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.   7 ,   No .   4 Dec em b er   201 6 ,   p p .   1 3 9 3 ~ 1 4 0 1   I SS N:  2088 - 8 694 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v7 i 4 . pp 1 3 9 3 - 1 401           1393       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   Co m pa ra tive  Stu dy  of Vario us Ad j usta ble Spe ed D ri v es during   Vo ltag e Sag       S.  Renu k a dev i ,   M.   Ra t hin a ku m a r   De p a rtme n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   E n g in e e rin g ,   S C S VM V   U n iv e rsity ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   2 4 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   No v   2 8 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   Dec  1 1 ,   2 0 1 6       T h is  P a p e c o m p a re th e   se n siti v it y   o f   v a rio u a d ju sta b le  sp e e d   d riv e to   v o lt a g e   sa g   f o r   th e   p ro c e ss   c o n tr o a p p li c a ti o n s.   T h re e   p h a se   v o lt a g e   sa g   o ty p e   B   c a u se d   d u e   to   S LG   f a u lt   i c o n sid e re d   a n d   f o u to p o l o g ies   o f   A S D’s   a re   c o m p a r e d   in   t h is  p a p e r.   T h e   c o m p a riso n   is  d o n e   e sp e c ially   in   sp e e d ,   v o lt a g e ,   c u rre n a n d   to r q u e   o f   th e   A S Ds .   Dio d e   re c ti f ier  w it h o u z   so u rc e   in v e rter,  d io d e   re c ti f ier  w it h   z   so u rc e   in v e rter,  sin g le   p h a se   t w o   l e g   V ien n a   re c ti f ier  a n d   sin g le  p h a se   n e u tra li n k e d   V ie n n a   w it h   z   s o u rc e   i n v e rter  a re   c o m p a re d   a n d   th e   b e st  o n e   is  h ig h li g h ted .   T h e   c ircu it o f   v a r io u A S D’s   a re   sim u late d   u sin g   M a tl a b   / S im u li n k .   K ey w o r d :   A d j u s tab le  s p ee d   d r iv es   Vien n r ec tif ier   Vo ltag s a g   Z -   s o u r ce   i n v er ter   Co p y rig h ©   201 6   In s t it u te o A d 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 :   S.   R en u k ad ev i   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   C o m p u ter   E n g in ee r i n g ,   SC SV MV   Un iv er s it y ,   Net h er ,   Kan ch ip u r a m -   6 2 1 0 2 ,   T a m il n ad u ,   I n d ia .   E m ail:  r en u k ap ad m a n ab an 1 5 @ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N         A d j u s tab le  Sp ee d   Dr iv es  ( ASD)   s y s te m s   ar w id el y   u s ed   d u to   th eir   i m p r o v ed   ef f icie n c y ,   av ailab ilit y   an d   r eliab ilit y   t h e y   o f f er .   I n   t h p ast  y ea r s   d u t o   b etter   elec tr o n ics  co m p o n en ts   an d   to p o lo g y   th e   p er f o r m a n ce   o f   A SD s   h as  i m p r o v ed .   T h A SD’ s   p r o v id b en ef its   s u ch   as  i m p r o v ed   p r o c ess   co n tr o l,  en er g y   s av i n g s ,   s i m p le  m ai n ten a n ce   an d   au to m ated   d iag n o s tic   [ 1 ] .   Ho w ev er ,   A S D’ s   ar m u c h   s en s iti v to   p o w er   q u alit y   d is t u r b an ce s   s u c h   as   v o ltag s a g ,   s w ell,   tr an s ien t s   a n d   m o m e n tr y   i n ter r u p tio n s   [2 - 3 ] .   V o ltag s ag s   ar e   o n o f   th m o s i m p o r tan p o w er   q u alit y   p r o b le m   in   AS D   [ 4 ] .   v o ltag s a g   is   m o m e n tr y   d ec r ea s o s     1 0 -   9 0 in   th R MS  v o ltag m ag n it u d f o r   d u r atio n   f r o m   0 . 5   cy c les  to   1   m i n u te   [ 9 ] .   Vo ltag s a g   o f   t y p e   B   d u to   s in g le  l in to   g r o u n d   f au lt   ( S L G)   i s   th m o s f r eq u en tl y   o cc u r r ed   v o ltag s ag   [ 2 ] .   I n   th elec tr ic   m o t o r s   s p ee d   lo s s ,   p ea k   cu r r e n an d   to r q u es  ar t h m aj o r   ef f ec p r o d u ce d   b y   v o lta g s a g s   [ 5 ] .   Hen ce ,   th e   ASD’ s   m u s t b co m p atib le  to   w it h s tan d   t h v o lta g es   d is t u r b an ce   [ 6 ] .   T h ex is ti n g   to p o lo g ies  to   ac h iev r id t h r o u g h   d u r i n g   v o l tag s a g s   ar ad d in g   m o r e   ca p ac ito r s   to   th D C   b u s ,   r id t h r o u g h   u s i n g   lo ad   in er tia   [ 1 ] .   A d d in g   m o r ca p ac ito r s   to   th DC   b u s   i s   a   s i m p le  a n d   r u g g ed   m et h o d   b u it’s  co s is   h i g h   a n d   lar g ca b in et  s p ac is   r e q u ir ed   [ 7 ] .   