In proportion to the capacity enlargement of the induction motor system controlled by current source inverter, the capacitance of the commutating capacitor is enlarged and then the spike value of output voltage is increased at the moment of charge and discharge. Moreover, the output currnet includes a number of harmonic components. Such voltage spike and harmonics generate the torque ripple and lead to bad effects on the performance of the induction motor. In this study, all the harmonics excluding 17th and 19th harmonics were mostly elimunated by adopting 18-phase Triple High Frequency Current Source Inverter(HFCSI), and the spike component of output voltage was reduced by adding the Voltage Clamping Circuit(VCC). As a result, the torque ripple and the commutation loss were reduced and the performance of the system was improved. Experiments for speed control were carried out in the tripple current source inverter system for induction motor drive. Overall system was controlled by ONE CHIP MICROCOMPUTER(INTEL 8751). Control circuits were simplified and good experimental results in the constant V/F control were obtained due to the flexibility of the microcomputer.
In this paper, the induction motor bearing fault diagnosis system using current signals which are measured by over-sampling method is presented. In the case of inverter fed motor drive unlike line-driven motor drive, that make a lot of noise which can cause a wrong fault signals because of PWM(pulse width modulation) voltage. So, the current signals for fault diagnosis need very precise and high resolution information, which means this system demand additional hardware such as low pass filter, high resolution ADC system and so on to use fault diagnosis system. Therefore, the proposed over-sampling method is expected to contribute to low cost fault diagnosis system even though previous inverter fed motor drive without any additional hardware. In order to confirm the presented algorithms, various experiments for bearing faults are tested and the line current spectrum of each faulty situation using park transformation is compared with a FFT results.
This paper proposes a new low-cost current detection method to implement vector-controlled inverter of 3-phase induction motor or permanent-magnet synchronous motor using 2 shunt resistors instead of expensive Hall current sensors. The proposed method can detect perfect phase currents without current-immeasurable area in all operating conditions of motor. This method uses 2 shunt resistors in Hall current sensor positions conventionally used to detect phase currents. Therefore, it requires accurate analog differential amplifiers to detect voltages across shunt resistors at high electric potential to ground. We show the good solutions which are implemented by voltage-divider resistors networks and the instrumentation amplifiers using several Op Amps at cheap price. Computer simulations and experiments were performed to confirm the effectiveness of proposed method. These results show that proposed method can perfectly detect phase currents without current-immeasurable area in all operating conditions of motor.
Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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제3권3호
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pp.241-247
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2014
The voltage source PWM inverter generally used to drive the air conditioning (A/C) fans has been posing a large issue that the bearings in air conditioning fan motors are highly possible to be corroded electrically. Potential difference called shaft voltage is generated between inner and outer rings of the bearings due to inverter switching. The shaft voltage causes bearing lubricant breakdown dielectrically. As a result, bearing current is caused. This current causes the bearing corrosion. In previous work, we demonstrated that the shaft voltage can be reduced by using an insulator inserted between the outer and inner cores of the rotor in an air conditioning fan motor without grounding. This paper proposes the other countermeasure for reducing the shaft voltage in fan motors. The countermeasure which adds a capacitor between the brackets and the stator core is effective even for fan motors with non-insulated rotor. The effectiveness is confirmed by both simulated and experimental results.
This paper presents an optimal efficiency control for the inverter fed induction machine system using neural network. The motor speed and the load torque vary the efficiency characteristics of an induction motor. The optimal slip frequency has nonlinearity varied by the load torque as well as the motor speed. The induction motor is driven using the inverter system and the indirect vector control method which input is slip frequency. The neural network for estimating the optimal slip frequency has two input layer(the motor speed and the load torque) and one output layer(the optimal slip frequency that minimize the input power). Learning algorithm of the neural network is the back-propagation. Using the equivalent circuit including the nonlinearity of the induction motor, the loss reduction is analyzed quantitatively. Experimental results are shown noticeable power savings by proposed scheme in high speed and light load conditions.
