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 0 3 5 ~ 1 0 4 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 0 3 5 - 1049          1035       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 nsta nt  Sw itch ing  F reque ncy  an d To rque Ri pple  M ini m i z a t io n   o DTC o Ind uction  Mo tor Drives     w ith  Three - l ev el  NPC  Inv er ter         H uza ini ra h Is m a i l 1 F a zlli P a t k a r 2 Auza ni J idi n 3 ,   Ai m a Z a k w a n J idi n 4   No o Azida   No o Azla n 5 ,   T o le  Su t i k no 6   1, 2, 3, 5   F a c u lt y   o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   T e k n ik a M a la y s ia M e lak a   (U T e M ),   M e lak a ,   M a lay sia     4   F a c u lt y   o f   En g in e e rin g   T e c h n o lo g y ,   Un iv e rsiti   T e k n ik a M a la y si a   M e lak a   (U T e M ),   M e lak a ,   M a la y sia     6   De p a rt m e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Un iv e rsitas   A h m a d   Da h lan   (UA D),  Yo g y a k a rt a ,   In d o n e sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   M ay   1 3 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J u l   2 6 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   A u g   20 ,   2 0 1 7       Dire c T o rq u e   Co n tro (DT C)  is  w id e l y   a p p li e d   f o a c   m o to d r iv e a it   o f fe rs  h ig h   p e rf o r m a n c e   to rq u e   c o n tro w it h   a   si m p le  c o n tro l   stra teg y .   Ho w e v e r,   c o n v e n ti o n a DT p o s e so m e   d isa d v a n tag e e sp e c iall y   in   term   o v a riab le  s w it c h in g   f re q u e n c y   a n d   larg e   to rq u e   rip p le  d u e   t o   t h e   u t i li z a ti o n   o to rq u e   h y ste re sis  c o n tro ll e r.   Oth e th a n   th a t,   p e rf o rm a n c e   o f   c o n v e n ti o n a DT f e d   b y   t w o - lev e in v e rter  i a lso   re stricte d   b y   th e   li m it e d   n u m b e rs  o v o lt a g e   v e c to rs  w h ich   lea d   to   in a p p ro p riate   se lec ti o n   o f   v o lt a g e   v e c to rs  f o r   d if fe re n sp e e d   o p e ra ti o n s.  T h is  re se a r c h   a i m to   p ro p o se   a   Co n sta n t   S w it c h in g   F re q u e n c y   (CS F to rq u e   c o n tro l ler  f o D T o f   in d u c t io n   m o to (IM f e d   b y   th re e - lev e N e u tral - P o in Clam p e d   (N P C)  in v e rter.  T h e   p ro p o se d   to rq u e   c o n tr o ll e u ti li z e s   P c o n tr o ll e w h ich   a p p ly   d iff e r e n g a in   fo d if f e re n t   sp e e d   o p e ra ti o n .   Be sid e s,  t h e   u t il iza ti o n   o f   NP C   in v e rter  p r o v id e g re a ter   n u m b e o f   v o lt a g e   v e c to rs  w h ich   a ll o w   a p p ro p riate   se lec ti o n   o f   v o lt a g e   v e c to rs  f o d iff e re n t   o p e ra ti n g   c o n d it io n .   Us in g   th e   p ro p o se d   m e th o d ,   t h e   im p ro v e m e n o f   DT d riv e in   term   o f   p ro d u c i n g   a   c o n sta n t   sw it c h in g   o p e ra ti o n   a n d   m in im izin g   to rq u e   rip p le  a re   a c h iev e d   a n d   v a li d a ted   v ia  e x p e ri m e n tal  re su lt s.   K ey w o r d :   Dir e ct  to r q u co n tr o l   I n d u ctio n   m o to r   Mu ltil e v el  i n v er ter   Neu tr al - p o in t c la m p ed   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 :   Fazlli P atk ar   Facu lt y   o f   E lectr ical   E n g in ee r in g ,     Un i v er s iti T ek n ik al  Ma la y s ia  Me lak a,   Han g   T u ah   J a y a,   7 6 1 0 0   Du r ian   T u n g g al,   Me la k a,   Ma la y s ia.   E m ail:  f az lli @ u te m . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   Sin ce   its   in tr o d u ctio n   i n   t h m id   1 9 8 0 s ,   Dir ec T o r q u C o n tr o ( DT C )   h as  co n tin u o u s l y   r ec eiv e s   w id ac ce p tan ce   f o r   co n tr o o f   ac   m ac h i n e s   d u to   its   co n tr o s i m p licit y   a n d   f as to r q u d y n a m ic  r esp o n s e C o m p ar ed   to   Field   Or ie n ted   C o n tr o ( FO C ) ,   t h h ig h   p e r f o r m an ce   co n tr o o f   th e   m a ch in e s   i s   ac h iev ed   w it h o u th n ee d   o f   c u r r en co n tr o ller ,   f r a m tr a n s f o r m at io n s ,   s p ee d   s e n s o r   an d   k n o w led g o f   m ac h in e   p ar am eter .   I n   o r d er   to   co n tr o f l u x   an d   elec tr o m a g n etic   to r q u e,   o n l y   a   s i n g le  p ar a m e ter   f r o m   t h m ac h in e s   i s   r eq u ir ed   b y   DT C   w h ic h   is   t h m ac h in r esi s ta n ce   v al u e.     Desp ite  th ad v a n ta g es,  co n v en tio n al  DT C   w h ich   u tili s es  h y s ter esi s   co n tr o ller s   in h er en t l y   o p er ates   w it h   v ar y i n g   s w i tch i n g   f r eq u en c y .   No o n l y   t h at,   lar g t o r q u r ip p le  is   also   p r o d u ce d   s in ce   co n v e n tio n al  DT C   f ed   b y   t w o - le v el   in v er te r   h as   li m ited   s e lectio n   o f   v o lt ag v ec to r s .   A   lo o f   r e s ea r ch   h ad   b ee n   co n d u cted   to   o v er co m t h ese  p r o b le m .   On o f   t h p r o p o s ed   s o lu tio n   w h ic h   m ai n tai n   th o r i g in a s tr u c tu r o f   co n v e n tio n al  DT C   is   b y   u s in g   d ith er in g     tech n iq u [ 1 ] .   