I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv S y s t em s   ( I J P E DS)   Vo l.  1 3 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 2 2 ,   p p .   4 1 1 ~ 4 2 2   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijp ed s . v 1 3 . i1 . p p 4 1 1 - 422          411       J o ur na l ho m ep a g e :   h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   Five - pha se in duct io n mo tor driv f o r elec tri c vehicle  wit h  high  g a in switched - ind uctor qua si imp e da nce so urce i nv erte r       Ya ra m a s u Suri Ba bu 1, 2 K o rit a la   Cha nd ra   Sek ha r 2   1 A N U   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   Te c h n o l o g y ,   A c h a r y a   N a g a r j u n a   U n i v e r si t y ,   G u n t u r ,   I n d i a   2 R V R   & JC   C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g ,   G u n t u r ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J ul   1 9 ,   2 0 2 1   R ev is ed   J an   25 2 0 2 2   Acc ep ted   Feb   1 2 0 2 2       S witch e d - i n d u c to q u a si - imp e d a n c e   so u rc e   in v e rter  (S L - q ZS I with   h i g h   g a in   fe d   fiv e - p h a se   in d u c ti o n   m o to d ri v e   fo e lec tri c   v e h icle   (EV)  a p p li c a ti o n is  p r o p o se d   i n   th is  p a p e r.   M u lt i - p h a se   e lec tri c   m a c h in e h a v e   b e e n   p re d icte d   fo a p p li c a ti o n   w h e re   th e   e n ti re   sy ste m   sh o u l d   h a v e   b e tt e r   re li a b il it y   a n d   d e m a n d e d   p o we p e p h a se   is  l o e sp e c ially   f o a u to n o m o u s   a p p li c a ti o n li k e   EVs.  To   su p p l y   v a riab le  v o l tag e   a n d   fre q u e n c y   to   m u lt i - p h a se   m a c h in e s,   m u lt i - p h a se   in v e rters   a re   re q u ired .   S L - q Z S o ffe r s   e n h a n c e d   b o o st  c a p a b il i ty   wit h   re sp e c to   trad it io n a imp e d a n c e   so u rc c o n v e rters   b y   in se rti n g   th re e   d i o d e a n d   o n l y   o n e   in d u c t o t o   th e   b a sic   q u a si - imp e d a n c e   so u rc e   in v e rter  (q Z S I).   Also ,   SL - q ZS o f fe rs  with sta n d i n g   c a p a b il it y   d u ri n g   v o lt a g e   d ip   re su lt li n e   h a rm o n ics   a re   d imin ish e d ;   e n h a n c e re li a b il it y   o in v e rter;  a n d   e x ten d e d   o u t p u v o lt a g e   ra n g e .   Th e   k e y   id e a   o th is  p a p e is   to   d e sig n   a n d   d e v e lo p   a   h i g h   p e rfo rm a n c e   a n d   h ig h ly   re li a b le  S L - q ZS I   fe d   fiv e - p h a se   In d u c ti o n   M o to r   d r iv e   a n d   v a li d a te  t h e   p ro p o se d   s y ste m   d e p e n d o n   re su lt o S im u latio n   wit h   t h e   h e lp   o f   M ATLAB;   t h e se   fin d in g we re   c o m p a ra b le  to   th e   sim il a ty p e   o e x isti n g   c o n v e rters .   We  c a n   n o ti c e   fro m   th e   p e rfo rm a n c e   a n a l y sis  o f   th e   p ro p o se d   sy ste m   th a it   c a n   p r o v id e   e n h a n c e d   v o l tag e   b o o st in g   c a p a b il it y   a n d   p ro v e d   th a it   h a sig n if ica n p o ten ti a fo th e   su g g e ste d   m u lt i - p h a se   v a riab le  sp e e d   d ri v e   (VSD)  s y ste m .   K ey w o r d s :   Fiv e - p h ase  in d u ctio n   m o t o r   Hig h   g ain   in v er ter   Qu asi - im p ed an ce   s o u r ce   in v er ter   ( q Z SI)   So lar   p h o to v s o ltaic   Switch ed - in d u cto r   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Yar am asu   Su r i Bab u   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g in ee r i n g ,   Ach a r y Nag ar ju n Un iv er s ity   C o ll eg o f   E n g in ee r in g   an d   T ec h n o lo g y   Gu n tu r ,   An d h r Pra d esh ,   I n d i a   E m ail:  y s u r ib ab u @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   th e   p ast  f ew   y ea r s ,   th b e n ef its   o f f er e d   b y   th th r ee - p h ase  in d u ctio n   m o t o r   m a d it   ap f o r   th ap p licatio n   o f   ad ju s tab le  s p e ed   d r iv ( ASD)   [ 1 ] .   Nev e r th eless ,   th p er tu r b ed   o p er atio n   o f   th th r ee - p h ase  m ac h in h as  to   b tak e n   in t o   ac co u n d u r in g   th e   f a u lty   co n d itio n .   I n   s u c h   s itu atio n   m o d if icatio n   o f   h ar d war e   f o r   th d r iv s y s tem   is   ex p en s iv [ 2 ] .   T h ese  d ay s ,   th f o c u s   is   g r ab b ed   b y   m u lti - p h ase  in d u ctio n   m o to r s   ( I M)   b ec au s o f   t h eir   ad d ed   b en ef it s   co m p ar ed   to   th e   d ee p - r o o te d   th r ee - p h ase  m ac h in es  [ 3 ] .   B e n ef its   o f f er e d   b y   it  ar b etter   to r q u e   d en s ity ,   r e d u ce d   p o wer   r atin g   o f   s witch es,  d ec r ea s ed   p u ls atio n s   in   to r q u e ,   im p r o v ed   ef f icien cy ,   h ar m o n ics  g et  r e d u ce d   in   DC   lin k   cu r r en t,  [ 4 ] [ 5 ] .   T h m o s attr ac tiv f ea tu r o f   m u lti - p h ase  m o to r   is   in h er e n f au lt - t o le r an ca p ab ilit y   with o u an y   r e q u i r em en o f   ex tr h a r d war [ 6 ] .   