Predictive current controller with mtpa control strategy – simulation results

Electric and hybrid vehicle drive systems are commonly equipped with Permanent Magnet Synchronous Motors, because they offer high efficiency in broad range of speed and torque, and also due to special current development techniques they can work with high speeds. The paper presents simulation results for predictive current controller used in PMSM drive system. The results were obtained for high speed operations with Maximum Torque Per Ampere (MTPA) control strategy, which allows to develop set torque value with the smallest possible currents values. Predictive current controller equations are based on IPMSM mathematical model which considers Ld and Lq inductances changes. Additionally MTPA strategy also considers inductances changes in d- and q-axis.

Układy napędowe samochodów elektrycznych i hybrydowych są coraz częściej wyposażane w silniki elektryczne z magnesami trwałymi. Napędy te oferują wysoką sprawność w szerokim zakresie prędkości i momentu obrotowego, a poprzez odpowiednie sterowanie zapewniają pracę przy wysokich prędkościach obrotowych. W pracy przedstawiono wyniki badań symulacyjnych predykcyjnego regulatora prądu dla silnika synchronicznego z magnesami zagnieżdżonymi. Regulator pracuje przy wykorzystaniu strategii sterowania MTPA (ang. Maximum Torque Per Ampere)., która zapewnia wypracowanie odpowiedniego momentu przy możliwie najmniejszych wartościach prądów fazowych. Równania predykcyjnego regulatora prądu zostały oparte o zmodyfikowany model matematyczny silnika synchronicznego z magnesami zagnieżdżonymi uwzględniający zmienność indukcyjności Ld i Lq. Dodatkowo w równaniach opisujących działanie strategii MTPA uwzględniono zmienność indukcyjności w funkcji prądu.