Ghent University Academic Bibliography

Advanced

Voorspellende regelaars voor directe koppelcontrole van draaiveldmachines

Thomas Vyncke UGent (2012)
abstract
Koppelcontrole van elektrische machines vormt de basis van een performante elektrische aandrijflijn. Voor een nauwkeurige, flexibele en efficiënte controle wordt gebruik gemaakt van digitaal gestuurde vermogenselektronische omvormers. Tegenwoordig wordt daarbij meestal een draaiveldmachine (inductiemachine of permanent-magneetbekrachtigde synchrone machine) gevoed door een spanningsinvertor. Bij directe koppelcontrole (Direct Torque Control, DTC) wordt getracht de meest geschikte spanningsvector te selecteren voor de invertor opdat koppel en flux van de motor binnen bepaalde grenzen zouden blijven. Deze, oorspronkelijk analoge, techniek is echter suboptimaal en bij de digitale implementatie kunnen bijkomende problemen ontstaan. In het proefschrift wordt de digitale implementatie van DTC geanalyseerd en een verbeterd bemonsteringsschema voorgesteld. Daarbij wordt DTC beschouwd als een voorspellend statorflux-gebaseerd algoritme met directe controle van de invertorschakeltoestand. Binnen dit kader ligt de weg open naar verbeteringen door gebruik te maken van een modelgebaseerde voorspellende controle (Model Based Predictive Control, MBPC). Daarbij wordt aan een hoge beslissingsfrequentie online en in real-time de optimale schakeltoestand van de omvormer bepaald. In dit werk worden verschillende varianten voor dit type regelaar voorgesteld en geanalyseerd. Door het grote aantal berekeningen en de hoge beslissingsfrequentie is een performante implementatie noodzakelijk. In het proefschrift wordt daarom een realisatie in programmeerbare digitale hardware voorgesteld. Naast de toepassing op spanningsinvertoren met twee spanningsniveaus wordt de MBPC-techniek in het proefschrift ook succesvol aangewend bij omvormers met meerdere uitgangsspanningsniveaus. Specifiek wordt een topologie gebruikt op basis van condensatoren zonder vaste spanningsreferentie, zogenaamde zwevende condensatoren, waarbij de spanning over deze condensatoren geregeld moet worden. In het proefschrift wordt de gecombineerde controle van de uitgangsvariabelen en de interne toestand van de omvormer bestudeerd voor twee toepassingen: stroomcontrole en directe koppelcontrole. Een geschikte afstelling van de controle, de spanningskwaliteit en de praktische implementeerbaarheid staan hierbij centraal.
Please use this url to cite or link to this publication:
author
promoter
UGent and UGent
organization
alternative title
Predictive controllers for direct torque control of AC machines
year
type
dissertation (monograph)
subject
pages
410 pages
publisher
Ghent University, Department of Electrical energy, systems and automation
place of publication
Ghent, Belgium
defense location
Gent: Jozef Plateauzaal (Plateaustraat 22)
defense date
2012-03-21 16:30
ISBN
9789085784920
language
Dutch
UGent publication?
yes
classification
D1
copyright statement
I have retained and own the full copyright for this publication
id
2105335
handle
http://hdl.handle.net/1854/LU-2105335
date created
2012-05-11 17:37:41
date last changed
2012-05-14 11:44:13
@phdthesis{2105335,
  abstract     = {Koppelcontrole van elektrische machines vormt de basis van een performante elektrische aandrijflijn. Voor een nauwkeurige, flexibele en effici{\"e}nte controle wordt gebruik gemaakt van digitaal gestuurde vermogenselektronische omvormers. Tegenwoordig wordt daarbij meestal een draaiveldmachine (inductiemachine of permanent-magneetbekrachtigde synchrone machine) gevoed door een spanningsinvertor. Bij directe koppelcontrole (Direct Torque Control, DTC) wordt getracht de meest geschikte spanningsvector te selecteren voor de invertor opdat koppel en flux van de motor binnen bepaalde grenzen zouden blijven. Deze, oorspronkelijk analoge, techniek is echter suboptimaal en bij de digitale implementatie kunnen bijkomende problemen ontstaan. In het proefschrift wordt de digitale implementatie van DTC geanalyseerd en een verbeterd bemonsteringsschema voorgesteld. Daarbij wordt DTC beschouwd als een voorspellend statorflux-gebaseerd algoritme met directe controle van de invertorschakeltoestand. Binnen dit kader ligt de weg open naar verbeteringen door gebruik te maken van een modelgebaseerde voorspellende controle (Model Based Predictive Control, MBPC). Daarbij wordt aan een hoge beslissingsfrequentie online en in real-time de optimale schakeltoestand van de omvormer bepaald. In dit werk worden verschillende varianten voor dit type regelaar voorgesteld en geanalyseerd. Door het grote aantal berekeningen en de hoge beslissingsfrequentie is een performante implementatie noodzakelijk. In het proefschrift wordt daarom een realisatie in programmeerbare digitale hardware voorgesteld. Naast de toepassing op spanningsinvertoren met twee spanningsniveaus wordt de MBPC-techniek in het proefschrift ook succesvol aangewend bij omvormers met meerdere uitgangsspanningsniveaus. Specifiek wordt een topologie gebruikt op basis van condensatoren zonder vaste spanningsreferentie, zogenaamde zwevende condensatoren,  waarbij de spanning over deze condensatoren geregeld moet worden. In het proefschrift wordt de gecombineerde controle van de uitgangsvariabelen en de interne toestand van de omvormer bestudeerd voor twee toepassingen: stroomcontrole en directe koppelcontrole. Een geschikte afstelling van de controle, de spanningskwaliteit en de praktische implementeerbaarheid staan hierbij centraal.},
  author       = {Vyncke, Thomas},
  isbn         = {9789085784920},
  language     = {dut},
  pages        = {410},
  publisher    = {Ghent University, Department of Electrical energy, systems and automation},
  school       = {Ghent University},
  title        = {Voorspellende regelaars voor directe koppelcontrole van draaiveldmachines},
  year         = {2012},
}

Chicago
Vyncke, Thomas. 2012. “Voorspellende Regelaars Voor Directe Koppelcontrole Van Draaiveldmachines”. Ghent, Belgium: Ghent University, Department of Electrical energy, systems and automation.
APA
Vyncke, T. (2012). Voorspellende regelaars voor directe koppelcontrole van draaiveldmachines. Ghent University, Department of Electrical energy, systems and automation, Ghent, Belgium.
Vancouver
1.
Vyncke T. Voorspellende regelaars voor directe koppelcontrole van draaiveldmachines. [Ghent, Belgium]: Ghent University, Department of Electrical energy, systems and automation; 2012.
MLA
Vyncke, Thomas. “Voorspellende Regelaars Voor Directe Koppelcontrole Van Draaiveldmachines.” 2012 : n. pag. Print.