CONTRÔLE DE COUPLE DIRECT À TROIS NIVEAUX BASÉ SUR UNE STRATÉGIE DE RÉDUCTION DE TENSION EN MODE COMMUN ALIMENTÉE PAR DEUX MACHINES À INDUCTION À CINQ PHASES CONNECTÉES EN PARALLÈLE

Auteurs

  • KHALED MOHAMMED SAID BENZAOUI University of Kasdi Merbah, Faculty of Science Applied, Department of Electrical Engineering, Laboratoire LAGE, Ouargla 30000, Algeria Author
  • ELAKHDAR BENYOUSSEF University of Kasdi Merbah, Faculty of Science Applied, Department of Electrical Engineering, Laboratoire LAGE, Ouargla 30000, Algeria Author
  • AHMED ZOHIR KOUACHE University of Kasdi Merbah, Faculty of Science Applied, Department of Electrical Engineering, Laboratoire LAGE, Ouargla 30000, Algeria Author

DOI :

https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2024.2.10

Mots-clés :

Tension de mode commun (CMV), Contrôle direct du couple (DTC), Lecteur connecté en parallèle, Machine à induction à cinq phases (FPIM), Onduleur cinq phases à trois niveaux

Résumé

Cette étude propose une approche d'atténuation de la tension de mode commun produite dans un onduleur cinq phases à trois niveaux alimenté par deux machines à induction cinq phases connectées en parallèle et contrôlées par contrôle direct du couple. Les fréquences de commutation utilisées dans l'onduleur alimenté par ces types de variateurs sont caractérisées par une grande amplitude des formes d'onde de tension en mode commun produites ("±" "V" _"dc" ⁄"2"), ce qui entraîne des problèmes importants, en particulier avec le introduction imminente de technologies de semi-conducteurs à grand écart. Dans ce contexte, l'approche introduite est une extension à un entraînement multimoteur de la méthode TATTE, exploitant le concept de vecteurs de tension virtuels pour atténuer la tension de mode commun résultante. Les résultats collectés évaluent de manière critique l'approche rapportée en améliorant l'état de tension de mode commun généré par le variateur à ("±" "V" _"dc" ⁄"10" ) par rapport à ("±" "V" _"dc" ⁄"2 " ) dans la méthode conventionnelle, en plus d'une réduction significative des ondulations de flux et de couple de respectivement 22 % et 39 %, au prix d'une augmentation insignifiante du contenu harmonique de courant de 6 %.

Références

(1) J.C. Li et al., Design and experimental evaluation of a 12 kW large synchronous reluctance motor and control system for elevator traction, IEEE Access, 8, pp. 34256–34264 (2020).

(2) S.K. Cho, K.H. Jung, J.Y. Choi, Design optimization of interior permanent magnet synchronous motor for electric compressors of air-conditioning systems mounted on EVs and HEVs, IEEE Transactions on Magnetics, 54, 11, pp. 1–5 (2018).

(3) E. Levi, Multiphase electric machines for variable-speed applications. IEEE Transactions on industrial electronics, 55 5, pp. 1893–1909, (2008).

(4) S. Guedida, B. Tabbache, K. Nounou, M. Benbouzid, Direct torque control scheme for less harmonic currents and torque ripples for dual star induction motor, Revue Roumaine des Sciences Techniques—Série Électrotechnique Et Énergétique, 68, 4, pp. 331–338 (2023).

(5) S.A. Gaikwad, S.M. Shinde, Review on five-phase induction motor fed by five-phase voltage source inverter with different conduction modem International Conference on Industry 4.0 Technology (I4Tech), IEEE (2020).

(6) S. Guedida, B. Tabbache, K.M.S. Benzaoui, K. Nounou, M. Nesri, Novel speed sensorless DTC design for a five-phase induction motor with an intelligent fractional order controller based-MRAS estimator, Power Electronics and Drives, 9, 1, pp. 63–85 (2024).

(7) E. Benyoussef, S. Barkat, Direct torque control based on space vector modulation with balancing strategy of dual star induction motor. Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. Et Énerg., 67, 1, pp.15–20 (2022).

(8) K.M.S. Benzaoui, E. Benyoussef, A.Z. Kouache, Stator flux and speed sensorless control for dtc-ann of two parallel-connected five-phase induction machines based on sliding mode observer, Majlesi Journal of Electrical Engineering (2024).

(9) R. Belal, M. Flitti, M.L. Zegai, Tuning of PI speed controller in direct torque control of dual star induction motor based on genetic algorithms and neuro-fuzzy schemes, R Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. Et Énerg., 69, 1, pp. 9–14 (2024).

(10) E. Benyoussef, S. Barkat, Three-level direct torque control based on balancing strategy of five-phase induction machine, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. Et Énerg., 67, 2, pp. 93–98 (2022).

(11) E. Robles, et al., Common-mode voltage mitigation in multiphase electric motor drive systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 157, p. 111971 (2022).

(12) E. Robles, et al., Advanced power inverter topologies and modulation techniques for common-mode voltage elimination in electric motor drive systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2021. 140, p. 110746 (2021).

(13) M. Turzyński, P. Musznicki, A review of reduction methods of impact of common-mode voltage on electric drives, Energies, 14, 13, p. 4003 (2021).

(14) M. Fernandez et al., New modulation technique to mitigate common mode voltage effects in star-connected five-phase ac drives. Energies, 13, 3, p. 607 (2020).

(15) Y.N. Tatte, M.V. Aware, Direct torque control of five-phase induction motor with common-mode voltage and current harmonics reduction. IEEE Transactions on Power Electronics, 32, 11, pp. 8644–8654 (2016).

(16) Y.N. Tatte, M.V. Aware, Torque ripple and harmonic current reduction in a three-level inverter-fed direct-torque-controlled five-phase induction motor, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 64, 7, pp. 5265–5275 (2017).

(17) T. Kamel et al., Extended Kalman filter-based sliding mode control of parallel-connected two five-phase PMSM drive system. Electronics, 7, 2, p. 14 (2018).

(18) M. Jones, E. Levi, S.N. Vukosavic, Independent control of two five-phase induction machines connected in parallel to a single inverter supply, IECON 32nd Annual Conference on IEEE Industrial Electronics (2006).

(19) A. Bıçak, A. Gelen, Sensorless direct torque control based on seven-level torque hysteresis controller for five-phase IPMSM using a sliding-mode observer. Engineering Science and Technology, International Journal, 24, 5, pp. 1134–1143 (2021).

(20) Y.N. Tatte et al., Performance improvement of three-level five-phase inverter-fed DTC-controlled five-phase induction motor during low-speed operation, IEEE Transactions on Industry Applications, 54, 3, pp. 2349–2357 (2018).

Téléchargements

Publiée

2024-07-07

Numéro

Rubrique

Électrotechnique et électroénergétique | Electrical and Power Engineering

Comment citer

CONTRÔLE DE COUPLE DIRECT À TROIS NIVEAUX BASÉ SUR UNE STRATÉGIE DE RÉDUCTION DE TENSION EN MODE COMMUN ALIMENTÉE PAR DEUX MACHINES À INDUCTION À CINQ PHASES CONNECTÉES EN PARALLÈLE. (2024). REVUE ROUMAINE DES SCIENCES TECHNIQUES — SÉRIE ÉLECTROTECHNIQUE ET ÉNERGÉTIQUE, 69(2), 177-182. https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2024.2.10