In terna t io n a J o u rn a l  o Pow e r El ectro n ics  a nd Dri v e  Sy s t em  ( IJ PE D S V o l. 11,   N o. 1,  M ar c h   2 02 0,   1 .   1 89~ 1 9 9   I S S N :   2088- 86 94,   D O I 10. 11 591 /i j p ed s. v1 1 . i1. pp1 89- 199     1 89     Jou rn al h o me pa g e :  htt p : / /ij p e ds. i ae sco r e. com   Closed-loop speed con t rol of s witched reluctance motor drive  fed from   n ovel converter with  reduced  number of switches       Ashok   Kuma r Ko lluru ,   M a l li g u nta   Ki ra K u ma r   Depart m e nt of Elect rical  a nd El ect ron i cs  En g i n eerin g, Ko n eru La ks hm ai ah E ducat io n   F o un dation,  I n d i a       Ar ticle  Info    AB S T RA CT   A r t i c l e hi sto r y:  Rec e i ve dA pr   4 ,   2019  R e v i sed   J u l   8 , 2 019  Acc e p t e d  No v   1 0 ,   2 019      The  p a per   p r ese n t s   a   n ov el  c o n v e rt er  c on f i gu ration   wit h   f ew er  f or  s wit c hed  rel u ct ance  m o t o (S RM)  d r ive.   T he  p ropo sed   nov el  c on vert er  i ns i s t f o l e ss  num b e o f   s w itches   co m p ared  t o   co nv entio n a asy m m e tri c a l   t yp o c o nv erter  con f ig urati o n   f o swit ched   r eluct a nce  m o t o r.  S w i t c c ou nt  red u ct io i n  conv erter  red u c e s   th lo ss es,   volum e   of   h eat  s in k,   a n d   n umb e of  gate  d riv e   c i r cui t s   a nd  th ere b th perf o r man c e   of   t he  s y s t e m.   Close d   l oo p   speed   c on trol   o f   swit ched   r eluct a nce  m o t o f e f r om   p ropos ed  n o vel   c o nv erter  t opo logy   w as  p resen t ed   i t h i s   p aper.  P e rf o r man ce  of   cl osed   l o op  operat i o n   i co m p ared  t op en  l oop   s y s t e m .   F u r t h er  t he  p rop o s e d  c o n v e r t e r   fo S R MT   i eval uated   w i t h   l o a ded   co ndi ti on   a n d   c om parat i v e   a n a ly sis  o f   no-l o ad   a nd   l oaded  S R M   i s   p res e nted .   T h mo de p r esen ted  is  d ev elo p ed   a nd   the  res u lts  a re  a n a ly zed  u s i n g   M ATLA B/S I MUL I N K   s o f t w are.  C l o s e d   l oo perf orm a nce  o f   p ropo sed   n o v e con v erter  f e sw it ched   r el uct a n c e   m otor   driv e is  v e r ified   at f ixed  s peed  a n d   v ariab l e s p eed  con di ti ons .   Key w o rds:   C l ose d   l oo p   Co nt rol   S p eed   Swi t ch ed  re l u c t a n c e   m o tor C o n v e r te for SRM   T h is  is an  op en  a ccess  ar ti cle u n d e r t h CC  B Y -S A  li cense.    C o rres pon d i n g  A u th or:   A s ho K u ma r   K o l l ur u,    D e par t m e nt  o f   Elec t r i c a l   a nd  Elec t r on i c E n gi neer in g,   K one r u La ks h m aiah  E d u cat i on  F oun da ti on,   Guntur- 522502,   Andhra P r ad es h,  I ndi a.  Ema i l:  k oll u r u a s ho k2 0 6@g ma i l . co m       1.   INTRODUCTI O Switche rel u cta n ce   m o t or   ( S R M)   i a   spec ia l   e l ect ric a m ach i n e   i m o der n   d a y   e lec t r i ca l   a p p lica tio ns  d u e   t its  s uper i o r   m e r it o v e r   o ther  t ype   o e l e c trica l   m a c h i nes.  S R M   b a s i c a lly  o pe rates  on   t h e   pr inc i p l o f   r el ucta nc tor q ue   w hic h   i r e sp ons ib le  f or   t he   r ot a t i on  of   r o t or   [ 1- 7] .   S i m p le  c o n str u c tio n   ov e r   ot her   c o nve n tiona e l e c tr i c a l   m ac hi ne m a k e S R M   t h pr e f er r e ma ch i n e.  S wi t c h e d   re lu c t an ce   m a c h in e   i s   a   do u b l y   s a lie n t   p o l m ach ine  i n   w h i c h   s ta tor  a n d   r o t o a s   w e l c on si st of   s a l i e nt   p ol es.  C o il are   wo und ed   on  sta t or   p o l es  a n d   r o t or   i j u s t   a   s im ple   f e r r o- ma gnet i sa li ent  m a te r i al.   Rot o r   o f   s w i tc hed  r e lu c t a n ce   m otor   c o n s is ts  o ne ithe r   c o ils  nor   p e r m a nent  m agne ts.  Hig h   r elia b i li ty  a nd  low   cos t   m a k S R ver y   m uch  a p p lica b le  t m a ny  of  t he   a p p l i ca tio ns  [ 8- 1 1 ] .     S R M ,  t h e s e  d a y s   i s   a  p r e d o m i n a n t   o p t i o n   a s   a   m o t o r   u s e d  i n   a d j u s t a b l e  s p e e d  d r i v e  s y s t e m   w i t h   m i ni m u m   co st   a nd  h i g h   r e l i a bi l ity.   D u e   t o   n o n - e xis t enc e   of   w i n d in gs  on  r o t o r ,   w eig h of  t he   r ot or   p ar de cr e a ses  an as  a   r esul r o t o r   ca r o t a te  a h i gh  s p ee ds.   S R f i nd t h e   app l icat i o ns  i h i gh  s p ee dr i v es     [ 1 2 - 1 5 ] .   