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PEDS 2 0 0 7

ANew S w i t c h i n g Technique for D i r e c t TorqueC o n t r o l o f I n d u c t i o n Motor using F o u r - S w i t c h

Three-Phase I n v e r t e rP h a n Q u o c D z u n g * , Le Minh P h u o n g * , Pham Q u a n g V i n h * * ,Nguyen Minh H o a n g * * * , Nguyen Xuan B a c *

* F a c u l t y o f E l e c t r i c a l & E l e c t r o n i c E n g i n e e r i n g , HCMC U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , Ho C h i Minh C i t y , V i e t n a m* * S i e m e n s AG P r e s e n t a t i o n , Ho C h i Minh C i t y , V i e t n a m

* * * NARC, U l s a n U n i v e r s i t y , K o r e aA b s t r a c t - - T h i s p a p e r p r e s e n t s a new s w i t c h i n g t e c h n i q u ef o r D i r e c t T o r q u e C o n t r o l o f I n d u c t i o n M o t o r u s i n g F o u r -S w i t c h T h r e e P h a s e I n v e r t e r ( D T C - F S T P I - I M ) f o r l o wpower a p p l i c a t i o n s . The m o d i f i e d s w i t c h i n g t a b l e i n t h i sm e t h o d i s b a s e d o n t h e p r i n c i p l e o f s i m i l a r i t y b e t w e e n

FSTPI a n d S S T P I ( S i x - S w i t c h T h r e e P h a s e I n v e r t e r ) , w h e r et h e o c 4 p l a n i s d i v i d e d i n t o 6 s e c t o r s a n d t h e f o r m a t i o n o f t h ev o l t a g e s p a c e v e c t o r i s d o n e i n t h e same way a s f o r S S T P Ib y u s i n g e f f e c t i v e ( m e a n ) v e c t o r s . T h i s a p p r o a c h a l l o w su s i n g t h e w e l l - k n o w i n g e s t a b l i s h e d s w i t c h i n g t a b l e o f S S T P If o r F S T P I , i n o r d e r t o r e d u c e t o r q u e r i p p l e s i n c o m p a r i s o nw i t h t h e c o n v e nt i o na l DTC m e t h o d f o r F S T P I . T h e v a l i d i t yo f new p r o p o s e d t e c h n i q u e i s v e r i f i e d b y s i m u l a t i o n r e s u l t su s i n g M a t l a b / S i m u l i n k a n d a l s o e x p e r i m e n t a l l y b y u s i n gD S p a c e 1 1 04 C ar d .I n d e x T e r ms - - D i r ec t T o r q u e C o n t r o l , F o u r - S w i t c hT h r e e - P h a s e I n v e r t e r ( F S T P I ) , O p t i m a l S w i t c h i n g T a b l e ,P u l s e - W i d t h - M o d u l a t i o n , S i x - S w i t c h T h r e e - P h a s e I n v e r t e r

