Different Control Techniques Applied to a Five-Phase Open-End Winding Induction Motor
Abstract:
Open-end winding five-phase
induction motor (OeW-5PIM) configuration is used in industrial applications,
where minimization in the total harmonic currents and high reliability are
needed. The majority of the literature on OeW-5PIM topology discusses field-oriented
control and direct torque control in addition to other robust control
techniques such as the backstepping approach. This paper focuses on the
mathematical and experimental approaches of backstepping control (BSC) and
rotor-flux-oriented control (RFOC) for an OeW-5PIM topology. The space vector
pulse width modulation (SVPWM) strategy is associated with the suggested
control techniques to improve the dynamic performance (i.e., reducing ripple,
fixed switching frequency, etc.) of the studied motor. Furthermore, the
RFOC-SVPWM and BSC-SVPWM are comprehensively compared using experimental
implementation under various situations such as load torque, open-phase fault,
and high/low-speed operation.
Résumé :
La configuration du moteur à induction à cinq phases (OeW-5PIM) est utilisée dans les applications industrielles, où la réduction des courants harmoniques totaux et une fiabilité élevée sont nécessaires. La majeure partie de la littérature sur la topologie OeW-5PIM aborde le contrôle orienté sur le terrain et le contrôle direct du couple en plus d'autres techniques de contrôle robustes telles que l'approche de backstepping. Ce document met l'accent sur les approches mathématiques et expérimentales du contrôle de backstepping (BSC) et du contrôle rotor-flux-oriented (RFOC) pour une topologie OeW-5PIM. La stratégie de modulation de la largeur d'impulsion du vecteur spatial (SVPWM) est associée aux techniques de contrôle suggérées pour améliorer les performances dynamiques (c.-à-d., réduire la riposte, la fréquence de commutation fixe, etc.) du moteur étudié. En outre, le RFOC-SVPWM et le BSC-SVAWM sont comparés de manière exhaustive en utilisant une mise en œuvre expérimentale dans diverses situations telles que le couple de charge, la défaillance en phase ouverte et le fonctionnement à haute/basse vitesse.
Cite this:
Khadar S, Kaddouri AM, Kouzou A, Hafaifa
A, Kennel R, Abdelrahem M. Experimental Validation of Different Control
Techniques Applied to a Five-Phase Open-End Winding Induction Motor. Energies.
2023; 16(14):5288. https://doi.org/10.3390/en16145288