Program “Electromechanical Automation Systems, Electric Drive and Electromobility”,faculty of Electric Power Engineering and Automatics of “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”

IEEE webinar – Online Loss Minimization for EM

Online Loss Minimization for Electrical Machines

Wednesday 21 April 2021 at 2:00 PM CET (15:00 Kiev time)

Presenter: Christoph Hackl
Munich University of Applied Sciences (MUAS)
Germany

Abstract: Electrical machines consume more than 50% of the globally generated electricity. Hence, advances in research on the loss minimization of electrical drives (machine+inverter) have been made; in particular for synchronous machines (SMs) with non-negligible saliency and machine nonlinearities. The online computation of the optimal reference currents for the different operation strategies such as Maximum Torque per Current (MTPC), Field Weakening (FW), Maximum Current (MC) and Maximum Torque per Voltage (MTPV) or Maximum Torque per Flux (MTPF), is usually done numerically or analytically imposing simplifying assumptions (e.g. neglecting stator resistance and/or cross-coupling inductance and/or iron losses) on the machine model or the physical constraints (e.g. voltage ellipse).

Numerical solutions, in general, increase the computational load on the real-time system. Analytical solutions are more attractive, since they are easier to implement, more accurate, faster to compute and make large look-up tables (LUTs) with more than two or three dimensions obsolete. However, to the best knowledge of the author, a unified theory providing analytical solutions while explicitly considering copper _and_ iron losses and arbitrary machine nonlinearities for all operation modes is not yet available. In this webinar, a unified theory for generic loss minimization by optimal feedforward torque control (OFTC) of electrical machines is presented which allows to analytically compute (i) the optimal direct and quadrature reference currents for all operating strategies, such as MTPC, MC, FW, MTPV or MTPF, and, in particular, Maximum Torque per Losses (MTPL, which considers copper & iron losses) (ii) the transition points indicating when to switch between the operating strategies due to speed, voltage and/or current constraints. The analytical solutions allow for an (almost) instantaneous selection of the actual operation strategy and the computation of its corresponding optimal reference currents.

Numerical methods (approximating these solutions only) are no longer required. The unified theory is based on one simple idea: All optimization problems, their respective constraints and the computation of the intersection point(s) of voltage ellipse, current circle, or torque, MTPL, MTPC, MTPV, MTPF hyperbolas are reformulated implicitly as quadrics (quadratic surfaces). This allows to invoke the Lagrangian formalism and to find the roots of fourth-order polynomials analytically. The proposed theory is suitable for any electrical machine (e.g. synchronous machines with constant excitation but also induction machines). Simulation and measurement results illustrate effectiveness and applicability of the proposed solution.

REGISTER HERE

UPD. Review also other IEEE IES (Industrial electronics society) webinars on this link

https://iten.ieee-ies.org/tutorials-webinars/

Similar posts
  • Нагорода нашому викладачеві Нагорода нашому викладачеві Доцент нашої кафедри Пушкар Микола Васильович – заступник декана ФЕА з навчально-виховної роботи нагороджений Подякою Міністерства освіти і науки України за ініціативу та наполегливість, високий професіоналізм, сумлінне виконання службових обов’язків та вагомий особистий внесок у розвиток сфери освіти і науки України. Нагороду Миколі Васильовичу було вручено ректором КПІ ім. Ігоря Сікорського Мельниченком [...]
  • Завершився цикл семінарів від Siemens Завершився цикл семінарів від Siemens В рамках співпраці кафедри автоматизації електромеханічних систем та електроприводу з компанією SIEMENS FT завершився черговий цикл з восьми семінарів на тему «Розробка сучасних промислових модулів і програмованих логічних контролерів». До прослуховування семінарів залучилися 26 здобувачів всіх трьох рівнів вищої освіти, від першого (бакалаврського) до третього (освітньо-наукового). Наразі цих всіх здобувачів [...]
  • Передові виробництва співпрацюють з К... Передові виробництва співпрацюють з КПІ Поглиблення співпраці між академічною спільнотою та виробничим сектором, поєднання освіти та індустрії для підготовки нової генерації інженерів сприяє їх майбутньому працевлаштуванню на сучасних виробництвах з можливістю подальшого навчання та розвитку, з гідною платнею й широкими кар’єрними перспективами. У рамках стратегічного партнерства між Національним технічним університетом України «Київський політехнічний інститут імені [...]
  • Як броварська компанія перетворює тро... Як броварська компанія перетворює тролейбуси на повербанки. Нещодавно броварська компанія «Політехносервіс» представила тролейбус, на який можна встановити водневу систему. Такий транспорт може працювати автономно, без потреби в контактній мережі, використовуючи водень для вироблення електроенергії. Єдиним викидом транспорту є вода, що робить його екологічно безпечним. Це не єдина технологічна розробка компанії з Київщини, яка займається виготовленням [...]
  • Партнерство науки та виробництва Партнерство науки та виробництва: студенти КПІ ім. Ігоря Сікорського на «Київському заводі ПТО» В рамках стратегічного партнерства між Національним технічним університетом України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (КПІ) та Київським заводом підйомно-транспортного обладнання (КЗПТО), студенти магістратури кафедри автоматизації електромеханічних систем та електроприводу отримали унікальну можливість ознайомитися з найсучаснішими виробничими процесами на реальному підприємстві. Відвідування [...]

Statistics



As result of 1 semester

2022/2023 academic year


Total students: 137,
on the budget: 130.

Announcement




Center for International Education