Journals / Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2018 / Cilt: 24 - Sayı: 5

Asenkron motorlar için ayarlanabilir gerilim uygulamalı V/f tabanlı hız denetiminde farklı PWM tekniklerinin performans analizi

Performance analysis of different PWM techniques on V/f-based speed control with adjustable boost voltage application for induction motors

Pages
797–808
Publication Date
2022-10-18
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Bu çalışmanın bir yeniliği olarak, düşük maliyetli mikrodenetleyici için daha az hesaplama yükü olan SPWM uygulamasında karşılaşılan düşük frekansta kötü kontrol performansı, DC hat akımına göre oransal olarak değişen düzeltilmiş referans komutlarıyla birlikte uygulanan ayarlanabilir yükseltici gerilim yöntemi ile iyileştirilebileceği gösterilmiştir.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Bu makale, Asenkron Motorlarının (IM veya ASM) Volt-Hertz (V/f) tabanlı hız kontrolünü iyileştirmek için bir yöntem ve karşılaştırmalı bir çalışma sunmaktadır.
📊
Key Findings & Data:Bu amaçla, özellikle farklı yük ve hız koşullarında çalışan üç fazlı asenkron motorların V/f tabanlı hız kontrol performansı açısından sinüzoidal darbe genişlik modülasyonu (SPWM) ve uzay vektör darbe genişliği modülasyonu (SVPWM) teknikleri incelenip değerlendirilmiştir.
💡
Conclusion & Impact:Bu çalışmanın bir yeniliği olarak, düşük maliyetli mikrodenetleyici için daha az hesaplama yükü olan SPWM uygulamasında karşılaşılan düşük frekansta kötü kontrol performansı, DC hat akımına göre oransal olarak değişen düzeltilmiş referans komutlarıyla birlikte uygulanan ayarlanabilir yükseltici gerilim yöntemi ile iyileştirilebileceği gösterilmiştir.
🔬Design:Review & Systematic Survey
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Domain Parameters

Abstract

Bu makale, Asenkron Motorlarının (IM veya ASM) Volt-Hertz (V/f) tabanlı hız kontrolünü iyileştirmek için bir yöntem ve karşılaştırmalı bir çalışma sunmaktadır. Bu amaçla, özellikle farklı yük ve hız koşullarında çalışan üç fazlı asenkron motorların V/f tabanlı hız kontrol performansı açısından sinüzoidal darbe genişlik modülasyonu (SPWM) ve uzay vektör darbe genişliği modülasyonu (SVPWM) teknikleri incelenip değerlendirilmiştir. Bu bakımdan, literatürden farklı bir çalışmadır. Her iki tekniğin yukarıda belirtilen kontrol yöntemi üzerindeki kararlı ve geçici hal etkileri çeşitli örnek durumlar üzerinde analiz edilmiştir. Daha sonra, kalkış performansını artırmak için her iki PWM yönteminde de düzeltilmiş referans komut tekniğine eşlik eden ayarlanabilir yükseltici gerilim uygulaması önerilmiştir. Her iki PWM modeli için yapılan tüm araştırmalar aynı koşullar altında gerçekleştirilmiştir. SVPWM tekniği birçok durumda daha etkin sonuçlar vermesine rağmen, kontrol yöntemi üzerindeki performans açısından SPWM tabanlı uygulamalarda önerilen yöntem dikkate değer iyileştirmeler sağlamaktadır. Bu çalışmanın bir yeniliği olarak, düşük maliyetli mikrodenetleyici için daha az hesaplama yükü olan SPWM uygulamasında karşılaşılan düşük frekansta kötü kontrol performansı, DC hat akımına göre oransal olarak değişen düzeltilmiş referans komutlarıyla birlikte uygulanan ayarlanabilir yükseltici gerilim yöntemi ile iyileştirilebileceği gösterilmiştir.