O w i n g   t f u r t her   in he r e n t   a d v a n t a ges  l i ke   h i g e f f i cie nc y,  h i g h   reliab i lit y,  e xc elle n t   f a u lt-t o l e ra nce,  a nd  h i gh  s t ar t i ng  t o r q ue  i ini t i al   a c celer a t ions,   S R Ms  a r e   p r e f e rred   to   b a   c o mp et it iv t o   o t h er  t yp e   of  spec ial  a p plica tio e l ec t r ic al  m ac hine [ 16- 20] .   S w itche r e luc tance   m o t o r   r e qu ir es  s en sor s   f or   i ts  p o s i t i o n   se n s in bu i n te ns i v e   r e se ar c h   i S R M,   m a d se nsor le ss  s pe ed  c o ntrol  p o ss ib l e R e q u ir e m e n of  s e n s o rs  f or  pos i tio se n s i n g,   a cous tic   n o i se   a r e   d isad va nta g e s   o S R M.   A par f r o t h e s tw o,   t he   m a i di sa dva nta g i n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I S S N :208 8- 8 6 9 4   I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st  V ol .   11,   N o.   1 M a r   2020  :1 89  –  1 9 9   19 0 S R i n c l u d es   h i gh  tor que   r ip p l e s .   Th o u g h   t he   u sa ge  o S R in  i n d u s t r i e s  i s   l e s s ,  S R M  c a n  a c h i e v e   r e lat i ve l y   h i g spe d c o mpa r ed  t o t hr   m otor s.     The  i m p o rta n t   po i n whe r e   SRM  s t an ds   h i g is  i ts  c o n tro l   c ircui t   tu nes  t h e   t o r que- s pe e d   c h ara c teris t ics  [2 0-2 7 ].   S RM  i li m i te wi th  i t s   o per a t i on  in  p o i n t  o f   s o u r c   v o l t a g e  a n d  t e m p e r a t u r e  r i s  w i t h   incr ease d   l oa d s .   F i gur il lu str a t e t h e   basi bl ock  dia g r a m   o sw itc he r e luc t anc e   m o t or   w hic h   e sse n t i a lly   c o n s is ts  o s our c e   f or   e xci t a tio n,   c onve r t e r   f or   phase  s w i tc h in o f   c o i l s ,   se nsi n un i t   f o r   pos i tio s e nsin a nd a co n t ro lle r to co n tro l  the  p ar am eter s and to pro d u ce  p ul se f o switch e s   in   c onv erter.   T h e   c o n t roller aft e pr oduc ing  p u l s e s;  c o nver t e r   s w itc he com m u t e the  pa ir   o f   pole s   by  exc i ti ng  t h sta t or   c oil s   o S R M.   The  pa per   pr e s en ts  a   n o v e l   c on ve r t er   c o n f i g u r a ti on   w i t h   less   n u m b er   o swi t che s   f o r   s wit c he d   r e luc t anc e   m o t o r   ( S RM)   dr ive .   T he pr o pose d  no v e l   c onve r t er   i ns i s t for  less  number  o f   swi t c h e co mpa r ed   t c o n v e n t i ona l   a s ym m e tr ica l   t y p of  c o nver t e r   c o n f i g u r a ti on   f or   s wi tc hed   re l u c t a n ce  m o tor .   C lose d   l o op   s pe ed   c o n t r o l   o f   s w i tche d   r e lu cta n c e   m ot or   f e d   f r o m   pr op ose d   n o v e l   c o n v er te r   top o l o gy  w a pr esente in  t his  pa per.   P erforma n ce   o cl os ed  l o o p   ope rat i o n   i c o m p ar ed  t o   o p e n   l o o p   sy st e m .   Th e   m ode pr e s ente is   de ve l ope a n t h r e su l t a r ana l yz e d   u s i n g   M A TLA B / S I MU LI N K   s o ftwar e .   Closed   l o o p   p erforma n ce   o pr opose d   n o v e l   c o n v er t e r   f e sw i t che d   r e l uc ta nc m o t o r   dr ive  is   v eri f i e d   at   f ix ed  s p e ed   a nd   v ari a bl e     spee c ond it i o ns.           F i gur e   1.   Basic   d ia gr am   o f   sw itc he r e luc t a n c e   m otor       2.   PROPOSED N O V EL CONVERTER  F O R  SWITCHED  R E L UCTANCE MO T OR  2. 1.   P rop o se d   c on ve rt e r   t opol o g y   The  pr op ose d   n o v e l   c o n v er t e r   t o po l o g y   f or   s w i t c he r e lu c t a n ce  m ot o r   i sh ow in  F i gur e   2.   T he   pr opose d  c on v e r t er   i de ve lo ped  t o  sw i tch  t h p h ases  o s w itc he d r e l u c t a n ce  m otor  w i t h   com p o n e n t s  l i k f our   pow e r   s e m ic o n d u c t or   s w i tc he ( S to  S 4 )   a nd   f our   d i o de ( D t o   D 4 ) .   T he   c on ver t e r   i e x ci te fr o m   a   D C   sour c e .   Wher e i n,   a   c on ve nt iona l   a s ym m e tr ica l   c o n v er ter   for   S R c ons is t s   o s i p o w er   s w itche a n d   si x   di o d es  f or   s w i t c hi n g   t he   pha s e of  S R M .   Wi th  r e duc tio in   u sa ge   o p o w e r   sw i t c h e s   a n d   d iode s,   t he  n umbe of  g a t driver r e qu ired  b ec om es  l e ss,  h e a t   s in re q u ir em ent  wi ll   b les s   a nd   a a   re sul t   swit chi n g   l o ss   ge ts  r educ ed.   Com p ar ati v a n a l ysis  o pr o p o se c onve r t er   w it as ymm e tr ic al  c o n v e r ter   w a depic t e d   i Ta b l 1.     I t   s how t h a t   t he  n um ber   of  p ow er   s w i t c hes  i n   p r o po sed  co nve r t e is  l ess  com p ar ed  t asym me trical   c o n v er ter .   