I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   8 ,   No .   4 Dec em b er   201 7 ,   p p .   1 6 9 3 ~ 1 7 0 4   I SS N:  2088 - 8 694 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v 8 i 4 . pp 1 6 9 3 - 1 704           1693       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JP E DS   Si m ula tion o a Indirect  Roto Fl ux  O rien ted  Indu ction M o tor  Driv U sing  Ma tl a b/Si m uli n k       Viv ek   V.   P ura ni k 1 ,   Vij a y   N.   G o ho k a r 2   1 S S G B A ,   Am ra v a ti   Un iv e rsit y ,   Am r a v a ti ,   M a h a ra sh tra ,   In d ia    2 De p a rte m e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   A IS S M S   COE,   P u n e ,   M a h a ra sh tra ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   2 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   A u g   2 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   A u g   20 ,   2 0 1 7       In d irec F ield   Orie n ted   Co n tro (IF OC)  is  v e r y   p o p u lar  tec h n i q u e   in   in d u stries   d u e   t o   it sim p le  d e sig n in g   a n d   stru c t u re ,   in   c o m p a ri so n   to   th e   d irec m e th o d   sin c e   it   re q u ires   f lu x   a n d   to rq u e   e stim a to rs.  Th is  p a p e r   p re se n ts  d e tail  c a lcu lati o n   o f   a ll   v a lu e n e e d e d   f o th e   d e v e lo p m e n o f   a n   in d irec ro t o f lu x   o rien ted   in d u c t io n   m o to m o d e f e d   b y   a   c u rre n t - c o n tro ll e d   v o lt a g e   so u rc e   in v e rter.   W it h   th e   c a lcu late d   v a lu e s   f o 1   h p   5 0   H z   3   p h a se   in d u c ti o n   m o to r;  a n   in d irec ro t o f lu x   o rien ted   m o d e is  d e v e lo p e d   u sin g   M AT LAB/S im u li n k .   T h e   si m u latio n   re su lt s are   o u tl in e d   a n d   d isc u ss e d .   K ey w o r d :   C u r r en t c o n tr o lled   v o ltag s o u r ce   in v er ter   MA T L A B /SIM U L I NK   Field   o r ien ted   co n tr o   I n d ir ec t r o to r   f ield   o r ien ted   co n tr o l   I n d u ctio n     m o to r   Co p y rig h ©   201 7 I n s t it u te o f   Ad v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   P r o f . Dr . Vij ay   N.   Go h o k ar ,     Dep ar te m en t o f   E lectr ical  E n g in ee r in g ,   A I S SMS  C o lleg o f   E n g in ee r i n g ,   1   Ken n ed y   R o ad ,   P u n   4 1 1   0 0 1   Ma h ar ash tr a I n d ia   E m ail:  v n g o h o k ar @ r ed i f f m ail . co m       1.   I NT RO D UCT I O N     I n d u ctio n   m o to r s   f in d s   t h eir   w id u s i n   in d u s tr ie s   an d   h o m e m ad ap p licatio n s   a s   it   p o s s ess es   s ev er al  ad v an ta g es.   Desp ite  o f   v ar io u s   ad v a n ta g es,  co n tr o o f   a n   i n d u ctio n   m o to r   is   d i f f icu lt  in   co m p ar is o n   to   th DC   m ac h i n es  b ec au s in   DC   m ac h i n e,   f ield   an d   ar m at u r f l u x e s   ar 9 0 0   a p ar t,  th ey   d o   n o in ter ac w it h   ea ch   o th er   an d   h en ce   f lu x   o f   t h DC   m o to r   ca n   b co n tr o lled   b y   f ield   cu r r en an d   to r q u b y   ar m a tu r cu r r en t.  Ho w e v er ,   in   ca s o f   i n d u ctio n   m o to r ,   s tato r   an d   r o to r   f l u x es  in ter ac w i th   ea c h   o t h er   d u to   n o n   o r th o g o n al   an d   v ar y i n g   o r ien tat io n s .   