( S S T P I ) , S p a c e V e c t o r .I . I N T R O D U C T I O NR e c e n t l y , s e v e r a l s c i e n t i f i c r e s e a r c h e s h a v e b e e n d o n ef o r F o u r - S w i t c h T h r e e - P h a s e I n v e r t e r s ( F S T P I ) w i t h t h et a r g e t f o r r e d u c i n g t h e c o s t o f e l e c t r i c d r i v e s . S e v e r a li n v e r t e r s c h e m e s w i t h r e d u c e d n u m b e r o f s w i t c h e s h a v eb e e n p r o p o s e d [ 1 - 5 ] .T o o b t a i n t h e s i m p l e , e f f e c t i v e p e r f o r m a n c e s , t h e f a s tc o n t r o l o f t o r q u e a n d f l u x ; a DTC s y s t e m f o r F S T P I - I Mh a s b e e n p r o p o s e d [ 6 ] . I n t h i s p a p e r , t h e o p t i m a ls w i t c h i n g l o o k - u p t a b l e i s e s t a b l i s h e d w i t h f o u r b a s i cs p a c e v e c t o r s o f F S T P I a n d i n a c c o r d i n g w i t h f o u r m a i ns e c t o r s i n t h e o 4 x p l a n . C o m p a r i s o n w i t h DTC o fi n d u c t i o n m o t o r f e d b y c o n v e n t i o n a l S S T P I c o n f i r m t h a tF S T P I t o p o l o g y c a n b e a l t e r n a t i v e t o t h e c o n v e n t i o n a lt o p o l o g y f o r l o w p o w e r l o w c o s t i n d u c t i o n m o t o r d r i v e s .DTC m e t h o d f o r S S T P I - I M h a s b e e n i m p r o v e d i ns o m e r e s e a r c h e s [ 7 - 1 3 ] , w h i l e t h e t o r q u e a n d s p e e dr i p p l e s a r e r e d u c e d . T h e i n v e r t e r s w i t c h i n g f r e q u e n c y c a nb e i n c r e a s e d b y m i x in g h i g h - f r e q u e n c y d i t h e r s i g n a l sw i t h t h e e r r o r s i g n a l s o f t o r q u e a n d f l u x [ 7 ] . I n o r d e r t or e d u c e t h e s p e e d ( t o r q u e ) r i p p l e , t h e s p a c e v e c t o rm o d u l a t i o n ( S V M ) m o d u l a t o r h a s b e e n u s e d a s s h o w n i n[ 8 - 1 2 ] .

H o w e v e r , u p t i l l no w n o a t t e n t i o n s a r e p a i d t o a p p l yt h e s e i m p r o v e m e n t s f o r DTC m e t h o d f o r F S T P I - I M ,b e c a u s e o f t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e b a s i c s p a c e v e c t o r so f F S T P I a n d S S T P I .T h e p r o p o s e d s w i t c h i n g t e c h n i q u e f o r D T C - F S T P I - I Mi n t h i s p a p e r h a s b e e n d o n e b y u s i n g t h e new a p p r o a c hb a s e d o n t h e p r i n c i p l e o f s i m i l a r i t y b e t w e e n F S T P I a n dS S T P I , w h e r e t h e o 4 x p l a n i s d i v i d e d i n t o 6 s e c t o r s a n dt h e f o r m a t i o n o f t h e r e q u i r e d r e f e r e n c e v o l t a g e s p a c ev e c t o r i s d o n e i n t h e s a m e way a s f o r S S T P I b y u s i n ge f f e c t i v e ( m e a n ) v e c t o r s . T h i s a p p r o a c h a l l o w s t h ep o s s i b i l i t i e s i n u s i n g t h e s e w e l l - k n o w e s t a b l i s h e di m p r o v e m e n t s o f DTC t e c h n i q u e f o r S S T P I [ 1 3 ] i n t h eDTC-FSTPI-IM s y s t e m ( F i g . 1 ) .I I . VOLTAGE S P A C E - VECTOR ANALYSIS FOR F S T P I AN DTHE P R I N C I P L E OF S I M I L A R I T Y

A c c o r d i n g t o t h e s c h e m e i n F i g . 2 t h e s w i t c h i n g s t a t u si s r e p r e s e n t e d b y b i n a r y v a r i a b l e s S I t o S 4 , w h i c h a r e s e tt o " 1 " w h e n t h e s w i t c h i s c l o s e d a n d " 0 " w h e n o p e n . I na d d i t i o n t h e s w i t c h e s i n o n e i n v e r t e r b r a n c h a r ec o n t r o l l e d c o m p l e m e n t a r y ( 1 o n , 1 o f f ) , t h e r e f o r e :S1+S2= 1S 3 + S 4 =1 ( 1 )P h a s e t o common p o i n t v o l t a g e d e p e n d s o n t h e t u r n i n go f f s i g n a l f o r t h e s w i t c h :V I O = ( 2 S - 1 )- ) ; V b o = ( 2 S 3 - 1 ) -; V c o = 0 ( 2 )2 2

F i g . 1 . DTC s c h e m a f o r F S T P I - I n d u c t i o n M o t o r .