T h lo a d   in er tia  m ain tai n s   t h D C   b u s   v o ltag to   s p ec if ied   v alu f o r   f e w   s ec o n d s   t h at  d o es  n o ex ce ed   2 0 %   [ 7 ] .   T h n o n lin ea r   lo ad s   in   A SD s   in j ec h ar m o n ics  an d   r es u lt  i n   r ed u ce d   p o w er   f ac to r .   T h ac tiv p o w er   f ilter s   i m p r o v th d is to r ted   p o w er   f ac to r   [ 1 4 ] . T h r id th r o u g h   c ap ab ilit y   o f   A SD s   ca n   b in cr ea s ed   b y   t h u s s q u ar e - w a v SVC   [ 1 5 ] .   A   b o o s co n v er ter   b et w ee n   th r ec tif ier   an d   t h Dc - l in k   ca p ac ito r s   ca n   b u s ed   to   m ai n t ain   t h Dc   b u s   v o ltag d u r in g   v o ltag s a g   [ 8 ] .   E v en   t h o u g h   t h is   m et h o d   p r o v id es  r id th r o u g h   w it h   lo w er   co s t,  it  f ail s   d u r in g   o u ta g es   [ 1 ] .   T h d io d r ec tif ier   ca n   b r ep lace d   w ith   an   P W r ec tif ier   in   o r d er   to   p r o v id r id th r o u g h   u p   to   5 0 s a g   b u it  a ls o   f ails   d u r in g   o u tag e s   [ 1 ] .   Vien n r e ctif ier   i s   b o o s t y p t h r ee   le v el  co n v er ter   [ 1 0 ] .   Sin g le  p h ase  n e u tr al  lin k ed   Vi en n r ec ti f ier   is   c o m b i n atio n   o f   s i n g le  p h a s A C /DC   b o o s co n v er ter   an d   a   n eu tr al   li n k   [ 1 1 ] .   T h n eu tr al   in   t h Dc   b u s   d o u b le s   t h v o ltag an d   ac t s   as   v o lta g d o u b ler   [ 1 2 ] .   T h is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 1 6   1 3 9 3     1 4 0 1   1394   m o d i f ied   to p o lo g y   o f   Vie n n a   r ec tif ier   h as  n   ad v an tag e   o f   l o w   h ar m o n ic  i n j ec tio n ,   co n tr o lled   o u tp u v o lta g e   an d   p o w er   f ac to r   i m p r o v e m en t   [ 1 0 ] .   T h Dc  li n k   al s o   g e ts   a f f ec ted   b y   th e   v o ltag e   s a g   a n d   h en ce   t h b ac k   en d   in v er ter   w ill  b af f ec ted .   Du e   to   th is   th s w itc h i n g   p atter n   o f   th in v er ter   w ill  g et  a f f ec t ed ,   w h ic h   lead s   to   r ed u ctio n   o f   s p ee d   in   t h m o to r .   T o   o v er co m t h is   p r o b le m   Z   s o u r ce   i n v er ter   ca n   b co n n ec ted   at  th e   b ac k en ed   o f   th ASD.   T h Z   s o u r ce   i n v er ter   ca n   b o o s o r   b u ck   t h d b u s   v o lta g t o   d esire d   o u tp u t     v o ltag [ 1 3 ] .       2.   CO M P ARIS O O F   ASD   T h C o r id ea   o f   t h is   p ap er   is   to   m ak e   o u a   co m p ar is o n   b et w ee n   v ar io u s   A SD   to p o lo g ies   d u r in g   v o ltag s ag   w h ic h   d if f er   f r o m   o n a n o th er   i n   ter m s   o f   i ts   p er f o r m a n ce s   a n d   in ter n al   co m p o s u r e.   Fo u r   to p o lo g ies  s a y ,   d io d r ec tifie r   w it h   a n d   w it h o u s o u r ce   in v er ter ,   s in g le  p h ase  t w o   l eg   Vie n n r ec t if ier     a n d   s in g le  p h ase  n e u tr al  li n k ed   Vien n r ec tif ier   w ith   s o u r ce   in v er ter   ar co m p ar ed   b ased   o n   Dc   lin k   v o ltag e,   r o to r   an d   s tato r   c u r r en t,  R MS  AC   o u tp u t   v o lta g e,   s p ee d   an d   elec tr o m a g n etic  to r q u d u r i n g   v o lta g e   s ag   co n d itio n .       3.   CO M P ARIS O O F   P ARAM E T E RS   3 . 1 .     C o m pa ri s o n o f   DC  L in k   T h DC   lin k   p ar a m eter s   s u c h   as  th v o ltag a n d   th cu r r e n ar m o n ito r ed   f o r   d if f er e n r ec tif ier s   a n d   th o b s er v ed   r ea d in g s   ar cr iticized   af ter   th r o u g h   s t u d y .   T h DC   lin k   v o ltag o f   t h d io d e   r ec tif ier   w it h o u t     Z - s o u r ce   d ec r ea s e s   to   50   Vo lt s   as  in   Fi g u r 1 ( a)   an d   s ta y s   t h er f o r   w h i le  b ef o r s at u r a tin g   ar o u n d   2 3 5   V,   th d io d r ec tif ier   w i th   Z - s o u r ce   s h o w s   an   i m p r o v e m e n t b y   s ta y i n g   b y   litt le  b it  ti m les s er   th an   th p r ev io u s   o n at  th 5 0   r an g b ef o r g o in g   in to   s atu r atio n   ar o u n d   2 3 5 as  in   Fig u r 1 ( b ) .   T h s in g le  p h ase  t w o   le g   Vien n r ec ti f ier   s ta y s   at  t h 125 f o r   s m al ti m t h e n   i r ec o v er s .   