He n ce   in d ep en d en co n tr o o f   f lu x   an d   to r q u is   d if f icu lt.  Ho w e v er   th d if f icu lt y   i n   co n tr o o f   I n d u ctio n   m o to r   h as  b ee n   r e m o v ed   b y   th e   i n tr o d u ctio n   o f   s ev er al   co n tr o tec h n iq u es   v iz.   Scala r   Co n tr o l,  Vec to r   o r   Field   Or ie n ted   C o n tr o l,  Dir ec to r q u co n tr o etc. [ 1 ] - [6 ] .   T h Vec to r   o r   Field   Or ien ted   C o n tr o ( FO C )   w as  in tr o d u ce d   b y   B lasc h k i n   1 9 7 2 .   W ith   th i s   s tr ate g y ,   I Ms  ca n   b co n tr o lled   lik a   D C   m ac h in b y   m ai n tai n i n g   f i x e d   o r th o g o n al  o r ien ta tio n   b et wee n   t w o   f ield s .   Field   Or ien ted   C o n tr o ca n   b e   i m p le m e n ted   in   t h r ee   f ield   o r   f lu x   o r ien tatio n s   as  t h er ar th r ee   f l u x   lin k ag e s   av ailab le  i n   an   I n d u ctio n   m o to r .   T h ey   ar e -   s ta to r ,   air   g ap   &   r o to r   f lu x   li n k a g e .   R o to r   Flu x   Or ien tatio n   is   tech n iq u t h at   p r o v id es  m eth o d   o f   d ec o u p lin g   th s tato r   cu r r en t s   o f   s q u i r r el - ca g in d u ctio n   m o to r   in   to   t w o   co m p o n e n ts   i n   th s y n c h r o n o u s l y   r o tati n g   r ef er en ce   f r a m ( d - q   f r a m e) : -   o n e,   th m a g n e tizi n g   cu r r en id s * ,   w h ich   is   to   e x ci te  th e   m o to r   f l u x   a n d   t h o t h er   to r q u cu r r en iq s * ,   w h ic h   is   to   g e n er ate  th e   elec tr o m ag n etic  to r q u r esp ec tiv el y .   T h er ef o r e,   it  p r o v id es  in d ep en d en co n tr o o f   to r q u e   an d   f l u x ,   w h ic h   is   s i m ilar   to   s ep ar a tel y   ex c ited   DC   m ac h i n e .   B asicall y ,   th er e   ar t w o   m et h o d s   o f   F ield   Or ien ted   co n tr o b ased   o n   th w a y   o f   d eter m in i n g   t h r o to r   an g le   -   Dir ec m et h o d   p r o p o s ed   b y   B lasch k i n   wh ich   r o to r   an g le  is   o b tain ed   b y   t h ter m i n al  v o lta g es a n d   c u r r en ts   an d   I n d ir ec m et h o d   p r o p o s ed   b y   Has s i n   w h ic h   r o to r   an g le  i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 1 7   :   1 6 9 3     1 7 0 4   1694   o b tain ed   b y   r o to r   p o s itio n   m e asu r e m en t   an d   m ac h in e   p ar am eter s   [ 7 ] , [ 8 ] .   R o to r   f lu x   o r ie n tatio n   ( R F O)   is   t h e   o r ig in al  a n d   u s u al  c h o ice  f o r   th in d ir ec f ield   o r ien ted   co n tr o Hen ce   t h n a m I n d ir ec R o to r   Flu x   o r ien tatio n .     T h Field   Or ien ted   C o n tr o tech n iq u n ee d s   m o r ca lc u lati o n s   t h an   th o t h er   co n tr o m e t h o d s .   T h m ai n   co n tr ib u tio n   o f   t h i s   p ap er   is   to   co m p u te  al t h v alu e s   n ee d ed   f o r   th i m p le m e n tati o n   o f   i n d ir ec r o to r   f ield   o r ien ted   co n tr o l,  v iz.   p ar a m eter s   o f   t h m o to r ,   th r ated   r o to r   f lu x ,   t h r ated   s tato r   d - ax is   a n d   q - ax i s   r m s   an d   p e ak   v alu e s   o f   cu r r en ts   a n d   th v al u o f   t h s lip   s p ee d   f o r   r ated   to r q u o p er atio n ,   s elec tio n   o f   th D C   v o ltag etc  [ 9 ] , [ 1 0 ] , [ 1 1 ] .   