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 .   3 Sep tem b er   2 0 1 7 ,   p p .   1 1 4 7 ~ 1 1 5 9   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v8 i 3 . pp 1 1 4 7 - 1159          1147       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   Indirect  P ulse - v e ctor Contro l  of W o u nd Roto r Indu c tion M o tor  Driv in  ANSYS   Electro m a g ne tics  Suite       T a t ia na   Andreev na   F un k ,   Y uriy   Se m eno v ich U s y n in ,   E v g eny   Vik t o ro v ich B elo us o v   De p a rt m e n o f   E lec tri c   D riv e ,   S o u th   Ura S tate   Un iv e rsity ,   Ch e l y a b in sk ,   Ru ss ia n   F e d e ra ti o n       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   26 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   A u g   5 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   A u g   20 ,   2 0 1 7       T h is  p a p e d e a ls  w it h   th e   p ro b le m   o f   e sti m a ti o n   o f   ro to a n g u lar  p o siti o n   f o th e   in d irec p u lse - v e c to c o n tro o f   w o u n d   ro t o in d u c ti o n   m o to d riv e .   T h e   p a p e c o n si d e rs  issu e o f   th e m a ti c   ju stif ica ti o n   a n d   e x p a n d in g   o f   th e   f ield   o f   u sin g   se n so rles m o to d riv e s.  Wi th   a   v ie to   i m p ro v e   e n e r g y   c o n su m p ti o n   re a d in g d u rin g   d e sig n   a n d   m o d e rn iza ti o n   o f   m o to d riv e o f   m a ss iv e   m e c h a n is m w it h   m o d e ra te  sta n d a rd f o a c c u ra c y   o f   v e lo c it y   c o n tro l ,   re q u iri n g   lo n g - term   v e lo c it y   d e c re a se   d u rin g   lo a d   re d u c ti o n   (a c c o rd in g   to   tec h n o l o g ica p ro c e ss   c o n d it io n s),  u sin g   th e   sy ste m   o f   th e   p u lse - v e c to c o n tro o f   w o u n d   ro t o in d u c ti o n   m o to is  su g g e ste d .   T h e   p a p e p r o v id e th e   so lu ti o n   f o t h e   p r o b lem   o f   d e v e lo p i n g   m a th   m o d e ls  o f   th is  m o to d riv e   s y ste m   b o th   f o th e   m o to r - m o u n ted   se n so r,   a n d   f o in d irec a n g u l a p o siti o n   se n sin g .   T h e   m o d e ls  w e re   d e v e lo p e d   i n   A NSYS   El e c tro m a g n e ti c S u it e   u sin g   th e   f in it e   e lem e n m e th o d   f o stu d y in g   e lec tro m a g n e ti c   p ro c e ss e s.  Ba se d   o n   th e   m o d e ls,   t h e   in v e stig a ti o n   o f   tran siti o n   a n d   ste a d y   sta tes   o f   a   m o to d riv e   w a c a rried   o u t,   p ro c e ss   q u a li ty   p a ra m e ters   w e re   o b tain e d ,   n a m e l y m a x   a n d   ro o t - m e a n - sq u a re   c u rre n ts,   to rq u e s;  v e lo c it y   c o n tro e rro rs   c a u se d   b y   p u lse   o p e ra ti o n   m o d e .   F ro m   th a sim u latio n ,   th e   re su l t   il lu stra tes   th e   e ff e c ti v e n e ss   o f   th e   p ro p o se d   a p p ro a c h .   K ey w o r d :   F in ite  e le m e n m et h o d   I n d ir ec c o n tr o s y s te m   No   m o to r - m o u n ted   s en s o r   m o to r   d r iv   W o u n d   r o to r   i n d u ctio n   m o t o p u ls e - v ec to r   c o n tr o l   Co p y rig h ©   201 7   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 :   T atian An d r ee v n F u n k   Dep ar t m en t o f   E lectr ic  Dr iv e,     So u t h   Ur al  State  U n iv er s it y ,     76   L en i n   p r o s p ec t,   C h el y ab i n s k ,   R u s s ian   Fed er atio n ,   4 5 4 0 8 0 .   E m ail:  k o zin ata @ s u s u . r u       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   th r ec e n y ea r s ,   i n d ir ec d eter m in at io n   o f   v ar iab le  co o r d in ates  o f   n o   m o to r - m o u n ted   s en s o r   m o to r   d r iv e,   o r   s o - ca l led   s e n s o r less   m eth o d s   ar co m i n g   in to   w id er   u s f o r   v ar io u s   m ec h an i s m s   a n d   m o to r   d r iv co n tr o s y s te m s   [ 1 ] - [ 9 ] .   Sen s o r less   s y s te m s   en ab le  to   im p r o v r eg u latio n   ch ar ac ter is tics   o f   co n tr o l   o b j ec ts   w ith   n o   m o u n ti n g   o f   t h d ir ec m ea s u r e m e n d e v ice   o n to   th e   m o to r   s h a f r eq u ir ed   [ 1 ] , [ 2 ] .   Mo r eo v er ,   in   s o m ca s es,  m o u n ti n g   s e n s o r   o n to   t h s h a f ca n   b eit h er   ec o n o m icall y   o r   tech n ical l y   u n f ea s ib le  [ 3 ] ,   o r   cr u ciall y   i m p o s s ib le  d u to   tech n o lo g ical  p r o ce s s   co n d itio n s     f o r   in s ta n ce ,   b ec au s o f   v ib r atio n ,   r ad iatio n ,   e m is s io n s ,   ex tr e m te m p er at u r es,  p o w er ed   m o tio n s ,   a n d   is o l ated   lo ca t io n   o f   u n it f r o m   t h co n tr o l s y s te m .   I n   th g e n er al  co n te x t,  ap p licatio n   o f   i n d ir ec m eth o d s   f o r   v elo cit y   an d   p o s itio n   d eter m in atio n   i s   m o s r ele v an w i th in   t h d es ig n   a n d   m o d er n iza tio n   o f   m ass i v m ec h a n is m   m o to r   d r iv es  w i th   m o d er ate  s tan d ar d s   f o r   ac cu r a c y   o f   v elo cit y   co n tr o l:  lif t - a n d - ca r r y   m ec h a n is m s ,   i n d u s tr ial  f a n s ,   b an d   co n v e y o r s ,   h y d r au lic  p u m p s ,   co m p r ess o r s ,   air   b lo w er s ,   s m o k an d   air   ex h au s ter s ,   etc.   [ 1 0 ] .   Am o n g   t h e m ,   m ec h an i s m s   r e q u ir in g   v elo cit y   d ec r ea s d u r i n g   lo n g - ter m   lo ad   r ed u ctio n   o r   r em o v a l.  Fo r   in s ta n ce ,   f a n s   b u ilt  in   i n d u s tr ial  f ac il ities ,   air   e x h a u s ter s   in   o x y g e n   co n v er ter   p lan ts .   T h is   g r o u p   m a y   al s o   in cl u d m o to r   d r iv es  o f   b an d   co n v e y o r s   ( p r o v id ed   th at  th e y   ar id le  at  n ig h s h i f ts ) ,   b u i n   o r d er   to   p r ev en f r ee ze - u p   o f   b ea r in g   g r ea s i n g ,   it is   r ea s o n ab le  to   s w itc h   t h e m   to   lo w er   r o tatio n   in   n o - lo ad   co n d itio n 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 .   