Electric drive vehicle based on sliding mode control technique using a 21-level asymmetrical inverter under different operating conditions

Electric drive vehicle based on sliding mode control technique using a 21-level asymmetrical inverter under different operating conditions

Introduction. Electric vehicles (EVs) have drawn increased attention as a possible remedy for the energy crisis and environmental issues. These days, EVs can be propelled by an extensive range of power electronics to produce the energy required for the motor and operate efficiently at high voltage l...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2025
Автори: Djafer, L., Taleb, R., Mehedi, F., Aissa Bokhtache, A., Bessaad, T., Chabni, F., Saidi, H.
Формат: Стаття
Мова:English
Опубліковано: National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine 2025
Теми:
asymmetric multilevel inverter
electric vehicle
permanent magnet synchronous motor
sliding mode control
Онлайн доступ:http://eie.khpi.edu.ua/article/view/320456
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Electrical Engineering & Electromechanics

Репозитарії

Electrical Engineering & Electromechanics
id eiekhpieduua-article-320456
record_format ojs
institution Electrical Engineering & Electromechanics
baseUrl_str
datestamp_date 2025-05-01T21:16:03Z
collection OJS
language English
topic asymmetric multilevel inverter
electric vehicle
permanent magnet synchronous motor
sliding mode control
spellingShingle asymmetric multilevel inverter
electric vehicle
permanent magnet synchronous motor
sliding mode control
Djafer, L.
Taleb, R.
Mehedi, F.
Aissa Bokhtache, A.
Bessaad, T.
Chabni, F.
Saidi, H.
Electric drive vehicle based on sliding mode control technique using a 21-level asymmetrical inverter under different operating conditions
topic_facet asymmetric multilevel inverter
electric vehicle
permanent magnet synchronous motor
sliding mode control
асиметричний багаторівневий інвертор
електромобіль
синхронний двигун з постійними магнітами
керування ковзним режимом
format Article
author Djafer, L.
Taleb, R.
Mehedi, F.
Aissa Bokhtache, A.
Bessaad, T.
Chabni, F.
Saidi, H.
author_facet Djafer, L.
Taleb, R.
Mehedi, F.
Aissa Bokhtache, A.
Bessaad, T.
Chabni, F.
Saidi, H.
author_sort Djafer, L.
title Electric drive vehicle based on sliding mode control technique using a 21-level asymmetrical inverter under different operating conditions
title_short Electric drive vehicle based on sliding mode control technique using a 21-level asymmetrical inverter under different operating conditions
title_full Electric drive vehicle based on sliding mode control technique using a 21-level asymmetrical inverter under different operating conditions
title_fullStr Electric drive vehicle based on sliding mode control technique using a 21-level asymmetrical inverter under different operating conditions
title_full_unstemmed Electric drive vehicle based on sliding mode control technique using a 21-level asymmetrical inverter under different operating conditions
title_sort electric drive vehicle based on sliding mode control technique using a 21-level asymmetrical inverter under different operating conditions
title_alt Electric drive vehicle based on sliding mode control technique using a 21-level asymmetrical inverter under different operating conditions
description Introduction. Electric vehicles (EVs) have drawn increased attention as a possible remedy for the energy crisis and environmental issues. These days, EVs can be propelled by an extensive range of power electronics to produce the energy required for the motor and operate efficiently at high voltage levels. Multilevel inverters (MLIs) were designed to address the challenges and limitations of traditional converters .The novelty of the research that is being presented a 21-asymmetric MLI with reduced switching using pulse width modulation technique for powering electric propulsion system of EVs, with the proposed topology delivering notable enhancements in both performance and cost-efficiency compared to conventional asymmetric designs. Purpose. Improving EV performance by utilizing sliding mode control (SMC) technique for controlling a permanent magnet synchronous motor (PMSM) powered by a 21-level reduced switching inverter topology. Methods. This study focuses on assessing the feasibility of a 21-asymmetric MLI with reduced switching. This inverter utilize different input voltage levels for various components and modules, enabling the combination and subtraction of these voltages to create multiple voltage levels for use in the traction system of electric vehicles, designed to power a PMSM. The motor’s operation is controlled using SMC technique with three distinct surfaces, with consideration for the vehicle’s dynamic behavior. Results. Proved that, using a 21-asymmetric MLI to optimize the quality of the output voltage for improving the performance of the EV. The proposed topology offers a cost-effective and simple system that is easy to maintain. Practical value. To assess the effectiveness and resilience of the suggested control system, we conducted simulations using MATLAB/Simulink. Notably, the target speed adheres to the urban driving schedule in Europe, specifically the ECE-15 cycle. References 21, tables 2, figures 10.
publisher National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine
publishDate 2025
url http://eie.khpi.edu.ua/article/view/320456
work_keys_str_mv AT djaferl electricdrivevehiclebasedonslidingmodecontroltechniqueusinga21levelasymmetricalinverterunderdifferentoperatingconditions
AT talebr electricdrivevehiclebasedonslidingmodecontroltechniqueusinga21levelasymmetricalinverterunderdifferentoperatingconditions
AT mehedif electricdrivevehiclebasedonslidingmodecontroltechniqueusinga21levelasymmetricalinverterunderdifferentoperatingconditions
