Maximum Torque Analysis and Extension in Six-Step Mode-Combined Field-Weakening Control for Induction Motor Drives

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作者
Bo Wang,Xu Zhang,Yong Yu,Jing Zhang,Dianguo Xu
出处
期刊:IEEE Transactions on Industrial Electronics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:66 (12): 9129-9138 被引量:29
标识
DOI:10.1109/tie.2018.2889622
摘要

This paper presents a six-step mode-combined field-weakening control scheme to improve the maximum output torque of induction motor (IM) in the voltage-extension region. Compared with the conventional inscribed circle and hexagon methods, the proposed six-step mode method can increase the utilization of dc-link voltage, leading to extended maximum output torque capability. However, the six-step mode operation will inevitably result in torque ripple and current harmonic. To figure out the quantitative relation between the torque extension and ripple, an "equivalent-circuit"-based method is proposed for theoretical torque analysis in six-step mode. To cut off the main current harmonic (sixth harmonic), a second-order generalized integrator based band-stop filter is designed for the feedback current in the current loop. The designed filter can achieve IM stable operation in a six-step mode without affecting the bandwidth of the current loop. The experimental results from a 3.7-kW IM setup verify the effectiveness of the proposed scheme.
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