I t is  also   n ec es s ar y   to   d eter m i n th p ar am eter s   o f   th s p ee d   P I   c o n tr o ller - Kp   &   Ki.     T h is   p ap er   is   o r g a n ized   a s   f o l lo w s Sec ti o n   2   p r esen t s   t h e   c alcu latio n s   f o r   p ar a m e ter   d ete r m in a tio n   o f   th I n d u ctio n   m o to r   u n d er   test ,   Sectio n   3   d escr ib es  t h c alcu latio n s   r eq u ir ed   f o r   d esig n   o f   I n d ir ec R o to r   Flu x   o r ien tatio n   co n tr o s c h e m e.   Sectio n   4   p r esen th SIM UL I NK  m o d el  d ev elo p m e n f o r   I n d ir ec R o to r   Flu x   o r ie n ted   I n d u ctio n   m o to r   u s in g   M A T L A B .     I n   s ec tio n   5   s i m u la tio n   r e s u l ts   &   d is c u s s io n s   ar e   p r esen ted   an d   th p ap er   en d s   w ith   t h co n clu s io n .       2   CALCU L A T I O NS F O P A R AM E T E D E T E RM I NA T I O N   Dete r m i n i n g   th e   p ar a m eter s   o f   I n d u ctio n   Ma c h i n es  is   v er y   i m p o r tan s tep   w h ile   co n s id er in g   Fie ld   C o n tr o T ec h n iq u e.   T h p ar a m eter s   o f   th i n d u ct io n   m o to r   ar d eter m in ed   b y   p er f o r m in g   n o - lo ad   an d   b lo ck ed   r o to r   test   [ 1 2 ] .   T h n am p late  d ata  o f   th i n d u ctio n   m o to r   u n d er   test   i s   m e n tio n ed   in   T ab le  1 .       T ab le   1   Nam p late  d ata  o f   I n d u ctio n   Mo to r   u n d er   test   N o mi n a l   P o w e r   ( W a t t s)   V o l t a g e   ( l i n e - to - l i n e )   ( V o l t s)   F r e q u e n c y   ( H e r t z )   I n e r t i a   ( K g . m^ 2 )   F r i c t i o n   f a c t o r   ( N . m.s)   N o . o f   p o l e   p a i r s   S p e e d   ( r p m)   R a t e d   C u r r e n t   ( A mp )   Pn   Vn   fn   J   F   p   Nn   I sn   7 5 0   4 1 5   50   0 . 0 0 5 7 7 6   0 . 0 0 3 2 8   2   1 4 9 0   2       T h r esu lts   o f   t h n o - lo ad   an d   b lo ck ed   r o to r   test s   o n   1   h p ,   th r ee - p h ase,   4 1 5 V,   f o u r - p o le,   5 0   Hz,   Sq u ir r el - ca g i n d u ctio n   m o to r   ar g iv e n   in   T ab le  2   an d   T ab l 3       T ab le   2   No - lo ad   T est d ata   L i n e   t o   l i n e   V o l t a g e   ( V o l t s)   L i n e   C u r r e n t   ( A mp )   I n p u t   P o w e r   ( w a t t s)   S p e e d   ( r p m)   F r e q u e n c y   ( H e r t z )   V n l   I n l   P n l   N n l   F n l   4 1 2   1 . 4   1 4 4   1 4 9 7   50       T ab le  3   B l o ck ed   R o to r   test   d ata   L i n e   t o   l i n e   V o l t a g e   ( V o l t s)   L i n e   C u r r e n t   ( A mp )   I n p u t   P o w e r   ( w a t t s)   S p e e d   ( r p m)   F r e q u e n c y   ( H e r t z )   V b r   I b r   P b r   N b r   F n l   1 4 0   2 . 5 8   3 8 6   0   50       Stato r   r esis ta n ce   9 . 3 9 5     p er   p h ase Fro m   No - lo ad   test   d ata,   f o llo w i n g   p ar a m eter s   ar co m p u ted No   lo ad   Vo ltag p er   p h ase:      3 V n l V p h     ( 1 )   No   lo ad   P o w er   p er   p h ase :     3 P nl P ph   ( 2 )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694       S imu la tio n   o a n   I n d ir ec t R o to r   F lu Ori en ted   I n d u ctio n   Mo t o r   Dri ve   ( V ivek   V .   