T h Z   s o u r ce   n e u tr al  lin k ed - Vien n a   r ec tif ier   p r o d u ce s   m o r ac c u r ate  v o lta g b y   r ec o v er i n g   i m m e d iatel y .   T h u s   th Z   s o u r ce   n eu tr al  lin k ed   Vie n n a   r ec tif ier   is   h ig h li g h ted   in   ter m s   o f   DC   li n k   v o lta g an d   c u r r en t.         ( a)     ( b )       ( c)     ( d )     Fig u r 1 .   C o m p ar is o n   o f   o u tp u t v o lta g e:  ( a)   Dio d e   r ec tif ier   w it h o u t Z - s o u r ce ; ( b )   Dio d e   r e ctif ier     w it h   Z - s o u r ce ; ( c)   Si n g le  p h as t w o   leg   Vien n r ec ti f ier   w it h   Z - s o u r ce   ( d )     Z - s o u r ce   Ne u tr al  lin k ed   Vien n a         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694     C o mp a r a tive  S tu d o f V a r io u s   A d ju s ta b le  S p ee d   Dri ve s   d u r in g   V o lta g S a g   ( S .   R en u ka d ev i )   1395   T ab le  1 Dc  L in k   Vo lta g &   D is to r tio n   T ab le   A sd s W i t h   D i f f e r e n t   R e c t i f i e r s   D u r a t i o n   o f   D i st o r t i o n   ( s)   L o w e st   V o l t a g e   R e a c h e d   ( v )   D i o d e   r e c t i f i e r   w i t h o u t   Z - so u r c e   0 . 5 - 1 . 0   40   D i o d e   r e c t i f i e r   w i t h   Z - so u r c e   0 . 5 - 1 . 0   50   S i n g l e   p h a se   t w o   l e g   V i e n n a   r e c t i f i e r   0 . 5 - 1 . 0   1 25   Z   so u r c e   n e u t r a l   l i n k e d   V i e n n a   r e c t i f i e r   0 . 5 - 1 . 0   3 1 5       T h T ab le  1   tab u lated   ab o v p r o v id es  d etailed   r e p o r o n   th p er f o r m an ce   o f   th v ar io u s   A SD s   in   ter m s   o f   lo w e s v o ltag atta i n ed   an d   d u r atio n   o f   d is to r tio n .   T h an al y s is   i s   to   o b tain   an   A SD  w i th   le s s   d u r atio n   o f   d is to r tio n   an d   th ab ilit y   o f   th A SD  to   m ai n tai n   it  r ated   v o ltag d u r in g   t h co n d itio n s   at  w h ic h   th v o lta g s a g   o cc u r s .   T h d if f er e n p ar a m eter s   n o t ed   d u r in g   t h e   o p er atio n   o f   v ar io u s   ASD s   ar n o ted   d o wn   a n d   t h e   r esu lt s   s h o w s   t h Z   s o u r ce Vien n r ec ti f ier   f ed   ASD  is   t h n o v el  c h o ice  as  it  is   s h o w i n g   b etter   o u tp u t     an d   s tab ili t y   at  t h e   co n d itio n s   th at   i n d u ce s   v o ltag e   s a g   i n   t h p o w er   s y s te m .   Fro m   th e   t ab le  is   i co n f ir m ed   th at  t h Z   s o u r ce   Vie n n is   p r o v id in g   th i n v er ter   g o o d   o p er atin g   v o ltag to   o u tp er f o r m   o th er   r ec ti f ier   f ed   ASD’ s   also   th ti m r eq u ir ed   f o r   th Z   s o u r ce   Vie n n f ed   ASD  is   v er y   less   t h at  is   it  i s   ar o u n d   0 . 8 - 1 s   th i s   r ec o v er y   t i m i s   co m p ar ab l y   g o o d   o v er   o th er s .     3 . 2 .         Co m pa riso n o f   Ro t o a nd   Sta t o Curre nt       T h r o t o r   cu r r en an d   th s tato r   cu r r en ar th t w o   m ai n   p ar a m eter s   th a ar tak en   in to   co n s id er atio n   f o r   co m p ar is o n .   I n   th i s   ca s a l m o s t   all  th e   A SD s   ar u n d e r g o in g   s m all  d i s to r tio n   a s   s h o w n   in   t h g r ap h s   Fig u r 2 ( a) ,   ( b ) ,   ( c )   &   ( d )   an d     at  th en d   o f   1   s ec o n d   th e n   t h e y   ar e   co m in g   b ac k   a n d   s tab ili zin g .         ( a)       ( b )       ( c)     ( d )     Fig u r 2 .   C o m p ar is o n   o f   r o to r   an d   s tato r   cu r r en t d eli v er ed   b y   v ar io u s   ASD’ s   e m p lo y i n g : ( a )   Dio d r ec tif ier   w it h o u t Z - s o u r ce ; ( b )   Dio d r e ctif ier   w it h   Z - s o u r ce ; ( c)   Sin g l p h ase  t w o   le g   Vie n n r ec tif i er ; ( e)     Z   s o u r ce   Neu tr al  li n k ed   Vie n n r ec tif ie r         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 1 6   1 3 9 3     1 4 0 1   1396   T ab l 2 R o to r ,   Stato r   C u r r en Dis to r tio n   T ab le   A sd s W i t h   D i f f e r e n t   R e c t i f i e r s   D u r a t i o n   o f   D i st o r t i o n   ( s)   D i o d e   r e c t i f i e r   w i t h o u t   Z - so u r c e   1 . 0 - 1 . 0 7   D i o d e   r e c t i f i e r   w i t h   Z - so u r c e   1 . 0 - 1 . 