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
  • День відкритих дверей 18 травня 2024 Факультет електроенерготехніки та автоматики запрошує всіх охочих на День відкритих дверей Розмірковуєш, яку спеціальність обрати? Як щодо спеціальності від якої залежить комфорт людства та робота всіх галузей? 141 спеціальність відкриває світ електротехнічних, енергетичних та електромеханічних явищ. Цікавишся, що потрібно зробити, щоб забезпечити стабільне та безперебійне живлення осель, підприємств та промисловості? Або як здійснюється моніторинг роботи [...]
  • Збори трудового колективу кафедри Збори трудового колективу кафедри 1 квітня відбулися збори трудового колективу кафедри автоматизації електромеханічних систем та електропривода Національного технічного університету Украіни “Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського”. На зборах висунуто та обговорено кандидатури до участі у конкурсі на посаду ректора університету. За результатами таємного голосування висунуто для участі у конкурсі на посаду ректора Національного технічного університету [...]
  • Інженерний тиждень “KPISchool&#... Інженерний тиждень “KPISchool” на кафедрі АЕМС ЕП Викладачі кафедри АЕМС-ЕП взяли активну участь у Інженерному тижні “KPISchool”, який традиційно проводиться протягом весняних канікул для учнів 8-11 класів. Заняття відбулося 25 березня 2024 року за темою “Електромобілі, роботи та 3D-принтери: будова і функціонування”. Асистент Ганна Землянухіна ознайомила учнів з конструкцією і принципом роботи демонстраційного робота та [...]
  • Участь у Другому міжнародному воркшоп... Участь у Другому міжнародному воркшопі «Advances in Civil Aviation Systems Development» 26 березня 2024 доц. кафедри автоматизації електромеханічних систем та електроприводу НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського” Волянський Р.С. прийняв участь у Другому міжнародному воркшопі «Advances in Civil Aviation Systems Development» (http://www.ans.nau.edu.ua/acasd/), який було організованому на базі Факультету аеронавігації, електроніки та телекомунікацій НАУ. Доповідь “MODIFIED CHUA’S [...]
  • Перелік освітніх компонентів, підгото... Перелік освітніх компонентів, підготовка за якими у другому семестрі 2023-2024 н.р. буде здійснюватися в очному режимі Шановні здобувачі та колеги, у вкладеному файлі знаходиться інформація щодо освітніх компонентів, за якими кафедра автоматизації електромеханічних систем та електроприводу у другому семестрі 2023-2024 н.р. планує здійснювати практичну підготовку з окремих видів занять в очному [...]

Statistics



As result of 1 semester

2022/2023 academic year


Total students: 137,
on the budget: 130.

Announcement




Center for International Education