P u r a n ik )   1695   No - lo ad   p o w er   f ac to r :       I nl V ph P ph nl * . c os   ( 3 )     Ma g n e tis i n g   cu r r en t :     ) s i n ( * Im nl I n l   ( 4 )     C o r lo s s   cu r r en t:     ) c o s ( * nl I n l Ic   ( 5 )     Ma g n e tis i n g   o r   Mu tu al  I n d u ct an ce :     Im * * 2 f nl pi V ph Lm     ( 6 )     Fro m   B lo ck ed   r o to r   test   d ata,   f o llo w in g   p ar a m eter s   ar ca lc u lated -   Sh o r t c ir cu it  v o ltag p er   p h ase :     3 V b r V s c p h   ( 7 )     Sh o r t c ir cu it p o w er   p er   p h ase:     3 P b r P s c p h   ( 8 )     Sh o r t c ir cu it p o w er   f ac to r :     I br V s c ph P s c ph sc * . c os   ( 9 )     Sh o r t c ir cu it i m p ed an ce :     I br V s c ph Z s c   ( 1 0 )     R o to r   r esis tan ce :     Rs sc Z s c Rr ) c o s ( *   ( 1 1 )     E q u iv ale n t r ea ctan ce :     ' ) s i n ( * Xl r Xl s sc Z s c Xe q   ( 1 2 )     W h er Xls Stato r   leak a g r ea ctan ce   Xlr R o to r   leak a g r ea ctan ce   as r ef er r ed   to   s tato r   T h co n n ec tio n   b et w ee n   Xls   a n d   Xlr   f o r   th m o s t c o m m o n   t y p e s   o f   i n d u s tr ial  I n d u ct io n   m o to r s   g r o u p ed   b y   t h Natio n al  E lect r ical  Ma n u f ac t u r er s   A s s o ciat i o n   ( NE MA )   is   s h o w n   i n   T ab le   4 . [ 1 1 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 1 7   :   1 6 9 3     1 7 0 4   1696     T ab le  4 .   NE MA   C las s   m o to r   class i f icatio n s   NE MA   C las s   C o n n ec tio n   C las s   A   an d   D   Xls =X lr   C las s   B   Xls =( 2 /3 ) Xlr   C las s   C   Xls =( 3 /7 ) Xlr       Sin ce   m o s t o f   t h g e n er al  p u r p o s m o to r s   ar Ne m clas s   B ,   f o r   Ne m C lass   B   I n d u c tio n   m o to r s ,   Stato r   L ea k a g R ea ctan ce :     X e q X l s * 4 . 0   ( 1 3 )     R o to r   L ea k a g R ea cta n ce   as r ef er r ed   to   s tato r :     X e q X l r * 6 . 0 '   ( 1 4 )     A   . m   f ile  is   cr ea ted   co n tai n i n g   all  t h d ata  m e n tio n ed   i n   T ab le  1   to   T ab le  3   an d   all  th e   f o r m u las   r ep r esen ted   b y   ( 1 )   to   ( 1 4 )   to   c alcu late  th p ar a m eter s   o f   th I n d u ctio n   m o to r .     T h u s   th ca l cu lated   p ar am e ter s   o f   th i n d u ctio n   m o to r   u n d er   test   ar tab u lated   in   T ab le  5 .       T ab le  5 . P ar am eter s   o f   T h r ee   Ph ase  I n d u ctio n   Mo to r   Stato r   R esi s tan ce   ( Oh m )   Stato r   L ea k a g in d u cta n ce   ( Hen r y )   R o to r   R esis ta n ce   ( Oh m )   R o to r   L ea k a g in d u cta n ce   ( Hen r y )   Mu t u al  I n d u cta n ce   ( Hen r y )   Rs   L ls   R r   L lr   Lm   9 . 3 9 5   0 . 0 3 5 0   1 0 . 4 4 4   0 . 0 5 2 5   0 . 5 4 9 2       3.     P RO P O SE M E T H O DO L O G AND  I T S D E S I G   T h v ec to r   co n tr o tech n iq u ch o s en   h er is   an   i n d ir ec r o to r   f lu x   o r ien tatio n .   T h b asic  p r in cip le  o f   th i n d ir ec r o to r   f ield   o r ien te d   co n tr o s ch e m o f   an   in d u cti o n   m o to r   is   to   lo ck   t h r o to r   f l u x   v ec to r   w it h   d - co - o r d in ate  r ef er e n ce   f r a m e.   