search query: @keyword crane / total: 18
reference: 9 / 18
« previous | next »
Author:Sainio, Veli-Matti
Title:Hybridiaskelmoottorin mallinnus ja ohjaus nosturisovelluksessa
Modelling and control of a hybrid stepping motor in a crane application
Publication type:Master's thesis
Publication year:2010
Pages:viii + 62 s. + liitt. 19      Language:   fin
Department/School:Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta
Main subject:Tehoelektroniikka   (S-81)
Supervisor:Luomi, Jorma
Instructor:Salomäki, Janne
Electronic version URL: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201203131409
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  1381   | Archive
Keywords:hybrid stepping motor
modelling
control
oscillatory torque
flux weakening
crane
hybridiaskelmoottori
mallinnus
ohjaus
vääntömomenttivärähtely
kentänheikennys
nosturi
Abstract (eng): This thesis deals with a hybrid stepping motor controlled by means of a current lookup table in a crane application.
The emphasis is on modelling the motor and motor control in the flux weakening region.
A hybrid stepping motor supplied with sinusoidal phase currents produces torque oscillations, but the oscillations can be suppressed by shaping the currents properly.
In the motor drive discussed in this thesis, the phase current references are stored in a lookup table as functions of the torque reference and rotor position.
It has been observed that above a certain speed, the torque of the machine decreases as a function of the speed.
The permanent magnet flux induces a back electromotive force, which increases with the speed, and the DC-link voltage fails to fulfil the current references at high speeds.
The impact of the back electromotive force can be compensated by applying flux weakening, i.e. by using a demagnetizing current component for decreasing the direct-axis stator flux.

A dynamic two-axis model was derived for the motor, omitting both iron losses and magnetic saturation for simplicity.
For the motor model, the inductances and permanent magnet flux linkages were measured as functions of the rotor position.
The accuracy of the model is satisfactory according to the torque measurements of the motor.
The flux weakening approach is similar to the one used for salient-pole permanent magnet synchronous machines.
Based on the motor model, equations were derived for the current vector components as functions of the torque reference and motor speed.
Moreover, the torque maximizing current vector was calculated when operating on the current limit of the motor drive in the flux weakening region.
Finally, a method is proposed for testing the flux weakening in a hybrid stepping motor drive controlled by means of a current lookup table.
Abstract (fin): Tämä työ käsittelee virtaohjetaulukon avulla ohjatun hybridiaskelmoottorin käyttöä nosturisovelluksessa.
Pääpaino on moottorin mallintamisella ja kentänheikennysalueen ohjauksella.
Sinimuotoisilla virroilla syötetty hybridiaskelmoottori tuottaa vääntömomenttiin värähtelyn, joka voidaan kompensoida muokkaamalla vaihevirtoja sopivasti.
Työssä tutkitussa moottorikäytössä värähtelyn kompensoivat vaihevirrat on tallennettu taulukkoon vääntömomenttiohjeen ja roottorin asennon funktiona.
On havaittu, että moottorin tuottama vääntömomentti pienenee nopeuden funktiona tietyn nopeuden jälkeen.
Tämä johtuu siitä, että välipiirin jännite ei enää riitä toteuttamaan vääntömomenttiohjeen mukaisia vaihevirtoja roottorin kestomagneetin synnyttämän vastasähkömotorisen voiman vuoksi.
Vastasähkömotorisen voiman vaikutus voidaan kompensoida käyttämällä demagnetoivaa virtaa, mikä pienentää staattorivuon pitkittäiskomponenttia.
Tätä kutsutaan kentänheikennykseksi.

Moottorille johdettiin dynaaminen kaksiakselimalli, joka oletettiin rautahäviöttömäksi ja magneettisesti lineaariseksi.
Mallinnusta varten moottorin induktanssit ja kestomagneetin vaihekäämeihin synnyttämät käämivuot mitattiin roottorin asennon funktiona.
Vääntömomenttimittausten perusteella mallin todettiin kuvaavan moottorin toimintaa melko hyvin.
Kentänheikennysaluetta tarkasteltiin samalla tavoin kuin avonapaisen kestomagneettitahtikoneenkin kentänheikennysaluetta voidaan tarkastella.
Moottorimallin perusteella johdettiin yhtälöt, joilla voidaan laskea roottorikoordinaatistossa esitetyn virtavektorin komponentit nopeuden ja vääntömomenttiohjeen funktiona kentänheikennysalueella.
Lisäksi laskettiin virtavektorin komponentit, jotka maksimoivat koneen tuottaman vääntömomentin kentänheikennysalueella, kun toimitaan moottorikäytön virtarajalla.
Lopuksi ehdotetaan mittausmenetelmää virtaohjetaulukon avulla ohjatun hybridiaskelmoottorin kentänheikennysalueen testaamiseen käytännössä.
ED:2010-04-07
INSSI record number: 39406
+ add basket
« previous | next »
INSSI