In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we r  Elec tron ic s an d   D r ive S y stem  (IJ PED S )  Vo l .  1 1 , No .  1 , M a r c h  2 02 0 ,  pp .  9 7 ~ 106  IS S N : 2088- 86 94,  D O I :   10.11 59 1 /ij ped s . v11 . i 1.pp 9 7 -1 06           97     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i j p eds.i a esco re .com  Improv emen t of d irect torque c ontrol appl ied to doubly fed   induction m otor under variable speed       H a l a  A la mi  A r o us s i 1 , ElMostafa Z iani 2 ,  Ma n a l e  B o u de rb a l a 3 ,   Badr e   Bossou f i 4  1, 2  Lab o rat o ry  o f   E l ectri cal an d  Mai nt e n ance E n g i n eeri n g   (LGEM ) , M o ha m e d  P r emi e r Un iv ers ity, M o ro cco   3, 4   LISTA   Laborator y ,  Si d i   M ohammed Ben   Abdell ah  U nivers ity,   M orocco      Art i cl e In fo     ABSTRACT  A r tic le hist o r y :   R e c e i v e d  Oct  2 8 ,  2 018  Re vise d Ju l 3 1 ,  201 9   Ac ce p t ed  No v   2 1 ,  2 019      Th is   w o r k  is   d e d icat ed  t o  th e  stud y  o f   a n  i m p r o v ed  d irect  t orq u e  co nt ro l  o f   th e  d o u b ly  f ed   i nd ucti on   m oto r   ( DF IM ).  T h e   c ontro l  m e th od  ado p t s  d i rect  to rqu e   c o n tro l   ' DTC'   b ecaus e   o f   its   v arious  a dv ant a ges   l i ke  t he   ease  of   im plem en t a ti on  wh ich  allo ws  a  goo d  p e rf orm a nce  at   t rans ien t   a n d   s teady  st ate  w ith ou t  P I   r egu l ato r s  and   rot a tin g  co ordi n a t e   t rans f o rm at io ns.  To   d o  th is ,  t h e m o deli n g  of   th e m o t o r is  p erf o rm ed.   S ubseq uent ly , an  ex p l anat io n of   th e  s a id   c o m m a nd  i s   s p r ead  o u t   a s  wel l   a s  th e  p r in ciple  of   a dj u s ting  the  f l ux  and   th e  electro m a gn etic  t orq u e   acco rdin g  t o   t he  d esi r ed   s p e e d .  T h en ,  th e  est i m a tion   m e t h o d   o f   t h es e  two  con t ro l  v a riab les  will   b e  p r esen t e d  as  w ell   as  th e  ad op ted   s w itchi n g   t a bl e  of   t h e   h yst e resi s  cont roller  m o del  us e d   b as ed  o n   the  mode l  of   t he  m ul tilevel   i n vert ers.  F inal l y ,   the r o bust ness   of   t he  d evel oped   syst e m   w ill   b e  a n alyzed  w it h  va l i dation  in   M at l a b  /  S i mulink  en v i ronme n t  to  illus t rate  t he per for m ance of   t his  control. K eyw ord s :   DF I M   hys t e res i s c ont rol l er s  DTC    Th is  is a n  o p en acces s a r ti cle u n d e r t h e  CC  B Y -S A  li cens e .    Corres pon d i n g  Au th or:   H a la  A lam i  A rous si,    Lab o ra tor y  of  Elec tric a l  and  Ma in t e nance   E n g i neer ing  (LG E M),     Eco l e  S upé rie u r de  Te c hno lo gie , Mo h a m e d  Pr e m i er  U ni ve rs ity,     BP  473  Com p le xe  u n i ve rsita ire   A l  Q ods, O ujda  6 0 0 0 0  O uj da,   Moroc co   Em ail   : h.a l am ia rroussi @ u mp. ac. ma,  alam i.a r ous si. h a l a @ g m ail.com       1.   I N TR OD U C TI O N   O v e r   t he  l a s t   dec a de s,   t he   t e c h n i que   o f  va r i ab le  s p eed  e l e ctric   d ri ves  h a s  been  d e v e l ope d  r a p i d l y   tha n ks  t o  a dva nce s   i n  p o w e r   ele c tr on ics  a n d   the  te c h n i c a l  a dva n tage s  tha t   a n  as ync hro n ous  m ac h i ne   o ffers  over  a  D C   m a c hi ne,   such  a s t h e  rob u st ness  of  t he  m ac hine  and  i t s low   co st of  p u rcha se  a nd m a in t e na n c e .   Also,  one  o f  t h e  la t e st  d e v el o p ed  s trate g ie s  i s   d irec t   torq ue   r egula t io n.  T h i s  tec h n i q u e  w a s  init ia te d  dur in g  t h e  198 0s  b y   Ta ka has h i  an d   D e pe nb r o ck  a s   c o m p e t i tive   w i t h  c o n v e n t i o n a l   c o n t r ols,   b ase d   o n  pu lse   w i d t h  mod u l a t i on (P WM)  po w e r  supply,  dec ou p l i n g of t he   f lu x an d   by t h e or i e n t at ion  o f  the  m agne tic  f lux.    T h e s e   d i r e c t  c o n t r o l  m e t h o d s  b e l o n g   t o  t h e  c a t e g o r y   o f  a m p l i t u d e  co ntr o l  a nd  w e r e   o rig i na ll y  d e s i g n e d  f o r  a  t w o - l e v e l  i n v e r t e r   [ 1 ] .  