T h i s w o r k was s u p p o r t e d b y V i e t n a m e s e M i n i s t r y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ( M O S T ) .

1 - 4 2 4 4 - 0 6 4 5 - 5 / 0 7 / $ 2 0 . 0 0 2 0 0 7 IEEE 1 3 3 1

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, + d c / 2 sI 2 3W O ~ ~ ~ ~ ar n d u c t i o nb M 2 o t o r?d 2 5 2 L 2 4

F i g . 2 . P o w e r c i r c u i t o f F S T P I .C o m b i n a t i o n s o f s w i t c h i n g S 1 - S 4 r e s u l t i n 4 g e n e r a l

s p a c e v e c t o r s V - - V 4 ( F i g . 3 , T a b l e 1 ) , c o m p o n e n t s c 4 x o ft h e v o l t a g e v e c t o r s a r e g a i n e d f r o m a b c v o l t a g e s b y u s i n gC l a r k ' s t r a n s f o r m a t i o n :L V a 2 A ] [ V ] ( 3 )W h e r e V a , V b , V c : o u t p u t p h a s e v o l t a g e s o n t h e l o a d ( Yc o n n e c t i o n ) , d e f i n e d b y :V I = ( 2 V 0 o V b o )31V b = - ( 2 V b o V ) ;

1V I = - - Kv + v J O( 4 )

T o s i m u l a t e s i x n o n - z e r o v e c t o r s i n S S T P I , b e s i d e t h et w o V 1 a n d V 3 , i t c a n b e u s e d t h e e f f e c t i v e v e c t o r s V 2 3 M ,V 4 3 M , V 1 4 M a n d V 1 2 M . T h e s e v e c t o r s a r e f o r m e d a sf o l l o w s :V 3 M 1 ( V 2 + i V 3 ) = K 3 e I ;2 3V 4 3 M 2 ' ( V 4 } + F V 3 F ) = - K d e 3 ;4M2 3 ( 5 )V 1 4 M 2 ( V 1 + V ) 3 d e j f ;V 1 2 M 2 ( 1 + 1 V 2 3 ) e ;

T o s i m u l a t e z e r o v e c t o r s o f S S T P I , we u s e t h ee f f e c t i v e V o M :VOM 2 ( V 1 + V 3 ) (6)2T h e s i m i l a r i t y b e t w e e n s p a c e v e c t o r s o f F S T P I ( F i g . 4 )a nd S S T P I ( F i g . 5 ) i s p r e s e n t e d i n T a b l e 2 .

I I I . NOVEL SWITCHING T E C H N I Q U E F O R DTCT h e o b j e c t i v e o f t h e DTC i s t o m a i n t a i n t h e m o t o rt o r q u e a n d s t a t o r f l u x w i t h i n a d e f i n e d b a n d o f t o l e r a n c eb y s e l e c t i n g t h e m o s t c o n v e n i e n t v o l t a g e s p a c e v e c t o rf r o m t h e l o o k - u p t a b l e ( s w i t c h i n g t a b l e ) . I n t h e c a s e o ft h e c o n v e n t i o n a l s w i t c h i n g t a b l e o f DTC f o r F S T P I - I M ,o n e o f f o u r a c t i v e v e c t o r s i s c h o s e n ( T a b l e 3 ) [ 6 ] .

V 3 4 j 1 3

Y mr v l v i v Z- Il v i l Y _,

"v I 'V 2

V l 2F i g . 4 . V o l t a g e S p a c e - V e c t o r s f o r F S T P I o n t h e p r i n c i p l e o fs i m i l a r i t y .

