The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics (전력전자학회논문지)

The Korean Institute of Power Electronics (전력전자학회)
권호 표지

Performance Analysis of Single-phase SRM Drive System with Single-stage Power Factor Correction

1단구조방식의 PFC회로를 갖는 단상 SRM 구동시스템의 특성해석

  • 이동희 (경성대 전기전자메카트로닉스공학부) ;
  • 이진국 (경성대 공학기술연구소) ;
  • 안영주 (부경대 전기제어계측공학부) ;
  • 안진우 (경성대 전기전자메카트로닉스공학부)
  • Published : 2006.08.01
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Abstract

In this paper the characteristic analysis of a single-phase switched reluctance motor (SRM) drive system with power factor correction (PFC) circuit is presented. The SRM is a low cost, simple and has a good high speed performance. The SRM drive with diode rectifier and filter capacitor has a low power factor because of short switch on time of capacitor. A novel switching topologic is presented to improve power factor and reduce torque ripple based on analysis of PFC circuit. Accordingly the SRM drive system with PFC circuit is also presented. Through the numerical analysis of the system, the toque ripple, power factor and efficiency with the change of rotary speed, load torque and capacity of the capacitor are achieved and compared with actual measured value.

본 논문에서는 1 단구조방식의 PFC 회로를 갖는 단상 SRM 구동시스템의 특성해석에 대해 다룬다. 단상 SRM은 기계적 및 전기적 구조가 단순하고, 견고하며, 고속운전특성이 우수하다. 다이오드 브릿지 정류기와 직류링크회로의 커패시터로 구성된 종래의 단상 SRM 구동방식은 커패시터의 짧은 시간의 충 방전 전류에 의해 역률이 크게 저하되는 문제가 발생한다. 따라서, 본 논문에서는 우선 부가적인 능동회로가 없는 1 단방식의 PFC 회로에 대한 분석을 통하여 역률개선 및 토크리플 억제를 위한 스위칭 토플로지를 새로 제안한다. 제안한 스위칭 토플로지로 작동하는 PFC 회로를 갖는 단상 SRM 구동시스템을 구축하고 시스템에 대한 수치해석을 통해 운전속도, 부하토크 및 커패시터 용량에 따른 토크리플, 역률 및 효율 등 시스템의 특성을 얻으며, 이를 실제 실험결과와 비교한다.

Keywords

References

  1. 안진우, 김봉철, '송풍기용 단상 SRM의 구동특성.' 전력전자학회지, Vol. 8, No. 5, pp. 450-454, Oct. 2003
  2. L. Caruso, A. Consoli, G. Scarcella and A. Testa, 'A Switched Reluctance Motor Drive Operating at Unity Power Factor,' Industry Applications Conference, 1996. Thirty-First IAS Annual Meeting, IAS '96., Conference Record of the 1996 IEEE, Vol. 1, pp. 410 -417, Oct. 1996
  3. T. Gopalarathnam, H. A. Toliyat, 'A High Power Factor Converter Topology for Switched Reluctance Motor Drives,' Conf. Rec. of 31st IAS Annual Meeting, Vol.3, pp. 1647-1652, Oct. 2002
  4. C. H. Rim, W. H. Kim, E. S. Kim and K. C. Lee, 'A Choppingless Converter for Switched Reluctance Motor with Unity Power Factor and Sinusoidal Input Current,' Conf. Rec. of 25th PESC, IEEE, pp. 500-507, June 1994
  5. Y. A. Kwon, K. J. Shin and G. H. Rim, 'SRM Drive system with Improved Power Factor,' Conf. Rec. of 23rd IECON, IEEE Vol.2, pp. 541-545, Nov. 1997
  6. A. Consoli, M. Cacciato and F. Gennaro, 'Single Chip Integration for Motor Drive Converters with Power Factor Capability,' IEEE Tr. on P.E, Vol.19, Issue 6, pp. 1372-1379, Nov. 2004 https://doi.org/10.1109/TPEL.2004.836636
  7. F. S. Kang, J. H. Lee and S. J. Park, 'Single-Stage Power Factor Corrected SRM Driver,' IECON 02 [Industrial Electronics Society, IEEE 2002 28th Annual Conference of the], Vol.2, pp. 1055-1059, Nov. 2002
  8. J. Reinert, S. Schroder, 'Power-Factor Correction for Switched Reluctance Drives,' Industrial Electronics, IEEE Transactions on, Vol.49, Issue 1, pp. 54-57, Feb. 2002
  9. 안진우, 이진국, '마이크로 콘트롤러기반의 고역률형 단상 SRM 구동,' 전력전자학회지, Vol.11, No.1, pp.90-96, Feb. 2006