I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   P o w e r   E l e c t r o n i c s   a n d   D r i v e   S y s t e m   ( I J P E D S )   V o l . 1 ,   N o . 2 ,   D e c e m b e r   2 0 1 1 ,   p p .   1 1 3 ~ 1 2 0   I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4             1 1 3       R e c e i v e d   J u l   1 0 th ,   2 0 1 1 ;   R e v i s e d   S e p   1 3 th ,   2 0 1 1 ;   A c c e p t e d   O c t   8 th ,   2 0 1 1   A   C o s t   E f f e c t i v e   s e n s o r l e s s   v e c t o r   c o n t r o l   o f   4 - S w i t c h   3 - P h a s e   I n v e r t e r   F e d   I M   u s i n g   M R A S       Z .   M .   E l - B a r b a r y 1 ,   M .   K .   M e t w a l l y 2 ,   H .   Z .   A z a z i 3   1 D e p a r t m e n t   o f   e l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   K a f e r e l s h e i h k   U n i v e r s i t y -   E g y p t ,   K i n g   K h a l i d   u n i v e r s i t y - K S A   2 D e p a r t m e n t   o f   e l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   M e n o u f i y a   U n i v e r s i t y ,   M e n o u f i y a ,   E g y p t   3 D e p a r t m e n t   o f   e l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   M e n o u f i y a   U n i v e r s i t y ,   M e n o u f i y a ,   E g y p t   e - m a i l :   z _ e l b a r b a r y @ y a h o o . c o m ,   m o h k a m e l 2 0 0 7 @ y a h o o . c o m ,   D r _ h n 1 9 8 4 @ y a h o o . c o m       A b s t r a c t   T h i s   p a p e r   i n v e s t i g a t e s   p e r f o r m a n c e   o f   a   M o d e l   r e f e r e n c e   a d a p t i v e   s y s t e m   ( M R A S )   b a s e d   c o s t - e f f e c t i v e   d r i v e   s y s t e m   o f   a n   i n d u c t i o n   m o t o r   ( I M )   f o r   l o w - c o s t   a p p l i c a t i o n s .   I n   t h i s   p a p e r ,   t h e   M R A S   i s   u s e d   a s   a   s p e e d   e s t i m a t o r   a n d   t h e   m o t o r   i s   f e d   f r o m   a   f o u r - s wi t c h   t h r e e - p h a s e   ( F S T P )   i n v e r t e r   i n s t e a d   o f   a   c o n v e n t i o n a l   s i x - s wi t c h   t h r e e - p h a s e   ( S S T P )   i n v e r t e r .   T h i s   c o n f i g u r a t i o n   r e d u c e s   t h e   c o s t   o f   t h e   i n v e r t e r ,   t h e   s wi t c h i n g   l o s s e s ,   a n d   t h e   c o m p l e x i t y   o f   t h e   c o n t r o l   a l g o r i t h m s .   T h e   r o b u s t n e s s   o f   t h e   p r o p o s e d   M R A S - b a s e d   F S T P   i n v e r t e r   f e d   I M   d r i v e   i s   v e r i f i e d   b y   E x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   a t   d i f f e r e n t   o p e r a t i n g   c o n d i t i o n s .   A   c o m p a r i s o n   o f   t h e   p r o p o s e d   F S T P   i n v e r t e r   f e d   I M   d r i v e   wi t h   a   c o n v e n t i o n a l   S S T P   i n v e r t e r   s y s t e m   i s   a l s o   m a d e   i n   t e r m s   o f   t h e   p e r f o r m a n c e   a n a l y s i s .   T h e   p r o p o s e d   F S T P   i n v e r t e r   f e d   I M   d r i v e   i s   f o u n d   q u i t e   a c c e p t a b l e   c o n s i d e r i n g   i t s   p e r f o r m a n c e ,   c o s t   r e d u c t i o n   a n d   o t h e r   a d v a n t a g e s .     Ke y wo r d s :   i n d u c t i o n   m o t o r ,   f o u r   s wi t c h   i n v e r t e r ,   s i x   s wi t c h   i n v e r t e r ,   s e n s o r l e s s   c o n t r o l ,   v e c t o r   c o n t r o l ,   M R A S         1 .   I n t r o d u c t i o n   O v e r   t h e   y e a r s   i n d u c t i o n   m o t o r   h a s   b e e n   u t i l i z e d   a s   a   w o r k h o r s e   i n   t h e   i n d u s t r y   d u e   t o   i t s   e a s y   b u i l d ,   h i g h   r o b u s t n e s s ,   a n d   g e n e r a l l y   s a t i s f a c t o r y   e f f i c i e n c y .   W i t h   t h e   i n v e n t   o f   h i g h   s p e e d   p o w e r   s e m i c o n d u c t o r   d e v i c e s   t h r e e - p h a s e   i n v e r t e r s   p l a y   t h e   k e y   r o l e   f o r   v a r i a b l e   s p e e d   A C   m o t o r   d r i v e s   [ 1 ] .   I n d u c t i o n   m o t o r   d r i v e s   h a v e   b e e n   t h o r o u g h l y   s t u d i e d   i n   t h e   p a s t   f e w   d e c a d e s   a n d   m a n y   v e c t o r   c o n t r o l   s t r a t e g i e s   h a v e   b e e n   p r o p o s e d ,   r a n g i n g   f r o m   l o w   c o s t   t o   h i g h   p e r f o r m a n c e   a p p l i c a t i o n s .   T r a d i t i o n a l l y ,   6 - s w i t c h ,   3 - p h a s e   ( S S T P )   i n v e r t e r s   h i v e   b e e n   w i d e l y   u t i l i z e d   f o r   v a r i a b l e   s p e e d   I M   d r i v e s .   T h i s   i n v o l v e s   t h e   l o s s e s   o f   t h e   s i x   s w i t c h e s   a s   w e l l   a s   t h e   c o m p l e x i t y   o f   t h e   c o n t r o l   a l g o r i t h m s   a n d   i n t e r f a c e   c i r c u i t s   t o   g e n e r a t e   s i x   P W M   l o g i c   s i g n a l s   [ 2 ] .   I n   t h e   p a s t ,   r e s e a r c h e r s   m a i n l y   c o n c e n t r a t e d   o n   t h e   d e v e l o p m e n t   o f   t h e   e f f i c i e n t   c o n t r o l   a l g o r i t h m s   f o r   h i g h   p e r f o r m a n c e   v a r i a b l e   s p e e d   I M   d r i v e s     H o w e v e r ,   t h e   c o s t ,   s i m p l i c i t y   a n d   f l e x i b i l i t y   o f   t h e   o v e r a l l   d r i v e   s y s t e m   w h i c h   b e c o m e   s o m e   o f   t h e   m o s t   i m p o r t a n t   f a c t o r s   d i d   n o t   g e t   t h a t   m u c h   a t t e n t i o n   t o   t h e   r e s e a r c h e r s .   T h a t s   w h y ,   d e s p i t e   t r e m e n d o u s   r e s e a r c h   i n   t h i s   a r e a   m o s t   o f   t h e   d e v e l o p e d   c o n t r o l   s y s t e m   f a i l e d   t o   a t t r a c t   t h e   i n d u s t r y .   M o s t   o f   t h e   r e p o r t e d   w o r k s   o n   4 - s w i t c h ,   3 - p h a s e   ( F S T P )   i n v e r t e r   f o r   m a c h i n e   d r i v e s   d i d   n o t   c o n s i d e r   t h e   c l o s e d   l o o p   v e c t o r   c o n t r o l   s c h e m e ,   w h i c h   i s   e s s e n t i a l   f o r   h i g h   p e r f o r m a n c e   d r i v e s .     