T h e  d i r e c t   c o n t r o l   o f   t h e   to rqu e   ( DTC)  c on si st s  of  c o n t r oll i ng   d i r e c t l y   the c l osin g or   ope n i n g  of t h e in verter   s w i tc h e s from   t h e  pre c a l cu la te d va l u es of t h e   sta t or  f l u x a n d the   c o u p le .  The  cha nge s  o f   s ta t e s o f   t he  s w itc hes  are   re l a ted t o  t he  ev o l u t ion  o f  t he  ele c t roma g n et ic st a tes  of t he  en g i ne.     The   m a in  goa l   of  t h i s  w o rk  i s  to  p r e se n t   a n   adva nc ed  m e t ho d  o f   d i rec t   t orq u e  co ntro l  app l i e d  t o   D F I M   s how n  sc hem a t i cal l y   i n  the   fo ll ow i ng  fi gur e  b y   u s i ng   m ul t i l e ve l  i nver t er s  tha t   o ffe r  hu ge  a d v a n ta ges  over  inverter s   with  2 -level s  [2].   Th us,   th e   d i str i b u t i o n  o f   t he   v o l tage  i n  t h e  mult i-le ve l  i nver t e r s  is  o b t a i ne d  in  a   n a t ur al  w ay  i n   st e a dy-s t ate , w hic h  m akes  i t  poss i b l e t o  sw i t c h  eac h sem i co nd uc tor  inde pe nde n t l y  o f  th e   ot her s .     Th is  m ake s   t he   c on ve rter  m ore  rob u st  a n d   m ore   perfor m a n ce  dur in g  sw it c h in g.   A lso,  t h e   s w itc he d  v o l t a ge  i s   a t   t h e   r edu c ed   a mp l i t u d e   an d  t h e  swit ch ing   is  t h e re fo re   e a s ie r  to   m ana g e.   O n  t h e   m a c h in e   si de : t h e   num ber  o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694   I nt   J  P ow  Elec   & Dr i   S y st V ol.  11,  N o.  1 , Ma r  202 0  :    97  – 10 6   98 vo lta ge   g e n er a t ed   b y  a   m u lt il eve l   i n v erte r  i s   h ig her  tha n   t h a t   of  t he  i nver t er   w it h  2-vo lta ge  l e v e l s,  w h i c h   w i l l   all o w   to  im p r o ve  t he  q ua li t y  of  its w a v ef orm and w ill ma n i fes t   itse l f by  r educ in g i t s ha r m onic  d i st ort i on. T his  w ill  als o   r esu l t   i n   t he   d e c re a s e  of  i ron  l o ss es,   the  i n cr ease   i n  t h e   li fe   o f   ins u lat o rs  o r   t h e  re duc t i on  o f   t he   elec tr oma gne t i c   ra diat i o n  fro m  the  w ind i n g s   o f the  ma ch in e.    I n   t h i s  pe rs pe c t i v e,   a   c om ple t e  stu dy  o f   t he  a rc hi t e c t ur e  is  p r o pose d   i n  orde r  to  e la b o rate  t he   impro v e d   d i r ect  c on t r ol  o f  the   t o r que   l aw   [ 3- 5].  T h e n ,  t h e  w h o l e  sys t em   i s  val i da te d  un der  the   Ma t l a b   /   S i m u l i n k  e nv ir onme n t   t o   e ns u r e   the  effi c i e n c y  of t h e  co ntro l .           F i gure   1.  S yno ps is of  the   D T C of t he  D F I M      2.   DOUB LY  F ED  I NDUCTI O N  MOT O R MODELING :   I n   t he   lite rat u r e ,   w e   f in d  tha t   t he   D FI M   m o del  i n   t he  r e f e r enc e      i s  summarized  i n  three  types  of  equa t i o n s :   e lec t r i ca l,  m a gneti c  and e l e c t rom a gne t i c[ 6, 7] .     2.1.   E l e c tr ic al eq u at ion s :  In   t h e  f r a me   ,  the sta t or  a nd r o tor   vo l t a g es a re  e xpre s se d b y   t he  fo l l o w i ng   equa ti on s:      ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎪ ⎪ ⎧                                       (1)    2.2.   Flux   e q u a t io ns:   The   sta t or  a n d  rot or  f lu xes a r e  give n b y :      ⎩ ⎨ ⎧                           (2)    W h ere:    a nd    :   R e si st anc e s  o f   a  p h a s e  of t h e sta t or /ro t or.        a nd      :  C ycl i c  ind u c t a n ce s  o f  a  stat o r/ro tor  p h a s e.    :  M a x i m um  mut ua l in d u c t anc e   be t w e e n  a sta t or /rot or  phase.    a n d     :  Angul a r speed of  th e   ro t o r/ s t ato r .    2.3.   E l e c tr om agn e t ic t orq u e :   The   e q u a t i on o f   t he   e l e c t rom a gne t i c tor que a s  a   f unc t i on o f  t he   s ta t o r  flu x   a nd  sta t or  c urre nt   i s   g i ve n   by t h e  ex pre s si on be low :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Im prov em en t  of  dire ct t o r q u e  c o n t r o l ap p lie d  to do u b ly  fe d i n d u c t i o n m o t o r  … (H a l a  Alam i  Arouss i )  99          )    (3)      3.   