F i g . 3 . V o l t a g e s p a c e v e c t o r s i n t h e p l a n o 3 ( * )T A B L E 1C O M B I N A T I O N S O F S W I T C H I NG S AN D VOLTAGE S P A C E V E C T O R SS i S 3 V=V + V j j 3

V Vdc e 30 2 V 2 6

3 3o~~~~~~~~~~~~~V 7 = V d , e J T

V 3 V 2V4/ /

X / I EVt,,V5 V.V6

F i . 5 . B s s p a c vetr i n rSSP

1 3 3 2

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TABLE 2S I M I L A R I T Y BETWEEN SPACE VECTORS OF F S T P I A N D S S T P IU s e d v o l t a g e s p a c e v e c t o r s U s e d v o l t a g e s p a c e v e c t o r s f o rf o r S S T P I F S T P IVi V 2 3 MV2 V3V3 V43 MV4 V 1 4 MV5 V iV6 V 1 2 MV O , V7 VOMTABLE 3CONVENTIONAL SWITCHING TABLE F O R DTC CONTROL METHODA N ' A T S e c t o r 1 S e c t o r 2 S e c t o r 3 S e c t o r 42 4 0 0 . 3 3 0 0 - 3 0 0 6 0 0 6 0 0 1 5 0 0 1 5 0 0 2 4 0 01 1 V2 V3 V4 V i1 - 1 Vi V2 V3 V4

O 1 V3 V4 V i V2o - 1 V4 Vl V2 V3

I n o r d e r t o r e d u c e t h e t o r q u e a n d s p e e d r i p p l e s b yu s i n g t h e p r i n c i p l e o f s i m i l a r i t y f o r v o l t a g e s p a c e v e c t o r s ,o p t i m u m s w i t c h i n g t a b l e i n t h e p r o p o s e d m e t h o d i se s t a b l i s h e d s i m i l a r l y f o r t h e S S T P I s w i t c h i n g t a b l e . T h ec 4 x p l a n i s d i v i d e d i n t o s i x s e c t o r s , a n d f o r e a c h s e c t o r ,t h e o p t i m a l s p a c e v e c t o r i s c h o s e n a c c o r d i n g l y t o t h er e q u i r e d t o r q u e a n d f l u x b y u s i n g t h e e f f e c t i v e v e c t o r s( e q u a t i o n s 5 , 6 ) . T h e s e v e c t o r s a r e s y n t h e s i z e d u s i n g t h eb a s i c s p a c e v e c t o r s w i t h t h e d u t y c y c l e o f 5 0 % 0 ( s w i t c h i n gp e r i o d i s T s ) . T h e s a m e way i s d o n e f o r e f f e c t i v e z e r os p a c e v e c t o r ( T a b l e 4 ) .T h e f l u x a n d t o r q u e c a l c u l a t i o n s r e m a i n t h e s a m e . T h es t a t o r f l u x i s e s t i m a t e d a s f o l l o w s :s a = w s a o + ( v a - s a R s ) T ( 7 )V I # = Ws0 + ( v , , - i , , R s ) T ,T h e e s t i m a t e d f l u x P a n d f l u x a n g l e s e c t o r a r ed e f i n e d a s f o l l o w s :

4 V , = J V s 2 + 2 s ; S = a r c t n V )P + V w , a r c t a n r V /T h e t o r q u e i s e s t i m a t e d b y t h e f o l l o w i n g f o r m u l a :

T = 3P( . s a i s - V s f i s a )s t a t o r v o l t a g e a n d c u r r e n t v e c t o r ss t a t o r r e s i s t a n c en u m b e r o f p o l e p a i re l e c t r o m a g n e t i c t o r q u es t a t o r f l u x v e c t o rs a m p l i n g t i m e

TABLE 4P R O P O S ED S W I T C H I N G TA B LE F OR DT C CONTRO L METHODA i V AT SECTORI m I V - V I- 3 0 0 3 0 0 g o 0 1 5 0 0 2 1 0 0 2 7 0 03 0 0 g 9 o o 1 5 0 0 2 1 0 0 2 7 0 0 3 3 0 01 1 V 3 V 4 3 M V 1 4 M V 1 V 1 2 M V 2 3 M1 V 1 2 M V 2 3 M V 3 V 4 3 M V 1 4 M V 10 V 1 3 M V 1 3 M V 1 3 M V 1 3 M V 1 3 M V 1 3 M1 1 V 4 3 M V 1 4 M V 1 V 1 2 M V 2 3 M V 31 V 1 V 1 2 M V 2 3 M V 3 V 4 3 M V 1 4 M0 V 1 3 M V 1 3 M V 1 3 M V 1 3 M V 1 3 M V 1 3 MT a b l e . 4 . P r o p o s e d s w i t c h i n g t a b l e f o r DTC m e t h o d