Hen ce   m u lti - p h ase   m ac h in es  ar em p lo y ed   in   a p p licatio n s   wh er th r eq u ir em en o f   h ig h   p o wer   a n d   s af ety   is   ess en tia s u ch   as   s h ip   p r o p u ls io n ,   elec tr ic  v e h ic le  ( E V) ,   elec tr ic  air cr af t,   h y b r i d   ele ctr ic  v eh icles  ( HE Vs)  [ 7 ] ,   [ 8 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  13 ,   No .   1 M ar c h   20 22 411 - 422   412   Fiv e - p h ase  m ac h in es  ar co m m o n ly   in v esti g ated   an d   d escr ib ed   in   m an y   d o c u m en ts   s in c e,   am o n g   m u lti - p h ase  m ac h in es,  f iv e - p h ase  m ac h in es p r o v i d m a n y   ess en tial  f ea tu r es r elativ to   r em ain in g   m u lti - p h ase   m ac h in es  [ 9 ] .   I n   th is   p ap er ,   f o r   m u lti - p h ase  m o to r   d r iv es,   s p ee d   co n tr o tech n iq u es  ar e   s im ilar   to   th at  o f   tr ad itio n al  3 - p h ase  m ac h in es;  V/f   co n tr o is   im p lem en ted .   T h co n s tan V/f   co n tr o tech n i q u p r o v id es  ea s e   in   th im p lem e n tatio n ,   co m p ar ativ ely   b etter   ef f icien cy ,   t h ex ce lle n p e r f o r m an ce   o f   im p ed an ce   s o u r ce   in v er ter   ( Z SI) ,   lo cu r r en to t al  h ar m o n ic  d is o r d e r   ( T HD) .   Ho wev er ,   th tr an s ien t a n d   r es p o n s f o r   lo s p ee d   ar wo r s e.   T h u s ,   it is   ap p lie d   t o   th s y s tem   wh er th s lu g g is h   r esp o n s is   n o t a   c o n ce r n   [ 1 0 ] .   Gen er ally ,   to   s u p p ly   a   f iv e - p h ase  in d u ctio n   m ac h in e ,   f i v e - p h ase  in v e r ter   is   r eq u ir ed u s u ally ,   th co n v en tio n al  two - lev el  in v er ter   is   th s o lu tio n .   Nev er th eless ,   it  i s   s u b jecte d   to   m an y   co n s tr ain ts   an d   d is ad v an tag es:  m in im u m   o u tp u v o ltag is   attain ed ,   d ip s   in   v o ltag s u s p en d s   th VSD  s y s tem ,   an d   lead s   to   ab an d o n m en o f   f ew  lo ad s   d u to   th ab s en ce   o f   with s tan d in g   ca p ab ilit y as  r esu lt,  it  is   n o ad eq u ate  to   s en s itiv lo ad s   [ 1 1 ] .   Ou tp u v o ltag co n t r o ls   th o u tp u t   p o wer   b ec au s th e   o u t p u is   r ela ted   to   th e   s q u ar e   o f   th v o ltag e.   So   th c o n s eq u e n ce   is   d im en s io n s   o f   th m o t o r   in cr ea s es,  wh ich   is   u n wan ted   f o r   th d esire d   p o wer   r atin g .   VSD  in d u s tr y   e n ab les  th en h an ce m en o f   r id e - th r o u g h   with   v ar io u s   alter n a tiv es  lik f ly - b ac k   co n v er ter s   an d   e n er g y   s to r ag e   with   b o o s co n v er ter s   [ 1 2 ] .   I n s tead ,   th ese  alter n ativ es  ar n o f ea s ib le  d u to   p r ice,   s ize,   an d   in tr icac y .   W ith   v o ltag s o u r ce   in v e r ter   ( VSI )   to p o lo g y ,   we  h av to   c o m p r o m is f o r   r eliab ilit y   d u to   i )   at   lo s p ee d s   d ea d   tim ca u s es  d is to r tio n ;   ii )   p r e m atu r f ailu r o f   b ea r in g s   d u to   s h af t   cu r r e n t,   wh ich   is   p r o d u ce d   b y   co m m o n   m o d e   v o ltag es  ( C MV ) .   T o   s u r p ass   th d r awb ac k s   in   t h class ical  in v er ter s ,   co n v er s i o n   o f   p o wer   with   th ca p ab ilit ies o f   b o th   s tep - d o wn   an d   s tep - u p   in   s in g le - s tag e ,   it  s u g g ested   Z SI   [ 1 3 ] .   T h v o ltag a th o u tp u ter m in als  is   b o o s ted   in   th s h o o t - th r o u g h   ( ST)   m o d e,   wh ich   is   u n iq u f ea tu r e   in   Z SI  d i f f er en f r o m   VSI .   Du to   th is   u n i q u e   f ea tu r e,   Z SI  o f f er s   lo co s t,  s in g le - s tag e,   an   ea s ier   s y s te m   f o r   ap p licatio n s   o f   f u el  ce ll   an d   s o lar   PV.  I n   leg ,   p o w er   s witch es  ar tu r n ed   ON  co n cu r r en tly   to   av o id   th d ea d   tim e.   I n   th d ir ec tio n   o f   v ar y i n g   th e   m ag n itu d e   o f   o u tp u v o ltag e   in   ex ten s iv r an g e   s h o o t h r o u g h   in ter v al  s h o u ld   b r eg u lated .   T h is   q u ality   s ig n if ican tly   d ec r ea s es  th d is to r tio n   at  o u tp u ter m in als  an d   en h an ce s   r eliab ilit y .   B ec au s o f   th is   q u ality ,   Z SI   s ettles   in   ap p licatio n s   wh er s af ety   an d   b etter   o p er atio n al  r e liab ilit y   h as  to   b g u ar an teed .   T h ad v an tag es  o f   Z SI  with   th m u lti - p h ase  m ac h in ar v er if ied   u s in g   class ical  Z SI  im p lem en ted   with   f i ve - p h ase  [ 1 4 ]   an d   s ix - p h ase  s y s tem s   [ 1 5 ] .   Ho wev e r ,   lim itatio n   o f   Z SI  is   d is co n tin u o u s   in p u cu r r e n t.  T o   m ain tain   co n tin u o u s   cu r r en th en   f ilter   is   r eq u ir e d   at  th DC   s o u r ce   s id [ 1 6 ] [ 1 8 ] .   I n   r em ain in g   im p ed an ce   n etwo r k   to p o lo g ies,   th latest  ty p o f   q u a s Z SIs  ( q Z SI)   h as  b ee n   p r o p o s ed   th at  d o m in ates  th e q u iv alen t   o f   b asic  Z SI.   T h e   s ig n if ican t a d v an ta g p r o v id e d   b y   q Z SI  is   lo r atin g   o f   p a s s iv co m p o n en ts .   I n   t h e   t r a d i t i o n a l   VS I   d e s i g n ,   w e   s h o u l d   t r a d e - o f f   t h e   r e li a b i l it y   o f   t h e   V S D   s y s t e m .   