This study proposes the mitigation method for overcurrent and oscillation motor current in an active short-circuit operation. This operation is attracting attention as the safe state of electric vehicle traction inverters. However, the active short-circuit operation generates oscillation and overcurrent of motor currents during a transient state. The proposed method uses two different safe states in PMSM, such as active short circuit and freewheeling. The active short circuit is used for safe state in a steady state. To reduce the overshoot and oscillation, a freewheeling state is injected between active short-circuit operation by comparing the motor phase current with an analytically calculated steady-state motor current. Freewheeling state is only used in a transient state. The performance is demonstrated through simulations and experimental results. The peak current of the motor was reduced from 52 A to 40 A, and oscillation time was reduced.
This paper propose a improved speed control system for five-phase squirrel-cage induction motor(IM) considering effects of 3rd. harmonic current components with field oriented control(FOC) A five-phase IM drives present unique characteristics due to the additional degrees of freedom and also drives possess many others advantage compared with the traditional three-phase motor drive system, such as reducing a amplitude of torque pulsation at low frequency and increasing the reliability. In order to maximize the torque per ampere, the proposed motor has concentrated windings. The produced back-electromotive force is almost trapezoidal, and the motor is supplied with the combined sinusoidal plus third harmonic of currents. There is necessary to controlled 3rd harmonic current. For presenting the superior performance of the proposed the speed control system, experimental results are presented using a 32-bit fixed point TMS320F2812 DSP with 1.5[KW] induction motor.
운전 중인 유도전동기에 고장이 발생하면, 구동장치 등 전체 시스템에 2차적인 고장을 유발 시킬 수 있다. 이 경우 구동시스템의 신뢰도와 안전성이 저하되고, 경제적인 손실을 초래할 뿐만 아니라, 인명 피해의 위험 등 많은 문제가 발생할 수 있다. 따라서 유도전동기의 고장징후를 조기 감지하여 전체 시스템 고장을 방지할 수 있도록 하는 유도전동기 고장진단 방법이 필요하다. 본 논문은 유도전동기에서 고정자권선의 부분 단락과 회전자 바의 균열이 발생하는 경우, 인버터 입력전류를 분석하여 고장징후를 조기 감지하는 유도전동기 고장진단 방법을 제안한다. 제안한 고장진단 방법은 고정자 전류 3개를 모두 센싱해야 하는 기존 고장진단 방법과 달리, 인버터 입력전류 센서 한 개만으로 유도전동기 고장진단이 가능하다. 또한, 정상전류 주파수성분과 고장전류 주파수성분이 서로 분리되어 나타나는 인버터 입력전류 특성을 통해 기존 고장진단 방법보다 비교적 쉽고 확실한 고장진단이 가능하다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 유도전동기 고장진단 방법의 우수성과 유효성을 확인한다.
Theoretical IPMSM control technique is complicated, and reliability is low because of the changing parameters. Further, in case of general look-up table designing method which obtains torque characteristics (according to current and speed) or torque characteristics (according to magnetic flux through the entire control region), obtaining a precise result can be difficult and has the disadvantage taking too much time to establish a current look-up table. In this paper, the new auto maximum torque point tracking (MTPT) algorithm that automatically finds the optimum stator d - q axis electric current reference through the entire speed region is devised; consequently, it could establish a 3D look-up table with torque characteristics according to current and speed. In case of using the devised auto MTPT algorithm, the result value detailed was obtained in comparison with the generalized look-up design technique, and checked to reduce the current look-up table establishment time.
Induction motors are used widely in driving load of a fluid, such as a pump or a fan in the industry. Induction motor has been generated the voltage drop by the occurrence of a high current during startup. In addition, high start-up current can act as a mechanical stress on the shaft of the motor. So there is need a way to reduce the starting current. Soft start method is one of the many ways to reduce the starting current. This method uses silicon-controlled rectifiers(SCRs) for varying value of the voltage applied to the motor. There is a case for fixing or changing the thyristor firing angle to adjust the magnitude of the voltage. Starting power factor of induction motor is very low compared to the normal operation. Soft starting with the firing angle fixed needs to be considered a low power factor at startup. In this study, we compared the direct start characteristics and soft start characteristics considering the low power factor at the time of start-up. It was possible to confirm that the starting current and the voltage drop is present differently according to the firing angle.
