I ndo ne s i a n J o ur na l  o f  E l e c t r i c a l  E ng i ne e r i ng  a nd C o m p u t e r  Sc i e nc e   V o l.   11 ,  N o.   1 J ul y   201 8 , p p 386~ 3 99   I SSN :   2502 - 4752 D O I :  10. 11 591/ i j eecs . v 11. i 1 .p p 386 - 3 99          386       Jou r n al  h om e p age h ttp : //ia e s c or e . c om / j our nal s / i nde x . php/ i j e e c s   A No v el M - SE P I C DC - DC  Co nv er t er  f o r B L DC  P u m ping   Sy s t e m  w it h Act i v e P F C  us ing  A N F I S Co nt ro ller       K s h at r i ya V a m s h i  K r i s h n V ar m a 1 ,  A .  R a mk u ma r 2   1 D ep ar t m en t  o f  E E E ,  K al as al i n g am  U n i v er s i t y ,  K r i s h n ak o i l ,  T am i l   n ad u ,  I n d i a.   1 D e pa r t m e nt  of  E E E ,  G .   P ul l a  R e ddy  E ng i ne e r i ng  C ol l e g e  ( A ut ono m ous ) ,   K ur no ol ,  A nd hr a   P r a de s h ,  I ndi a .   2 D ep ar t m en t  o f  E E E ,  K al as al i n g am  U n i v er s i t y ,  K r i s h n ak o i l ,  T am i l   n ad u ,  I n d i a.       A rt i cl e I n f o     AB S T RAC T   A r tic le  h is to r y :   R ecei v ed   De c   11 ,  201 7   Re v i se d   J an   09 ,  2 01 8   A ccep t ed   Ap r   15 ,  20 1 8     An  e x i g e nt  c ons um e r  r e l a t e d c onc e r ns  c onf r ont e d due  t o ut i l i z a t i on of   m as s i v e f r o n t - e nd A C - D C re c t i fi e r i n  a  g ri d - tie d  B L D C  p u m p in g  s y s te m .   H a r m oni c  di s t or t i ons  a r e  a c qui r e d,  w hi c h pr om pt s  t he  di s r u pt i o n  of  pow e r   q u a lity  a t u tility  g r id  s y s te m  d u e  to  A C - D C  c onv er s i o n .  S ev er al  f a ct o r s  f o r   e nha nc i ng  p ow e r - q u al i t y   co n cer n s  ar a m el i o r at e t h e g r i d  p o w er - f a c t or  a l ong   w i t h r e duc t i on of  ha r m oni c  di s t or t i o ns ,  t i g ht e ne d r e g ul a t i o n of   D C  out pu t   v o lta g e .  I n  th is  w a y ,  th e  D C - D C  boos t  c o nv e r t e r  pl a y s  a  uni q ue  r ol e ;   o p er at ed   i n  C o nt i n uo us  C o n duc t i on M ode .  B a s e on s u m m a r i z i ng  ad v an t ag es  &  d i s ad v an t ag es  o f  cl as s i cal  D C - D C  co n v er t er s ,  a s i n g l e s w i t ch   h i gh  vo l t a ge  ga i n  M - S E P IC D C - D C  co n v er t er  i s   m o r e s u g g es t i v e  f o r   w at er   pum pi ng  s y s t e m  due  t o non - e x i s t e nc e  of  c oupl e d i nd uc t or s ,  l ow  s w i t c hi ng  l os s ,  l ow  di / dt  s t r e s s ,  hi g h e f f i c i e nc y ,  c om pa c t  s t r uc t ur e ,  l ow  c os t ,  e t c .  T hi s   w or k  pr opos e s  t he  nov e l  M - S E P IC D C - D C  co n v er t er  f ed  b r u s h l es s - DC   m ot or  dr i v e  i s  c ont r o l l e d by  v ol t a g e  s our c e  i nv e r t e r  a nd pow e r e d by  s i ng l e - pha s e  g r i d s y s t e m   w i t i m pr ov e d pow e r - q u al i t y  f eat u r es .   M o r eo v er ,   A d ap t i v e N eu r o - F u zzy  I n f er en ce  S y s t e m  i s  r eco m m en d ed  f o r   p r ed i ct i o n   o f   opt i m a l  s w i t c hi ng  s t a t e s  t o a m pl i f y  t he  B L D C   m ot or  s pe e d a nd t o r que - r ip p le   d ep r eci at i o n .  T h e ef f ect i v en es s  o f  t h e p r o p o s ed  s ch em e i s  v al i d at ed   un de r   c ons t a nt  s pe e d s i t ua t i ons   by  r e a l - tim e  o p e r a tin g  c o n d itio n s   w h ic h  a r e   e v a lu a te d  b y  M a tla b  /S i m u lin k  to o l; a n d  s im u la tio n  r e s u lts  a r e  c o n f e r r e d  w ith   at t r act i v e co m p ar i s o n s .   Ke y wo rd s :   A N F I S  C o n tr o lle r ,     B L D C  M ot or ,     M - S E P IC  C o n v e rt e r,     P o w er  F act o r  C o r r e c tio n ,     P ow e r  Q u a l i t y  I m pr ov e m e nt ,     P um pi ng  S y s t e m .   C opy r i g ht   ©  201 8   I ns t i t ut e  o f  A d v anc e d E ngi ne e r i ng  an Sc i e nc e   A l l  ri g h t s re se rv e d .   Co rre sp o n d i n g  Au t h o r :   K s ha t r i ya  V a m s hi  K r i s h na  V a r m a   D ep ar t m en t  o f  E E E ,  K al as al i n g am  U n i v er s i t y ,     Kr i sh n a k oi l ,  T a m i l  na du,  I ndi a .   E m a il:  v a r m a k 418@ gm a i l . c o m       1 IN TR O D U C TIO N   D i s pe ns i ng   t h e  c l e a w a t e r   a s  s u r pl us  qu a n t i t y ,   s us t a i n a bl e  de v e l op m e nt  a n d s e c u r i ng  t h e   g ood  he a l t h a r e  t he  p r i m e   i s s ue s   f o r  f a r m e r s  i n i r r i ga t i o s ys t e m ,   ho us e - h o l d  an d  co m m e r ci al  ap p l ic a tio n s .   A b u n d a n t   w at er   r es o u r ce  i s   t h m aj o r   r eq u i r em e n t   o f   f ar m er s   i n   i r r i g at i o n   s y s t e m   w h i ch   i s   es t ab l i s h ed   b y   m a s s i ve  p u m p i ng  s ys t e m .  S e ve r a l  c ha l l e nge s  c o m e - u p   w it h  a  s i m p le ,  e f f ic ie n t,  lo w - co s t  an d  r el i ab l w a y s   i n f l u e n ci n g  t h e p r es en t  r es ear ch   m et h odol og i e s  t o w a r ds  t h e  u t i l i t y  g r i f e w a t e r  pum pi ng  s y s t e m  b y   u s i ng  e le c tr ic - d r i v e  t ech n o l o g y .   T h e p o w er  el ect r o n i c t ec h n o l o g y  i s   g e n er al l y  u s ed   f o r  p o w er i n g  t h e el ec t r i c d r i v e   f r o m  a   A C  s in g le - p ha s e  s o ur c e  f r o m  t he   ut i l i t y gr i d  b ut i l i z i ng  t he   f r o nt - en d D i ode - B r i d g R ect i f i er  ( D B R )   acco m p ai n ed  b y  cap aci t o r  f i l t er .   