U s u a l l y ,   h i g h   p e r f o r m a n c e   m o t o r   d r i v e s   u s e d   i n   r o b o t i c s ,   r o l l i n g   m i l l s ,   m a c h i n e   t o o l s ,   e t c .   r e q u i r e   f a s t   a n d   a c c u r a t e   r e s p o n s e ,   q u i c k   r e c o v e r y   o f   s p e e d   f r o m   a n y   d i s t u r b a n c e s   a n d   i n s e n s i t i v i t y   t o   p a r a m e t e r   v a r i a t i o n s .   T h e   d y n a m i c   b e h a v i o r   o f   a n   A C   m o t o r   c a n   b e   s i g n i f i c a n t l y   i m p r o v e d   u s i n g   v e c t o r   c o n t r o l   t h e o r y   w h e r e   m o t o r   v a r i a b l e s   a r e   t r a n s f o r m e d   i n t o   a n   o r t h o g o n a l   s e t   o f   d - q   a x e s   s u c h   t h a t   s p e e d   a n d   t o r q u e   c a n   b e   c o n t r o l l e d   s e p a r a t e l y .   T h i s   g i v e s   t h e   I M   m a c h i n e   t h e   h i g h l y   d e s i r a b l e   d y n a m i c   p e r f o r m a n c e   c a p a b i l i t i e s   o f   a   s e p a r a t e l y   e x c i t e d   D C   m a c h i n e ,   w h i l e   r e t a i n i n g   t h e   g e n e r a l   a d v a n t a g e s   o f   t h e   a c   o v e r   D C   m o t o r s   [ 3 ] .   I n   t h i s   p a p e r ,   a   c o s t   e f f e c t i v e   F S T P   i n v e r t e r   f e d   s e n s o r l e s s   I M   d r i v e   i s   d e v e l o p e d .   T h e   f o u r     s w i t c h e s   m a k e s   t h e   i n v e r t e r   l e s s   c o s t ,   l e s s   s w i t c h i n g   l o s s e s ,   l e s s   c h a n c e s   o f   d e s t r o y i n g   t h e   s w i t c h e s   d u e   t o   l e s s e r   i n t e r a c t i o n   a m o n g   s w i t c h e s ,   l e s s   c o m p l e x i t y   o f   c o n t r o l   a l g o r i t h m s   a n d   i n t e r f a c e   c i r c u i t s   a s   c o m p a r e d   t o   t h e   c o n v e n t i o n a l   S S T P   i n v e r t e r ,   t h e   p r o p o s e d   c o n t r o l   a p p r o a c h   r e d u c e s   t h e   c o m p u t a t i o n   f o r   r e a l   t i m e   i m p l e m e n t a t i o n s .   F u r t h e r m o r e ,   t h e   u s e   o f   s p e e d   s e n s o r l e s s     f o r   i n d u c t i o n   m o t o r   d r i v e s   b e s i d e s   b e i n g   r e d u c e   b u l k y   a n d   i n c r e a s e     t h e   r o b u s t n e s s ,   i t   r e d u c e     a d d i t i o n a l   e l e c t r o n i c s ,   e x t r a   w i r i n g ,   e x t r a   s p a c e .     A n d   r e d u c e   e x t r a   c o s t   t o   t h e   d r i v e   s y s t e m ,   S p e e d   s e n s o r ,   a l s o ,   i m p l i e s   a n d   c a r e f u l   m o u n t i n g   w h i c h   d e t r a c t s   f r o m   t h e   i n h e r e n t   r o b u s t n e s s   o f   t h e   d r i v e .     T h e   p r o p o s e d   s e n s o r l e s s   c o n t r o l   m e t h o d   v e r i f i e s   t h e   v a l i d i t y   o f   a n   M R A S - b a s e d   F S T P   i n v e r t e r   f e d   I M   d r i v e   s y s t e m   f o r   c o s t   r e d u c t i o n   a n d   o t h e r   a d v a n t a g e s   s u c h   a s   r e d u c e d   s w i t c h i n g   l o s s e s ,   r e d u c e d   n u m b e r   o f   i n t e r f a c e   c i r c u i t s   t o   s u p p l y   l o g i c   s i g n a l s   f o r   t h e   s w i t c h e s ,   e a s i e r   c o n t r o l   a l g o r i t h m s   t o   g e n e r a t e   l o g i c   s i g n a l s .     T h u s ,   t h e   m a i n   i s s u e   o f   t h i s   p a p e r   i s   t o   d e v e l o p   a   c o s t   e f f e c t i v e ,   s i m p l e   a n d   e f f i c i e n t   h i g h   p e r f o r m a n c e   I M   d r i v e .     A   c l o s e d - l o o p   v e c t o r   c o n t r o l   s c h e m e   o f   t h e   p r o p o s e d   F S T P   i n v e r t e r   f e d   I M   d r i v e   i n c o r p o r a t i n g   t h e   M R A S   i s   i m p l e m e n t e d   u s i n g   d i g i t a l   s i g n a l   p r o c e s s i n g   D S P 1 1 0 4   i n t e r f a c e d   w i t h   t h e   M A T L A B / S I M U L I N K   s o f t   w a r e .   A   c o m p a r i s o n   o f   t h e   p r o p o s e d   F S T P   i n v e r t e r   f e d   I M   d r i v e   w i t h   a   c o n v e n t i o n a l   S S T P   i n v e r t e r   s y s t e m   i s   a l s o   m a d e   i n   t e r m s   o f   p e r f o r m a n c e   a n a l y s i s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I J P E D S     V o l .   1 ,   N o .   2 ,     D e c e m b e r   2 0 1 1   :     1 1 3     1 2 0   1 1 4 2 .   T h e   P r o p o s e d   I n v e r t e r   T h e   p r o p o s e d   F S T P   i n v e r t e r   i s   c o n F i g . d   a s   s h o w n   i n   F i g .   1 .     T h e   i n v e r t e r   c o n v e r t s   t h e   D C - v o l t a g e   t o   a   b a l a n c e d   t h r e e - p h a s e   o u t p u t   w i t h   a d j u s t a b l e   v o l t a g e   a n d   f r e q u e n c y .           F i g . 1     F o u r   s w i t c h   t h r e e -   p h a s e   i n v e r t e r   w i t h   I M       T h i s   i n v e r t e r   i s   c o n F i g . d   w i t h   f o u r   s w i t c h e s   Q 1 ,   Q 2 ,   Q 3   a n d   Q 4 ,   r e s p e c t i v e l y .   T w o   o u t p u t   p h a s e s   a r e   t a k e n   f r o m   t h e   i n v e r t e r   l e g s   d i r e c t l y   w h e r e   t h e   t h i r d   o u t p u t   i s   t a k e n   f r o m   t h e   m i d p o i n t   o f   t h e   t w o   c a p a c i t o r s .   A   d e t a i l e d   c o m p a r i s o n   o f   t h e   f o u r - s w i t c h   i n v e r t e r   w i t h   t h e   c o n v e n t i o n a l   s i x - s w i t c h   i n v e r t e r   c o n f i g u r a t i o n   i s   g i v e n   i n   [ 5 ] .   [ 6 ] .   T w o   c o n t r o l   p o s s i b i l i t i e s   e x i s t   t o   c o n t r o l   t h e   f o u r - s w i t c h   b r i d g e   i n v e r t e r ,   i . e . ,   t w o -   l e v e l   c u r r e n t   c o n t r o l   t o   f o r c e   t h e   t w o   c o n t r o l l e d   p h a s e s   c u r r e n t s   t o   s i n u s o i d a l ,   o r   u s i n g   P W M   t o   c o n t r o l   t h e   v o l t a g e s   a p p l i e d   t o   t h e   t h r e e - p h a s e   q u a s i -   s i n u s o i d a l l y .   