3 Sep te m b er   2 0 1 7   :   1 1 4 7     1 1 5 9   1148   I n   t h q u al it y   o f   p o w er   m o to r s   i n   ab o v m ec h a n is m s ,   in d u c tio n   m o to r s   w it h   s h o r t - cir cu it  o r   w o u n d   r o to r s   ar u s ed .   T h m o to r   v e lo cit y   eit h er   r e m ai n s   n o n - ad j u s tab le,   o r   is   ad j u s ted   in s er ti n g   b allast  r esis to r s   to   s tato r s   o r   r o to r s   cir cu its .   No   ad j u s t m en o r   u s i n g   r ela y - co n tacto r   cir cu its   i s   ac co m p an ie d   b y   h i g h er   en er g y   co n s u m p tio n .   R i s i n   p r ices  o f   elec tr ic  en er g y   a n d   o th er   p o wer   r eso u r ce s   r es u lts   in   n ee d   f o r   m o d er n izatio n   o f   co n s id e r ed   m o to r   d r iv es [ 6 ] , [ 1 1 ] .     Usi n g   t w o - s ec t io n   f r eq u e n c y   ch an g er   i n   s u ch   m ec h a n is m s   is   n o al w a y s   f ea s ib le  d u to   h ig h   co s t ,   co m p lica ted   o p er atio n ,   an d   h ea v y   r eq u ir e m e n ts   f o r   p er s o n n el  q u ali f icat io n .   T h er w a s   r an g o f   s t u d ies  d ed icate d   to   th p u l s e - v ec to r   co n tr o ( h er ein a f ter     P VC )   o f   w o u n d   r o to r   i n d u ctio n   m o to r   d r iv ( h er ein a f ter     W R I M)   [ 1 2 ] , [ 1 3 ] .   T h p u r p o s o f   t h o s s y s te m s   i s   to   cr ea te   th c u r r en in   th e   r o to r   w it h   t h f r eq u en c y   s a m e   to   s tato r s ,   i.e .   to   p r ev en s lid in g .   T h ey   f air l y   s u i th ab o v m e ch a n i s m s   b ec au s o f   m o d er ate  co s an d   h av i n g   n o   ex ce s s i v ad j u s t m en ca p a b ilit ies,  as  w el as  s h o w   lo w   en er g y   co n s u m p tio n   u n d er   lo w - v elo cit y   m o d es.   C o n tr o in   s u c h   s y s te m   is   ca r r ied   o u d ep en d in g   o n   th r o to r   an g u lar   p o s itio n     th u s ,   it  is   ess en t ial  eith er   to   m o u n t t h p o s itio n   s e n s o r   o n t o   th s h a f t,  o r   to   u s th m et h o d   f o r   in d ir ec t r o to r   p o s itio n   d eter m i n atio n .   P r ev io u s   s t u d ies  a n d   p ap er s   o n   th P VC   o f   m o to r   d r iv es  s u g g e s ted   th P VC   o f   W R I w i th   th r o to r   p o s itio n   s e n s o r   [ 1 2 ] ,   d escr ib e d   th d ev elo p ed   p r in cip le  an d   alg o r ith m   f o r   in d ir ec d eter m i n atio n   o f   t h in itial   an g u lar   p o s itio n ,   estab li s h ed   d if f er e n tial  eq u at io n s   a n d   f u n ctio n al  r elatio n s h ip s   b et w ee n   s tate  v ar iab les  a n d   r o to r   tu r n in g   a n g le,   g iv i n g   t h b r ief   ex p la n atio n   o f   th s y s te m   m o d eli n g   th r o u g h   u s i n g   th f i n ite  ele m e n t   m et h o d   [ 1 3 ] .   T h p r esen p ap er   s ets  t h p r o b le m   o f   d e v elo p in g   a n   e x h a u s tiv m at h   m o d el  an d   s t u d y i n g   t h e   P VC   o f   W R I M,   aim ed   at  f u r t h er   u s o f   t h s y s te m   to   i m p r o v th tech n o lo g ical  p r o ce s s   q u alit y   a n d   en h a n ce   r eso u r ce   an d   en er g y   co n s u m p t io n   r ea d in g s   o f   m ass iv m ec h an is m s .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   2 . 1 .   T he  M et ho d o f   t he  P VC  o f   WRIM   T h co n s id er ed   P VC   [ 1 2 ]   co n tain s   t h t h r ee - p h ase  W R I a n d   th r ee - p h ase  t h y r is to r   b r id g r ec tif ier .   Sh all  w d en o te  s tato r   w i n d i n g s   b y   A X,   B Y,   C Z ,   an d   p h a s es  o f   th r ee - p h a s p o w er in g   v o ltag b y   A ,   B ,   C .   T h elec tr o m ag n etic   m o m e n t   w ill   b f o r m ed   b y   s eq u e n tia s er ies   co n n ec tio n   o f   t w o   s ta to r   p h ases   t h r o u g h   co r r esp o n d in g   th y r is to r s   to   t wo   r o to r   w i n d in g s .   T h m a g n et o m o ti v f o r ce   ( h er ein af ter - M MF)   v ec to r   o f   s tato r   w i n d i n g s   p er f o r m s   d i s cr ete  m o tio n   w ith   6 0 - d e g r ee   s tep .   S w itc h i n g   is   m ad d ep en d in g   o n   th r o to r   p o s itio n ,   th er eb y   p r o v id in g   th o r ie n tat io n   o f   MM v ec to r s   o f   s tato r   an d   r o to r   w i n d in g s   to   co r r esp o n d   to   th m o to r   to r q u e.   E ith er   s tato r   w i n d in g   i s   lef o f f   t h li n d u r in g   o p er atio n   o f   t w o   o th er   o n e s .   T h ter tiar y   r o to r   w i n d i n g   is   b ein g   o f f   th li n d u r i n g   t h e   w h o le  o p er atio n   c y cle.     2 . 2 .   Sp ec if ics o f   M o delin g   t he  P V o f   WRIM   a nd   I nd irec t   P o s it io n De t er m ina t io n ( I P D)   T h co n s id er ed   P VC   s y s te m   co n s tit u tes  t h m u l ti - p h ase,   p u ls e,   n on - li n ea r ,   u n s y m m etr ic al  s y s te m ,   th u s ,   ex a m i n atio n   o f   its   o p er atio n   in   s tead y   a n d   tr an s itio n   m o d es  b y   u s i n g   t h an al y tic  m et h o d s   f o r   an al y zin g   elec tr o m ag n etic  p r o ce s s es    f o r   in s tan ce ,   ap p l y i n g   d i f f er e n t ial  eq u at io n s   o f   t h m u lt i - p h as cir cu it   is   in cl in ed   to   ex ce s s i v co m p lica tin g   a n d   ex te n s io n   o f   ca lc u latio n   c o n d itio n s   in c lu d ed   as   co m p o u n d   o f   th e   m ath   m o d el.   I m a y   b r ea s o n ab le  t o   tak ad v a n ta g o f   u s in g   th p r o g r ess iv n u m er ical  m eth o d s   f o r   a n al y zin g   t h e   elec tr o m ag n etic  s y s te m ,   a n d   ca lcu late  t h m o to r   d r iv th r o u g h   u s i n g   th f i n ite  ele m e n m e th o d   [ 1 4 ] .   