The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics (전력전자학회논문지)

The Korean Institute of Power Electronics (전력전자학회)
권호 표지

A Comparative Study on the Performance of Two-Phase and Three-Phase Randomized Pulse Position PWM Scheme for Mitigation of Audible Switching Acoustic Noise in Motor Drives

모터 구동 장치의 가청 스위칭 소음 저감을 위한 2상 및 3상 랜덤 펄스 위치 PWM기법의 성능 비교

  • 정영국 (대불대학교 전기공학과) ;
  • 위석오 (전남대학교 대학원 전기공학과 박사과정 수료) ;
  • 나석환 ((주)하우 무선데이터 통신연구소 책임연구원) ;
  • 임영철 (전남대학교 전기공학과 교수/한국과학재단 지정 전남대 고품질 전기전자부품 및 시스템연구센터(RRC) 소장)
  • Published : 2002.06.01
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Abstract

In this paper, a comparative study on the performance of two-phase and three-phase randomized pulse position PWM scheme for mitigation of audible switching acoustic noise in motor drives is done. In the randomized Pulse Position PW, each of two-Phase or three-phase PWM Pulses is located randomly in each switching interval. Simulation and experimental efforts were executed to investigate the spread effects of Power spectra of inverter output voltage, waveforms of ripple current and audible switching acoustic noise. As results, two-phase RP% scheme is more effective from the viewpoint of switching loss and ease of implementation while the three-phase RPWM scheme is more effective from the viewpoint of the spread effects of power spectra. Also, from the view point of the audible switching acoustic noise in motor drives, two-phase and three-phase RPW schemes are nearly the same.

PWM기법의 성능을 비교하고 있다. 랜덤 펄스 위치 PWM기법은 2상 또는 3상 펄스들을 변조 구간내의 임의의 위치에 랜덤하게 배치하고 인버터 스위칭에 의하여 고조파의 스펙트럼을 광역화하는 RPWM기법이다. 시뮬레이션과 실험에 의하여 인버터 출력 전압의 고조파 스펙트럼과 맥동 전류 파형 그리고 모터의 가청 스위칭 소음의 저감 효과를 비교 검토하였다. 스위칭 손실 및 연산시간 그리고 구현의 용이성에서 3상 RPWM보다는 2상 RPWM이 양호하며, 고조파의 광대역화 측면에서는 3상 RPWM이 보다 좋은 성능을 지니고 있음을 알 수 있었다. 또한 가청 스위칭 소음저감은 2상 RPWM과 3상 RPWM이 거의 유사한 성능을 갖고 있음이 확인되었다.

Keywords

References

  1. PEMC '96 Random modulation techiques in power conversion-an update M.M. Bech;J.K. Pedersen;F. Blaabjerg
  2. IEEE APEC '00 Field-oriented control of an induction motor using random pulse width modulation M.M. Bech;J.K. Pedersen;F. Blaabjerg
  3. IEEE IECON '93 Digital implemented random modulation strategies for ac and switched reluctance drives F. Blaabjerg;J.K. Pedersen
  4. IEEE Trans. PE v.14 no.3 A methodology for true comparison of analytical and measured frequency domain spectra in random PWM converters M.M. Bech;J.K. Pedersen;F. Blaabjerg;A.M. Trzynadlowski
  5. IEE Proc. Electr. Power Appl. v.147 no.1 Random slope PWM inverter using exisiting system background noise:analysis, design and implementaion C.M. Liaw;Y.M. Lin
  6. IEEE Trans. PE v.6 no.3 Acoustic noise reduction in sinusoidal PWN drives using a randomly modulated carrier T.G. Habetler;D.M. Divian
  7. IEEE IECON '93 Implementation and test of a digital quasi-random modulated SFAVM PWM in a high performance drive system F. Blaabjerg;J.K. Pedersen
  8. IEEE Trans. IA v.44 no.2 Space vector PWN technique with minimum switching losses and a variable pulse rate A. M. Trzynadlowski;J. K. Pedersen;R. L. Kirlin;S. Legowski
  9. IEEE Trans. PE v.16 no.6 Optimization of switching frequencies in the limited-pool random space vector PWM strategy for inverter fed deives A.M. Trzynadlowski;M.M Bech;J.K. Pedersen;R.L. Kirlin;S. Legowski
  10. EPE '93 Determination of mechanical resonances in induction motors by random modulation and acoustic measurement J.K. Pedersen;F. Blaabjerg
  11. EPE ' 93 Reduction of acoustical noise emission in ac machines by intelligent distributed random modulation J.K. Pedersen;F. Blaabjerg
  12. IEEE Trans. PE. v.9 no.5 Power spectra of a PWM inverter with randomized pulse position R.L. Kirlin;S. Kwok;S. Legowski;A.M. Trzynadlowski
  13. IEEE PESC '99 Random modulation techniques width fixed switching frequency for three-phase power converters M.M. Bech;J.K. Pedersen;F. Blaabjerg
  14. IEEE Trans. IA v.33 no.3 Analysis of a Hybrid PWM based on modified space vector and triangle comparison methods V. Blasko
  15. proceeding of ICPE '01 A new space vector random PWM scheme for induction motor drives S.H. Na;Y.G. Jung;H.G. Kim;Y.C. Lim
  16. 전력전자학회 논문지 v.6 no.6 인버터 구동 시스템을 위한 새로운 공간벡터 Random PWM기법 정영국;나석환;임영철
  17. 전력전자학회 논문지 v.3 no.4 Random Position PWM을 이용한 유도전동기의 가청 스위칭 소음 저감 임영철;나석환
  18. 전력전자학회 논문지 v.7 no.1 2상 유도전동기의 구동을 위한 2상 인버터의 2상 공간전압벡터 PWM방식 장도현;윤덕용
  19. IEEE IECON '97 Two-phase PWM technique for inverter fed ac drives S. Halasz;B.T. Huu
  20. IEEE APEC '98 A New random inverter control technique for motor drive Y.S. Lai;H.C. Huang;C.M. Young