T h e   t w o -   l e v e l   c u r r e n t   c o n t r o l   o f   t h e   f o u r - s w i t c h   b r i d g e   i n v e r t e r   u s e d   t o   c o n t r o l   t h e   l o a d   c u r r e n t   b y   f o r c i n g   i t   t o   f o l l o w   a   r e f e r e n c e   o n e .   T h i s   i s   a c h i e v e d   b y   t h e   s w i t c h i n g   a c t i o n   o f   t h e   i n v e r t e r   t o   k e e p   t h e   c u r r e n t   w i t h i n   t h e   h y s t e r e s i s   b a n d .     T h e   l o a d   c u r r e n t s   a r e   s e n s e d   a n d   c o m p a r e d   w i t h   r e s p e c t i v e   c o m m a n d   c u r r e n t s   u s i n g   t w o   i n d e p e n d e n t   h y s t e r e s i s   c o m p a r a t o r s .   T h e   o u t p u t   s i g n a l s   o f   t h e   c o m p a r a t o r s   a r e   u s e d   t o   a c t i v a t e   t h e   i n v e r t e r   p o w e r   s w i t c h e s . T h i s   c o n t r o l l e r   i s   s i m p l e   a n d   p r o v i d e s   e x c e l l e n t   d y n a m i c   p e r f o r m a n c e .   T h e   m o d u l a t e d   p h a s e s   v o l t a g e s   o f   f o u r   s w i t c h   i n v e r t e r   a r e   i n t r o d u c e d   a s   a   f u n c t i o n   o f   s w i t c h i n g   l o g i c   N A ,   N A 1 ,   N B   a n d   N B 1   o f   p o w e r   s w i t c h e s   b y   t h e   f o l l o w i n g   r e l a t i o n s   [ 7 ] .     1 ) . 2 . N B N A 3 d c E . a V - + = 4 (     ( 1 )     1 ) . . N B N A 3 d c E . b V - + - = 4 2 (   ( 2 )     ) . 2 . N B N A 3 d c E . c V 2 2 ( + - - =   ( 3 )     w h e r e ,   N A 1   a n d   N B 1   a r e   c o m p l e m e n t a r y   o f   N A   a n d   N B ,       3 .   M R A S   M o d e l   f o r   S e n s o r l e s s   C o n t r o l   o f   I M   M o d e l   R e f e r e n c e   A d a p t i v e   S y s t e m s   ( M R A S )   t e c h n i q u e s   a p p l i e d   i n   o r d e r   t o   e s t i m a t e   r o t o r   s p e e d .   T h i s   t e c h n i q u e   i s   b a s e d   o n   t h e   c o m p a r i s o n   b e t w e e n   t h e   o u t p u t s   o f   t w o   e s t i m a t o r s .   T h e   o u t p u t s   o f   t w o   e s t i m a t o r s   m a y   b e   ( t h e   r o t o r   f l u x ,   b a c k   e m f ,   o r   m o t o r   r e a c t i v e   p o w e r ) .   T h e   e s t i m a t o r   t h a t   d o e s   n o t   i n v o l v e   t h e   q u a n t i t y   t o   b e   e s t i m a t e d   ( T h e   r o t o r   s p e e d   ω r )   i s   c o n s i d e r e d   a s   t h e   i n d u c t i o n   m o t o r   v o l t a g e   m o d e l .   T h i s   m o d e l   c o n s i d e r e d   t o   b e   t h e   r e f e r e n c e   m o d e l   ( R M ) .   T h e   o t h e r   m o d e l   i s   t h e   c u r r e n t   m o d e l ,   d e r i v e d   f r o m   t h e   r o t o r   e q u a t i o n ,   t h i s   m o d e l   c o n s i d e r e d   t o   b e   t h e   a d j u s t a b l e   m o d e l   ( A M ) .   T h e   e r r o r   b e t w e e n   t h e   e s t i m a t e d   q u a n t i t i e s   b y   t h e   t w o   m o d e l s   i s   u s e d   t o   d r i v e   a   s u i t a b l e   a d a p t a t i o n   m e c h a n i s m   w h i c h   g e n e r a t e s   t h e   e s t i m a t e d   r o t o r   s p e e d   [ 4 ] .   I n   t h i s   p a p e r ,   t h e   o b s e r v e r   d e p e n d s   o n   t h e   M R A S   t e c h n i q u e .   T h e   s p e e d   o b s e r v e r   i s   b a s e d   o n   s t a t o r   c u r r e n t   a n d   r o t o r   f l u x   a s   s t a t e   v a r i a b l e s .   T h e   s p e e d   e s t i m a t i n g   p r o c e d u r e s   f r o m   t h e   s t a t o r   c u r r e n t   e r r o r   a r e   a s   f o l l o w s :   F i r s t ,   t h e   r o t o r   f l u x   i s   e x p r e s s e d   a s   i n   E q s .   ( 7 )   a n d   ( 8 )   f r o m   t h e   i n d u c t i o n   m o t o r   e q u a t i o n   t h e   s t a t o r   c u r r e n t   i s   r e p r e s e n t e d   a s :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J P E D S     I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4       A   C o s t   E f f e c t i v e   s e n s o r l e s s   v e c t o r   c o n t r o l   o f   4 - S w i t c h   3 - P h a s e   I n v e r t e r   F e d   I M   .   ( Z .   M .   E l - B a r b a r y )   1 1 5 1 1 d s d r r r q r r d r q s q r r r q r r q r i T T p L m i T T p L m l w l l l w l l = + + = - +   ( 4 )     U s i n g   E q u a t i o n   ( 4 ) ,   a n d   e s t i m a t e d   i n s t e a d   o f   m e a s u r e d   s p e e d ,   t h e   s t a t o r   c u r r e n t   i s   e s t i m a t e d   a s     1 1 d s d r r r q r r d r q s q r r r q r r q r i T T p L m i T T p L m l w l l l w l l = + + = - + ) ) ) )   ( 5 )     F o r m   t h e   r e l a t i o n s h i p   b e t w e e n   t h e   r e a l   s t a t o r   c u r r e n t   a n d   t h e   e s t i m a t e d   s t a t o r   c u r r e n t ,   t h e   d i f f e r e n c e   i n   t h e   s t a t o r   c u r r e n t   i s   o b t a i n e d   a s     [ ] [ ] r d s d s q r r r r q s q s d r r r T i i L m T i i L m l w w l w w - = - - = - ) ) ) )   ( 6 )     I n   E q u a t i o n   ( 6 ) ,   t h e   d i f f e r e n c e   o f   s t a t o r   c u r r e n t   i s   s i n u s o i d a l   v a l u e   b e c a u s e   i t   i s   t h e   f u n c t i o n   o f   r o t o r   f l u x .     M u l t i p l i n g   b y   t h e   r o t o r   f l u x   a n d   a d d i n g   t h e m   t o g e t h e r ;     [ ] [ ] 2 2 ( ) ( ) r q r d s d s q r r r r d r q s q s d r r r T i i L m T i i L m l l w w l l w w - = - - = - ) ) ) )   ( 7 )     B y   s u m m i n g   t h e   a b o v e   t w o   e q u a t i o n s .     [ ] 2 2 ( ) ( ) ( ) r q r d r d s d s q r q s q s d r r r T i i i i L m l l l l w w - + - = + - ) ) )   ( 8 )     H e n c e ,   t h e   e r r o r   o f   t h e   r o t o r   s p e e d   i s   o b t a i n e d   a s   f o l l o w s :     2 2 [ ( ) ( ) ] /               ( ) r r d s d s q r q s q s d r r q r d r i i i i K T W h e r e K L m w w l l l l - = - - - = + ) ) )   ( 9 )     T h e   r i g h t   h a n d   t e r m   s e e m s   a s   t h e   t e r m   o f   s p e e d   c a l c u l a t i o n   f r o m   a d a p t i v e   o b s e r v e r ,   s o   t h e   s p e e d   c a n   b e   c a l c u l a t e d   f r o m   t h e   f o l l o w i n g   e q u a t i o n   [ 8 ] :     1 [ ( ( ) ( ) )                         ( ( ) ( ) ) ] r p d s d s q r q s q s d r I d s d s q r q s q s d r K i i i i K K i i i i w l l l l = - - - + - - - ) ) ) ) )   ( 1 0 )     F i g .   2   s h o w s   T h e   M R A S   s y s t e m .       4 .   D r i v e   S y s t e m   T h e   c o n t r o l   s c h e m e   o f   l o w   c o s t   i n d u c t i o n   m o t o r   d r i v e   i s   s h o w n   i n   F i g .   3 .   I t   i n c o r p o r a t e s   t h e   s p e e d   c o n t r o l l e r   w h i c h   r e c e i v e s   t h e   e r r o r   s i g n a l   b e t w e e n   t h e   p r e s e t   s p e e d   a n d   t h e   a c t u a l   o b s e r v e d   s p e e d   o f   t h e   m o t o r   s h a f t   a n d   t h e n   g e n e r a t e s   t h e   t o r q u e   c o m m a n d   ( * e T )   t h r o u g h   a   p r o p o r t i o n a l   i n t e g r a l   ( P I )   s p e e d   c o n t r o l l e r .   T h i s   t o r q u e   c o m m a n d   p r o d u c e s   t h e   q u a d r a t u r e   c u r r e n t   c o m m a n d   * e I q s   i n   t h e   s y n c h r o n o u s   r e f e r e n c e   f r a m e   ( S Y RF ) .   T h e   d i r e c t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I J P E D S     V o l .   1 ,   N o .   2 ,     D e c e m b e r   2 0 1 1   :     1 1 3     1 2 0   1 1 6 c u r r e n t   * e I d s   i s   s e t s   b y   t h e   r o t o r   f l u x   l e v e l   * e d r l .   T h i s   f l u x   l e v e l   i s   c a l c u l a t e d   a c c o r d i n g   t o   t h e   m e t h o d   d e s c r i b e d   i n   [ 6 ] .   T h e   t w o   c u r r e n t   c o m m a n d s   a r e   t h e n   t r a n s f o r m e d   t o   t h e   s t a t i o n a r y   r e f e r e n c e   f r a m e   ( S T RF )   w i t h   t h e   a i d   o f   t h e   c a l c u l a t e d   c o m m a n d   a n g l e   ( * e q ) .   T h i s   c o m m a n d   a n g l e   i s   c a l c u l a t e d   i n   s u c h   a w a y   t h a t   a l i g n s   t h e   d i r e c t - a x i s   o f   S Y RF   w i t h   t h e   r o t o r   f l u x   a x i s .   T h e   t w o   s t a t o r   c u r r e n t   c o m m a n d s ,   e q s I * a n d   e * d s I i n   t h e   S Y RF   a r e   t h e n   t r a n s f o r m e d   t o   S T RF   a n d   t h e n   t r a n s f o r m e d   t o   t h r e e   p h a s e   r e f e r e n c e s   c u r r e n t     i a r , i b r   a n d   i c r .   O n l y ,   t w o   c u r r e n t s   r e f e r e n c e   a r i a n d   b r i r e q u i r e d   f o r   t h e   h y s t e r s i s   c u r r e n t   c o n t r o l l e r   t h a t   g e n e r a t e s   t h e   s w i t c h i n g   f u n c t i o n   f o r   t h e   p u l s e   w i d t h   m o d u l a t e d   v o l t a g e   s o u r c e   i n v e r t e r .         P I   K   d s q s       i   ,       i E s t i m a t i o n ) ) d r q r         ,           C a l c l a t i o n l l   d s       i d s       i ) q s       l q s       i q s       i ) d s       l     w )   d s q s       v ,   v   d s q s       i ,   i   r r w w - )   + -   + -   +   +       F i g .   2   M R A S   s p e e d   e s t i m a t i o n         i a r   i b r   4 - S w i t c h   I n v e r t e r   i b   V a   d e - q e   t o   d s q s   t o   a b c   T r a n s f o r m a t i o n s     I n d i r e c t   F i e l d   O r i e n t e d   C o n t r o l l e r   w s l   w e   q e   e d s i   l * d r   w *   V b   i a   P I   w m   T *   e q s i   V c   w m   H y s t e r e s i s   C u r r e n t   c o n t r o l l e r   M R A S   S p e e d   E s t i m a t o r   a b c   t o   d s - q s     T r a n s f o r m a t i o n s   V d   V q   I d   I q   I s   V s   + _   - _   - _   - _   + _   + _   + _   + _     N A   N A 1   N B   V d c   N B 1         3 Ø     I M       F i g   3 .   B l o c k   d i a g r a m   f o r   a   v e c t o r - c o n t r o l l e d   i n d u c t i o n   m o t o r   b a s e d   o n   s p e e d   e s t i m a t i o n       G   I M     F i g   4   E x p e r i m e n t a l   s e t - u p   f o r   D S P - b a s e d   c o n t r o l   o f   i n d u c t i o n   m o t o r   I b     L o a d   I a   I n t e r f a c e   b o a r d   P C   D S 1 1 0 4   I G B T   d r i v e r     I n v e r t e r   I G B T   D C   V b   V c         5 .   E x p e r m e n t a l   R e s u l t s   T o   v e r i f y   t h e   v a l i d i t y   o f   t h e   p r o p o s e d   s y s t e m ,   a n   i n d u c t i o n   m o t o r   v e c t o r   c o n t r o l   s y s t e m   w a s   c o n s t r u c t e d .   F i g .   4   s h o w s   a   b l o c k   d i a g r a m   o f   t h e   e x p e r i m e n t a l   s y s t e m ,   w h i c h   w a s   c o m p o s e d   o f   a   D S P   b o a r d   D S P   1 1 0 4   w h i c h   i s   b a s e d   o n   3 2 - b i t   f l o a t i n g   p o i n t   D S P   T I   T M S 3 2 O C3 I .   T h e   b o a r d   i s   a l s o   e q u i p p e d   w i t h   a   f i x e d   p o i n t   1 6   b i t   T M S 3 2 0 P 1 4   D S P   w h i c h   i s   u s e d   a s   a   s l a v e   p r o c e s s o r   [ 9 ] ,   T w o   p h a s e s     c u r r e n t s   a n d   v o l t a g e s   I a   ,   I b     a n d   V a , V b   a r e   s e n s e d   b y   H a l l - e f f e c t   c u r r e n t   a n d   v o l t a g e     s e n s o r s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J P E D S     I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4       A   Co s t   E f f e c t i v e   s e n s o r l e s s   v e c t o r   c o n t r o l   o f   4 - S wi t c h   3 - P h a s e   I n v e r t e r   F e d   I M   .   ( Z .   M .   E l - B a r b a r y )   1 1 7 T h e s e   s i g n a l s   a r e   f e d   t o   t h e   D S P   t h r o u g h   t h e   s i g n a l   c o n d i t i o n i n g   c i r c u i t .   