T h e D B R  acco m p ai n ed  f i l t er  u n i t  p r o v o k e s  s i g n i f i ca n t  d et er i o t i o n  o f  p o w er   q u a lit y  f e a tu r e s  a n d   v io la te s  th e  I E C - 61000 - 3 - 2 s t a n da r ds  [ 1] .  M or e ov e r ,  dom i n a n t s  t h e   m or e   h a r m o n i c   c u r r e n t d is to r tio n s  at   A C   s o u r ce  w i t h  a h i g h  cr es t  f ac t o r ,  ex t r e m e l o w  p o w er - f act o r ,  t h e A C   m ai n s  cu r r en t   w a ve f o r m  i s   no n - s i nus oi da l ,   h i gh pe a ky  a n d di s t or t e d c o m pon e n t  [ 2] ,  [ 3] .  D u e  t o t h e s e   c on c e r n s ,  e nh a n c e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nd o ne s i a n J  E l e c  E ng  &  C o m p  S c i     I SSN :   2502 - 4752       A  N o vel  M - S E P IC  D C - D C Co nv e r t e r  f or  B L D C  P um pi ng Sy s t e m  …   ( K s hat r i y a V am s hi  K r i s hna V ar m a )   387   p o we r - qu a l i t y  ba s e d dr i v e - t e c h n ol o gy   i s  i m pe r a t i v e l y  be i ng pr o p o s ed ,  w h i c h  ar e p r es u m e d  t o  ex t r act  a p u r e   s in u s o id a l c u r r e n w it h  a  in c r e d ib le  u n it y  p o w e r - f a c t o r [4 ].     T o  ach i ev e a p er cei v ab l e e n h a n ce m e n t s  i n  p o w er - qu a l i t y ,  pow e r - f ac t o r  co r r ect i o n  ( P F C )  d ev i ces  ar r e c r u ite d  a n d  p la c e d  a t  t h e   u tilit y   g r id  s y s te m  o r  c o m m o n u t i l i t y  poi n t  [ 5] ,  [ 6] .  P ow e r  F a c t or  C or r e c t i on  ( P F C )  d ev i ces  ar e ab l e  t o  acq u i r e l o w  T H D  co n t e n t  i n  s o u r ce cu r r en t ,   u n i t y  P F ,  r el i ab l o p er at i o n ,  i n cr ed i b l e   e f f i c i e nc y,  s t i f f y  r e gu l a t i o n o f  D C  o u t p ut  vo l t a ge  [ 7 ] .  S e v e r a l  P F C  t e c hni q ue s   ha ve  b e e n i nt r odu c e d a n cl as s i f i ed  as  t w o  v ar i a n t s   s u c h  as ,  p as s i v e a n d  act i v e t ec h n i q u es .  P as s i v e P F C  t ech n i q u e co n s i s t ed  o f  p as s i v e   el e m e n t s  l i k e cap aci t o r  an d  i n d u ct o r   w h i c h  ar e i n t er f aced  as  i n p u t   f i l t er   t o   m i n i m i ze   t h s o u r ce c u r r en t   h a r m o n ic s ,  it i s  n o t s ig n i f ic a nt  r e l a t i ve l y  b ul k y   s i z e ,  d o e s n’ t  ha nd l e  t he  d yna m i c   s i t ua t i o ns .   A n e f f i c i e nt   act i v e P F C   m et h o d o l o g y  i s  co m p r i s ed  o f  p as s i v e co m p o n en t s  a n d  s w i t c h e s ,  u t i l i zes  a D B R  acco m p ai n ed  b y   DC - D C  c o nve r t e r s .  B y r e g ul a t i n g t he  D C - D C  co n v er t er ,  t h e A C  s o u r ce cu r r en t   i s  s up e r - i n te n d  to   f o llo w  th e   s ou r c e  v ol t a g e  t o c on s t i t u t e a s  u n i t y  po w e r  f a c t or .   T h e  g e n e r a l  bl oc k  di a g r a m  of  pr opos e d pu m pi ng  s y s t e m   is  d e p ic te d  in   F i g ur e  1   F o r  h i g h  an d   m ed i u m  p o w er  r an g e s ,  b o o s t  co n v er t er  i s   m o r e  s u i t ab l e b ecu a s e o f  l o w  E M I  an d   r eq u i r e s  l o w   f i l t e r i n g r e q ui r e m e n t  d ue  t o  c o nt i no u s  l i ne  c u r r e nt .  T he  e ne r g y  c o m i ng  f r o m  t he  ut i l i t y gr i d  i s   in te g r a te d  to  p u m p in g   s y s te m  b y   u tiliz i n g  p o w e r - c on di t i ong  a ppa r a t u s  [ 8] ,   w h i c h  pl a y s   a  k e y  r ol e  c ons i s t e d   o f D C - D C  co n v er t er  an d  t h r e e p h as e V o l t ag e S o u r ce I n v er t er  ( V S I )  w i t h  at t r act i v e co n t r o l  s ch e m e s .  S ev er al   hi g h  vo l t a ge   ga i n D C - D C  co n v er t er s  ar e r ev i e w ed ,  cl as s i c al  D C - D C  co n v er t er s  ar e r eg u l ar  b o o s t  co n v er t er   [9 ],  b u c k - boos t  c onv e r t e r  [ 10] ,  s w i t c h e d c a pa c i t or  t y pe  [ 11] , [ 12] ,  C u k  c onv e r t e r  [ 13] ,  S E P IC  c o n v e rt e r [1 4 ]   e t c .   T he  S E P I C  c o nve r t e r  p l a ys  a  s i gni f i c a nt  r o l e  i w a t e r  p u m p i ng s ys t e m  d ue  t o   w i d e  r a nge  o f  o ut p ut  ga i n   in  b o th  s te p - d o w n /s te p  u p  c o n v e r s io n  a s   w e ll a s  it s u f f e r s  f r o m  h i g h  d v /d t a n d  d i/d t s tr e s s ,   w h ic h  i n c r e a s e s   t he  l o s s  a nd   m i ni m i z e   ef f i ci e n c y .  T h es e d i s ad v an t a g es  ar e o v er co m e b y   m o d i f i ed  S E P I C  t o p o l o g y   n a m ed  as   M - S E P I C   co n v er t er  b y  acco m p l i s h i n g   s u p p l e m e n t  cap aci t o r  an d   d i o d e ap p ar at u s  [ 1 5 ] - [1 8 ].   T h e   m e ri t s   o pr op os e d M - S E P I C  c o n v e r te r  is  h ig h  v o lta g e   g a in ,  lo w   E M I  lo s s ,  lo w  d v /d t a n d  d i/d t s tr e s s ,  in c r e d ib le   ef f i ci en c y ,  r el i ab l e o p er at i o n ,  co m p act   s i ze,  l o w  co s t ,  et c.           F i g ur e   1.  G e n e r a l  B l oc k  D i a g r a m  of  P r opos e P um pi ng  S y s t e m       C o m i n g  to   s e le c tio n  o f  e le c tr ic   m o to r  i n  d r iv e  te c h n o lo g y ,  D C   m o to r s  h a v e  s e v e r a l d is a d v a n ta g e s   lik e   m o r m ai n t e n an ce d u e t o  co m m u t at o r  an d  b r u s h e s ,  s p ar k  g e n er at i o n ,  h i g h  i n er t i a,  et c.   