A p p licatio n   o f   t h is   m e th o d   e n ab les  to   tak e   s p ec i f ics   o f   th m o to r   d r iv e   s y s te m   in to   ac co u n t   an d   s ig n i f ica n tl y   s i m p li f y   p r o ce s s in g   a n d   an al y s is   o f   th m o d elin g   r esu lts .   A N SYS  E lectr o m ag n etic s   s u ite  w a s   u s e d   a s   it   e n ab les  to cr ea te  a   W R I s tate  s p ac m o d el,   c alcu late   th e   m o to r   d r iv t h r o u g h   u s in g   th e   f in ite   ele m e n m et h o d ca r r y   o u an a l y s i s   o f   elec tr o m a g n e tic  p r o ce s s es  i n   clo s r elatio n   to   th p o w er ed   m o tio n s   an d   co n tr o s y s te m a n al y ze   c h a n g es  o f   cir cu it   c u r r en ts ,   elec tr o m ag n etic   to r q u e,   a n d   v o lta g es   o n   m o to r   w i n d in g s ,   d ep en d in g   o n   t h r elati v p o s itio n   o f   t h s tato r   an d   t h e   r o to r .   I n   s o lv in g   t h p r o b lem   o f   m at h e m at ical  an al y s is ,   t h ex p er ien ce   o f   m o d elin g   m o to r   d r iv s y s te m s   u s in g   t h f in ite  ele m e n m e th o d ,   d escr ib ed   in   [ 1 5 ] ,   w a s   tak e n   i n to   ac co u n t.   Mo d elin g   o f   t h P VC   s y s te m   w it h   i n d ir ec d eter m in a tio n   o f   th r o to r   an g u lar   p o s itio n   in   A NS YS   E lectr o m a g n etics  Su ite  w as  d i v id ed   in to   th r ee   s tag e s :   с r ea tin g   th W R I m o d el  as  co n tr o s y s te m   u n it,  an d   an al y s is   o f   it s   o p er atio n   i n   s te ad y   an d   tr an s itio n   m o d e s   t h r o u g h   u s in g   th e   f in ite  ele m e n m et h o d e n g i n ee r in g   th m o d el  o f   t h P VC   s y s te m   u s i n g   t h r o to r   p o s itio n   s en s o r ,   an d   an al y s i s   o f   m o to r   d r iv o p e r atio n   as  co n tr o s y s te m   p r o to ty p e,   w it h   in d ir ec d eter m in a tio n   o f   th r o to r   an g u lar   p o s itio n d ev e lo p in g   t h m o d el  o f   th P VC   o f   t h i n d u ctio n   m o to r   w it h   i n d ir ec d eter m i n atio n   o f   th r o to r   an g u lar   p o s itio n a n al y s is   o f   t h i s   m o to r   d r iv s y s te m   i n   s tead y   a n d   tr an s it io n   m o d es.     2 . 3 .   Arc hite ct ing   a nd   Ana ly zing   t he  WRIM   M o del    As  a   p r o to ty p f o r   m o d elin g ,   th e   cr an e - m etall u r g y   w o u n d   r o to r   m o to r   MT F1 1 1 - 6   was  c h o s en .   Na m ep late  d ata  o f   t h m o to r   ar g iv e n   in   T ab le  1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       I n d erect  P u ls e - V ec to r   C o n tr o l o f W o u n d   R o to r   I n d u ctio n   Mo to r   Dri ve   in     . . . .   ( Ta tia n a   A n d r ee vn a   F u n k)   1149   T ab le  1 .   M T F 1 1 1 - 6   Mo to r   N a m ep late  Data   P a r a me t e r   U n i t   V a l u e   N o mi n a l   S t a t o r   V o l t a g e   V   3 8 0   N a me p l a t e   A n g u l a r   V e l o c i t y     r p m   8 9 5   N a me p l a t e   P o w e r   kW   3 . 5   C o s ϕ   -   0 . 7 3   En e r g y   C o n v e r si o n   Ef f i c i e n c y   %   70   N a me p l a t e   S t a t o r   C u r r e n t   A   1 0 . 4   N a me p l a t e   R o t o r   C u r r e n t   A   15   N a me p l a t e   El e c t r o mo t i v e   F o r c e   o n   R o t o r   R i n g   V   1 7 6   C r i p p l i n g   T o r q u e   N m   85   P o l e   P a i r s   p c s   3       C r ea ted   b ased   o n   k ey   g eo m et r ic  d im e n s io n s ,   p ar a m eter s   o f   g ap s   an d   m o to r   w in d i n g s   [ 1 6 ] ,   th 2 D   m o to r   m o d el  i s   g i v en   i n   Fig u r 1 ( a) ,   co n s id er in g   t h n u m b e r   o f   p o le  p air s .   Stato r   an d   r o to r   co r es  ar m ad e   o f   elec tr ic  s teel  No .   1 2 1 2 ,   in d u ctio n - p er m ea b ilit y   o f   w h ic h   w a s   s et   as  t h n o n - li n ea r   p r o p er ty   b ased   o n   2 4     p o in ts   [ 1 7 ] .   Mo to r   w in d i n g s   a r m ad o f   co p p er .   Du r in g   ar ch itecti n g   t h m o d el ,   th r o tatio n   ar ea   w a s   cr ea ted   an d   in cl u d ed   th r o to r   an d   m o to r   s h af t,   g r o u n d   p o ten t ial  b o u n d ar ies  w er d eter m in ed t h r ee - p h ase   s tato r   an d   r o to r   w i n d in g s   wer d is tr ib u ted   o v er   s lo ts ; t h n u m b er   o f   co il  w i n d i n g s   w er co n s id er ed ; th ex ter n al  d is t u r b an ce   o f   w in d i n g s   al lo w i n g   to   en er g ize   w i n d i n g   b y   an y   elec tr o m o ti v e   f o r ce   s o u r ce s ,   w as  s et.   T h g r id   to   b r ea k   th m o d el  in to   f in ite  ele m en ts   w a s   s elec ted ,   h a v in g   h i g h er   d e n s it y   in   th a ir   g ap   a n d   m o to r   s lo ts   Fi g u r 1 ( a) ,   th ca lcu latio n   o f   t h e   elec tr o m ag n etic  to r q u w a s   s e t,  th ti m s tep   en ab li n g   to   o b t ain   co r r ec t r esu lt s   f o r   s h o r test   p o s s ib le  ter m s   w as   d eter m in ed .   P ar am eter s   o b tain ed   b ased   o n   th m o d el  ar as  f o llo w s   ( v alu es  in   b r ac k ets):  s tato r   ( I 1n   1 0 . 5   А )   an d   r o to r   ( I 2n   1 5   А )   cu r r en t s ,   n a m ep late  m o to r   elec tr o m a g n e tic  to r q u ( T n   3 8   N∙ m ) ,   m o to r   cr ip p lin g   to r q u e   (T c   9 1   N∙ m ) ,   n a m ep late   s lid i n g   ( s n   0 . 1 ) ,   an g u lar   v elo cit y   ( ω n   8 9 5   r p m ) ,   p o w er   co ef f ic ien t ( co s φ   0 . 7 3 ) ,   en er g y   co n v er s io n   e f f ic i en c y   ( η   0 . 7 ) .   A ll  th p ar a m eter s   m atc h   to   d ir ec to r y   a n d   e m p ir i ca r ea d in g s   f o r   th i s   m o to r   g iv e n   i n   T ab le  1 .     2 . 4 .   