I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   7 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 6 ,   p p .   625 ~ 637     I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v 7 . i3 . p p 6 2 5 - 637          625       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   Desig n and  Si m ul a tion o f   P FC  Co nv erte for Brus hl ess  SRM  Driv e           M .   Ra m a   Su bb a mm a 1 V.   M a dh us u dh a n 2 K . S.R  Anj a ney ulu 3   1 De p a rt m e n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g ,   G .   H.  P a tel  Co ll e g e   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o l o g y   Ka d a p a ,   In d ia   2 Ka n d u la Ob u Re d d y   M e m o rial  Co ll e g e   o f   En g in e e rin g   (K.O. R. M . C. E),   Ka d a p a ,   In d ia   1, 3 EE De p t . ,   Ja w a h a rlal  Ne h ru   T e c h n o l o g ica Un iv e rsit y   (JN T U A),  A n a n tap u ra m ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   1 2 ,   2 0 1 5   R ev i s ed   Mar   5 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   A p r   6 ,   2 0 1 6       In   m o st  o f   th e   i n d u strial  a p p li c a ti o n s,   S w it c h e d   Re lu c tan c e   M o to r   (S RM i s   m a in ly   e m p lo y e d   d u e   to   t h e   re a so n li k e   h a v in g   lo w   m a in ten a n c e   a n d   h ig h   e ff ici e n c y .   S RM   c o n sists   o f   w in d in g o n ly   o n   it sta to r ,   b u t   w o u l d   n o t   h a v e   a n y   w in d in g o n   r o to th u h a v in g   v e r y   si m p le  c o n stru c ti o n .   T h e   a v a il a b le  su p p ly   is  A C.   Bu A c a n n o b e   d irec tl y   su p p li e d   t o   S RM   w h e n   u se d   f o r     a ir - c o n d it io n e a p p li c a ti o n   w h ich   is  e m p lo y e d   in   th is  p a p e r.   A lso   p o w e f a c to in   th e   sy ste m   n e e d to   b e   c o rre c ted   w h e n   u sin g   a   S R M   d riv e .   T h u A C   su p p ly   is  fe d   to   p o w e fa c to c o rre c ti o n   ( P F C)  c o n v e rter  w h ich   is     Bu c k - Bo o st  c o n v e rter  h e re   in   th is  p a p e r.   T h e   o u tp u o f   th e   P F c o n v e rter  is  f e d   to   S RM   t h ro u g h   a   sim p le  a s y m m e tri c a c o n v e rter.  T h is  P F c ircu it   c o n sists   o f   a   si m p le  d io d e   b rid g e   re c ti f i e w it h   Bu c k - Bo o st  DC - DC  c o n v e rter.  A   su i T a b le   c o n tro c irc u it   w a p ro p o se d   to   c o n tro th e   i n p u p o w e r   f a c to u n d e v a rio u l o a d i n g   c o n d it io n s.  T h is  p a p e g iv e a n a l y si o f   S RM   d riv e   f o a ir - c o n d it io n e a p p li c a ti o n   w it h   Bu c k - Bo o st  c o n v e rter  b a se d   P F C   c ir c u it .   A   m a tl a b /si m u li n k   b a se d   m o d e is  d e v e lo p e d   a n d   sim u latio n   re su l ts   a re   p re se n ted .   S im u latio n   is  c a rried   o u f o d if fe re n sp e e d   re sp o n se .   K ey w o r d :   A ir - C o n d itio n er   B u ck - B o o s t   C o n v er ter   DC   li n k   P o w er   f ac to r   co r r ec tio n   ( P FC )   S w itc h ed   r elu ctan ce   m o to r   ( SR M)   Co p y rig h ©   201 6   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   M.   R a m S u b b a m m a   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g i n ee r in g ,   GC E T ,   Kad ap a. ,   A . P . ,   ( A f f ilia ted   to   J N T UA ) ,   I n d ia .   