Monolithic Systems Using Standard Three-Leg Inverter Supplying Independently Two Motors

ABSTRACT

This paper presents two series-connected motor drive system topologies. These configurations have been designed for applications in which it is necessary to control two motors independently by using a standard three-leg inverter. The systems will be called in this work as a monolithic systems, since both machines and the three legs inverter have been considered as the same product. The monolithic systems are seen as a  potentially viable industrial solution for applications requiring one highpower (three-phase machine) and one low-power machine (singlephase machine). Furthermore, the paper presents: i) relevant characteristics of the systems, ii) pulse-width modulation techniques; iii) control strategies; iv) voltage and current analysis; v) unconventional induction machine design to improve the performance of the monolithic system; and vi)  simulated and experimental results.

INTRODUCTION

  In recent years a tendency of integrating the motor and its frequency converter into a single unit could be observed in a large number of papers . The integration is done to reduce electromagnetic emissions, reduce installation size and commissioning costs, etc. Another alternative for reducing the installation costs is the use of converter topologies with a minimized number of components. Then, the study of this kind of topologies is an important topic in power electronics since it may provide alternative solutions to reduce the cost of  nergy conversion process while preserving power quality . In some cases, the components reduction is obtained by connecting in parallel two elements, chosen among grid, loads or machines . In other cases, it is obtained by connecting grid and machines in series , or machines in series . On the other hand, the standard three-leg converter represents the most common commercial inverter manufactured, since it is conceived for feeding a three-phase machine in a standard ac motor drive system. Therefore, there exist some applications that employ commercial three-leg inverters with two functions. For example, fed a three-phase machine and obtain a power factor correction. The paper presents two series-connected motor drive system topologies designed for applications in which it is necessary to control two motors independently by using a standard three-leg inverter.

چکیده

این مقاله دو توپولوژی سیستم موتور درایو سری را ارائه می دهد. این تنظیمات برای برنامه های کاربردی طراحی شده اند که با استفاده از یک اینورتر سه پایه استاندارد، دو موتور را مستقل کنترل می کند. این سیستم ها در این کار به عنوان یک سیستم یکپارچه نامیده می شود، زیرا هر دو دستگاه و سه اینورتر به عنوان یک محصول در نظر گرفته شده اند. سیستم های یکپارچه به عنوان یک راه حل صنعتی بالقوه قابل قبول برای برنامه های کاربردی که نیاز به یک قدرت بزرگ (ماشین سه فاز) و یک ماشین کم قدرت (ماشین یکپارچه) را می بینند. علاوه بر این، مقاله ارائه می دهد: i) ویژگی های مربوط به سیستم، ii) تکنیک های مدولاسیون پالس عرض؛ iii) استراتژی های کنترل؛ iv) تحلیل ولتاژ و جریان؛ v) طراحی الگوریتم غیر متعارف برای بهبود عملکرد یکپارچه؛ و vi) نتایج شبیه سازی شده و تجربی است.

مقدمه

در سال های اخیر تمایل به ادغام موتور و مبدل فرکانس خود را به یک واحد واحد می تواند در تعداد زیادی از مقالات دیده می شود. یکپارچگی برای کاهش انتشار الکترومغناطیسی، کاهش اندازه نصب و هزینه راه اندازی، و غیره انجام می شود. یکی دیگر از گزینه های برای کاهش هزینه های نصب، استفاده از توپولوژی های مبدل با تعداد کم قطعات است. سپس مطالعه این نوع توپولوژیها یک موضوع مهم در الکترونیک قدرت است؛ زیرا ممکن است راه حل های جایگزین برای کاهش هزینه فرآیند تبدیل نوآوری و حفظ کیفیت قدرت ارائه دهد. در برخی موارد، کاهش اجزای سازنده با اتصال به موازات دو عنصر، انتخاب شده از شبکه، بارها و ماشین آلات به دست می آید. در موارد دیگر، آن را با اتصال شبکه و ماشین آلات به صورت سری و یا ماشین آلات به صورت سری به دست می آید. از سوی دیگر، مبدل استاندارد سه پایه نشان دهنده شایع ترین مبدل های تجاری اینورتر است، زیرا برای تغذیه دستگاه سه فازی در یک سیستم درایو استاندارد موتور در نظر گرفته شده است. بنابراین، بعضی از برنامه های کاربردی وجود دارد که به وسیله دو عملگر سه پایه تجاری قابل استفاده هستند. به عنوان مثال، یک دستگاه سه فاز تغذیه می شود و یک اصلاح ضریب توان بدست می آید. این مقاله دو توپولوژی سیستم رانندگی سری را طراحی شده برای برنامه های کاربردی که در آن دو موتور به طور مستقل با استفاده از یک اینورتر سه پایه استاندارد مورد نیاز است.

Year: 2008

Publisher : IEEE

By : Euzeli C. dos Santos Jr , Cursino B. Jacobina , Hamid A. Toliyat

File Information: English Language/ 7 Page / size: 296 KB

Download

سال : 1387

ناشر : IEEE

کاری از : Euzeli C. داوس سانتوس جونیور، Cursino B. Jacobina، حمید A. Toliyat

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 7صفحه / حجم : KB 296

لینک دانلود