0 6   S i n g l e   p h a se   t w o   l e g   V i e n n a   r e c t i f i e r   0 . 3 - 1 . 0   Z   so u r c e   n e u t r a l   l i n k e d   V i e n n a   r e c t i f i e r   -       3 . 3 .         Co m pa riso n o f   O utput   Vo lt a g e   T h s tab ilit y   o f   a n   elec tr ic   s y s te m   d ep e n d s   o n   t h it s   ca p ac it y   to   d eli v er   v o ltag e   at  its   o u tp u t   co n s ta n tl y   ir r esp ec tiv o f   t h lo ad   co n n ec ted ,   p r o v id ed   th cu r r en ab s o r b ed   b y   th lo ad   s h o u ld n b h i g h er   th an   t h ca p ac it y   o f   th e   s y s te m .   No w   th e   th r ee   p h ase  o u tp u v o lta g o f   f iv e   d if f er e n A d j u s tab le  s p ee d   d r iv e s   ar co m p ar ed .         ( a)     ( b )       ( c)     ( d )     Fig u r 3 .   C o m p ar is o n   o f   O u tp u t v o lta g es o f   d if f er en ASD s   e m p lo y s : ( a)   Dio d e   r ec tif ier   w it h o u t   Z - s o u r ce   ( b )   Dio d   r ec tif ier   w it h   Z - s o u r ce ; ( c)   Sin g le  p h a s t w o   le g   Vien n r ec tif ier ; ( e)   Z -   s o u r ce   Neu tr al   li n k ed   Vien n r ec tif ier       T ab le  3 Ou tp u t V o ltag Di s to r tio n   T ab le   A S D s W i t h   D i f f e r e n t   R e c t i f i e r s   D u r a t i o n   o f   D i st o r t i o n   ( s)   N o r mal   r e c t i f i e r   w i t h o u t   Z - so u r c e   0 . 6 5 - 1 . 0   N o r mal   r e c t i f i e r   w i t h   Z - so u r c e   0 . 2 - 1 . 0   S i n g l e   p h a se   t w o   l e g   V i e n n a   r e c t i f i e r   w i t h   Z - so u r c e   0 . 5 7 - 1 . 0   Z   so u r c e     n e u t r a l   l i n k e d   V i e n n a   r e c t i f i e r   -       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694     C o mp a r a tive  S tu d o f V a r io u s   A d ju s ta b le  S p ee d   Dri ve s   d u r in g   V o lta g S a g   ( S .   R en u ka d ev i )   1397   L i k t h w a y   a n al y ze d   t h p r ev io u s   d ata  o f   r o to r   an d   s ta to r   cu r r en a   tab le  h as  b ee n   f o r m ed   i n   t h a t   v ar io u s   d ata  r eg ar d in g   th e   o u t p u v o lta g o f   f i v d i f f er e n ASD’ s   ar a n al y ze d   an d   ar ca t eg o r ized   in   a   s ca l e   th at  v ar i e s   f r o m   L OW   to   HI GH  w h ic h   p r o p o r tio n ate  th at   p er f o r m a n ce   o f   t h A S D’ s   f r o m   P o o r   to   Go o d .   Fro m   th e   g r ap h   w ar e   g etti n g   a n   i m p r es s io n   o f   v ar io u s   p er f o r m a n ce s   p ar ticu lar l y   t h e   g r ap h   Fig u r 3 ( e)   s h o w s   th e x ce lle n p er f o r m a n ce s   o f   A SD   w it h   s i n g le  p h a s n e u tr al  li n k ed   Vie n n r ec t if ier   a n d   Z - s o u r ce   in v er ter .   W h er ea s   th e   A SD s   th at   e m p lo y s   d io d e   r ec tif ier   Fi g u r e   3 ( a)   an d   s in g le   p h as t w o   le g   V ien n a   r ec tif ier   Fi g u r 3 ( c )   a re   n o t u p   to   th m ar k .     3 . 4 .      C o m pa riso n o f   Sp ee d       No w   co m i n g   i n to   t h m ai n   p ictu r th s p ee d   o f   t h m o to r s   ar m ea s u r ed   af ter   co n n ec t in g   it  w it h   d if f er e n A SD s   an d   its   v ar iati o n s   ar a n al y ze d   b y   n o ti n g   t h e   s p ee d   at  d if f er en t ti m e.         ( a)     ( b )       ( c)     ( d )     Fig u r 4 .   C o m p ar is o n   o f   Sp ee d : ( a)   Dio d e   r ec tif ier   w i th o u Z - s o u r ce ; ( b )   Dio d e   r ec tif ier   w it h   Z - s o u r ce   ( b )   Sin g le  p h a s t w o   le g   Vie n n r ec tif ier   w it h   Z - s o u r ce   i n v er ter   ( d Sin g le  p h a s n e u tr al  li n k ed   Vien n a   r ec tif ier   w it h   Z - s o u r ce   i n v er ter       T h s p ee d   v ar iatio n   o f   m o to r   b y   t h u s o f   d i f f er e n t r ec ti f ier s   is   tab u lated   alo n g   w it h   t h d is to r tio n   d u r atio n   in   t h T ab le  4 .       T ab le  4 Sp ee d   T ab le   A S D s W i t h   D i f f e r e n t   R e c t i f i e r s   D u r a t i o n   o f   D i st o r t i o n   ( s)   L o w e st   S p e e d   ( r p m)   N o r mal   r e c t i f i e r   w i t h o u t   Z - so u r c e   0 . 5 - 1 . 0 5   < 1 2 0 0   N o r mal   r e c t i f i e r   w i t h   Z - so u r c e   0 . 6 - 1 . 0 5   1 2 5 0   S i n g l e   p h a se   t w o   l e g   V i e n n a   r e c t i f i e r   0 . 5 - 1 . 