتیجه، انتخاب یک حالت کلیدزنی در PCC منجر به جریان‌های بالای x-y می‌شود که این مشکل با روش پیشنهادی VV-PCC مبتنی بر حذف ضریب وزنی به تعداد تکرارهای کمی نیاز دارد، چرا که تعداد حالات کلیدزنی از 49 به 13 رسیده و نهایتاً سبب کاهش تلفات مسی و بهبود کیفیت توان نیز خواهد شد. نتایج و اعتبارسنجی موارد مذکور با استفاده از نرم‌افزار Matlab ارائه گردیده است.
[1] M. Mamdouh and M. A. Abido, "Predictive current control of asymmetrical sixphase induction motor without weighting factors," Alexandria Engineering J., vol. 61, no. 1, pp. 3793-3804, Sep. 2022.
[2] B. M. Shihab, M. Tousizadeh, and H. S. Che, "Continuous and discontinuous PWM methods for symmetrical six-phase induction motor with single isolated neutral," Arab. J. Sci. Eng., vol. 45, no. 3, pp. 1885-1895, Apr. 2020.
[3] F. Wang, Z. Zhang, X. Mei, J. Rodriguez, and R. Kennel, "Advanced control strategies of induction machine: field oriented control, direct torque control and model predictive control," Energies, vol. 11, no. 2, pp. 120-128, Jul. 2018.
[4] F. Wang, X. Mei, J. Rodriguez, and R. Kennel, "Model predictive control for electrical drive systems-an overview," CES Trans. Electr. Mach. Syst., vol. 1, no. 3, pp. 219-230, Mar. 2017.
[5] S. A. Davari, D. A. Khaburi, and R. Kennel, "An improved FCS-MPC algorithm for an induction motor with an imposed optimized weighting factor," IEEE Trans. Power Electron., vol. 27, no. 3, pp. 1540-1551, Apr. 2012.
[6] P. Gonçalves, S. Cruz, and A. Mendes, "Finite control set model predictive control of six-phase asymmetrical machines an overview," Energies, vol. 12, no. 4, pp. 4693-4703, Aug. 2019.
[7] O. Gonzalez, et al., "Model predictive current control of six-phase induction motor drives using virtual vectors and space vector modulation," IEEE Trans. on Power Electronics, vol. 37, no. 7, pp. 7617-7628, Mar. 2022.
[8] H. S. Che, A. S. Abdel-Khalik, S. Member, and E. Levi, "Parameter estimation of asymmetrical six-phase induction machines using modified standard tests," IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 64, no. 8, pp. 6075-6085, Nov. 2017.
[9] G. Rezazadeh, F. Tahami, G. Capolino, Z. Nasiri-Gheidari, H. Henao, and M. Sahebazamani, "Improved design of a six-phase squirrel cage induction motor with pseudo-concentrated windings," IEEE J. of Emerging and Selected Topics in Industrial Electronics, vol. 21, no. 3, pp. 1-11, May 2021.
[10] X. Sun, T. Li, X. Tian, and J. Zhu, "Fault-tolerant operation of a six-phase permanent magnet synchronous hub motor based on model predictive current control with virtual voltage vectors," IEEE Trans. on Energy Conversion, vol. 37, no. 1, pp. 337-346, Mar. 2022.
[11] M. Bermudez, C. Martin, I. Gonzalez-Prieto, M. J. Duran, M. R. Arahal, and F. Barrero, "Predictive current control in electrical drives: an illustrated review with case examples using a five-phase induction motor drive with distributed windings," IET Electr. Power Appl., vol. 14, no. 8, pp. 1327-1338, Jun. 2020.
[12] A. Al-Hitmi, K. Rahman, and N. Al-Emadi, "Control and modulation of three to asymmetrical six-phase matrix converters based on space vectors," J. of Power Electronics, vol. 19, no. 2, pp. 475-486, Mar. 2019.
[13] A. Habib, A. Shawier, M. Mamdouh, A. S. Abdel-Khalik, M. S. Hamad, and S. Ahmed, "Predictive current control based pseudo six-phase induction motor drive," Alexandria Engineering J., vol. 61, no. 5, pp. 3937-3948, Oct. 2022.
[14] J. Paredes, B. Prieto, M. Satrustegui, I. Elosegui, and P. Gonzalez, "Improving the performance of a 1-MW induction machine by optimally shifting from a three-phase to a six-phase machine design by rearranging the coil connections," IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 68, no. 3, pp. 1035-1045, Feb. 2021.
[15] A. Gonzalez-Prieto, I. Gonzalez-Prieto, A. G. Yepes, M. J. Duran, and J. Doval-Gandoy, "On the advantages of symmetrical over asymmetrical multiphase ac drives with even phase number using direct controllers," IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 69, no. 8, pp. 7639-7650, Aug. 2022.
[16] A. Shawier, A. Habib, M. Mamdouh, A. S. Abdel-Khalik, and K. H. Ahmed, "Assessment of predictive current control of six-phase induction motor with different winding configurations," IEEE Access, vol. 9, pp. 81125-81138, 2021.
[17] A. González-Prieto, I. González-Prieto, M. J. Duran, J. J. Aciego, and P. Salas-Biedma, "Current harmonic mitigation using a multi-vector solution for MPC in six-phase electric drives," IEEE Access, vol. 9, no. 2, pp. 117761-117771, Aug. 2021.
[18] M. Mamdouh and M. A. Abido, "Weighting factor elimination for predictive current control of asymmetric six-phase induction motor," in Proc. IEEE Int. Conf. on Environment and Electrical Engineering and IEEE Industrial and Commercial Power Systems Europe, EEEIC/I&CPS Europe’20, vol. 11, 6 pp., Madrid, Spain, 9-12 Jun. 2020.
[19] M. S. Abdel-Majeed, et al., "General current control of six-phase-based non-isolated integrated on-board charger with low order harmonic compensation," Sustainability, vol. 14, no. 3, Article ID: 1088, 2022.
[20] M. J. Durán, I. Gonzalez-Prieto, and A. Gonzalez-Prieto, "Large virtual voltage vectors for direct controllers in six-phase electric drives," International J. of Electrical Power & Energy Systems, vol. 125, Article ID: 106425, Feb. 2021.
[21] J. J. Aciego, I. G. Prieto, and M. J. Duran, "Model predictive control of six-phase induction motor drives using two virtual voltage vectors," IEEE J. of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 7, no. 1, pp. 321-330, Oct. 2019.
[22] O. Gonzalez, et al., "Predictive-fixed switching current control strategy applied to six-phase induction machine," Energies, vol. 12, no. 12, Article ID: 2294, 2019.
[23] Y. Wang, A. Biswas, R. Rodriguez, Z. Keshavarz-Motamed, and A. Emadi, "Hybrid electric vehicle specific engines: state-of-the-art review," Energy Reports, vol. 8, no. 1, pp. 832-851, Mar. 2022.