T h e r el at ed  i s s u es   w i t h D C   m o t o r  i s  d i s c a r d e d  b y  e m p l o yi n g i nd uc t i o m o t o r ,  b ut  i t  ha ve  l o w  e f f i c i e nc y,  i nd uc e  t he  o ve r - he a t i ng  u nd e r  ve r y - lo w  v o lta g e  c o n d itio n s .  B r u s h le s s  D C   ( B L D C )   m ot or  i s   m or e  popu l a r  o w i ng  t o s u pe r b   m er i t s  an d  d es i r ab l e o p er at i o n al   f eat u r es   f o r  p u m p i n g  ap p l i cat i o n  [ 1 9 ] .  T h e i m p er at i v m er i t s  o f  B L D C   m o t o r  o v er  f o r m al  ar m o r e r u g g ed n e s s ,  i n cr ed i b l e ef f i ci e n c y ,  r el i ab l e o p er at i o n ,  l o w   E MI  co m p at i b i l i t y ,   hi g h t o r q ue - w ei g h t  r at i o ,  l o w   m ai n t en a n ce,  s i m p l e co n t r o l  o b j ect i v e,  g en er al l y   w o r k i n g   u n d er  l o w   v o l t ag e s  as   w el l  a s  o u t s t an d i n g  p er f o r m an ce u n d er   w i d e s p eed  r an g es  [ 2 0 ] - [2 2 ].     I n  t hi s  pa pe r ,  a  D B R   f ol l o w e d h i gh - vo l t a ge  ga i n s i n gl e  s w i t c M - S E P IC  D C - D C c o n v er t er  f ed   B L D C  dr i v e  i s  pr opos e d by  e m p l o y i n A da pt i v e  N e u r o - F u zz y  I n f er e n ce S y s t e m  ( A N F I S ) .  T h e cr ed ab i l i t y  o f   A N F I S  c o n tr o lle r  is   m a i n l y  c o n s ti tu te d   f o r  s y m b o lic  p a t h  a lo n g   w it h  c o m p e te n c e   k n o w le d g e  f o r  d iv i n a tio n  o f   o p tim u m   s w itc h i n g  s ta te s  to   V S I .  T h e  v i t a l  r e s ol ut i on  o f   A N F I S  c ont r ol l e r  of f e r s  r e gu l a t e d s pe e d r e s pon s e s   und e r  s ud d e n d e vi a t i o ns ,  d i m i ni s hi ng t he  t o r q ue  r i p p l e s  o ve r  t he  c l a s s i c a l  P I ,  F uz z y  c o nt r o l  s c he m e s .  F i na l l y,   t h e  v i g or ou s  r e c ogn i t i o n  of  pr opos e d pu m pi n g  a ppl i c a t i on   u n de r  v a r i ous  P I   a n d  in te lli g e n t c o n tr o l s c h e m e s   ar e v al i d at ed   u n d er  r eal - t i m e   w or k i ng  c o n di t i on s   w i t h i m pr ov e d po w e r - q u al i t y  f eat u r es  w h i ch   ar e m a n i f es t ed   t h r o u g h  M at l ab / S i m u l i n k  t o o l  an d  r es u l t s  ar e co n f er r ed .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                       I SSN :   25 02 - 4752   I nd o ne s i a n J  E l e c  E ng  &  C o m p  S c i ,   V o l.   11 , N o .   1 J u l y  2018   :   3 86     399   388   2 .  P R O P O SE D  SY ST E M   T h e  pr o pos e d D B R  f ol l o w e d h i gh - vo l t a ge   ga i n s i n gl e - s w itc h  M - S E P IC  D C - D C  co n v er t er   f ed   B L D C  dr i v e   f or   w a t e r  pum pi n g s y s t e m  i s  de pi c t e d i F i g ur e   2 .  F r o m  l e f t   t o r i gh t  pos i t i on ,  t h e  pr opos e d   c on f i gu r a t i on  c ons i s t i ng  of   s i n gl e  ph a s e   A C   s u ppl y   f r o m  u t i l i t y   g r i d,  B D R  f ol l o w e M - S E P IC  D C - D co n v er t er ,  V S I   f e d  B L D C  d r iv e  s y s te m   w ith  a s y m m e tr ic   c o n tr o l o b j e c tiv e .  A s y m m e tr i c  c o n tr o l o b j e c tiv e   ha ve  d ua l   m u l t i - l oop t e c h n i q ue s ,  s u c h  a s   A N F I S  c on t r ol  s c h e m e  a n m e a n  c u r r e n t  c on t r ol  m e t h odol ogy   f or   g e n e r a tio n  o f  s w i tc h i n g  s ta te s  to  M - S E P IC  c o n v e rt e r.  T h e   p ro p os e d c on v e r t e r  i s   w or k i ng  un de r  C on t i n ous   C o nd uc t i o n M o d e  ( C C M )  a nd  D i s c o nt i no us  C o nd uc t i o M o d e  ( D C M )  b ut ,  s w i t c h s t r e s s  a nd  s w i t c hi n g   d ev i ces  ar v er y  l o w   i n   C C M   o n l y .  T h e i m p o r t an ce o f  M - S E P I C  c o nve r t e r  t r a n s f o r m s  t he  e ne r g f r o m   ut i l i t A C  g r id  to  B L D C   m ot or  dr i v e  v i a  V S I  t opol ogy   w i t h  r e s pe c t  t m i ni m i z e  t h e  obs t a c l e s  c om i n g   f r o m  t h e   A C - D C  c onv e r s i o n   w hi l e  us i n D B R  f ol l o w e d b y   f i l t e r   un i t s .  T h e  de s i gn ,  a n a l y s i s  of  pr op os e d D B R   f ol l o w e d   hi g h - vo l t a ge   s i ngl e  s w i t c h M - S E P I C  co n v er t er  f ed  B L D C   d r i v w i t h   A N F I S  c o n tr o l s c h e m e  is  o u tli n e d  a s   f o llo w e d  s e c tio n s .           Fi g ur e   2.  S c h e m a t i c  D i a g r a m   of  P r op os e d D i ode   B r i dg e  R e c t f i e r  F ol l o w e d B L D C  D r i v e  P um pi ng  S y s t e m   E m p l o y i ng M - S E P IC  C o n v e rt e r       2. P r o po s e d M - Se pi c  D C - DC Co n v e r t e r   S in g le - s w i t c h hi gh - vo l t a ge  ga i n M - S E P IC  c o n v e rt e r i s  d e f i n e d   f ro m  a  re g u l a S E P IC   m o d u l e   w i t h   acces s o r y  s w i t c h i n g  co m p o n en t s ,   w h i c h  t r an s f o r m  t h e l o w - l e ve l  D C  vo l t a ge  c o m i n f r o m  B D R  t o  hi gh - l e ve l   o u t p u t  v o l t a g s u b j ect ed   t o   g ai n   r at i o .  T h acces s o r y   s w i t ch i n g   co m p o n e n t s   ar e cap aci t o r   C c ,   i nd uc t o r  L b di ode s  D a , D b   ar e f o r m  as  s u b - m u lti  m o d u le  f o r  g e tt in g   m o r e  g a in  r a tio .  