1   1 1 0 0   Z - so u r c e   n e u t r a l   l i n k e d   V i e n n a   r e c t i f i e r   -   1 4 5 0       As  w i n s p ir f r o m   t h g r a p h   an d   t h T ab le,   A SD s   th at  u s e s   Z - s o u r ce   n e u tr al  li n k ed   Vien n a   r ec tif ier s   in   Fi g u r 4 ( d )   ar g o o d   in   ter m s   o f   th d is to r tio n   in   s p ee d .   B u th o th er   A SD s   h av n o p r o d u ce d   th d esira b le  r esu lt s .   T h ASD  e m p lo y in g   d io d e   r ec tif i er   w it h o u Z - So u r ce   F ig u r e   4 ( a)   an d   th A S D     w it h   s in g le  p h a s t w o   leg   V ie n n r ec ti f ier   Fi g u r 4 ( c )   ar p r o d u cin g   h u g d i s to r tio n   w it h   h ig h er   s et tli n g   ti m e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 1 6   1 3 9 3     1 4 0 1   1398   o f   ar o u n d   0 . 6 s   an d   th ese  t w o   ar m a k i n g   t h m ac h i n to   r ea ch   s p ee d   o f   as  b elo w   a s   1 1 0 0   r p m   in s tea d   o f   w h ic h   af f ec t s   g r ea tl y   th p r o ce s s   i n   th i n d u s tr ies.     3 . 5       Co m pa riso n o f   E lect ro m a g net ic  T o rq ue   T h u lti m ate  ai m   o f   an y   m o to r   w ill  b to   p r o d u ce   th r ated   t o r q u at  th o u tp u at  co n s ta n t   s p ee d ,   as   th to r q u r eq u ir e m e n v ar ies   f r o m   o n ap p licatio n   to   t h o th er   an d   it s   r eq u ir e m e n w i l v ar y   ti m to   t i m e   s in ce   it  d ep en d s   o n   th t y p o f   lo ad   b ein g   co n n ec ted   at  th s h a f o f   th m o to r .   A ls o   it  is   q u ite  d if f er en f r o m   o th er   p ar a m eter s   li k as   v o lt ag e,   cu r r en t,  s p ee d   th at  h as   b ee n   d is cu s s ed   ea r lier .   T h v alu e   o f   t h to r q u e   d ep en d s   o n   th v a lu o f   t h s t ato r   cu r r en t.         ( a)     ( b )       ( c)     ( d )     Fig u r 5 .   C o m p ar is o n   o f   E lect r o m a g n etic  T o r q u e:  ( a)   No r m al  r ec tif ier   w it h o u Z - s o u r ce ; ( b )   No r m al  r ec tifie r   w it h   Z - s o u r ce ; ( c)   Si n g le  p h as t w o   leg   Vien n r ec ti f ier   w it h   Z   s o u r ce   i n v er ter   ( d Z -   s o u r c e   n eu tr al  li n k ed   Vien n a   r ec tif ier       T h d r iv s h o u ld   h a v th ca p ac it y   to   h an d le  an y   lo ad   w i t h o u v ar iatio n   i n   s p ee d   o r   to r q u e.   I n   th q u est  o f   f i n d in g   o u t h m o s t   s u itab le  d r iv f o r   th i s   p u r p o s w ar a g ai n   g o i n g   to   c o m p ar f i v d if f er en t   d r iv es.  T h s ettlin g   ti m o f   t h ese  A d j u s tab le  Sp ee d   Dr iv e s   i n   ter m s   o f   elec tr o m a g n e tic  to r q u is   tab u lated   i n   th e   T ab le   5 .       T ab le  5 E lectr o m ag n etic  T o r q u Dis to r tio n   T ab le   A S D s w i t h   d i f f e r e n t   r e c t i f i e r s   D u r a t i o n   o f   d i s t o r t i o n   ( s)   N o r mal   r e c t i f i e r   w i t h o u t   Z - so u r c e   1 - 1 . 0 7   N o r mal   r e c t i f i e r   w i t h   Z - so u r c e   1 - 1 . 1 3   S i n g l e   p h a se   t w o   l e g   V i e n n a   r e c t i f i e r   1 - 1 . 1   Z   so u r c e   n e u t r a l   l i n k e d   V i e n n a   r e c t i f i e r   1 - 1 . 0 5       Af ter   th s i m u la tio n   o f   elec tr o m ag n etic  to r q u e s   o f   v ar io u s   d r iv es,  th d ata  co llected   ar tab u lated   in   T ab le   5   an d   ar e   co m p ar ed   f o r   d u r atio n   o f   elec tr o m a g n et ic  to r q u d is to r tio n .   I n   th is   ar ea   also   th b est  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694     C o mp a r a tive  S tu d o f V a r io u s   A d ju s ta b le  S p ee d   Dri ve s   d u r in g   V o lta g S a g   ( S .   R en u ka d ev i )   1399   p er f o r m er s   o f   t h p r ev io u s   co m p ar is o n s   ar p r o v id in g   t h e x ce lle n r es u lt s   a s   co m p ar ed   to   th o th e r     ASD’ s   i.e .   Z   s o u r ce   n e u tr al  li n k ed   Vie n n r ec ti f ier s   F ig u r 5 ( d )   is   p r o d u cin g   th d esire d   r esu lt s .   W h er ea s   t h e   o th er   ASD s   w it h   Dio d e   r ec tifie r   w it h o u Z - s o u r ce   Fig u r 5 ( a)   an d   o th er   ar n o t p er f o r m i n g   w ell.       4.   