E m ail:  r a m ase k h ar s lv @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   S w itc h ed   r elu ctan ce   m o to r   d r iv es  ar in tr o d u ci n g   i n   t h elec tr ical  e n g i n ee r in g   i n   th y ea r     1 8 3 0 s   [ 1 ] .   T h ad v an tag e s   o f   S R ar h i g h   ef f icie n c y   an d   lo w   m a in te n a n ce .   S R w h ich   is   v er y   s i m p l e   co n s tr u ct io n al  w is e   g ai n ed   it s   ap p licatio n s   i n   m a n y   i n d u s tr ie s   an d   SR M   at tr ac ted   t h i n ter e s t o f   en g i n ee r s   d u e   to   ad v an ce m en t   in   e lectr o n i m a n u f ac t u r in g   [ 2 ,   3 ] .   T o r q u eq u atio n   o f   p ar ticu lar   m o to r   d ec id es  its   ap p licatio n s   a n d   th i s   to r q u i s   o f   t w o   t y p es   elec tr o m a g n et ic  an d   r elu c tan ce   to r q u e.   I n d u ctio n   m o to r   is   an   ex a m p le  o f   m ac h in r u n n i n g   w it h   elec tr o m a g n etic  to r q u e.   B u h i g h   m ai n te n an ce   a n d   lo w   e f f icien c y   m ak e s   in d u ctio n   m o to r   n o t s u i T ab le   f o r   all  k in d s   o f   ap p licatio n s .   T h is   p r o b lem   ca n   b ad d r ess ed   b y   u s i n g   R el u cta n ce   m o to r   w h ic h   o p er ates  o n   b asic   p r in cip le  o f   alig n m e n o f   r o to r   to   lo w   r elu ctan ce   p ath   p r o d u ce d   w h e n   t h p air   o f   p o les  in   t h s tato r   is   ex cited .   B u h av i n g   h ig h   to r q u r ip p les  [ 4 ]   w it h   m ag n etica l l y   n o n - li n ea r   is   d is ad v an ta g e.   Si n ce   r o to r   d o es  n o co n tai n   a n y   w i n d i n g s ,   r o to r   o f   SR ca n   b r u n   at  h ig h   s p ee d s .     F o r   th o p er atio n   o f   S R M,   at  ti m p air   o f   p o les  o n   t h s tat o r   s h o u ld   b ex cited .     T h is   p r o d u ce s   th e   f l u x ,   r o to r   tr y   to   alig n   i n   th d ir ec tio n   o f   th s tato r   f lu x ,   b y   s w itc h in g   t h p h ase  at   ti m w ca n   ac h ie v t h e   co n tin u o u s   r o tatio n .   Fo r   th i s   s w itc h in g   o p er atio n   o f   p h a s es   o f   S R M,   m an y   co n v er ter s   ar av ailab le.   I n   th is   p ap er   w h a v co n s id er ed   air - co n d itio n er   ap p licatio n ,   s o   w e   ar ch o o s i n g   s i m p le   as y m m e tr ical  co n v er ter   f o r   SR d r iv e.   Si n ce   th ex ci tat io n   is   DC   an d   s u p p l y   is   AC   n ee d ed   A C   to   DC   co n v er t er   [5 - 8 ] .   A   s i m p le    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 6   :   625 - 6 3 7   626   AC - DC   d io d b r id g r ec tif ier   is   u s ed   i n   th is   p ap er .   B u p r o d u ctio n   o f   p o w er   q u ali t y   p r o b lem s   [ 9 ]   d u to   d io d b r i d g r ec tif ier   n ee d s   p o w er   f ac to r   co r r ec tio n   co n v er ter   w h ic h   is   B u c k - B o o s co n v er ter   in   th i s   p ap er .   T h co n v er ter   w h ic h   is   ab le   to   d eliv er   o u tp u v o ltag e s   at  b o th   h i g h er   as  w ell  as lo w er   t h an   ( an d   ev en   eq u a l to )   th i n p u v o ltag e   is   r ef er r ed   to   as  B u ck - B o o s ( o r   s tep - u p /s tep - d o w n )   p o w er   co n v er t er   [ 1 0 ] .   T h in p u t   cu r r en f o r   B u c k - B o o s p o w er   s tag e   is   d i s co n ti n u o u s   o r   p u ls ati n g   d u to   th p o w er   s w itc h   cu r r e n t h at   p u ls es  f r o m   ze r o   to   I L   e v er y   s w itc h i n g   c y cle  [ 1 1 ] .   