I n s tead   o f   d ir ec tly   f ed   f l u x   an d   t o r q u er r o r   in to   th h y s ter esi s   co n tr o ller s ,   th i s   te ch n iq u in j ec ts   h i g h   f r eq u e n c y   tr ian g u lar   w a v ef o r m   in to   t h s tato r   f l u x   a n d   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 0 3 5     1 0 4 9   1036   to r q u er r o r s .   Nev er th eles s ,   t h is   m et h o d   p r o d u ce s   h i g h   s w itc h i n g   f r eq u en c y   a n d   co n s eq u en tl y   i n cr ea s es   s w itc h in g   lo s s es  w h ich   i s   n o s u itab le  f o r   h i g h   p o w er   ap p licatio n s .   A   s w itc h i n g   s t r ateg y   w i th   m i n o r   m o d i f icat io n   o n   s tr u ctu r o f   c o n v e n tio n al   DT C   d r iv es  to   p r o d u ce   co n s ta n s w itc h i n g   f r e q u en c y   is   p r o p o s ed   in   [ 2 ] .   Her e,   th r ee - lev e to r q u h y s ter esis   co n tr o ller   is   r ep lace d   w it h   n e w   co n tr o ller   w h ich   co n s is t s   o f   t w o   tr ian g u lar   w a v ef o r m s   g en er at o r s ,   co m p ar ato r   an d   P I   c o n tr o ller .   A n   e x te n s io n   o f   t h p r o p o s ed   s tr ateg y   to w ar d s   t h f l u x   h y s ter e s is   c o n tr o ller   is   i m p le m e n ted   in   [ 3 ]   in   o r d er   to   m a k i m p r o v e m en w it h   th f l u x   r ip p le.   I n   b o th   r esear ch es,  c o n s ta n s w itc h i n g   f r eq u en c y   i s   o b tain ed   s in ce   th in v er ter   s w itc h i n g   f r eq u e n c y   is   m ai n l y   af f ec ted   b y   s w itc h in g   f r eq u e n c y   in   t h to r q u h y s t er esis   b an d w id th   [ 4 ]   Oth er   p r o p o s ed   s o lu tio n   to   i m p r o v th p er f o r m a n ce   o f   co n v e n tio n al  DT C   d r iv es  is   t h e   i m p le m en ta tio n   o f   Sp ac Vec to r   Mo d u latio n   ( SVM)   s ch e m w h ich   is   u s u all y   r e f er r ed   as  DT C - SVM.   T h er ar v ar io u s   s tr ateg ies  f o r   DT C - SVM  ap p r o ac h   w h ich   ca n   class i f ied   as  DT C - SVM   ( a)   w i th   P I   co n tr o ller     [ 5 ] - [ 7 ]   ( b )   w it h   p r ed ictiv o r   d ea d - b ea co n tr o ller   [ 8 ]   ( c)   f u zz y   lo g ic  a n d /o r   n eu r al  n et w o r k s   [ 9 ]   an d   ( d )   v ar iab le  s tr u ct u r c o n tr o ( VSC )   [ 1 0 ] - [ 1 2 ] Ho w ev er ,   th ad ap tatio n   o f   SVM  in cr ea s e s   t h co m p lex it y   o f   t h e   DT C   d r iv w h ic h   s o m e h o w   a f f ec tin g   t h ac c u r ac y   o f   co n tr o p er f o r m a n ce   a n d   t h to r q u co n tr o d y n a m ic   p er f o r m a n ce .   M u lti lev el   in v er ter s   p r o v id h i g h er   n u m b er   o f   v o lta g v ec to r s   t h a n   t w o - le v el  i n v er ter s ,   h e n ce   o f f er i n g   m o r d eg r ee   o f   f r ee d o m   o f   v ec to r   s elec t io n .   L a tel y ,   DT C   d r iv es  f ed   b y   m u l tile v el  in v er ter   s u ch   a s   C ascad ed   H - B r id g Mu lt ilev el  I n v er ter   ( C HM I )   [ 1 3 ] , [ 1 4 ] ,   Neu tr al  P o in C la m p ed   ( NPC )   [ 1 5 ]   an d   Fly in g   C ap ac ito r   ( FC )   [ 1 6 ] - [ 1 7 ]   as  w ell   as  o p en - e n d   w in d i n g   co n f ig u r atio n   [ 1 8 ] - [ 1 9 ]   h av b e en   co n s id er ed   f o r   i m p r o v e m en t o f   DT C   p er f o r m an ce .       T h is   p ap er   p r o p o s es  co n s tan s w itch i n g   f r eq u e n c y   to r q u c o n tr o ller   f o r   D T C   o f   I u tili zin g   t h r ee - lev el  NP C   i n v er ter   w it h   t h p u r p o s o f   p r o d u ce   co n s ta n s w itc h in g   f r eq u e n c y   a n d   m i n i m ize  to r q u r ip p le.   T h im p r o v e m e n t o b tain ed   u s i n g   t h p r o p o s ed   m et h o d   is   v er if ied   v ia  e x p er i m e n tal  r es u lt s .       2.   CO NVEN T I O NA L   D T D RIVE S   DT C   d r iv es  w as   f ir s i n tr o d u c ed   b y   I .   T ak a h as h a n d   T .   No g u c h in   1 9 8 6   [ 2 0 ] .   T h is   s c h e m attr ac t s   g r ea atten tio n   b y   r esear c h er   as  it  o f f er s   les s   to r q u r ip p le,   r o b u s an d   s i m p le  s tr u ct u r   as  co m p ar ed   to   FO C   [ 2 1 ] .   T h s tr u ct u r o f   th co n v e n tio n al  DT C   o f   I d r iv es   is   illu s tr ated   in   Fi g u r 1 .   I co n s is o f   p air   o f   h y s ter es i s   co n tr o ller ,   lo o k - u p   tab le,   v o ltag s o u r ce   in v er ter   ( VSI ) ,   v o ltag ca lcu l atio n ,   d - q   cu r r en ca lcu latio n ,   s ec to r   d etec tio n   an d   esti m ato r   o f   f l u x   a n d   to r q u e.   T h r ee - lev el  h y s ter esis   c o n tr o ller   is   u s ed   to   co n tr o th to r q u w h i le  t w o - le v el  h y s ter esi s   co n tr o l ler   is   u s ed   to   co n tr o th f lu x .   T h o u tp u o f   b o th   h y s ter esi s   co n tr o ller s   as  w el as  th in f o r m atio n   o f   s ec to r   d etec tio n   ar f ed   to   th lo o k - u p   tab le  ( T ab le  1 )   in   o r d er   to   p r o d u ce   s u itab le  s w i tch i n g   s ta tes.  T h s w itc h i n g   s tates  b ec o m e s   th i n p u o f   V SI  an d   th v o ltag e   ca lcu latio n .           