DIRECT   T ORQUE   CONT R O L:  3.1.   Prin cip l e  of  t he  con trol:   D i re ct tor qu e   c o n t r o l   o f  an as ync hro n ous  m ac hine   i s  ba se d   on t h e  d i re ct  d e t erm i na tio n o f  t he   c ontro l   seq u enc e   a p p l i e d   t o  t h e  swi t c h es  o f  the   s t at i c   power   c o n v e r ter   i n  o r d e r   t o   i m p o s e   t h e  d e s i r e d  l e v e l s   o f  t o r q u e   and  flu x   [ 8] .  The   o b je c tive   of  a   D TC  i s  t o   m a i nt a i n  the  e l ectro m a g n e tic  t or que   a n d   t he   m odu l e   o f  t h e   sta t or   fl u x   i nside   the   hys tere si s  ba nds  b y  c hoos i ng  the  ou t p u t   v o l t a ge   o f  the   in ver t e r .  Whe n   t he   t orq u e  o r   t he   modu le   o f  t h e  sta t or  f l u x   re ac hes  the   u p p er  o r  l o w e r  l i m i t  of  t he   hys t e res i s,  a n  a p propr i a te   v o ltage   v ec t o r   is   app l ied   to  b ri n g   t he   q ua nt i t y   conc er ne d  i n s i de   i t s   h ys tere sis  b an d .   T o   choo se   t he  volt a g e   v e c t o r,  i t   i s   e ssent i a l  to k n o w   the  rul e s for the   ev ol ut ion  o f  t he  t or que  a n d  t he  s t a to r flu x   m odu l e   [ 9-10].       I n   t he   c om pl e x   p la ne  c o n s i sti ng  of  t he  a x e s  (  ),   t h e   c om ple x   v olta ge   v ec t o r  r e pre s e n t i n g   the  st at e   of  a   t hre e -pha se   v o l ta ge   i n v e r ter  c a n  have   o nl y  ei g h t  dis t i n c t   p o si t i o n s  be c a use  e ach  o f  t h e  t h re e  ar ms  o f  t h e   in verter  ca n  o n l y ha ve  tw o  p o ssi bl e   s t ates.   The  vec t or  vo l t a ge  is  t he n de f i n e d by t h e  fol l o w i n g   r elat io n [11] :                 (4)    Where :   V a ,  V b  and V c  a r e   t h e  o ut p u t   vo lt ag e s  o f   t h e   inv e r t e r .   The  ex pre s si on  of stat or flux  i n  the r efe r enc e   fram e linke d t o   t h e   st at o r  o f   th e ma ch i n e i s  o bt ai n e d   by  the   fo l l ow i n g  eq ua ti o n  :                       (5)      3.2.   Hyster es i s   C ont r oll e r:  The   ma in  o b j e c ti v e   o f  t h e   dire ct  t or que   c ontr o l  is  t o   ma int a in  th e  i n st an t   st at o r   f lu x   and  elec tr oma gne t i c   torq ue   i n  a  s p eci fic  ba nd.   T h e   D TC  i s  b a se d  o n   tw o  h y s t ere s i s   c om p a ra tors  w hic h   u se  a s   in put  t h e   e rror  sig n a l s  be tw e e n  t h e  ref e rence  values  a nd  e sti m a tes  o f   t he   s ta t o r  fl ux  and  e l e c t rom a gne t i c   tor que.   The s e  tw o  c o n t r o l l e r s  a r e  r e sponsi b le  f or   d e c i di n g   h ow   m u ch  a   n ew   s w itc h  a n d / or  o u t pu t   v o l t a g e  v e ct o r  o f   t h e inv e rt er i s ap pl i e d .   I f  t h e  e r r o r s  ( e  o r   eT )  is  i nc rea s ing  a n d  rea c he s  a  hig h er  l e v el,  the   h y ster esis  c o n t ro l l e r   s w itc he s   its  out pu t o n   ' 1 ' .    3.3.   Ve ctor  S e l ect i o n :   F r om   t he   v e c t o r s  of  t he   v o l ta g e s  sche ma tiz e d   i n  F i g u re   2   w e   can   d is tin g u i s h  fo ur   g r oups  o f  vec t or s:   1)  T he  g ro up   o f  ve ct ors  "zer o   te ns io n" :  T h e y   a re  o bta i ned   by  th ree   differe nt  c o m bi na ti o n s  of  t he   s ta t e s   o f   t he   three  arm s   o f   t h e  inverter   [ 12-1 5]:  ( 1 ,1,1) ,   (-1,- 1, -1)  a nd  (0, 0,0)  n a m ed  r e s pecti v ely  V 7 ,  V 14   a nd  V 0 .  2) T h e  gr o u p   o f the   vec t or s  "half  te ns i o n"  t ha t w e   c a n  dec ompos e   i n to  2  o ther  s u bgr ou ps:     The fi r s t  con s i s ts of  the  vec t o r s: V 1 , V 2 ,  V 3 ,  V 4 , V 5  and  V 6 .    Th e   se c o nd   g ro up s  th e   v ect ors:   V 8 ,  V 9 ,  V 10 ,  V 11 ,  V 12   a nd  V 13 .  