S i n c e   t h a p p l i c a t i o n s   o f   s o l a r   PV   b a s e d   s y s t e m   l i k E V   o r   H E V   a r a l m o s t   s t a n d - al o n e ,   s o ,   it   r e q u i r e s   g r e a t   r e li a b l s y s te m .   E v e n   t h o u g h   t h e   m u l ti - p h a s e   m a c h i n c a n   a f f o r d   r el ia b l e   o p e r a t i o n   a s   i is   es s e n t i a ll y   f a u l t - t o l e r a n t ,   w m a y   t r y   t o   f u r t h e r   e n h a n c e m en t   i n   d e v i ce   r e li a b i li t y   b y   s e lec t i n g   t h b e s t   c o n v e r t e r s   f r o m   t h e   c o n v e r t e r   s i d e .   V a r i o u s   f ea s i b l e   m et h o d s   a r th e r e   f o r   e q u a t i n g   t h e   l o a d   v o lta g e   ( h i g h   v o l t a g s i d e )   r e q u i r e m e n t   f r o m   s o u r c ( l o w   v o l t a g e   s i d e ) i )   c o n n e c tin g   a   s e r i es   c o m b i n at i o n   o f   e n er g y   s o u r c e s   s u c h   a s   e i t h e r   s o lar   c e l ls ,   f u e l   ce l ls   o r   b a t t e r i es   t o   a c h i e v e   t h e   r e q u i r ed   v o l t a g e ,   i i )   a r r a n g i n g   t w o   o r   m o r e   l o w   v o l t a g e   g a i n   D C - DC   b o o s t   c o n v e r t e r s   i n   c a s c a d e d   f o r m ,   a n d   i ii )   c o m b in a t i o n   o f   a   D C - D C   b o o s c o n v e r t e r   a l o n g   wi t h   t r a n s f o r m e r .   A m o n g   t h e s e   a r n e i t h e r   r e l i a b le   n o r   e c o n o m i c a l .   U s i n g   h i g h   b o o s t   f a c t o r   c o n v e r t e r s   a r e   t h e   b e s t   p o s s i b l e   m e t h o d   t o   e q u a t e   t h e   d i f f e r e n c e   i n   s o u r c e   v o lt a g e .   M o r e o v e r ,   a d d i t i o n a l e n h a n c em e n t   i n   t h e   r el i a b i li t y   o f   t h e   VS D   s y s t e m   i s   a c h i e v e d   b y   t h e s e   h i g h   g a i n   c o n v e r t e r s .   I n   [ 1 9 ] [ 2 1 ] ,   t h e   f o c u s   m a i n l y   o n   e n h a n c i n g   t h e   b o o s t   f a c t o r   o f   Z S I   b y   i n t r o d u c i n g   d i o d e s ,   c a p a c i t o r s ,   a n d   i n d u c t o r s   t o   t h e   Z - n e t w o r k ,   a s   e x p l a i n e d   i n   [ 1 9 ]   a n d   [ 2 0 ] .   A   t r a n s f o r m e r   i s   u s e d   i n s t e a d   o f   t w o   i n d u c t o r s   to   a c h i e v e   h i g h   v o l t a g e   r a i s e   [ 2 1 ] .   I n   a d d i t i o n   t o   t h i s ,   t h e   h i g h   g a i n   i n   c a s c a d e   a n d   t r a n s f o r m e r - l es s   c o n f i g u r a ti o n s   i s   a c h ie v e d   b y   u s i n g   h y b r i d   d e s i g n s ,   a n d   v o l ta g e   m u l t i p l i e r   c e l ls   [ 2 2 ] [ 2 3 ]   w i t h   t h e   a p p l i c a ti o n   o f   c a p a c i t o r s   an d   s w i t c h e d - i n d u c t o r .   T h e   d r aw b a c k   o f   b o o s t   l i m i ta t i o n   i n   th e   p r i m a r y   Z S I   i s   s u r p a s s e d   w it h   t h e   h e l p   o f   a   c o m b i n e d   d e s i g n   s t r u c t u r e   o f   b asi c   Z S I   a n d   s wi t c h e d - i n d u c t o r .   T h i s   e n ti r e   d e s i g n   is   k n o w n   a s   t h e   s w i tc h e d   i n d u c t o r   Z S I   ( S L - Z S I ) ,   w h i c h   d e l i v e r s   h i g h   c o n v e r s i o n   b o o s t   v o l t a g e .   No wad ay s ,   in   p o wer   elec tr o n ics  co n v er ter s ,   SL - q Z SI  is   th b est  to p o l o g y   [ 2 4 ]   ex clu s iv ely   with   in ter esti n g   p r o p er ties   lik e i)   o f f er s   with s tan d i n g   ca p ab ilit y   with o u a n y   c h an g es  in   ci r cu it ,   ii)   im p r o v e d   p o wer   f ac to r ,   a n d   iii)   d ec r ea s ed   m ag n itu d o f   c o m m o n   m o d v o ltag es  ( C MV )   an d   c u r r en h ar m o n ics.  I n   co n tr ast  to   r em ain in g   VSDs   [ 2 5 ] [ 2 7 ]   f ed   b y   h ig h   g ain   Z SI,   VSD  s y s tem s   f ed   with   SL - q Z SI  h av th e   af o r em en tio n ed   ca p ab ilit ies  an d   b etter   r eliab ilit y .   s witc h ed   in d u cto r   is   in s er ted   to   th q Z SI  to p o lo g y   to   p r o d u ce   n ew  in v er te r   co in e d   as  SL - q Z SI.   Su g g ested   f iv e - p h ase  SL - q Z SI  is   im p lem en t ed   to   f ed   f iv e - p h ase   in d u ctio n   m o to r .   R elativ to   r em ain in g   h ig h   g ain   b o o s co n v er ter s ,   SL - q Z SI  p r o v id es  v ar i o u s   ad v an tag es  lik d s u p p ly   h av i n g   co m m o n   g r o u n d ,   s u p p r ess in g   in r u s h   cu r r en d u r in g   s tar t - u p .   So   f ar ,   n o   liter atu r o n   th p er f o r m an ce   s tu d y   o f   f iv e - p h ase  I d r iv with   SL - q Z SI  h as  b ee n   p r esen ted .   I n v esti g atin g   th ef f icien c y   o f   th s u g g ested   s y s tem   is   s tep p in g   ah ea d   to war d s   s u itab ilit y   f o r   ap p licatio n s   wh er th e   s y s tem   r eq u ir es  h ig h   r eliab ilit y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       F ive - p h a s in d u ctio n   mo t o r   d r ive  fo r   elec tr ic  ve h icle  w ith   h i g h   g a i n   s w itch ed -   …  ( Ya r a ma s u   S u r i B a b u )   413   T h er ef o r e,   th e   p a p er   attem p ts   to   f ill  th e   g ap   b y   in v esti g atin g   th e   f iv e - p h ase  in d u ctio n   m o to r   d r iv en   b y   th e   SL - q Z SI.   