T h e  c la m p in g  c a p a c ito r  C c   a n d di ode   D c   a c ts  a s   v o lta g e  c la m p in g  c ir c u its  o f  M O S F E T  s w itc h  S M .  G en er al l y ,  t h M - S E P IC  c o n v e rt e r i s   w o rk i n g   u n de r  bot h   C C M  a n d D C M   ope r a t i n g   m o d e s ,   w he n t he  i n d uc t o r  c ur r e nt s  I La , I Lb , I Lc   a r e  c o n tin o u s  to   f lo w   t h en  t h e co n v er t er  i s  o p er at ed  i n  a C C M   m o d e.  T h w o r k i n g   m o d es  o f  M - S E P IC  c o n v e rt e r i s  s h o w n  i n   F i g ur e   3 ( a ) ,  ( b) .  S e l e c t i on  of   w or k i ng   m ode s  o f  f r o n t - e nd D B R  f e d D C - D C  co n v er t e r  d ep en d s  o n  P F s w i t c s t r e s s   a nd   o ve r - a ll   s y s te m   c o s t.  T h e   a v e r a g e   c u r r e n c o n tr o te c h n iq u e   o f f e r s   lo w   s w itc h   s tr e s s   a n d   s u s t a i n t he  D C - l i n k vo l t a ge  a s  c o ns t a nt  [ 2 3 ] .  D e p e nd i ng o e va l ua t i o n,  e i t he r  t e c h ni q ue   m a y  t e nd  t o  f o r c e  t he   DC - D C  c o nve r t e r  t o   w o r k i C C M  or  D C M   m ode .  I n  t h i s   w a y ,   A  D B R   f ol l o w e d M - S E P IC  D C - D C  co n v er t er   f e d B L D C  dr i v e  i s   w or ki ng  i n C C M  ope r a t i on  a s  t w o ope r a t i ng   m ode s   w hi c h  i s  i nv e s t i g a t e d f or   w i de - s p eed   o p e r a tio n   w it h  u n it y  P F C  a A C  u ti lit y   m a i n s .   M ode - II (t 1 - t 2 ):   W h en  t h e t i m e t =t 1 - t 2 t he  s w i t c h S M, c   a n d di ode  D a , c   is  s w itc h e d - O FF d u e  t o   di s c a r di n g of  s w i t c h i ng  pul s e s ,  t h e  ot h e r  di ode s  D d, c , D c , c , D b, ar e co n d u ct ed  b as ed  o n  c u r r en t  d i r ect i o n ,  t h e   c u r r e n t   pa t h  f or  m ode - I I  is  d e s c r ib e d  in   F i g ur e   3 ( b ) .  T h e en er g y   f o r  t h i s  cap aci t o r  C a , c   i s  s u ppor t e by  i n p u t   s up p l y   vo l t a ge  a s  V in, c   a n d i ndu c t or  L a , c ,  t h v o l t ag e acr o s s  i n d u ct o r   L a , c   i s V La , c   w h ic h  i s  e q u a l p o te n tia l o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nd o ne s i a n J  E l e c  E ng  &  C o m p  S c i     I SSN :   2502 - 4752       A  N o vel  M - S E P IC  D C - D C Co nv e r t e r  f or  B L D C  P um pi ng Sy s t e m  …   ( K s hat r i y a V am s hi  K r i s hna V ar m a )   389   V in, c   - V Ca, c .  O n  t h e o t h er   w a y ,  en er g y  i n  cap aci t o r  C c , c   i s  c o m i n f r o m   i np ut  s o ur c e  vo l t a ge  a nd  r e s p e c t i v e   i nd uc t o r s  L a ,c , L b, c ,  t h r ou gh  di ode  D b, c ,  t he t he  vo l t a ge  V Lb , c   is  e q u a l  p o te n tia l  o f   V Ca, c   - V Cc, c .  H en ce,  o b t ai n   e ne r g y o f  V in, c , L a , c , L b, c ,  a nd   L c , c   ar e t r an s f o r m ed  t o  C 0, c   a n d  in te g r a te d  to  D C - l i n k c o m p o ne nt  a nd   m a i nt a i n s   DC - l i nk  vo l t a ge  a s  c o ns t a nt ,  t he n t he  i nd uc t o r  c ur r e nt s  i La , c , I Lb , c , I L c , c   d ecr eas ed  l i n ear l y   w i t h  r es p ect  t o  V Lc , c   i s sa m e  a s   V Cb, c .  W he n t he  t i m e  t = t 2 ,   s w itc h  S M,   is  s w itc h e d - O FF,  t h e  M - S E P I C  co n v er t er   w el co m e s  t h e   ne xt  s w i t c hi ng s t a t e .         3 ( a )   M od e - I[t 0 - t 1 ],         3 ( b )   M ode - II [t 1 - t 2 ]     Fi g u r 3.   W or k i n g  M ode s  of  P r opos e d S i n g l e - S w itc h  M - S E P IC  D C - D C Co n v e r t e r       T h e  w or k i ng  m ode s - I  a n d  I I  a r e ch ar cat er i zed  b y  t y p i cal   w a v ef o r m s  a s  d ep i ct ed  i n   F i g ur e  4 .  B as ed   o n vo l t a ge - s eco n d  b al an ce p r i n ci p l e o f  i n d u ct o r  i s ,     D V i n , c = ( 1 D ) ( V ca , c V i n , c ) D V Ca , c = ( 1 D ) ( V cc , c V ca , c ) D V cc , c V cb , c = ( 1 D ) ( V cb , c )                             (1 )     W h er e ‘ D  r ep r es en t s  t h e d u t y  cy cl e o f  t h e s w i t ch  S M, c ,  i m ag i n e t h e cap aci t o r  v o l t ag e i s  s u s t ai n ed  a s   c o n s ta n t u n d e r  s te a d y   s ta te   c o n d itio n ,   w it h  th e  e q u iv a l e n ce o f  E q n . ( 1 ) .  T h e v o l t ag e  acr o s s  cap aci t o r  i s   d e f in e d  a s   f o llo w s     V i n , c = ( 1 D )   V ca , c V Ca , c = ( 1 D ) V cc , c V cb , c = D V cc , c                               (2 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                       I SSN :   25 02 - 4752   I nd o ne s i a n J  E l e c  E ng  &  C o m p  S c i ,   V o l.   11 , N o .   1 J u l y  2018   :   3 86     399   390   T he  o ut p ut   vo l t a ge   V d c , c   i s  s a m e as   t h e s u m m a t i o n   o f   cap aci t o r   v o l t ag es  o f   V Cc, c   a nd   V cb, c   du r i ng  m ode - I I ,   t h e   ou t pu t   g a i n   r a t i of   t h e   pr op os e M - S E P I C   c o n v er t er   u n d er   C C M   m o d can   b an al y s i ed   b y   pr e c r i be du t y  c y c l e .  T h e  ou t c om e   g a i n  r a t i o of  pr opos e d s i n g l e - s w itc h  M - S E P I C  c o n ve r t e r  i s  hi ghe r  t ha n t he   cl as s i cal  b o o s t  co n v er t er s  u n d er  n o n - i so la te d  te c h n iq u e s .        =  , c  , c = 1 + ( 1 ) 2                                ( 3)           F i g u r e 4 .  