T h s w i tc h ed   r elu cta n ce   m ac h i n m o d el   is   h i g h l y   n o n li n ea r   an d   th e   p r o ce s s   o u t lin ed   in   [ 1 2 ]   h as  b ee n   u s ed   to   aid   i n   d esi g n .   B u ck - B o o s co n v er ter   f o r   P FC   [ 1 3 ]   w as   u s ed   as   p o w er   f ac to r   co r r ec to r   h er e.   I n   th is   p ap er ,   r esu lts   f o r   SR d r iv s y s te m   u s ed   w i th   b o th   d io d e   b r i d g co n v er ter   an d   w ith   B u c k - B o o s co n v er ter   ar co m p ar ed .   SR w it h   d if f er en co n d itio n s   li k SR at  s tar ti n g   co n d itio n s ,   co n s tan DC   li n k   v o ltag e,   s tep   c h an g i n   DC   li n k   v o ltag a n d   SR w i th   s te p   v ar iatio n   in   AC   v o ltag ar d is c u s s ed   i n   th is   p ap er   w ith   Ma t lab /Si m u lin k   m o d els an d   r esu lt s .       2.   O P E RAT I O O F   SRM   L i k al o t h er   elec tr ical   m ac h i n es,  SR M   al s o   co n s is t s   o f   a   s t ato r   an d   r o to r .   Stato r   o f   SR co n s is t s   of   w in d i n g s   b u r o to r   w ill  n o h av a n y   w in d i n g s   o n   i t.  R o t o r   o f   SR co n s is t s   o f   j u s s te el  la m i n atio n s   li k e   s alien p o les.  Stato r   p o les  ar e   also   s alien t y p an d   th u s   SR ca n   b ca lled   as  d o u b ly   s a l ien t y p m ac h in e.   SR w o r k s   o n   b asic  p r in cip l o f   o p er atio n   w h en   p air   o f   s tato r   p o les  is   ex cited   th r o t o r   ten d s   to   alig n   i n   th d ir ec tio n   o f   lo w   r el u cta n c p ath   p r o v id ed   b y   s ta to r   p o l es.  T h u s   b y   s eq u e n tial  s w i tch in g   o f   s tato r   p o les,  r o to r   ten d s   to   r o tate  p r o d u cin g   to r q u e.   T h is   p r o d u ce d   to r q u is   ca lled   r elu cta n ce   to r q u s in ce   th r o tatio n   i s   p r o d u ce d   d u to   r elu ctan ce .   T h r o tatio n   o f   r o to r   d ep en d s   o n   th s w itc h i n g   s eq u en ce   o f   ex citatio n   to   th s tato r   p o les.  T o   r ed u ce   th co m p lex it y   o f   m a g n et ic  lo ck in g   t h n u m b er   o f   r o to r   p o les  s h o u ld   b d if f er en to   th at  o f   s t ato r .   A   s i m p le  6 /4   SR is   s h o w n   i n   Fig u r e   1 .   SR in   its   o p er atio n   co n s is t s   o f   t w o   r o to r   p o s itio n s   al ig n ed   p o s itio n   a n d   u n al ig n ed   p o s itio n   o f   r o to r .     W h en   t h s tato r   p air   o f   p o les   ar ex cited ,   p r o d u ce s   f l u x   an d   r o to r   ten d s   to   ali g n   to   lo w   r elu ctan c e   p ath   ca lled   alig n ed   p o s itio n   o f   r o to r .   Un alig n ed   p o s itio n   i s   th p o s itio n   o f   r o to r   w h e n   t h r o to r   p o le  ax is   is   n o t   s a m a s   s tato r   p o le  ax is .   A l i g n ed   a n d   u n alig n ed   p o s itio n s   o f   r o to r   ar s h o w n   in   Fig u r e   2   an d   Fig u r e   r esp ec tiv el y .           Fig u r e   1 .   B asic d iag r a m   o f   S R w it h   6 /4   p o le   V d c     Fig u r e   2 .   B asic A li g n ed   r o to r   p o s itio n   V d c     Fig u r e   3 .   B asic U n ali g n ed   r o to r   p o s itio n       3.   SRM   CO NVERT E R   T o   d r iv SR M,   co n v er ter   is   n ee d ed   an d   in   t h is   p ap er   s im p le  as y m m etr ical  co n v er ter   s h o w n   i n   Fig u r e   4   is   em p lo y ed .   