N um ber   of  d iod e r e quir e me n t   i pr op ose d   c on ver t er   i le s s   t ha a s ymm e tr ic a l   c o nve r t er .   A s   num ber s  o c o m pone n t ar r e duc e d   s w i tch i ng   l osse ar e   le ss  i pr o p o sed   con v er te r .   H ea s i nk   r e q ui r e m e nt   i a l s o   l e s com p ar a t i v e l sinc on ly  f o u r   sw itc hes  ar e   used.   N u m b ers  of  g a t e   dr iver ar a l so  r educ ed  i n   pr opose d   c o n v e r t er .       Tab l 1. Com p a r ati v anal ys i s   o pr op ose d   c onve r t er   a nd  as ym me t r i c al c o nver t er   C o m pone nt   P ropo se d C onve r t er   A sym m etri c a l  C on ve rte r   Nu m b er o f p o we r   switc h e s   4   6   N u m b e r   o diode s   Sw it ch in g   lo s s e s   Nu m b er  o f   g a t e  d r i v e r s   H e a t   s ink  volum Co m p ar ati v ely   Lo Hi g h   Lo Hig h       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   P o w   Elec D r i S y st  I S S N 2088- 86 94       Close d - l o op  sp e e d c o n t ro l of  sw itc he re l u ct ance  m o to driv f e d fr om  no ve l … ( A shok   K u m a r K o l l ur u )   19 1     F i gur 2.   C ir cu it  r e pr ese n t a t i o n   o f   pr o p o se no ve c o n v e r te r   fo swit c h ed  r eluc ta nc mot o     2. 2.   M od e s   o op er at i o n   of  p rop o sed   con v ert er    F i gur e   e x pl a i n s   t he   m ode of   oper a tio of   p r o p o se c o n v er t e r   f o r   sw i t c hed  r e luc t a n c e   m otor   f or   pha se   e xc i t a t i on.   P ha se  e xc i t a t i on,   f r e e- w h e e li n g   m o d a nd  de- e ner g iz i n g   m ode   o t h r e e - phase   S R M   a r e   il l u s t r a t e i n   F igur 3.   C ur r e nt  p a t hs  i r e spe c t i ve   m o d es  o o per a t i o ar e   e x p l a i ned  i n   d eta i le d.   T he  r e spec tive  sw i t che s   p lace i n   r espe c tive   pha ses  are   o p e r ated  f o r   p h a s e   exci ta ti o n   m ode  a n d   d ur i n de - e n er g i zi n g   m ode   t he  d iode   D is  o pe r a te f o r   all phase de - e ne r giz i ng  m ode of  o p er a t io n.   F i gur 3( a)   d ep ic ts   the   p h ase   e x c i tat i on   m ode   o f   p h ase- A   w h er e   sw itc he S 1   a nd   S a re   t urne d   O N   w h i le   o ther  s wi tc he ar e   OFF.  Th cu rren t   f r o so urce  e x c ites  p h ase-A  th ro ug switch   S1   an S 2 . F igur 3 ( b)   d epic t s   t he   f r e e - wh ee li ng   m ode   o ph as e-A  wh e r t h en ergy   s to red   i n   t h e   c o i l   d u r i ng   e x c i t a ti on   m od e   i s   f ree w h e e l ed .   Du ri ng  th is  m o d e   o f   o pera tio n,   s wi tc S 1   i o n l k e pt  ON  wh ile   a ll  o t h er  s witch e s   are  tu rn e d   O F F In   freewh e elin g   mo d e ,   wh en  the switch   S2   i tu r n ed  OFF, th e  cu r ren t  fo r cefu lly   for w a r bi a s e s   t he  d i o de   D 1.          (a)    (b   (c)     (d )     (e)     (f   (g )     (h   (i)    F i gur 3.   M o d e of   ope r a ti o n   o pr op ose d   c on ver t er ,   ( a )   O per a t i on  of  p ha se- A   e xc i t a t i o n ,   ( b)   P h a s e - f r e e w hee lin m ode,   ( c )   P h a s e - A   de- e ner g izin m ode,   ( d )   P h ase- B   exci ta ti o n , ( e )  Pha s e-B free w heel i n g   mode ,   ( f)  P h a s e - de - e ne r g iz in g   m ode,   ( g )   O p er a tio of  p ha se- C   e x c i t a t i on,   ( h)  P ha se- C   f r e e w hee l i n g   m ode,   ( i )   P h a s e - de- e ner g i z i ng  mode .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I S S N :208 8- 8 6 9 4   I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st  V ol .   11,   N o.   1 M a r   2020  :1 89  –  1 9 9   19 2 The  fr ee w h ee li ng   c ur r e n t   p at f o r   p h ase- A   is  p r o vi de fr o m   t he   c o il   t hr o u g h   d io de  D and   sw i t ch   S 1 .   F i gur 3( c )   r e p r e se nt t h e   de- e ner g i z i n m ode  o p h a s e- A .   D ur ing  t h i s   m ode   a l l   t h e   pow er   s w i t c hes  ar e   O F F   and  the   d e - e ne r g iz i ng o f  p hase- A   i s f o llow e fr om co i l of  p hase- A   t h r ou gh d i o d e D 1    s our ce  po s i tive     sour c e   n e g a t i v –  d i o d D 4   a nd   c o i l   of   p has e - A .   D u r i n g   t h i m o d of   o pe r a ti on,   t he   e ner g y   st or ed   i c o il   o pha se - A   c har g e s   t he  s o u r ce  and   th us  t he   n am r e ge ner a t i ve   m o d e.   S im i l a r   m odes  o f   o per a t i o n   f or   p h a se- B   e x ci ta t i o n ,   fre e w heel in g,  d e-e n erg i zi n g   i ill us t r ate d   i Fig u r es  3 (d ),  3 (e ),  3 (f re sp ec t i v e l y   an ph ase - e x ci ta t i o n ,   fr eew heel in g,  d e-e n erg i zi n g  m od es a re depic te in F i g u r es 3 (g) ,   3 ( h ),   3 (i) resp ectiv e l y .   