Design, simulation and implementation of a PMSM drive system

Abstract

Field oriented control (FOC) of permanent magnet synchronous motor (PMSM) is one of the widely used methods for the speed control of the motor. A PMSM drive system based on FOC is designed, simulated and implemented. The whole drive system is simulated in Matlab/Simulink based on the mathematical model of the system devices including PMSM and inverter. The aim of the drive system is to have speed control over wide speed range. Simulation results show that the speed controller has a good dynamic response. A lab setup is designed and implemented based on a six-pole 2 kW PMSM. The measurement devices, voltage transducers, current transducers and resolver, are explained in this report. For the system control dSpace is used and Matlab/Simulink is used for the program development and implementation. Experimental results show that the drive system has a good dynamic response in terms of speed response and torque ripple. The drive system will be extended to serve as an isolated high power battery charger. _________________________________________________________________________________________________________________El proyecto pretende diseñar un método de control de velocidad para dicho motor, llevar a cabo simulaciones en ordenador para comprobar la validez del método seleccionado y finalmente implementar en el laboratorio un sistema formado por motor, convertidor, diversos sensores y software controlador, con el cual realizar los ensayos oportunos para verificar el funcionamiento práctico del montaje. Para este fin se eligió el control de velocidad por orientación de flujo (en inglés, Flux Oriented Control o FOC). La máquina eléctrica diseñada para el proyecto es un motor síncrono de imanes permanentes (en inglés, Permanent Magnet Synchronous Machine o PMSM) de 2 kW, 6 polos y rotor liso. La peculiaridad de este motor es su doble devanado estatórico. Este nos permite, por medio de una serie de relés capaces de cambiar la configuración eléctrica de los devanados, conectar ambos como uno único para el modo de tracción y separarlos en dos devanados aislados (a modo de transformador) en modo de carga. Para este proyecto, se conectaron como un único devanado en forma de estrella, ya que su uso solo requiere del modo tracción.Ingeniería Industria