T h is   a s y m m etr ical  co n v er ter   co n tin u o u s l y   s w i tch e s   th p h a s es  o f   s tato r   an d   th u s   t h e   r o to r   co n tin u o u s l y   r o tates.  Fi g u r e   4   s h o w s   t h b asic  ci r c u it  o f   as y m m e tr ical  co n v er ter   to   d r iv SR M.   B y   p r o p er ly   s w itc h i n g   th s w itc h es  i n   co n v er ter ,   th p h ase  o f   S R w il b ex cited   a n d   h en ce   r o to r   r o tates.   C o n tr o lli n g   t h s w itc h i n g   o p er atio n   co n tr o ls   th S R M.   S w it ch in g   o n   s w i tch e s   S1   an d   S2   en er g ize s   p h ase - A   o f   S R a n d   s i m ilar l y   b y   p r o p er   s w itc h in g   s w itc h es   S3 ,   S4   a n d   S5 ,   S6   e n er g ize s   p h a s es B   an d   C   r e s p ec tiv el y .   Fo r   cu r r en co n tr o m o d e,   lo w er   s w itc h   i n   leg   w ill   b t u r n ed   ON  co n ti n u o u s l y   s w itc h in g   u p p er   s w i tch   th r o u g h   t h o p er atio n   o f   o n p h ase.   T h u s   3 - p h a s 6 /4   p o le  SR o p er ates.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       Desig n   a n d   S imu la tio n   o f P F C   C o n ve r ter fo r   B r u s h less   S R M Drive  ( M.  R a ma   S u b b a mma )   627   P h a s e   a P h a s e   b P h a s e   c V d c S 1 S 2 D 1 D 2 S 3 S 4 D 4 D 3 S 5 S 6 D 6 D 5     Fig u r e   4 .   A s y m m etr ical  co n v e r ter   o f   6 /4   p o le  SR Dr iv e       4.   DIOD E   B RID G E   RE CT I F I E F E S RM   DRIVE   A   s i m p le  b lo ck   d ia g r a m   o f   S R d r iv i s   s h o w n   i n   Fi g u r e   5 .   T h in p u AC   s u p p l y   is   f e d   to   d io d b r id g r ec tif ier   w h ic h   co n v e r ts   AC - DC .   A   ca p ac ito r   is   co n n ec ted   at  th o u tp u o f   r e ctif ier   to   m ai n tai n   co n s ta n D C   v o ltag a t h i n p u o f   a s y m m etr ical  co n v er ter .   T h d io d b r i d g r ec tif ier   i n d u ce s   h ar m o n ics  i n   th s y s te m   at  t h s o u r ce   s id e   g i v i n g   less   ef f icie n c y ,   s o   n e ed s   to   b co n tr o lled .   B u ck - B o o s co n v er ter   f o r   p o w er   f ac to r   co r r ec tio n   s h o w n   i n   Fi g u r e   6   is   u s ed   f o r   m iti g ati n g   p o w er   q u alit y .   B u ck - B o o s co n v er ter   co n s is ts   o f   t w o   n u m b er   o f   MO SF E T   s w itc h es a n d   w it h   co n tr o l stra teg y   f o r   P FC   g i v es  h i g h   ef f icien c y .         S R M   C o n v e r t e r S R M   M o t o r D i o d e   b r i d g e   r e c t i f i e r   L C 6 / 4   P o l e   S R M   M o t o r     Fig u r e   5 .   B lo ck   d iag r a m   o f   S R Dr iv e       S R M   C o n v e r t e r S R M   M o t o r B u c k - B o o s t C o n v e r t e r L C 6 / 4   P o l e   S R M   M o t o r     Fig u r e   6 .   P r o p o s ed   SR d r iv e       5.   DE S I G O F   B UCK - B O O S T   CO NVE RT E R   B u ck - B o o s co n v er ter   a s   s h o w n   i n   Fig u r 5 ( a) ,   B u ck - B o o s co n v er ter   s w i tch   is   ON   a s   s h o w n   i n   Fig u r 5 ( b ) ,   B u ck - B o o s co n v er ter   s w itc h   i s   OFF   a s   s h o w n   in   Fi g u r 5 ( c) ,   an d   w a v e f o r m s   s h o w i n g   v o lta g e   o u tp u w it h   ch a n g in   i n d u c to r   cu r r en t a lo n g   w it h   ch a n g in   ca p ac ito r   v o ltag e   as s h o w n   i n   Fig u r 7 .     L V i n S D C R V o I i n I 0     Fig u r 5 ( a) .   B u ck - B o o s co n v er ter   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 6   :   625 - 6 3 7   628   w h e n   s w itc h   is   O N         L V i n C R     Fig u r 5 ( b ) .   