M o delin g   t he  P VC  w it h Ro t o P o s it io n Sens o   T h p r in cip le  o f   m o to r   d r iv s y s te m   o p er atio n   [ 1 2 ]   r eq u ir ed   u n tr ad itio n al  co m p letio n   o f   th p u ls e - ph ase  co n tr o u n it  ( P P C U)   w i th   6   s y n ch a n n el s ,   an d   cr ea tio n   o f   th s p ec i f ic  s ec to r   ev al u atio n   u n i ( SEU) .   T h f u n c tio n al  d iag r a m   o f   t h P VC   s y s te m   i m p le m e n ted   in   ANSY E lectr o m ag n etic s   Su ite  i s   g i v e n   in   Fig u r 1 ( b ) .   Her is   U S ET     s et  v o ltag e,   U FB     f ee d b ac k   v o lt ag p r o p o r tio n al  to   cir cu it  cu r r en t,  C R     cu r r en t   r eg u lato r ,   U CR     cu r r en t   r eg u l ato r   o u tp u v o ltag e,   P P C   p u ls e - p h a s co n tr o u n it,  U C     s et  cu r r e n v o ltag e,   T B R     th y r is to r   b r id g r ec ti f i er ,   I   in d u ct io n   m o to r ,   R P   r o to r   p o s itio n   s e n s o r ,   C S     cu r r en t   s e n s o r ,   SEU    s ec to r   ev alu atio n   u n it,  α FB     r o to r   an g u lar   p o s itio n .                   Fig u r 1 .   Seg m en t o f   2 m o to r   m o d el  w it h   f in i te  ele m e n t b r ea k d o w n   ( a)   an d   f u n ct io n al  d i ag r a m   o f   P P C w it h   r o to r   an g u lar   p o s itio n   s e n s o r   ( b )       T h d iag r am   o n   Fi g u r 1 ( b )   i m p le m e n t s   th clo s ed   c u r r en co n tr o cir cu it.  T h UFB   f ee d b ac k   w a v e f o r m   i s   co m p ar ed   to   t h USET   w av e f o r m ,   a n d   d ep en d i n g   o n   t h r es u lt   o f   co m p ar i n g   δ,  th P P C f o r m s   th t h y r i s to r   en ab lin g   la g   wav ef o r m   an d   U C   c u r r en s et  w a v e f o r m .   I f   δ  r ea c h es  t h m ax i m u m ,   t h lag   w a v e f o r m   eq u als  ze r o ,   an d   en ab lin g   p u l s es  ar g i v en   to   th y r is to r s   at  th ze r o   cr o s s in g   o f   th p o w er   v o lta g e,   i.e .   th w h o le  p o s iti v h a lf - wav o f   p o w er   v o lta g i s   ap p li ed   to   r o to r   w i n d in g s .   I f   δ   d ec r ea s es,  th e   th y r is to r   en ab lin g   la g   in cr ea s e s ,   an d   t h e   r ed u ce d   p o s itiv h al f - w av o f   p o w er   v o ltag i s   ap p lied   to   r o to r   w in d i n g s .     I n   th co n s id er ed   P VC   s y s te m ,   p u ls e - p h a s co n tr o p r o b le m s   d i f f er   f r o m   tr ad itio n al  to   s o m e x te n t,   as  ac co r d in g   to   th d ia g r a m   o p er atio n   p r in cip les,  6   p o s itiv h al f - w a v e s   o f   l i n ea r   p o w er   v o lta g es  ar e     U S ET   U FB            CR   P P C U   TB R      IM      R P S   CS     S EU      S e c t o r   N o .     U CR   U C   α FB   δ   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 .   3 Sep te m b er   2 0 1 7   :   1 1 4 7     1 1 5 9   1150   alter n ati v el y   ap p lied   to   m o to r   w in d i n g s U AC ,   U BC ,   U BA ,   U CA ,   U CB ,   U AB ,   b ein g   o u o f   p h ase  ag ain s ea ch   o th er .   T h d esig n ed   f u n c tio n al   d iag r a m   o f   t h 6 - s y n c - ch a n n e l P P C is   g iv e n   i n   Fi g u r 2 .           Fig u r 2 .   PP C f u n ctio n al  d ia g r a m       Six   p o w er   v o lta g e s   an d   c u r r en r eg u lato r   ( U CR )   o u tp u w a v ef o r m   ar i n p u t ted   to   th P P C U.   Ou tp u t   w a v e f o r m s   o f   t h P P C ar s ix   cu r r en t - s et  w a v e f o r m s U C1 ,   U C2 ,   U C3 ,   U C4 ,   U C5 ,   U C6 ,   w h ic h ,   to g et h er   w i th   SEU  o u tp u w a v e f o r m s ,   f o r m   th t h y r is to r   en ab li n g   p u l s e s .   T h P P C f u n ct io n al  d iag r a m   i n cl u d es  6   co m p ar ato r s     co r r esp o n d in g   to   th e   n u m b er   o f   s y n c   ch a n n el s .   T h c u r r en r e g u lato r   o u tp u U CR   p as s es   th r o u g h   th d e g r ee   li m itatio n   u n i D L a n d   is   in p u tted   to   s i x   ad d er s .   T o   th s ec o n d   in p u t   o f   ea ch   ad d er ,   th e   s a w - t o o th   w a v e f o r m   is   g i v e n   f r o m   r ef er en ce   v o ltag g e n er a to r s   ( R VG1     R VG6 ) ,   h av in g   th p h ase  s a m to   th at  o f   t h p o w er   v o ltag e.   A d d er s   o u tp u v alu i s   g i v en   to   th co m p ar ato r ,   t ak in g   v a l u o f   1 ”  i n   ca s o f   p o s itiv i n p u t   w av e f o r m .   I n   f i u r 3   φ  is   p h ase  s h if t   b et w ee n   p o w er   v o lta g a n d   r ef er en ce   v o ltag e,   C 1     C 1 2            DLU U   U CR   U C 1   0   1   0   1     U АС          U C 2   0   1   0   1     U ВС          U C 3   0   1   0   1     U ВА          U C 4   0   1   0   1     U СА          U C 5   0   1   0   1     U СВ          U C6   0   1   0   1     U АВ   φ   =  π /6   φ   =  π /2   φ   =  5π /6   φ   =  7π /6   φ   =  3π /2   φ   =  11π /6   U AC c o m   U ВС c o m   U ВА c o m   U СА c o m   U СВ c o m   U АВ c o m   U ST 1   U ST 2   U ST 3   U ST 4   U ST 5   U ST 6   U 1   U 2   U 3   U 4   U 5   U 6   RV G 1   RV G 2   RV G 3   RV G 4   RV G 5   RV G 6   C1   C2   C3   C4   C5   C6   C7   C8   C9   C1 0   C1 1   C1 2   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       I n d erect  P u ls e - V ec to r   C o n tr o l o f W o u n d   R o to r   I n d u ctio n   Mo to r   Dri ve   in     . . . .   ( Ta tia n a   A n d r ee vn a   F u n k)   1151   ar co m p ar ato r s .   T h is   w a y ,   t h th y r is to r   e n ab lin g   lag   w av e f o r m   is   f o r m ed ,   d ep en d in g   o n   UC R   cu r r e n v al u es.  Fig u r 3 ( a )   s h o w s   ti m g r ap h s   d ep ictin g   t h p r in cip le  o f   t h P P C o p er atio n ,   th r o u g h   th ex a m p le  o f   t h e   UC 1   o u tp u w a v e f o r m   f o r m ati o n .   T h U AC   p o w er   v o ltag is   p h a s e - s h i f ted   b y   φ  π/6 .   