Th e s e   v ect o r s  con s t i t u t e  t h e  int e rn al  hexa g on "ha l f t e ns io n.  3 )  T h e  g r o u p   o f  " f u l l   v o l t a g e "  v e c t o r s :   T h i s  g r o u p  c o n t a i n s   t h e   v olta g e s   vec t or s  nam e d:  V 15 ,  V 16 ,  V 17 ,  V 18 ,  V 19   a nd  V 20 . These vec t o r s  cons t itute  th e ex t e rn a l  h e x a gon  o f "fu l l   vo lt ag e".  4) The  gr o u p   o f "in t er me di a t e   v o l t a g es" :  t he  v ec tor s   o f  the   vo l t a ge s of t hi s gro u p   a r e ca ll ed V 21 ,  V 22 ,  V 23 ,  V 24 ,  V 25   a nd  V 26 .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I nt  J   P o w   E l e c   &   D r i   S yst   V o l.   11,   N o.   1 ,   Mar   202 0  :    97  –  10 6   10 0     F i gure  2 . V ector of   t e nsion s   i n   the f r ame  (  )      3. 4.    S w i tc h i ng   t a b l e :   The  swi t c h ing   tab l e   sele c t s  th e  ap pro p r i a t e  v o lta ge   v e c t or  o f  t h e  i n v e r t e r   i n  o r d e r  t o   o r i e n t   t h e   s t a t o r   f l u x   a n d   e lec t r o ma gne t i c   tor que   i n  the i r   d e sir e d  va lues,   als o   b a s ed  o n   t h e  p o si ti on  o f   t he  s our c e   v o l t a ge   ve ct or   a nd  the   er r o r s   o f  the   st a t or   f l u x   an d   e l ec tr om ag ne tic  t o r q u e   [ 1 6 ,   17] .   I n   t h i s  w o r k ,   w e   a dop t e d  a  m odi f i ed  s w i tc hi n g   t ab le  c om par e   t o  e n s u r e   o p tim al  m in i m iza t i o n   i n   erro r .       4.   APPLICATIO NS   A N D  RE S U L TS:  The  f o l l o w i ng  fi g u r e   d e s c r ibe s   t he  m ode l  u s ed  f or   t he   c o n t r o l  o f  t h e  d o u b l y- fe d  i n duc t i o n   m ot or   i n   Ma tla b / S i m u l i nk  en v i r o nme n t  [1 8- 2 1 ] :           F i gur e   3. D i r e c t   t or q u e  c o n t r o l   ( D TC)   bl oc k  d i agr a m      4. 1.   Se tpo i nt  t ra ck i n g   test:   The  s y ste m   i s   ana l y z ed   d ur i n g  st e a d y-sta t e  an d  t r ans i e n t s   c on d i t i on s   at   v a r ia b l e  s p eed   ( su b- syn c hr o nou s,   s ync hr o n ous  a n d   s u p er - s ync hr on o u s) .   The  r e sults   o f   t h e   s imu l at io n  a r e  su mmari z ed   i n   Fi g u r e  6  [ 2 2,   23] :      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J  P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N :  2088- 86 94       I m provem en t o f  di rect  tor q u e   con t r o l   ap p l ie d  to do u b ly f e d i n d u c tio n  m o t o r  … ( H ala A l am i  Aro u ss i)   10 1   (a)       (b )     (c )      (d )       (e)  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I nt  J   P o w   E l e c   &   D r i   S yst   V o l.   11,   N o.   1 ,   Mar   202 0  :    97  –  10 6   10 2     (f)      (g )     F i gur e  6.   ( a)   C ur ves  o f :  t h e  r o tat i ona l   spee d,   ( b)   t he  e lec t r o m a gnet i c  t o r q u e ,   ( c )  the  stat or   a nd  r o tor   flu x e s,    ( d )   the  vo lt a g e s   o f   the  sta t or ,   ( e )  the  c u r r e nt s   of  t he  s ta t o r ,   (f)   t he  vol tag e s  of  t he   r ot or ,     ( g ) the  curr ents  of  the r o tor .       4. 2.   R o bustness  T e st:   T h e   p a r a m e t e r s  o f   t h e   D F I M  a r e  e x p o s e d  t o   v a r i a t i o n s  c a u s e d   b y   var i ous  c ha ng e s   s uc h  as   tem p er at ure  i n cre a se,   skin  e ffe c t,  e tc.   I n   t h i s  ca se,  the  pro p o sed   di rec t   t orq u e   c o n t r ol   m u s t   gu ara n t e e  g ood   r e sults  r ega r dle ss  of  t he   p a r ameter   v a r iat i ons  [ 2 4 ,   25] :   So ,  t h e   robu st n e ss   o f  th e  co mma n d   u s ed  ( DT C )   h as  b e e n  t e st ed   a c c o rd in g  t o   t he  f o llow i n g   co nd i tio ns :  R e si st a n ce   R  m ulti pl ie d b y   2   In du c t an ce s  L   an d  L   m ulti p lied  b y  0. 5 .   