T h is   p ap e r   aim s   to   u n ite  th e   b e n ef its   o f   b o th   t h SL - q Z SI  a n d   f iv e - p h ase  m ac h in es.   T h e   s u g g ested   f iv e - p h ase  VSD  s y s tem   d r iv en   b y   th SL - q Z SI  p r o v i d es  im p r o v ed   r eliab ilit y   an d   tr an s ien t   r esp o n s e,   ef f icien c y .   T h r e s u lts   o b tain ed   f r o m   t h s im u latio n   ar ev alu ate d   f o r   ass ess in g   th s y s tem   p er f o r m an ce .   Her e,   th p ap er   in tr o d u ce s   an   in n o v ativ h i g h   g ain   s witch ed - in d u cto r   q u asi   im p ed an ce   s o u r ce   in v er t er   ( SL - q Z SI )   f ed   f iv e - p h ase  I d r iv s u itab le  f o r   E th at  f u lf ills   n ea r ly   all  o f   th af o r esaid   f ea tu r es.  I n   th s ec tio n   2 ,   d escr ib ed   th p r o p o s ed   s y s tem ,   th e   s im u latio n   r esu lts   ar p r esen ted   an d   an a ly ze d   in   s ec tio n   3 .   C o n clu s io n   o f   th is   ef f o r t is p r e s en ted   in   s ec tio n   4.       2.   P RO P O SE S L - qZ SI   F E I NDUC T I O M O T O R   2 . 1 .     M o delin g   o f   f i v e - ph a s ph a s ind uct io n m o t o r   C o n s id er   th p h ase  a n g le   d is p lace m en b etwe en   an y   two   ad jace n p h ases   o f   f iv e - p h a s I M .   T h b elo ass u m p tio n s   ar tak e n   i n to   ac co u n t f o r   d er iv i n g   m at h em atica l m o d el  o f   f iv e - p h a s m ac h in e.     I n   win d in g ,   th MM F p r o d u ce d   is   d is tr ib u ted   s in u s o id al  al o n g   th e   d iam eter   o f   th air   g ap .     T h air   g a p   is   co n s tan t.     T h s atu r atio n   o f   th m ai n   f lu x   ca n   b e   ig n o r ed   s in ce   th ir o n   co r h as a   lin ea r   B - cu r v e.     I r o n   c o r lo s s es c an   b ig n o r e d .     R esi s tan ce   an d   in d u cta n ce   o f   th win d in g   ar co n s tan t.   I n   ac co r d a n ce   with   th e   win d i n g   tr an s f o r m atio n   r atio ,   ass u m in g   th at  r o to r   win d in g   is   talk   ab o u th e   s tato r   win d in g .   Flu x   li n k ag e,   r o to r ,   an d   s tato r   v o ltag eq u ati o n s   ar co n v ey e d   as:     ̱  = ̱ ̱  + ̱   ̱  = ̱ ̱  + ̱ ̱  }   ( 1 )     ̱  = ̱ ̱  + ̱   ̱  = ̱ ̱  + ̱  ̱  }   ( 2 )     T h v o ltag e,   cu r r e n t,  f lu x   lin k ag es in   ( 1 )   a n d   ( 2 )   ca n   b d ef i n ed   as :     ̱  = [      ] ̱  = [      ] ̱  = [      ] ̱  = [      ] ̱  = [      ] ̱  = [      ] }               ( 3 )     Stato r   an d   r o to r   in d u ctan ce   m atr ices a r g iv en   as :     ̱ = [          +   2  2    +   2  2  2   +   2  2  2   +    2  2   + ]           ( 4 )     ̱ = [          +   2  2    +   2  2  2   +   2  2  2  +    2  2   + ]           ( 5 )     Mu tu al  in d u ctan ce   m atr ix   is   g i v en   b y :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  13 ,   No .   1 M ar c h   20 22 411 - 422   414   ̱  = [           ( + )  ( + 2 )  ( 2 )  ( )  ( )   ( + )  ( + 2 )  ( 2 )  ( 2 )  ( )   ( + )  ( + 2 )  ( + 2 )  ( 2 )  ( )   ( + )  ( + )  ( + 2 )  ( 2 )  ( )  ]           ( 6 )     ̱  = ̱    ( 7 )     r ep r esen ts   th in s tan tan eo u s   lo ca tio n   o f   th r o to r   p h ase  a’   m ag n etic  ax is   r eg ar d in g   th s tato r   p h as a’   m ag n etic  ax is .   I n   f i v e - p h ase  I M ,   th m atr ices  o f   r o to r   an d   s tato r   r esis tan ce s   ar d iag o n al  in   n atu r e,   a n d   th eir   o r d er   is   5 × 5 .   Dec o u p lin g   tr an s f o r m atio n :   t o   o b tain   a   s im p lifie d   m o d el,   f o r   elim in atin g   t h v a r ia tio n   o f   in d u cta n ce s   with   r esp ec to   tim e,   c o o r d in ate  c o n v e r s io n   is   ap p lied .   Po wer   in v a r ian f o r m   o f   c o - o r d in ate   co n v er s io n   is   em p lo y ed .   T h u s ,   th tr an s f o r m atio n   m atr ix   is   ap p lied   to   f i v e - p h ase  win d in g   o f   th s tato r .     ̱ = ̱ ̱  ̱  = ̱ 1 ̱  }   ( 8 )     W h er tr an s f o r m atio n   m atr i x   o f   p o wer   in v ar ian f o r m   is   ch o s en   in   o r d er   th at  ̱ 1 = ̱ T h d e co u p lin g   tr an s f o r m atio n   m atr ix   is   g iv e n   as :     ̱ = 2 5 [           1   2  2  0   2  2  1  2  4  4  2 0  2  4  4  2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 ]             ( 9 )     Ma ch in m o d el  i n   s tan d ar d   ar b itra r y   r ef er en ce   f r am e:     ̱  = ̱ ̱  ̱  = ̱ ̱  ̱  = ̱ ̱  ̱  = ̱ ̱  ̱  = ̱ ̱  ̱  = ̱ ̱  }   ( 1 0 )     Stato r   an d   r o to r   v o ltag is   s h o wn   in   ( 1 1 ) :     ( ) ( ) 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ds s ds a qs ds dr r dr a qr dr qs s qs a ds qs qr r qr a dr qr x s s x s x s x r r x r x r y s s y s y s y r r y r y r s s s s r r r r v R i p v R i p v R i p v R i p v R i p v R i p v R i p v R i p v R i p v R i p    = + = = + = + + = = + + = + = = + = + = = + = + = = +   ( 1 1 )     Flu x   lin k ag e   is   s h o wn   in   ( 1 2 ) :     ( ) ( ) ( ) ( ) 0 0 0 0 ds ls m ds m dr dr lr m dr m ds qs ls m qs m qr qr lr m qr m qs x s ls x s x r ls x r y s ls y s y r ls y r s ls s r ls r L L i L i L L i L i L L i L i L L i L i L i L i L i L i L i L i      = + + = + + = + + = + + == == ==   ( 1 2 )     Her ag ain   L m ( n /2 )   M.