T h e s i m u l a t e d DTC s y s t e m d r i v e n b y F S T P I u s e s as w i t c h i n g t a b l e ( T a b l e 4 ) . T h e t o r q u e c o n t r o l l e r h a s 3l e v e l s : - 1 , 0 , 1 ; t h e f l u x c o n t r o l l e r h a s 2 l e v e l s : - 1 , 1 .T h e p a r a m e t e r s u s e d i n s i m u l a t i o n a r e g i v e n b e l o w :- V d c = 300V- T o r q u e h y s t e r e s i s b a n d = 1 0 %- F l u x h y s t e r e s i s b a n d = 1 %- R e f e r e n c e f l u x V s * = 0 . 3 W b .- R e f e r e n c e t o r q u e : T * = 5 Nm w h e n O s < t < 0 . 1s ; T * = 8 Nm w h e n 0 . 1 s < t < 0 . 2 s ; T * = 5 Nmw h e n 0 . 2 s < t < 0 . 3 s ; T * = - 1 0 Nm w h e n 0 . 3 s

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6 40 20 1

I O l- 1 16 2 06 0 36 4 A

0 0 . 05 0. 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 0. 3 0 . 3 5 0 . 4 0 . 4 5 0 . 5T i m e , [s ]a ) C o n v e n t i o n a l m e t h o d

o 0M. -

05 - - - --I - - - - -. - -I - --- --

o

0 0 . 05 0. 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 0 . 3 0 . 3 5 0 . 4 0 . 4 5 0. 'T i m e , [s ]b ) P r o p o s e d m e t h o d

F i g . 7 . T o r q u e r e s p o n s e s .

- 1 5 0 0 0 . 05 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 0. 3 0 . 3 5 0 . 4 0 . 4 5 0. 5T i m e , [ s]a ) C o n v e n t i o n a l m e t h o d

15 0

I0 -I

0 /1 05 01 1. 0 0. 5 03 0 3 0 4 0 4i ~ ~~ ~~~Imes ]bor p o emIIthIod\IF i g 8 . Ro o s p e e d s . ______\ __

a ) C o n v e n t i o n a l m e t h o dO g a I

1 16 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~6 16 2 46 3 I

6b ) P r o p o s e d m e t h o d

6 5

F i g . 9 . T r a j e c t o r i e s o f f l u x s p a c e v e c t o r .

S i m u l a t i o n r e s u l t s d e m o n s t r a t e t h e p e r f o r m a n c e o f t h ep r o p o s e d DTC f o r F S T P I - I M , w h i l e t h e g o o d r e s p o n s e so f t h e f l u x , t o r q u e , a n d s p e e d a r e o b t a i n e d ( f i g . 6 - 9 ) w i t hr e d u c e d t o r q u e r i p p l e s ( f i g . 7 ) .V . E XP E RI ME NT AL RES ULTS