F i g u r e   7  sho ws t h e   s i m ul a t i o n’ s   res u lt s ob t a in e d :        (a)  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J  P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N :  2088- 86 94       I m provem en t o f  di rect  tor q u e   con t r o l   ap p l ie d  to do u b ly f e d i n d u c tio n  m o t o r  … ( H ala A l am i  Aro u ss i)   10 3     ( b )     ( c )       (d )       (e)      (f)  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I nt  J   P o w   E l e c   &   D r i   S yst   V o l.   11,   N o.   1 ,   Mar   202 0  :    97  –  10 6   10 4   (g )     F i gur e  7.   ( a)   C ur ves  of :  r o ta t i ona l  spe e d ,   ( b )  t h e   e l e c t r o m a gne tic  to r q u e ,  (c) th e  st ato r  an d   ro to r  f l ux es,  (d )  t h e  vo ltage s  of  t he   s ta tor ,   ( e)   t he   c ur r e nts  o f   t he  s ta tor ,   ( f)  t h e  v oltag e s  of  th e   r oto r ,   (g )  th e cu rr en ts  o f   th e ro tor.      Com p ar i n g  t h e   r e sul t s   o f  t he   s imula t i ons   i l l u s tr a t e d  in   F i g u r e   6  a n d F i g u r e   7 ,   w e   c a n   e nsu r e,  eve n b y   ch anging  th e  in iti al valu e s  of D F I M,   t h a t:    T h e ro t a ti on al  sp eed  fol lo ws it s  re f ere n ce .    The   s t at or   f lu x   has  a  c i r c ul a r   t r a jec t or y  si nc e  it  is  s upp l i ed   by  a  si n u so i d a l   v o lta ge  f r o m  th e   gr id.   Thoug h,   t he r e   i s  a  r i pp le   s uper i m p ose d   o n   the  c i r c ular   t r aj ec to ry   o f   th e   ro to r  f l u x   du e   to  t he   h ys ter e si s  ba n d   c hose n   i n  the  d i r ect  t or q u e   c o ntr o l.     The   e l e c t r o m a gne t i c  t o r q ue  f oll o w s   its  r efe r enc e   w i t h  fe w e r   osc illa t i o n s   a n d   d i s t u rba n c e s   due   t o  t h e  hy ste r esis  c ontr o l l e r   a nd  t h e   c h a n g e   o f  the   i n i t ia l  p a rameters o f   th e mach in e.    T h e   s t a t o r  a n d   r o t o r   c u r r e n t s   i n   t h e  f r a m e  ( a ,  b ,   c )  h a v e   a   s i n us o i da l  sha p e  de sp ite   t he   f act   tha t   t he   b e h a v ior   of  t he  e le ctr o m a gne tic  t or q u e  chan ge s.   F r om  t hese  r esul ts,   w e   can  c onc lude   t ha t  t h e   d i r e c t   t or q u e   c on t ro l  ha s  a   low  respo n se  t im e  in  t he   tr a n sie n t   r e gim e ,   a n d   fe w e r   d i stur ba nce   osc i ll a t i o ns   i n  the   c u r ves  o f   t he   v ar ious   c ur ves   t h at   q u i ck l y   r egai n  th eir  referen c e v a lu es.       5.   CONCLUSION:   Th is  w or k  p u t   f or w a r d   a n  enha ncem e n t  o f   t he   c la ssica l   d ir ec t  to r que   c on tr o l   u s i ng  a   mult i- le vel   in ver t e r   i n  or d e r   t o   h a v e  a  l a r g e  sw i t c h in g  t a bl e .   T he  u se  o f  s uc h  a  k i n d   o f   t ab le  a ll ow s  us  t o  incr e a s e   a nd   de cr e a se  t he  m od u l e  o f   t he   f l uxe s  an d  the   e l e c tr om agne t i c   tor q u e   a s  w e l l .  T h e  r e s u l t s  ( s e t p o i n t   t r a c k i n g   a n d   r obust n ess  tes t )   in  s tea d y  an d   tr ansie n t  r e gim e s  show   a   c o m pl e t e  c o r r elat io n.   T he y  b o th   p r ove   t he   r o b u s t ness   a nd  ef fic i e n c y   o f  the   m e th od  de ve l ope d.   I n   g ene r a l ,   the  si m u lat i on  r e s u lts  o b t a i ne d  d u r i ng  the  a p pl i cat ion   of  t h e   c o n t r ol   und e r   v a r i a bl e  s p eed   show   e x c el le n t   d yna mic  pe r f or m a nc e  an d   tr ac kin g   a b i l i t y  of  t he  f l ux es  a nd  the  e l e c t r o ma g n et ic  t or q u e   ge ner a t e d  a t   t h e   c or r e spo n d i n g  r e fer e nce   val u es  w i t h   t he  p r e se r v a ti on   o f   si nu soi d a l   s h a pe s  f o r   bot h   c u r r en t s   a nd  v o l t a ges  ( s t a tor   and  r o t o r ) .       APPENDIX :   Tab l e  2.   P a r ameter s  of  t he   d o u b l y  fe d  i n duc t i o n   m ot or   D F IM   P AR AM ETER S   No m i n a l P o w e r   Pn   =  1 .5  K W  St a t or  V o l t a g e   V s =   220/380V   Sta t or  F r e que n c y  f s   =   50 Hz   S t a t o r  R esist a n c e   Rs  =  1 .1 8   Ω  S t a t or  I nduc t a nce  L s  =   0 . 4   H   R o t o r  Re sist a n ce   R r =   1. 