T h co m p ar ato r   C 1   ac t s   as a   s y n cin g   d ev ice,   an d   th U A Cco m   o u tp u w av e f o r m   t ak es   t h v al u o f   1 ”,   if   t h p o w er   v o lta g is   0 .   T h r o u g h   u s i n g   th ad d er ,   th co m p ar is o n   o f   U CR   a n d   th e   wav ef o r m   f r o m   t h li n ea r l y   d ec r ea s in g   s a w - to o t h   v o lta g g en er ato r   U S T1   ( p h a s e - s h i f ted   a s   t h p o w er   v o lta g e) ,   is   ca r r ied   o u t.  I f   U CR   U S T1 ,   t h en   1 -   w av e f o r m   e m er g es   o n   t h C 2   o u tp u t.  U C1   cu r r en s et  w a v ef o r m   i s   f o r m ed   o n   th p r o d u ct  u n i o u t p u ( U A Cco m   g i v en   to   th f ir s i n p u t,  U C2   o u tp u is   g iv e n   to   th s ec o n d   in p u t) .     T h SEU  f u n ctio n al  d iag r a m   i s   s h o w ed   i n   Fi g u r 3 ( b ) .   T h w a v e f o r m   f r o m   t h R P is   g i v en   to   t h e   SEU  in p u t,  w h ic h   co r r esp o n d s   to   th r o to r   tu r n in g   a n g le   ( in   g eo m etr ic  d eg r ee s ) .   T h p r o p o r tio n al  u n it   (K   =   3 )   tr an s f o r m s   g eo m etr ic  d eg r ee s   in to   elec tr ic  d eg r ee s .   T h r o to r   tu r n in g   a n g le  ( α )   w av ef o r m   ( in   elec tr i c   d eg r ee s )   p ass e s   t h r o u g h   t h Deg r ee   R eset   De v ice  ( D R D)   in   ca s e   o f   3 6 0 - d eg r ee   r o to r   tu r n .   T h De v ice   in cl u d es  th Sa m p li n g   U n it  ( SU)   tr an s f o r m i n g   t h co n ti n u o u s   w av e f o r m   α FB   w av e f o r m   in to   th s tair ca s e   w a v e f o r m   α SU   w i th   s a m p li n g   l ev el  3 6 0 .   T h ad d e r   co m p ar es   α FB   an d   α SU ,   a n d   f o r m s   t h s a w - to o th   w a v e f o r m .   Fo r   in s tan ce ,   if   α FB   w a v e f o r m   co n tin u o u s l y   i n cr ea s es   w it h   t i m i n   Fi g u r 4 ( a) ,   t h en   w a v ef o r m s   α SU   a n d   α   w i ll   lo o k   lik it i s   s h o w ed   i n   Fi g u r 4 ( a)   an d   ( b ) .       ( a)                                                                                                                                                         ( b)     Fig u r 3 .   PP C ti m g r ap h s   ( a)   an d   s ec to r   ev alu atio n   u n it ( SEU)   f u n ctio n al  d iag r a m   ( b )           Fig u r 4 .   Deg r ee   r eset d ev ice  ( DR D)   w a v e f o r m s : o u tp u t SU   w a v ef o r m   α SU   ( a)   an d   o u tp u DR w a v ef o r m   ( b )       Fu r t h er ,   w av e f o r m   α   eq u al  to   th r o to r   tu r n i n g   an g le  ( 0 - 3 6 0   el.   d eg r ee s ) ,   co m e s   to   t h c o m p ar is o n   u n i ( C U) ,   w h er 6   co n d itio n s   en ab le  to   d eter m in e   t h t h y r i s to r   p air   to   s et  e n ab lin g   p u ls e s   to .   Fo r   i n s ta n ce ,   i f   th r o to r   tu r n i n g   a n g le   α   lies   w it h i n   0     α   6 0   elec tr ic  d eg r ee s ,   t h en   in   ca s o f   c u r r en t   s et  w a v ef o r m   U C1 en ab lin g   p u l s es  ar g i v e n   to   th f ir s th y r is to r   p air .   A   c u r r en p ath   e m er g e s   as  f o llo w s p o w er   n et w o r k       U AC c om   t   t   U AC   t   U CR   U C1   φ   = π /6   t   U 1   U ST 1       C   α el.   d eg r ee s   SU                α  <   60   60     α  < 1 2 0   120     α  <   180   180     α   240   240     α   3 0 0   30 0     α   360   α g eo m .   d eg r ee s   VD 1   VD 2   VD 3   VD 4   VD 5   VD 6   α   α FB   α S U   U C 1   U C 2   U C 3   U C 4   U C 5   U C 6   DR D   CU   T h y r i s to r s   t   α   3 6 0   b)   t   a)   3 6 0   7 2 0   1 0 8 0   1 4 4 0   α FB   α SU   α   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 .   3 Sep te m b er   2 0 1 7   :   1 1 4 7     1 1 5 9   1152   A - p h a s e - s tato r   w i n d in g   A X - th y r i s to r   VD1 - t w o   r o to r   w i n d in g s - t h y r i s to r   VD2 - s tato r   w i n d i n g   B Y - p o w er   n et w o r k   B - p h ase.   T h m o to r   o b tain s   t h elec tr o m a g n eti to r q u e.   T h r o to r   tu r n s   cl o ck w is e.   De g r ee   α   in cr ea s es   an d   r ea c h es   th e   v a lu eq u al  to   o r   e x ce ed in g   6 0   ele ctr ic  d eg r ee s ,   p o w er   cir cu i c u r r en f a lls   d o w n   to   ze r o ,   th f ir s th y r is to r   p air   is   tu r n ed   o f f ,   w h ile  e n ab lin g   p u ls e s   ar g iv e n   to   th n ex th y r is to r   p air .   Stato r   w i n d i n g   f l u x   li n k ag v ec to r   p er f o r m s   d is cr ete  m o t io n   b y   6 0   elec tr ic  d eg r ee s ,   etc.   B y   w a y   o f   e x a m p le,   Fi g u r es   5 - 8   s h o w   t h m o d el - b ased   t r an s itio n   p r o ce s s es   o f   t h p u ls e - v ec to r   m o to r   d r iv lau n c h   w it h   m o u n t ed   s e n s o r .   Fig u r 5 ( a)   s h o w s   t h d ep en d en ce   o f   t h r o to r   tu r n in g   an g le  α   ( elec tr ic  d eg r ee s )   o n   ti m e.   W it h   s u ch   c h an g o f   α ,   w a v e f o r m s   f r o m   t h co m p ar is o n   u n it,  co r r esp o n d in g   to   th e   s ec to r   n u m b er ; ti m g r ap h s   o f   th y r i s to r   cu r r en t s   w ill lo o k   li k as d ep icted   in   Fig u r es 5 ( b ) ,   ( c) .         ( a)         ( b )                                                                                                                               ( c )     Fig u r 5 .   R o to r   tu r n i n g   a n g le  ( a) ,   co m p ar is o n   u n it  w av e f o r m s   co r r esp o n d in g   to   s ec to r   n u m b er   ( b )   an d   th y r i s to r   cu r r en t s   ti m g r ap h s   ( c)       A t   n o m i n al   w av e f o r m   i n   t h e   P VC ,   p o w er   cir c u it   cu r r en h as  t h p u l s n at u r w it h   th e   m ax   o f   1 8   ( Fig u r 6 ) .   