Thesis (Ph.D.)--University of Wollongong, 2008. / Typescript. Includes bibliographical references: page 150-155.

Thèse (M.Eng.) -- Université du Québec à Chicoutimi, 2005. / Bibliogr.: f. [122]-129. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Thèse (D.Eng.) -- Université du Québec à Chicoutimi, 2006. / Bibliogr.: f. 122-132. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Thesis (M.S.)--Cleveland State University, 2010. / Abstract. Title from PDF t.p. (viewed on June 3, 2010). Includes bibliographical references (p. 118-120). Available online via the OhioLINK ETD Center and also available in print.

Wuppertal, Universiẗat, Thesis (doctoral).

Thesis (MScIng)--University of Stellenbosch, 2008. / ENGLISH ABSTRACT: The behaviour of induction motors at a petrochemical plant under transient conditions was investigated with the view to improve plant immunity to voltage fluctuations. The benefits of using a phase-variable induction motor model rather than the simpler d-q models usually employed are investigated. A simplified model of the plant electrical distribution system was derived. Phase variable and d-q induction motor models were implemented as well as a synchronous generator model. Practical considerations precluded the use of commercial software for the simulation of transient conditions and a basic simulation program was developed using Matlab to evaluate the behaviour of the dynamic machine models and distribution system. It was established that the configuration of the installed re-acceleration system can be optimised to reduce the possibility of plant outages as a result of voltage fluctuations. It was found that the use of more detailed induction machine models provide valuable insight into system behaviour and is justified if accurate motor parameters are available or can be estimated. The simplified plant model yielded useful results and enabled the identification of incorrect system data. The investigation showed that Matlab is suitable for the rapid development of a basic transient simulation program that can be used to study the behaviour of different interconnected dynamic machine models. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die gedrag van induksiemotors in 'n petrochemiese aanleg onder oorgangstoestande is ondersoek ten einde die immuniteit van die aanleg vir spanningsfluktuasies te verbeter. Die voordele van die gebruik van 'n fase-veranderlike induksiemotor model eerder as die eenvoudiger d-q modelle wat normaalweg gebruik word is ondersoek. 'n Vereenvoudigde model van die aanleg se elektriese distribusiestelsel is afgelei. Faseveranderlike en d-q induksiemotor modelle is geimplementeer sowel as 'n sinkroongenerator model. Praktiese oorwegings het die gebruik van kommersiële programmatuur vir die simulasie van oorgangstoestande verhoed en 'n basiese program is in Matlab ontwikkel om die gedrag dinamiese masjienmodelle en die distribusiestelsel te evalueer. Daar is vasgestel dat die konfigurasie van die geinstalleerde herversnellerstelsel geoptimeer kan word om die moontlikheid van aanleg onderbrekings as gevolg van spanningsfluktuasies te verminder. Daar is gevind dat die gebruik van meer gedetaileerde induksiemasjien modelle waardevolle insig in die gedrag van die stelsel lewer en geregverdig is indien akkurate motorparameters beskikbaar is of afgeskat kan word. Die vereenvoudigde model van die aanleg het bruikbare resultate gelewer en die het die identifikasie van foutiewe stelseldata moontlik gemaak. Die ondersoek het getoon dat Matlab geskik is vir die snelle ontwikkeling van 'n basiese oorgangsimulasie program wat gebruik kan word om die gedrag van verskillende gekoppelde dinamiese masjienemodelle te bestudeer.

