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DSP based space vector PWM control for solar electric vehicle

H. Saidi 1, R. Taleb 2, N. Mansour 3 and A. Midoun 1

1 Laboratoire d’Electronique de Puissance d’Energie Solaire et d’Automatique, LEPESA, Electrical Engineering Department, University of Science and Technology of Oran-Mohamed Boudiaf, Oran, Algeria.
2 Laboratoire Génie Electrique et Energies Renouvelables, LGEER, Electrical Engineering Department, Hassiba Benbouali University, Chlef, Algeria.
3 College of Engineering, University of Bahrain, Kingdom of Bahrain.

Abstract

Solar Electric Vehicles (SEV) are considered the future vehicles to solve the issues of air pollution, global warming, and the rapid decreases of the petroleum resources facing the current transportation technology. However, SEV are still facing important technical obstacles to overcome. They include batteries energy storage capacity, charging times, efficiency of the solar panels and electrical propulsion systems. Solving any of those problems and electric vehicles will compete-complement the internal combustion engines vehicles. In the present work, we propose an electrical propulsion system based on three phase induction motor in order to obtain the desired speed and torque with less power loss. Because of the need to lightweight nature, small volume, low cost, less maintenance and high efficiency system, a three phase squirrel cage induction motor (IM) is selected in the electrical propulsion system. The IM is fed from three phase inverter operated by a constant V/F control method and Space Vector Pulse Width Modulation (SVPWM) algorithm. The proposed control strategy has been implemented on the texas instruments TM320F2812 Digital Signal Processor (DSP) to generate SVPWM signal needed to trigger the gates of IGBT based inverter. The inverter used in this work is a three phase inverter IRAMY20UP60B type. The experimental results show the ability of the proposed control strategy to generate a three-phase sine wave signal with desired frequency. The proposed control strategy is experimented on a locally manufactured EV prototype. The results show that the EV prototype can be propelled to speed up to 60km/h under different road conditions.

Résumé

Les véhicules électriques solaires (VES) sont considérés comme étant les véhicules du futur qui réussiront à résoudre les problèmes de la pollution de l’air, du réchauffement climatique, et de la diminution rapide des réserves de pétrole que rencontrent les technologies actuelles de transport. Les VES rencontrent toutefois des obstacles techniques qu’il sera nécessaire de surmonter. Parmi ces derniers, la capacité de stockage des batteries, les temps de charge, le rendement des panneaux solaires et des systèmes de propulsion électriques. La résolution de ces problèmes permettrait de rendre les véhicules électriques plus compétitifs ou au moins complémentaires aux véhicules à moteurs à combustion interne. Dans le présent travail, nous proposons un système de propulsion électrique basé sur un moteur à induction triphasé afin d’obtenir le couple et les vitesses désirées en réduisant les pertes de puissance. En raison de la nécessité d’avoir un système à haute performance, léger, de faible volume, peu coûteux et qui nécessite peu d’entretien, un moteur à induction triphasé en cage d’écureuil a été utilisé dans le système à propulsion électrique. Le moteur est alimenté par un onduleur triphasé géré par une méthode de contrôle à V/F constant et un algorithme de type SVPWM (Space vector pulse width modulation). La stratégie de commande proposée a été implémentée sur le processeur de signal numérique (digital signal processor DSP) texas instruments TM320F2812 pour générer le signal SVPWM requis pour déclencher les portes de l’onduleur IGBT. L’onduleur utilisé dans le présent travail est un onduleur triphasé de type IRAMY20UP60B. Les résultats expérimentaux démontrent la capacité de la stratégie de contrôle proposée à générer un signal sinusoïdal triphasé avec les fréquences désirées. La stratégie de commande proposée est testée sur un véhicule électrique de fabrication locale. Les résultats montrent que le prototype peut être propulsé à des vitesses pouvant atteindre les 60 km/h.

Keywords

Solar electric vehicle - Induction motor - SVPWM method - V/F control - DSP processor - IRAMY inverter.

DSP based space vector PWM control for solar electric vehicle
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