ASD  WI T H   Z -   SO URC E   N E UT RAL  L I NK E VI E NN RE C T I F I E R   Af ter   d is c u s s in g   t h p er f o r m an ce   o f   v ar io u s   d r iv e s   i n   d if f er en ar ea   s u ch   a s   DC   L i n k ,   R o to r     an d   Stato r   Vo ltag &   c u r r en t,  Ou tp u Vo ltag e,   Sp ee d   an d   E l ec tr o m a g n etic  T o r q u w ca m to   th co n cl u s io n   th at  t h A S w it h   Z   s o u r ce   V ien n a   r ec tifie r   o u tp er f o r m s   all   o th er   co m p etito r .   Si n ce   th i n ter n al  s tr u c tu r o f   th ASD  t h at  e m p lo y s   t h Z   s o u r ce   Vie n n a   r ec tifie r   p r o v es  b etter   p er f o r m a n ce   a m o n g s t   th f o u r   to p o lo g ie s       Fig u r 6   is   tak e n   f o r   in ter p r etatio n .           Fig u r 6 .   A SD  w ith   Z   s o u r ce   n eu tr al  l in k ed   Vien n r ec ti f ier       T ab le  6 P ar am eter s   C o n s id er e d   Fo r   C o m p ar is o n   A n d   R e s u lt s     P a r a me t e r s   D u r a t i o n   o f   D i st o r t i o n   ( s)   L o w e st   V a l u e   r e a c h e d   D C   L i n k   V o l t a g e   0 . 5 - 1 . 0   1 0 0   ( V )   R o t o r   a n d   S t a t o r   c u r r e n t   -   -   O u t p u t   V o l t a g e   -   -   S p e e d   -   1 5 0 0   ( r p m)   El e c t r o mag n e t i c   T o r q u e   1 - 1 . 0 5   -       Z   s o u r ce   V ien n r ec tifie r   is   t h co n f ig u r atio n   w it h   f o u r   d io d es  an d   p o w er   elec tr o n ic  co n tr o lled   s w itc h .   I n   c ase  o f   s i n g le  p h a s r ec tif icat io n ,   co n n ec ted   in   s u c h   w a y   th at  i ca n   r ed u ce   th v o lta g s tr e s s   ac r o s s   th e   p o w er   elec tr o n ic  r e ctif y i n g   s w i tch   an d   ca n   p r o d u ce   g o o d   o p er atin g   v o ltag e   f o r   th i n v er ter   th a t   h as  to   b co n n ec ted   w ith   th r ec tif ier .   T h v ar io u s   p ar a m ete r s   d is cu s s ed   co r r esp o n d in g   to   ASD   ar tab u lated   in   T ab le  6 .   T h at  is   f o r   v ar io u s   p ar a m eter s   th d is to r tio n   l ev el  an d   t h lo w est  v al u r ea ch ed   ar tab u lated     an d   d is c u s s ed .   T h u s e   o f   Z   s o u r ce   Vien n r ec ti f ier   th e   v o lt ag at   th e   o u tp u t a l m o s t   d o u b les t h v o ltag e   at  t h e   DC   lin k .   So   it  p r o v id es  b etter   s o lu tio n   to   m in i m ize  v o lt ag s ag   d u to   v ar io u s   r ea s o n s   b y   p r o v id in g   t h in v er ter   b etter   o p er atin g   v o lt ag e.   A ls o   t h r ec o v er y   t i m o f   th is   ASD  i s   m u c h   b etter   w h e n   co m p ar in g   it  w it h   o th er   ASD  as  0 . 8   to   1 s   f aster   th an   o th er s .   So   t h Z   s o u r ce   Vien n f ed   ASD  f i n d   its   ap p licatio n   q u iet   i m p r ess i v i n   t h p r o ce s s   co n tr o ap p licatio n   in   in d u s tr ial   s ec to r .   T h is   A SD  ca n   b u s ed   f o r   co n tr o llin g   d if f er e n t t y p e s   o f   m o to r s   esp e ciall y   f o r   th co n tr o lli n g   o f   in d u ctio n   m ac h i n e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 1 6   1 3 9 3     1 4 0 1   1400   5.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h r esu lts   o f   Dio d r ec tif ier   w it h o u Z - s o u r ce   an d   w i th   Z - s o u r ce   in v er ter   p r o v es th at  d u r in g   v o lta g e   s ag   t h d lin k   v o lta g is   v er y   lo w   ( 4 0 V - 5 0 V)   to   s u s ta in   t h m o to r   in   r u n n in g   co n d itio n .   T h s i n g le  p h ase  t w o   leg   Vie n n r ec ti f ier   p r o d u ce s   1 2 5 d u r in g   v o lta g s ag   co n d itio n   w h ic h   i s   s li g h tl y   i m p r o v ed   co n d itio n   w h e n   co m p ar ed   w it h   d io d r ec tif ier s .   T h s in g le  p h a s n e u tr al   lin k ed   Vie n n r ec tif ier   w it h   Z - s o u r ce   i n v er ter   p r o d u ce s   th r eq u ir ed   d lin k   v o lta g ( 3 1 5   V)   f o r   th co n tin o u s   o p er atio n   o f   th i n d u ctio n   m o to r . T h is   to p o lo g y   o f   ad j u s tab le  s p ee d   d r iv w it h   s in g le  p h ase  n e u tr a lin k ed   i n v er ter   w it h   Z - s o u r c in v er ter   p r o v es  t h e   s atis f ac to r y   r es u lt s   d u r in g   v o lt ag s a g   co n d itio n .       6.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   ex am in e s   co m p ar ativ s t u d y   o n   t h p er f o r m an ce   o f   f o u r   to p o lo g ies  o f   A d j u s tab le   Sp ee d   Dr iv es.  