Salient Pole Synchronous Machine Modelling in an Industrial Direct Torque Controlled Drive Application

Synchronous motors are used mainly in large drives, for example in ship propulsion systems and in steel factories' rolling mills because of their high efficiency, high overload capacity and good performance in the field weakening range. This, however, requires an extremely good torque control system. A fast torque response and a torque accuracy are basic requirements for such a drive. For large power, high dynamic performance drives the commonly known principle of field oriented vector control has been used solely hitherto, but nowadays it is not the only way to implement such a drive. A new control method Direct Torque Control (DTC) has also emerged. The performance of such a high quality torque control as DTC in dynamically demanding industrial applications is mainly based on the accurate estimate of the various flux linkages' space vectors. Nowadays industrial motor control systems are real time applications with restricted calculation capacity. At the same time the control system requires a simple, fast calculable and reasonably accurate motor model. In this work a method to handle these problems in a Direct Torque Controlled (DTC) salient pole synchronous motor drive is proposed. A motor model which combines the induction law based "voltage model" and motor inductance parameters based "current model" is presented. The voltage model operates as a main model and is calculated at a very fast sampling rate (for example 40 kHz). The stator flux linkage calculated via integration from the stator voltages is corrected using the stator flux linkage computed from the current model. The current model acts as a supervisor that prevents only the motor stator flux linkage from drifting erroneous during longer time intervals. At very low speeds the role of the current model is emphasised but, nevertheless, the voltage model always stays the main model. At higher speeds the function of the current model correction is to act as a stabiliser of the control system. The current model contains a set of inductance parameters which must be known. The validation of the current model in steady state is not self evident. It depends on the accuracy of the saturated value of the inductances. Parameter measurement of the motor model where the supply inverter is used as a measurement signal generator is presented. This so called identification run can be performed prior to delivery or during drive commissioning. A derivation method for the inductance models used for the representation of the saturation effects is proposed. The performance of the electrically excited synchronous motor supplied with the DTC inverter is proven with experimental results. It is shown that it is possible to obtain a good static accuracy of the DTC's torque controller for an electrically excited synchronous motor. The dynamic response is fast and a new operation point is achieved without oscillation. The operation is stable throughout the speed range. The modelling of the magnetising inductance saturation is essential and cross saturation has to be considered as well. The effect of cross saturation is very significant. A DTC inverter can be used as a measuring equipment and the parameters needed for the motor model can be defined by the inverter itself. The main advantage is that the parameters defined are measured in similar magnetic operation conditions and no disagreement between the parameters will exist. The inductance models generated are adequate to meet the requirements of dynamically demanding drives.

Antoisa perusteos 1500-luvun kartoista

Kirjallisuusarvostelu

Design and analysis of a transversal-flux switched-reluctance-linear-machine pole-pair

The Switched Reluctance technology is probably best suited for industrial low-speed or zerospeed applications where the power can be small but the torque or the force in linear movement cases might be relatively high. Because of its simple structure the SR-motor is an interesting alternative for low power applications where pneumatic or hydraulic linear drives are to be avoided. This study analyses the basic parts of an LSR-motor which are the two mover poles and one stator pole and which form the “basic pole pair” in linear-movement transversal-flux switchedreluctance motors. The static properties of the basic pole pair are modelled and the basic design rules are derived. The models developed are validated with experiments. A one-sided one-polepair transversal-flux switched-reluctance-linear-motor prototype is demonstrated and its static properties are measured. The modelling of the static properties is performed with FEM-calculations. Two-dimensional models are accurate enough to model the static key features for the basic dimensioning of LSRmotors. Three-dimensional models must be used in order to get the most accurate calculation results of the static traction force production. The developed dimensioning and modelling methods, which could be systematically validated by laboratory measurements, are the most significant contributions of this thesis.

Uusi kuva 1500-luvun lopun poliittisesta ja uskonnollisesta kriisistä

Kirjallisuusarvostelu

Kirjat ja kirkkopolitiikka 1500-luvun ylhäisönaisen elämässä

Kirjallisuusarvostelu

Design of salient pole PM synchronous machines for a vehicle traction application – Analysis and

This doctoral thesis presents a study on the development of a liquid-cooled frame salient pole permanent-magnet-exited traction machine for a four-wheel-driven electric car. The emphasis of the thesis is put on a radial flux machine design in order to achieve a light-weight machine structure for traction applications. The design features combine electromagnetic and thermal design methods, because traction machine operation does not have a strict operating point. Arbitrary load cycles and the flexible supply require special attention in the design process. It is shown that accurate modelling of the machine magnetic state is essential for high-performance operation. The saturation effect related to the cross-saturation has to be taken carefully into account in order to achieve the desired operation. Two prototype machines have been designed and built for testing: one totally enclosed machine with a special magnet module pole arrangement and another through-ventilated machine with a more traditional embedded magnet structure. Both structures are built with magnetically salient structures in order to increase the torque production capability with the reluctance torque component. Both machine structures show potential for traction usage. However, the traditional embedded magnet design turns out to be mechanically the more secure one of these two machine options.

