Reduced Order Extended Kalman Filter based Parameter Estimations for speed-sensored Induction Motor Drive
Rıdvan Demir1, Murat Barut2, Recep Yıldız21Niğde Ömer Halisdemir University, Faculty of Engineering, Department of Mechatronics Engineering, Nigde2Niğde Ömer Halisdemir University, Faculty of Engineering, Department of Electrical and Electronics Engineering, Nigde
In this study, for a high performance speed-sensored control in field weakening region of induction motors, a novel reduced order extended Kalman filter based estimator is designed and tested by experiments performed in simulation and real-time experiments. The proposed reduced order extended Kalman filter estimates the stator stationary axis components of rotor fluxes, which are required for vector control system. In addition to the flux estimations, rotor resistance and mutual inductance whose values vary according to operating conditions of induction motors are estimated simultaneously in a wide speed range including zero-speed and field-weakening. The simulation based estimation results associated with proposed estimation algorithm are quite satisfactory under challenging variations of rotor angular velocity, load torque, rotor resistance, and mutual inductance. Therefore, the performance of the direct vector controlled induction motor drive using the proposed estimation algorithm also becomes quite well. Moreover, the estimation results in real-time experiments also confirm the performances of the proposed estimator.
Keywords: Induction motors, Parameter estimation, ROEKFHız-algılayıcılı Asenkron Motor Sürücüsü için İndirgenmiş Dereceli Genişletilmiş Kalman Fitresi Tabanlı Parametre Kestirimleri
Rıdvan Demir1, Murat Barut2, Recep Yıldız21Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,Mekatronik Mühendisliği Bölümü, Niğde2Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, Niğde
Bu çalışmada, asenkron motorların alan zayıflama bölgesindeki yüksek başarımlı hız-algılayıcılı kontrolü için yeni bir indirgenmiş dereceli genişletilmiş Kalman filtresi tabanlı kestirici tasarlanarak benzetim ve gerçek-zamanlı deneylerle test edilmektedir. Önerilen indirgenmiş dereceli genişletilmiş Kalman filtresi ile vektör kontrol sistemi için gerekli olan rotor akısının stator duran eksen takımı bileşenleri kestirilmektedir. Ayrıca önerilen algoritma ile akı kestirimlerine ek olarak değeri çalışma koşulları ile değişen rotor direnci ve mıknatıslama endüktansı, sıfır hız ve alan zayıflama bölgesini de içeren geniş bir hız aralığında eş-zamanlı olarak kestirilmektedir. Önerilen kestirim algoritmasına ait benzetim sonuçları hız, yük momenti, rotor direnci ve mıknatıslama endüktansının zorlayıcı değişimleri altında oldukça tatmin edicidir. Bu nedenle önerilen kestirim algoritmasını kullanan doğrudan vektör kontrollü asenkron motor sürücüsünün başarımı da oldukça iyi olmaktadır. Ayrıca, elde edilen gerçek-zamanlı kestirim sonuçları da önerilen kestiricinin başarımını onaylamaktadır.
Anahtar Kelimeler: Asenkron motorlar, Parametre kestirimi, İDGKFCorresponding Author: Murat Barut, Türkiye
Manuscript Language: Turkish