T h e e x p e r i m e n t a l s e t u p i s c a r r i e d o u t b y a D S p a c e1 1 0 4 s y s t e m w i t h I / 0 c a r d f o r r e a l t i m e c o n t r o l ( S a m p l et i m e : T , = 5 e - 5 ) . An i n t e r f a c e b o a r d w a s b u i l d t o r e c e i v et h e g a t e - d r i v e s i g n a l , i s o l a t e d t h e m a n d c o n n e c t e d t o t h ef o u r s w i t c h e s w h i c h w e r e i m p l e m e n t e d u s i n g i n t e g r a t e dIGBT 6 0 A . T h e o u t p u t f r o m F S T P I w a s c o n n e c t e d t o at h r e e p h a s e i n d u c t i o n m o t o r ( F i g . 1 0 ) .T h e i n d u c t i o n m o t o r h a s t h e f o l l o w s p a r a m e t e r s :T h r e e - p h a s e , s q u i r r e l - c a g e i n d u c t i o n m o t o r 3 8 0 V , Yc o n n e c t e d , 1 / 2 H P , 1 4 2 0 r / m i n . , R , = 5 . 4 9 7 2 ( Q ) , R , =7 . 4 6 6 ( Q ) , L , = 1 . 3 0 4 0 ( H ) , L r = 1 . 3 0 4 0 ( H ) , L m= 1 . 2 2 7 8( H ) , P = 2 , J m = 0 . 0 0 0 8 ( k g m 2 ) .T h e DC l i n k v o l t a g e w a s a d j u s t e d a t I O O V , a n d t h es p l i t c a p a c i t o r s a r e r a t e d a t 6 8 0 0 g F .T h e H a l l - e f f e c t c u r r e n t s e n s o r s ( i s a , b , c ) a n d v o l t a g es e n s o r s ( V D C 1 , 2 ) , w h i c h h a v e b e e n u s e d t o r e c e i v ef e e d b a c k s i g n a l s , a r e LEM L A 5 5 - P a n d L V 2 5 - Pr e s p e c t i v e l y .T h e DTC s y s t e m d r i v e n b y F S T P I u s e s a p r o p o s e ds w i t c h i n g t a b l e ( T a b l e 4 ) . T h e c o n t r o l a l g o r i t h m i se x e c u t e d b y M a t l a b / S i m u l i n k p r o g r a m ( F i g . 1 1 ) a n d i t

1 3 3 4

u l : B1 0 U

-1 0 _

15 0 r

1 0 0 ~

.d2-d 0 e)A0Er -5 0

- 1 o o , -

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p r o v i d e s t h e d u t y c y c l e s d A o 0 1 a n d d B o n f o r g e n e r a t i n gc o n t r o l s i g n a l s . T h e p a r a m e t e r s o f t h e t o r q u e c o n t r o l l e r ,t h e f l u x c o n t r o l l e r , t o r q u e h y s t e r e s i s b a n d , f l u x h y s t e r e s i sb a n d a r e t h e s a m e a s t h e s i m u l a t e d DTC s y s t e m .R e f e r e n c e f l u x : V s * = 0 . 2 W b . R e f e r e n c e t o r q u e : T * = 5Nm i n s t a r t i n g t i m e ; T * = 2 . 5 Nm i n s t e a d y - s t a t e . L o a dt o r q u e : TL = 2 . 5 N m .T h e e x p e r i m e n t a l r e s p o n s e s i n c l u d i n g s t e a d y - s t a t e s t a t o rl i n e v o l t a g e s , s t a t o r c u r r e n t s , a n d t r a n s i e n t r e s p o n s e o fs t a t o r f l u x a r e s h o w n i n F i g . 1 2 - 1 4 c o r r e s p o n d i n g l y . F i g . 1 3 . S t a t o r c u r r e n t w a v e f o r m s f o r F S T P I .

F i g . 1 4 . R e f e r e n c e a n d e s t i m a t e d s t a t o r f l u x .F i g . 1 0 . I n t e r f a c e b e t w e e n M a t l a b / S i m u l i n k a n d D s p a c e 1 1 0 4 C a r df o r F S T P I - I M .

F i g . 1 1 . DTC C o n t r o l A l g o r i t h m u s i n g M a t l a b S i m u l i n k w i t hD S p a c e C a r d DS 1 1 0 4 .

T D S 2 0 1 2 - 9 : 1 9 4 3 4 A M 8 1 3 0 / 2 0 0 7F i g . 1 2 . S t a t o r l i n e v o l t a g e w ~ a v e f o r m s V / a c , V b c ( K 1 0 ) f o r F S T P I( F r o m O s c i l l o s c o p e T e k t r o n i x TDS 2 0 1 2 ) .