Daimler-Mercedes kuorma-auto 1500 kg kuormalle : malli DC 1 a

kuv., 21 x 29 cm

Kasveja ja kasvinnimityksiä 1500-luvulta

Kirjallisuusarvostelu

Hyvät miehet 1500-luvun Suomessa

Kirjallisuusarvostelu

Karte von Amerika aus dem Jahre 1500 : entworfen von Juan de la Cosa : Begleiter des Columbus auf dessen zweiter Reise

Faksimile Juan de la Cosan kartasta vuodelta 1500

Korvaamaton käsikirja 1500-luvun rälssistä

Kirjallisuusarvostelu

Susanna vaimon ja naisen kuvana 1500-luvun Venetsiassa - siveellisyyden ihanteita ja uhkia Tintoretton Susanna-maalauksissa

Tässä tutkielmassa selvitän Jacopo Tintoretton Susanna-aiheisten maalausten ilmentämää kuvaa naisesta ja vaimosta ja heihin liitettyjä siveellisyyden ihanteita ja uhkia venetsialaisessa 1500-luvun kontekstissa. Maalausten aihe liittyy Vanhan Testamentin apokryfikirjan kertomukseen kauniista ja siveellisestä Susannasta, joka joutui vanhojen miesten ahdistelemaksi miehensä puutarhassa. Aiheesta on tehty historian saatossa useiden eri tekijöiden toimesta monia maalauksia. Tarkasteluni kohteena on neljä maa-lausta, jotka Tintoretto on tehnyt 1550—1575 välisenä aikana. Apokryfikirjan kertomuksen lisäksi olen käyttänyt aikalaiskirjallisuutta, kuten Castiglionen Hovimies-teosta ja Leon Battista Albertin teosta Maalaustaiteesta. Näen maalaukset osana aikakauden visuaalista kulttuuria ja niiden avulla pyrittiin ilmentämään ja kertomaan katsojalle, lähinnä naiselle ja vaimolle, siveellisen ja hyveellisen elämän merkityksiä. Toisaalta teokset on nähtävä myös viihteellisenä ja osin eroottisina maalauksina. Osaltaan eroottisuuteen vaikuttaa teosten alastoman naisen kuvaus. Alastomuus on myös tulkittavissa ilmaukseksi puhtaasta synnittömästä hyveen kuvauksesta. Alastomuus on kuin sielu ja kristillinen usko, jotka ovat kaiken paljastavana ja puhtaina Jumalan edessä. Teosten tilaajat ja tilausten tarkoitus eivät ole tiedossa, joten tulkitsen niiden olleen myös osana avioliiton solmimista, avioliittoteoksina. Teoksissa esiintyy miehiä ja naisia, joten sukupuolella on merkityksensä maalausten sanomassa. Teokset olivat tulkintani mukaan tarkoitettu naisille esimerkiksi ja opastukseksi, joten ne ovat sukupuolittuneet aiheensa perusteella. Susanna yhdistyy myös Venetsian kaupunkivaltioon kuvaten sen sekä siveellistä että siveetöntä puolta. Teokset loivat ja muokkasivat osaltaan naisille, kuten myös miehille, tarkoitettuja käytösmalleja. Metodologisena lähtökohtana olen käyttänyt maalausten tulkitsemista suhteutettuna kertomuksessa ilmeneviin teemoihin. Kertomus on toiminut taustana maalausten tulkin-nalle. Taustalla on ollut myös aikalaiskirjallisuutta. Tutkimuksen kannalta on tärkeää kysyä, miten maalaukset ilmentävät vaimoon ja naiseen liitettyjä siveellisyyden ihanteita ja uhkia? Kysymyksiä tarkastellaan maalausten ja kertomuksen pohjalta jakaen ne maalauksen tarkoituksen ja käytön, avioliiton ja aviovaimon hyveen ja siveellisen nai-sen ihanteiden ja uhkien tarkasteluun. Tarkastelun tuloksena luodaan kulttuurihistoriallinen näkökulma venetsialaiseen 1500-luvun ylhäisönaisen elämään ja hänen siveellisyytensä määrittelyyn. Maalaukset kulttuurisina tuotteina mahdollistavat kulttuurihistoriallisen lähestymistavan. Tutkielmassa yhdistellään kulttuurihistoria, kuvantutkimusta, kerronnallisuudentutkimusta ja sukupuolentutkimusta siveellisyyden merkityksen selvittämiseksi 1500-luvun venetsialaisessa kulttuurissa.