Kim, Nam-Hun;Baik, Won-Sik;Kim, Min-Huei;Choi, Chang-Ho
Journal of Power Electronics
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제9권2호
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pp.224-231
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2009
The induction motor rotor fault diagnosis system using current signals, which are measured using an axis-transformation method, is presented in this paper. In inverter-fed motor drives, unlike line-driven motor drives, the stator currents are rich in harmonics; therefore fault diagnosis using stator current is not trivial. The current signals for rotor fault diagnosis need precise and high resolution information, which means the diagnosis system demands additional hardware such as a low pass filter, high resolution ADC, and encoder, etc. The proposed axis-transformation method with encoder and without encoder is expected to contribute to a low cost fault diagnosis system in inverter-fed motor drives without the need for any additional hardware. In order to confirm the validity of the developed algorithms, various experiments for rotor faults are tested and the line current spectrum of each faulty situation using Park transformation is compared with the results obtained from fast Fourier transforms.
Detection and diagnosis of incipient bearing fault in an induction motor is important for the prevention of serious motor failure. This paper presents an analysis of the effect of a faulty bearing on the stator current of an induction motor. A bearing fault leads to torque oscillations which result in phase modulation of the stator current. Since the torque oscillations cause specific frequency components at the stator current spectrum to rise sharply, the bearing fault can be detected by checking out the faultrelated frequency. In this paper, a mathematical model of the load torque oscillation caused by a bearing fault is presented. The proposed model can be used to analyze the physical phenomenon of a bearing fault in an induction motor. In order to represent the bearing fault effect, the proposed model is combined with an existing model of vector-controlled induction motors. A set of simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed model and represent that bearing fault detection using a stator current is useful for vector-controlled induction motors.
Induction motors have wide applicability in many fields, both in industrial sectors and households, for their advantages of a high efficiency and robust structure. The introduction of power-source-containing harmonics into the induction motor winding lowers its efficiency and increases its temperature, greatly affecting its operation characteristics. In this study, we performed an electromagnetic field analysis using the time-difference finite-element method with the purpose of analyzing the steady-state current characteristics of an induction motor. Additionally, we calculated the steady-state current with a method combining an electromagnetic field equation and a circuit equation. In the electromagnetic field analysis, the nonlinearity was taken into account using the Newton-Raphson method, and a backward time-difference method was employed for the time derivative term. Then, we compared the steady-state current of the induction motor obtained by calculation with the experimentally measured values, thus validating the proposed algorithm. Furthermore, we analyzed the impacts of the shape and material of the rotor conductor bar of the induction motor on the steady-state current of the main winding.
시트는 운전 중에 운전자와 승차자의 편의를 제공하도록 요구된다. 최근 수동으로 동작하는 시트가 모터를 이용하여 자동으로 동작하는 전동 시트로 변화되고 있다. 시트에 모터를 적용함에 따라 과전류에 의해 발생하는 반전충격음, 진동 및 소음과 같은 문제가 발생하고 있다. 시트 모터의 제어를 통해 문제를 해결하려는 연구가 시도 되고 있다. 본 연구에서는 전동 시트에 사용되는 DC 모터에 흐르는 전류가 소프트 스타트와 소프트 스톱 형태를 갖도록 입력 전압의 형상을 결정하는 4개의 제어변수를 제어하는 기술 제안하였다. 전동 시트의 모델링을 통해 입력 전압에 대한 코일에 흐르는 전류의 관계식을 유도하고, 제어변수에 따른 시뮬레이션을 통해 소프트 스타트와 소프트 스톱 형태를 갖는 최적의 전류 형상의 구현이 가능함을 확인하였다.
In this paper, design of current and speed controller for DC motor drive system using Embedded Target for TI C2000DSP in Matlab/Simulink is introduced. Current and speed controller is designed and implemented using program simply and easily, and speed control response of DC motor can be advanced. Current and speed control of DC motor is carried in eZdsp F2812 control board using Embeded Target for TI C2000DSP in Matlab/Simulink. Speed feedback is processed through A/D converter using tacho generator as speed sensor, and current feedback is processed through A/D converter using hall sensor as current sensor. Controller is designed to PI current controller and PI speed controller. Current and speed response is verified through simulations and experiments.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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