V I . C O N C L U S I O NA new s w i t c h i n g t e c h n i q u e f o r D i r e c t T o r q u e C o n t r o lo f I n d u c t i o n M o t o r u s i n g F o ur - S w i t c h T hr ee P h a s eI n v e r t e r ( D T C - F S T P I - I M ) f o r l o w p o w e r a p p l i c a t i o n s h a sb e e n p r e s e n t e d . T h e m o d i f i e d s w i t c h i n g t a b l e i n t h i sm e t h o d i s b a s e d o n t h e p r i n c i p l e o f s i m i l a r i t y b e t w e e nF S T P I a n d S S T P I ( S i x - S w i t c h T h r e e P h a s e I n v e r t e r ) ,

w h e r e t h e c 4 x p l a n i s d i v i d e d i n t o 6 s e c t o r s a n d t h ef o r m a t i o n o f t h e v o l t a g e s p a c e v e c t o r i s d o n e i n t h e s a m eway a s f o r S S T P I b y u s i n g e f f e c t i v e ( m e a n ) v e c t o r s . T h i sa p p r o a c h a l l o w s u s i n g t h e w e l l - k n o w i n g e s t a b l i s h e ds w i t c h i n g t a b l e o f S S T P I f o r F S T P I , i n o r d e r t o r e d u c et o r q u e r i p p l e s i n c o m p a r i s o n w i t h t h e c o n v e n t i o n a l DTCm e t h o d f o r F S T P I . T h e v a l i d i t y o f new p r o p o s e dt e c h n i q u e i s v e r i f i e d b y s i m u l a t i o n a n d e x p e r i m e n t a lr e s u l t s u s i n g M a t l a b / S i m u l i n k a n d D S p a c e 1 1 0 4 .S i m u l a t i o n a n d e x p e r i m e n t a l r e s u l t s d e m o n s t r a t e t h eg o o d p e r f o r m a n c e o f t h e p r o p o s e d DTC f o r F S T P I - I M ,w h i l e t h e g o o d r e s p o n s e s o f t h e f l u x , t o r q u e , a n d s p e e da r e o b t a i n e d .

R E F E R E N C E S[ 1 ] F r e d e B l a a b j e r g , , S i g u r d u r F r e y s s o n , H a n s - H e n r i k H a n s e n ,a n d S . H a n s e n "A N ew O p t i m i z e d S p a c e - V e c t o rM o d u l a t i o n S t r a t e g y f o r a C o m p o n e n t - M i n i m i z e d V o l t a g eS o u r c e I n v e r t e r " IEEE T r a n s . o n P o w e r E l e c t r o n i c s , V o l .1 2 , N o . 4 , J u l y 1 9 9 7 , p p 7 0 4 - 7 1 0[ 2 ] F . B l a a b j e r g , S . F r e y s s o n , H . H . H a n s e n , a n d S . H a r i s e r i ." C o m p a r i s o n o f a s p a c e - v e c t o r m o d u l a t i o n s t r a t e g y f o r at h r e e p h a s e s t a n d a r d a n d a c o m p o n e n t m i n i m i z e d v o l t a g es o u r c e i n v e r t e r " . I n C o n f R e c . E P E , p a g e s 1 8 0 6 - 1 8 1 3 ,S e v i l h a - S p a i n , S e p t e m b e r 1 9 9 5 .[ 3 ] M. B . R . C o r r e a , C . B . J a c o b i n a , E . R . C . Da S i l v a , a n d A .M. N . L i m a . "A G e n e r a l PWM S t r a t e g y f o r F o u r - S w i t c hT h r e e - P h a s e I n v e r t e r s " IEEE T r a n s . o n P o w e r E l e c t r o n i c s ,V o l . 2 1 , N o . 6 , N o v . 2 0 0 6 , p p 1 6 1 8 - 1 6 2 7 .

