Indonesian Journal of Electrical  Engineer ing and Computer Scien ce   V o l. 9, N o . 2 ,  Febr u ar y 201 8, pp .  28 2 ~ 28 5  ISSN: 2502-4752, DOI: 10. 11591/ijeecs .v9. i 2 .pp282-285          2 82     Jo urn a l  h o me pa ge : http://iaescore.c om/jo urnals/index.php/ijeecs  Energy Management in Current F ed Switched Inverter Based  Propulsi on M ot or f or M arine Applicati o n       An and   M 1 ,   V.  M athi vananr 2   1  Resear ch Scho l ar, D ep artment o f  Information   Technolog y ,  AMET U niversity , Ch ennai    2  Dep artm ent   of  Com puter S ci en ce ,  ARM colleg e of Eng ineeri ng  and Technolo g y ,Chennai      Article Info    A B STRAC T Article histo r y:  Received Oct 20, 2017  Rev i sed   D ec 12 , 20 17  Accepte d Ja n 2, 2018      In  t his  paper  th e  super  capacitor  a nd  batter y   b ased  c urrent  f ed   s witched   converter  p rodu ce  h i gh  voltage  g ai n  and  the  performance  o f   moto r  is   improved.  T he  f uel  based  r e newable  energ y   p roduce  the  less  d y na mi c  performance  o f   t he  m otor  a nd  lif e  time  is  r educed  s o  the  propos e d   p aper  u s e   the  super   capacitor   based  en erg y   p roductio n.  T h e   p ermanent  m agn et  s y nchronous  b ased  m otor  h as  h igh  performance.  T h e   p erman e nt  m ag net  s y nchronous  m otor  v ector  c on tro l   s trateg y   is  a do pted.  Th e  propo sed  method   the  inv e rter  a nd  m o tor  are  int e rc onnect ed.  The  m o tor  functioni n g  is  u sed  in   the  marine  b ased  e lectric  dev i ce.  The  proposed  m ethod  use  the  s pace  ve cto r   control method is used. The possi bility  of th e s y stem and the c ontr o l methods  are  es tab lis hed b y  M AT LA B/ simulink environ m ent.  K eyw ords :   Cu rren t Fed Switch e d Inv e rt er  (CFSI )  Perm anent Magnet  Syn c hro nou s Mo to r ( P M S M)   Sup e r  Cap acitor   (SC)   Copyright ©  201 8 Institut e  o f   Ad vanced  Engin eer ing and S c i e nce.  All rights re se rve d .  Co rresp ond i ng  Autho r :  Ana n d M ,     R e search  Sc h o l ar,  Depa rt m e nt  of   I n f o rm at i on Tec h nol ogy ,     AM ET  Uni v er sity ,   Ch enn a i.      1.   INTRODUCTION  Th e b a tter y  sup p l y th e po w e r to  th e  CFSI  and  pr odu ce th e h i gh  g ain with less ripple com p are d  to the   con v e n t i onal   f u el   b ase d   m ot or  p er f o rm ance  i s   e xpl ai ne d  [1] - [ 4] .   T he  P e r m a nent   m agn e t   sy nchr o n o u s   m o t o r   has  hi g h   e f f i c i e ncy ,   h i g h  t o r que  d e n si t y ,  and  m o st l y   u se d  i n   t h e  electric  drive  application.  T he  p ropos e d   pape r use t h e space vector c ontr ol for im p roves t h e stability a nd  re g ul at e t h e pe rf o r m a nce o f  m ot or  [ 5] .       2.   BA C KGR OUN D   The  s upe r  ca pa ci t o r  can  b e  re prese n t e d  by   h i gh  c u r r ent   c h a r gi ng   a nd  r elea sing,  long  cycl e  life,  h igh  reco very   e ne rg y   i n cor p orat i o n  ef fectiv en ess,  p articu l arly  t h e   q ui c k   c har g i ng  a n d  rel easi n g ,   w hi c h   c a n   m ake   up  t h e  dra w ba cks  o f   e ne rgy   com pone nt   a n d   t he  p owe r   s up pl y   fram e wo rk .  