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       F ive - p h a s in d u ctio n   mo t o r   d r ive  fo r   elec tr ic  ve h icle  w ith   h i g h   g a i n   s w itch ed -   …  ( Ya r a ma s u   S u r i B a b u )   415   T o r q u e   is   s h o wn   in   ( 1 3 ) .     =  2 [     ] = [     ] }   ( 1 3 )     Un d er   th tr a n s f o r m atio n   m ec h an ical  eq u atio n s   o f   r o to r   m o t io n   is   co n s tan t a n d   is   g iv en   b y   ( 1 4 ) .     =     ( 1 4 )     W h er e , ‘ P ’  is   th n u m b er   o f   p o les in   m ac h in e   a n d   J   is   in er tia.     2 . 2   O pera t io n o f   SL - qZ SI   [ 2 4 ]   T h e   p o w e r   t o p o l o g y   o f   t h e   i n t r o d u c e d   S L - q Z S I   f e d   f i v e - p h ase   I M   d r i v e   s y s te m   is   a p p e a r e d   in   F i g u r e   1 .   SL - q Z SI  co n tain s   th r ee   in d u c to r s   ( v iz. ,   L 1 ,   L 2 &   L 3 ) ,   f o u r   d io d es  ( v iz. ,   D in ,   D 1 D 2 ) ,   an d   two   ca p ac ito r s   ( v iz. ,   C 1 & C 2 ) .   Switc h ed   I n d u cto r   ce ll  co m p r is es  o f   L 2 L 3 D 1 D 2 ,   & D 3 I n   co n tr ast  to   SL - Z SI  to p o lo g y ,   in r u s h   cu r r e n f lo is   elim in ated   in   SL - q Z SI  to p o lo g y ,   s in ce   th cu r r en f l o win g   th r o u g h   th p r in cip le   cir c u it   is   ze r o   d u r i n g   th e   s tar t - u p n ev er th eless ,   in   SL - q Z SI   th e   ca p ac ito r s   an d   in d u cto r s   s till   r eso n ate.   W h en   co m p ar ed   to   th tr ad itio n al  co n tin u o u s   cu r r e n q Z SI,   th b o o s f ac to r   in   SL - q Z SI  is   en h an ce d   f r o m   1 / ( 1 2 D)   to   ( 1 D) /( 1 −2 D− D 2 )   b y   a d d i n g   o n in d u cto r   a n d   t h r ee   d i o d es  to   its   p o wer   cir c u it.   B o o s f ac to r   f o r   b asic  Z SI  an d   q Z SI  ca n   b wr itten   as :     =   = 1 1 2 ( 0 / ) = 1 1 2   ( 1 5 )     = 1 + ( 0 / ) 1 3 ( 0 / ) = 1 + 1 3   ( 1 6 )     w h er T 0   is   s h o o t - th r o u g h   i n ter v al  s tate,   = T 0   /T is   th d u ty   cy cle .           Fig u r 1 .   SL - q Z SI  f ed   f iv e - p h ase  I d r iv e       IM - pv I pv V 1 Z + - 1 Z + - 0 + - 1 S 2 S 5 S 6 S 9 S 10 S 7 S 8 S + - bat I L bat V D S L r D M o d u lato r + - 1 K + + 2 K - C V C + + 2 C i i v i i 1 L i 2 D 2 D i 1 C i in D 2 C V 1 C V D in i 3 L i b D Db i 1 D 1 D i 1 L 1 L r 1 C 1 C r 2 C 2 C r 3 L r 3 L 2 L 2 L r 3 S 4 S 6 1 e 1 K S e n s o r s TG B u l b   L o a d D C   S h u n t   g e n e r a t o r E g v a b c d e , v C 1 v C 2 a n d   i a b c d e P W M G e n e ra t i o n + + E s S V P W M G e n e r a t i o n * r Pu l s e s i r S i g n a l   P ro c e s s i n g D a t a   A c q i s a t i o n a b c   t o   d q   T ra n s f o rm a t i o n T PI C SP I C R e f e re n c e   S p e e d   i a i b i c i d   & i e     i q     * d i i d * q v * q + T P I C d q   t o   a b c   t r a n s f o r m a t i o n d v * r θ i i pv i pv v D D I ph I SH I s R sh R D D I ph I SH I s R sh R I r r a di a t i on I r r a di a t i on T e m p T e m p Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  13 ,   No .   1 M ar c h   20 22 411 - 422   416   C ir cu it  an al y s is :   a n alo g o u s   to   th tr ad itio n al  Z SI,   th f i v e - p h ase  SL - q Z SI  h as  ty p ic ally   th ir ty   d y n am ics  an d   two   ze r o   s tates  ap ar f r o m   s h o o t - th r o u g h   z er o   s tates .   Hen ce ,   th wo r k in g   p r in cip le  o f   th e   s u g g ested   is   an alo g o u s   to   th e   co n v en tio n al  Z SI.   T o   s im p lif y   th s tu d y ,   th e   s witch in g   s t ates  ar d iv id ed   in to   s h o o t - th r o u g h   an d   n o n - s h o o t t h r o u g h   s tates   ( NST) .   E q u iv ale n cir cu it  d iag r a m   o f   SL - q Z SI  s h o wn   in   Fig u r e   2 .   Fig u r e s   2   ( a)   a n d   2   ( b )   s h o ws  eq u iv alen t   cir c u it  d u r in g   s h o o t - th r o u g h   s tate  an d   n o n - s h o o th r o u g h   s tate   r esp ec tiv ely .   T h f iv e - p h ase  SL - q Z SI  h as  th ir ty   n o n - ze r o   an d   two   ze r o   s tates   d u r in g   non - s h o o th r o u g h   co n d itio n .   I n   th is   co n d itio n D in   an d   D a r co n d u ctin g   wh er ea s   D 2   an d   D ar e   o p e n L 2   an d   L 3   ar ass o ciate d   in   s er ies.    T h e   en er g y   is   s u p p l ied   f r o m   DC   s o u r ce   t o   AC   cir cu it  b y   th e   in d u cto r s   a r o f   L 1 ,   L 2 ,   a n d   L 3 ;   d u r i n g   th is   co n d itio n ,   t h ca p ac ito r s   C 1 & C 2   ar ch ar g ed .   Als o ,   2 _    an d   3 _    ar v o ltag es  ac r o s s   th in d u cto r s   L 2   an d   L 3 ,   r esp ec tiv ely .   W g et :     1 = 1    ( 1 7 )     2 = 2 _  = 2 3 _    ( 1 8 )     3 = 3 _  = 2 2 _    ( 1 9 )      = 1 + 2   ( 2 0 )           ( a)   ( b )     Fig u r 2 .   E q u iv alen t c ir c u it d i ag r am   o f   SL - q Z SI  ( a )   s h o o t - t h r o u g h   s tate  ( b )   n o n - s h o o t th r o u g h   s tate  [ 2 4 ]       W h en   b o th   th e   lo wer   an d   u p p er   s witch es o f   th s im ilar   leg   a r co n d u ctin g   s im u ltan eo u s ly ,   th s h o o t - th r o u g h   s tate  ca n   b ac co m p lis h ed   in   an   in v er ter .   