Esta dissertação de mestrado propõe desenvolver a modulação vetorial (space vector – SV) para um inversor trifásico multinível híbrido assimétrico de nove níveis por fase com ponte-H em cascata (cascaded H-bridge – CHB). A verificação do desempenho ocorre através de simulações em software de simulação matemática, e posterior comparações entre duas simulações realizadas, como também a comparação da simulação de melhor desempenho com simulações obtidas com a modulação por síntese de formas de onda quase-quadradas e a modulação híbrida. Para tanto, inicialmente são revisadas as topologias de inversores de frequência mais tradicionais na literatura, identificando as suas características para justificar a escolha da topologia híbrida assimétrica. Posteriomente são revisados os métodos de modulação para inversores de frequência, identificando na modulação vetorial vantagens para sintetização das tensões de linha. Após, são relacioanados trabalhos envolvendo a modulação space vector aplicada em inversores multiníveis. Em seguida, a modulação SV é desenvolvida para o inversor trifásico multinível híbrido assimétrico de nove níveis por fase com ponte-H em cascata, sendo realizadas as seguintes etapas: definição dos possíveis vetores de comutação (estados de chaveamento) do inversor proposto no espaço tridimensional e no plano α-β; identificação dos planos limites e dos planos de separação dos setores no plano α-β; obtenção das matrizes de decomposição e; definição da sequência de comutação. Os resultados, obtidos por meio de software de simulação matemática, dos gráficos das tensões de fase e tensões de linha, assim como os valores de distorção harmônica total (total harmonic distortion – THD), fator de distorção de primeira ordem (first order distortion factor – DF1), tensão de modo comum, espectro harmônico dos sinais das tensões (de fase e de linha) são analisados, sendo os índices de THD, DF1 e tensão de modo comum comparados entre duas sequências de comutação diferentes para o inversor proposto. Também, os valores desses índices são comparados com outras técnicas de modulação (modulação por síntese de formas de onda quase-quadradas (QQ) e a modulação híbrida). O desenvolvimento e os resultados das simulações da modulação SV na topologia híbrida assimétrica de nove níveis proposta, assim como as análises das comparações, apontam resultados satisfatórios, identificando um potencial grandioso da modulação SV desenvolvida. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2017-09-29T13:33:41Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Fernando Covolan Rosito.pdf: 6134096 bytes, checksum: e34621dae75a6139302a387eb73107b7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T13:33:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Fernando Covolan Rosito.pdf: 6134096 bytes, checksum: e34621dae75a6139302a387eb73107b7 (MD5) Previous issue date: 2017-09-29 / This dissertation proposes to develop the space vector (SV) modulation for a three phase hybrid asymmetric multilevel inverter of nine levels per phase with cascaded H-bridge (CHB). Performance verification occurs through software simulations, and subsequent comparisons between two simulations performed, as well as the comparison of the best performance simulation with simulations obtained with the step wave modulation and hybrid modulation. To do this, the topologies of more traditional frequency inverters are reviewed in the literature, identifying their characteristics to justify the choice of hybrid asymmetric topology. Subsequently, the modulation methods for frequency inverters are reviewed, identifying the advantages of vector modulation for the synthesis of line voltages. Afterwards, works involving the space vector modulation applied in multilevel inverters are related. Then, the SV modulation is developed for a three phase hybrid asymmetric multilevel inverter of nine levels per phase with cascaded H-bridge (CHB). The following steps are performed: definition of the possible switching vectors (switching states) of the proposed inverter in three-dimensional space and in the plane α-β; identification of boundary planes and separation plans of sectors in the α-β plane; obtaining the decomposition matrices e; definition of the switching sequence. The results, obtained through mathematical simulation software, of the phase voltages and line voltages graphs, as well as the values of total harmonic distortion (THD), first order distortion factor (DF1), common mode voltage, harmonic spectrum of the voltage signals (phase and line) are analyzed, with THD, DF1 and common mode voltage indices being compared between two different switching sequences for the proposed inverter. In addition, the values of these indices are compared with other modulation techniques (step wave modulation and hybrid modulation). The development and results of the SV modulation simulations in the nine-level hybrid asymmetric topology proposed, as well as the comparative analyzes, indicate satisfactory results, identifying a great potential for SV modulation developed.