T h ese  r esu lt s   i n   d ec o u p li n g   o f   s ta to r   cu r r en t s   w h ich   co n tr o ls   t h f lu x   a n d   th e   to r q u s ep ar atel y   b y   co n tr o l lin g   s tato r   d ir ec ax is   c u r r en id s   an d   s tato r   q u ad r atu r ax is   c u r r en t,  iq s   r esp ec tiv el y   lik s ep ar atel y   ex cited   DC   m ac h i n e.   L o c k i n g   o f   d - q   co - o r d in ate  r ef er en ce   f r a m r ev o l v i n g   w it h   r o to r   f l u x   n ee d s   t h in f o r m atio n   ab o u th m a g n itu d a n d   th p o s itio n   o f   t h r o to r   f lu x .   Fi g . 1   s h o w s   th e   b lo ck   d iag r a m   o f   t h I n d ir ec t   R o to r   Field   o r ien ted   co n tr o s ch e m e.   T h to r q u p r o d u ci n g   co m p o n en t   o f   th e   s tato r   cu r r en t,  iq s *   is :     e s t r Te Lm Lr P i qs | | * 2 3 2 *     ( 1 5 )     w h er L r   i s   th r o to r   in d u cta n ce ,   L m   i s   th m u t u al  in d u cta n ce ,   an d   | ψr | e s t is t h esti m ated   r o to r   f lu x   li n k ag g iv e n   b y :     id s r Lm e s t r . . 1 | |     ( 1 6 )     w h er τ r   L r   / Rr  is   t h r o to r   t i m co n s tan t.   T h f lu x   p r o d u cin g   co m p o n en t o f   s tato r   cu r r en t id s *   is :     . * | | * Lm r i ds     ( 1 7 )         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694       S imu la tio n   o a n   I n d ir ec t R o to r   F lu Ori en ted   I n d u ctio n   Mo t o r   Dri ve   ( V ivek   V .   P u r a n ik )   1697   T h r o to r   f lu x   p o s it io n   θ  r eq u i r ed   f o r   co o r d in ates tr an s f o r m a tio n   is     . ) ( dt sl e   ( 1 8 )     T h s lip   f r eq u en c y   ω s l i s :     iq s Lr Rr e s t r Lm W s l . | |     ( 1 9 )         Fig u r 1   B lo ck   d iag r a m   o f   I n d ir ec t Ro to r   Field   Or ien ted   C o n tr o l Sch e m e       T h q   an d   d - ax is   v o lta g es i n   s y n c h r o n o u s   r ef er e n ce   f r a m ar [ 3 ]   g iv en   b y :     3 2 * Vn v qs     ( 2 0 )     0 v ds   ( 2 1 )     T h in d u ctio n   m o to r   m o d el  in   elec tr ical  s y n c h r o n o u s   r e f er en ce   f r a m i s   g i v e n   b y :     i i i i v dr m s qr m ds s s qs qs L p L L L s p Rs ) (     ( 2 2 )     i i i i v dr m qr m s ds qs s s ds p L L L s p Rs L ) (     ( 2 3 )     i i i i v dr r s qr ds r s qs m qr Lr L r p Rr Lm p L ) ( ) ( ) (     ( 2 4 )     r L r p Rr L p L L i i i v qr r r s ds m qs m r s dr ) ( ) ) ( (     (2 5 )                   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 1 7   :   1 6 9 3     1 7 0 4   1698   T h s tead y   s tate  cu r r e n ts   ar t h u s   ev al u ated   b y   u s i n g   s y n c h r o n o u s   r ef er e n ce   f r a m eq u atio n s   w it h   t h s u b s t itu t io n   o f   p =0   an d   th s li p   s p ee d   b ein g   ze r o .   T h s tato r   an d   r o to r   f lu x   li n k ag e s   in   elec t r ical  s y n ch r o n o u s   r ef er en ce   f r a m ar g i v e n   b y :      =  +    ( 2 6 )      =  +    ( 2 7 )      =  +    ( 2 8 )      =  +    ( 29 )     Su b s ti tu t in g   t h co r r esp o n d in g   v alu e s ,   th r es u lta n t sta to r   &   r o to r   f lu x e s   ar g iv e n   b y :     2 2 ds qs s     ( 3 0 )     2 2 dr qr r a te d     ( 3 1 )     3 . 