D u r i n g   f r e ew h e eli ng  m ode  o f   o p er a t i on  o f   a n y   p ar t i cu l a r   pha se,   the   sw i t c h   c o n n ec te d   in  t ha p a rti c ul ar  r e s pe ct i v e   ph a s tu rn OF a nd  fo r c e f ul l y   t u r n s   ON  t he   d i o de   c onne c t ed   i r e s p e c t i ve   p hase .   S w it c h   S w i l l   be   t ur n e O N   i exc i tat i o n   a n fr eew h e e l i n m o de   o oper a t i o n wh ile  it  is  t ur ne O FF  in  d e - e n erg i zi n g   m o d e.   P ha se  d e- ener g i z i ng  i n   a ny   o the   p h a s ope rat i ons   i d one   t hr ou g h   d i o de  D a n d   t h e   r e spec tive   co i l .   The  sw i t ch i n g   t i me o f   r e s pe cti v sw i t ches   a re   i l l u st r a ted   in   F i g ur 4.   P ul se  h i g h   r e pr ese n ts   the  t u rn ON  st a t e of pa r t i c u l a r switc an d pu l s l o w   re present s  th e  tu r n   O F state  o f  a p ar t i c u lar switch .           Fig u r e 4 .   S witch i ng  times o f s w it c h es S 1 , S2 ,   S3   a n d   S4     3.   S P E E CO NTROL OF SWI T CHE D   R EL UCTANCE MO T OR   A   lar g e   num be r   of   m o t or ar e   b e in g   use d   f or   g e n er a l   p ur pose s   i n   o ur   s ur r o u n d i n gs  f r o h ouse- hol d   e q u i pm ent   t o   m ac hi ne   t o o l s   i n   in dus tria l   faci l ities.   S p e ed  c on t r o o f   a n y   m a c h i n e   is   e s s e n t ia l   i n   a n y     i ndu st ri al  a p p lic at ion .   B ein g   w i d el used SRM   sp e e d   co nt rol   i s   a l s o   an   a re a   o f   r e s ea rc h   fo p r ec i s e   sp ee d   co nt rol   o f  SR M     3. 1.   Open- l o o p  speed  co n tro l   o f SRM   Whe n   t he p h a s e a r e exc i te d f r om th e   c o nver t er   a nd  phase   w in din gs  o f S R pr od uce   l o w   r e lucta n c e   pa th  f or   r o t or   t al i g pr o d u c i n g   r e l uc t a nce   tor que .   T h e   pr od uc o f   c ur r e nt  s ha pe   e xtr a c t ed  f r o t h a n g u l a r   di sp lace me n t   o S R a n t h m a g n i t ude  y ie l d c u r r e nt  r efe r enc e   an the  si g n al   c urre nt  r efere n ce  when   co mp are d   w it a c t u al   c u rren t   i s   se nt   t o   hy st e r e s i s   c on t r ol l e r.  Gate  s igna ls  a re  s ent  t o   s wit c h e from   h y st ere s is   c o n t r o ller .   N spee l o o p   i p r ov ide d   i ope loo p   c on f i g u r ati o n   an s o   p r ecise ness   o s p eed   c o n t r o is   l ess.   F i g u r e   5   i l l us tr ates  t h e   ope n- l oop  spee co nt r o of   S R M.           F i g u r e   5 .   O p e n - lo op  spee co ntr o o f   S R M   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   P o w   Elec D r i S y st  I S S N 2088- 86 94       Close d - l o op  sp e e d c o n t ro l of  sw itc he re l u ct ance  m o to driv f e d fr om  no ve l … ( A shok   K u m a r K o l l ur u )   19 3 3. 2.   Closed -lo o sp ee cont rol of  SRM   P r ecisene ss  i spe d   i n o ac hie v e d   i op e n - l oop  S R c ontr o l.   T he  s pe ed  v arie wi th  v aria tio i n   l o ad In du st ri al   n e e d   o f   c on st an t   sp ed   w it l o ad   v a r i a t i ons  c o n stra in fa i l i n   ope n-l o o p   S RM  c o n t r o l.   A   c l o s e d - l oop  co ntr o o f   S R m a ke the  r o t o r   to  r ot a t e   a t   p r e c i se  sp e e d  with   fin e  con trol.    C l o s ed - l oo sp e e co nt rol   of   S R M   i il l u st ra t e d   i n   F ig u r e   6 .   S p e e d   f e e dbac k   i s   n o t   p r o v i de i n   ope n- l oop   b u t   i pr o v i d e d   i c l o s e d - l o o p   mode .   P r op or t i o nal- I n t e g ral   con t ro co nt rol s   t h e   e rro b e t w een   t he   ac t u al   a n d   t h se t   s p eed   g e n e r at i n g   cu rren t   m agni tud e T h e   p r od uc o f   c ur r e nt  s ha p e   e xtr a cte d   f r o m   the   an gu l a di spl a c e men t   o SR M   and   t h curren t   m agn i tu de   y i e l d cu rr en ref e r e n c e   an th e   sign al  c u r ren t   r e fe r e nc w h en  c om par e w i th  a c t ua cur r e nt  i se n t   t h y s ter e s i s   c on tro l ler.   G a t e   signa l s   a re   s ent  to  s witc he s   f r o hyste r e si con t r o ller .   S peed  l o o p   i p r ov ide d   i cl ose d   l o o p   c o n f i g ur a tio a n s o   p r e c i se ne ss  o f   s pe ed   c o n t r o i s   h ig h .           F i g u r e   6 . Clo sed - lo op  sp e e d  co n trol o f S R     4.   RESU L T A ND ANALY S IS  4. 1.   