Estimation of parameters under load for a permanent magnet synchronous motor

Abstract

The scope of this final master’s degree project is to provide a set of tests capable of estimating the dynamic parameters under load of a permanent magnet synchronous motor. Taking the motor model and selected readings of its operation, the parameters will be determined and fed to the controller, improving its dynamic behavior. To develop these tests, the implementation process will be performed in simulation before the hardware deployment. First, an introduction to the electric vehicle market is performed to provide a perspective on current usage in the vehicle market, as well as identification of the electric drive architectures present in these electric vehicles. Moreover, the parameter estimation problem is presented, and the current state-of-the-art solutions are analyzed. Proceeding with the definition of theoretical bases of electric machines and more specifically permanent magnet synchronous machines. Mathematical models of the permanent magnet synchronous machines used for the parameter estimation and simulation are presented in chapter 4. The following chapter proposes the estimation methods and tests to provide the set of motor parameters. At last, validation of the proposed method is provided

L'abast d'aquest projecte final de màster és proporcionar un conjunt de proves capaç de estimar els paràmetres dinàmics sota càrrega d'un motor síncron d’imants permanents. A partir del model del motor i les lectures seleccionades de la seva operació, es determinaran els paràmetres i es proporcionaran al controlador, millorant el seu comportament dinàmic. Per desenvolupar aquestes proves, es realitzarà el procés d'implementació en simulació abans del desplegament del maquinari. En primer lloc, es realitza una introducció al mercat del vehicle elèctric per proporcionar una perspectiva sobre l'ús actual en el mercat dels vehicles, així com la identificació de les arquitectures de màquina elèctrica presents en aquests vehicles elèctrics. A més, es presenta el problema d'estimació de paràmetres i s'analitzen les solucions actuals de l'estat de l'art. Es procedeix amb la definició de les bases teòriques de les màquines elèctriques i més específicament les màquines síncrones d'imants permanents. Els models matemàtics de les màquines sincròniques d'imants permanents utilitzats per a l'estimació de paràmetres i simulació es presenten al capítol 4 El capítol següent proposa els mètodes d'estimació i les proves per proporcionar el conjunt de paràmetres del motor. Finalment, es proporciona la validació del mètode proposat

El alcance de este trabajo final de máster es proporcionar un conjunto de pruebas capaces de estimar los parámetros dinámicos bajo carga de un motor síncrono de imanes permanentes. Tomando el modelo del motor y lecturas seleccionadas de su operación, se determinarán los parámetros y se alimentarán al controlador, mejorando su comportamiento dinámico. Para desarrollar estas pruebas, se llevará a cabo el proceso de implementación en simulación antes del despliegue en el convertidor. En primer lugar, se realiza una introducción al mercado del vehículo eléctrico para proporcionar una perspectiva sobre el uso actual en el mercado de los diferentes tipos, así como la identificación de las arquitecturas de máquina eléctrica presentes en estos. Además, se presenta el problema de estimación de parámetros y se analizan las soluciones actuales del estado del arte. Se procede con la definición de las bases teóricas de las máquinas eléctricas y más específicamente las máquinas síncronas de imanes permanentes. Los modelos matemáticos de las máquinas síncronas de imanes permanentes utilizados para la estimación de parámetros y simulación se presentan en el capítulo 4. El capítulo siguiente propone los métodos de estimación y las pruebas para proporcionar el conjunto de parámetros del motor. Por último, se proporciona la validación del método propuesto