1     Ca lcula t io o f   Ra t ed  T o rque   Un d er   n o - lo ad   &   r ated   co n d iti o n ,   r ated   to r q u is   g iv e n   b y :     T L =T e= T s h P n n 5   N - m .   ( 3 2 )     A ll t h ab o v f o r m u las  f r o m   ( 1 5 )   to   ( 3 2 )   ar in clu d ed   in   th ea r lier   cr ea ted   . m   f i le  an d   th co m m a n d ed   v al u es  o f   v o lta g es,  cu r r en ts   a n d   f l u x e s   ar co m p u ted .     3 . 2   Sp ee d Co ntr o ller     T h m o s t c o m m o n l y   u s ed   co n tr o ller   f o r   th s p ee d   co n tr o l o f   in d u ctio n   m o to r s   is   co n v e n ti o n al  P I   co n tr o ller .   T h tr an s f er   f u n ctio n   o f   P I   co n tr o ller   is   g i v e n   b y :     s K s K s G i p c ) (     ( 3 3 )     P r o p o r tio n al  g ai n   a n d   t h i n te g r al  g ain ,   Kp   &   K i,  ar t h p ar a m eter s   o f   P I   co n tr o ller .   T h ese  p ar a m eter s   ar e   d eter m in ed   u s in g   m an u al  tu n i n g   tec h n iq u e.   I n   m a n u al  tu n i n g   p r o ce s s ,   in itiall y   Kp   w a s   k e p eq u al  to   1   &   Ki  eq u al  to   0 . 0 0 0 1 .   T h en ,   Kp   w as  in cr ea s ed   til th o u tp u s h o w s   s o m o s ci llatio n s .   T h en   K w a s   c h an g ed   to   r e m o v s tead y   s tate  er r o r .       3 . 3     S elec t io o f   Dc  Vo lt a g e   (V DC ):     T h in d u ctio n   m o to r   is   f ed   b y   cu r r en t - co n tr o lled   P W in v er ter   w h ic h   h a s   2 -   v o ltag le v els.    Fo r   2 - lev e v o ltag e,   li n e - to - l in v o ltag i s :   V d c m V i n d e x L L * * 612 . 0   Sin ce   m o d u latio n   in d e x     1 ,   DC   lin k   v o ltag i s :     612 . 0 L L DC V V     ( 3 4 )     So   th in v er ter   is   b u i lt  w it h   V d c=   7 0 0 V o lts .       4 .     DE V E L O P M E NT   O F   SI M UL I NK   M O DE L   B ased   o n   th eq u atio n s   p r esen ted   in   th s ec tio n   3   an d   u s i n g   v ar io u s   to o b o x es  av aila b le  in   th SIM UL I NK  l ib r ar y ,   m o d el  is   d ev elo p ed   f o r   ea ch   b lo ck .   Step   b y   s tep   d ev elo p m e n t o f   m o d el  is   p r esen ted   h er e.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694       S imu la tio n   o a n   I n d ir ec t R o to r   F lu Ori en ted   I n d u ctio n   Mo t o r   Dri ve   ( V ivek   V .   P u r a n ik )   1699   4 . 1     Sp ee d Re g ula t o B lo ck   As  m e n tio n ed   in   s ec tio n   3 . 2 ,   th co m m o n l y   u s ed   s p ee d   r eg u lato r   is   co n v e n tio n al  P I   co n tr o ller .   T h s i m u l in k   m o d el  o f   it is   i m p le m en ted   as  s h o w n   Fi g u r e . 2 .         Fig u r 2   Si m u li n k   m o d el  o f   S p ee d   PI  co n tr o ller       4 . 2     I F O B lo ck   T h is   b lo ck   is   i m p le m e n ted   as  s h o w n   in   F ig u r e   3 .   I t c o n s is t s   o f   7   m ain   s u b - b lo ck s : I d s *   co m p u tat io n ,   I q s *                 Fig u r 3   Si m u li n k   m o d el  o f   I F OC     Fig u r 4   Si m u li n k   m o d el  o f   T h eta  C o m p u tatio n         co m p u tatio n ,   A B C - to - d q   tr an s f o r m atio n ,   d q - to - A B C   tr a n s f o r m atio n ,   Fl u x   co m p u tatio n ,   Sl ip   co m p u tatio n   a n d   T h eta  co m p u tatio n   b lo ck s .   