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저자정보
Jun-ichi Itoh (Nagaoka University of Technology) Kazuya Kawai (Nagaoka University of Technology) Koroku Nishizawa (Nagaoka University of Technology) Hiroki Watanabe (Nagaoka University of Technology)
저널정보
전력전자학회 ICPE(ISPE)논문집 ICPE 2019-ECCE Asia
발행연도
2019.5
수록면
62 - 69 (8page)

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This paper proposes a design method of the flux-axis angular speed estimation using induced voltage in a speed sensor-less field oriented control for induction motor (IM) drive systems. In this method, the d-axis induced voltage is regulated to zero by a feedback control to estimate the fluxaxis angular speed. A low pass filter (LPF) is necessary in this estimation to avoid the recursive calculation. In this paper, the design method of compensation gain k<SUB>pem</SUB> and the cut-off angular frequency of LPF ω<SUB>lpf</SUB> are considered. As a result, the relation between k<SUB>pem</SUB>, ω<SUB>lpf</SUB>, convergence time of the d-axis induced voltage have a match to the equation and designed model in this paper. Furthermore, the maximum error between the simulation and estimated results of the time constant of the flux-axis angular speed introduced due to LPF is 3.7% when ω<SUB>lpf</SUB> is 200 rad/s. As the experimental results, when a torque step of 100% is applied to the induction motor, the convergence time of the motor speed is 1.6 s as the worst case with k<SUB>pem</SUB> set as 2.0 p.u. and the cut-off angular frequency set as 1000 rad/s. However, if k<SUB>pem</SUB> is set as 2.0 p.u. and ω<SUB>lpf</SUB> is set as 400 rad/s, the convergence time of the motor speed is 0.43 s as the best case, which is reduced by 73.1% compared to the worst case. As the result, k<SUB>pem</SUB> should decide by the target steady-state error, lpf should bigger than the cut-off angular frequency of the PI controller ω<SUB>ASR</SUB>. Where, if the ω<SUB>lpf</SUB> is high, the convergence time of the motor speed is high.
#Induction motor #vector control #sensorless field oriented control #control design

목차

Abstract
I. INTRODUCTION
II. CONTROL METHOD AND PRINCIPLE OF FLUS-AXIS ANGULAR SPEED ESTIMATION
III. BLOCK DIAGRAM OF FLUX AXIS ANGULAR SPEED ESTIMATION
IV. SIMULATION RESULTS
V. EXPERIMENTAL RESULTS
VI. CONCLUSION
REFERENCES

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