Design of Induction Motor Speed Controller Using V/f Control Method for Traditional Paddy Cleaning Machine
Article Sidebar
Published:
Oct 4, 2021
Keywords:
paddy cleaning machine induction motor frequency V/f control
Main Article Content
Abstract
The aim of this research is to design the induction motor speed controller for driving a traditional paddy cleaning machine, using a power conversion system to vary the voltage and frequency for a ½ hp induction motor. The three command voltage waves are compared with a triangular wave to generate the switching signals for inverter, based on a V/f control method. The experimental results showed that the change of command frequency between the range of 10–50 Hz results in the change of induction motor speed falling within the range of 204–1,424 rpm. In addition, the frequency of 30 Hz is optimum for a RD41 paddy and Pathum Thani 1 paddy which leads to the paddy grain higher than 98% and the undeveloped kernel less than 5% being obtained. Furthermore, by replacing a conventional 487-cc diesel engine with the proposed method, the energy cost has reduced by more than 4 times and the emission of air pollution has been eliminated.
Article Details
Section
Original Articles
References
1. วินิต ชินสุวรรณ, ณรงค์ ปัญญา และศรีสมร ทวีโชคชาญชัย. (2541). การศึกษาปัจจัยสำหรับออกแบบเครื่องทำความสะอาดข้าวเปลือกหอมมะลิในระดับกลุ่มเกษตรกร. วารสารวิจัยมหาวิทยาลัยขอนแก่น. 3(2), 19-30.
2. สุทธิพงษ์ จำรูญรัตน์ และภิรมย์ ตั้งจิตเพียรผล. (2559). การพัฒนาเครื่องคัดแยกสิ่งเจือปนในเมล็ดข้าวปลูก. งานวิจัยคณะวิศวกรรมศาสตร์. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร.
3. เจษฎา อุดมกิจมงคล. (2554). อุตสาหกรรมเครื่องจักรกลการเกษตร (Agricultural Machinery). รายงานผลการศึกษาทางวิชาการของสํานักงานเศรษฐกิจอุตสาหกรรม. กระทรวงอุตสาหกรรม.
4. เสาวณี จันทะพงษ์ และพรชนก เทพขาม. (2561). นวัตกรรมการเกษตร : ทางออกปัญหาความเหลื่อมล้ำของไทย ตอน 2. บทวิเคราะห์ทางเศรษฐกิจ. ธนาคารแห่งประเทศไทย.
5. Kumar, S., Cho, J.H., Park, J. and Moon, I. (2013). Advances in diesel-alcohol blend and their effects on the performance and emissions of diesel engines. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 22, 46-72.
6. กฤตวัฒน์ โตเจริญ, อาทิชา วัฒนะไมตรี และจิรายุส แม้นนิล. (2560). การศึกษาสมรรถนะของเครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็กที่ใช้น้ำมันดีเซลและการระเหยเอทานอลในโหมดเชื้อเพลิงร่วม. ปริญญานิพนธ์วิศวกรรมศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล. คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา.
7. อนุชิต อุไรรัตน์ และเฉลิม จินาตุน. (2563). ระบบขับเคลื่อนมอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสที่มีวงจรแก้ไขตัวประกอบกำลังไฟฟ้าสำหรับเครื่องจักรรีดยางไฟฟ้า. วารสารวิจัยราชมงคลกรุงเทพ. 14(1), 1-13.
8. Merve, Y., Mehmet, P. and Hasan K. (2014). A survey on comparison of electric motor types and drives used for electric vehicles. Proceedings of the 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition. Antalya, Turkey, 218-223.
9. Christian, K., Frede, B. and Paul, T. (2006). Alternate ASDs : Evaluation of the converter topologies suitable for integrated motor drives. IEEE Industry Applications. 12(2), 71–83.
10. Simon, R., Philipp, K., Marcelo, H. and Johann, K. (2008). Towards a 30 kW/liter, three-phase unity power factor rectifier. IEEJ Transactions on Industry Applications. 128(4), 481–490.
11. Reddy, M. H. V. and Jegathesan, V. (2011). Open loop V/f control of induction motor based on hybrid PWM with reduced torque ripple. Proceedings of the 2011 International Conference on Emerging Trends in Electrical and Computer Technology. Nagercoil, India, 331-336.
12. Omkar, G., Onkar, U., Swapnil, R., Ashish, R. and Rekha, S. (2019). V/F speed control technique of three phase induction motor. International Journal of Innovative Research in Electrical, Electronics, Instrumentation and Control Engineering (IJIREEICE). 7(1), 40– 44.
13. Alfredo, M. G., Thomas. A. L. and Donald, W. N. (1998). A new induction motor V/f control method capable of high performance regulation at low speeds. IEEE Transactions on Industry Applications. 34(4), 813–821.
14. Zhang, Z., Liu, Y. and Bazzi A. M. (2017). An improved high-performance open-loop V/f control method for induction machines. Proceedings of the 2017 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC). Tampa, FL, USA, 615-619.
15. Dehong, Z., Jin, Z. and Yunhua, L. (2016). Model predictive control scheme of five-leg AC-DC-AC converter-fed induction motor drive. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 63(7), 4517–4526.