G en er al   W a v e fo r m s   o f M - S E P I C  C o nve r t e r  W o r ki ng M o d e s       2 .1 .1   A v era g e C u rren t  R ef er en ce C o n t ro l  T ech n i q u e f o r C C M  O p era t i o n   A n  i d en t i cal  r ef er e n ce v o l t a g e  ( V dc * )  is   co m p ar ed   w i t h  act u a l  D C - l i nk  vo l t a ge  t o  p r o d uc e  t he  vo l t a ge   er r o r ,  t h e p er t ai n ed  v o l t ag e er r o r  at  “ k ” i n s t a n t  i s   g i v en  a s ;     , c ( ) =  , c   ( )  , c ( )                             (4 )     T h e  a c qu i r e d v ol t a g e  e r r or  i s  di s pos e d b y  us i n g pr opor t i on a l - i n te g r a l ( P I )  v o lta g e  c o n tr o lle r  f o r   r ef er en ce cu r r e n t  g e n er at i o n  ( I m )  a s ,     , c ( ) = , c ( 1 ) +  , c ( ) , c ( 1 ) + , c ( )                     (5 )     W h er e,      i s  pr opor t i on a l  g a i n f a c t or  a n   is  th e  i n te g r a g a in   f a c to r  o f  t h e  P I  v o lta g e   co n t r o l l er .   T h e r ef er en ce cu r r en t  s h ap e ( I shape )  i s  ge ne r a t e d  b y  u ni t - v ect o r  t e m p l at e o f  s o u r ce v o l t ag e i s   m u l t i p l i ed  t o   m a g n i t u d e o f  r ef er en ce o u t co m e c u r r en t  t o  p r o d u ce t h e ab s o l u t e r ef er en ce c u r r en t  ( , c )  i s,     = , c ( )  , c s    , c ( ) =    × , c ( )                              (6 )   T h i s  r ef er en ce cu r r e n t  co m p o n en t  i s  co m p ar ed  t o  act u al  cu r r en t  t o  p r o d u ce t h e er r o r   q u an t i t y  g i v e n  as ;   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nd o ne s i a n J  E l e c  E ng  &  C o m p  S c i     I SSN :   2502 - 4752       A  N o vel  M - S E P IC  D C - D C Co nv e r t e r  f or  B L D C  P um pi ng Sy s t e m  …   ( K s hat r i y a V am s hi  K r i s hna V ar m a )   391     , c ( ) = , c   ( ) , c ( )                             (7 )     T he  o ut c o m e  c ur r e nt  e r r o r  i s   gi ve t o  t he  p r o p o r t i o na l - in te g r a l ( P I )  c u r r e n t c o n tr o lle r  to   f u r n is h   th e   c o n tr o lle d  o u tp u t v o lta g e  ( V c o ,c )  gi ve n a s ,       , c ( ) = , c ( 1 ) + , c ( ) , c ( 1 ) + , c ( )                     (8 )     W h er e,     i s  pr opor t i on a l  g a i n f a c t or  a n   is  th e  in te g r a g a in  f a c to r  o f   th e  P I  c u r r e n t   c o n tr o lle r .  F in a ll y ,  t h e  c o n tr o lle d  o u tp u t v o lta g e   , c ( )   i s  co n v e y ed   t o  hi gh  s w i t c hi ng  f r e q u e nc y  b a s e d   s a w to o th  g e n e r a to r  to  p r o d u c e  th e  s w itc h i n g  s ta te s  to  f r o n t - e n d D B R  f e d M - S E P I C  co n v er t er  s w i t ch  as       ( ) <   ( )      , c = 1 ;    , c = 0                         (9 )     W h er , c   r ep r es en t s  t h e   s w itc h i n g   s ta te s  a s  e it h e r  1  o r  0  f o r   M O S F E T  s w i tc h  to  s w i tc h  O N /O F F ,   r es p ect i v el y .     2. B L DC  M o t o r  Dr i v e  S y s t e m   A  V S I  co n f i g u r at i o n  i s  n eed ed  t o   r eg u l at e t h e s p eed  o f   t h e B L D C   m o t o r  d r i v e v i a E l ect r o n i c   C o m m ut a t i on ( E C )  pr oc e s s   f or  opt i m a l  pe r f or m a n c e  of   p um pi ng  s y s t e m .   A n E C  c i r c u i t  i s  r e qu i r e f or   s u s t a i ni n g t he  c ur r e nt   f l o w   i n B L D C   w i nd i ng s  b a s e d   o p r e - r e qu i s i t e  a ppr oa c h  b y  e m pl oy i ng  t h e  de c ode   ci r cu i t r y .  I t  s h o u l d  b e f o r m ed   s y m m et r i cal l y  at  t h e i n p u t  D C  s o u r ce c u r r en t  u n i t   w h i ch  i s   m i d - p o i nt  o f  e ve r y   p h a s e  v o lta g e  f o r  a  d is p la c e m e n t o f  1 2 0 º .  I n tia tio n  o f  s ix - s w i t c hi n g a n gl e s   f o r  f e a s i b l e  c o nj unc t i o n o f  t hr e e - ha l l  s e ns o r s  s uc h a s  H a , H b , H c ,  t h es e s t at e s  ar e p r o v i d ed   b y  p r e - d e f i ne d  e nc o d e r  c i r c ui t   w hi c h i s  t e nd i ng t o   r o to r   p o s itio n .   A n   p a r tic u la r   i n te g r at ed   s ch e m o f   h al l   s e n s i n g   el e m en t s   ar p r o d u ced   b y   d ef i n ed   r an g o f   r ot or - a n g le s  a t in te r v a l o f  6 0 º ,  th e  s i x - s w i t c hi ng  s e q ue nc e s   f o r  e s t i m a t i o n o f  r o t o r   p o s itio n  a s  ill u s tr a te d  i n   T ab l e. 1 .  I t  i s  m o r e p er cei v ab l e,  b ecau s e o f  d u al   s w i t c h es  ar e co n d u ct ed   a t  a  t i m e  t o f or m  t h e  120º  s w i t c h i ng  ope r a t i on  of  V S I ,   w h i c h  r e du c e s  t h e  c on d u c t i on l os s e s .   A l t hou gh ,  t h e  E C  pr ov i de s  t h e   f unda m e n t a l  s w i t c hi ng  f r e q ue nc y p e r f o r m a nc e  o f  V S I ;  f o r  r e gul a t i n g t he  a s s o c i a t e d  l o s s e s  o ve r  t he  hi g h s w i t c hi ng  f r e q ue nc w h i c h   er ad i cat es  t h e g at e - d r iv e  c ir c u its .       T a b le . 1 .  S w itc h in g   P at t er n  S el ect i o n  S ch e m e o f  V S I  F ed  B L D C  D r i v f o r  I r r i g at i o n   A p p l i cat i o n     S w itc h i n g   An g l e s   O p .  