Adaptive Control of Stator Currents for Self-Commissioning of Induction Motor Drives

Abstract

This paper develops and experimentally substantiates a new algorithm to identify unknown parameters of induction motors during self-commissioning procedure. To guarantee asymptotic identification, we design an adaptive stator current controller using a stator flux observer. Allowed current references guarantee global exponential identification of three induction motor parameters as well as estimation of stator fluxes in both motionless and rotating motor operations. Overestimation of the stator fluxes is introduced to achieve global stability of parameters identification and flux estimation. An asymptotic stator current tracking is also ensured. Our experiments demonstrate that the proposed schemes guarantee identification and estimation accuracy with fast asymptotic convergence of errors to zero. The proposed procedure compliments the existing practical control schemes, and, consistent with vector controls including sensorless algorithms.

В работе синтезирован и экспериментально проверен новый алгоритм идентификации неизвестных параметров асинхронного двигателя для процедур самонастройки электроприводов. С целью обеспечения асимптотической идентификации параметров разработан адаптивный регулятор токов статора, основанный на наблюдателе потокосцепления статора, в который для обеспечения свойств глобальной экспоненциальной устойчивости введен вектор избыточных оценок. Использование специально сформированных заданных траекторий токов статора гарантирует глобальную экспоненциальную идентификацию трех параметров асинхронного двигателя и оценивание вектора потокосцепления статора, как при неподвижном, так и при свободно вращающемся роторе. Проведенное экспериментальное тестирование синтезированного алгоритма демонстрирует высокую точность идентификации параметров, а также высокую скорость сходимости ошибок в ноль, которые не уступают существующим в промышленных решениях. Предложенная процедура идентификации может использоваться для настройки систем векторного управления, в том числе и бездатчиковых.

У роботі синтезовано і експериментально перевірено новий алгоритм ідентифікації невідомих параметрів асинхронного двигуна для процедур самоналаштування електроприводів. З метою забезпечення асимптотичної ідентифікації параметрів розроблено адаптивний регулятор струмів статора, заснований на спостерігачі потокозчеплення статора, в який для забезпечення властивостей глобальної експоненційної стійкості введено вектор надлишкових оцінок. Використання спеціально сформованих заданих траєкторій струмів статора гарантує глобальну експоненційну ідентифікацію трьох параметрів асинхронного двигуна і оцінювання вектора потокозчеплення статора як при нерухомому двигуні, так і такому, що вільно обертається. Проведене експериментальне тестування синтезованого алгоритму демонструє високу точність ідентифікації параметрів, а також високу швидкість сходимості похибок в нуль, які не поступаються існуючим в промислових рішеннях. Запропонована процедура ідентифікації може використовуватися для налаштування систем векторного керування, в тому числі і бездавачевих.