66  Ω  R o tor  I n d u c t a n c e   L r  =  0. 18  H  Mutua l   I nduc t a n c e   M =   0. 17  H  No.   o f  Pa ir  o f  Poles  P = 2            Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Im prov em en t  of  dire ct t o r q u e  c o n t r o l ap p lie d  to do u b ly  fe d i n d u c t i o n m o t o r  … (H a l a  Alam i  Arouss i )  10 5 REFE RENCES   [1]   W a n g ,  F.;  Zhan g ,   Z .;  M e i ,  X . ;  Ro d r ígu ez,  J .;  K en nel,   R .  “Adv anc ed   C on tro l   S t r ateg ies  of  I n d u c ti o n   M achi n e:  F ield  Ori e nted   C ontrol,   D i r ect  To r qu e Con t ro l  an d  M odel  P r e d ic t i v e   C o ntro l.”   E n er g i es   2 018 ,  11 ,  120 .  [2]   H. Alami   Aro u s s i,  EL. M .   Z iani,   B. Boss oufi “ C ont ributi o n   to  th e   e n h anc e m e n t  o f   du al D TC A pplica t io n:  Do ubly   fed  induct ion  moto r”  I nter na ti on a l   Co nf erence O n  Ad van ced T echn o lo gi es  For S i g n a l &   Ima g e Pr ocessin g   ATSI P'2017 ,  M a y  22  -  24,   2 017,  F ez,   M o r occo .     [3]   La c h ta r  Sa la h,   G ho gg a l   A de l,  K o u ssa   K h a le d ,   B ou ra io u  Ah me d,  A tt oui  Iss a m   " B roken  rotor  bar  f a ul t  d i agnostic   f o r  DT C  F e d   in d u ct io n  m o t o r  u s ing  st ator  i nsta nt aneo us   c o m p l e x   apparen t   p o w er  e nv elo p e  signat u re  a nal y s i s"  IJPE DS Inter natio nal Jo ur na l   of  Power Electron i cs  and  Dr ive S y stem   ( I JPEDS) ,   pp  1 1 8 7 -1 1 9 6  Vo l. 1 0   N o . 3,   S e pt emb e r  20 19 .  [4]   Drao ui  A b d el gha n i ,   Allao u a  Boum ed ièn e   “ Di re ct  T orq u e  Cont rol   o f   T w o   I nd ucti on   M otors   Using   t h e   N in e-Sw it ch  Inverter”  "   I J P E DS  Int e r n a t i o n a l  Jo ur na l of  Power  El ec t r o n i c s an d D r ive S y st e m  ( I J P ED S ) ,  pp   1 5 5 2 -1 56 4   Vo l.9   No .4, Decem ber 2 0 1 8 .  [5]   H.ALA M I   AR OU SSI ,   E l.M.ZIAN I,  M .BOUDERBALA,  B.BOSSOU FI  “ Enhancem ent   Of  T h e   D irect   P ower   Control  Appli e d   to  D FIG- WEC S”  In ter natio nal  Jou r n a l  of El ectrical   a nd Co mput er  En gin eeri n g   ( I JECE),   V ol.1 0  No.1 , p p.3 5 – 4 6 , F ebru ary 2 0 2 0 .  [6]   D.   R oy e,  “ M odéli sa t i on,   c ont rô l e   v ect ori e l  et  D TC  ” ,   H E R M ES  S c ie n c e  Eu ro pe  L t d,  20 00 ,   sou s  la  di re c tion   d e   Car l os Ca nud as  de  Wit , pp .   8 1   -1 32  vo l .1  .   [7]   Ab ad G ,   L opez  J,  Ro d ri gu e z   M ,   M a rroy o  L ,   Iwan sk i G.  “ D oubly F e d   I nd ucti on  M achi n e:  M odelin g an d Co nt rol   f o r  Wi nd En ergy  Generat i o n , ”  1 st  ed. ,   H obo ken ,   N ew J ersey,  USA :  Wil ey‐IEEE P res s ; 20 11 ,   IS BN:   978‐0 ‐ 47 0‐76 86 5‐ 5.   [8]   A.  N abae,  I .   Ta k a hash i,  a nd  H.  A kagi ,  “ A   n ew  n eut r al  p o i n t   c lam ped   PWM  i nvert er, ”   IE EE T r ansaction  on  I n d u s t r y  A p p l i c at i o ns ;  V o l. IA-17,   N o . 5 ,   p p. 5 1 8 –523,   S ep t e mb er- Oct o b e r  19 81 .  [9]   I.   T ak ahash i   a nd   T .   No gu ch i ,   “ A  new   q u i c k-resp on se  a nd   h ig h-ef f ici e ncy   co nt rol  s t rat e g y   o f   an   i n d uct i o n   m o t or, ”   IEEE  Trans. Ind .  Appl . ,  Vol. IA-22 ,   N o . 5 ,   O ctob er  p p . 8 20-8 2 7 ,   1986 .   [10]   S e ok   H o  J e on,   S tud e nt  ,   K w a n g   K yo   O h ,   a n d   J in   Y ou ng   C ho i ,   “ Flu x  O b s e r v e r   w i t h  O n l i n e   T u n i n g  o f   S t a t o r  a n d   Rot o r Resis t ances  f or In d u c ti on  M oto r s , ”  IEEE  Tr ans actio ns On  Ind u s t ri a l   Electr o n i cs ,   V ol.  49 ,  No .   3 ,  J une  200 2 .   [11]   Y .   D je r i r i ,  A .   M e r o u f e l ,   B .  B e l a b b e s   a n d   A .  M a s s o u m ,  “T h r e e - l e v el   N PC  v o ltag e   s ource  conv erter  b a sed   di rect   po wer  cont rol   o f   t he  d ou bl y  f e d  ind u ct io n  generat o r  at  l ow   c o n s ta n t   s w itc hing   f r e qu e n c y ;”   Re vu e d e s  Ener gi es  Ren o u v el ab les ,   Ce n t r e  de Dévelo p p e ment  des   Ener gies  Reno uvel abl es- CDER ,   Algé rie ,   V ol .16 ,   N o . 