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
  • Стейкхолдери продовжують брати участь... Стейкхолдери продовжують брати участь в освітньому процесі кафедри автоматизації електромеханічних систем та електроприводу. 28 серпня 2023 року гарант освітньої програми підготовки бакалаврів «Електромеханічні системи автоматизації, електропривод та електромобільність» к.т.н., доц. Сергій Бур’ян провів чергову онлайн-зустріч з випускником кафедри Дмитром Пушніциним, який наразі працює на посаді Engineer Development (Hardware Developer) у компанії Siemens s.r.o. (Прага, Чеська [...]
  • Перелік освітніх компонент, за якими ...   До уваги здобувачів освітніх рівнів бакалавра та магістра за спеціальністю 141 “Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка”, які навчаються за освітньо-професійними програмами “Електромеханічні системи автоматизації, електропривод та електромобільність” першого та другого рівнів! Наразі заплановано проведення очних занять з наступних освтніх компонентів ОПП підготовки бакалаврів Назва освітнього компоненту Шифр групи Вид очних занять Місце проведення заняття Керування [...]
  • Зустрічі майбутніх випускників з робо... Зустрічі майбутніх випускників з роботодавцями Тривають зустрічі майбутніх випускників кафедри 2023 року з потенційними роботодавцями. 22.05.2023 р. відбулася відеоконференція студентів 5-го курсу (1-го курсу магістратури) гр. ЕП-21мп з HR-директором Київського заводу підйомно-транспортного обладнання Сергієнко Р.В. На сьогоднішній день Київський завод підйомно-транспортного обладнання (КЗПТО) є провідним українським підприємством з виробництва  вантажопідіймального обладнання (докладніше). Офіційними партнерами КЗПТО [...]
  • День відкритих дверей 30 червня 2023 Факультет електроенерготехніки та автоматики запрошує всіх охочих на День відкритих дверей онлайн 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 [...]
  • Семінар, присвячений написанню програ... Семінар, присвячений написанню програм для промислових систем автоматизації Семінари з випускниками та роботодавцями кафедри автоматизації електромеханічних систем та електроприводу тривають. Ще один такий захід відбудеться у п’ятницю, 07 квітня 2023 року, о 12.20 у середовищі Zoom за участю Євгенія Терлецького, який зараз є співробітником компанії TESLA. Черговий захід буде присвячений написанню програм для промислових систем [...]

Statistics



As result of 1 semester

2022/2023 academic year


Total students: 137,
on the budget: 130.

Announcement



Educational process, 2 semester

By the decision of the Administrative Council and the selection committee of Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, the educational process for full-time and part-time higher education applicants will begin from February 01, 2021/22 academic year. University is in distant mode until 19.03.2022.

The last announcements



Center for International Education