No - l oa d   srm s p eed co n tro l   a na ly s i s   with  o pen - lo o p  mo d F i gur e   show t h e   thr ee- pha se  s ta tor   c u r r e nt s,   t or que   a nd  spee of  n o- l o ad  s w itc he r e l u cta n c e   m o tor   r u nn in g   w ith  ope lo o p   m ode   o o p e r a tion.   T hr e e - pha se  s ta tor  cur r ents  w i t h   m agn i tu de  2 0A  h avi n g   pha se   over l a p   w as  s h o w n   i F i gur 7.   S RM   t or que   w i t h   r i p p l e   is   s how in   F i g ur e.   S pee d   o f   o p e n   l oo no- l o a d   S R M  i s   4 6 0 0  R P M   w h i c h   i s   h i g h e r   t h a n  t h e  d e s i r e d  s p e e d   a t t a i n s   f i n a l  v a l u e  a t   1 . 3   s e c .  A s   t h e r e   i s  n o   c o n t r o l   o v er   t h e   s pee d   a nd  w ith  n o- l o a d   m ot or   c on di tio n,   m ot or   rotate with  h ig he r spe e d s         F i gur 7.   S w itche r e luc t a n ce   m ot or   c ha r a c t e r ist i c s   t hr ee - p h a se   s tat o r   c u r r e nts,   t or que  a n d   spe e w i t h   o p e l oop   m o d e  o f op e r a t i o n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I S S N :208 8- 8 6 9 4   I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st  V ol .   11,   N o.   1 M a r   2020  :1 89  –  1 9 9   19 4 F i gur e   ill us t r ates  t he  i n d i vi dua s t ea dy- s t a t e   p h ase  c u r r e nts   o S R s t ator   a n d   eac pha se  c ur r e n t   of   20A   p ea is   e xci t ed  t t h pha se   w i n d i n g s .   Thr e e - phase   f lu w a v e f o r m   i n   S R is  s ho w n   i F i gur 9 .   T he   pe ak  v a l ue   o f   f l u x   i 0. 0 3 5   W is  p r o duce d   w hen  t h pha se   i e x ci ted.             F i gur e   8.   I ndi v i d u a l   pha se   c ur r e nts  i n   s ta tor   of  S RM      F i gur e   9.   T hr e e - phase   f lu in   S RM       4. 2.   N o -l o a s r c l o s e d - l o o p  s p e ed  c o n t r o l   a na l y s i s   w i th   f i x ed  s p e e d   Fi g u r 10   s hows   th e   t h re e-ph a s st ato r   c u r r e n t s,  t o r qu e   an sp e ed   o n o - l oad   sw itc he r e l u c t anc e   mo t o ru nni ng  wi t h   c l o se d - lo op   f i x ed   s p e e d   v ari a ti on   m od o f   o p e r a t i o n.   T hr e e - phase   s tat o r   cur r ent s   w i t h   ma g n itu d e   20A  p ea k   a r e   t a ken   by   m o t o r   w i ndi ng i n i t i a lly   a nd   a f ter   spe e set t l e s   t f i nal  va lue,   t he  c ur r e nt   e x ci ta t i o n   t p h ase  w i n d i ngs  d r o ps  t 4A   a show in  F ig u r 10.   S RM   t or que  w i t h   r ip pl e   i s   s how in  F ig ur e   1 0 .   S p e e d  c o m man d   o f  2 000R P M   i set   t o  SR M   in   c lo se d-l o o p  mod e   of   oper a ti on,  bu t   t he  fi n a l   v a l ue  o f 2 0 0 0   RP spe e d   i atta i n e d   a t   0. 24   s e c   w hich  i f a r   ear li e r   t ha i n   ope loo p   m ode   o o p er a tio n.           Fi g u r e 10 . Swi t ch ed  re l u c t a n ce mo t o r ch a r ac t e ri st i c s t h ree - p h a s e   stat or   c u r r e nts,   t or que   a nd  sp eed  w i t clo s ed  l o op  an f i xe spee m ode  o f   o p er at io   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c & D r i   S y st   I S S N :   2088- 86 94       C l ose d -l o op sp ee d con t r o l   of  switc he d rel u ct ance  m o to r dri ve  fed fr om  no v e l …  (Ashok  K u m a r K o l l ur u )   19 5 F i gure  11  i l l u stra tes  t h ste a dy- state   i n di vi dua ph ase  cur r ent of  n o-l o a d   c l o se d- lo op  S R s t a t or  and  e a c h   pha se  c urrent  o 4A   ( stea d y -sta te)  pe a k   i e x c i t e to  the   p h ase  wind i n gs Thr ee- phase   f lu x   w a ve form  in S R M   is  s h o w n  i n F i gur e 1 2 .           F i gure   1 1 Indi vid u a l  p hase  c urr e nts i n  sta to o f  S RM          F i gure   1 2 Three - phase  flu x i n  S RM       4.3.   Load ed  srm  s p e ed  con trol  a n a lysis  w i t h   o p e n - loop   m od e   F o loa d ed   S RM  c ond it i on,   l oad   t o rq ue  o 2. 5N is  a pp l i e as  l o a d   t o   SRM   at   i n s t a n t   0 .5   s eco nd s.   F o r   loade d   S RM  c o n d i tio n,  l oad  to r que  o 2. 5N m   is  a pp l i e d   a l o ad  t S R at  i ns ta nt  0 . 5   s e c o n d s.  F igure   1 3   show t h t h re e - phase  s ta tor  curre nts,   t orq u e   a nd   s pee d   o f   loa d e d   s w i tc h e re luc t a n ce  m o t o r   r unn i n g   w i t h   ope l o o p   m o d e   o o p er at ion.   A   t hre e -p ha se   s t a tor  c u rr ent  w i t h   ma g n it ud of  2 0A   w as  s how in  F ig u r e   13.   SRM  tor que   w ith  r i p p l is  s h o w n   i Fi gure .   A load  i a pplie a t   0. se c,   s pe ed  d ro ps  a fter   0 .5  s ec.   