A l s o   t h e   s p e e d   o f   t h e   r o t o r   i s   s e n s e d   b y   2 0 4 8   P P i n c r e m e n t a l   e n c o d e r   f o r   d e t e c t i n g   t h e   m o t o r   s p e e d   a n d   f e d   t o   t h e   e n c o d e r   i n t e r f a c e   o n   t h e   D S P   b o a r d .   T h e   c o n t r o l   a l g o r i t h m   i s   e x e c u t e d   b y   s i m u l i n k   a n d   d o w n l o a d e d   t o   t h e   b o a r d   t h r o u g h   h o s t   c o m p u t e r .   T h e   o u t p u t s   o f   t h e   b o a r d   a r e   f o u r   l o g i c   s i g n a l s ,   w h i c h   a r e   f e d   t o   t h e   p r o p o s e d   4 - s w i c t h ,   3 - p h a s e   i n v e r t e r   t h r o u g h   d r i v e r   i s o l a t i o n   c i r c u i t s .   T h e   s a m p l i n g   t i m e   f o r   e x p e r i m e n t a l   i m p l e m e n t a t i o n   i s   c h o s e n   a s   1 0 0   µ s e c .   T h e   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   c o n v e n t i o n a l   s i x   s w i t c h   i n v e r t e r   b a s e d   s e n s o r l e s s   I M   d r i v e   s y s t e m   a n d   p r o p o s e d   s y s t e m   i s   c o m p a r e d   a t   d i f f e r e n t   o p e r a t i n g   c o n d i t i o n s .   T h e   p e r f o r m a n c e s   o f   t h e   p r o p o s e d   M RA S - b a s e d   F S T P   i n v e r t e r   f e d   I M   h a v e   b e e n   i n v e s t i g a t e d   e x p e r i m e n t a l l y .     T h e   r e s p o n s e   d u e   t o   a   s t e p   c h a n g e   i n   t h e   s p e e d   c o m m a n d   i s   u s e d   t o   e v a l u a t e   t h e   p e r f o r m a n c e   i n   t e r m s   o f   s t e a d y   s t a t e   e r r o r s   a n d   s t a b i l i t y .   T h e   m o t o r   i s   s u b j e c t e d   t o   s t e p   i n c r e a s e   i n   t h e   r e f e r e n c e   s p e e d   a t   n o   l o a d   t o   e v a l u a t e   t h e   p e r f o r m a n c e .   F i g .   5 . a   s h o w s   t h e   e s t i m a t e   a n d   m e a s u r e d   s p e e d   r e s p o n s e   w i t h   a   c o m m a n d   s p e e d   o f   9 0   r a d / s e c   a t   n o   l o a d   a t   t = 0 . 9   s e c o n d ,   t h e   s p e e d   r e f e r e n c e   h a s   b e e n   c h a n g e d   t o   1 2 0   r a d / s e c .   I t   c a n   b e   s e e n   t h a t   t h e   r o t o r   s p e e d   i s   a c c e l e r a t e d   s m o o t h l y   t o   f o l l o w   i t s   r e f e r e n c e   v a l u e   w i t h   n e a r l y   z e r o   s t e a d y   s t a t e   e r r o r .   F i g .   5 . b   s h o w s   t h e   m o t o r   p h a s e   c u r r e n t   a n d   i t s   r e f e r e n c e .   T h e   m o t o r   c u r r e n t   i n c r e a s e s   w i t h   i n c r e a s i n g   s p e e d   a n d   r e t u r n   b a c k   t o   i t s   n o r m a l   v a l u e .   T h e s e   r e s u l t s   s h o w   a   g o o d   c o r r e l a t i o n   b e t w e e n   t h e   e s t i m a t e d   s p e e d   s i g n a l   a n d   i t s   c o r r e s p o n d i n g   m e a s u r e d   a s   w e l l   a s   r e f e r e n c e   s p e e d   s i g n a l s .         ( a )       ( b )     F i g .   5   E x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   o f   F S T P   D r i v e   a t   n o   l o a d ,   ( a )   S p e e d ;   ( b )     P h a s e   c u r r e n t   a n d   i t s   r e f e r e n c e       I n   o r d e r   t o   p r o v i d e   a   f a i r   c o m p a r i s o n ,   t h e   s p e e d   r e s p o n s e s   o f   t h e   c o n v e n t i o n a l   S S T P   i n v e r t e r   f e d   I M   d r i v e   a t   i d e n t i c a l   c o n d i t i o n s   a r e   s h o w n   i n   F i g . 6 .   I t   i s   s e e n   i n   F i g s   6 . a   t h a t   t h e   e s t i m a t e d   a n d   m e a s u r e d   s p e e d   f o l l o w s   t h e   r e f e r e n c e   s p e e d .   F i g .   6 . b   s h o w s   t h e   m o t o r   p h a s e   c u r r e n t   a n d   i t s   r e f e r e n c e   f o r   t h e   s t e p   c h a n g e   i n   s p e e d   c o m m a n d .         ( a )       ( b )   F i g .   6   E x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   o f   S S T P   D r i v e   a t   n o   l o a d ,   ( a )   M o t o r   S p e e d ;   ( b )     P h a s e   c u r r e n t   a n d   i t s   r e f e r e n c e       F i g .   7   s h o w s   t h e   d r i v e   r e s p o n s e   w h e n   m o t o r   f e d   f r o m   F S T P   i n v e r t e r .   T h e   d r i v e   i s   s u b j e c t e d   t o   s t e p   c h a n g e   i n   t h e   s p e e d   r e f e r e n c e   a t   f u l l   l o a d .   T h e   m o t o r   i s   r u n n i n g   a t   9 0   r a d / s e c ,   A t   t = 0 . 9   s e c o n d ,   t h e   s p e e d   r e f e r e n c e   h a s   b e e n   c h a n g e d   t o   1 2 0   r a d / s e c .   i t     s h o w s   t h a t   p e r f e c t   s p e e d   t r a c k i n g   w i t h   z e r o   s t e a d y   s t a t e   e r r o r .   T h e   r e s p o n s e   i n d i c a t e s   h o w   w e l l   t h e   c o n t r o l l e r   s u c c e e d s   i n   f o r c i n g   t h e   a c t u a l   r o t o r   s p e e d   t o   f o l l o w   t h e   d e s i r e d   r e f e r e n c e   t r a j e c t o r y .   W i t h   n e a r l y   z e r o   s t e a d y - s t a t e   e r r o r .   F i g .   7 . b   s h o w s   m o t o r   p h a s e   c u r r e n t   w i t h   i t s   r e f e r e n c e ,   i t   i n c r e a s e s   w i t h   s t e p   u p   o f   s p e e d   r e f e r e n c e   a n d   b a c k   t o   i t s   n o r m a l   v a l u e .   A l s o ,   F i g .   8 . s h o w s   t h e   d r i v e   r e s p o n s e   w h e n   t h e   m o t o r   i s   f e d   f r o m   S S T P   c o n v e n t i o n a l   i n v e r t e r   a t   i d e n t i c a l   c o n d i t i o n s .   F i g .   8 a   s h o w s   t h a t   t h e   e s t i m a t e d   a n d   m e a s u r e d   s p e e d   f o l l o w s   t h e   r e f e r e n c e   s p e e d   w i t h   n e a r l y   z e r o   s t e a d y   s t a t e   e r r o r .   F i g .   6 . b   s h o w s   t h e   m o t o r   p h a s e   c u r r e n t   a n d   i t s   r e f e r e n c e   f o r   t h e   s t e p   c h a n g e   i n   s p e e d   c o m m a n d .   