Synchronous reluctance motors (SynRMs) have, in recent years, attracted much
attention due to their high-efficiency output and nature of their construction denoted by
the lack of expensive magnetic materials, thus cheapening the overall cost whilst
increasing in robustness. These benefits have made the SynRM a strong contender
against other established electric motors in the market. Similarly, model predictive
current control (MPCC) has recently become a powerful advanced control technology in
industrial drives, being, therefore, a suitable choice for SynRM drives granting overall
high control performance and efficiency. However, current prediction in MPCC requires
a high number of voltage vectors (VVs) synthesizable by the converter, being therefore
computationally demanding.
Accordingly, the main goal of this work is the development and analysis of a more
efficient and advanced MPCC for SynRMs whilst reducing the computational burden and
delivering good control performance in contrast with the standard MPCC. Therefore, to
achieve the intended levels of efficiency and control performance in SynRM drives, a
combination of two control strategies is developed, which combines hysteresis current
control (HCC) and MPCC, dubbed in this work HCC-MPCC. Furthermore, the SynRM
dynamic model equations comprising the magnetic saturating effects and iron losses are
presented through a detailed theoretical and computational analysis of the drive’s
control. Conclusively, the developed HCC-MPCC for SynRM drives is analyzed through
thorough and rigorous experimental tests alongside the standard MPCC, whose obtained
results are detailed comprehensively.Os motores síncronos de relutância (SynRMs) têm, nos últimos anos, atraído muita
atenção devido às suas características construtivas, designadamente pela falta de
materiais magnéticos caros, depreciando assim o custo em geral; e simultaneamente pelo
aumento em robustez. Esses benefícios tornaram o SynRM num forte concorrente face a
outros motores elétricos existentes no mercado. Da mesma forma, o modelo preditivo de
controlo de corrente (MPCC) tornou-se recentemente numa poderosa estratégia de
controlo avançado em acionamentos industriais, sendo, portanto, uma escolha adequada
para acionamentos envolvendo SynRMs, garantindo elevado desempenho e eficiência de
controlo. No entanto, a previsão da corrente no MPCC requer um grande número de
vetores de tensão (VVs) sintetizáveis pelo conversor, sendo, portanto, exigente
computacionalmente.
Consequentemente, o objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento e análise de
um MPCC mais eficiente e avançado para SynRMs, reduzindo a carga computacional e,
simultaneamente, demonstrando um bom desempenho de controlo em contraste com o
MPCC clássico. Portanto, para atingir os níveis pretendidos de eficiência e desempenho
de controlo em acionamentos com SynRMs, uma combinação de duas estratégias de
controlo é desenvolvida, combinando o controlo de corrente de histerese (HCC) e MPCC,
denominado neste trabalho HCC-MPCC. Além disso, as equações do modelo dinâmico
do SynRM, compreendendo os efeitos de saturação magnética e as perdas de ferro, são
apresentadas através de uma análise teórica e computacional detalhada do controlo do
acionamento. Conclusivamente, o HCC-MPCC desenvolvido para acionamentos com
SynRMs é analisado por meio de testes experimentais conjuntamente com o MPCC
padrão, sendo os resultados obtidos detalhados de forma abrangente