B u ck - B o o s co n v er ter   s w itc h   is   ON                                                                            ;                                  ( 1 )     w h e n   S is   OF F         L C R I     Fig u r 5 ( c) .   B u ck - B o o s co n v er ter   s w itc h   is   OFF                                                                           ( 2 )                                                                                                                                                      ( 3 )     C ap ac ito r   v o ltag r ip p le                                                                                  ( 4 )     C alcu latio n   p ar a m eter s   o f   B u c k - B o o s co n v er ter   Her w h a v co n s id er ed   4 0 0 W   SR d r iv e,   V in =3 2 0 V   V 0 =2 0 0 V,   f s =6 k Hz   Du t y   c y cle                                                   D= 6 1 . 5 %       V i n I L I 1 t 1 V c t t t t 2 I L V c     Fig u r e   7.   W av ef o r m s   Sh o w i n g   Vo ltag O u tp u w it h   C h an g e   in   I n d u cto r   C u r r en A lo n g   w i t h   C h an g e   i n   C ap ac ito r   Vo ltag e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       Desig n   a n d   S imu la tio n   o f P F C   C o n ve r ter fo r   B r u s h less   S R M Drive  ( M.  R a ma   S u b b a mma )   629   C alcu latio n   o f   I n d u cta n ce :   Ass u m in g   r ip p le  cu r r en t o f   5 %   I 0   o f   SR d r iv f ix ed   at  1 5 A   w h e n   s w itc h   is   O N,   in d u c to r   is   ca r r y in g   o u tp u t c u r r en t                                                                                                                                                                                          C alcu latio n   o f   ca p ac ita n ce                   o f                               Ass u m r ip p le  f r eq u en c y   2                                                                                                                  Sin ce   p r ac tical  ca p ac ito r   ex is o n l y   f o r   r atin g   o f   2 0 0 0 µF   C r itical  I n d u ctan ce   to   o p er ate  in   DC m o d e:                                            (     )                                                                                                              6.   M AT E M AT I CAL M O DE L L I N G   O F   SRM   DRIVE   SR d r i v w i th   d io d b r id g r ec tif ier   at   th e   i n p u t   s id a n d   as y m m etr ical  co n v er ter   d r i v in g   S R i s   s h o w n   in   Fi g u r e   8 .   R ep r esen ts   th eq u i v alen cir c u it  o f   S R M   o f   p h ase   as  s h o w n   i n   Fi g u r e   9 .   Flu x   li n k a g to   th p h a s co n tr o ls   t h i n d u ce d   E MF  in   t h at  p ar tic u lar   p h as an d   th f l u x   li n k a g d ep en d s   o n   c u r r en i n   t h e   w i n d i n g s   an d   r o to r   p o s itio n .       S i n g l e   p h a s e   A C   s u p p l y P I   C o n t r o l l e r - 1 I S I * T r i a n g u l a r   w a v e f o r m V e V d c V * d c P F C   C o n t r o l P W M   P o s i t i o n   s e n s o r P F C   B u c k - B o o s t   c o n v e r t e r P h a s e   A P h a s e   B P h a s e   C S R M   M o t o r S R M   A s y m m e t r i c a l   c o n v e r t e r   V S V d c S W 1 S W 2 S W 1 S W 2 T O T O L s C s       Fig u r 8.   C o n tr o l Sch e m f o r   P W M   r ec tif ier   f ed   SR Dr iv e   w it h   P FC   B u c k - B o o s co n v er ter     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 6   :   625 - 6 3 7   630   dt i d e ) , ( R V     Fig u r e   9 .   