S eq   H a ll S e n s o r s   S w itc h i n g  P a tte r n   Ph a s e   C u rre n t  P a t h   HA   HB   HC   S1 ,c   S2 ,c   S3 ,c   S4 ,c   S5 ,c   S6 ,c   A   B   C   0 º ~ 6 0 º   A   1   0   0   1   0   0   0   0   1   +   -   o f f   6 0 º ~ 1 2 0 º   B   1   1   0   1   1   0   0   0   0   +   o f f   -   1 2 0 º ~ 1 8   C   0   1   0   0   1   1   0   0   0   o f f   +   -   1 8 0 º ~ 2 4   D   0   1   1   0   0   1   1   0   0   -   +   o f f   2 4 0 º ~ 3 0   E   0   0   1   0   0   0   1   1   0   -   o f f   +   3 0 0 º ~ 3 6   F   1   0   1   0   0   0   0   1   1   o f f   -   +       2. A N F I S C o nt r o l  Sc he m e   T he   s w i tc h i n g  s ta te s   f o r  V S I  is   f u r n is h e d  b y  c u r r e n c o n tr o l o b j e c tiv e  a lo n g   w it h  e le c tr o n ic   c om m ut a t or  f or  de c odi n g  t h e  h a l l  s i g n a l s   w hi c h  a c c or ds  t o r ot or  pos i t i on  s e n s i ng  a n d  a t t r a c t i v e  c on t r ol   s ch e m e.  G e n er al l y  P I  co n t r o l l er  p l ay s  a s i g n i f i can t  r o l e i n  a  V S I  c o n tr o lle d  B L D C  d r iv e  s y s te m ,  t h e  s e le c t io n   o f  g ai n  p ar a m et er s  i n  P I  co n t r o l l er  i s  n o t  a eas y  t as k .   A   Z ie g le r - N i c ho l s   tu n in g   me t h o d   is   t he   b e st   me t h o d   fo r   s e le c tio n   of   opt i m a l   ga i n   p ar a m et er s   to   a c hi e ve   t he   a ttr a c t iv e   p er f o r m an ce.   T he   c l a s si c a l   PI   act s   as   l i n ear   c on t r ol   o b j ect i v e,   it   is   mo r e   ef f i ci en t   o nl y   fo r   a   r e s tr ic te d   o p e r a tin g   r an g es   un de r   no n - l i n ear   p r o c e s se s .   On   o t he r   si d e ,   in te lli g e n t   c o n tr o lle r s   lik e   F uz z y   c o n tr o lle r   p l a ys   a   v ita l   r o le   in   p l a nt   c on t r ol   p r o ces s es   wh i c h   act s   as   no n - l i n ear   c on t r ol le r .   F u zzy   c o n tr o lle r   c o n s ti tu te d   as   kno w l e d ge - b a se d   s y s t e ms   wh i c h   i nvo l ve s   F uz z y   m e mb e r s h i p   f un c t i ons   a nd   F uz z y   r ul e s   to   in te g r a te   h u ma n   k no w l e d ge   in   a   k no w l d ge   b a se   s ys t e m .   S o me   a tte m p ts   ha ve   b een   es t ab l i s h ed   to   a tta in   an   e nha nc e m e nt   on   s ys t e m   pe r f or m a n c e   by   in te g r a te d   le a r n in g   me c h a n i s ms   to   a d j us t   t he   me mb e r s h i p   f u nc t i o ns   a n d/ or   r ul e s   of   t he   F uz z y - lo g ic   c o n tr o ll e r .   B as ed   on   a bov e   d i s c us s i o n,   an   in te l lig e n t   ANF I S   c o n tr o lle r   is   t he   opt i m a l   c o n tr o lle r   b ecau s e   of   e m i n e n t c h a r a c te r is tic s ,   c om pr i s e d a s   s y m bol i c n o t at i o n  o f  i n f er e n ce s y s t e m  al o n g   w i t h  ex p er t i s e k n o w l ed g e [ 2 4 ] .     U n i q u e ap p r o ach  f o r  r es p ect i v e t as k ,   w h i c h  i s  p r ed o m i n an t l y  r eg u l at e t h m o t o r  s p eed  an d   m i n i m i zn g  t h e t o r q u e r i p p l es   an d   y i el d s  t h e o p t i m al   s w i t c h i n g   s eq u e n ces  t o  t h e B L D C  d r i v e.  I t  can   e n ha nc e   t he   o ve r - a l l  s y s t e m   pe r f or m a n c e   a s   s m oot h ,   b y   r e du c i ng   t h e  t or qu e   r i ppl e s ,   m a i n t a i n   good  s t a bi l i t y  i n de x ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                       I SSN :   25 02 - 4752   I nd o ne s i a n J  E l e c  E ng  &  C o m p  S c i ,   V o l.   11 , N o .   1 J u l y  2018   :   3 86     399   392   g o o d  s p eed  r eg u l at i o n ,  r el i ab l e o p er at i o n ,  et c.  I n   p r o p o s ed   A N F I S  s ch e m e,   t h e  k n o w l ed g b as i s  f u r n i s h ed   by   s u pe r vi s e d l e a r n i ng   m e t h o dol ogy  b y  u tiliz i n g  b a c k - pr opa g a t i on  or  hy br i d a l g or i t hm  [ 25] - [3 0 ].  It  i s   m o re   r e l i a bl e  t o a c h i e v e  a   f a v or e d g r ou p a s  a n  opt i m um   m e m be r s h i f un c t i ons   w hi c h  a r e   m e r e l y  r e c og ni z e d f or   d ed u ct i n g  a n d  cl u s t er i n g   w i t h i n  a  l o w  ep o ch s .   A t  i n t i al  s t a g e,  a  t es t  f u zz y  r u l es   ar e t r an s f o r m ed  t o  a f f ect i v e   t r a i n i n m e t h odol gy   f or  pr odu c t i on  o f  opt i m a l   m e m be r s h i f un c t i o n s  a n d r u l e s .  I f   a ny  vi ol a t i on s  a r e   ap p ear ed   an d / o r   d o es n t   r each es   t h p r e - r eq u i s i t er r o r   v al u e,   s eco n d   s t a g i s   i n i t ai t ed   an d   g en er at e s   t h e   n e w  F I S  c onf i gu r a t io n   w it h  r e s p e c t to  e r r o r  q u a n titie s .   T he   me me b r s h i p   f u nc t i o ns   fo r   e rro r   ( e)   a nd   c ha n ge   in   er r o r   ( ce)   ar e   d e p ic te d   in   F i gur e   5 ,   t he s e   c om pon e n t s   ar e   ach i e v ed   by   c om pa r i n g   t he   r ef er e n ce   s p eed   ( )   a nd   act u al   s p eed   ( ),   t he s e   c om po n e nt s   ar e   di s pos e d   by   pr opos e d   AN F I S   c o n tr o lle r   a nd   pr odu c e s   t he   r ef er e n ce   cu r r en t   m a g ni t ud e .   T hi s   r ef er en ce   c ur r e nt   m a g ni t ud e   is   m u lt ip li e d   wi t h   cu r r en t   s ha p e   (I shape )   a nd   co m p ar ed   to   act u al   c ur r e nt s   fo r   ge ne r a t i o n   of   o p tim a l   s w i t c hi ng   s ta te s   to   VS I   fe d   B L D C   d r i ve   s ys t e m   by   us i ng   h y s te r e s is   c ur r e nt   c o n tr o l le r .   