T h m o to r   o b tain s   th e lectr o m a g n et ic  to r q u as  s h o w n   i n   Fi g u r 7 ,   af f ec ted   b y   w h ic h ,   th m o to r   ac ce ler at es  u p   to   8 0   r a d /s   f o r   1   s ec o n d   as  s h o w n   i n   Fi g u r 8 T h d iag r am   h as  t w o   t y p es  o f   p u ls e - n at u r e,   ca u s ed   b y   t h y r i s to r   co m m u tat o r   o p e r atio n ,   an d   th to r q u f o r m atio n   p r in cip le.           Fig u r 6 .   T r an s itio n   p r o ce s s   o f   p o w er   cir cu i t c u r r en t a m o to r   s tar     t ,   ms   α e l. de g r e e s   0 . 0 0 0 . 2 0 0 . 4 0 0 . 6 0 0 . 8 0 1 . 0 0 T i m e   [ s ] 0 . 0 0 1 0 . 0 0 2 0 . 0 0 A M 1 . I   [ A ] C u r ve   I n f o A M 1 . I TR Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       I n d erect  P u ls e - V ec to r   C o n tr o l o f W o u n d   R o to r   I n d u ctio n   Mo to r   Dri ve   in     . . . .   ( Ta tia n a   A n d r ee vn a   F u n k)   1153       Fig u r 7 .   T r an s itio n   p r o ce s s   o f   m o to r   elec tr o m a g n et ic  to r q u at  m o to r   s tar t           Fig u r 8 .   T r an s itio n   p r o ce s s   o f   m o to r   an g u lar   v elo cit y   at  m o to r   s tar t       2 . 5 .   Dev elo p m e nt  o f   t he  P VC  o f   WRIM   w it h In direct   Ro t o P o s it io n De t er m i na t io n   T h in d ir ec d eter m in a tio n   s y s te m ,   as  w ell  as  t h s y s te m   w i th   th r o to r   p o s itio n   s en s o r ,   co n tain s   th e   w o u n d   r o to r   i n d u ctio n   m o to r   ( I M) ,   cu r r en r eg u lato r   ( C R ) ,   p u ls e - p h ase   co n tr o u n it  ( P P C U) ,   th y r is to r   b r id g e   r ec tif ier   ( T B R ) ,   an d   cu r r en s en s o r   ( C S);  th i n d ir ec r o to r   p o s itio n   d eter m i n atio n   u n it  ( I R DP U)   ex er cises   th f u n ctio n   o f   t h r o to r   p o s itio n   s en s o r   an d   s ec to r   ev al u atio n   u n it a s   s h o w n   i n   Fi g u r 9 .   T h I R DP in clu d es  th in i tial  an g u lar   p o s itio n   ( α 0 )   co m p u ter   ( f o r   r ef er en ce   o n   th e   o p er atio n   p r o ce d u r e - s ee   [ 1 3 ] ) ,   an d   th cu r r en a n g u lar   p o s itio n   ( α C )   co m p u ter ,   allo w i n g   to   ti m e l y   s w itc h   th y r is to r s   i n   tr an s itio n   an d   s tead y   m o d es o f   th s y s te m .           Fig u r 9 .   Fu n c tio n al  d ia g r a m   o f   th P VC   w it h   i n d ir ec t r o to r   p o s itio n   d eter m i n atio n       Du r in g   m o to r   o p er atio n   in   tr an s it io n   an d   s tead y   m o d es,  d eter m in a tio n   o f   cu r r e n an g u lar   p o s itio n   α C   th r o u g h   co m p ar in g   c u r r en v o ltag es  o n   m o to r   w i n d i n g   ( a s   it  w a s   d o n to   d eter m i n α 0 ) ,   d o es  n o s ee m   p o s s ib le.   C alcu lat io n   o f   α C   b ased   o n   in s ta n ta n eo u s   v o ltag e s   is   also   d if f ic u lt  d u to   p r esen ce   o f   p o in ts   h a v in g   a m b ig u o u s   v al u es     f o r   i n s tan ce ,   ze r o   cr o s s in g   p o in ts .   T h at  is   w h y   i n d ir ec ca lc u latio n   o f   α C   w a s   p er f o r m ed   b ased   o n   r o o t - m ea n - s q u ar r o to r   w i n d i n g   v o ltag e s ,   in   3   s tep s .   Fo r   co n v e n ien o p er atio n ,   s tato r   w i n d in g s   v o ltag e s   U AX ,   U BY ,   U CZ   w er u s ed   as  ac ce s s ib le  f o r   d ir ec m ea s u r e m e n o f   elec tr ic  p ar am eter s   w it h i n   in d ir ec t   ca lcu latio n   o f   α C   T h in d ir ec α C   co m p u ter   i n cl u d es  t h r ee   v o ltag e   s e n s o r s   ( VS)   m ea s u r i n g   s tato r   w i n d in g s   v o ltag e s   -   VS AX ,   VS BY ,   VS CZ ,   a n d   r o o t - m ea n - s q u ar v o ltag e s   u n it s     R MS AX ,   R MS BY ,   R M S CZ .   T h f u n ct io n al  d ia g r a m   o f   t h I R P DU   ( α C )   i s   g i v e n   i n   Fi g u r 1 0 .   T o   th i n p u o f   t h u n it,  i n s tan v o ltag e s   o n   s tat o r   w i n d in g s     u AX u BY ,   u CZ     ar g iv e n th y r is to r   co n tr o w av e f o r m s   ar t h e   o u t p u t.  T h I R P DU  co n tain s   6   s e cto r   d eter m in atio n   ch an n el s ,   b y   th n u m b er   o f   s ec to r s .   C h a n n el s   alter n a tiv e l y   f o r m   t h th y r is to r   co n tr o p u ls e s   in   ca s if   t h e   co r r esp o n d in g   co n d itio n   i s   m e w h e n   co m p ar in g   v o lta g es o n   s tato r   w i n d in g s .   L et  u s   co n s id er   th p r in cip le   o f   I R P DU  ( α C )   o p e r atio n   th r o u g h   t h ex a m p le  o f   t h f ir s s ec to r   d eter m in at io n   c h an n el  ( C h a n n el  1 ) .   T h C h a n n el  1   F u n ctio n al  Dia g r a m   w it h i n   I n te r ac tio n   w it h   o th er   C h a n n els  i s   g i v en   i n   Fi g u r 1 1 .   Du r in g   o p er atio n ,   th y r is to r s   VD2   an d   VD5   ar en ab led   in   th f ir s s ec to r ,   an d   th cu r r en t g o es t h r o u g h   s tato r   w i n d in g s   AX  an d   C Z ,   w h ile  s tato r   w i n d in g   B r e m ai n s   u n e n er g ized .   Ma x i m u m   p o s iti v m o to r   elec tr o m a g n etic  to r q u is   r ea c h e d   at  U CZ   U AX .   I is   es s en t i al  to   f ee d   en ab lin g   p u l s es  to   th y r is to r s   VD2   an d   VD5   w h en   U CZ   U AX   co n d itio n   is   m et.   Ver if ic atio n   o f   m ee tin g   t h co n d itio n   g o e s   as  f o llo w s .   R o o t - m ea n - s q u ar v o ltag e s   U CZ   an d   U AX   co m to   t h ad d er   S1 1   ( th s u b s cr ip t   in d icate s   c h a n n el  a n   ele m e n b elo n g s   to ) i f   t h ad d er   o u tp u w av e f o r m   δ1   0 ,   th e n   o n   th o u tp u o f   th e   0 . 0 0 0 . 2 0 0 . 4 0 0 . 6 0 0 . 8 0 1 . 0 0 T i m e   [ s ] - 1 2 . 5 0 3 7 . 5 0 8 7 . 5 0 F E A 1 . T O RQ UE C u r v e   I n f o F E A 1 . T O R Q U E TR 0 . 0 0 0 . 2 0 0 . 