Si m u lin k   m o d el  o f   s o m o f   th e s b lo ck s   ar p r esen ted   in   th f o llo w i n g   s u b s ec tio n .   B ased   o n   ( 1 8 ) ,   Si m u l in k   m o d e l o f   th i s   b lo ck   is   i m p le m en ted   as sh o w n   i n   Fi g u r 4 .     4 . 2 . 1     AB C - TO - DQ   T ra n s f o r m a t io n       T h is   tr an s f o r m atio n   is   ca lled   a s   P ar k s   tr a n s f o r m atio n .   A   Si m u lin k   m o d el  i s   d ev elo p ed   b ased   o n   th e   ( 3 5 ) .     c b a q d I I I I I ) s i n( ) s i n( ) s i n( ) c os ( ) c os ( ) c os ( 3 2         ( 3 5 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 1 7   :   1 6 9 3     1 7 0 4   1700         Fig u r 6   Si m u li n k   m o d el  o f   A B C - to - d q   tr an s f o r m atio n       4 . 2 . 2     DQ - TO - AB T ra n s f o r m a t io n   T h is   tr an s f o r m a tio n   is   ca lled   as  I n v er s C lar k e s   tr a n s f o r m atio n .   A   Si m u l in k   m o d el  i s   d ev elo p ed   b ased   o n   ( 3 6 ) .     * * * * * ) s i n ( ) c o s ( ) s i n ( ) c o s ( ) s i n ( ) c o s ( 3 2 q I I I I I d c b a   w h er γ =2 π/3     (3 6 )         Fig u r 7   Si m u li n k   m o d el  o f   d q - to -   A B C   tr a n s f o r m atio n       4 . 3     Curre nt  Reg ula t io n   C u r r en r eg u lato r   u s ed   i n   t h is   f ield   o r ien ted   co n tr o is   h y s ter esis   b an d   c u r r en co n tr o ller .   I t   is   o n o f   th s ev er al   t y p e s   o f   P W tech n iq u es.   I is   b asicall y   a   f ee d b ac k   cu r r e n co n tr o m e th o d   o f   P W w h er th e   ac tu al  c u r r en t s   ar co m p ar ed   w it h   th e   r ef er e n ce   c u r r en t s   w i th i n   t h s p ec if ied   h y s ter esis   b an d .   T h u s   t h i n p u t s   to   th H y s ter esi s   co n tr o ller   a r th r ee   p h a s c u r r en er r o r s   an d   th e   o u tp u ts   ar th s w itc h in g   p u ls e s   to   t h e   in v er ter .   Fig . 8   b elo w   s h o w s   t h Si m u li n k   m o d el   o f   H y s ter esis   c u r r en t   co n tr o ller .   Si m u li n k   m o d el  f o r   o th er   b lo ck s   v iz.   I q s *   C o m p u tatio n ,   Fl u x   co m p u tatio n   an d   I d s *   c o m p u tatio n   a r i m p le m en ted   as  p er   ( 1 5 )   to   ( 3 6 ) .   Fig . 9   s h o w s   t h co m p lete   s i m u li n k   m o d el  o f   t h i n d ir ec r o to r   f ield   o r ien ted   I n d u ctio n   m o to r   w h ich   is   n o r ea d y   f o r   s i m u latio n .         5 .     SI M UL AT I O R E S UL T A ND  DIS CUSS I O N   B ef o r s tar tin g   t h s i m u lat io n ,   a   . m   f ile  p r ep ar ed   ea r lier   is   e x ec u ted   at  th Ma tlab   p r o m p s o   th at  all  th v al u es  o f   t h v ar iab les  i n   t h Si m u li n k   m o d el  w ill  b a s s ig n ed   to   th e m .   s w i tch i n g   f r eq u en c y   o f   in v er ter   is   tak e n   as 2 0 KHz   an d   DC   li n k   v o ltag i s   ta k en   as 7 0 0   V.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694       S imu la tio n   o a n   I n d ir ec t R o to r   F lu Ori en ted   I n d u ctio n   Mo t o r   Dri ve   ( V ivek   V .   