Program “Electromechanical Automation Systems, Electric Drive and Electromobility”, specialty G3 “Electrical engineering” / 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
  • Високотехнологічне обладнання від Тех... — Високотехнологічне обладнання від Технологічного університету Клаусталя В межах міжнародного проєкту “AI-based automation and control”, який виконується під егідою Німецької служби академічних обмінів (DAAD), кафедра АЕМС-ЕП КПІ отримала від університета-партнера, який розташований у німецькому місті Клаусталь, високотехнологічне навчальне обладнання у складі робо-собаки, роботів-маніпуляторів та компонентів для побудови систем технічного зору.   Впроваджуючи це обладнання та власні [...]
  • Контакти залишаються назавжди — Контакти залишаються назавжди 10 липня цього року завершилась 1 Літня школа в м.Клаусталь, в якій прийняли участь студенти та викладачі афедри АЕМС-ЕП КПІ. Участь у цьому заході дуже сподобалась та запам’яталсь усім її учасникам. Підтвердженням цього є лист від німецької сторони, який заступник декана ФЕА, доцент кафедри АЕМС-ЕП Микола Пушкар отримав. Приводимо його на мові [...]
  • Знайомство з Data-Driven Control — Знайомство з Data-Driven Control Відпочивши на віихдіних наші студенти з головою окунулися у один із сучасних підходів теорії керування – Data-Driven Control. Цей курс учасникам Літньої школи читається співробітником кафедри Інтелектуальних систем автоматихації ТУ Клаусталя Антоном Максаковим. В ході занять студентів ознайомили з основами сучасної теорії керування та стисло надали відомості про створення математичних моделей [...]
  • Поїздка до Брауншвайга — Поїздка до Брауншвайга Як відомо, добре працює той, хто добра відпочіває, тому в суботу наша команда вирішала трохи активно відпочити та влаштувала собі поіздку в м. Ьрайншвайг. Географічно це місце є вузловим, оскільки усі зручні маршрути до Клаусталя проходять саме через нього. Тому вставши раненько та розібравшись з системою оплати проїзду, яка в НІмеччині відрізняється [...]
  • Лекція від проф. Стефана Паліса — Лекція від проф. Стефана Паліса Програма Літньої школи, організованої кафедрою Інтелектуальних систем автоматизації Технічного універсиетту Клаусталя є дуже різноманітною. Так, попрацювавши вчора в лабораторії, сьогодні наші студенти знову зранку повернулись за парти та  прослухали ще одну лекцію проф. Паліса про ШІ-Інструменти та їх використання для розробки програм та імплементації моделей у MatLab-сумісних середовищах та з [...]

Announcement




Main partners

Center for International Education