This paper reports an investigation of pulse width modulation (PWM) techniques for two-phase brushless DC (BLDC) motors fed by a two-phase eight-switch inverter in a fan application. The three-phase BLDC motor is widely applied in industry; however, a lower-cost two-phase BLDC motor and drive circuit has been greatly in demand in recent years. In this paper, we introduce a mathematical model of the two-phase BLDC motor with sinusoidal back electromotive forces (EMFs) based on traditional three-phase BLDC motors. To simplify the drive algorithm and speed up its application, we analyze the principle of block commutation for a two-phase BLDC motor drive in the 180-electrical-degree conduction mode, and we further propose five PWM schemes to improve the commutation performance of the two-phase BLDC drive. The effectiveness of the proposed PWM methods is verified through experiments.
고정자 권선의 단락으로 인한 고장을 해석하고 진단 알고리즘의 효과적인 시험 평가를 위해 사용될 수 있는 인버터 구동 영구자석 동기전동기의 고장모델이 제시된다. 기존에 전동기의 해석과 제어에 많이 사용되는 dq 모델은 상전압 모델을 변환한 것으로 전동기 고정자의 권선 단락 시에는 더 이상 3상평형 조건이 성립하지 않기 때문에 인버터 극전압으로부터 전동기 입력 전압을 구하기가 쉽지 않아 고장모델의 해석을 위해서 사용하기 어렵다. 이를 해결하기 위해 전동기 3상 변수와 선전압 관계식을 이용한 전동기의 고장모델이 제안된다. 제안된 고장모델의 타당성을 입증하기 위해 시뮬레이션이 수행되며 내부 고정자의 권선 단락이 가능하도록 제작된 전동기와 DSP TMS320F28335를 이용한 제어 시스템에 의해 동일 고장 조건에서 비교 실험이 수행된다.
This paper proposes a fault diagnosis method for an open-fault in inverter driving five-phase induction motor. The five-phase induction motor has a high output torque and small torque ripple in comparison to three-phase. The best advantage of the five-phase induction motor is fault diagnosis and tolerant control using redundancy of phases. This paper uses an inverter as a power converter for driving a five-phase induction motor. If a switch of inverter occurs to the open-fault, this problem is the influence on the output current and output torque. To solve this problem, there is need of an accurate diagnosis and fault switch distinction. Therefore, this paper propose a fault detection method of the open-fault switches for the fault diagnosis. First, analyzing the pattern for the open-circuit fault of one phase. next, analyzing the pattern for the open-circuit fault of each inverter switches. Through the pattern analysis, It defines the scope of each of the failure switch. Thereafter, By using an algorithm that proposes to perform a fault diagnosis method. The proposed algorithm is verified from the experiment with the 1.5 kW five-phase induction motor.
This purpose of this paper is to perform the readhesion control algorithm of the urban railway traction. A study on readhesion control algorithm is done for the adhesion system. This system has all characteristics of the voltage source converter by a process ability to regenerate power. The traction motor is controlled by IGBT inverter. The test equipment composes traction motor, torque-meter, clutch, and a tubular type of interia mass.
본 논문에서는 IGBT PWM 인버터 구동 유도전동기 고정자 권선에서의 스위칭 써지전압 분포특성을 분석하였다. 고정자 권선의 턴 및 코일간의 전압분포를 해석하기 위하여 케이블을 포함한 유도전동기의 등가모델을 제안하고, 유한요소법을 이용하여 고주파 파라메타를 산출하였다 또한, 유도전동기, IGBT PWM 인버터 및 케이블등에 대한 전체 시스템의 EMTP 시뮬레이션을 통하여 인버터 상승시간, 케이블 길이 및 스위칭 주파수 등의 영향에 따른 전압분포를 분석하였다. 380[V], 50[HP] 유도전동기 고정자 권선을 대상으로 한 전압분포 특성실험을 통하여 인버터용 전동기 설치 및 과전압 억제용 필터 설계시의 유용한 자료를 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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