CAPES, FINEP, SETI e Fundação Araucária. / Neste trabalho é abordado o aumento da eficiência no acionamento de motores de indução através de técnicas de controle que utilizam um modelo de perdas e uma estrutura adaptativa. Inicialmente é apresentada a revisão da literatura com os principais controladores de eficiência energética. Também são apresentados os modelos elétrico e mecânico do motor para simulação do controle por campo orientado indireto (IFOC – Indirect Field Oriented Control) composto por controlador de velocidade, fluxo e corrente. A identificação das fontes de perdas é utilizada como auxílio no desenvolvimento do controlador de eficiência em conjunto com controladores de velocidade e fluxo. Os métodos de aumento de eficiência energética do motor de indução utilizando por busca recursiva (SC– Search Control) e controle por modelo de perdas (LMC– Loss-Model-Based Control) são descritos, simulados e implementados. O SC é implementado com passo de busca adaptativo e o LMC através de uma curva padrão de fluxo ótimo baseado na corrente estatórica. O SC converge para a mínima potência de entrada, porém tem resposta lenta de 5s em transitórios. O LMC possui resposta rápida de 1s, mas também possui dependência a variação paramétrica. Através da combinação do SC com o LMC, um Controlador Híbrido Adaptativo de Eficiência (HAEC) é proposto. Este controlador possui rápida convergência de 1s em transitórios e baixa sensibilidade a variações paramétricas. Para verificação experimental dos controladores de eficiência, foi projetado uma plataforma de acionamento composta por conversor estático trifásico CA/CC/CA com modulação PWM Space Vector comandado por processador digital de sinais. Os resultados experimentais obtidos apresentaram redução no consumo de energia, quando comparados com o acionamento com fluxo constante, de 29,7% com SC, 39,9% com o LMC e 49,4% com o HAEC. Isso demonstra a viabilidade técnica do HAEC. / This work approached the increased efficiency of induction motor drives using control techniques through a loss model and an adaptive structure. The review is presented with mainly energy efficiency controllers. Also, it are presented the electrical and mechanical models for motor control simulation with indirect field oriented (IFOC - Indirect Field Oriented Control) composed for speed, current and flux controllers. The identification of losses sources is used to development of efficiency controller with speed and flow. The methods of increasing energy efficiency of induction motor using a recursive search (SCSearch Control) and Loss-Model-based Controller (LMC) are presented, simulated and implemented. The SC is implemented with adaptive search step and the LMC by an optimal flux standard curve based on stator current. The SC converges to minimum input power, but it has slow response of 5s in transients. The LMC has quick response of 1s, but also it has dependency on parametric variation. Through the combination of SC and LMC, a Hybrid Adaptive Efficiency Controller (HAEC) is proposed. This controller has fast convergence of 1s in transitory and low sensibility with parameter variations. To implement the efficiency controllers, it was developed a platform composed by three-phase AC / CC / AC static converter with Space Vector Pulse Width Modulation controlled by a digital signal processor. Experimental results present an energy consumption reduction compared with constant flux drive of 29.7% for SC, 39.9% for LMC and 49.4% with HAEC. These results had shown the viability for HAEC project.

Este trabalho tem como objetivo validar modelos elétrico e térmico de um motor de indução trifásico, utilizando redes de Bragg em fibra ótica (FBG) como elemento sensor. São apresentados dois modelos elétricos do motor de indução que contemplam as perdas magnéticas para uma frequência fixa, obtidos a partir do modelo clássico sob o eixo de referência qd0. As perdas no ferro são representadas por resistências localizadas em paralelo à indutância de magnetização para o primeiro modelo e em paralelo às indutâncias de dispersão do estator e de magnetização para o segundo modelo. O circuito térmico equivalente é representado por impedância (condutividade e capacitância) térmica associada ao rotor e estator. Para a realização dos ensaios no motor foi elaborado um arranjo experimental que permite a medição dos valores elétricos, térmicos e mecânicos simultâneamente. Para a medição de temperatura utilizou-se oito sensores a fibra ótica quase-distribuídos e multiplexados. A instrumentação do motor possibilita a determinação do comportamento térmico da máquina desde a partida até a temperatura em regime. Durante os ensaios foram inseridas oscilações na tensão de alimentação do motor que ocasionaram oscilações de temperatura na ordem de 0,5oC no estator do motor. Os ensaios realizados permitiram ainda a separação da contribuição das perdas mecânicas e eletromagnéticas na elevação de temperatura do motor. Os resultados da simulação do modelo elétrico do motor apresentam uma diferença de 3,6% para a corrente de entrada do motor e 0,1% para a velocidade e potência de saída quando comparados aos valores nominais do motor. A partir do modelo elétrico do motor de indução é possível determinar as perdas elétricas, mecânicas e perdas no ferro do motor. Os resultados da simulação do modelo térmico apresentam uma diferença máxima de 0,75oC durante o transitório, sendo que os valores de temperatura em regime simulado e experimental convergiram para o mesmo valor. A técnica de instrumentação optoeletrônica associada ao arranjo experimental utilizado no trabalho possibilitou a determinação da elevação de temperatura referente as perdas mecânicas do motor. / This work aims to validate electrical and thermal models of a three phase induction motor using fiber Bragg gratings (FBG) as the sensing element. Two electrical models considering the magnetic losses for a fixed frequency, from the well-known model in the arbitrary reference frame qd0 is presented in this work. The iron losses are represented by a resistance in parallel to the magnetizing inductance for the first model and parallel to the stator leakage and magnetization inductance for the second model. The equivalent thermal circuit is represented by a thermal conductivity and a thermal capacitance associated to the stator and rotor. For motor tests realization an experimental arrangement is developed. The experimental arrangement allows the measurement of electrical, thermal and mechanical values simultaneously. For the temperature measurement was used eight fiber optic sensors quasi-distributed and multiplexed. The motor instrumentation allows determine the motor thermal behavior from the start until the temperature regime. During the tests oscillations in voltage feed was included, causing temperature oscillations on the order of 0.5oC on the motor stator. The tests also allowed the separation of the contribution of electromagnetic and mechanical losses in the motor temperature rise. The simulation results of the motor electrical model show a difference of 3.6% for the motor input current and 0.1% for output speed and power compared with motor rated values. From the electrical model of the induction motor is possible to determine the electrical losses, iron losses and mechanical losses. The optoelectronics instrumentation technique associated with the experimental setup used in this work allows determine the temperature elevation related motor mechanical losses.