L o o k -   Up   T a b le   V o l tag e   S o u rc e   In v e rter   (V S I)   IM                                                d - q   C u rre n t   Ca lcu latio n                                   V o l tag e   Ca lcu latio n                               S tato F lu x   a n d   El e c tro m a g n e ti c   T o rq u e   Esti m a to rs                 T h re e - L e v e l   H y ste re sis    Co n tr o ll e r     Tw o - Lev e l   H y ste re sis    Co n tr o ll e r     +   +   -   -                     S e c to De tec ti o n                         Fig u r 1 .   Stru ct u r o f   C o n v e n t io n al  DT C   o f   I n d u ctio n   Mo to r   Dr iv es       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       C o n s ta n t S w itch in g   F r eq u en c a n d   To r q u R ip p le  Min imi z a tio n   o f D TC   o f I n d u cti o n     . . . .   ( Hu z a in ir a h   I s ma il)   1037   T ab le  1 .   L o o k - u p   tab le  f o r   s el ec tio n   o f   v o lta g v ec to r s   F l u x   Er r o r   S t a t u s,         T o r q u e   Er r o r   S t a t u s,         S e c t o r     I   S e c t o r     II   S e c t o r     III   S e c t o r     IV   S e c t o r     V   S e c t o r     VI   1     +3     ̅       [ 1 0 0 ]     ̅       [ 1 1 0 ]     ̅       [ 0 1 0 ]     ̅       [ 0 1 1 ]     ̅       [ 0 0 1 ]     ̅       [ 1 0 1 ]     0     ̅       [ 0 0 0 ]     ̅       [ 1 1 1 ]     ̅       [ 0 0 0 ]     ̅       [ 1 1 1 ]     ̅       [ 0 0 0 ]     ̅       [ 1 1 1 ]     - 3     ̅       [ 0 0 1 ]     ̅       [ 1 0 1 ]     ̅       [ 1 0 0 ]     ̅       [ 1 1 0 ]     ̅       [ 0 1 0 ]     ̅       [ 0 1 1 ]     0     +3     ̅       [ 1 1 0 ]     ̅       [ 0 1 0 ]     ̅       [ 0 1 1 ]     ̅       [ 0 0 1 ]     ̅       [ 1 0 1 ]     ̅       [ 1 0 0 ]     0     ̅       [ 1 1 1 ]     ̅       [ 0 0 0 ]     ̅       [ 1 1 1 ]     ̅       [ 0 0 0 ]     ̅       [ 1 1 1 ]     ̅       [ 0 0 0 ]     - 3     ̅       [ 0 1 1 ]     ̅       [ 0 0 1 ]     ̅       [ 1 0 1 ]     ̅       [ 1 0 0 ]     ̅       [ 1 1 0 ]     ̅       [ 0 1 0 ]       Fig u r 2   s h o w s   t h t w o - le v el   th r ee - p h ase  v o ltag s o u r ce   i n v er ter   ( VSI )   cir cu it.  I co n s i s ts   o f   d s o u r ce          an d   t w o   I GB T s   f o r   ea ch   i n v er ter   leg /p h ase.   T h u p p er   s w i tch e s   f o r   ev er y   p h a s i s   r ep r esen ted   b y       ,   w h er x   is   p h a s a,   b   o r   c.   No ted   th at,   th s w itc h in g   s tate  o f   th lo w er   s w itc h es  (     ̅ ̅ ̅ )   m u s b e   co m p le m e n tar y   w it h   t h u p p er   s w itc h es.  Fo r   e x a m p le,   i f   t h u p p er   s w itc h   o f   p h ase  a   is   t u r n ed   ON,   (       1 ) ,   th lo w er   s w itc h   o f   p h ase  a   m u s b tu r n ed   OFF  (       ̅ ̅ ̅   0 ) .   T h e   in v er ter   p r o d u ce s   eig h s w itc h in g   s tate s   w h ic h   co n s is ts   o f   s ix   ac t iv v ec to r s   (   ̅         ̅     )   an d   t w o   ze r o   v ec to r s   (   ̅       an d     ̅     )   w h ic h   lo ca te d   at  th o r ig i n   o f   d - ax is   a s   s h o w n   i n   Fi g u r 3 .             3.   T H RE E - L E VE L   N E UT RA L - P O I NT   C L AM P E ( NP C)   I NVER T E R   T h r ee - lev el  NP C   in v er ter   w as   in itial l y   p r o p o s ed   b y   A .   Nab a et.   al  i n   1 9 8 1   [ 2 2 ] .   T h s tr u c tu r o f   th e   in v er ter   w it h   co n n ec ted   to   t h r ee - p h ase   lo ad   ( o r   I M)   is   s h o wn   i n   Fi g u r 4 .   I co n s is t s   o f   d s o u r ce   V dc ,   t w o   ca p ac ito r s ,   s ix   d io d es  an d   t welv s w i tch e s   ( I GB T s ) .   T er m i n al  P   an d   N   r ep r esen t h p o s iti v an d   n eg ati v e   ter m i n als  as  th e y   ar co n n ec t ed   to   th p o s itiv an d   n eg ati v o f          r esp ec tiv el y .   Me an w h i le ,   ter m i n al  O   is   d ef in ed   as  p o in b et w ee n   t wo   ca p ac ito r s   an d   it  is   also   k n o w n   as  n eu tr al  p o in t.  No ted   th at,   n   is   th n e u tr al   p o in t o f   th r ee - p h ase  lo ad   ( o r   I M) .     Fig u r 5   illu s tr ates  th m ap p i n g   o f   v o ltag v ec to r s   p r o d u ce d   b y   t h t h r ee - le v el  NP C   in v er ter .   T h v o ltag v ec to r s   f o r m   t w o   h e x ag o n s   ( i n n er   an d   o u ter )   w i th   t h o r ig i n   is   d ef i n ed   as  t h p o in o f   r ef er e n ce .   T h in v er ter   co m p r i s es o f   2 7   s w itc h in g   s tates b u t o n l y   1 9   v o lta g e   v ec to r s   ar av ailab le  s in ce   s i x   v o ltag v ec to r s   i n   in n er   h ex a g o n   h av r ed u n d an s w itc h i n g   s tate.   T h ese  v o ltag v ec to r s   ca n   b ca teg o r ized   in to   f o u r   t y p es   +   -                                  ̅ ̅ ̅         ̅ ̅ ̅         ̅   P h a se   a   P h a se   b   P h a se   c   [ 1 1 0 ]   [ 0 1 0 ]   [ 0 1 1 ]   [ 0 0 1 ]   [ 1 0 1 ]     ̅           ̅               ̅               ̅               ̅             [ 1 0 0 ]     ̅               ̅                ̅              [ 0 0 0 ]   [ 1 1 1 ]           S e c t o r   I   S e c t o r   I I   S e c t o r   I I I   S e c t o r   I V   S e c t o r   V   S e c t o r   V I   Fig u r 2 .   