AT aissabokhtachea electricdrivevehiclebasedonslidingmodecontroltechniqueusinga21levelasymmetricalinverterunderdifferentoperatingconditions
AT bessaadt electricdrivevehiclebasedonslidingmodecontroltechniqueusinga21levelasymmetricalinverterunderdifferentoperatingconditions
AT chabnif electricdrivevehiclebasedonslidingmodecontroltechniqueusinga21levelasymmetricalinverterunderdifferentoperatingconditions
AT saidih electricdrivevehiclebasedonslidingmodecontroltechniqueusinga21levelasymmetricalinverterunderdifferentoperatingconditions
first_indexed 2025-07-17T11:50:36Z
last_indexed 2025-07-17T11:50:36Z
_version_ 1850412214995910656
spelling eiekhpieduua-article-3204562025-05-01T21:16:03Z Electric drive vehicle based on sliding mode control technique using a 21-level asymmetrical inverter under different operating conditions Electric drive vehicle based on sliding mode control technique using a 21-level asymmetrical inverter under different operating conditions Djafer, L. Taleb, R. Mehedi, F. Aissa Bokhtache, A. Bessaad, T. Chabni, F. Saidi, H. asymmetric multilevel inverter electric vehicle permanent magnet synchronous motor sliding mode control асиметричний багаторівневий інвертор електромобіль синхронний двигун з постійними магнітами керування ковзним режимом Introduction. Electric vehicles (EVs) have drawn increased attention as a possible remedy for the energy crisis and environmental issues. These days, EVs can be propelled by an extensive range of power electronics to produce the energy required for the motor and operate efficiently at high voltage levels. Multilevel inverters (MLIs) were designed to address the challenges and limitations of traditional converters .The novelty of the research that is being presented a 21-asymmetric MLI with reduced switching using pulse width modulation technique for powering electric propulsion system of EVs, with the proposed topology delivering notable enhancements in both performance and cost-efficiency compared to conventional asymmetric designs. Purpose. Improving EV performance by utilizing sliding mode control (SMC) technique for controlling a permanent magnet synchronous motor (PMSM) powered by a 21-level reduced switching inverter topology. Methods. This study focuses on assessing the feasibility of a 21-asymmetric MLI with reduced switching. This inverter utilize different input voltage levels for various components and modules, enabling the combination and subtraction of these voltages to create multiple voltage levels for use in the traction system of electric vehicles, designed to power a PMSM. The motor’s operation is controlled using SMC technique with three distinct surfaces, with consideration for the vehicle’s dynamic behavior. Results. Proved that, using a 21-asymmetric MLI to optimize the quality of the output voltage for improving the performance of the EV. The proposed topology offers a cost-effective and simple system that is easy to maintain. Practical value. To assess the effectiveness and resilience of the suggested control system, we conducted simulations using MATLAB/Simulink. Notably, the target speed adheres to the urban driving schedule in Europe, specifically the ECE-15 cycle. References 21, tables 2, figures 10. Вступ. Електромобілі (EVs) привернули підвищену увагу як можливий засіб від енергетичної кризи та екологічних проблем. У наші дні EVs можуть рухатися широким спектром силової електроніки для вироблення енергії, необхідної для двигуна, і працювати ефективно при високих рівнях напруги. Багаторівневі інвертори (MLI) були розроблені для вирішення проблем та обмежень традиційних перетворювачів. Новизна дослідження, яке представлено, 21-асиметричний MLI зі зменшеним перемиканням, що використовує метод широтно-імпульсної модуляції для живлення електричної рухової системи EVs, з запропонованою топологією, що забезпечує помітне покращення як продуктивності, так і економічної ефективності порівняно з традиційними асиметричними конструкціями. Мета. Поліпшення продуктивності EVs за рахунок використання методу керування ковзним режимом (SMC) для керування синхронним двигуном з постійними магнітами (PMSM), що працює від топології 21-рівневого інвертора зі зменшеним перемиканням. Методи. Це дослідження зосереджено на оцінці здійсненності 21-асиметричного MLI зі зменшеним перемиканням. Цей інвертор використовує різні рівні вхідної напруги для різних компонентів та модулів, що дозволяє комбінувати та віднімати цю напругу для створення кількох рівнів напруги для використання в тяговій системі електромобілів, призначеної для живлення PMSM. Робота двигуна контролюється за допомогою техніки SMC із трьома різними поверхнями з урахуванням динамічної поведінки автомобіля. Результати. Доведено, що використання 21-асиметричного MLI для оптимізації якості вихідної напруги покращує продуктивність EV. Запропонована топологія пропонує економічну та просту систему, яку легко обслуговувати. Практична цінність. Для оцінки ефективності та стійкості запропонованої системи управління ми здійснили моделювання з використанням MATLAB/Simulink. Зокрема цільова швидкість відповідає міському графіку водіння в Європі, зокрема циклу ECE-15. Бібл. 21, табл. 2, рис. 10. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine 2025-05-02 Article Article application/pdf http://eie.khpi.edu.ua/article/view/320456 10.20998/2074-272X.2025.3.05 Electrical Engineering & Electromechanics; No. 3 (2025); 31-36 Электротехника и Электромеханика; № 3 (2025); 31-36 Електротехніка і Електромеханіка; № 3 (2025); 31-36 2309-3404 2074-272X en http://eie.khpi.edu.ua/article/view/320456/317130 Copyright (c) 2025 L. Djafer, R. Taleb, F. Mehedi, A. Aissa Bokhtache, T. Bessaad, F. Chabni, H. Saidi http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0

Схожі ресурси