Standstill identification of the magnetizing inductance of an induction motor

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Date
2020-05-18
Department
Major/Subject
Electrical Power and Energy Engineering
Mcode
ELEC3024
Degree programme
AEE - Master’s Programme in Automation and Electrical Engineering (TS2013)
Language
en
Pages
47
Series
Abstract
This thesis deals with standstill identification of the induction motor parameters. The main goal of the work is to find parameter identification methods suitable for a fully self-commissioning motor drive. The thesis focuses on identification of the saturable magnetizing inductance. Following a review of the literature, two different identification methods are chosen for further study. The first method estimates the rotor time constant by iteratively searching for a magnetization time that produces a known flux linkage. The second method estimates the stator flux linkage using a robust, two-part integration of the stator voltage equation. Both methods are able to estimate the magnetizing inductance in the linear range of the magnetizing curve without explicit knowledge of the actual stator voltage or resistance. However, the iterative magnetizing time search method is found to be problematic in the saturation range due to the assumed linearity of the system. The feasibility of the robust flux integration method is further investigated with laboratory measurements. The identified magnetizing curve matches well with the reference curve derived using a conventional no-load test when the stator resistance remains constant during the identification. However, if the stator resistance slightly changes during the identification, the accuracy of identified magnetizing curve is significantly deteriorated. This thesis suggests a simple compensation method, greatly improving the accuracy of the identification when a voltage drift is present.

Tämä diplomityö käsittelee oikosulkumoottorin parametrien identifiointia akselia pyörittämättä. Työn päätavoite on löytää oikosulkumoottorikäytön automaattiseen käyttönottoon soveltuvia idendifiointimetodeja. Työn pääpaino on kyllästyvän magnetointi-induktanssin identifioinnissa. Kirjallisuuskatsauksen jälkeen tarkempaan tarkasteluun valitaan kaksi identifiointimenetelmää. Näistä ensimmäinen menetelmä perustuu roottoriaikavakion tunnistamiseen etsimällä iteroiden magnetointiaika, jolla saavutetaan ennaltatunnettu käämivuo. Toisessa menetelmässä magnetointi-induktanssi estimoidaan staattorin jänniteyhtälöä integroimalla kaksiosaisella parametrivirheitä sietävällä tavalla. Magnetointi-induktanssi saadaan tunnistettua molemmilla tavoilla magnetointikäyrän lineaarisella alueella ilman tarkkaa tietoa todellisesta staattorijännitteestä tai -resistanssista. Itereoiva magnetointiajan hakumenetelmä havaittiin kuitenkin ongelmalliseksi kyllästysalueella, sillä menetelmässä oletaan systeemin käyttäytyvän lineaarisesti. Staattoriyhtälön integrointiin perustuvan tavan soveltuvuuden tutkimista jatkettiin laboratoriomittauksin. Menetelmällä tunnistettu magnetointikäyrä vastaa hyvin tyhjäkäyntikokeen tuloksia, kun staattoriresistanssin voidaan todeta pysyvän vakiona. Identifioidun magnetointikäyrän tarkkuus kuitenkin heikkenee, jos resistanssi muuttuu identifioinnin aikana. Tähän ongelmaan työssä esittellään yksinkertainen kompensointimenetelmä, jonka avulla menetelmän tarkkuus paranee huomattavasti.
Description
Supervisor
Hinkkanen, Marko
Thesis advisor
Mölsä, Eemeli
Keywords
induction motor, parameter identification, magnetizing inductance, magnetic saturation, self-commissioning
Other note
Citation