A   t h r ee - p h a s VSI   ci r cu it   Fig u r 3 .   Vo ltag v ec to r s   o f   t h r ee - p h ase  V SI   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 0 3 5     1 0 4 9   1038   b ased   o n   th eir   a m p lit u d w h i ch   ar lo n g ,   m ed iu m ,   s h o r a n d   ze r o   v o ltag v ec to r s .   T ab l 3   s h o w s   t h t y p e,   s w itc h in g   s tate  an d   m a g n it u d o f   ea ch   t y p o f   v o ltag v ec to r s .             T ab le  3 .   T y p o f   v o lta g v ec to r s   an d   m a g n i tu d o f   t h r ee - lev e l N P C     Ty p e   o f   v o l t a g e   v e c t o r   S w i t c h i n g   S t a t e   M a g n i t u d e   L o n g   a mp l i t u d e   P P N ,   P N N ,   P N P ,   N N P ,   N P P ,   N P N   2V d   /   3   M e d i u a m p l i t u d e   O P N ,   P O N ,   P N O ,   O N P ,   N O P ,   N P O   V d   / 3   S h o r t   a m p l i t u d e   P P O ,   P O O ,   P O P ,   O O P ,   O P P ,   O P O ,   O O N ,   O N N ,   O N O ,   N N O ,   N O O ,   N O N   V d   /   3   Z e r o   a mp l i t u d e     P P P ,   O O O ,   N N N   0       4.   CO NST A NT   S WI T CH I N G   F RE Q UE N CY  ( CSF)   T O R Q U E   CO NT RO L E R   F O DT O F   I M   DRIV E S W I T H   T WO - L E V E L   I NVE RT E R   On o f   th p r o p o s ed   s o lu tio n   to   p r o d u ce   co n s tan s w itc h i n g   f r eq u en c y   an d   m in i m ize  to r q u r ip p le   o f   co n v en t io n al  DT C   d r iv e s   w it h   t w o - le v el  i n v er ter   is   b y   r ep lacin g   t h to r q u h y s ter es i s   co n tr o ller   w it h   a   C o n s tan S w itc h in g   Fre q u e n c y   ( C SF )   to r q u co n tr o ller   [ 2 3 ] - [ 2 5 ] .   Fig u r 6   s h o w s   b lo ck   d iag r a m   o f   t h C SF   to r q u co n tr o ller   w h ic h   co n s i s ts   o f   t w o   tr ia n g u lar   ca r r ier   w a v e f o r m s ,   C uppe r   an d   C lo w e r   t h at   ar 1 8 0 °  o u o f   p h ase  to   ea c h   o t h er ,   t w o   co m p ar ato r s   an d   P I   co n tr o ller .   S tr u ctu r e   o f   th e   P I   co n tr o ller   is   il lu s tr a ted   in   Fi g u r e   7.   T h co m p ar ed   o u tp u b et wee n                 an d         ar f ed   to   th P I   co n tr o ller   w h ic h   co n s i s o f       an d           g ain   an d   also   d is cr ete - ti m i n teg r a to r   b lo ck s .   T h o u tp u f r o m   t h P I   co n tr o ller ,          is   th e n   co m p ar ed   w ith   C uppe r   an d   C lo w e r   to   p r o d u ce   th to r q u er r o r   s tatu s   (     ) .         h as  th r ee   d i f f er en s ta tu s 1 ,   0   an d   - 1 w h ich   ar s i m ilar   to   s tatu s   p r o d u ce   b y   h y s ter e s is   co n tr o ller   in   o r d er   to   m a in tai n   th s i m p l icit y   o f   th co n v e n tio n al  DT C .   Ho w e v er ,   u s i n g   th C SF   tec h n iq u e,   th s ta tu s   o f         is   g o v er n ed   as f o llo w s :                                                                                ( 1 )           {                                                                                                                                                                                                                         N P N       N P O       N P P       NOP        NNP      ONP      P N P   P N O   P N N   P O N   PPN      O P N   OON   PPO      NON       NOO      NNO   ONO   ONN   P O O   P O P     OOP       O P P      O P O   PPP   OOO   NNN   v C1      S c1      S c2      S c3      S c4     S b1      S b2      S b3      S b4      S a1      S a2      S a3      S a4   v C2   V dc   +   +   O   n   v an   v bn   v cn   +   -   +   -   +   -       C1        C2   N   P       a      b       c   Fig u r 5 .   Vo ltag v ec to r s   p r o d u ce d   b y   t h r ee - lev el  NP C   i n v er ter   Fig u r 4 .   A   t h r ee - le v el  NP C   i n v er ter   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       C o n s ta n t S w itch in g   F r eq u en c a n d   To r q u R ip p le  Min imi z a tio n   o f D TC   o f I n d u cti o n     . . . .   ( Hu z a in ir a h   I s ma il)   1039       T h m o d elli n g   o f   to r q u lo o p   is   r eq u ir ed   in   o r d e r   to   d eter m in t h p ar a m eter s   t h th P I     co n tr o ller   [ 1 9 ] .   First,  t h m o d ellin g   o f   IM   in   s tatio n ar y   r ef er en ce   f r a m ca n   b g i v e n   as  f o llo w s :       ̅                   ̅        ( 2 )                       ̅                ̅     ( 3 )       ̅                         ( 4 )       ̅                         ( 5 )                     ̅           ( 6 )     w h er     ̅     an d     ̅     ar s tato r   an d   r o to r   f lu x e s ,     ̅     is   s tato r   v o ltag e,         r ep r esen ts   r o to r   s p ee d ,             an d         d en o te  s tato r ,   r o to r   an d   m u t u al  in d u cta n ce s ,         an d       ar s tato r   an d   r o to r   cu r r en ts ,         is   elec tr o m a g n eti c   to r q u w h i le   P   is   n u m b er   o f   p o le  p air .   B y   u s i n g   ( 2 ) - ( 6 ) ,   th p o s itiv a n d   n eg at iv e   s lo p o f   to r q u eq u atio n s   (             an d             co u ld   b o b tain ed   as  b elo w   [ 2 6 ] , [ 2 7 ] :                         (                     )                           [ (   ̅             ̅   )       ̅   ]   ( 7 )                             (                     )                           [ (         ̅   )       ̅   ]   ( 8 )     w h er       is   lea k a g co ef f icie n t .   