1,   p p.9 1 -  1 0 3,   20 13 .   [12]   Rachi d ,  D;  O t h m a n,  H .;   F ao uzi,  B .,“   A   C o m p l e t ely   V e c t ored   D i r ec t  Torque  C ont r ol   S chem e  f o r  Induct ion  Motor”   ,   Sys t ems ,   M a n  and Cyb e rnet ics ,  IE EE  In ter nati onal  Con f eren ce , v o l . 5 , Issue ,   6-9   oct., 2 00 2   [13]   B.Bos s ou fi,  M. Kari m ,   S . I onita,  A . Lagriou i ,  “T he   O ptimal   D irect  T o r q u e  C o n t r o l   o f  a  P M S M   d r i v e :   F P G A - B a s e d   Impl e m entation  with  M atla b  &  S i m u lin k  S i m u lat i on ”  Jour nal of   T h eor e ti ca l a n d   A p p l ied  Inform a t io n  T echno lo gy  JAT I T ,  V o l .   2 8,  N o. 2,  p p6 3-7 2 ,  30t h  Jun e   2 0 1 1 .   [14]   B u ja ,   G . ;   C a s a d e i ,   D .;   S e r r a ,   G. ,   “D ir e c t  to r q u e   c o n t r o l   o f  i n d u c t i o n   m oto r   d rives”  ,   P ro ceedi ngs   o f   The  IEE E   Int e rnati o n a l  S y m p o s iu m,   I s s ue,   7-1 1   J ul  1 9 9 7   P a ge(S ):T u2  - T u 8  Vol.1   [15]   Ni k  Ru m z i  Nik  Id ris,   a n d   A b d u l   H a l im   M oham e d   Y a tim,   “ Direct   T or qu e  Cont rol  of   I n d u c tion  M achi n es   w it h  Con s tan t   S w i t c hi ng  Freq uen c y  a n d   Redu ced  T orqu e  Rip p l e ”   ,  IEE E  T r ansactio ns on  Ind u st ri a l   El ectr o n i cs ,  Vo l.   5 1 , No . 4 ,  Au gu st 20 0 4 .   [16]   P u ra,   P ,   I wan s ki, G.   Direct   t o r qu e   con t ro l  o f   a   d ou bl y  f e d   in du ction gen e rat o r work in g  w i t h   u nb ala n ce d   p o wer   grid .   Int  Trans  El ectr Energ  Syst .  2 0 1 9 ;   29:e2 815 .   [17]   Iwan ski   G,   P ura  P ,   L u s zczyk  T .   “ P r op erti es  a n d   c o n tro l   o f  vari a ble  s p eed   d o u b l y  fed   in du cti on  generat o r. ”  20 15   te nth In t. Co n f .  Ec ol.  Ve h .  Re ne w.   Ene r gie s ,   pp.  1 –8,   2 0 1 5 .   [18]   Xi on g  P ,   S u n   D .   “ B acks t ep pi ng‐b a sed   DP C  s t rat e gy  of   a   w in d  turb i n e‐d r iv e n   D F I G   un der  n o rm al  a nd   h arm o n i c  gri d   v o l tage. ”   I n   IEEE Trans .   Power Elect rons .   Vo l. 3 1 ,   No.   6 ,   pp.  4 21 6‐42 25 ,   2 01 6 .   [19]   S o n g   Y ,  N i an   H .  “M o d u l arized   c on trol   s t r ategy   and   perf orm a n ce  a n a ly si s  of  D FIG  s y s t em   u n d er  u n b al anced  a n d   harm o n ic  g rid   volt a ge”.   I E EE  Tr ans   Power E l ectron .   V o l.   30,  N o .   9 ,  pp.   4 8 3 1 ‐ 48 4 2 ,   20 15.   [20]   Y.  E rram i,  A .  Ob bad i ,  S .   S ahn oun ,  M.  B arara,  M .  Ou ass a id ,  an d  M .  Maaro u fi ,  “Co n t r ol   o f  H i g h -P ow er  W in d   En ergy  Conv ersion   S ystem  F e d  b y   M u l ti-l evel   C o n vert e r s , ”  E n ergy Pr oced ia ,  vol.   11 9,   pp.   2 1 4 – 227,   2 01 7.     [21]   A.  Z em m it,  S .  M e ss alt i ,  an d  A .   H arrag ,   “ A   new   im prov ed  D T C   o f   d ou b l y  f e d  i n d u cti o n   m ach in e   u s in g   G A -bas e d   PI controller, ”  A i n  Sh am s  Eng .  J . , p p.  0– 8 ,   20 1 6 .   [22]   C.   B alas un dar,   S .   S u dhars han a n,   a n d   R .   E l akk i yaven d an,   “ D esi g n   of   a n  O p t i m a l  Tip   S peed  R at io   C on trol   M P P T  Al gor ithm  f o r   S t andalone W EC S , ”  Int .   J.  Res.  A p pl.  Sci.  Eng.  Technol. ,  v o l .   3,  no .  V, 20 1 5 .   [23]   P e ñ a  R ,   C á r d e n a s  R ,   A s h e r  G .   “ O v e r v i e w   o f  c o n t r o l  s y s t e m s   f o r  t h e   o perat i on   o f   DF IGs   in   w in d  energ y   app l i c at io n s .”  IE CON 2013 ‐ 39 th  A nnu al  Con f eren ce  o f  t h e IEE E  Ind u s t ri al   El e c t r o n i c s So ciety ,   Vie n n a ,  20 13 ,  p p .   88‐95.  [24]   Y.  L i   et   a l . ,  “An  Im proved  D TC  C ont r o ller  f o r  D F IG-Base d   W ind  G enerat ion   S y s t em ,”  i n  20 16  IEE E   8 t h   Int e rna t i o n a l   Power Electr onics   an d M o tio n Co n t ro l  Confer ence ,   pp.   6 – 9 ,  201 6.    [25]   M .   R .   A gha  K ash k o o l i ,   S.   M .   Madani ,   an d  R.   S a d eghi ,   “ I m p ro ve d   D i r e c t   T o r q u e  C o n t r o l   o f  D F I G   w i t h  r e d u c e d   torq ue   a nd   f lu x   ripp le s  a t   c o n sta n t  sw itc h i n g   fre qu e n c y ,”   i n  7 t h  Po wer El ec t r o n i c s, D r ive Sys t em s  a n d   T echn o lo gi es Conf erence,  PE DS T C  2 0 1 6 ,  no .  P e ds tc,  pp.   5 8 – 6 3 ,  201 6.          Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I nt  J   P o w   E l e c   &   D r i   S yst   V o l.   11,   N o.   1 ,   Mar   202 0  :    97  –  10 6   10 6 BIOGRAPHI E S  OF  AUT HORS       Hal a   A LA M I   A RO USS I   r ecei ve d   h e r  M . S   deg r ee   i n  Indu st rial   A ut om a te d  Sys t e m s  En gine e r in g   f r o m   S i d i  M o ham m ed  B en  A bdell ah  U nivers it y,  F ez,  M o r occo .  S h e  i s  currently  p ursuing  he r   P h . D   i n  El ectri cal  E n g in eerin g  –  Renew a ble   En ergy   a t   M o ha m e d  P r emier  Universi t y ,  Oujda ,   M o ro c c o . S h e  is   a m e m b er of   th e l a borat ory   o f  e l ectri cal en g in e erin g  an d  m a i n t e nance  (L GEM ) .     Her  resear ch  i n t eres ts  i n c lu de  m odel i n g ,  contro l  of   w in d  energ y   c on versi o n   s y stem s  app l i e d  to  a   do ub ly  f ed i nd ucti on m achi n e  u s ing   DSP A CE .           Elm o st a f a  ZIA N I  recei ved   h i s   P h D   in  E l e ct rical   E ngin eering   f r om   A bd e l m a l e k  Es saad i   Universit y ,  T a n g ier,  M orocc o .  Cu rrently,  he  i s  the  director  o f   the   Ap pl i e d  En gine e r ing   Dep a rtm e nt   o f   the  E c ol e  S u périeu r  d e   T ec h n o l o g i e -O uj da  a nd  a  m e mber  o f  the  the  laboratory  o f  elect ri cal en g i n e e ri ng  and   m a int e nan ce.   He  i s   aut hor  o f   several   art i cl es  d eal in g  w i th   t h e   a p p l i cati o n   o f   in telli gen t   i nst r u m ent a ti on  t o   t he   mo ni tor i ng   o f  c o mp le x   sys t e m s,  i nd ustri a l  system s   an d  the  co n t r i butio n  to   t h e   c ont rol   an d  op timizati on o f  e l ectri cal co n v e rs ion   sy ste m s " w i n d   a n d   ph otov o ltaic".  Hi s res earch i nte r es ts  in c lu de e l ectrical  eng in eerin g, p ow er e l ect ron i cs  a n d   a utomati o n .            BOUDERBALA  M anal e  i s   a   P h.D.   S t udent  i n  E l ect rical  E ngi n eeri ng  f r o m   t h e   F acu lt y  of  S c ien c es   D har  El   M ah raz,   S i d i  M o ham m e d  Ben  Ab dell ah  U niv e rsit y ,   F ez  -  M o rocco.   S h e  is  m e mb er  o f  L I STA   Lab o rato ry.  Sh e  had   her  m a s t er' s   d egree  in   E n g i neerin g   of   I nd ustri a l  Au tomat e d  Sy stem s  at   t he  F ac u lty   o f   S c ien ces  D har  el   M ahr ez  F e z .   Her  r e s earch   i nt erest s   in clud e Renew a bl e En ergy, st a ti c con v ert e rs , el e ctrical  m o t or  d riv e s,  a nd  po w er e l ectron i cs.         Badre  BOS S OUF I  w a s  bo rn   i n  F ez  city ,  M o roc c o ,   o n   M a y  2 1 ,  19 85 .   He  r ecei ved   t h e  P h .D .   deg r ee  i n   E lectri cal  E n g i n eeri ng  f r om   U nivers ity  S i di  M o h amm e d  Ben  A b d e ll a h ,  F aculty   o f  S c ien c es ,   M o ro cco   a nd   P h D .   degree  f r om   U n i versity   o f  Pit e st i,   F acul t y  o f   E l ectron i cs   a n d   Computer,  Romani e  and  Montef i o re  I nstitute  o f   el ectrical   e ngine eri n g ,   L uik,   B elgi um,   i n   2 0 1 3 .   He  i s   a  P r o f ess o r  o f   E lect rical  E ng in eeri n g ,   a t  t h e  LIS T A  Lab o r at ory   F acu lt y  o f   S ci ences  D har  El  M ah ra z,   S i d i  M o hamm ed  B en  A b d ell a h  Un iv ersit y ,   F ez  -  M o rocco .   H i s   res e a r ch   i nt erest s   in clud e  stati c   c o nvert ers,  e lect ri cal  m o t o r   d ri v e s ,   p o w er  e l ect ro nics ,  Sm art   Gri d ,  Ren e wab l e  En ergy  and  Art i fici al  I n t e l li gent.        Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.