E q u iv ale n t c ir cu it o f   s w itch ed   r elu c tan ce   m o to r                                                  ( 9 )     w h er e   is   t h ap p lied   p h ase  v o lta g to   p h ase,   R   i s   th p h ase  r es is ta n ce ,   an d   is   b ac k   E MF.   Or d in ar il y ,   is   t h f u n ctio n   o f   p h ase  cu r r en an d   r o to r   p o s itio n ,   an d   f l u x   λ  ca n   b ex p r ess ed   as  th e   p r o d u ct  o f   in d u cta n ce   an d   w i n d in g   c u r r en t:                                                  ( 10)     a n d   f r o m   ( 8 )     th f u n ctio n   ca n   b r ew r it ten   a s :                                                                            ( 1 1 )     T h g en er al  to r q u ex p r ess io n   is :                                                        ( 1 2 )     I n   g e n er al,   th d y n a m ical  m o d el  o f   SR is   c h ar ac ter ized   b y   t h r o to r   an g u lar   s p ee d   an d   an g u lar   p o s itio n   r elatio n s h ip :                                   ( 1 3 )     T -                                         ( 1 4 )                                  +                                   ( 1 5 )     T h av er ag to r q u ca n   b w r i tten   d ep en d in g   o n   t h n u m b er   o f   p h ases   o f   th SR as :     T=                                           ( 1 6 )       7.   SI M UL AT I O A NAL YSI S   T ab le  1   g iv es   u s   t h e   d ata  u s ed   in   t h s i m u lat io n   p r o ce s s   a n d   T ab le  2   is   th e   d ata  u s ed   i n   d r iv s y s te m .   B y   u s i n g   t h ab o v d ata  s im u latio n   r es u lts   w er o b tain ed .   D if f er en ca s e s   w er o b t ain ed   w i th   d if f er e n t   s p ee d s .       T ab le   1 .   Sy s te m   P ar a m eter s   P a r a me t e r   V a l u e   P o w e r   4 K W   I n p u t   V o l t a g e   3 2 0 V   O u t p u t   V o l t a g e   2 0 0 V   I n d u c t a n c e   2 7 . 3 mH   C a p a c i t a n c e   1 5 3 7   µ F   S w i t c h i n g   F r e q u e n c y   6   K H z   D u t y   C y c l e   6 1 . 5 %   C r i t i c a l   I n d u c t a n c e   4 2 7 µ H   C r i t i c a l   C a p a c i t a n c e   6 . 2 5   µ F   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       Desig n   a n d   S imu la tio n   o f P F C   C o n ve r ter fo r   B r u s h less   S R M Drive  ( M.  R a ma   S u b b a mma )   631   T ab le   2 .   Dr iv P ar am eter s   P a r a me t e r   V a l u e   S t a t o r   R e si st a n c e   0 . 5   A l i g n e d   I n d u c t a n c e   2 0 mH   U n a l i g n e d   I n d u c t a n c e   3 3 0   µ H   M a x i m u m   C u r r e n t   20A       7 . 1 .   Ca s 1 :   When r o t o is   ro t a t ing   a t   5 0 0   RP M   As  ca s 1   w h a v co n s id er ed   th d is c u s s ed   B u c k - B o o s c o n v er ter   f ed   SR d r i v r u n n in g   at  5 0 0   r p m .   Fig u r e   1 0   s h o w s   t h s i m u latio n   r es u lt  o f   s o u r ce   v o lta g e,   s o u r ce   cu r r e n t,  to r q u i n   N m   a n d   also   ar m atu r e   cu r r en ts   f ee d i n g   th p h ase s   o f   S R M.   Fi g u r e   1 1   s h o w s   th DC   li n k   v o lta g w h ic h   is   o u t p u o f   B u c k - B o o s t   co n v er ter .   E v e n   t h s p ee d   o f   S R d r iv s y s te m   s h o w n   in   Fi g u r e   1 2   is   5 0 0   r p m ,   t h DC   li n k   v o lta g e   i m ai n tai n ed   co n s ta n t a t 2 0 0   V.         Fig u r e   10.   