E q u atio n s   ( 7 )   an d   ( 8 )   ar th e n   s i m p li f ied   a n d   w r itte n   i n   s ta tio n ar y   r e f er en ce   f r a m i n   ter m s   o f   s y n ch r o n o u s   s p ee d   an d   d u t y   r atio   as f o llo ws:                                  ̅         (             )   ( 9 )                                    ( 1 0 )     w h er e,                      ( 1 1 )                                     ( 1 2 )                                             ( 1 3 )   S T     T e , r e f     PI   C o n t r o l l e r              T pi   +   -   T e   C uppe r   -   +          C low e r   +       -     +     +       1       1   +   +   K p   K i   ε T   T pi   D i scre t e -   T i me   I n t e g r a t o r                    F ig u r e   6.   B lo ck   d iag r a m   o f   C SF   to r q u co n tr o ller   f o r   t w o - le v el  DT C   d r iv es   Fig u r 7 .   Stru ct u r o f   P I   C o n tr o ller     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 0 3 5     1 0 4 9   1040   Fig u r 8   s h o w s   th b lo ck   d iag r a m   o f   lin ea r ized   to r q u eq u at io n   w h ic h   it  is   d eter m i n ed   b y   u s i n g   ( 9 ) .   T h to r q u E q u atio n ,   ex p r ess e d   in   f r eq u e n c y   d o m ai n   i s   g i v e n   as   (1 4 ).         (   )         ̅     (   )              (   )         ( 1 4 )             5.   P RO P O SE CSF  T O R Q U E   CO NT RO L L E R   F O DT O F   I M   DRIVE W I T H   T H R E E - L E V E L   NP I NV E R T E R   Fo r   th DT C   o f   I d r iv e s   w it h   th r ee - le v el  NP C   in v er te r ,   th p r o p o s ed   C SF   to r q u co n tr o ller   co n s is ts   o f   a   P I   co n tr o ller ,   s i x   h y s ter esi s   co m p ar ato r s   a n d   s i x   tr ia n g u lar   w av e f o r m s   ( C ar r ier   1 ,   2 ,   3 ,   4 ,   5     an d   6 )   as  illu s tr ated   in   Fi g u r 9 C ar r ier   1 ,   2   an d   3   a r 1 8 0 °  o u o f   p h ase  w i th   C ar r ier   4 ,   5 ,   an d   6 .   T h s tr u ct u r o f   t h P I   co n tr o ller   i s i m ilar   as   i n   t w o - le v el  DT C   d r iv e s   s h o w n   i n   Fi g u r e   7 .   As  ca n   b n o ticed ,   h y s ter esi s   co m p ar ato r   is   also   in clu d ed   in   t h p r o p o s ed   co n tr o ller .   Ho w e v er ,   u n lik t h e   co n v en tio n al  DT C   d r iv es,  th co m p ar ato r   is   u s ed   f o r   co m p ar is o n   o f   o u tp u o f   P I   co n tr o ller   an d   tr ian g u la ca r r ier   w av e f o r m .   T h to r q u co n tr o ller   p r o d u ce s   s ta tu s         w h ich   ar s i m ilar   w it h   s e v en - le v el  h y s ter es is   co n tr o ller   [ 2 8 ] .   T h s tatu s   o f   th p r o p o s ed   to r q u co n tr o l ler   is   o b tain ed   as f o llo w s :           {                                               f or   T p   C ar r ier   1     f or   C ar r ier   2     T p i <   C ar r ier   1   f or   C ar r ier   3     T p i <   C ar r ier   2   f or   C ar r ier   4     T p i <   C ar r ier   3   f or   C ar r ier   5     T p i <   C ar r ier   4   f or   C ar r ier   6     T p i <   C ar r ier 5   f or   T p i <   C ar r ier   6     Fig u r 1 0   illu s tr ates  t h tr ia n g u lar   ca r r ier   w a v ef o r m s   f o r   th p r o p o s ed   co n tr o ller   w h ic h   co n s is o f   th r ee   s et s   o f   is o s ce les  tr ia n g le s .   C ar r ier   3   is   u t ilized   f o r   lo w   s p ee d   o p er atio n ,   C ar r ier   2   is   f o r   m ed i u m   s p ee d   o p er atio n   an d   C ar r ier   1   s ig n i f i es th h i g h   s p ee d   o p er atio n .   B y   r ef er r i n g   to   t h f ig u r e,   ab s o l u te  s lo p o f   C ar r ier   3   ( i.e .   lo w   s p ee d   o p er atio n )   an d   C ar r ier   1   ( i.e .   h ig h   s p ee d   o p er atio n )   ca n   b ca lcu lated   u s i n g   E q u atio n   (1 5 an d   ( 1 6 ):                                                                                                                                ( 1 5 )                                                                                                                            ( 1 6 )     w h er               is   t h p er io d   o f   C ar r ier   3   ( o r                 is   th p er io d   o f   C ar r ier   1 )   o f   p r o p o s ed   co n tr o ller ,                 d en o tes  th f r eq u en c y   o f   C ar r ier   3   ( o r                 d en o tes  th f r eq u e n c y   o f   C ar r ier   1 )   f o r   lo w   s p ee d   o p er atio n   an d              ( o r            )   in d icate s   th p ea k   to   p ea k   m a g n itu d o f   C ar r ier   3   ( o r   C ar r ier   1 ) .   E q u atio n   ( 1 5 )   is   v a lid   to   d eter m in t h ab s o lu te  s lo p o f   C ar r ier   2   ( i.e .   m ed iu m   s p e ed   o p er atio n ) .   T h is   is   b ec au s e   th m a g n it u d an d   p er io d   o f   th C ar r ier   2   ar s i m ilar   w it h   C ar r ier   3 .     PI   C o n t r o l l e r                              T e , r e f   ( s)   T e   ( s)   +   -   T ( s)   d ( s)   T p i ( s)   Fig u r 8 .   