Talib, Md. Hairul Nizam;Ibrahim, Zulkifilie;Rahim, Nasrudin Abd.;Hasim, Ahmad Shukri Abu
Journal of Power Electronics
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제13권5호
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pp.806-813
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2013
This paper aims to compare the performance of three phase induction motor drives using Five Leg Inverter (FLI) and Three Leg Inverter (TLI) configurations. An Indirect Field Oriented Control (IFOC) method using a TLI is well established and incorporated for high performance speed drives in various industries. The FLI dual motor drive system on the other hand shows good workability in the independent control of two induction motor drives simultaneously. In this experiment, the IFOC method is utilized for both drive systems, and Space Vector Pulse Width Modulation (SVPWM) is used to generate pulses for both inverters. For the FLI, the Double Zero Sequence (DZS) Injection technique is used to generate the modulation signal. The complete experiment setup is done by using a DSpace 1103 controller board. The individual motor performances are analyzed using similar schemes, equipment setups and controller parameter values. The results show similar speed performance response capability between the single motor operation using a TLI system and the two motor operation using a FLI system based on the variable speed range either in forward or reverse operation. They also show similar load rejection abilities. However, the single motor with a TLI has a better power quality aspect such as ripple current and total harmonics distortion (THD).
본 논문에서는 2상 인버터용 공간전압벡터 PW 방식을 제안하였다. 제안된 2상 공간전압벡터 PWM 방식은 2상 유도전동기에 적용할 수 있다. 2상 공간전압벡터 방식을 사용하는 2상 인버터는 4개의 공간 전압벡터를 발생하나 영 전압 벡터는 만들 수 없다. 2상 인버터에서는 4개의 공간 전압벡터를 조정하여 기본 전압벡터를 실현한다. 또한, 2상 공간전압벡터방식에 의해 최적의 PWM 전압파형을 만들기 위한 대칭변조방식이 제안되었다. 제안된 2상 공간 전압벡터방식에 대한 타당성을 확인하기 위해 시뮬레이션과 실험이 실행되었다.
Multi-phase machines can be used in variable speed drives. Their applications include electric ship propulsion, 'more-electric aircraft' and traction applications, electric vehicles, and hybrid electric vehicles. Multi-phase machines enable independent control of a few numbers of machines that are connected in series in a particular manner with their supply being fed from a single voltage source inverter(VSI). The idea was first implemented for a five-phase series-connected two-motor drive system, but is now applicable to any number of phases more than or equal to five-phase. The number of series-connected machines is a function of the phase number of VSI. Theoretical and simulation studies have already been reported for number of multi-phase multi-motor drive configurations of series-connection type. Variable speed induction motor drives without mechanical speed sensors at the motor shaft have the attractions of low cost and high reliability. To replace the sensor, information concerning the rotor speed is extracted from measured stator currents and voltages at motor terminals. Open-loop estimators or closed-loop observers are used for this purpose. They differ with respect to accuracy, robustness, and sensitivity against model parameter variations. This paper analyses operation of an MRAS estimator based sensorless control of a vector controlled series-connected two-motor five-phase drive system with current control in the stationary reference frame. Results, obtained with fixed-voltage, fixed-frequency supply, and hysteresis current control are presented for various operating conditions on the basis of simulation results. The purpose of this paper is to report the first ever simulation results on a sensorless control of a five-phase two-motor series-connected drive system. The operating principle is given followed by a description of the sensorless technique.
본 논문에서는 3-레그 2상 인버터의 새로운 PWM방식을 제안하였다. 기존의 3-레그 인버터의 PWM방식은 전형적인 SVPWM 방식을 적용하여 PWM 방식이 복잡하다. 3-레그 2상 인버터를 "중성점이 있는 4-레그 인버터"의 등가회로라고 할 때 3-레그 인버터에서 형성되는 6개의 섹터는 4개의 섹터로 축소되며, 각 영역에서는 SYPWM 방식 대신 단순화된 정현파형 PWM방식을 적용할 수 있다. 각 레그의 스위치마다 스위칭 시간을 계산하는 스위칭 패턴을 제시하였다. 제안된 ,3-레그 인버터의 PWM방식에 대한 타당성을 확인하기 위해 모의 실험과 실험이 실행되었다.
In general, the parallel-connected linear induction motors(LIM) are fed by one VVVF inverter in the magnetically levitated vehicle(MAGLEV) or linear motor subway drives. The air gap length of the parallel-connected linear induction motors operating at a grade or curved sections can be different each other. The air gap difference of the two motors attached to the same module causes unequal phase currents, asymmetic thrust and attraction force generation. In this paper, parellel-connected linear induction motors are operated by one IGBT inverter under the different air gap condition so that the phase current characteristics are examined experimentally.