Du r i n g   s h o o t - th r o u g h   s tate D in & D 1   ar o p en   wh er ea s   D 2 & D 3   ar co n d u ctin g   an d   in d u cto r s   L 2 &   L 3   ar ass o ciate d   in   p ar allel.   W h ile  th in d u cto r s   L 1 ,   L 2 &   L 3   ar e   ch ar g in g ,   th e n   t h ca p ac ito r s   C 1 &   C 2   ar g ettin g   d is ch ar g ed .   W g et:     1 = 2    ( 2 1 )     2 = 3 = 1   ( 2 2 )     B y   ap p ly in g   v o lt - s ec o n d   s tab ilit y   p r in cip le  to   i n d u ct o r s   L 2 & L th en   we  g et :     2 _  = 3 _  = 1 1 + 2   ( 2 3 )     2 = 2 1 1   ( 2 4 )     I n   th s am m a n n er ,   t h v o lt - s ec o n d   s tab ilit y   p r i n cip le  is   ap p lied   to   L 1   th en :     1 = 1 1 2 2  2 = 2 1 2 2  }   ( 2 5 )     Su b s titu tin g   ( 2 5 )   in   ( 2 0 )   we  o b tain :      = 1 + 2 = 1 + 1 2 2  =    ( 2 6 )   + + 2 C i i v 1 L i 2 D i 1 C i 2 C V 1 C V D in i 3 L i 1 D i 1 L 1 L r 1 C 1 C r 2 C 2 C r 3 L r 3 L 2 L 2 L r 1 2 1 L L C i i i +− pv i PV V + + 2 C i i v 1 L i 1 C i 2 C V 1 C V 3 L i 1 L 1 L r 1 C 1 C r 2 C 2 C r 3 L r 3 L 2 L 2 L r i i pv i PV V Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       F ive - p h a s in d u ctio n   mo t o r   d r ive  fo r   elec tr ic  ve h icle  w ith   h i g h   g a i n   s w itch ed -   …  ( Ya r a ma s u   S u r i B a b u )   417   W h er e ,   B   is   d ef in ed   as th b o o s t f ac to r   o f   th in v e r ter ,   it is :     = 1 + 1 2 2 = 1 + ( 0 / ) 1 2 ( 0 / ) ( 0 / ) 2   ( 2 7 )     C o m p ar ed   to   co n v en ti o n al  Z SI,   th s u g g ested   SL - q Z SI  h as  s u p er io r   b o o s ca p ab ilit y ,   b u it  h as  r ed u ce d   b o o s t   ca p ab ilit y   co m p a r ed   to   SL - Z SI.       2 . 3   B idi re ct io na l D C - DC  co nv er t er   B i - d ir ec tio n al  DC   to   DC   co n v er ter   a lo n g   with   th e   SL - q Z SI  i s   p lace d   in   b etwe en   t he   DC   lin k   a n d   th e   b atter y   o f   th in v er ter ,   as  s h o wn   in   Fig u r e   1 .   T h is   b id ir ec ti o n al  co n v er ter   is   u s ed   as  b a ck u p   o p tio n ,   an d   it  h elp s   th b atter y   to   c h ar g e   d u r in g   r e g en er ativ e   b r a k in g   o f   th m o to r .   E ith er   o f   t h s witch es  in   th e   b id ir ec tio n al  c o n v er ter   is   tu r n ed   ON  to   s tep - d o wn   o r   s tep - up   th v o ltag e.   T h d u ty   c y cle  o f   s witch es  is   co n tr o lled   b ased   o n   t h ter m in al  v o ltag o f   th s o lar   PV.  I f   s o lar   en er g y   is   lo o r   it  is   ab s e n t,  th en   th b atter y   an d   b id ir ec tio n al  co n v er ter   c o m b in atio n   m ai n tain   co n s tan DC   li n k   v o ltag e.       3.   SI M UL A T I O R E S UL T S   T o   ap p r o v e   th e   ex h ib itio n   o f   th p r o p o s ed   s tr u ctu r e ,   s o lar - p o wer ed   1 - p h ase  p o we r   m o d u latin g   u n it  f o r   f iv e - p h ase  I M   d r iv e   is   s im u late d   o n   th MA T L AB /Si m u lin k   en v ir o n s .   T h d ete r m in ed   p ar a m eter s   o f   s im u latio n   ar tab u lar ized   in   t h T ab le  1 .   I n   th e   r esu lts   s ec tio n ,   th s im u latio n   r esu l ts   o f   s o lar   PV  v o ltag an d   PV  cu r r en t i n p u t   v o ltag e   an d   cu r r e n t   o f   t h b atter y ;   an d   t h o u tp u v o ltag es   an d   c u r r en t ar in tr o d u ce d I ad d itio n ally   in tr o d u ce s   th m o to r   s id s im u lati o n   r esu lts ,   i. e. ,   s tato r   cu r r en ts   an d   s p ee d   o f   th f iv e - p h ase  I M DC   b u s   is   p r o v id e d   b y   co n s id er in g   ar r an g em e n o f   P V   ar r a y   o f   5 k W   r atin g   with   M PP T   s y s tem   in   s h u n with   b atter y   f ed   b i - d ir ec tio n al  b u c k - b o o s D. C   to   D. C   co n v e r ter .       T ab le  1 .   Simu latio n   p ar am eter s       I n   th ese  s im u latio n s th two   in s tab ilit ies   ar e   in   th u s ag o f   s p ee d   o f   th IM   d r i v e   an d   s o lar   ir r ad iatio n   is   p r esen ted   to   a p p r o v th e   ac tiv p e r f o r m an ce   o f   th in tr o d u ce d   s tr u ctu r e .   PV  tem p er atu r e   s tay s   s tead y   all  o v er   th e   s im u latio n   tim e.   Fro m   Fig u r e   3   ( a)   it ten d s   to   b s ee n   th at  at  0 . 5 - s ec ,   th e   s o lar   ir r ad iatio n   is   r ed u ce d ,   s o   ac c o r d in g ly   I PV  d i m in is h ed .   B o th   t h PV  cu r r en t   an d   v o ltag e   ar a p p ea r e d   in   F ig u r e s   ( a)   an d   ( b )   co r r esp o n d in g ly .   L ik ewise,   th v o ltag an d   cu r r en o f   th b atter y   is   ap p ea r ed   in   Fig u r e s   3   ( c)   an d   ( d ) .     Fig u r es   4   an d   5   s h o w   th e   in v e r ter   cu r r e n ts   an d   v o ltag es  d u r i n g   th b o th   s tead y   s tate  an d   tr an s ien t state .   Stato r   cu r r e n ts   in co n s is ten s tate  ar s in u s o id al   wav ef o r m s   as  ap p ea r ed   in   th e   zo o m e d   v i ew  p o r tio n   o f   co r r esp o n d in g   p h ase  cu r r en ts   o f   Fig u r 5   an d   Fig u r e   6   d i s p lay s   th r esu lts   o f   th s im u l atio n   o f   s tato r   f lu x   o f   f iv e - p h ase  I M   d r iv e   u s in g   a   1 0   N - m   lo ad   u n d er - r ated   an d   r ed u ce d - s p ee d   co n d itio n s I c an   b n o ticed   t h at,   u n d er   b o th   s p ee d s ,   th d r iv is   ab le  to   o p er ate  at  c o n s tan f lu x   co n d itio n s .   