L in ea r ized   to r q u lo o p   b lo ck   d iag r am     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       C o n s ta n t S w itch in g   F r eq u en c a n d   To r q u R ip p le  Min imi z a tio n   o f D TC   o f I n d u cti o n     . . . .   ( Hu z a in ir a h   I s ma il)   1041         I n   g e n er al,   th tr an s f er   f u n ct io n   o f   t h P I   co n tr o ller   is   w r itte n   as  f o llo w s :          (   )     (   )                     ( 1 7 )     w h er       is   p r o p o r tio n al  g ain   a n d         is   i n te g r al  g ain .   T h P I   co n tr o ller   h as  to   b d esi g n ed   b ased   o n   t h e   co n s tr ain th a th s lo p o f          m u s n o ex ce ed   th ab s o l u te  o f   tr ian g u lar   ca r r ier   w av e f o r m .   No ted   th at,   t h e   s lo p o f          is   in f lu e n ce d   b y       .   Fo r   lo w ,   m ed iu m   a n d   h i g h   s p ee d   o p er atio n ,   th P I   c o n tr o ller   ar d esig n ed   a s   f o llo w :     5 . 1 .   Ca s 1 :   L o w   Sp ee d O pera t io   T h E q u atio n   o f   p o s itiv s lo p o f   to r q u at  lo w   s p ee d   o p er atio n   ar r e w r itte n   f r o m   ( 9 ) :                                  ̅             (               )   ( 1 8 )     B ased   o n   ab o v eq u atio n s ,   d es ig n   o f   P I   co n tr o ll er   f o r   p o s itiv s lo p m u s t sati s f ied   th E q u atio n   ( 1 8 ) .                                                       *              ̅           (               ) +            ( 1 9 )     T h m a x i m u m   p o s iti v s lo p is   ass u m ed   to   o cc u r   at  ze r o   r o t o r   s p ee d   an d   at  r ated   s lip   w h ic h   ar as f o l lo w :                                    ( 2 0 )     T h p r o p o s ed   DT C   d r iv es  ap p l y   s h o r a m p lit u d o f   v o lta g v ec to r s   f o r   in cr ea s in g   t h to r q u e.   He n ce ,   th m a g n it u d o f   s tato r   v o lt ag o f   s h o r a m p lit u d o f   v o ltag v ec to r ,     ̅                  .   T h ter m         i n     E q u atio n   ( 1 9 )   is   ex p r ess ed   in   ( 2 1 )   w h ic h   it is   r ep r esen ted   f o r   lo w   s p ee d   co n d itio n .                                    ̅         ( 2 1 )     S T         +   +   +   +   +   +   C a r r i e r   3   -   +          C a r r i e r   2   -   +              C a r r i e r   1   -   +              C a r r i e r   4   +       -        C a r r i e r   5   +         -          C a r r i e r   6   +         -                   +   -   T r e f   Te   T p i   P I     C o n t r o l l e r   Fig u r 9 .   P r o p o s ed   C SF   to r q u co n tr o ller   f o r   DT C   o f   I d r iv es u tili z in g   t h r ee - le v el  NP C   in v er ter     Fig u r 10 .   T h tr ian g u lar   ca r r ier   w av e f o r m   f o r   p r o p o s ed   C SF   to r q u co n tr o ller                                                                                                                100   66   33   Ca rrier  1   Ca rrier  2   Ca rrier  3   0                                                                 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 0 3 5     1 0 4 9   1042   T h er ef o r e,   b y   s u b s tit u ti n g   ( 1 5 ) ,   ( 2 0 )   an d   ( 2 1 )   in to   ( 1 9 ) ,   th p r o p o r tio n al  g ain   f o r   p o s itiv s lo p at  lo w   s p ee d   o p er atio n ,   (        )   ca n   b w r itte n   as  f o llo w :                  |                        | |                ̅           (                    ) |   ( 2 2 )     I n   co n tr ast,  t h n e g ati v s lo p o f   to r q u eq u atio n   i n   ( 1 0 )   is   r e w r ite  as  f o llo w :                                    ( 2 3 )     E q u atio n   ( 2 4 )   m u s b s atis f i ed   to   d ete r m i n t h g ai n   o f   p r o p o r tio n al  f o r   n eg ati v s lo p o f   to r q u at  lo w   s p ee d   o p er atio n   (        )                                                         [                 ]          ( 2 4 )     T h m a x i m u m   n e g ati v s lo p e   is   ass u m ed   to   o cc u r   at   m a x i m u m   s p ee d   ac h ie v ed   f o r   lo w   am p li tu d v o lta g v ec to r   ( i.e .     ̅                  ) .   So ,   m ax i m u m         r ea ch ed   at  lo w   s p ee d   is   h al f   o f   t h       in   t h r ee - le v el  NP C   an d   i t   y ield   as f o llo w :                                                               (              )                                                     (      )   ( 2 5 )                                ( 2 6 )     T h ze r o   am p lit u d v o ltag v ec to r s   ( i.e .               )   is   e m p lo y ed   f o r   d ec r ea s in g   th to r q u at  l o w   s p ee d   o p er atio n   o f   DT C   d r iv es.  T h u s ,   th m a g n it u d o f   s tato r   v o l tag o f   ze r o   a m p lit u d v o lta g v ec to r ,     ̅           T h en ,            is   o b tain ed   in   E q u atio n   ( 27 )   b y   s u b s tit u ti n g   ( 1 5 ),   ( 2 5 )   an d   ( 2 6 )   in to   ( 2 4 )   an d   y ield :                  |                        | |                |   ( 2 7 )     T h u s ,   t h s m aller   v al u b et w e en            an d            is   ch o s e n   as   g ai n   o f   p r o p o r tio n al  at  lo w   s p ee d   (      )   to   m ak e   s u r t h at  th s lo p o f          w il l n o ex ce ed   th s lo p o f   C ar r ier   3 .   