T he s e   c ur r e nt s   ar e   c o n tr o lle d   in   b et w ee n   up p e r   a nd   l o we r   li m it s   of   h y st e r e si s   b a nd   to   r e gul a t e   t he   s w itc h in g   s ta te s   in   V SI   mo d u l e .   T he   p er t ai n ed   s w itc h in g   s ta te s   ar e   r el at ed   to   ON/ OF F   of   t he   V SI   s wi t c h e s   wh i c h   ar e   hi gh l y   d em a n d ed   by   r ef er e n ce   cu r r en t ;   wh e n   it   is   i n cr eas ed   t he n   s w itc h   is   un de r   ON   s ta te   a nd   d ecr eas ed   it   s h oul d   be   in   OF F   s ta te .     ( ) =                             ( 10 )     ( ) = ( ) ( 1 )                             ( 11 )         (a ) E rr o r e (s )     ( b ) C h a n g e  i n  E rro ( )       F i g ur e   5.  M e m be r s h i p F un c t i o n s       W h er e,     a nd     d en o t es  t h e r ef er en ce an d  act u al  s p eed  f r o m  s p eed  es t i m at o r ,  e( s )  an d   ( )   d en o t es  t h e er r o r  an d  ch an g e i n  er r o r  v al u es .  T h es e o u t co m e   m e m b er s h i p  f u n ct i o n s   ar e n a m ed  as  Z - Z e r o ,  P S - P o s itiv e  S m a ll,  P B - P o s itiv e  B ig  a n d  N S -   N e g a t iv e   S m a ll,  N B - N eg at i v e B i g ,  r es p ect i v el y   an d  t h e r u l es  o f  t h e   p r o p o s ed  A N F I S  s t r u ct u r e i s  d ep i ct ed  i n  T ab l e. 2 .  t h e f l o w  c h ar t  o f  A N F I S - C o n tr o lle r  is  d e p ic te d  in   F i g ur e  6 .       T a b le . 2 .  R u le s   f o r A N F IS  S t ru c t u re   e (s ) /   ( )   NB   NS   EZ   PS   PB   NB   MF - 1   MF -   2   MF -    3   MF -   4   MF -   5   NS   MF -   6   MF -   7   MF -   8   MF -   9   MF -   1 0   Z   MF -   1 1   MF -   1 2   MF -   1 3   MF -   1 4   MF -   1 5   PS   MF -   1 6   MF -   1 7   MF -   1 8   MF -   1 9   MF -   2 0   PB   MF -   2 1   MF -   2 2   MF -   2 3   MF -   2 4   MF -   2 5       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nd o ne s i a n J  E l e c  E ng  &  C o m p  S c i     I SSN :   2502 - 4752       A  N o vel  M - S E P IC  D C - D C Co nv e r t e r  f or  B L D C  P um pi ng Sy s t e m  …   ( K s hat r i y a V am s hi  K r i s hna V ar m a )   393         F i g ur e  6 .   F lo w c h a r t o f   A N F I S  C o n tr o lle r       3 M A TLA B / S I M U LA T IO N   R ES U LT S   T h e p er f o r m a n ce o f  M - S E P IC  D C - D C  c onv e r t e r  f e d B L D C  dr i v e  i s  s i m ul a t e d i n   C C M  ope r a t i on  w i t h  c ons t a n t  s pe e d s i t u a t i on   by   u s i ng  M a t l a b/ S i m ul i n k  e n vi r onm e n t  a n d i s  e v a l u a t e d on  t h e  ba s i s  of   s e v e r a l   o p er at i n g  p ar a m et er s ,   w h i ch  a r e  illu s ta r te d  i n  T a b le   3.       T ab l 3 .  O p e r at i n g  S p eci f i cat i o n s   S . No   P a r a m et er s   V a l u es   0 1   G r i d  V o l t a g e  &   F r e q u e n c y   V g = 2 3 0 V ,  F = 5 0 H z   0 2   R e g u l a t e d  S u p p l y   V s = 1 1 0 V ,  F = 5 0 H z   0 3   C ap a ci t i v e F i l t er     C d = 10 0 0 0  µ F   0 4   DC - L i n k V ol t a g e   5 2 0  V   0 5   S w i t c h i n g  F r e q u e n cy   1 0 0 K H z   0 6   I n d u c t o r s   L a = 1 2 7 µH ;  L b = 5 5 0 µH ;  L c = 2 9 5 µ H   0 7   C ap a ci t o r s   C a =C 0 - 4 7 0 µ F ;  C b =C c - 2  µF   0 8   R a t e d P ow e r  of  B L D C  M o t o r   1   KW       3 .1   E val u at i on  of  D i od e - B r id g e   R e c t if ie r  F o llo w e d   w it h  a n d   w it h o u t  C a p a c it o r  F ilt e r   F i g ur e  7   s ho w s  t he  s i m u l a t i o n o ut c o m e s  o f  D B R  p e r f o r m a n ce f o l l o w ed  b y   w i t h / w i t h o u t  cap aci t o r   f ilte r   u n its   w it h  a  s i m p le  R - l o ad  i s  co n n ect ed .  G e n er al l y ,  r e ct i f i er  co n v er t s  t h A C  t o  p u l s at i n g  D C  an d  t h i s   p u ls a ti n g  D C  is  ti g h te n e d  b y   f ilte r   u n its ,   w h ile  u s i n g  f i lte r  t h e  s o u r c e  u t ilit y  p a r e m e te r s  g o e s  to  a f f ect ed  a n d   v i o l at es  t h e P Q  f eat u r es .  I n  t h i s  cas e,  a D B R  i s  s t u d i d ed   w i t h  an d   w i t h o u t  cap aci t o r  f i l t er   w h i ch  i s  o p er at ed  at   t =0 . 5  s ec.  T h e f o l l o w i n g  p ar a m et er s  ar e ( a)   S o u r ce V o l t a g e,  ( b )  S o u r ce  C u r r en t ,  ( c)  S o u r ce V o l t a g &   C u rre n t ,  (d P o w e r F a c t o r,  (e )   DC - L i n k V o l t a ge ,  ( f )  T H D  A na l ys i s  o f  S o ur c e  C ur r e nt   w i t ho ut  F i l t e r  u ni t ,  ( g)   T H D  A n al y s i s  o f  S o u r ce C u r r en t  o u t  F i l t er   u n i t .  T h e s o u r ce v o l t ag e i s   m ai n at ai n ed  as  s i n u s o i d al   w i t h  a  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                       I SSN :   25 02 - 4752   I nd o ne s i a n J  E l e c  E ng  &  C o m p  S c i ,   V o l.   11 , N o .   1 J u l y  2018   :   3 86     399   394   o p e r a t i ng  f r e q ue nc y o f  5 0 H z  a nd  t he   s o ur c e  c ur r e nt  i s  d i s t o r t e d   w he n t he  c a p a c iti v e   f ilt e r  is  s w i tc h e d  O N ,   el s e c u r r en t  i s  al s o   m ai n at i n e d  as  s i n u s o i d al  a n d  i n - p h as e  t o  s p eci f i y  t h u n i t y  p o w er  f ac t o r  ( f o r  cl ear  v i s i o n   th e  c u r r e n v a lu e  is   m u ltip lie d  b y  1 0  ti m e s ) .  T h e  p o w e r   f a c t o r  o f  u tilit y   s o u r c e  is  a ls o  a f f e c te d   w h e n   s w itc h  i s   O N ,  dr ops  t o 0. 