The analysis, advantages and uses of five-phase induction motor drives

• Autorzy: Kaňuch Jan

Warianty tytułu

PL

Analiza, korzyści i zastosowanie pięciofazowego silnika indukcyjnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Multi-phase (more than three-phase) motors have attracted much attention in recent years due to some advantages which they offer when compared to the three-phase motor drive system. Presently, the grid power available is only limited to three-phase. Electric drives with variable speed are predominately utilized with three-phase machines. However, when fed by a converter, there is no need for a fixed number of phases. The supply to multi-phase motors is invariably provided from power electronic converters. Since used for AC supply is the power electronic converter (in vast majority of cases an inverter with a DC link), the number of converter phases (thus also of electric machine) is essentially not limited. The paper presents the inherent advantages, properties and uses of five-phase induction motor drives with the power electronic converter supplied.

PL

Silniki wielofazowe (więcej niż 3-fazowe) przyciągnęły w ostatnich latach wiele uwagi ze względu na pewne zalety, które oferują w porównaniu z trójfazowym układem napędowym silnika. Obecnie dostępna moc sieci jest ograniczona tylko do trzech faz. Napędy elektryczne o zmiennej prędkości są stosowane głównie w maszynach trójfazowych. Jednak po zasileniu przez konwerter nie jest wymagana stała liczba faz. Zasilanie silników wielofazowych odbywa się niezmiennie z przetwornic energoelektronicznych. Ponieważ do zasilania prądem przemiennym wykorzystywany jest elektroniczny konwerter mocy (w zdecydowanej większości przypadków falownik z łączem prądu stałego), liczba faz konwertera (a więc również maszyny elektrycznej) zasadniczo nie jest ograniczona. W pracy przedstawiono główne zalety, właściwości i zastosowania pięciofazowych napędów silników indukcyjnych z dostarczonym przetwornikiem mocy.

Słowa kluczowe

EN

multiphase induction motor; five-phase induction motor; five-phase drive system

PL

wielofazowy silnik indukcyjny; 5-fazowy silnik indukcyjny; 5-fazowy układ napędowy

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2021
• Tom: Nr 1 (125)
• Strony: 1--7
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab. wz.

Twórcy

autor

Kaňuch Jan

• Technical University, Letná 9, Košice, Slovakia

Bibliografia

• [1]. Levi E.: „Multiphase electric machines for variable–speed applications”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 55, no.5, pp. 1893-1909, May 2008.
• [2]. Bianchi, N., Bolognani, S., Pre, M. D.: „Strategies for the fault-tolerant current control of a five phase permanent-magnet motor,” IEEE Trans. on Ind. Appl., vol. 43, no. 4, pp. 960-970, July/Aug. 2007.
• [3]. Singh, G. K., Pant, V.: „Analysis of multi-phase induction machine under fault condition in a phase redundant AC drive system”, Elect. Mach. Power System, vol. 28, no. 6, pp. 577-590, 2000.
• [4]. Ward, E.E., Harer, H.: „Preliminary investigation of an inverter fed five-phase induction motor”, Proc. IEE 116 (6), 1969, pp. 980-984.
• [5]. Fu J.R., Lipo T.A.: „Disturbance free operation of a multiphase current regulated motor drive with an opened phase”, IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 30, no. 5, pp. 1267-1274, 1994.
• [6]. Tani A., Mengoni M., Zarri L., Serra G, Casadei D.: „Control of Multi–Phase Induction Motors with an Odd Number of Phases Under Open–Circuit Phase Faults,” IEEE Transactions on Power Electronics, DOI: 10.1109/TPEL.2011. 2140334.
• [7]. Schreier L., Bendl J., Chomat M.: „Operation of five-phase induction motor after loss of one phase of feeding source.” Electrical Engineering, vol. 99, no. 1, pp. 9-18, 2017.
• [8]. Schreier L., Bendl J., Chomat M.: „Comparison of Selected Properties of Three- and Fivephase Induction Motors.”, Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 88, pp 168-174, 2010.
• [9]. Drozdowski, P.: „Multiphase cage induction motors for controlled drives”. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 93, pp 7-12, 2011.
• [10]. Pieńkowski K.: „Analiza i sterowanie wielofazowego silnika indukcyjnego klatkowego.” Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, nr 65, pp 305-319, 2011.
• [11]. Listwan, J., Pieńkowski, K.: „Analiza układów sterowania wektorowego wielofazowym silnikiem indukcyjnym.”. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 3, pp 235-240, 2014.
• [12]. Listwan, J., Pieńkowski, K.: „Analysis of sliding-mode control of multi-phase induction motor.” Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 4, pp 107-112, 2015.
• [13]. Barcaro, M., Bianchi, N., Fornasiero, E., Magnussen, F.: „Experimental comparison between two fault-tolerant fractional-slot multiphase motor drives.” Proc. ISIE, pp. 2160-2165, 2010.
• [14]. Rizwan Khan, M., Iqbal, A., Ahmad, M.: „RNN-Based Sensorless Control of A Five-Phase Induction Motor Drive”, Journal on Electrical Engineering, 1(1), Jul-Sep 2007, ISSN 0973-8835, pp. 16-24.
• [15]. Pavithrank, N., Parimelalagan, R. Krishnamurthy, M. R. : „Studies on Inverter-Fed Five-Phase Induction Motor Drive”, IEEE Power Elec. 3 No. 2 (Apr 1988), pp. 224–235.
• [16]. Toliyat, H. A., Huangsheng, X. U.: „A Novel Direct Torque Control (DTC) Method for Five-Phase Induction Machines”, IEEE Trans.. Applied Power Electronics Conference and Exposition 01 (2000), pp.162-168.
• [17]. Levi E., Bojoi E., Profumo F., Toliyat H., Williamson S.: „Multiphase induction motor drives – a technology status review”, IET Electric Power Applications, vol. 1, no. 4, pp. 489-516, 2007.
• [18]. Jahns, T. M.: „ Improved reliability in solid state a.c. drives by means of multiple independent phase–drive units”, IEEE Trans. on Industry Applications, vol. IA–16, no. 3, pp. 321–331, May 1980.
• [19]. Abdel-Khalik, A.S., Ahmed,S., Elserougi, A.A., Massoud, A.M.: „ Effect of Stator Winding Connection of Five-Phase Induction Machines on Torque Ripples Under Open Line Condition”, Mechatronics, vol. 20, no. 2, pp. 580-593, 2015.
• [20]. Abdel-Khalik, A.S., Elgenedy, M.A., Ahmed, S., Massoud, A.M.: „ Improved Fault-Tolerant Five-Phase Induction Machine Using a Combined Star/ Pentagon Single Layer Stator Winding Connection”, IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 63, no. 1, pp. 618-628, 2016.
• [21]. Darijevic, M., M. Jones, M., Levi, E.: „ An Open-End Winding Four-Level Five-Phase Drive”, IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 63, no. 1, pp. 538- 549, 2016.
• [22]. Duran, M., Barrero, F.: „ Recent Advances in the Design, Modeling and Control of Multiphase Machines – Part 2”, IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 63, no. 1, pp. 459-468, 2016.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).