4 0 0 . 6 0 0 . 8 0 1 . 0 0 T i m e   [ s ] 0 . 0 0 4 0 . 0 0 8 0 . 0 0 V M _ RO T B 2 . O M E G A   [ r a d _ p e r _ s e c ] C u r ve   I n f o V M _ R O T B 2 . O M E G A TR U S E T   U FB          CR   P V C   T B R   IM   I R P D U   CS   U CR   U C   α   δ   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 .   3 Sep te m b er   2 0 1 7   :   1 1 4 7     1 1 5 9   1154   v o ltag e   co m p ar i n g   u n it   V CU1 ,   th e   w av e f o r m   U VC U1   i s   f o r m ed ,   b ea r in g   t h 1 - v alu e ;     i f   δ1   0 ,   t h e n   U VCU1   =   0.           Fig u r 1 0 .   I R DP α c   Fu n ctio n al  Diag r a m       T h w a v ef o r m   U VC U1   i s   f ed   t o   th f ir s t   w a v ef o r m - i n v er tin g   co m p ar ato r   I C 1 1 .   T h w a v e f o r m   U VCU1   is   f ed   to   t h f ir s w av e f o r m - i n v er ti n g   co m p ar ato r   I C 1 1 .   T h en ,   f r o m   t h co m p ar ato r ,   th w a v e f o r m   co m e s   to   th i n teg r ato r   I 1   w it h   t h ti m e   co n s ta n T   0 . 0 0 1   an d   s in g l s atu r atio n   zo n e.   T h u s ,   a s   lo n g   a s   t h in te g r ato r   in p u w a v e f o r m   eq u als  ze r o ,   th w a v ef o r m   U I1   0   is   f o r m ed   o n   t h i n teg r ato r   o u tp u t,   w h ic h   is   f ed   to   th e   s ec o n d   in v er ti n g   co m p ar ato r   I C 2 1 ,   f o r m i n g   th 1 - v al u o n   th o u tp u t.  I f   a th is   v er y   m o m e n t,  t h er is   a   w a v e f o r m   f r o m   t h p r ev io u s - ch an n el  co m p ar ato r ,   w h ic h   r ep o r ts   o n   f in is h i n g   o p er atio n   an d   it  is   ti m f o r   en ab lin g   t h n e x th y r is to r   p a ir ,   th y r is to r s   VD2   an d   VD5   r ec eiv en ab li n g   p u ls e s .   On ce   U CZ  b ec o m es  lo w er   th an   U AX ,   δ1     0 ,   an d   U VCU1   eq u als   ze r o ,   th e n   t h i n te g r a to r   in p u t   ( af ter   th e   in v er ti n g   co m p ar ato r   I C 1 1 ) ,   r ec eiv es  t h 1 - v al u e,   o u tp u in te g r ato r   w a v e f o r m   r ea c h e s   th 1 - v a lu f o r   0 . 0 0 1   s ,   I C 2 1   ac ts ,   a n d   en ab lin g   p u l s f ee d in g   to   th y r is to r s   VD2   an d   VD5   is   h alted .   On   th o u tp u o f   th t h ir d   in v er tin g   co m p ar ato r   I C 3 1 ,   th w av e f o r m   p er m i tti n g   en ab lin g   s ec o n d - s ec to r   th y r is t o r s   is   f o r m ed .           Fig u r 1 1 .   C h an n el  1   f u n ctio n al  d iag r a m   w it h i n   i n ter ac tio n   w it h   o th er   c h an n el s       T h in te g r ato r   I 1   w ill  n o lea v th s at u r atio n   zo n u n til  i r ec eiv es   th e   - 1” - v alu e   w a v ef o r m   o n   th e   in p u t.  T h r eset  w a v ef o r m   will  co m to   th i n te g r ato r   af t er   th r o to r   co m es  all  6   s ec t o r s   an d   tu r n s   3 6 0   d eg r ee s .   T h en ,   all  t h p r o ce s s es  r ep ea t.  T h is   p u ls is   f o r m e d   b y   t h i n te g r ato r   r eset  u n it   I R U 1 ,   w h ic h   co n tai n s     C ha nne l   1 ( U CZ > U AX )   C ha nne l   2 ( U BY > U CZ )   C ha nne l   3 ( U AX > U BY )   C ha nne l   4   ( U CZ > U AX )   Cha nne l   5   ( U BY > U CZ )   Cha nne l   6   ( U AX > U BY )   VD 2   VD 5   VD 4   VD 1   VD 6   VD 3   U C1   U C2   U C3   U C4   U C5   U C6   U AX   U BY   U CZ   R MS AX   R MS BY   R MS CZ   u AX   u BY   u CZ   VS AX   VS BY   VS CZ     IRPD U   α c     δ 1   VCU 1   U V C U 1   0   1   U AX   + U C Z   IC 1 1   I 1   0   1   I C 2 1   0   1   I C 3 1   VD 2   VD 5   U C1   δ 6   V CU   6   U V C U 6   0   1   + U A X   U BY   IC 1 6   I 6   0   1   I C 2 6   0   1   I C 3 6       S1 1   0   1   I C 4 6   e - Tt   S1 6   S 2 1     C ha nne l 1   C ha nne l 6     I R U 1   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       I n d erect  P u ls e - V ec to r   C o n tr o l o f W o u n d   R o to r   I n d u ctio n   Mo to r   Dri ve   in     . . . .   ( Ta tia n a   A n d r ee vn a   F u n k)   1155   th p u r d ela y   ele m en t,  p r o d u ct  ele m e n t,  i n v er ti n g   co m p ar a to r   I C 4 1 ,   an d   ad d er   S2 1 .     Pre s en ce   o f   i n te g r ato r s   w it h   th s at u r ated   zo n i n   t h I R P DU  p r o v id es  p r o tecti o n   f r o m   f alse  ac t s .   Ot h er   s e cto r   d eter m i n atio n   ch an n el s   o p er ate  th s i m ilar   wa y .   B y   w a y   o f   e x a m p le,   Fi g u r e s   1 2 - 1 5   s h o w   t h tr a n s it io n   p r o ce s s es  o f   th n o - lo ad   lau n c h   o f   th P VC   w it h   th in d ir ec d eter m in a ti o n   o f   r o to r   an g u lar   p o s itio n .   Fig u r 1 2   d ep icts   t h d ep en d en ce   o f   t h r o to r   tu r n i n g   an g le  α   ( elec tr ic  r ad ian s )   f r o m   ti m ( 8 0 0   m s ) .   At   s u ch   c h an g o f   α ,   I R P DU - o r ig in a ted   w a v e f o r m s   co r r esp o n d in g   to   th s ec to r   n u m b er ,   an d   ti m g r ap h s   o f   th y r i s to r   cu r r en ts ,   w i ll  lo o k   lik as  s h o w ed   in     Fig u r es 1 3 ,   1 4 .       ( a)           ( b )       ( c)     Fig u r 1 2 .   R o to r   tu r n in g   an g le   ( r ad ian s )   ( a) ,   I R P DU  w a v ef o r m s   co r r esp o n d in g   to   s ec to r   n u m b er   ( b )   an d   th y r i s to r   cu r r en t s   ti m g r ap h s   ( c)       I n   c ase  o f   h alf - w a v e f o r m   in   t h P VC ,   p o w er   cir cu it  c u r r en t   h as  th p u ls n at u r w it h   th m ax i m u m   o f   1 0   A   a s   s h o w n   i n   Fi g u r 1 3 .   T h m o to r   o b ta in s   th e   elec t r o m a g n etic  to r q u a s   s h o w n   i n   Fi g u r e1 4 ,   af f ec ted   b y   w h ic h ,   th m o to r   ac ce ler ates  u p   to   2 0   r ad /s   f o r   0 . 8   s ec o n d s   as sh o w n   in   Fig u r 1 5 .           Fig u r 1 3 .   Po w er   cir cu it c u r r en t a m o to r   s tar t             Fig u r 1 4 .   