E s t i m a t e d   s p e e d   M e a s u r e d   s p e e d R e f e r e n c e   s p e e d R e f e r e n c e   s p e e d E s t i m a t e d   s p e e d M e a s u r e d   s p e e d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I J P E D S     V o l .   1 ,   N o .   2 ,     D e c e m b e r   2 0 1 1   :     1 1 3     1 2 0   1 1 8   ( a )       ( b )     F i g .   7   E x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   o f   F S T P   D r i v e   a t   f u l l   l o a d ,   ( a )   S p e e d ;   ( b )   P h a s e   c u r r e n t   a n d   i t s   r e f e r e n c e         ( a )       ( b )     F i g .   8   E x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   o f   S S T P   D r i v e   a t   f u l l   l o a d   ( a )   S p e e d ;   ( b )   P h a s e   c u r r e n t   a n d   i t s   r e f e r e n c e           F i g .   9   T h r e e   p h a s e   m o t o r   c u r r e n t s   o f   F S T P   D r i v e   a t   n o   l o a d     F i g .   1 0   T h r e e   p h a s e   m o t o r   c u r r e n t s   o f   S S T P   D r i v e   a t   n o   l o a d       ( a )       ( b )     F i g .   ( 1 2 )   E s t i m a t e ,   m e a s u r e d   a n d   r e f e r e n c e   m o t o r   s p e e d   a t   n o   l o a d       F i g .   9   s h o w s   t h e   s t e a d y - s t a t e   t h r e e   p h a s e   m o t o r   c u r r e n t s   o f   F S T P   D r i v e   a t   n o   l o a d   w i t h   a   c o m m a n d   s p e e d   o f   9 0   r a d / s e c .   t h e   s t e a d y - s t a t e   t h r e e   p h a s e   m o t o r   c u r r e n t s   i n d i c a t e s   a l m o s t   b a l a n c e d   o p e r a t i o n   o f   t h e   4 - s w i t c h ,   3 - p h a s e   i n v e r t e r ,   w h i c h   i s   a l s o   v e r i f i e d   b y   c o n v e n t i o n a l   6 - s w i c t h ,   3 - p h a s e   i n v e r t e r   r e s p o n s e   s h o w n   i n   F i g .   1 0 .   F i g . s   1 1 ,   1 2   s h o w   t h e   e s t i m a t e   a n d   m e a s u r e d   s p e e d   r e s p o n s e   w h e n   m o t o r   f e d   f r o m   F S T P   a n d   S S I P   i n v e r t e r   a t   l o w   s p e e d   r e s p e c t i v e l y ,   w i t h   a   s t e p   c h a n g e   i n   c o m m a n d   s p e e d   f r o m   2 0   t o   4 0   r a d / s e c   a t   l o a d .   I t   i s   o b s e r v e d   t h a t   t h e   a c t u a l   s p e e d   E s t i m a t e d   s p e e d   M e a s u r e d   s p e e d R e f e r e n c e   s p e e d R e f e r e n c e   s p e e d E s t i m a t e d   s p e e d M e a s u r e d   s p e e d   R e f e r e n c e   s p e e d 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 0 . 3 0 . 3 5 0 . 4 0 . 4 5 0 . 5 - 5 - 4 - 3 - 2 - 1 0 1 2 3 4 5 T i m e   [ S e c ] T h r e e   p h a s e   m o t o r   c u r r e n t s   [ A m p . ] 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 0 . 3 0 . 3 5 0 . 4 0 . 4 5 0 . 5 - 5 - 4 - 3 - 2 - 1 0 1 2 3 4 5 T i m e   [ S e c ] T h r e e   p h a s e   m o t o r   c u r r e n t s   [ A m p . ] Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J P E D S     I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4       A   Co s t   E f f e c t i v e   s e n s o r l e s s   v e c t o r   c o n t r o l   o f   4 - S wi t c h   3 - P h a s e   I n v e r t e r   F e d   I M   .   ( Z .   M .   E l - B a r b a r y )   1 1 9 o f   t h e   p r o p o s e d   d r i v e   i s   f o l l o w i n g   t h e   c o m m a n d   s p e e d   w i t h o u t   s t e a d y - s t a t e   e r r o r .   H o w e v e r ,   a f t e r   c o n s i d e r i n g   a l l   t h e   r e s u l t s ,   t h e   p r o p o s e d   s y s t e m   c a n   s u c c e s s f u l l y   p e r f o r m   s e n s o r l e s s   c o n t r o l .       6 .   C o n c l u s i o n   A   c o s t - e f f e c t i v e   F S T P   i n v e r t e r   f e d   I M   d r i v e   u s i n g   a n   M R A S   h a s   b e e n   i m p l e m e n t e d .   T h e   p r o p o s e d   M RA S - b a s e d   F S T P   i n v e r t e r   f e d   I M   d r i v e   s y s t e m   r e d u c e s   t h e   c o s t   o f   t h e   i n v e r t e r ,   t h e   s w i t c h i n g   l o s s e s   a n d   t h e   c o m p l e x i t y   o f   t h e   c o n t r o l   a l g o r i t h m s   a s   c o m p a r e d   w i t h   t h e   c o n v e n t i o n a l   S S T P   i n v e r t e r   b a s e d   d r i v e .   T h e   v e c t o r   c o n t r o l   s c h e m e   h a s   b e e n   i n c o r p o r a t e d   i n   t h e   i n t e g r a t e d   d r i v e   s y s t e m   t o   a c h i e v e   h i g h   p e r f o r m a n c e .   T h e   M R A S   a s   a   s p e e d   e s t i m a t o r   v e r i f i e d   t h e   r o b u s t n e s s   o f   t h e   p r o p o s e d   a p p r o a c h .   T h e   p e r f o r m a n c e s   o f   t h e   p r o p o s e d   M RA S - b a s e d   F S T P   i n v e r t e r   f e d   I M   d r i v e   h a s   b e e n   i n v e s t i g a t e d .   A   c o m p a r i s o n   o f   p e r f o r m a n c e s   f o r   t h e   p r o p o s e d   F S T P   i n v e r t e r   f e d   I M   d r i v e   w i t h   a   c o n v e n t i o n a l   S S T P   i n v e r t e r   f e d   I M   d r i v e   h a s   a l s o   b e e n   m a d e   i n   t e r m s   o f   t h e   s p e e d   u n d e r   i d e n t i c a l   o p e r a t i n g   c o n d i t i o n s .   T h e   p r o p o s e d   F S T P   i n v e r t e r   f e d   I M   d r i v e   h a s   b e e n   f o u n d   r o b u s t   a n d   a c c e p t a b l e   f o r   l o w - c o s t   a p p l i c a t i o n s   s u c h   a s   a u t o m o t i v e   a n d   h o m e   a p p l i a n c e .       R e f e r e n c e s   [ 1 ]   J i n - S u   J a n g ,   By o u n g - G u n   P a r k ,   T a e - S u n g   K i m ,   D o n g   M y u n g   L e e ,   D o n g - S e o k   H y u n ,   " S e n s o r l e s s   Co n t r o l   o f   F o u r - S w i t c h   T h r e e - P h a s e   P M S M   D r i v e   U s i n g   E x t e n d e d   K a l m a n   F i l t e r "   I E E E ,   p p . 1 3 6 8 - 1 3 7 2 ,   J u n e   2 0 0 8 .   [ 2 ]   M .   N .   U d d i n ,   T .   S .   