A single-phase power factor corrected converter for switched reluctance motor driving is presented to achieve sinusoidal, near unity power factor input currents. Because it combines a power factor corrected converter and a conventional asymmetric SRM driver into one power stage, the configuration has a simple structure resulted in low cost. A prototype to drive 6/6 poles SRM employing a parking magnet is designed to evaluate the proposed topology. The characteristics and operational mode will be discussed in depth, and the validity of proposed driver will be verified through the experimental results.
The switched reluctance motor(SRM) drive system provides a good adjustable speed and torque characteristics. However, because of the torque production mechanism, it also has some disadvantage such as higher torque ripple and fluctuation in speed. To reduce torque ripple and to control speed precisely, digital signal processor(DSP) is adopted. The DSP TMS320F241 is used to be realized this drive system. Test results show that the suggested control system has the ability of dynamic and precise speed control.
The switched reluctance motor(SRM) drive system provides a good adjustable speed and torque characteristics. SRM has the possibility of maintaining full power over a wide speed range. So, many attempts are being done from home appliances to industrial machinery and tools. Especially, a traction drive of an SRM is one of a good application for it's DC-series characteristic. However, because of the switching mechanism, it has some disadvantage of noise and vibration. It is difficult to adopt to an appliance demanding silency. A noise simulation of 6/4 and 12/8 SRM was done in order to compare each other, and the design was done carefully.
Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM) produces two kind of torque that Magnetic and Reluctance torque. The permanent magnet linkage flux $\Psi_a$ and d-axis and q-axis inductances have an important influence on the torque characteristic of IPMSM. Thus their accurate prediction is essential for predicting performance aspect such as the torque and flux-weakening capabilities. In this paper, $L_d,\;L_q$ is calculated by LC resonance method with FEM. The results are validated by comparison the $L_d,\;L_q$ calculated by another method.
본 연구에서는 SRM의 설계 단계에서 일반적으로 얻을 수 있는 자속 쇄교-전류 곡선으로부터 SRM의 토크-속도 특성 곡선을 예측하는 방법을 제시한다. B-스플라인 함수를 이용하여 SRM에 가해질 수 있는 상전류 파형을 모두 모델링하고 각각의 회전자의 속도에서 최대의 토크를 낼 수 있는 전류 파형을 구한다. 제안된 방법은 상전류 제어뿐만 아니라 스위칭 각도 제어까지 고려한 모든 상전류 파형을 표현할 수 있기 때문에 SRM이 최적으로 동작하는 상황에서의 토크-속도 특성임을 보장할 수 있다. 제안된 방법은 SRM의 설계 단계에서 별도의 제어기 설계 없이 간단히 성능을 평가할 수 있는 방법이다.
This paper is proposed the modeling and computational methods for estimating the steady and dynamic characteristics of a transverse flux type SRM. To obtain characteristics parameters of the transverse flux type SRM which is considered the magnetic non-linearity phenomena. the magnetic equivalent parameters of SRM are computed by the finite element method as functions of the input current and angular displacement. Dynamic characteristics of the designed transverse flux type SRM is simulated and estimated by Matlab/simlunk.
본 논문에서는 SRM운전에서 맥동토오크와 부하토오크의 변화로 인한 속도변경을 줄이기 위해 동적 도통각 제어 원리를 이용한 PLL(Phase Locked Loop) 속도제어 방식을 채택하였다. SRM은 많은 장점을 가지고 있으나 토오크리플에 따른 속도변동으로 정밀한 속도제어에 어려움이 있다. SRM 구동 시스템에 PLL을 적용한 결과 전동기는 강인한 정속도 운전을 할 수 있으며, 또한 운전속도에 따라 선행각을 조정함으로서 고효율 구동을 할 수 있었다. 구성된 시스템은 운전속도와 부하의 변화에 따라 선행각이 증가함으로써 뛰어난 동적 속도제어 특성을 갖고 있으며, 인버터 인가전압을 제어하는 선행각을 조정함으로서 일정부하 영역에서 높은 효율특성을 가진다. SRM 구동 시스템의 PLL 속도제어와 고효율 구동을 위한 도통각제어를 위해 TMS320F240 DSP를 사용함으로서 디지털 제어기의 유연성과 소형화를 꾀하였다.
In this paper the comparison of conventional PI control and nonlinear sliding mode control is presented for Switched Reluctance Motor(SRM). SRM drives require a nonlinear controller for high dynamic Performance but the high nonlinearity makes a poor performance in conventional PI control. However SRMs with sliding mode control achieve a robust performance for speed control. In this paper nonlinear sliding mode controller is suggested for high performance speed. State equation and modeling are proposed. And we present the speed comparison of PI control and SLMC.
The low cost, ruggedness, and reliability of switched reluctance motor(SRM) drive makes them potentially suitable for many industrial applications. But the generation of a high-level torque ripple and the acoustic noise restricts the practical application range. This paper analyzes the torque characteristic of SRM according to rotor pole arc and the effect of turn-on and turn-off angles to reduce the torque ripple. The simulation result shows the different torque characteristic of each cases.
스위치드 릴럭턴스 모터의 연구에서 센서리스 구동방법이나 이와 유사한 구동 방법은 스위치드 릴럭턴스 모터의 상품화 및 상용화에 있어서 소음 문제와 함께 반드시 해결해야 할 문제이다. 그러나 센서리스 구동 방법들은 초기 구동에 있어서 강제정렬 방법을 사용한 것이 일반적인데, 이것은 모터의 사용에 있어서 제한성을 가져다 준다. 본 논문에서는 탐색 코일을 이용한 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동법과 함께 강제 정렬의 방법을 사용하지 않고 초기 기동문제를 해결하는 방법을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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