Overmodulation and 6-step mode for observer-based V/Hz control

This thesis deals with the control of electrical machines in the overmodulation range. The goal is to have a stable control system able to exploit the full potential voltage of the inverter. After a brief explanation of the system model, the overmodulation algorithm is described. This method allows to have a smooth transition between the linear operation and the extreme operating condition in which the maximum voltage is produced. A synchronized PWM approach is adopted in order to reduce the harmonic spectrum throughout the whole operation. A scalar control based on a flux observer is considered thanks to its stability and its compatibility with the maximum voltage operation. Results show the feasibility of the overall system, six-step mode is able to increase the reachable speed while lowering the currents.

Questa tesi tratta il controllo di macchine elettriche nel regime di sovramodulazione. L'obiettivo è ottenere un sistema di controllo stabile capace di sfruttare tutta la tensione che l'inverter è in grado di produrre. A seguito di una breve spiegazione del modello del sistema considerato, viene presentato il metodo di sovramodulazione utilizzato. Questo metodo permette di avere una transizione graduale dalla condizione lineare di funzionamento alla condizione di massima tensione ottenibile. È stata adottata una tecnica di PWM sincronizzata in modo da ridurre lo spettro armonico durante il funzionamento in regime di sovramodulazione. Il metodo di controllo utilizzato è basato su un osservatore di flusso, in questa maniera è possibile mantenere la stabilità del sistema lavorando nella condizione di massima tensione generabile. Le simulazione confermano la fattibilità del sistema, il funzionamento in six-step permette di aumentare la velocità nella zona di indebolimento di flusso.