Torque Control

This book is the result of inspirations and contributions from many researchers, a collection of 9 works, which are, in majority, focalised around the Direct Torque Control and may be comprised of three sections: different techniques for the control of asynchronous motors and double feed or double star induction machines, oriented approach of recent developments relating to the control of the Permanent Magnet Synchronous Motors, and special controller design and torque control of switched reluctance machine

Performance enhancement of direct torque control induction motor drive using space vector modulation strategy

Purpose. The main objective of this work is to demonstrate the advantages brought by the use of space vector modulation technique in the direct torque control of the induction motor. To achieve this purpose, two different direct torque control approaches (with space vector modulation) are proposed and studied from a comparative aspect with each other and with the conventional direct torque control. The novelty of this work consists in the employment of an Integral-Proportional (IP) speed controller in the two proposed direct torque control approaches and a more in-depth evaluation for their performance mainly the switching frequency of inverter semiconductor components and motor torque ripples. Methods. Two different direct torque control approaches that use the space vector modulation strategy and/or fuzzy-logic control, are described in detail and simulated with IP speed controller. The simulation experiments are carried out using Matlab/Simulink software and/or fuzzy-logic tools. Results. Practical value. Comparison results show that the two proposed direct torque control structures (with space vector modulation) exhibit a large reduction in torque ripples and can also avoid random variation problem of switching frequency (over a wide range of speed or torque control). On the other hand, the use of IP speed regulator ensured good dynamic performance for the drive system as well as considerably minimized peak overshoot in the speed response. Practically all of these benefits are achieved while retaining the simplicity and the best dynamic characteristics of the classical direct torque control, especially with the modified direct torque control approach in which the design or implementation requires minimal computational effort.Мета. Основна мета даної роботи – продемонструвати переваги використання методу модуляції просторового вектора при прямому регулюванні крутного моменту асинхронного двигуна. Для досягнення цієї мети запропоновано два різних підходи до прямого управління крутним моментом (з модуляцією просторового вектора), які досліджуються з порівняльної точки зору  одного з іншим, а також зі звичайним прямим керуванням крутним моментом. Новизна роботи полягає у використанні інтегрально-пропорційного (IП) регулятора швидкості в двох запропонованих підходах до прямого регулювання крутного моменту та більш поглибленій оцінці їх ефективності, головним чином, частоти перемикань напівпровідникових компонентів інвертора та пульсації крутного моменту двигуна. Методи. Два різних підходи до прямого керування крутним моментом, які використовують стратегію модуляції просторового вектора та/або керування нечіткою логікою, детально описані та змодельовані за допомогою ІП-регулятора швидкості. Обчислювальні експерименти проводяться з використанням програмного забезпечення Matlab/Simulink та/або інструментів нечіткої логіки. Результати. Практична цінність. Результати порівняння показують, що дві запропоновані структури прямого керування крутним моментом (з модуляцією просторового вектора) демонструють значне зниження пульсації крутного моменту, а також можуть уникнути проблеми випадкових змін частоти перемикання (у широкому діапазоні регулювання швидкості або крутного моменту). З іншого боку, використання ІП-регулятора швидкості забезпечило хороші динамічні характеристики для приводної системи, а також значно знизило пікове перевищення швидкості. Практично всі ці переваги досягаються при збереженні простоти та найкращих динамічних характеристик класичного прямого керування крутним моментом, особливо з модифікованим підходом прямого керування крутним моментом, при якому проектування або впровадження вимагає мінімальних обчислювальних витрат

Nova shema za izravno upravljanje momentom asinkronih motora napajanih iz trofaznog izmjenjivača

This paper presents a novel controller based on Direct Torque Control (DTC) strategy. This controller is designed to be applied in the control of Induction Motors (IM) fed with a three-level Voltage Source Inverter (VSI). This type of inverter has several advantages over the standard two-level VSI, such as a greater number of levels in the output voltage waveforms, lower dV/dt, less harmonic distortion in voltage and current waveforms and lower switching frequencies. In the new controller, torque and stator flux errors are used together with the stator flux angular frequency to generate a reference voltage vector. Experimental results of the novel system are presented and compared with those obtained for Classical DTC system employing a two-level VSI. The new controller is shown to reduce the ripple in the torque and flux responses. Lower current distortion and switching frequency of the semiconductor devices are also obtained in the new system presented.U ovome se članku opisuje novi regulator zasnovan na strategiji izravnog upravljanja momentom i razvijen za primjenu u upravljanju asinkronim motorima napajanim iz trorazinskih izmjenjivača napona. Taj tip izmjenjivača ima nekoliko prednosti u odnosu na standardne dvorazinske izmjenjivače napona, kao što je veći broj razina u izlaznom valnom obliku napona, niži du/dt, manja distorzija harmonika u valnim oblicima napona i struje i niže frekvencije komutacije. U novom regulatoru moment i pogreške u statorskom toku koriste se zajedno s kutnom frekvencijom statora za tvorbu referentne vrijednosti vektora napona. Eksperimentalni su rezultati novog sustava prikazani i uspoređeni s rezultatima klasičnog sustava koji koristi dvorazinski pretvarač napona. Novi regulator pokazuje smanjeni šum u odzivima momenta i toka motora. U predloženom je sustavu također postignuta i manja distorzija struje i manja frekvencija komutacije poluvodičkih sklopova

New torque and flux controllers for direct torque control of induction machines

The new torque and flux controllers with constant switching frequency and low torque and flux ripples for direct torque control induction machine drives are presented. The core of these proposed controllers is based on the comparison between the compensated error signals with high frequency triangular waveforms, thus does not require complex calculation to generate the inverter switching signals. The controllers are therefore can be implemented using analog and/or digital circuits. Modeling and simulation of the new controllers are presented and the results show that the torque and flux ripples are reduced significan

Nova shema za izravno upravljanje momentom asinkronih motora napajanih iz trofaznog izmjenjivača

This paper presents a novel controller based on Direct Torque Control (DTC) strategy. This controller is designed to be applied in the control of Induction Motors (IM) fed with a three-level Voltage Source Inverter (VSI). This type of inverter has several advantages over the standard two-level VSI, such as a greater number of levels in the output voltage waveforms, lower dV/dt, less harmonic distortion in voltage and current waveforms and lower switching frequencies. In the new controller, torque and stator flux errors are used together with the stator flux angular frequency to generate a reference voltage vector. Experimental results of the novel system are presented and compared with those obtained for Classical DTC system employing a two-level VSI. The new controller is shown to reduce the ripple in the torque and flux responses. Lower current distortion and switching frequency of the semiconductor devices are also obtained in the new system presented.U ovome se članku opisuje novi regulator zasnovan na strategiji izravnog upravljanja momentom i razvijen za primjenu u upravljanju asinkronim motorima napajanim iz trorazinskih izmjenjivača napona. Taj tip izmjenjivača ima nekoliko prednosti u odnosu na standardne dvorazinske izmjenjivače napona, kao što je veći broj razina u izlaznom valnom obliku napona, niži du/dt, manja distorzija harmonika u valnim oblicima napona i struje i niže frekvencije komutacije. U novom regulatoru moment i pogreške u statorskom toku koriste se zajedno s kutnom frekvencijom statora za tvorbu referentne vrijednosti vektora napona. Eksperimentalni su rezultati novog sustava prikazani i uspoređeni s rezultatima klasičnog sustava koji koristi dvorazinski pretvarač napona. Novi regulator pokazuje smanjeni šum u odzivima momenta i toka motora. U predloženom je sustavu također postignuta i manja distorzija struje i manja frekvencija komutacije poluvodičkih sklopova