R ef er en ce   s p ee d   at  th tim e   o f   ze r o   s ec   is   1 4 3 0 r p m   an d   it  is   d ec r e ased   to   1 200   r p m   at  th tim e   o f   1 . 5   s ec o n d s .   I ten d s   to   b s ee n   f r o m   Fig u r th at   th g e n u in e   s p ee d   o f   th e   m o to r   p r ec is ely   tr ac k s   th r ef er en ce   s p ee d .   T ill  1 . 5 s ,   th e   r ef er en ce   s p ee d   is   r em ain s   u n ch a n g ed ,   b u th s o u r ce   is   ch an g e d ,   co n s is ten tly   d etec th in s tab ilit ies   o f   s p e ed   m o m en tar ily .   I n   s u ch   co n d itio n s ,   th d r iv is   ab le  to   tr ac k   th r ef er en ce   s p e ed   p r ec is e ly   u n d er   s tea dy - s tat co n d itio n s .   Fro m   Fig u r 8 ,   p o we r   ac ce s s ib le  s in ce   th P V   is   5 0 0 0   W ,   f r o m   b eg in n in g   m o m e n t   to   t= 0 . 5   s ec o n d .   So ,   th e   ab u n d a n ce   in   ac ce s s ib le   p o wer   is   d ep o s ited   in   b atter y   u p   to   th tim 0 . 5   s ec o n d s .   At  th tim t=0 . 5   s ec ,   P V   cu r r en is   d im in is h ed   me an w h ile  ir r ad iatio n   is   d ec r ea s ed ,   h o wev er   th P V   v o ltag s tay s   co n s tan t ,   s o   p o wer   S o l a r   P V   m o d u l e   s p e c i f i c a t i o n s   P o w e r   c o n v e r t e r   En e r g y   st o r a g e   p o w e r   c o n v e r t e r   I n d u c t i o n   m o t o r   P a r a me t e r   V a l u e   P a r a me t e r   V a l u e   P a r a me t e r   V a l u e   P a r a me t e r   V a l u e   S h o r t - c i r c u i t   c u r r e n t   ( I SC )   9 . 4 9   A   I n p u t   p o w e r   2   kW   I n p u t   p o w e r   3   kW   O u t p u t   p o w e r   2   kW   O p e n - c i r c u i t   v o l t a g e   ( V OC )   4 3 . 2 0   V   I n p u t   v o l t a g e   2 0 0 - 600   V   I n p u t   v o l t a g e   2 0 0   V   R a t e d   sp e e d   1 4 3 0   r p m   C u r r e n t   a t   ma x i mu p o w e r   p o i n t   ( I MPP )   8 . 4 7   A   O u t p u t   v o l t a g e   9 0 V @ 3 6 7   Hz   O u t p u t   v o l t a g e   2 0 0 - 600   V   R a t e d   t o r q u e   10   N - m   V o l t a g e   a t   ma x i m u p o w e r   p o i n t   ( V MPP )   36   V   S w i t c h i n g   f r e q u e n c y   20   k H z   S w i t c h i n g   f r e q u e n c y   20   k H z       P o w e r   a t   m a x i m u p o w e r   p o i n t   ( P MPP )   3 0 0   W               N o .   o f   ser i e s   c o n n e c t e d   mo d u l e s (N S )   16               Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  13 ,   No .   1 M ar c h   20 22 411 - 422   418   ac ce s s ib le  f r o m   PV   is   d im in is h ed ,   wh ich   is   in ad e q u ate   to   r ea ch   th l o a d .   Fro m   t= 0 . 5   s ec   to   t=2   s ec ,   in ad eq u ac y   in   p o wer   is   ex is ts   f r o m   PV   to   s atis f y   th lo ad   d em an d ,   t h at  in ad eq u ate  p o wer   i s   ac q u ir ed   f r o m   th b atter y .   T h e   eq u iv ale n ca n   b e   s ee n   f r o m   t h Fig u r 8 .       I PV (A)       V PV ( v )       ( a)     ( b )   V   bat ( V )   ( c)   I bat ( A)   ( d )     Fig u r 3 .   Simu latio n   r esu lts   o f   s o l ar   PV a n d   b atter y   p ar am et er s   ( a)   s o lar   PV c u r r e n t ( b )   s o lar   PV  vol tag ( c)   b atter y   vol tag e   an d   ( d )   b atter y   c u r r en t           Fi g u r 4 .   L i n e - lin v o ltag es       Fig u r 5 .   Stato r   c u r r e n ts   o f   f iv e - p h ase  m o to r           Fig u r e   6 .   Stato r   f lu x   o f   f iv e - p h ase  in d u ctio n   m o to r       Fig u r e   7 .   Actu al  a n d   r e f er en ce   Sp ee d s   o f   m o t o r       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       F ive - p h a s in d u ctio n   mo t o r   d r ive  fo r   elec tr ic  ve h icle  w ith   h i g h   g a i n   s w itch ed -   …  ( Ya r a ma s u   S u r i B a b u )   419       Fig u r e   8 .   PV so u r ce   p o wer ,   b a tter y   p o wer   a n d   lo a d   p o wer   in   p r o p o s ed   s y s tem       3 . 1 .     c o m pa r a t iv a na l y s is   o f   t he  pro po s ed  inv er t er   3 . 1 . 1 .   B o o s t   f a c t o rs   On m o r s im u latio n s   s et  ar ac h iev ed   to   ex am i n th im p le m en tatio n   o f   th b ey o n d   to p o lo g ies.  T h co n s id er ed   p ar am eter s   o f   s im u latio n s   f o r   co m p a r ativ an al y s is   ar tab u lated   in   th T a b le  2 .   Fo r   th s tu d y   o f   r elativ ex ec u tio n ,   b o o s f ac to r s   ar d et er m i n ed   as  th e   p r o p o r tio n   o f   m a x im u m   D . C   v o lta g in   th e   cir cu it  to   th in p u t D . C   v o ltag e   f o r   th n ec ess ar y   co n v er s io n   o f   DC - AC .       T ab le  2 .   Simu latio n   p ar am eter s   f o r   co m p ar ativ an al y s is   P a r a me t e r   V a l u e   I n p u t   D C   v o l t a g e   2 0 0   V   S w i t c h i n g   f r e q u e n c y   10   k H z   F i l t e r   i n d u c t a n c e   2 5 0   µH   P o w e r   3 0 0 0   W   O u t p u t   l i n e   v o l t a g e   ( R M S )   3 5 0 - 600   V   F i l t e r   c a p a c i t a n c e   44   µF       3 . 