본 연구에서는 3상 변조된 RLL(Random Lead-Lag) PWM 보다 스위칭 소음의 스펙트럼 광역화의 관점에서 비교적 우수한 2상 변조된 RLL-PWM기법을 제안하고, 유도모터 속도제어 시스템을 제작하여 그 타당성을 확인하였다. 공간벡터 RPWM(Random PWM)의 발생은 TMS320C31 DSP에 의하고 있으며 균일한 확률 분포를 갖는 랜덤 발생 함수에 의하여 각 상의 펄스를 랜덤하게 배치하였다. 부하가 있는 상태에서 유도모터의 일정 v/f 속도 제어 성능을 3상 및 2상 중앙정렬 SVM(Space Vector Modulation), 3상 변조된 RLL-PWM 그리고 제안된 2상 변조된 RLL-PWM과 비교 검토한 결과, 일정 v/f 속도 제어의 성능은 모두 유사하였다. 그러나 제안된 방법은 전압, 전류 및 스위칭 소음 스펙트럼의 광대역화 효과의 측면에서 종전의 방법보다 우수함을 확인할 수 있었다.
In case while modulation index (M) is more than 0.7, the spectrum of motor voltage and current of a conventional two-phase SRP scheme are not reduced considerably. To solve the problems of a conventional two-phase SRP, this paper proposes a two-phase SRP(DZSRP) with double zero vector mode which zero vector is selected as V(111) in case of M $\geq$ 0.7, and zero vector is selected as V(000) if M < 0.7. For the validity of the proposed method, a 16 bit micro-controller C167 was used and the experiments were conducted with the 1.5kw induction motor under load condition. And the experimental results show that the switching noise spectrum for all the M are spread to a wide band area. Also the switching noise and conducted noise are discussed.
Nam Hyuk;Jung Tae-Uk;Kim Young-Kyoun;Jung Seung-Kyu;Hong Jung-Pyo
KIEE International Transaction on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems
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제5B권2호
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pp.162-167
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2005
This paper deals with the method of characteristic analysis of the capacitor-run single- phase induction motor having two poles (4-pole and 2-pole). This motor, which is referred to as a pole change motor in this paper, is capable of variable speed operation without inverters or drives. However, speed-torque curve can be distorted by the harmonic components contained in the magnetic flux density distribution. Therefore, the characteristics of this motor are analyzed using equivalent circuit considering harmonic components and the simulation results are compared with the experimental results.
Until recent years, most of the researches for motor drives focus on the high performance drive of the three phase induction motor, and that of the single phase induction motor(SPIM) is out of interest. The SPIM is widely used at low power level because it has the simple construction and economic advantage. In general such machine has both main winding and auxiliary winding. Conventionally, these winding are fed by only one single phase source, and the speed of the motor is not controlled. The SPIM with an auxiliary winding can be treated as an asymmetrical two phase machine. In this paper the space vector Equivalent circuit of SPIM is derived. For vector control of the SPIM the stator current must be decoupled into the flux producing component and the torque producing component. To accomplish decoupling control, the conventional method requires complex calculation and large computation time. We proposed the equivalent circuit referred to the rotor side, in this case only the stator resistances in the direct axis and the quadrature axis are different each other and the other parameters are represented to be equal. Thus the decoupling of the stator current is similar to that of the three phase induction motor. In this paper, the novel vector control system of the single phase induction motor is proposed. To verify the feasibility of this scheme, simulation and experimentation are carried out. The results prove the excellent characteristics for the dynamic response, which confirms the validity of the proposed system.
본 논문에서는 2상 유도전동기의 가변속장치인 2-레그 및 4-레그 2상 인버터의 PWM 방식을 제안하였다. 기존의 SVPWM방식을 2-레그 인버터에 적용하기가 복잡하나, 본 논문에서는 캐리어 삼각파 PWM방식으로 단순화시켰다. 4-레그 인버터의 경우 전압벡터가 16개가 되어 전형적인 공간전압벡터이론을 적용하기가 복잡하다. 따라서, 본 논문에서는 이를 대신하여 2-레그 인버터형 삼각파 PWM방식을 기본으로 하여 4-레그 인버터에 적용할 수 있는 삼각파 PWM파형으로 단순화하였다. 제안된 2상 PWM방식에 대한 타당성을 확인하기 위해 모의 실험과 실험이 실행되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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