P u r a n ik )   1701       Fig u r 8   H y s ter e s is   B an d   cu r r en t r eg u lato r           Fig u r 9   Si m u li n k   m o d el  o f   I n d ir ec t Ro to r   Field   Or ien ted   I n d u ctio n   Mo to r       I n itiall y   t h r ef er en ce   s p ee d   is   s et  to   co n s ta n v a lu o f   1 0 0   r ad /s   ( 9 5 5 r p m )   an d   t h lo ad   to r q u is   also   k ep co n s ta n at  0   N - m .   Settin g   t h co r r ec p ar a m eter s   o f   t h s p ee d   P I   co n tr o ller   an d   h y s ter esis   b an d   is   an   i m p o r tan tas k   i n   s i m u latin g   t h m o d el  f o r   g ett in g   t h e   ac cu r ate  r es u lt s .   T h v a lu e s   o f   K p ,   Ki  an d   h y s ter es i s   b an d   ar to   b ad j u s ted   n u m b er   o f   ti m es   an d   s i m u latio n   is   r u n   e v er y   ti m u n til   a c c u ra te  re sult a re   obtaine d.  T h er ar m an y   f r eq u en c y   d o m ai n   an d   ti m d o m a in   m et h o d s   av ailab le  f o r   d esig n i n g   o f   P I   co n tr o ller   in clu d i n g   t h m o s p o p u lar   Z ieg ler - Nic h o ls   m e th o d   o f   tu n i n g   P I co n tr o ller .   B u all  th e s e   m eth o d s   d o   n o g u ar an tee   th a t h e   co n tr o ller   p ar a m eter s   f o u n d   b y   t h e m   g i v es  y o u   ac cu r ate  p er f o r m a n ce   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 1 7   :   1 6 9 3     1 7 0 4   1702   ch ar ac ter is tic s .   T h e y   j u s g iv e   th i n it ial  g u e s s   f o r   t h co n tr o ller   p ar am eter s   an d   f i n all y   y o u   h a v to   t u n t h e   co n tr o ller   m an u all y .     Her th s p ee d   P I   co n tr o ller   is   tu n ed   m a n u a ll y .   T h s i m u lat i o n   is   r u n   f o r   th 3   s ec   an d   t h r esp o n s es   ar o b s er v ed   o n   th r esp ec ti v s co p es.  T h r esp o n s cu r v e s   o f   R o to r   s p ee d ,   elec tr o m ag n etic  to r q u ( T e* ) ,   f l u x ,   s tato r   cu r r en ( I ab c)   v s   ti m ar o b s er v ed   an d   ar e   s h o w n   in   Fi g u r 1 0   to   Fig u r e 13 Fig u r es  o n   th le f t   h an d   s id ar f o r     Kp =1   ,   Ki=0 . 0 0 1   an d   h =1     w h er ea s   t h o s o n   r ig h h a n d   s id ar f o r   Kp =4   ,   Ki=0 . 1 5   an d   h =0 . 0 0 6 .   A f ter   co m p ar in g   t h f i g u r e s   o n   th e   lef h an d   s id w ith   r ig h h a n d   s id e,   it  is   clea r ed   th at  d u e   to   i m p r o p er   s elec tio n   o f   P I   co n t r o ller   p ar am eter s ,   s p ee d   i s   n o r ea ch i n g   to   t h e   s et   s p ee d   an d   h en ce   t h f l u x   i s   also   n o r ea ch in g   to   t h ca lc u l ated   v alu o f   1 . 0 1 2   W b .   Mo r e o v er   d u to   i m p r o p er   s elec tio n   o f   h y s ter esis   b a n d   w id t h   h ,   d is tu r b an ce   i n   t h to r q u an d   s tato r   c u r r en ts   ar c lear l y   o b s er v ed .   Si m u la tio n s   ar ca r r ied   o u t   f o r   v ar io u s   r e f er en ce   s p ee d s .             ( a)   ( b )   Fig u r e 1 0   R o to r   Sp ee d   v s   T im e           ( a)   ( b )   Fig u r 1 1   E lectr o m a g n e tic  T o r q u v s   ti m e           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.