Th is  p ap er  u tilizes  t h i s  p o wer  su pp ly  f or  c orrelativ e  is  p resen t ed   i n   th e  [6 ].  S o   far  th e  en er g y   a d m in istratio n   inn o v a tio n  of  e lectric  vehi cle  is   for  th e  m o st  p art  in   ligh t   o f  th e  m a nagem e nt  t echnique  of  s pace   v ector  b ase d   c ontrol  i s   e xplaine d   i n  these  revi e w  [ 7] ,[ 8] .       3.   THE PROBLEM  In  c on ve nt i o n a l   i nvert er  b as ed  s y s t e m   has  t w o  co n v ert e r  ci rcui t .  on e  f o r   bo ostin g   pu rpo s e  and  anot her  fo r  i n vert i n g  pu rp os e.  B ut   i n  pr o pos ed  c ur re nt   f ed  s wi t che d   i nve rter  h a s   s ingle  stage  powe r  con v e r si o n  a nd  al s o i m pro v e t h e  e fficiency of the   system  drive  system .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In d onesi a n  J  E l ec En g &   C o m p  Sci    ISS N :   2 5 0 2 - 47 52       Ener gy M a na g e ment  i n  C u rre nt  Fe d  Sw i t c he d  Invert e r  Ba s e d Pr o pul si on   Mot o r  f o r  Ma r i ne .. .. ( A na n d   M)   28 3 4.   PROP OSE D   S OLUTI O N  An  E M S ,  whi c h  can  p e r m i t   t o   c ont r o l s   t he   e nergy   fl ow  t o  t h e  su p e r  c a p a c i t o r s ,   i n  a n   a p p r o a c h  t o   expa nd the self-sufficiency of  th e b a tteries. Th e  app raised  vo l tage of the s upe r capacitors   m ay not achieve the   requ ired   v o ltage  l ev el  o f  the  DC  lin k ,   b eing  requ ired   a   c urren t   f ed   s witched   inv e rter  w hich   f ills  i n   as  a   s tag e   up/ do w n   t rans fo rm er  t o  get   t h e  desi re d  est i m a ti on  o f   t he  y i e l d   vol t a ge.   The  bl oc k  di agram   of  p r o p o se d   m e t hod  i s   s ho wn  i n  Fi g u r e  1 .   The  di st ri b u t e d  sy st em   i s  expl ai ne d  i n   t he   I m p act   o f  di st ri b u t e d  ge nerat i on  o n   d i stribu tio n syste m s an d   its p ro tectio n   [9 ].          Fig u r e  1 . Blo c k   D i agr a m   o f  Pr opo sed Method      The  s upe r  capacitor  supplies  the  bus  and  a b sorbs  the  bra k ing  en erg y .  So   it  is  n ecessary  t o   u s e  the  current  fe d  swi t ched  c onverte r.   A f t e r  t h e   D C   b u s  g e t s   s u f f i c i e nt   powe r   s up pl y ,   i t   i s   not   c om pl i c at ed  t o  dri v e   t h e  perm anent   m a gnet   sy nchr o n o u s  m o t o r   run  at   r e qui r e d  t o r q ue  a nd  sp eed .   Th e  p o wer  u tilizati o n   is   expl ai ne d i n  t h e  p owe r   o pt im izat i on  usi n g  fi r e fl y   al go ri t h m   [1 0 ].  Cu rren t  fed  switch e d   inv e rter  h as   s am e  gain  a s  that  o f  ZSI  and  sam e   p art  co nsid ers  th at  o f  SBI.  I t  is  h a v i n g   t h e   a b i lity   t o   d e liv er  h igh   g a in   a nd  it   i s  a   sin g l e  stag e  i nve rt er.   B u ck  a n d   s t e p  u p   ope rat i o n s   a re  concei vabl e   wi t h   C FS I.   