Si m u latio n   r es u lt s   o f   s o u r ce   v o lta g e,   s o u r ce   c u r r en t,  to r q u an d   ar m at u r cu r r e n ts         Fig u r e   11.   Si m u latio n   r es u lt s   o f   DC   li n k   v o lta g w h e n   s p ee d   is   5 0 0   r p m         Fig u r e   12.   Si m u latio n   r es u lt s   o f   s p ee d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 6   :   625 - 6 3 7   632   Fig u r 1 3   s h o w s   th p o w er   f a cto r   w it h   v o ltag a n d   cu r r en b ein g   i n   p h a s m ai n tai n in g   u n it y .   W ca n   o b s er v th er ar n o   d is t u r b an ce s   i n   s o u r ce   v o ltag e   an d   s o u r ce   cu r r en w h ic h   ar i n - p h a s th u s   m ain tain in g   th p o w er   f ac to r   n ea r er   to   u n i t y .   T HD  in   Fig u r 1 4   is   o b s er v ed   to   b 0 . 2 0 w h ic h   is   v er y   less .   B u c k - B o o s co n v er ter   ac ti n g   a s   P FC   w i th   co n tr o s tr ateg y   r eg u late s   t h s o u r ce   v o lta g a n d   cu r r en w h en   S R is   r u n n i n g   at  5 0 0   r p m .             Fig u r e   13.   Si m u latio n   r es u lt s   o f   p o w er   f ac to r   w it h   v o ltag a n d   cu r r en s ig n al       Fig u r e   14.   Si m u latio n   r es u lt s   T HD  w h e n   th s p ee d   is   5 0 0   r p m                       7 . 2 .   Ca s 2 :   When r o t o is   ro t a t ing   a t   1 0 0 0   RP M   As  ca s e   2   w h a v co n s id er ed   th d is c u s s ed   B u c k - B o o s co n v er ter   f ed   S R d r iv e   r u n n i n g   at  1 0 0 0   r p m .   Fig u r 1 5   s h o w s   t h s i m u latio n   r es u lt  o f   s o u r ce   v o lta g e,   s o u r ce   cu r r e n t,  to r q u i n   N m   a n d   also   ar m atu r e   cu r r en ts   f ee d in g   t h p h ase s   o f   SR M.           Fig u r e   15.   Si m u latio n   r es u lt s   o f   s o u r ce   v o lta g e,   s o u r ce   c u r r en t,  to r q u an d   ar m at u r cu r r e n ts       T h DC   lin k   v o lta g w h ic h   i s   o u tp u o f   B u c k - B o o s co n v er ter   as  s h o w n   i n   Fi g u r 1 6 .   E v en   t h e   s p ee d   o f   SR d r iv s y s te m   s h o w n   i n   Fig u r 1 7   is   1 0 0 0   r p m th D C   lin k   v o lta g is   m ai n tai n ed   co n s tan at   2 0 0   V.   W ca n   o b s er v th er ar n o   d is tu r b an ce s   i n   s o u r ce   v o ltag a n d   s o u r ce   cu r r en w h ic h   ar in - p h a s e   th u s   m ai n tai n i n g   t h p o w er   f a cto r   n ea r er   to   u n i t y .   T HD  s h o w n   i n   Fi g u r e   1 8   is   o b s er v ed   to   b 0 . 5 3 w h ic h   i s   less   a n d   ac ce p T ab le B u ck - B o o s co n v er ter   ac t in g   a s   P FC   w it h   co n tr o s tr ate g y   r eg u late s   t h s o u r ce   v o lta g e   an d   cu r r en w h en   SR i s   r u n n in g   at  1 0 0 0   r p m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       Desig n   a n d   S imu la tio n   o f P F C   C o n ve r ter fo r   B r u s h less   S R M Drive  ( M.  R a ma   S u b b a mma )   633       Fig u r e   16.   Si m u latio n   r es u lt s   o f   DC   li n k   v o lta g w h e n   s p ee d   is   1 0 0 0   r p m       Fig u r e   17.   Si m u latio n   r es u lt s   o f   s p ee d             Fig u r e   18.   Si m u latio n   r es u lt s   T HD  w h e n   th s p ee d   is   1 0 0 0   r p m       7 . 3 .   Ca s 3 :   When r o t o is   ro t a t ing   a t   1 5 0 0   RP M   As  ca s e   3   w h a v co n s id er ed   th d is c u s s ed   B u c k - B o o s co n v er ter   f ed   S R d r iv e   r u n n i n g   at  1 5 0 0   r p m .   