Ra d w a n a ,   a n d   M .   A .   Ra h m a n ,   P e r f o r m a n c e   a n a l y s i s   o f   a   4 - s w i t c h ,   3 - p h a s e   i n v e r t e r   b a s e d   c o s t   e f f e c t i v e   I M   m o t o r   d r i v e s ,   E l e c t r i c a l   a n d   Co m p u t e r   E n g i n e e r i n g ,   Ca n a d i a n   Co n f e r e n c e   ,   p p .   8 5 8 8 ,   2 0 0 4   [ 3 ]   C.   B.   J a c o b i n a ,   E .   R.   C .   d a   S i l v a ,   A .   M .   N .   L i m a ,   a n d   R.   L .   A .   Ri b e i r o ,   V e c t o r   a n d   s c a l a r   c o n t r o l   o f   a   f o u r   s w i t c h   t h r e e   p h a s e   i n v e r t e r ,   i n   C o n f .   Re c . ,   I E E E - I A S   A n n u .   M e e t i n g ,   p p .   2 4 2 2 2 4 2 9 ,   1 9 9 5 .   [ 4 ]   J . H o l t z ,   S e n s o r e r l e s s   Co n t r o l   o f   I n d u c t i o n   M o t o r   D r i v e s   p r o c e e d i n g s   o f   I E E E ,   V o l . 9 0 .   N o . 8 ,   p p . 1 3 5 9 - 1 3 9 4 ,   2 0 0 2 .   [ 5 ]   C.   B.   J a c o b i n a ,   M . B.   d e   R o s s i t e r   Co r r e a ,   E .   R.   C.   d a   S i l v a ,   a n d   A .   M .   N .   L i m a ,   A   G e n e r a l   P W M   S t r a t e g y   f o r   F o u r - S w i t c h   T h r e e - P h a s e   I n v e r t e r s ,   I E E E   T r a n s .   E n e r g y   Co n v e r s i o n ,   v o l .   2 1 ,   n o .   4 ,   p p .   8 3 2 - 8 3 8 ,   D e c .   2 0 0 6 .   [ 6 ]   J .   K l i m a ,   A n a l y t i c a l   I n v e s t i g a t i o n   o f   a n   I n d u c t i o n   M o t o r   F e d   F r o m   F o u r - S w i t c h   V S I   W i t h   a   N e w   S p a c e   V e c t o r   M o d u l a t i o n   S t r a t e g y ,   I E E E   T r a n s .   P o w e r   E l e c t r o n . ,   v o l .   2 1 ,   n o .   6 ,   p p .   1 6 1 8 - 1 6 1 7 ,   N o v .   2 0 0 6 .   [ 7 ]   N a l i n   K a n t   M o h a n t y ,   Ra n g a n a t h   M u t h u ,   M i c r o c o n t r o l l e r   Ba s e d   P W M   Co n t r o l l e d   F o u r   S w i t c h   T h r e e   P h a s e   I n v e r t e r   F e d   I n d u c t i o n   M o t o r   D r i v e   S E RBI A N   J O U RN A L   O F   E L E CT RI C A L   E N G I N E E RI N G   V o l .   7 ,   N o .   2 ,   p p .   1 9 5 - 2 0 4 ,     N o v e m b e r   2 0 1 0 .   [ 8 ]   Ch u l - W o o   P a r k ,   W o o - H y e n   K w o n   S i m p l e   a n d   r o b u s t   s p e e d   s e n s o r l e s s   v e c t o r   c o n t r o l   o f   i n d u c t i o n   m o t o r   u s i n g   s t a t o r   c u r r e n t   b a s e d   M RA C”   E l e c t r i c   P o w e r   S y s t e m s   Re s e a r c h   7 1 ,   p p .   2 5 7 2 6 6 ,   2 0 0 4 .   [ 9 ]   d S P d CE . " D i g i t a l   S i g n a l   P r o c c s s i n g m d   Co n t r o l   E n g i n e e r i n g .   M a n u a l   G u i d e .   G m h H .   P a d e r h o m ~   G e r m a n y ,   1 9 9 6 " .   [ 1 0 ]   M a t l a b / S i m u l i n k   T o o l b o x   U s e r s   G u i d e ,   T h e   M a t h w o r k s   I n c . ,   N a t i c k ,   M A ,   U S A ,   M a y   1 9 9 8 .       A p p e n d i x     M a c h i n e   p a r a m e t e r s   o f   t h e   a p p l i e d   i n d u c t i o n   m a c h i n e   Ra t e d   p o w e r                                                                             1 . 1   k w   Ra t e d   l o a d   t o r q u e                                                             7 . 5   N . m .   N o .   o f   p o l e s                                                                               4   S t a t o r   r e s i s t a n c e                                                                 7 . 4 8 2 6   o h m   Ro t o r   r e s i s t a n c e                                                                   3 . 6 8 4 0   o h m   Ro t o r   l e a k a g e   i n d u c t a n c e                                     0 . 0 2 2 1   H   S t a t o r   l e a k a g e   i n d u c t a n c e                                     0 . 0 2 2 1   H   M u t u a l   i n d u c t a n c e                                                           0 . 4 1 1 4   H   S u p p l y   f r e q u e n c y                                                               5 0   H z   M o t o r   s p e e d                                                                             1 5 0 0   r . p . m .   S u p p l y   v o l t a g e                                                                       3 8 0   v o l t s   I n e r t i a                                                                                                   0 . 0 2   k g . m 2     L i s t   o f   S y m b o l s ;   2 L m L L s L r = - s   ,   r r r L T       R = ,   2 m s r L 1 - L L s =   V q s e , V d s e   q e - d e   a x i s   s t a t o r   v o l t a g e   I q s e   ,   I d s e   q e - d e   a x i s   s t a t o r   c u r r e n t   l q s e   ,   l d s e   q e - d e   a x i s   s t a t o r   f l u x   l i n k a g e   R s   ,   R r   s t a t o r   a n d   r o t o r   r e s i s t a n c e s   J ,   B   m o m e n t   o f   i n e r t i a   a n d   v i s c o u s   f r i c t i o n   c o e f f i c i e n t s   L s ,   L r ,   L m   s t a t o r ,   r o t o r   a n d   m u t u a l   i n d u c t a n c e s       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                I J P E D S     V o l .   1 ,   N o .   2 ,     D e c e m b e r   2 0 1 2 0 B i b l i o g r a p h y   o f   a u t h o r s           D r .   Z .   M .   El b a r b a r y   d e g r e e s   i n   e l e c t r i c a l   e n g i n e e r i n g   f r o m   M e n o u f i y a   U n i v e r s i t y ,   S h e b i n   E l 2 0 0 7 ,   r e s p e c t i v e l y .   I n   2 0 0 9 ,   h e   j o i n e d   K a f e r e l s h e i h k   U n i v e r s i t y   a s   a n   A s s i s t a n t   P r o i n t e r e s t s   a r e   a c   m o t o r   d r i v e s   ;   p o w e r   e l e c t r o n i c s   a n d   S o l a r   e n e r g y .         D r .   M .   K .   M e t w a l l y   T e c h n o l o g y ,   A u s t r i a   i n   M a r c h   2 0 0 9 .   H e   i s   a   l e c t u r e r   i n   t h e   M i n o u f i y a   U n i v e r s i t y ,   E g y p t .   