H i g h   st ep  u p  o p era t i on  i s   c o n cei v a bl e  wi t h o u t   wo rki n g  at   e xt rao r di nary   o bl i g at i o n   proportion  [11]-[12].  CFSI  d raws   ceaseless   info  c urrent  f rom   th e  dc  s ource  which  m a kes  it  appropri ate  for  th e  in ex h a u s tible  a p p licatio ns.  In  a n y   case,  t h e   d isadv a n t age  o f  CFSI  i s  the  con f in em en t  in   t h e   e stim at i o n  of  i t s  m odul at i o n  i nde x M   [1 3] . t he c ur rent   f e d   s wi t c he d i n vert er  is s how n  i n  Figure  2 .           Fi gu re  2 .   C u rre nt  fe d  s wi t c he d   i nve rt er         Battery     Super capacitor  Cu rren t fed  swi t c he d  conve r ter  Cu rren t fed  swi t c he d  conve r ter  Three   Phase  i nve rt er   PMSM  Space vector  m odul at i o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        ISS N :  2502- 4 752  In d onesi a n  J  E l ec En g &   C o m p  Sci , Vol .   9 ,  N o.  2 ,   Fe br uar y  20 1 8   :   2 82 – 285  28 4 The  PMSM  v ector  c ontrol  s trategy  i s   a pp r ove d,  w hi ch  r ecog n i ze  t he  s pace  vect or  c ontrol.  This   strategy is m o stly used, and  is   inap p r o p riate  fo r E V .         Table 1. Param eters of PMSM  S. No   Para m e ters   V alu e   1  inductance  of  q - a x i s    8 . 5 m H   2  inductance  of  d - a x i s  4. 5 m H  3  Rated  speed    2000  r / m i n   4  Rated  tor que  6 . 5 Nꞏm   5  Rated  cur r e nt    6. 8A  6  Pole  n u m ber  3      5.   SIMULATION A ND RESULTS  The  super  ca pacitor  and  battery  b ased  P M S M  is  u sed  in  e lectric  vehi cl e  appl i cat i on.   T he  d c  l i n k   vol t a ge  o f  t h e  cur r ent   fed  s w i t ched  i n v e r t e r  i s   s ho w n   i n  Fi gu re   3 .  T h e  st a t or  vol t a ge  a n d   cur r ent   i s   s ho wn  i n  F i g u r e  4 .  Th e p e rf or m a nce characteristics of  PMSM ar e sho w n   i n   F i g u r e  5 .          F i g u r e  3 .  D C   l in k  Vo ltag e  of   Cu rren t Fed Switch e d Inv e rt er          Fi gu re  4 .   St at o r  V ol t a ge  an d   C ur rent   W a v ef orm     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In d onesi a n  J  E l ec En g &   C o m p  Sci    ISS N :   2 5 0 2 - 47 52       Ener gy M a na g e ment  i n  C u rre nt  Fe d  Sw i t c he d  Invert e r  Ba s e d Pr o pul si on   Mot o r  f o r  Ma r i ne .. .. ( A na n d   M)   28 5       F i g u r e  5 .  P e rfor m an ce  o f  P MS M      6.   CO NCL USI O N   In  t hi s  pape r   t h e  bat t e ry   b ase d   c u rre nt   f ed  s wi t c hed   i nvert e r   f or  e lectric  application.  T he   per f o r m a nce  of  P M S M   base d   i nvert e r   i s  obt ai ned  by   s im ulat i on.  T h e   d c  l i n k   vo ltag e   i s  main tain ed   b y  u s ing  the  supe r  ca pa citor..  In  t he   b eg inn i ng   p ro cess  of   t h e   e ng ine,  t he  e ner g y   u n i t   ent e rs   t he  w o r ki n g   s t a t e   s t e p  by   step,  a n d  the  s upe r  ca pacitor  di scha rges  a   s ubstantial  current  whi c h  m a kes  t h e   en gi ne   g et   e no u gh  p o w e r .   