16. Guha, A. and Narayanan, G. (2016). Small-signal stability analysis of an open-loop induction motor drive including the effect of inverter dead-time. IEEE Transactions on Industry Applications. 52(1), 242–253.
17. Bin, W. (2005). High-power converters and AC drives. IEEE Press and John Wiley.
18. Gurav, R. D., Morey, S. B. and Joshi P. M. (2018). 3-ph 2- level VSI with sinusoidal pulse width modulation. Proceedings of the 3rd International Conference for Convergence in Technology (I2CT). Pune, India, 1-4.
19. Kolar, J. W. and Friedli, T. (2013). The essence of three-phase PFC rectifier systems–Part I. IEEE Transactions on Power Electronics. 28(1), 176-198.
2. สุทธิพงษ์ จำรูญรัตน์ และภิรมย์ ตั้งจิตเพียรผล. (2559). การพัฒนาเครื่องคัดแยกสิ่งเจือปนในเมล็ดข้าวปลูก. งานวิจัยคณะวิศวกรรมศาสตร์. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร.
3. เจษฎา อุดมกิจมงคล. (2554). อุตสาหกรรมเครื่องจักรกลการเกษตร (Agricultural Machinery). รายงานผลการศึกษาทางวิชาการของสํานักงานเศรษฐกิจอุตสาหกรรม. กระทรวงอุตสาหกรรม.
4. เสาวณี จันทะพงษ์ และพรชนก เทพขาม. (2561). นวัตกรรมการเกษตร : ทางออกปัญหาความเหลื่อมล้ำของไทย ตอน 2. บทวิเคราะห์ทางเศรษฐกิจ. ธนาคารแห่งประเทศไทย.
5. Kumar, S., Cho, J.H., Park, J. and Moon, I. (2013). Advances in diesel-alcohol blend and their effects on the performance and emissions of diesel engines. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 22, 46-72.
6. กฤตวัฒน์ โตเจริญ, อาทิชา วัฒนะไมตรี และจิรายุส แม้นนิล. (2560). การศึกษาสมรรถนะของเครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็กที่ใช้น้ำมันดีเซลและการระเหยเอทานอลในโหมดเชื้อเพลิงร่วม. ปริญญานิพนธ์วิศวกรรมศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล. คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา.
7. อนุชิต อุไรรัตน์ และเฉลิม จินาตุน. (2563). ระบบขับเคลื่อนมอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสที่มีวงจรแก้ไขตัวประกอบกำลังไฟฟ้าสำหรับเครื่องจักรรีดยางไฟฟ้า. วารสารวิจัยราชมงคลกรุงเทพ. 14(1), 1-13.
8. Merve, Y., Mehmet, P. and Hasan K. (2014). A survey on comparison of electric motor types and drives used for electric vehicles. Proceedings of the 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition. Antalya, Turkey, 218-223.
9. Christian, K., Frede, B. and Paul, T. (2006). Alternate ASDs : Evaluation of the converter topologies suitable for integrated motor drives. IEEE Industry Applications. 12(2), 71–83.
10. Simon, R., Philipp, K., Marcelo, H. and Johann, K. (2008). Towards a 30 kW/liter, three-phase unity power factor rectifier. IEEJ Transactions on Industry Applications. 128(4), 481–490.
11. Reddy, M. H. V. and Jegathesan, V. (2011). Open loop V/f control of induction motor based on hybrid PWM with reduced torque ripple. Proceedings of the 2011 International Conference on Emerging Trends in Electrical and Computer Technology. Nagercoil, India, 331-336.
12. Omkar, G., Onkar, U., Swapnil, R., Ashish, R. and Rekha, S. (2019). V/F speed control technique of three phase induction motor. International Journal of Innovative Research in Electrical, Electronics, Instrumentation and Control Engineering (IJIREEICE). 7(1), 40– 44.
13. Alfredo, M. G., Thomas. A. L. and Donald, W. N. (1998). A new induction motor V/f control method capable of high performance regulation at low speeds. IEEE Transactions on Industry Applications. 34(4), 813–821.
14. Zhang, Z., Liu, Y. and Bazzi A. M. (2017). An improved high-performance open-loop V/f control method for induction machines. Proceedings of the 2017 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC). Tampa, FL, USA, 615-619.
15. Dehong, Z., Jin, Z. and Yunhua, L. (2016). Model predictive control scheme of five-leg AC-DC-AC converter-fed induction motor drive. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 63(7), 4517–4526.
16. Guha, A. and Narayanan, G. (2016). Small-signal stability analysis of an open-loop induction motor drive including the effect of inverter dead-time. IEEE Transactions on Industry Applications. 52(1), 242–253.
17. Bin, W. (2005). High-power converters and AC drives. IEEE Press and John Wiley.
18. Gurav, R. D., Morey, S. B. and Joshi P. M. (2018). 3-ph 2- level VSI with sinusoidal pulse width modulation. Proceedings of the 3rd International Conference for Convergence in Technology (I2CT). Pune, India, 1-4.
19. Kolar, J. W. and Friedli, T. (2013). The essence of three-phase PFC rectifier systems–Part I. IEEE Transactions on Power Electronics. 28(1), 176-198.