48 l a g s ,  e l s e   m a i n t a i n s   un i t y  po w e r  f a c t or .  M a i n t a i nn g t h e  D C - l i nk   v ol t a g e  a s  c ons t a n t   w he th e  c a p a iti v e   f i lte r  is  O N ,  o th e r  s id e   p u ls ta in g   D C  is  g e t tin g  a n d  d o e s n t s u p p o r t p e r ta in   l o a d  c h a r c a te r is tic s .   T h T H D   an al y s i s   o f   s o u r ce  cu r r en t   w it h o u t  f i lte r  is   0 . 7 % ,  it  s h o u ld  b e  i n  I E E E - 512  s t a n da r ds  a n T H D   a na l ys i s  o f   s o ur c e  c ur r e nt  i s  3 1 3 . 4 3 %  w hi c h i s  o t he r   t ha n I E E E  l i m i t s  a nd  a f f e c t s  t he  P o w e r - Q u a l it y  a u tili t y   g r i d   w h e n  t h e cap aci t i v f i l t er  i s  co n n ect ed   w i t h  D B R .   A  p r o p er  co m p en s a t i o n   t ec h n i q u e i s  n eed ed   f o r   e nha nc i ng t he  p o w e r - q u al i t y   f eat u r es  an d   m ai n t ai n g  t h e D C - lin k  v o lta g e  a s  c o n s ta n t.           ( a)   S o u r ce V o l t ag e     (b ) S o u rc e  C u rre n t             ( c)  S o u r ce V o l t ag e &  C u r r en t   I n  P h as C o n d itio n     (d ) D C - L in k  V o lta g e             ( e)  P o w er  F act o r     ( f )  T H D  o f  S o ur c e  C ur r e nt   w i t ho ut  F i l t e r             ( g)  T H D  o f  S o ur c e  C ur r e nt   w i t h F i l t e r     F i g ur e  7   P e r f o r m a n c e  o f  D B R  f o llo w e d   w it h  a n d   w i th o u t C a p a c ito r  F ilte r  U n it     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nd o ne s i a n J  E l e c  E ng  &  C o m p  S c i     I SSN :   2502 - 4752       A  N o vel  M - S E P IC  D C - D C Co nv e r t e r  f or  B L D C  P um pi ng Sy s t e m  …   ( K s hat r i y a V am s hi  K r i s hna V ar m a )   395     3 .2   E val u at i on  of  D i od e - B r i d ge   R e c t i f i e r  F ol l ow e d  b y C on ve n t i on al  D C - D C  B oos t  C on ve r t e r   F i g ur e   8   s h o w s   t h e   s i m ul a t i on   ou t c o m e s   of   D B R   pe r f or m a n c e   f ol l o w e b y   C onv e n t i ona l   D C - D boos t  c on v e r t e r   w i t h  a  s i m pl e   R - l o ad  i s  co n n ect ed .  D u e t o   m as s i v e cap aci t o r  f i l t er ,  s o u r ce  p ar am et er s   g o es  t o   af f ec t ed   an d   v i o l at e s   t h P Q   f eat u r es .   A n  ac t i v P F C   t e ch n i q u i s   i n t i at i ed   o v er   t h p as s i v t ech n i q u e,   b y   u tiliz i n g  D C - D C  b o o s t  co n v er t er  i n  p l ace  o f  cap aci t o r   f i l t er   w h i c h  co n v er t s  t h e l o w - v o lta g e  p u ls a ti n g  D C  t o   hi g h - v o l t ag e D C   w i t h  t i g h t e n ed  r eg u l at ed  o u t p u t  D C   v o l t ag e as   w el l  a s  en h an ce s  t h e p o w er - q u a lit y   f eat u r es   at  s o u r ce A C  s i d e.   T h e f o l l o w i n g  p ar a m et er s  ar e ( a)  S o u r ce  V o l t ag e,  ( b )  S o u r ce C u r r en t ,  ( c)  S o u r ce V o l t ag e   &  C u rre n t ,  (d ) P o w e r F a c t o r,  (e ) D C - L i n k V o l t a ge ,  ( f )  T H D  A na l ys i s  o f  S o ur c e  C ur r e nt   w i t h C o nve nt i o na l   DC - D C  co n v er t er .  T h e r eg u l a t ed  s o u r c e  vo l t a ge  i s   m a i na t a i ne d  a s  s i n us o i d a l   w i t h a n o p e r a t i ng  f r e q ue nc y o f   5 0 H z an d  t h e s o u r ce cu r r en t  i s   m ai n t ai n ed  as  s i n u s o i d al  an d  i n - p h a s e t o  s p eci f i y  t h e n ear  u n i t y  p o w er  f act o r .   T h e p o w er  f act o r  o f  u t i l i t y  s o u r ce i s  at t ai n ed  0 . 7 8  l ag s ,   m ai n t ai n s  n ear l y  u ni t y p o w e r  f a c t o r .  M a i nt a i nn g t he   DC - li n k   v o lta g e   a s   c o n s ta n a n d   g e tti n g   b o o s te d   v o lta g e   w h ic h   s u p p o r ts   th e   p e r ta in e d   lo a d   c h a r c a te r is tic s .   T he   T H D  a na l ys i s  o f  s o ur c e   c ur r e nt   w i t h c o n ve nt i o nl   D C - D C  boos t  c on v e r t e r  i s  19. 72% ,  v a l u e  i s   v e r y  l e s s   w h e n  co m p ar e d  to  D B R  f o llo w e d   w it h  c a p a c itiv e   f ilte r .         (a S o u r ce V o l t ag e     (b ) S o u rc e  C u rre n t         ( c)   S o ur c e  V o l t a ge  &  C ur r e nt   I n P ha s e  C o nd i t i o n     (d ) D C - L in k  V o lta g e         ( e)  P o w er  F act o r     (f ) T H D  o f  S o u rc e  C u rre n t     F i g ur e   8 P e r f or m a n c e  of  D B R  f ol l o w e w i t h C o n ve nt i o na l  D C - D C  B oos t  C onv e r t e r       3 .3   E val u at i on  of  D i od e - B ri d g R ect i f i er F o l l o w ed  b y   P ro p o s ed  M - S EP I C  D C - DC Co n v e r t e r   F i g ur e   9 s h o w s  t h e  s i m u l a t i o n ou t c o m e s  o f  D B R  pe r f or m a nc e  f ol l o w e d b y  P r opos e d M - S E P IC  D C - D C  co n v er t er   w i t h  a  B L D C  D r i v e i s  co n n ec t ed .   A n  act i v e M - S E P I C  co n v er t er  i s  i n t i at i ed  o v er  t h e   c o n v e n tio n a te c h n iq u e ,  b y  u tiliz in g  M - S E P IC  D C - D C  c o n v er t er  i n  p l ace o f  co n v en t i o n al ,  i t  h a s   m o r e   a d va nt a ge s   s uc h a s   ge t t i n hi gh  vo l t a ge  ga i n o ve r  t he  c o n v e nt i o na l ,  t i g ht e ne d  o ut p ut   D C  vo l t a ge  r e gu l a t i o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.