T here   i s   no c o n t ro over   t h e   spee d in o pen  l oop  mode  and  th us  t h e  spee d   dr ops  a fte r  load i n g  t he  S R M  at  0.5 se co nds.           F i gure   1 3 Sw itche d re l u c t a n c e   m otor  c ha rac t e r is t i c s   t h r ee -pha s st a t or  cu r rents,  t or que a nd sp ee d w i th  ope l oop  mo d e  o f   op era t i on    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I S S N :208 8- 8 6 9 4   I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st  V ol .   11,   N o.   1 M a r   2020  :1 89  –  1 9 9   19 6 F i gur e   1 4   ill us tr ates  t he  i n d i v i d u a l   s tea d y- sta t pha se  c ur r e nt s   o f  S R M  s t a t o r   a n d   e a c h  p h a s e  c u r r e n t   of   2 0A   p e a i s   e xci t e d   t t h e   p h a s e   w i n d i n g s.   T hr ee- phase  f l ux  wav e f o rm in   SRM is sho w n  in   F i gu re  1 5 .           F i gur 1 4 .   I ndivi d u al  p h a se  c ur r e nt in  s ta to r   of   S R         F i gur 1 5 .   Thr ee- phase  f lu i n   S R M       4. 4.   Lo a d ed  s rm clo s e d- l o o p  spee d  co n tro l   a na ly s i w i th  f ix ed  spee d   F o r   l o a d e d  S R M  c o n d i t i o n ,   l o a d  t o r q u e   o f   2 . 5 N m  i s   a p p l i e d   a s   l o ad   t S R M   a t   i ns ta nt   0 . 5   s e c o n d s.  F i g u r e   1 s h o w the  thr e e - p h ase   s t at or   c u r r e nts,   t or q u e   a nd  s p e e d   o f   l o ad ed   s wi t c h e d   re l u ct an ce   m o t o r   r unni n g   w i t c l o s e d - l o op  f i xe s p ee var i a t i on  m o de  o o p e r a ti o n.   A   t hr ee- phase  s ta tor   pha se  w ind i ng ar e x ci te d w i th c u r r e nt   o 5 . 5A  b e f or e   ( 0 . 5  se c )   l o a d i n g.  A f t e r   l o a d i n t h e   c u r r e nt   r aises  t o   m agni tude   2 0 A   ( after  loa d in g)   w as  s how i n   F ig ur e.   S RM   t or que   w it r i p p l i s   s how i F i g u r e .   Tor que  r i s es  a f t e r   l oa d i ng  t h S R M.   S pe ed  c omm a nd  of   2 0 0 0 R P M   i set  to  S R M   i c l o s ed- l oo m ode   o o p er at ion  b u t   the   fi na va lue   o f   spee is a t t a i ne d a t   0 . 2 2   se c w h ic is  f a r   b e f o r e   tha n   ope l o o p   m ode   o op e r ati on.   T ho ug the   S R i s   l oa de a t   0 . 5   s ec,   t he  m otor   r uns  w i t h   c on sta n spe e d   o 2 0 00  RP in  c lose d- l o op  m ode.           Fi g u r e 16 . Swi t ch ed  re l u c t a n ce mo t o r ch a r ac t e ri st i c s t h ree - p h a s e   stat or   c u r r e nts,   t or que   a nd  sp eed  w i t clo s ed  l o op  an f i xe spee m ode  o f   o p er at io Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c & D r i   S y st   I S S N :   2088- 86 94       C l ose d -l o op sp ee d con t r o l   of  switc he d rel u ct ance  m o to r dri ve  fed fr om  no v e l …  (Ashok  K u m a r K o l l ur u )   19 7 F i gure  1 7   i l l u stra tes  the  s t e a d y- s t a t e   (a fte r   l oa d i ng  c o ndit i on ind i vi dua l   ph as cu rre n ts  o f   S R st a t or  a n d   eac p h ase   curr en of  20A   p ea is  e xc i t ed  t th e   pha se   w i n d i ngs.   Thre e-p h a s e   fl ux  w a ve fo rm  i n   S R i s   s how i n   F i gure  1 8 .   T able  2   r e p r e sen t t h c o m p ara t i v e   a na l y s i be t w e e c l o s ed- l o op  m o de  a n d   ope n-l o op m o d e   o f S R perf orma nce.           F i gure   1 7 Indi vid u a l  p hase  c urr e nts i n  sta to o f  S RM          F i gure   1 8 Three - phase  flu x i n  S RM       Tab l e 2.  Comp a rati ve  a nal y s i N o -Loa L o a d   ( T o r que   o 2. Nm  at  i n st a n 0. se c )   Ope n - l oop   C los e d- L oop   O pe n- l oop  C l ose d -Loop   St ato r   cu r r e n t   T o rque   S pe e d   S ta tor  cu r r en t   T o rque   S pe e d   S ta t o r   cu r r e n t   T o rque   S pe e d   S ta tor   c u rre nt   T o rque   S pe e d   20A   p eak   0. Nm   4600R P M ,   re a c he s   f i n a l va lue  at 1 .3  S e c   4A  (S . S )   0. N m   (S . S )   2 000  RP M,  re a c he s   fina l   va l u e   a t   0 . 24  Se c   20A   p eak   2. Nm   I nc rea s e s   to  3800  RP M   be for e   loa d i ng  a nd  d r ops  af t e r   loa d i n g   5. 5A   be fore   loa d   (S.S)  a nd  20A   af t e r   loa d ing  (S.S)   0. N m   (S . S )   2000  RP M,  re a c he s   fina l   v a lu at   0. 22  Se c       5.   CONCL U S ION  S w it c h e d   r e l uc t a nce   m o t o (S RM)  is  a   v er a dva nce d   a n d   s pe c i al  e l ec tric al  m achi n in  m ode rn  d a y   elec tr ical  a p p li ca tio ns  d ue   t it su peri or  m erit ove o t her   t y p of  e le ctri cal  m a c hi nes.  T h i pa per   prese n ts   the   n o v e l   c on v e r t e r   c on fig u ra ti o n   w i t h   l ess   num ber  of  s w itche for  swit c h ed  r eluctance  m o tor  ( S RM).  