P r e s e n t l y   h e   i s   w o r k i n g   a s   A s s i s t a n t   P r o f e s s o r   i n   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   d e p a r t m e n t ,   T a i f   U n i v e r s i t y ,   K i n g d o m   o f   S a u d i   A r a b i a .   H i s   r e s e a r c h   i n t e r e s t s   c o v e r   A m a c h i n e s   c o n t r o l ,   t h e   t r a n s i e n t   e x c i t a t i o n   o f   A m a c h i n e s ,   s e n s o r l e s s   c o n t r o l   t e c h n i q u e s ,   a n d   s i g n a l s   p r o c e s s i n g .     D r   H a i t h a m   Z .   A z a z i e l e c t r i c a l   e n g i n e e r i n g   f r o m   t h e   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   M e n o u f i y a   r e s p e c t i v e l y .   H e   j o i n e d   t h e   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   M e n o u f i y a   U n i v e r s i t y   a s   a   d e m o n s t r a t o r   i n   2 0 0 3 .   T h e n ,   h e   b e c a m e   a n   a s s i s t a n t   l e c t u r e r   i n   2 0 0 8   a n d   w a s   a p p o i n t e d   a s   a n   a s s i s t a n t   p r o f e s s o r   i n   2 0 1 1 .   H i s   c u r r e n t   i n t e r e s t s   a r e   p o w e r   e l e c t r o n i c s ,   C o n t r o l   o f   e l e c t r i c a l   m a c h i n e s ,   D S P   c o n t r o l   a n d   p o w e r   f a c t o r   c o r r e c t i o n .       2 0 1 1   :     1 1 3     1 2 0   D r .   Z .   M .   El b a r b a r y   w a s   b o r n   i n   K a f e r e l s h e i h k ,   E g y p t ,   i n   1 9 7 1 .   H e   r e c e i v e d   t h e   B. S c . ,   M . S c . ,   a n d   P h . D .   d e g r e e s   i n   e l e c t r i c a l   e n g i n e e r i n g   f r o m   M e n o u f i y a   U n i v e r s i t y ,   S h e b i n   E l - K o m ,   E g y p t ,   i n   1 9 9 4 ,   2 0 0 2 ,   a n d   2 0 0 7 ,   r e s p e c t i v e l y .   I n   2 0 0 9 ,   h e   j o i n e d   K a f e r e l s h e i h k   U n i v e r s i t y   a s   a n   A s s i s t a n t   P r o i n t e r e s t s   a r e   a c   m o t o r   d r i v e s   ;   p o w e r   e l e c t r o n i c s   a n d   S o l a r   e n e r g y .   D r .   M .   K .   M e t w a l l y   r e c e i v e d   h i s   d o c t o r a l   d e g r e e   i n   e l e c t r i c a l   e n g i n e e r i n g   f r o m   V i e n n a   U n i v e r s i t y   o f   T e c h n o l o g y ,   A u s t r i a   i n   M a r c h   2 0 0 9 .   H e   i s   a   l e c t u r e r   i n   t h e   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   M i n o u f i y a   U n i v e r s i t y ,   E g y p t .   P r e s e n t l y   h e   i s   w o r k i n g   a s   A s s i s t a n t   P r o f e s s o r   i n   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   d e p a r t m e n t ,   T a i f   U n i v e r s i t y ,   K i n g d o m   o f   S a u d i   A r a b i a .   H i s   r e s e a r c h   i n t e r e s t s   c o v e r   A m a c h i n e s   c o n t r o l ,   t   e x c i t a t i o n   o f   A m a c h i n e s ,   s e n s o r l e s s   c o n t r o l   t e c h n i q u e s ,   a n d   s i g n a l s   p r o c e s s i n g . D r   H a i t h a m   Z .   A z a z i   w a s   b o r n   i n   S h a r k i a ,   E g y p t   i n   1 9 7 9 .   H e   r e c e i v e d   h i s   BS c ,   M S c   a n d   P h D   d e g r e e s   i n   e l e c t r i c a l   e n g i n e e r i n g   f r o m   t h e   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   M e n o u f i y a   U n i v e r s i t y   i n   2 0 0 3 ,   2 0 0 8   a n d   2 0 1 1 ,   r e s p e c t i v e l y .   H e   j o i n e d   t h e   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   M e n o u f i y a   U n i v e r s i t y   a s   a   d e m o n s t r a t o r   i n   2 0 0 3 .   T h e n ,   h e   b e c a m e   a n   a s s i s t a n t   l e c t u r e r   i n   2 0 0 8   a n d   w a s   a p p o i n t e d   a s   f e s s o r   i n   2 0 1 1 .   H i s   c u r r e n t   i n t e r e s t s   a r e   p o w e r   e l e c t r o n i c s ,   C o n t r o l   o f   e l e c t r i c a l   m a c h i n e s ,   D S P   c o n t r o l   a n d   p o w e r   f a c t o r   c o r r e c t i o n .                 I S S N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   K a f e r e l s h e i h k ,   E g y p t ,   i n   1 9 7 1 .   H e   r e c e i v e d   t h e   B. S c . ,   M . S c . ,   a n d   P h . D .   K o m ,   E g y p t ,   i n   1 9 9 4 ,   2 0 0 2 ,   a n d   2 0 0 7 ,   r e s p e c t i v e l y .   I n   2 0 0 9 ,   h e   j o i n e d   K a f e r e l s h e i h k   U n i v e r s i t y   a s   a n   A s s i s t a n t   P r o f e s s o r .   H i s   f i e l d s   o f   r e c e i v e d   h i s   d o c t o r a l   d e g r e e   i n   e l e c t r i c a l   e n g i n e e r i n g   f r o m   V i e n n a   U n i v e r s i t y   o f   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   M i n o u f i y a   U n i v e r s i t y ,   E g y p t .   P r e s e n t l y   h e   i s   w o r k i n g   a s   A s s i s t a n t   P r o f e s s o r   i n   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   d e p a r t m e n t ,   T a i f   U n i v e r s i t y ,   K i n g d o m   o f   S a u d i   A r a b i a .   H i s   r e s e a r c h   i n t e r e s t s   c o v e r   A m a c h i n e s   c o n t r o l ,   t   e x c i t a t i o n   o f   A m a c h i n e s ,   s e n s o r l e s s   c o n t r o l   t e c h n i q u e s ,   a n d   s i g n a l s   p r o c e s s i n g .   S h a r k i a ,   E g y p t   i n   1 9 7 9 .   H e   r e c e i v e d   h i s   BS c ,   M S c   a n d   P h D   d e g r e e s   i n   U n i v e r s i t y   i n   2 0 0 3 ,   2 0 0 8   a n d   2 0 1 1 ,   r e s p e c t i v e l y .   H e   j o i n e d   t h e   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   M e n o u f i y a   U n i v e r s i t y   a s   a   d e m o n s t r a t o r   i n   2 0 0 3 .   T h e n ,   h e   b e c a m e   a n   a s s i s t a n t   l e c t u r e r   i n   2 0 0 8   a n d   w a s   a p p o i n t e d   a s   f e s s o r   i n   2 0 1 1 .   H i s   c u r r e n t   i n t e r e s t s   a r e   p o w e r   e l e c t r o n i c s ,   C o n t r o l   o f   e l e c t r i c a l   m a c h i n e s ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.