A SD s   w it h   th co m b i n atio n   o f   f o llo w in g ,   Dio d r ec tif ier   w ith o u Z -   s o u r ce   in v er ter ,   Dio d r ec tif ier   w ith   Z -   s o u r ce   in v er t er ,   Sin g le  p h ase  t w o   leg   Vie n n r ec ti f ier   an d   Z - s o u r ce   n e u tr al  lin k ed   Vien n a   r ec tif ier   u s i n g   Ma t   lab /Si m u li n k   ar co m p ar ed .   P er f o r m a n c p ar a m eter s   o f   ASD   s u ch   as   DC   li n k   v o lta g e,   r o to r   an d   s tato r   cu r r en t,  m o to r   s p ee d   an d   elec tr o m ag n eti to r q u w a s   in v est ig ated   f o r   th f o u r   d if f er en t   to p o lo g ies.   I is   n o ticea b le   t h at  t h ASD   w it h   Z -   s o u r c n e u tr al  l in k ed   Vie n n r ec t if ier   p r o v es   b etter   p er f o r m a n ce   b y   p r o d u cin g   h i g h er   DC   li n k   v o lta g a n d   le s s er   v ar iatio n   i n   s p ee d   d u r in g   v o lta g s a g   w h e n   co m p ar ed   to   th e   o th er   t h r ee   to p o lo g ies  d is cu s s ed   i n   t h is   p ap er .   T h u s   th i s   ASD  s y s te m   w it h   Z   s o u r ce   in v er ter   an d   n eu tr al  lin k ed   Vie n n r ec t if ier   i m p r o v e s   th v o lta g s a g   p r o b lem   in   i n d u c tio n   m o to r   w i th   f a s ter   r esp o n s e.       RE F E R E NC E S   [1 ]   S.   Da h iy a ,   D.K.   Ja in ,   As h o k k u m a r,   R.   Da h i y a   a n d   S . S .   De s w a l ,   e a l. " Im p ro v e me n o A d ju st a b l e   S p e e d   Dr ive s   ( AS D’s Per fo rm a n c e   Du rin g   S a g   Co n d it i o n s Us i n g   Ultr a c a p a c it o r s " ,   IEE E   co n f e re n c e ,   pp. 1 - 4 ,   2 0 08 .   [2 ]   M . H.J.   Bo ll e n ,   " Un d e rsta n d in g   P o w e Qu a li t y   P ro b lem s:  V o lt a g e   S a g a n d   In terru p ti o n s " ,   S e ries   o n   p o w e r   e n g in e e rin g ,   IEE P re ss ,   20 0 0 .   [3 ]   " IEE Re c o m m e n d e d   p ra c ti c e s o n   m o n it o ri n g   e lec tri c   p o w e q u a li ty " IEE S tan d a rd .   1 1 5 9 , 1 9 95 .   [4 ]   J.   L a m o r e e ,   D.   M iu e ll e r,   P.   V i n e t t ,   e a l. ,   " V o lt a g e   S a g a n a l y sis  C a se   stu d ies " ,   in   IEE T ra n sa c ti o n o n   In d u stria Ap p li c a ti o n s v o l .   30 ,   p p . 1 0 8 3 - 1 0 8 9 J u ly   1 9 9 4 .   [5 ]   J. C.   Da s, e a l. ,   " E ff e c ts   o M o m e n tary   V o lt a g e   Dip o n   th e   Op e ra ti o n   o f   In d u c ti o n   a n d   S y n c h ro n o u M o t o rs " ,   in   IEE T ra n sa c ti o n o n   In d u stri a Ap p li c a ti o n s v o l .   26 ,   p p . 7 1 1 - 7 1 8 Ju ly   1 9 9 0 .   [6 ]   " IEE Re c o m m e n d e d   p ra c ti c e f o Ev a lu a ti n g   El e c tri c   P o w e S y st e m   Co m p a ti b il it y   W it h   El e c tro n ic  P r o c e ss   Eq u i p m e n t” ,   IEE S ta n d a rd . 1 3 4 6 , 1 9 98 .   [7 ]   A.   V o n ,   P . N.   En jeti ,   B.   Ba n e rjee ,   e a l. , " A ss e s m e n o f   Rid e   T h ro u g h   A lt e rn a ti v e s F o A d ju sta b le S p e e d   Driv e s " ,   in   IEE T ra n sa c ti o n o n   In d u stri a Ap p li c a ti o n s v o l .   35 ,   p p .   9 0 8 - 9 1 6 Ju ly   1 9 9 9 .   [8 ]   K.   Be n so n ,   J.R.   Ch a p m a n ,   e a l. , " Bo o st  c o n v e rters   P ro v id e   P o w e r   Dip   T h ro u g h   F o A Driv e s " ,   in   Po we Qu a li ty  Assu ra n c e   M a g a zin e ,   p p . 76 - 82 J u ly   1997 .   [9 ]   R. C.   Du g a n ,   M . F . M   G ra n a g h a n ,   H.W .   Be a t y ,   e t   a l. ,   " El e c tri c a P o w e S y ste m Qu a li t y " ,   Ne Y o rk M   G r a Hill ,   1 9 9 6 .   [1 0 ]   Jo h a n n .   W .   Ko ll a r ,   T h o m a F ried ly ,   M e m b e IEE ,   e a l . ,   " T h e   Esse n c e   Of   T h re e   P h a se   P F R e c ti f ier  S y ste m   P a rt - I " ,   i n   IEE T ra n sa c ti o n o n   Po we r E lec tro n ics v o l .   28 ,   p p . 1 7 6   -   Ja n   2 0 1 3 .   [1 1 ]   S e lv a ra j.   A ,   P a ra n jo t h i.   S . R ,   Ja g a d e e sh .   B,   e a l. ,   " S in g le  P h a se   Ne u tral  L in k e d   V ien n a   Re c ti f ier:   A   S o lu ti o n   F o r   th e   M it ig a ti o n   Of   V o lt a g e   S a g   in   A S F e d     In d u c ti o n   M o t o r " ,   in   AR PN  J o u r n a o En g in e e rin g   a n d   Ap p li e d   S c ien c e s v o l.   7 ,   p p . 