T he  no ve c o nve rte r   f or  S RM  i te ste d   f or  o pe n-l o o p   m ode  a nd  c l o s ed - l o o p   m ode  o o p e rati on.  F urthe r   t he  clo s ed-l o op  mode   o o p er at i o of  S R M   w i t pr op ose d   nove c o n v e r te is  t e s te w i t h   f i x e d   s pee d The   pro pose d   c on v e rter   f or  S RM i s   e va lua t e d   w ith  l oa de c o n d iti on  a n c o m p ar at ive  a n aly s i s   o n o -l o a an d   l o ad ed  SR M  i s p r es en t e d .  Th e  p ro po s e d   co nvert e r  wo r k s  sa t i s f act ori l for  l o a d e d  o pe rat i o n s.      REFE RENCES    [1]   T .  J .   E .  M i l l e r ,  E d ,   Switch e d Rel u ct an ce  M o tor s  an d t h eir Con t r o l ,   Leb a non ,   OH:  M ag na  P hy si cs/O x f o r Un iv e r sit y   P res s ,   19 93.   [2]   H. X.   W u ,   Switch relu cta n ce  m o tor   th eory and   contr o l   tech no lo gy ,   B eiji ng Chin e s P o w e P r ess ,   2010 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I S S N : 208 8- 86 94   Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst   V o l . 11,  N o.  1, Mar  202 0 :1 8 9  –  1 9 9   19 8 [3]   K i r u th i k a ,   D   a n d   S u si tr a ,   D ,   " S p e e d   C on t r ol le r   of  S w i tc h e R e lu ct ance  M o t o r," Ind i an  Jou r na l o f  Sci e nce an d   T echn o lo gy ,   pp . 10 4 3 - 10 48,   A u g  2 01 4.     [4]   J.  D ang ,   J R.  M ayo r J.   R es tre p o,   S A.  S emi d ey R.  G Harl e y   and   T.  H abet ler,  " Hi gh   s p e ed  S RM   c on tro l   con s i d erin t h e   in du ctan ce   p ro fi le  o f   f l ux -brid g ro tor, "   IE EE Inter natio nal Electric M a chi n es   &   D r i ves  Con f eren ce  ( I EM DC), Co eur d'A l ene,  ID pp.   1 5 9 3 - 15 99, 201 5.   [5]   M .   R a f i ee,  E Afjei ,   a n d   A Sia d atan "Des ig and  con s t r ucti on  o f   a   n ew  S RM  s enso rless  driver,"  2 1 s t  Ir anian  Con f eren ce  on   El ectrica l E ngineer in g ( I CE E), M a s h h a d ,   p p . 1-5 20 13 [6]   Xu do ng  G a et   a l . ,   "A  R ev iew  o f   T orq u Rip p le  C ont rol   S t rate g i e s   of   S w itch e Relu ctance   M o t or, " Interna t ion a l   Jou r n a l o f   Contro l and  Auto mation ,   vol.   8 No.   4 ,   p p .   1 0 3 -1 16,   2015 .   [7]   M .  A sgar ,   E.   A f j ei ,   A .  Si a dat a n ,  an d  A .   Z a k e r o l h o ssei n i ,  "A n e w  modified asymmet r ic  b ridg drive circui t switched   relu ctance  mo to r," in Pr oc.   E u r opean  Co nf eren ce Circu i t T h eo ry and  Des i g n , pp .  5 39 -54 2 , Au g 2 0 0 9 [8]   Malligun t a K i r a Kumar  and  Dr  G   R   K   M urthy,  " Open  L o o and  Clo sed  Lo op   P erf o rm a n ce  o f   S witch e Relu ctance  Mo to with   V ari o u s   C o n v e rter  T opolo g i e s, " In te rna tio na l J o urna l o f   Po we r Ele c t ro n i c s  an Driv e   Sys t em, Vol.  5,  S p eci al  Iss u e o n   E l ect r i c  Po wer   Con vert e r ,   pp .   8 3 -92 ,   J ul  201 4 .   [9]   Malligun t a .K i r an  K umar  a nd  D r.O.  C handra  S ekhar,  " PI  a nd  F uzzy  bas e s p ee c o nt rol   o f   S wit c hed   Reluct ance   M o t o wit h   v ario us  C onv erter  T o p o l ogies, " S p ring er: Artif i c i al Int e ll igen ce an Evol u t io na r y  Com p u t ati o n s  in   En gi neeri ng System s , 20 1 6 .   [10]   S a m i a   M .   M a h m o u d  e t   a l . ,  " S t u d y i n g  D i f f e r e n t  T y p e s  o f   P o w e r   C o n vert ers  F e S w i t ch ed  R elu c tance  M o t o r,"  Int e rn ati o n a l  Jo u r n a l of El ectr o ni cs a nd El ectrica E ngi neerin g vol 1 ,   N o.  4 p p  2 81 -29 0 ,   D ec,   2013 .     [11]   S.  K .   S i ng a n d   R.  K Tr ip a t h i " M in imiz a t io o f   t o r qu e   r i p p le s   i n   S R driv u s in g   D I TC  f o r   e lect rical  v eh i c le  app l i c at io n , " E n g i neeri n g   and   S y s t ems  (S CES ) 201 3 S t u d ents  Conf eren ce on ,  Alla ha ba d , pp . 1 -5, 2 01 3.  [12]   Srinivas  P ratapgiri,  " E ff ect  o f   Switch i ng   F requen c in   D TC  B ase d   S w it ched   R el uct a nce  M o to Driv e," Indo nes i a n   jo ur nal of e l ectrical  eng i n eerin g  an d co mpu t er   sci e nces ,   v o l   12 , N o. 1 2,  Dec 2 0 1 4 .   [13]   Malligun t a   K iran  K umar,  G.R . K .   M urt h y ,   a nd  S   S   S rinivas. Addal a ,   " O p en   L oo and  Cl osed   L oo P e rf orm a nce  of  S w itched   Reluctance  M o t o wi th   V ario us  C o nvert er  T op ol ogies, " In ter natio na jo ur na l o f  power electr o n i c an dr ive s y st ems ,   v o l   5 (1),   pp  83 -92, 201 4.   [14]   Al exand e Pet r us hi and  M a x i m   Tchav y ch a l ov ,   " I n f lu e n ce  of  S en so r l e s s   C o n t r o l   o n  t h e  N o i s e  o f   S w i t c h e d   Relu ctance  M o t o Dri v e,"  Int e rna t i o n a l   Jo ur na l of   P o wer   Elect ron i cs  and  Dri ve Syst ems   ( I J P EDS) ,   v o l 6,  N o .   3 p p  4 33 -43 8 , 2 01 5.  [15]   Vi nay  K u m a and   T .   K i r a n   K u m ar,  M.A,  " S o l a pow ered  S RM   d riv e  f o r  E V S   u s i n g   f u z z y   con t ro ller, " In tern at io nal Jo urn a l o f  In no vati ve T e chn o l o g y   an d E x pl oring   En gi nee r in g ,   v o l . 8 , N o. 10 ,  pp . 4 13 - 418 20 19 .   [16]   Duk k ip ati,  S M a rthan d a,  A .V. G .A.  Ra j a sekh ar,  an G.G.  K u m ar M . K .   "Des ig anal ys is  a n d   i mp lem e nt atio of  a   th ree  ph ase  seve n   l e v e pv   &   w ind  b a sed   m i cro g rid, " Int e rna t i o n a l   Jou r n a l  of In no v a ti ve T echn o l ogy an Expl oring   En gi neeri n g , vo l . 8 , No . 1 0 , pp .   4 49 5 - 44 98 2 0 1 9 .   [17]   S u n d eep,   D .   K u m ar,  T.V.  K u m a r ,   M.K .   K ris hna,  A . G ,   a nd   R av iK um ar R . V . S . S.N,  " Mechani c al   M illing  I n fluence  on   L at ti ce  Vi bra t ion a Behavi ou of   M o O 3   -V2   O 5   C o m posit N a n o p ow ders, " Silicon vo l.  1 1 ,   N o.  3 ,   p p 15 17 - 15 24 ,   2 0 1 9 .   [18]   Rajanna,  S   V   N   L   L a litha,  G ant a   J oga  Rao,  a nd  S   K   S hri v ast a va,   "S ol ar  p ho to voltai c   g enerat ors   w i t h   M P P and   bat t ery   st orag in   m icro grid s , "   in  Int e rna t i o n a l  Jou r n a of  Po wer E l ect ronics  a nd  Dr ive S y stem s ( I JPED S ) vo l .   7 ( 3), p p.  70 1 -7 1 2 , Sep 2 01 6 .   [19]   Rajann an M a l l i gunta  Ki ran   K u m a r,   " Dy nam i m o d e d e vel o p m en for  l ead  aci s t orage  b a tt ery,"  in   Ind o n e sia n  Jo urna l of  Elect ri c a l Eng i n eeri n g   an d  Co mputer  Sci e n ce  ( I JE ECS ) ,   vol.   15(2 ) p p 6 0 9 - 61 9,   A ug  20 19 .   [20]   V   Raj a nna  a nd   M al li gunta  Kiran  Kum a r,   " Com p ari s o n   o f   o n e   and   t w ti me  c onstant  mo dels  f or  lithium  ion  bat t ery, "   in  In t e rn at ionl  Jou r nal of  El ectrica l a nd Com p u t er   En gineer ing   ( I JECE) ,   v o l.   1 0,   N o .   1 ,   p p .   67 0-68 0,   F eb  20 20 .   [21]   Ku m a r,   M   a nd   R am es h,  S " D esi gn  an Implem en tation   o f   T hree-W i n din g   C ou pl ed  I nd ucto an S w itch e d   Capaci tor-Bas ed  D C-D C   C on verter  F ed   P V-TDVR," Jou r n a l  o f   Cir c uit s ,  Systems  an d Co mputers ,   v o l .  2 8 ,  N o .   9 ,   19 50 158 ,   2 01 9.  [22]   Nal l i ,   R S u bb arao,  K.  R am am o o rth y and   M .   K iran  K umar,   M.,  "S e ns orl e ss  control  of   B LD mot o u s i ng  flu x   li nk age-bas e Alg o rithm, " In ter n at io nal Jour na of En g i neeri n g   and   Ad van ced  T e ch no log y ,   v o l .  8 ,   N o .   6 ,  p p .  1 5 4 9 - 15 56 .   [23]   D.  R avi   K i sh ore   an T.  V ij ay  M uni "Effi c i en e n ergy   m anag em e n t   c on trol   s trate g by   m od el  p redi cti v co nt rol  for  st and a lon e  dc micro  grid s , " A I P  Con f er ence P r o c eed in gs  19 92,  0300 12 , 2 01 8.   [24]   V i j a Muni  a nd  S   V   N   L   L a litha,   " Power  M a nagement  S t r at egy  i n   S o l ar  P V   Sy s t em   w ith   B at tery  P ro tect io n   Sc h e me ," In te rn atio na l J o urna l o f  In no v a tiv e   Te c h n o log y   a n d  Ex plor in g Eng i n e e r in g ,   v o l.   8 ,   No.  6,   p p-9 6 0 - 964 20 19 .   [25]   T   V i j a y   M u n i  a n d   S  V  N  L  L a l i t h a ,   " F a s t   A c t i n g   M P P T   C o n t r o l l e r   f o S o lar  P V   w it En ergy  M a nag e m e nt  f or  D C   M i crog rid, " Int e rna t i o n a Jo urn a l o f   En g i neer ing an Adva nced  Tech no log y  ( I JEAT ) ,   vol.   8 ,   N o .   5 ,   pp-1 5 3 9 -1 544 20 19 .   [26]   Ku m a r,   M .K.  D a t t a,  D . V   a nd   V ijay   Mu ni,  T,  " P e rfo rm ance  en h a ncem ent   o f   a s y n c hron ou m a chin wit h   s u p er   Capaci tor, " In tern at io nal Jo urn a l of E n g i neer in g   a n d  Ad vanced  Techn o l o g y ,   v o l . 8 , No .  4 p p . 1 20 8-1 2 1 0 ,  2 01 9.   [27]   Na ga ra ju ,   a n Ku ma r,  M .K,  " A n a ly sis   o f   s e r i e s/p a r a lle l   m ul ti l evel  i nv ert e with  s ymm e tri cal  a nd   a s y m m e tri cal  c o nfig ura t io ns ," Int e rn ation a l  Journ a l of Po wer  Elect ron i cs  an d  D r i ve Sys t em s , vo l .   10 , No . 1 ,   p p .   3 0 0 - 30 6, 2 01 9.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.