1 . 2   Va ria t i o n o f   du t y   c y cle   As  s ta ted   p r ev io u s ly ,   th ad ju s tm en in   th im p ed an ce   n etwo r k   s etu p ,   b o o s f ac to r s   o f   ev er y   s in g le  to p o lo g y   p o s s ib ly   will   v ar y   f r o m   o th er s .   H y p o th etica lly ,   th e   ex tr em b o o s f ac to r   o f   e v er y   s in g le  to p o lo g y   is   im m ea s u r ab le.     B o o s f ac to r s   ar ess en tial  f o r   th e   co n v er s io n   DC   to   AC   f r o m   1   to   1 . 7 5 ,   i. e. ,   wh ile  2 0 0   D . is   ch an g ed   o v e r   3 5 0   AC   to   6 0 0   AC   ( R MS   lin e ) ,   ar e   in ten d ed   a n d   illu s tr a ted   in   th F ig u r 9 .   Fro m   th is   F ig u r 9 ,   it   is   ev id en t   th at   th p r o jecte d   in v er te r   is   ca p ab le  to   alter   th in p u D . C   in to   ess en tial  A . C   wi th   th n ec ess ity   o f   lo w   b o o s t f ac to r .   V ar iatio n s   o f   d u ty   cy cle   ar i n ten d ed   as  th v ar iatio n s   in   th m id d le  o f   th m ax im u m   an d   m in im u m   d u ty   cy cles  ess en tial  f o r   th c o n v er s io n   DC   to   AC   in   d ef i n ite   v ar iety .   Fo r   t h d eter m in atio n   o f   c o n tr ast   o f   v ar io u s   to p o lo g ies,  th e   m ax i m u m   an d   m in im u m   d u ty   r ati o s   ar in ten d e d   f o r   th e   2 0 0   D . C   to   6 0 0   A .C   co n v er s io n   ( R MS  lin e)   an d   2 0 0   D . C   to   3 5 0   A C   co n v er s io n   ( lin R MS )   r esp ec tiv ely .   T h ese  v alu es  ar e   in tr o d u ce d   in   b ar   d iag r am ,   as  ap p ea r ed   in   Fig u r e   1 0 .   Fro m   th e   b ar   d iag r am ,   it is   ev id en t   th at  th v ar iatio n   o f   d u ty   cy cle  r an g f o r   t h ess en tial   D. C   to   A. C   co n v er s io n   is   h u g o ac co u n t   o f   SL - q Z SI;  th er e f o r e,   th d u ty   cy cle  co n tr o l is lik ely   t o   b s m o o th   o n   b eh alf   o f   th in tr o d u c e d   co n v er ter .             Fig u r 9 .   B o o s t f ac to r s     Fig u r e   1 0 .   R ep r esen tatio n   o f   b ar   ch ar t o f   v ar iatio n   o f   d u ty   cy cle         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  13 ,   No .   1 M ar c h   20 22 411 - 422   420   3 . 1 . 3   P ea k   DC - lin k   v o lt a g es   Fo r   th D. C   t o   A. C   co n v er s io n   f r o m   1   to   1 . 7 5   i.e . ,   2 0 0 V,   D. C   is   alter ed   f r o m   3 5 0 V   AC   to   6 0 0 A. C   ( R MS  lin e) .   D. C - lin k s   o f   ev er y   s in g le  to p o l o g y   ar d iv er s f r o m   o th er s ,   as  ap p ea r ed   in   Fig u r 1 1 .   Fro m   th is   o u tco m e,   it  is   ex t r em ely   ev i d en th at   th e   v alu es  o f   D. C - lin k   v o ltag a r e   lo w   o n   ac c o u n o f   in tr o d u ce d   co n v er ter   wh en   c o n tr asted   to   o th er s .           Fig u r 1 1 .   Peak   DC   lin k   v o lta g es in   d if f er e n t   to p o lo g y       3 . 1 . 4   C a pa cit o r   v o lt a g es   a n s wit chi ng   s t re s s e s   Me an wh ile  ca p ac ito r s   u tili z ed   in   d if f er e n t   to p o lo g ies  ar alter ed ,   to tal  v o ltag s tr ess es  ar e   d eter m in ed   f o r   th e   s ak o f   c o m p ar is o n   in   all  ca p ac ito r s .   H er in   Fi g u r e   1 2 ,   t h e   en tire   ca p ac ito r   s tr ess es  ar e   d esig n ed   th o u g h   2 0 0   D C   i s   ch an g ed   o v er   r an g e   o f   A .C   f r o m   3 5 0   to   6 0 0   ( R MS  lin e) .   Fro m   Fig u r e   12 ,   it  is   ev id en t   t h at   th e   s tr ess es   o f   ca p ac ito r s   ar e   ex tr e m e   lo o n   ac c o u n t   o f   th e   in tr o d u ce d   in v e r ter .   Switch in g   s tr ess es  in   d if f er e n to p o l o g ies  ar illu s tr ated   i n   Fig u r e   1 3 .   I is   ev i d en th at  f r o m   th is   f ig u r e,   r elativ ely   th s wi tch in g   v o ltag s tr ess es a r lo o n   ac co u n o f   th in tr o d u ce d   in v e r ter .             F ig u r e   1 2 .   T o tal  ca p ac ito r   v o lt ag es in   d if f er e n t   to p o lo g y       Fig u r 1 3 .   Switch in g   v o ltag e   s tr ess es in   d if f er en t   to p o lo g ies       3 . 1 . 4   P a s s iv e   c o m po nents   C a p a c it o r s   a n d   i n d u c t o r s   f o r   t h e   e x i s t i n g   a n d   p r o p o s e d   t o p o l o g i e s   a r e   i n t e n d e d   f o r   t h e   v a r i o u s   g a i n s   o f   D C   t o   AC   c o n v e r s i o n .   F o r   t h e   p u r p o s e   o f   c o m p a r i s o n ,   t h es ar e   i n t r o d u c e d   a s   p l o ts   il l u s t r a t ed   i n   F i g u r es   1 4   a n d   15.   T h ese  f ig u r es  s h o w   th at   th ess en tia in ac tiv co m p o n en ts   to   d esig n   th in tr o d u ce d   co n v e r ter   ar e   s ig n if ican tly   f ewe r   co m p o n en t s   th an   f o r m e r   to p o lo g ies o f   1 - p h ase   in v er ter .           Fig u r e   14 .   Valu es o f   in d u ctan ce   at  d if f er en to p o lo g ies ( in   m H)       Fig u r e   15 C ap acitan ce v al u es  i n   v ar io u s   to p o lo g ies  ( in   uF )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.