Mo to r   elec tr o m a g n etic  to r q u at  m o to r   s tar       0 . 0 0 1 0 0 . 0 0 2 0 0 . 0 0 3 0 0 . 0 0 4 0 0 . 0 0 5 0 0 . 0 0 6 0 0 . 0 0 7 0 0 . 0 0 8 0 0 . 0 0 T i m e   [ m s ] - 2 . 0 0 3 . 0 0 8 . 0 0 1 2 . 4 5 A M 1 . I   [ A ] C u r ve   I n f o A M 1 . I TR   0 . 0 0 1 0 0 . 0 0 2 0 0 . 0 0 3 0 0 . 0 0 4 0 0 . 0 0 5 0 0 . 0 0 6 0 0 . 0 0 7 0 0 . 0 0 8 0 0 . 0 0 T i m e   [ m s ] - 2 . 5 0 2 . 5 0 7 . 5 0 1 2 . 5 0 1 7 . 5 0 F E A 1 . T O RQ UE C u r ve   I n f o F E A 1 . T O R Q U E TR     0 . 0 0 2 0 0 . 0 0 4 0 0 . 0 0 6 0 0 . 0 0 8 0 0 . 0 0 0 . 0 0 2 . 0 0 4 . 0 0 6 . 0 0 C u r v e   I n f o TR α ra d   t ms   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 .   3 Sep te m b er   2 0 1 7   :   1 1 4 7     1 1 5 9   1156       Fig u r 1 5 .   Mo to r   an g u lar   v elo cit y   at  m o to r   s tar t       Fig u r 1 6   d ep icts   th f r a g m en o f   f o r m in g   t h y r is to r - e n a b lin g   p u ls e s   b ased   o n   3 - s te p - a v er ag e d   v o ltag e s   ( U AX ,   U BY ,   U CZ ) .     W ith i n   t h t i m e   r an g t 1 - t 2 ,   U AX     U BY ,   o n   th e   o u tp u o f   t h C h a n n el  6 ,   t h 1 - v alu e   is   f o r m ed ,   e n ab li n g   p u l s es  ar f ed   to   t h y r i s to r s   VD3   an d   VD2 .   A t 2 ,   v o lta g U AX   b ec o m e s   lo w er   t h an   U BY ,   th w av e f o r m   U 6   d is ap p ea r s ,   C h a n n el  1   s tar t s   o p er atin g .   W ith i n   t h ti m r a n g e   t 2 - t 3 ,   th co n d itio n   U СZ   ≥  U AX   is   m e t,  an d   th e   w av e f o r m   U 1   1   i s   f o r m ed   o n   t h C h a n n el   1   o u tp u t,  w h ile  e n ab li n g   i m p u l s es   ar f ed   to   th y r i s to r s   VD2   an d   VD5 .           Fig u r 1 6 .   Fra g m e n t   o f   Fo r m i n g   E n ab lin g   P u l s es B ased   o n   Av er ag ed   Vo lta g es       3.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S   3 . 1 .   P ro ce s s   Q ua lity   P a ra m t er s   f o t he  P VC  o f   WRI M   w it R o t o P o s it io S ens o r   a nd   wit I nd irec t   R o t o A ng ula P o s it io D et e r m ina t io n   Me ch an is m s   t h at  t h P VC   is   p o s itio n ed   to ,   r eq u ir en s u r i n g   au x i liar y   lo w - v elo cit y   lo w - s ta tic - to r q u e   m o d e s .   T h at  is   w h y   i m a k e s   s en s to   a n al y ze   p r o ce s s   q u alit y   p ar a m eter s   o b tai n ed   o n   th A N SYS - b ased   m at h   m o d el,   f o r   lo w   a n g u lar   v elo ci ties .   I n   th i s   co n tex t,  let  u s   co n s id er   th f o llo w i n g   p r o ce s s   q u alit y   p ar a m eter s :   th r atio   o f   m ax i m u m   an d   r o o t - m ea n - s q u ar p o w er   cir cu it   cu r r en ts   o f   t h n a m ep late  s t ato r   cu r r en I m ax /I 1N   an d   I RMS /I 1N th r atio   o f   m a x i m u m   a n d   av er ag m o to r   el ec tr o m a g n etic  to r q u es  o f   t h e   n a m ep late  to r q u e   T m ax / T N   an d   T AV / T N th r atio n   o f   v elo ci t y   f lu ct u atio n   o f   t h n a m ep late  s y n c h r o n o u s   v elo cit y   ∆ω 0N ,   ca u s ed   b y   th e   p u l s e - n at u r o p er atio n   m o d e.   C o n tr o p r o ce s s   q u alit y   p ar a m eter s   o b tain ed   i n   A N SY S   E lectr o m a g n etics  S u ite   f o r   th P VC   o f   W R I b o u th   w i th   r o to r   p o s itio n   s en s o r   an d   w it h   i n d ir ec r o to r   an g u lar   p o s itio n   d eter m i n atio n ,   ar g i v e n   i n   a g g r e g ate  i n   T ab le  2 .   f o r   ab s o lu te  an d   r elativ v al u es.  Fo r   ex p lan atio n ,   Fig u r 17   d ep ict s   th d eter m i n atio n   o f   q u al it y   p ar am eter s   f o r   th 0 . 2   r atio   b et w ee n   th a n g u lar   v elo cit y   a n d   th n a m ep late  s y n ch r o n o u s   v elo cit y   ω 0N .       T ab le  2 .   P r o ce s s   Q u alit y   P ar am eter s     P a r a me t e r   f o r   t h e   P V C   o f   W R I M   w i t h   R P S   f o r   t h e   P V C   o f   W R I M   w i t h   R P D   T AV /   T   N   0   0 . 1   0 . 2   0 . 3   0 . 4   0 . 5   0   0 . 1   0 . 2   0 . 3   0 . 4   0 . 5   T   AV ,   N . m   0   3 . 7   7 . 4   1 1 . 1   1 4 . 8   1 8 . 5   0 . 0   3 . 7   7 . 4   1 1 . 1   1 4 . 8   1 8 . 5   T   max /   T   N   0 . 2   0 . 6   1 . 8   2 . 8   3 . 2   4 . 1   0 . 2   0 . 3   0 . 7   1 . 8   3 . 0   3 . 3   T   max ,   N . m   8 . 6   2 3 . 5   6 5 . 7   1 0 2 . 0   1 1 8 . 0   1 5 0 . 0   9 . 2   9 . 8   2 4 . 9   6 8 . 2   1 1 0   1 2 3   I RM S / I 1N   0 . 2   0 . 3   0 . 3   0 . 5   0 . 6   0 . 8   0 . 2   0 . 2   0 . 3   0 . 3   0 . 5   0 . 6   I RM S ,   A   2. 5   2 . 7   3 . 6   5 . 0   6 . 2   8 . 0   2 . 4   2 . 5   2 . 7   3 . 6   5   6 . 2   I max / I 1N   0 . 4   0 . 6   1 . 3   1 . 8   2 . 2   3 . 3   0 . 4   0 . 6   1 . 3   1 . 7   2 . 2   2 . 5   I max , A   4 . 1   6 . 3   1 4 . 0   1 8 . 5   2 2 . 5   3 3 . 9   4 . 2   6 . 2   1 3 . 8   1 8 . 1   23   26   ω av / ω 0 N   0 . 9   0 . 8   0 . 5   0 . 3   0 . 2   0 . 1   0 . 9   0 . 8   0 . 5   0 . 3   0 . 2   0 . 2   ω av ,   r a d / s   9 6 . 4   8 5 . 0   5 0 . 0   2 6 . 8   2 1 . 0   9 . 6   98   88   52   29   25   20   ω / ω 0 N   0 . 0 2   0 . 0 3   0 . 0 4   0 . 0 7   0 . 1 1   0 . 1 1   0 . 0 2   0 . 0 3   0 . 0 4   0 . 0 7   0 . 1 1   0 . 1 2         0 . 0 0 1 0 0 . 0 0 2 0 0 . 0 0 3 0 0 . 0 0 4 0 0 . 0 0 5 0 0 . 0 0 6 0 0 . 0 0 7 0 0 . 0 0 8 0 0 . 0 0 T i m e   [ m s ] 0 . 0 0 1 0 . 0 0 2 0 . 0 0 V M _ RO T B 2 . O M E G A   [ r a d _ p e r _ s e c ] C u r ve   I n f o V M _ R O T B 2 . O M E G A TR    50   t   U AX   U BY   U СZ   100   U,   V   t 1   t 2   t 3   U AX     U BY   U 6   1 ; U 1 , U 2 …U 5   = 0     C o n d u c t i v e   t h y r i st o r s   V D 3   a n d   V D 2     U AX   < U BY ,  U CZ     U BY   U 1   1 ; U 2 , U 3 …U 6   =   0       C o n d u c t i v e   t h y r i st o r s   V D 2   a n d   V D 5     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.