Özet

This paper presents a comparative study and a method to improveVolt-Hertz (V/f) based speed control of Induction Motors (IMs). Forthis purpose, Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM) and spacevector pulse width modulation (SVPWM) techniques are investigatedand evaluated, especially from the point of their control performanceon the V/f-based control for three-phase IMs working at different loadand speed conditions. From this aspect, it is a different study from theliterature. Steady and transient effects of both techniques on the abovementioned control methods are analyzed for several case studies.Afterwards, adjustable boost voltage application with modifiedreference commands technique is proposed for both PWM methods inorder to improve start-up performance. All investigations for bothPWM models are carried out under the same conditions. AlthoughSVPWM technique gives more effective results in many cases, theproposed method provides noticeable improvements on SPWM-basedapplications from point of performance on the control method. As anovelty of this study, it is shown that, the bad performance of thecontrol method at low frequency in SPWM application, which haslower computational burden for low cost microcontroller, can beimproved by applying adjustable boost voltage along with modifiedreferences that are proportional to the DC bus current.

🔖

Cite This Article

KESLER, S. (2022). Asenkron motorlar için ayarlanabilir gerilim uygulamalı V/f tabanlı hız denetiminde farklı PWM tekniklerinin performans analizi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 24 - Sayı: 5, 797–808. https://ajindex.com/articles/587409

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (13)

  1. Krishnan R. Electric Motor Drives-Modeling Analysis and Control. 2 nd ed. NJ, USA, Prentice-Hall, 2001.
  2. Yu Z, Figoli D. “AC IM control using constant V/Hz principle and space vector PWM technique with TMS320C240-DSP digital control system applications”. Application Report, Texas Inst. Inc, Texas, USA, 1998.
  3. Suetake M, Silva INd. “Embedded DSP-based compact fuzzy system and its application for induction-motor V/f speed control”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 58(3), 750-760, 2011.
  4. Milicevic D, Katic V, Corba Z, Greconici M. “New space vector selection scheme for VSI supplied dual three- phase induction machine”. Advances in Electrical and Computer Engineering, 13(1), 59-64, 2013.
  5. Emar W, Sarhan H, Al-Issa R, Trad I, Awada M. “V/F control of squirrel cage induction motor drives without flux or torque measurement dependency”. International Journal of Robotics and Automation (IJRA), 2(2), 77-92, 2011.
  6. Santos TH, Goedtel A, da Silva SAO, Suetake M. “Scalar control of an induction motor using a neural sensorless technique”. Electric Power Systems Research, 108, 322-330, 2014.
  7. Gupta A, Mathew L, Chatterji S. “V/f-based speed controllers for an induction motor using AI techniques: A comparative analysis”. 2 nd International Conference on Software Computing for Problem Solving (SocProS), Jaipur, Rajasthan, India, 28-30 December 2012.
  8. Tsuji M, Zhao X, Zhang H, Hamasaki S. “A new simplified V/f control of induction motor for precise speed operation”. IEEE International Conference on Electrical Machines and Systems, Beijing, China, 1-6 Augustus 2011.
  9. Morsy AS, Abdelkhalik AS, Abbas A, Ahmed S, Massoud A. “Open loop V/f control of multiphase induction machine under open-circuit phase faults”. 28 th Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), Long Beach, CA, 17-21 March 2013.
  10. Chen B, Yao W, Lu Z, Lee K. “A novel stator flux oriented V/f control method in sensorless induction motor drives for accuracy improvement and oscillation suppression”. Proceedings IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), Pittsburgh, PA, 14-18 September 2014.
  11. Holtz J. “Pulse width modulation-a survey”. IEEE Transaction on Industrial Electronics, 39(5), 10-420, 1992.
  12. Akshay KR, Holtz J, Boller T. “Generalized optimal pulse width modulation of multilevel inverters for low- switching-frequency control of medium-voltage high- power industrial AC drives”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 60(10), 252-261, 2013.
  13. Wu Y, Shafi MA, Knight AM