8 8 5   -   8 9 1 Ju l y   2012 .   [1 2 ]   N.R.   Ra ju , e a l. ,   " Im p ro v in g   V o lt a g e   S a g   T o lera n c e   o f   T h re e   P h a se   A S D’ T h ro u g h   A d d it io n   Of   Ne u tral  Co n n e c ti o n , "   i IEE T ra n sa c ti o n s o n   In d u stri a A p p li c a ti o n s v o l .   4   ,   p p .   2 5 3 6 - 2 5 4 1 2 0 0 2 .   [1 3 ]   De e p a k   Ku m a r , Zak ir  Hu sa in ,   e a l. ,   " A   Co m p a ra ti v e   S tu d y   O f   Z - so u rc e   In v e rter  F e d   T h re e   P h a se   In d u c ti o n   M o t o r   Driv e   W it h   CS a n d   V S F e d   In d u c ti o n   M o to r " ,   i n   In ter n a ti o n a J o u rn a l   o P o we e lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y tem s v o l.   3 ,   p p . 2 5 9 - 2 7 0 S e p   2 0 1 3 .   [1 4 ]   Ig o Am a riz  P ires ,   S id e lm o   M .   S il v a ,   Bra z   d e   Je su Ca rd o so   F il h o ,   M e mb e IEE E,   e a l. ,   " In c re a sin g   Rid e   th ro u g h   Ca p a b il it y   o f   Co n tro l   P a n e ls  Us in g   S q u a re - W a v e   S e ries   V o lt a g e   Co m p e n sa to r " ,   in   IEE E   T ra n sa c ti o n s o n   In d u stri a Ap p li c a ti o n s v o l .   51 ,   p p . 1 0 8 3 - 1 0 8 9 M a r   2 0 1 5 .   [1 5 ]   Y.  Ku su m a lath a ,   Ch .   S a i b a b u ,   e a l. ,   " Un if ied   P o w e Qu a li ty   Co n d it i o n e F o Vo lt a g e   S a g   a n d   Ha rm o n ic  M it ig a ti o n   o f   No n - li n e a l o a d s " ,     in   I n ter n a t io n a l   J o u r n a l   o f   Po we r   e lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y tem s v o l.   1 ,   p p .   65 - 74 ,     S e p   2 0 1 1 .               Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694     C o mp a r a tive  S tu d o f V a r io u s   A d ju s ta b le  S p ee d   Dri ve s   d u r in g   V o lta g S a g   ( S .   R en u ka d ev i )   1401   B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       M rs.  S .   Re n u k a d e v i,   b o rn   in   Ka lp a k k a m ,   Ta m il n a d u ,   In d ia,  o n   Ju ly   0 4 ,   1 9 7 9 .   S h e   g ra d u a ted   f ro m   JJ   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y ,   a ff il iate d   to   Bh a ra d h id h a sa n   Un iv e rsit y   u n d e r   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   E n g in e e rin g   in   th e   y e a 2 0 0 0 .   S h e   o b tain e d   h e p o st  g ra d u a ti o n   i n   P o w e El e c tro n ics   a n d   In d u strial   Driv e f ro m   S a th y a b a m a   Un iv e rs it y   in   th e   y e a 2 0 0 9 .   S h e   h a s   p u a ro u n d   9   y e a rs  o f   e x p e rien c e   in   tea c h in g   El e c tri c a En g in e e rin g .   He a re a o f   in tere st  a r e   P o w e El e c tro n ics   a n d   In d u strial   Driv e s.  P re se n tl y   sh e   is  w o rk in g   a s   As sista n P ro f e ss o in   th e   De p a rtme n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g   S C S V M V   Un iv e rsit y ,   En a th u r,   Ka n c h ip u ra m ,   T a m il n a d u ,   In d ia.           Dr.  M .   Ra t h in a k u m a r ,   b o r n   i n   M a d u ra i,   T a m il n a d u ,   In d ia,  o n   Ju ly   1 9 ,   1 9 6 9 .   He   g ra d u a ted   f ro m   T h i y a g a ra jar  Co ll e g e   o f   En g in e e r in g ,   a ff il iate d   to   M a d u ra Ka m a r a Un iv e rsit y   u n d e El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g   in   t h e   y e a 1 9 9 4 .   He   o b tain e d   h is  p o st   g ra d u a ti o n   i n   P o w e S y ste m s   f ro m   th e   sa m e   Un iv e r sit y   in   th e   y e a 1 9 9 5 .   He   o b tai n e d   h is  P h . f ro m   S CS V M V   Un i v e rsity ,   En a th u r,   Ka n c h i p u ra m ,   T a m il n a d u ,   I n d ia  i n   th e   y e a 2 0 1 0 .   He   h a p u a ro u n d   1 6   y e a rs  o e x p e rien c e   in   tea c h in g   El e c tri c a l   En g in e e rin g .   His  a re a o f   in tere st  a re   P o w e s y ste m s,  P o w e r   Qu a li ty ,   P o w e S y ste m   Op e ra ti o n   a n d   Co n tro l .   P re se n tl y   h e   is  w o r k i n g   a P r o f e ss o a n d   He a d   in   th e   De p a rtm e n o f   El e c tri c a a n d   El e c tr o n ics   En g i n e e rin g   S C S V M V   U n iv e rsity ,   En a th u r,   Ka n c h ip u ra m ,   T a m il n a d u ,   In d ia.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.