Analysis of Input Quantities of DC Motor Drive with Speed Control

Import 22/07/2015Tato bakalářská práce se zabývá modelováním stejnosměrného pohonu napájeného z řízeného usměrňovače a pulzního měniče a analýzou jeho napájecích veličin. Nejprve jsou popsány matematické modely stejnosměrného motoru, řízeného usměrňovače a čtyřkvadrantového pulzního měniče a jsou vytvořeny matematické modely stejnosměrného pohonu pro oba způsoby napájení. Následně jsou tyto modely rozšířeny o ztráty v motoru a měničích. Modely byly vytvořeny v programu Matlab/Simulink. Poslední část je věnována vyšetření a srovnání veličin pohonu při regulaci otáček.This bachelor thesis deals with the modeling of DC drives powered by a controlled rectifier and DC/DC converter and with analyzing of input quantities of the drive. There is described and created mathematical model of a brushed DC motor, thyristor controlled rectifier and four-quadrant chopper. These models are further enhanced with calculation of power losses in the motor and converters. Models of the drive were developed in Matlab/Simulink. The last section focuses on the comparison of input quantities for the two types of power supply.430 - Katedra elektronikyvýborn

Application of neural networks in the control of induction motor drives

Náplní disertační práce je problematika užití umělých neuronových sítí v oblasti řízení elektrických pohonů. Práce se konkrétně soustředí na použití neuronových sítí v systémech pro odhad stavových veličin asynchronního motoru. Byly realizovány čtyři systémy bezsenzorového vektorového řízení, které využívají offline trénovanou dopřednou neuronovou síť. První řešení využívá neuronovou síť přímo k výpočtu mechanické úhlové rychlosti, rotorový tok je následně určen pomocí proudového modelu. Druhé řešení je založeno na použití pozorovatele rychlosti RF-MRAS, kde je neuronová síť použita na místě referenčního modelu a nahrazuje tak napěťový model, tím je odstraněn problém s otevřenou integrací. Největší pozornost byla věnována pozorovateli CB-MRAS. Byly navrženy dvě nové modifikace CB-MRAS s neuronovou sítí na místě proudového estimátoru. Experimentální výsledky ukazují zlepšení přesnosti a stability CB-MRAS v generátorickém režimu. Ověření bylo provedeno měřením na experimentálním pohonu, který je vybaven 2,2 kW asynchronním motorem a řídicím systémem s digitálním signálovým kontrolérem TMS320F28335. Za účelem práce s neuronovými sítěmi byl řídicí systém rozšířen o komunikační rozhraní, které umožňuje sběr dat potřebných pro návrh a testování neuronových sítí. Pro všechny realizované metody experimentální výsledky ukazují vysokou míru přesnosti v oblasti nízkých otáček.This doctoral thesis deals with the use of artificial neural networks in the field of control of electric drives. In particular, the thesis focuses on the application of neural networks in systems intended for estimation of the state variables of an induction motor. Four sensorless vector control schemes have been implemented, in which an offline-trained feedforward neural network is utilized. The first solution uses a neural network which directly provides the estimated mechanical angular speed, the rotor flux is determined using the current model. The second solution is based on the use of the RF-MRAS speed observer, in this case, a neural network is used in the place of the reference model, it replaces the voltage model, thereby the problem of pure integration is eliminated. The main focus was on the CB-MRAS observer. Two new modifications of CB-MRAS with a neural network in the place of the current estimator have been proposed. The experimental results show an improvement in the accuracy and stability of CB-MRAS in the regenerating mode. The verification was performed employing an experimental drive equipped with a 2.2 kW induction motor and controlled by a control system which is based on the TMS320F28335 digital signal controller. In order to work with neural networks, the control system has been extended with a communication interface that allows the collection of data needed for designing and testing neural networks. For all implemented methods, the obtained results show a high level of accuracy in the low speed range.430 - Katedra elektronikyvyhově

Direct Torque Control of Induction Motor with Voltage Vector Calculation

Přímé řízení momentu patří k nejmodernějším metodám regulace střídavých strojů. Tato diplomová práce se zabývá metodou přímého řízení momentu asynchronního motoru s přímým výpočtem vektoru napětí, která byla vyvinuta na Katedře elektroniky FEI VŠB-TU Ostrava. Hlavním cílem bylo provést implementaci algoritmu této metody do řídicího systému s digitálním signálovým kontrolérem TMS320F28335. V první části práce je uveden teoretický rozbor metod přímého řízení momentu asynchronního motoru, za nímž následuje popis implementace algoritmu. Součástí návrhu bylo také vytvoření uživatelského rozhraní ve vývojovém prostředí LabVIEW, které umožňuje modifikovat a sledovat nejdůležitější parametry a veličiny. Funkčnost a správnost návrhu byla ověřena měřením v laboratorních podmínkách. V poslední části práce jsou uvedeny výsledky získané měřením nejdůležitějších veličin střídavého pohonu.Direct torque control is one of modern methods of AC machines control. This master’s thesis deals with the method of direct torque control of induction motor with direct voltage vector calculation, which was developed at the Department of Electronics FEI VŠB-TU of Ostrava. The main objective was to implement the algorithm of this method into the control system with digital signal controller TMS320F28335. The first part of the thesis presents a theoretical assumptions of direct torque control methods of induction motor, followed by a description of the implementation of the algorithm. The design also included the creation of a user interface in the LabVIEW development environment that allows to modify and monitor the most important parameters and quantities. The functionality and correctness of the design was verified by laboratory measurements. The last part of the thesis shows the results obtained by measuring the most important quantities of the AC drive.430 - Katedra elektronikyvýborn

High Frequency Multipurpose SiC MOSFET Driver

This article describes a new multipurpose Silicone-Carbide (SiC) Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) driver, which was designed and manufactured for a high frequency operating SiC transistor as a semiconductor switching device of power converters. The design of the introduced driver enables to adjust the output voltage levels easily by choosing the integrated linear voltage stabilizers with suitable output parameters used for Printed Circuit Board (PCB) mounting. The voltage insulation of the proposed driver between the primary control side and the secondary output side is performed by MGJ6D12H24MC muRata Ps DC-DC converter with a declared dv/dt immunity 80 kV/1000 ms at 1.6 kV and by IX3180 IXYS High Speed gate driver optocouplers with a declared 10 kV/1000 ms minimum common mode rejection at 1.5 kV. The voltage insulation of these coupling elements is accompanied by safety gaps on the PCB. These insulation features enable the proposed driver to work on high frequencies as a high-side transistor of H-bridges as same as in other power converter topologies with a high frequency and high voltage stress of the insulation border. The proposed driver also provides the possibility of tripping the signal, when the short circuit of the controlled power transistor occurs