En gi nes  ca n  b e   p r ovi de d  wi t h   s at i s fact o r y   po we r  su p p l y   i n  t h e  e n tir e  pro cedur e  of   e ngin e   d r i v i ng   a nd   h av e  th e secu rity and  v elo c ity in   t h e m ean ti me.       REFERE NC ES   [1]   More no  J. ,  et  a l . , “Energ y - man a gement  s y s tem   for  a   h y brid   e l ectr i c  v e hi cle ,   u s i n g  ultr a  c a pa c itors  a nd   n eur a l   networks,”  IEEE transactions on   I ndustrial Electronics,  vo l/issue: 53(2), pp . 614-6 23, 2016 .   [2]   Dorffel D., “En erg y  Managemen t of  H y b rid   Electr ic Veh icles,” M P hil/PhD proje ct  9.   [3]   Lai  J.  S .  and   Nelson  D.  J . ,   “ Energ y   m an agement  power   c onverters   i n   h y brid  e l e c t ri c  and  fuel  c el l         vehicles,”  Proceedings of the IEEE,  vol/issue: 95 ( 4), pp . 766-777 , 2007.   [4]   Karden  E .,   et al. , “ Energ y   s tor a g e   d evi ces   f or  f ut ure  h y br id  e l e c t r i c  vehi cl es ,”   Jo u r nal of Power Sources,  vol/issue:  168(1), pp . 2-11 ,  2007.   [5]   Lin  C.  C .,  et al. , “Power  management  s trateg y   f o r  a  para lle l  h ybrid  e l ectr i c  tru ck, ”   I E EE transactions on contro l  sy ste m s te c hnology ,  vo l/issue: 11 ( 6), pp . 839-849 , 2003.   [6]   Moura  S.  J .,  et al. ,  “ A   s tochas tic  o p tim al  c ont rol  appro ach  f o r   power  m anag em ent  i n  p l ug-in  h y b r i d  electric  vehicles,”  IEEE Transactions  on cont rol systems technolog y,  vol/issue: 19(3), pp. 545-555, 2011 .   [7]   H o m   C.  B .,  et al. , “Hierarch i cal  control  strategi es  f or  e nerg y   management  o f  con nect ed  h y b r i d  el ectr i c  vehi cl es   i n  urban roads , ”  Transportation Research Part  C:  Emerging Technologies,  vo l . 62, p p. 70-86 , 2016 .   [8]   X.   Q i,  et al. ,  “Development  an d  Evaluation  of   a n  Evolutionar y   A lgo r ithm-Base d  Online   En e r g y   M anagem en t  S y s t em  for P lug- In H y b r i d E l e c tr ic V eh icl e s , ”   IEEE Transactions  on Intellig en t Transportation Sys t ems,  2016 .   [9]   Elav aras i  R.  a n d   S aravanan  P . ,   “ I m p act  o f  dis t ributed  g en era t i o n  on  distribution  sy stem s  and  its  p rotec tion, ”  i n   Indian Journal o f  Sc ience and  Technology,  vo l/issue: 7(S7), pp. 85 –90, 2014 .  [10]   Kannan  G.,  et a l . ,  “ R ea ctiv e  power  optim izat io n  using  firefly   algorithm,”  in  Po wer Electronics and Renewable  Ener gy S y s t ems ,  pp. 83-90 , 2015 .  [11]   S.  R ohit,   et al. ,  “Pulse  D ensity   M odulation  Fly b ack  C onv erter   fo r  LED  A utomotiv e  Ligh ting , ”  In donesian Journa l  of Electrical En gineer ing  and C o mputer Science , vol/issue: 8(1), 2017.  [12]   R.  B enioub ,  et al. ,  “Modulatio n  Index  Variation  E ffect  on  Harmonic  Behav i or  o f  Fi fteen  M ultil evel  I nv ert e r  Neutral-Poin t-Clamped Topolog y,”  IJ E C E , vol/issue: 7(4) , pp . 189 2-1898, 2017 .  [13]   Nivetha  R.,  “Comparative  Stud y  a nd  Design  An aly s is  o f  Several  P ulse  W idth  M odulation  Con t rol  Techniques , ”  IJMSR , vol/issue: 7(1), pp. 57-65 , 2015.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.