Fig u r 1 9   s h o w s   t h s i m u latio n   r es u lt  o f   s o u r ce   v o lta g e,   s o u r ce   cu r r e n t,  to r q u i n   N m   a n d   also   ar m atu r e   cu r r en ts   f ee d i n g   th p h ase s   o f   S R M.   Fi g u r 2 0   s h o w s   th DC   li n k   v o lta g w h ic h   is   o u t p u o f   B u c k - B o o s t   co n v e r ter .   E v e n   th s p ee d   o f   SR d r iv s y s te m   s h o w n   in   Fig u r 2 1   is   1 5 0 0   r p m th DC   li n k   v o ltag i s   m ai n tai n ed   co n s tan at  2 0 0   V.     W ca n   o b s er v th er ar n o   d is tu r b an ce s   in   s o u r ce   v o lta g e   an d   s o u r ce   cu r r en w h ic h   ar in - p h ase  t h u s   m ain t ain i n g   t h p o w er   f ac to r   n ea r er   to   u n it y .   T HD  s h o w n   i n   Fig u r 2 2   is   o b s er v ed   t o   b 0 . 3 8 %.  B u ck - B o o s co n v er ter   ac tin g   a s   P FC   w it h   co n tr o l   s tr ateg y   r eg u lates  t h s o u r ce   v o ltag a n d   cu r r en t   w h e n   SR i s   r u n n in g   at  1 5 0 0   r p m .         Fig u r e   19.   Si m u latio n   r es u lt s   o f   s o u r ce   v o lta g e,   s o u r c c u r r en t,  to r q u an d   ar m at u r cu r r e n ts     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 6   :   625 - 6 3 7   634       Fig u r e   20.   Si m u latio n   r es u lt s   o f   DC   li n k   v o lta g w h e n   s p ee d   is   1 5 0 0   r p m       Fig u r e   21.   Si m u latio n   r es u lt s   o f   s p ee d             Fig u r e   22.   Si m u latio n   r es u lt s   T HD  w h e n   th s p ee d   is   1 5 0 0   r p m       7 . 4 .   Ca s 4 :   When r o t o is   ro t a t ing   a t   2 0 0 0   RP M   As  ca s e   4   w h a v co n s id er ed   th d is c u s s ed   B u c k - B o o s co n v er ter   f ed   S R d r iv e   r u n n i n g   at  2 0 0 0   r p m .   Fig u r 2 3   s h o w s   t h s i m u latio n   r es u lt  o f   s o u r ce   v o lta g e,   s o u r ce   cu r r e n t,  to r q u i n   N m   a n d   also   ar m atu r e   cu r r en ts   f ee d i n g   th p h ase s   o f   S R M.   Fi g u r 2 4   s h o w s   th DC   li n k   v o lta g w h ic h   is   o u t p u o f   B u c k - B o o s t   co n v er ter   a n d   th e   s p ee d   at  w h i ch   t h m o to r   is   r o tati n g .   E v e n   th s p ee d   o f   S R d r i v s y s te m   s h o w n   i n   Fig u r e   2 4   is   2 0 0 0   r p m t h D C   lin k   v o lta g is   m ai n tai n ed   co n s tan at  2 0 0   V.   W ca n   o b s er v th er ar n o   d is tu r b an ce s   in   s o u r ce   v o lta g an d   s o u r ce   cu r r en w h ic h   ar in - p h a s th u s   m ai n tai n i n g   th p o w e r   f ac to r   n ea r er   to   u n it y .   B u c k - B o o s co n v er ter   ac tin g   as  P FC   w it h   co n tr o s tr ateg y   r eg u late s   th s o u r ce   v o ltag a n d   cu r r en w h e n   SR M   is   r u n n i n g   at   2 0 0 0   r p m .   Fi g u r 2 5   s h o w s   t h Si m u latio n   r esu lts   o f   cu r r e n t h r o u g h   in d u cto r   1   an d   in d u cto r   2 ,   v o ltag ac r o s s   s w itc h es  a n d   cu r r en th r o u g h   s w itc h es  1   an d   2 .   T h is   s w itc h i n g   i s   s a m f o r   all  th d is c u s s ed   ca s e s .   T HD  s h o w n   i n   Fi g u r 2 6   is   o b s er v ed   to   b 0 . 2 6 %.         Fig u r e   23.   Si m u latio n   r es u lt s   o f   s o u r ce   v o lta g e,   s o u r ce   c u r r en t,  to r q u an d   ar m at u r cu r r e n ts   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.