T h in teg r al  g a in   i s   d eter m i n e d   as f o llo w s :                       ( 2 8 )     5 . 2 .   Ca s 2 :   M ediu m   S peed  O per a t io n   A m ed iu m   s p ee d   o p er atio n ,   th p o s itiv s lo p o f   to r q u is   g i v e n   in   ( 1 8 ) .   B y   tak in g   i n to     ac co u n ( 1 8 ) ,   th co n d itio n   in   ( 2 9 )   m u s b s atis f ied   s o   th at  t h v al u o f   p r o p o r tio n al  g ain   o f   p o s itiv s lo p at  m ed iu m   s p ee d   (        )   ca n   b o b tain ed .                                                       *              ̅           (               ) +            ( 2 9 )     I is   ass u m ed   th a th m ax i m u m   p o s iti v s lo p is   o cc u r r ed   at  th m a x i m u m   s p ee d   ac h iev ed   f o r   s h o r a m p lit u d o f   v o lta g v ec to r s   ( i . e.     ̅                  ) .   E q u atio n   ( 3 0 )   an d   ( 3 1 )   ar w r itte n   f o r         an d       .                              ( 3 0 )                              ( 3 1 )     T h m ed iu m   a m p lit u d v o lta g v ec to r s   i s   e m p lo y ed   i n   p r o p o s ed   m et h o d   to   i n cr ea s th to r q u a n d   t h e   m ag n it u d   ̅                  T h ter m         in   ( 2 9 )   d en o tes co n ti n u o u s   d u t y   r atio   o f   m ed i u m   s p ee d   o p er atio n .                                    ̅         ( 3 2 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       C o n s ta n t S w itch in g   F r eq u en c a n d   To r q u R ip p le  Min imi z a tio n   o f D TC   o f I n d u cti o n     . . . .   ( Hu z a in ir a h   I s ma il)   1043   B y   s u b s t itu tin g   ( 15 ) ,   ( 30 ) ,   ( 3 1 )   an d   ( 3 2 )   in to   ( 2 9 ),            ar ex p r ess ed   as f o llo w s :                  |                        | |                ̅           (               ) |   ( 33)     On   th o th er   h a n d ,   th E q u at io n   o f   n eg at iv s lo p o f   to r q u is   p r esen ted   in   ( 3 4 ) .   A s   ca n   b n o ticed ,   th p o s itiv a n d   n eg a tiv s lo p ar u s i n g   s a m eq u atio n .   T h is   is   d u to   th ap p licatio n   o f   v o ltag v ec to r   f o r   d ec r ea s in g   th e   to r q u i n   n eg a tiv s lo p is   n o   lo n g er   ze r o   a m p lit u d v o lta g v ec to r s   a s   a p p lied   at  lo w   s p ee d   o p er atio n .                                    ̅             (               )   ( 3 4 )     T h d esig n   o f   P I   co n tr o ller   m u s m ee t t h co n d itio n   a s   f o llo w s :                                                         *              ̅           (               ) +            ( 3 5 )     T h m a x i m u m   n e g ati v s lo p is   a s s u m ed   to   o cc u r   at   m a x i m u m   s p ee d   ac h iev ed   f o r   m e d iu m   a m p l itu d o f   v o ltag v ec to r   ( i.e .     ̅                  ) .   So ,         is   d eter m in ed   f r o m   ( 3 0 )   an d   th m a x i m u m         is   o b tain ed   b y   u s i n g   ( 3 6 ) .                                                               (        )   (     )   ( 3 6 )     T h s h o r t   a m p l itu d o f   v o ltag v ec to r s   i s   c h o s e n   f o r   d ec r ea s in g   t h to r q u a m ed iu m   s p ee d   o p er atio n   o f   th e   p r o p o s ed   m et h o d .   T h en ,   b y   s u b s titu t in g   ( 1 5 ) ,   ( 3 0 ) ,   ( 3 6 )   in to   ( 3 7 ).                    |                        | |              ̅           (               ) |   ( 3 7 )     T h er ef o r e,   th s m aller   v al u o f            an d            is   s elec ted   as         to   e n s u r th at   th e   s lo p o f          n o ex ce ed   t h e   s lo p o f   C ar r ier   2 .   T h in teg r a l g ain   i s   o b tain ed   as  f o llo w s :                       ( 3 8 )     5 . 3 .   Ca s 3 :   H ig h Speed O pera t io n   Fo r   th is   o p er atio n ,   th p o s itiv s lo p o f   to r q u is   g iv en   i n   ( 1 8 )   an d   b ased   o n   it,  th p r o p o r tio n al  g ai n   o f   p o s itiv s lo p at   h ig h   s p ee d   o p er atio n   (        )   ca n   b d eter m i n e d   an d   th co n d itio n   i n   ( 3 9 )   m u s t b s atis f ied .                                                       *              ̅           (               ) +            ( 3 9 )     T h m a x i m u m   p o s iti v s lo p is   ass u m ed   to   o cc u r   at  m ax i m u m   s p ee d   ac h ie v ed   f o r   m e d iu m   a m p lit u d o f   v o ltag v ec to r s   ( i.e .     ̅                  ) .   L o n g   am p lit u d o f   v o lta g v ec to r s   i s   e m p lo y ed   i n   p r o p o s ed   m et h o d   to   in cr ea s t h to r q u an d   th m ag n i tu d e,     ̅                  .   T h co n tin u o u s   d u t y   r atio   o f   h i g h   s p ee d   o p er ati o n   i r ep r esen ted   b y         is   w r i tten   i n   ( 4 0 ) .                                    ̅         ( 4 0 )     T h u s ,   b y   s u b s tit u ti n g   ( 16 ) ,   ( 30 ) ,   ( 3 1 )   an d   ( 40 )   in to   ( 3 9 ) ,            ar o b tain ed   as f o llo w :                  |                        | |              ̅           (               ) |   ( 4 1 )     C o n v er s e l y ,   t h n eg a tiv e   s l o p o f   to r q u i s   w r i tten   i n   ( 3 4 ) .   No ted   th at  t h eq u atio n   o f   n eg ati v e   s lo p i s   s i m ilar   w it h   m ed i u m   s p ee d   o p er atio n   w h ich   th s elec tio n   o f   v o ltag v ec to r s   i s   d if f e r   f r o m   lo w   s p ee d   co n d itio n .     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 0 3 5     1 0 4 9   1044                                                     *              ̅           (               ) +            ( 4 2 )     T h m a x i m u m   n e g ati v s lo p is   ass u m ed   to   o cc u r   at  m a x i m u m   s p ee d   ac h ie v ed   f o r   lo n g   a m p lit u d o f   v o lta g e   v ec to r   ( i.e .     ̅                  ) .   So ,         is   d eter m in e d   b y   u s i n g   ( 3 0 )   an d   th m a x i m u m         is   ex p r es s ed   in   ( 4 3 ) .                                                               (        )   ( 4 3 )     T h s h o r t   am p lit u d o f   v o lta g v ec to r s   is   ch o s en   f o r   d ec r ea s in g   th to r q u at  h i g h   s p ee d   o p e r atio n   o f   th e   DT C   d r iv es.  T h en ,   th p r o p o r t io n al  g ai n   f o r   n eg ati v s lo p at  h ig h   s p ee d   o p er atio n   (        )   is   g iv en   in   E q u a tio n   ( 4 4 )   b y   s u b s ti tu t in g   ( 1 6 ) ,   ( 3 0 ) ,   ( 3 2 )   an d   ( 4 3 )   in to   ( 4 1 ).                    |                        | |              ̅           (               ) |   ( 4 4 )     T h er ef o r e,   th s m aller   v al u o f            an d            is   s elec ted   as  g ai n   o f   p r o p o r tio n al  at  h ig h   s p ee d   o p er a tio n   (      )   to   en s u r th at   th e   s lo p o f          n o ex ce ed   th s lo p o f   C ar r ie r   1 .   T h in te g r al  g a in   i s   o b ta in ed   as  w r it ten     in   ( 4 4 ).                       ( 4 5 )     Fo r   th is   r esear ch ,   th v al u ( o r   g ai n )   o f   th e   P I   co n tr o ller   p ar am eter s   o f   t h p r o p o s ed   C SF   to r q u co n tr o ller   f o r   lo w ,   m ed i u m   an d   h ig h   s p ee d   o p er atio n   ar g iv e n   in   T ab le  4 .       T ab le  4 .   P ar am eter s   o f   p r o p o s ed   C SF   to r q u co n tr o ller   f o r   lo w ,   m ed i u m   a n d   h i g h   s p ee d   o p er atio n   P a r a me t e r   V a l u e   K pl   1 8 8 . 4 3   K il   3 8 2 . 6 7   K pm   5 1 . 8 1   K im   1 9 8 2 8 . 0   K ph   2 8 . 9 6   K ih   1 1 0 8 3 . 0       Fig u r 1 1   s h o w s   t h co m p lete   s tr u ct u r o f   DT C   o f   IM   d r iv e s   u s i n g   t h r ee - le v el   NP C   i n v er te r   w it h   t h e   p r o p o s ed   to r q u co n tr o ller .   A s   ca n   b s ee n ,   th o r ig in a s tr u ctu r an d   s i m p licit y   o f   co n v en tio n al  DT C   d r iv ar s till   b ei n g   m ain tain ed   a s   t h to r q u co n tr o ller   is   o n l y   u s ed   to   r ep lace   th h y s ter es is - b ased   co n tr o ller   o f   co n v e n tio n al   DT C   d r iv es.   N P C   in v er ter   h a v m aj o r   p r o b le m   w h ich   is   i m b ala n ce   o f   u p p er   an d   lo w er   ca p ac ito r .   He n ce ,   th B alan c in g   C o n tr o Stra te g y   b lo ck   i s   ap p lied   to   o v er co m t h p r o b lem .   T h is   b lo ck   r eq u ir es th i n f o r m atio n   o f   u p p er   an d   lo w er   ca p ac ito r   v o lta g e.       6.   E XP E R I M E NT A L   SE T UP   AND  RE SUL T S     T h w o r k ab ilit y   o f   t h p r o p o s ed   m et h o d   h ad   b ee n   ca r r ied   o u u s i n g   ex p er i m e n tal  s etu p   s h o w n   i n   Fig u r 1 2 T h s etu p   co n s i s ts   o f   DSP AC E   1 1 0 4   co n tr o ller   b o ar d ,   Field   P r o g r a m m er   G ate  A r r a y   ( FP G A ) ,   NP C   in v er ter ,   g ate  d r iv er s ,   v o ltag s e n s o r ,   cu r r en s e n s o r ,   IM   an d   DC   g e n er ato r .   T h p r o p o s ed   m e th o d   i s   i m p le m en ted   o n   D SP AC E   1 1 0 4   b o a r d .   T h ex p er im e n w as   p er f o r m ed   b y   u s i n g   IM   an d   DC   g e n er ato r   ac t s   a s   lo ad in g   u n it.  T h p ar a m eter s   o f   th i n d u c tio n   m o to r   u s ed   in   t h e x p er i m en t a r g iv e n   i n   T a b le  5 .     T h ex p er i m en tal   r es u lt s   b y   u s in g   t w o   ap p r o ac h es  w h ic h   ar DT C   o f   I w it h   NP C   i n v e r ter   u s i n g   h y s ter esi s   co n tr o ller   ( w it h   ac r o n y m   o f   DT C - NP C - HT C )   an d   DT C   o f   I w i th   NP C   i n v e r ter   u s i n g   p r o p o s ed   C SF   co n tr o ller   ( w it h   ac r o n y m   o f   DT C - NP C - C SF )   ar p r o v i d ed   in   o r d er   to   an a l y ze   t h i m p r o v e m en t   o f   DT C   d r iv es  i n   ter m s   o f   to r q u r ip p le  an d   s w i tch in g   f r eq u e n c y .   T h ex p er i m en tal  w o r k s   ar p er f o r m ed   f o r   th r ee   d if f er e n t o p er atio n s   w h ich   ar lo w ,   m ed i u m   an d   h ig h   s p ee d .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.