Este trabalho desenvolve um novo método de controle de eficiência energética no acionamento de motores de indução. Esta técnica utiliza um modelo de perdas e uma estrutura de controle baseada no mínimo consumo de energia elétrica. Em um primeiro momento, são apresentados os estudos com os principais controladores de eficiência energética da última década. Depois, são apresentados os modelos elétricos e mecânicos do motor de indução trifásico, a partir do modelo clássico, com o eixo de referência qd0. O controlador utilizado, é o controle por campo orientado indireto (IFOC - Indirect Field Oriented Control), composto por uma malha externa de controle de velocidade e fluxo, e uma malha interna de controle de correntes, que demonstram um bom desempenho de torque e velocidade. Por se tratar de um controlador IFOC, onde os parâmetros do motor são fundamentais para obter bons resultados, o ensaio do motor de indução é realizado e apresentado. Sabendo-se das principais fontes de perdas do motor, o controlador de eficiência energética pode ser elaborado. O controlador baseado no modelo de perdas (LMC -Loss-Model-Based Control) é descrito, assim como o controlador de busca recursiva (SC - Search Control), ambos muito utilizados na literatura. O LMC proposto é implementado através de curvas padrão de fluxo ótimo baseado na potência absorvida, dependendo da carga no eixo do motor, uma nova curva padrão é utilizada. O controlador de eficiência proposto chamado de (MBC - Model Based Control), utiliza o método LMC com um controlador IFOC, este é simulado via software Matlab e verificado experimentalmente através de uma plataforma de acionamento projetada e montada, conforme o projeto descrito. O controlador de eficiência proposto, é comparado com o acionamento de fluxo constante e com o controlador SC, para diferentes perfis de carga no eixo. Para todos os casos o controlador proposto, apresentou o melhor rendimento da máquina. / This paper develops a new method of controlling the drive energy efficiency of induction motors . This technique uses a model of losses and a control structure based on minimum energy consumption . At first , studies with the main drivers of energy efficiency in the last decade are presented . Then the electrical and mechanical models of three-phase induction motor are presented , from the classic model , with the reference axis qd0 . The controller used is an indirect field-oriented control (IFOC), composed of an outer control loop speed and flow , and an inner current control loop , showing a good performance of torque and speed. Because it is a IFOC controller, where the engine parameters are critical to obtain good results , the testing of induction motor is carried out and presented . Knowing the main sources of losses of the engine, the controller of energy efficiency can be drawn . The loss model based (LMC) controller is described , as well as the controller recursive search (SC), both widely used in the literature . The LMC proposed is implemented through optimum standard curves of flow based on power absorbed. Depending on the load on the motor shaft , a new standard curve is used . The proposed controller called efficiency ( MBC - Model Based Control ) uses the LMC method with a IFOC controller , this is simulated via textit software emph Matlab and verified experimentally through a platform drive designed and assembled , as the project described . The controller proposed efficiency is compared with the drive and the constant flow controller SC to different profiles of the axle. For all cases, the proposed controller showed the best performance of the machine.