1 3 3 5

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6/6

[ 4 ] G . A . C o v i c , G . L . P e t e r s , a n d J . T . B o y s , " A n i m p r o v e ds i n g l e p h a s e t o t h r e e p h a s e c o n v e r t e r f o r l o w c o s t a c m o t o rd r i v e s , " i n P r o c . PEDS ' 9 5 , S i n g a p o r e , v o l . 1 , p p . 5 4 9 -5 5 4 .[ 5 ] G . - T . Kim a n d T . L i p o , "VSI-PWM r e c t i f i e r / i n y e r t e rs y s t e m w i t h a r e d u c e d s w i t c h c o u n t , " i n C o n f R e c . I A S ,1 9 9 5 , p p . 2 3 2 7 - 2 3 3 2 .[ 6 ] Mohamed A z a b a n d A . L . O r i l l e , " N o v e l F l ux a n d T o r q u eC o n t r o l o f IM D r i v e u s i n g F S T P I " , i n I E C O N ' 0 1 ,2 00 1 ,p ag e s 1 2 6 8 - 1 2 7 3 .[ 7 ] T . N o g u c h i , M . Y a m a m o t o , S . K o n d o , a n d I . T a k a s h i ," H i g h f r e q u e n c y s w i t c h i n g o p e r a t i o n o f PWM i n v e r t e r f o rd i r e c t t o r q u e c o n t r o l o f i n d u c t i o n m o t o r , " i n C o n f R e c .I E E E - I A S A n n u . M e e t i n g , 1 9 9 7 , p p . 7 7 5 - 7 8 0 .[ 8 ] Y . S . L a i , T . Y . S h i h n , Y . S . K u a n , a n d H . C . H u a n g , "An o v e l i n v e r t e r c o n t r o l t e c h n i q u e f o r d i r e c t t o r q u e c o n t r o ld r i v e s " ( i n C h i n e s e ) , J P o w e r E l e c t r o n . T e c h n o l . , v o l . 3 9 ,p p . 7 1 - 7 7 , 1 9 9 7 .[ 9 ] C . L a s c u , I . B o l d e a , a n d F . B l a a b j e r g , "A m o d i f i e d d i r e c tt o r q u e c o n t r o l ( D T C ) f o r i n d u c t i o n m o t o r s e n s o r l e s sd r i v e , " i n C o n f . R e c . E E E - I A S A n n u . M e e t i n g , 1 9 9 8 , p p .

1 8 8 7 - 1 8 9 4 .[ 1 0 ] Y . S . L a i a n d J . H . C h e n , "A new a p p r o a c h t o d i r e c t t o r q u ec o n t r o l o f i n d u c t i o n m o t o r d r i v e s f o r c o n s t a n t i n v e r t e rs w i t c h i n g f r e q u e n c y a n d t o r q u e r i p p l e r e d u c t i o n , " IEEET r a n s . E n e r g y C o n v e r s i o n , v o l . 1 6 , p p . 2 2 0 - 2 2 7 , S e p t .2 0 0 1 .[ 1 1 ] T . G . H a b e t l e r , F . P r o f u m o , M. P a s t o r e l l i , a n d L . M .T o l b e r t , " D i r e c t t o r q u e c o n t r o l o f i n d u c t i o n m a c h i n e su s i n g s p a c e v e c t o r m o d u l a t i o n , " IEEE T r a n s . I n dA p p l i c a t . , v o l . 2 8 , p p . 1 0 4 5 - 1 0 5 3 , S e p t . / O c t . 1 9 9 2 .[ 1 2 ] G . B u j a , D . C a s a d e i , a n d G . S e r r a , " D i r e c t s t a t o r f l u x a n dt o r q u e c o n t r o l o f a n i n d u c t i o n m o t o r : T h e o r e t i c a l a n a l y s i sa n d e x p e r i m e n t a l r e s u l t s , " i n P r o c . IEEE I E C O N ' 9 8 , v o l .1 , 1 9 9 8 , p p . T 5 0 - T 6 4 .[ 1 3 ] Y e n - S h i n L a i , Wen-Ke W a n g , a n d Y e n - C h a n g C h e n ." N o v e l s w i t c h i n g t e c h n i q u e s f o r r e d u c i n g t h e s p e e d r i p p l eo f AC D r iv e s w it h DTC" IEEE T r a n s . o n I n d E l e c t r o n i c s ,V o l . 5 1 , N o . 4 , 2 0 0 4 , p p 7 6 8 - 7 7 5 .

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