This paper presents a power control method of high-speed single-phase BLDC motor. Most electric appliances require a power factor corrector (PFC) to mitigate grid current harmonics. However, the reactive components and power semiconductors in the PFC increase system cost and dimension. In this paper, a new motor drive system for a high-speed single-phase BLDC motor is proposed, which can decrease grid current harmonics without PFC by directly manipulating motor power and eliminating bulky electrolytic dc-link capacitor. Given that the proposed motor power control method does not require motor current controller, no current sensor is necessary. Moreover, the proposed algorithms can be easily implemented using a low-cost micro-controller. The effectiveness of the proposed power control method is verified by experiments.
Stratum Axial Type BLDC Motor has remarkable efficiency owing to outstanding characteristics of speed and torque as well as its small size. In this paper 2-Degree of Freedom PI (TDOF PI) control method is presented in order to improve the efficiency of Stratum Axial Type BLDC Motor and the simulation proves that the separate control for speed characteristic from answering characteristic of load torque particularly allows the construction of superior control system to PI control system. These results are significant in that the improved Stratum Axial Type BLDC Motor enables the production of much smaller, lighter, and noiseless electric home appliances such as air-conditioner and refrigerator.
Miniature BLDC is widely used in industrial applications and especially medical appliances because of there character that high driving efficiency and high torque characteristic. However torque ripple of a high speed miniature BLDC is serous in switching period cue to the very electrical time constant. This paper present instant voltage and current control for torque ripple reduction of a high speed miniature BLDC. Computer simulation and experiment test for 40,000 rpm miniature BLDC show the verification of the proposed control method.
In this paper, a simulation model for 7-phase BLDC motor drives for an Autonomous Underwater Vehicles (AUV) is proposed. A 7-phase BLDC motor is designed and the electrical characteristics are analyzed using FEA program and the power electronics drives for the 7-phase BLDC motor are theoretically analyzed and the actual implementation has been accomplished using Matlab Simulink. PI controller and fuzzy controller are compared for verifying the validity of the proposed model and the informative results are described in detail. Especially A fuzzy controller is used to characterize 7-phase BLDC motor, drive systems under normal and fault operating conditions.
In this paper, modeling of brushless DC motor (BLDC) driving system for platform screen door control applied fuel cell power generation system has been proposed. At first the system configuration and operational principle of the developed fuel cell simulator has been investigated and the design of BLDC motor driving system is studied and the overall performance and dynamics of the proposed system could be effectively examined by simulation. PSIM simulation program is implemented to verify the performance and compatibility of the fuel cell power generation system and BLDC motor control system modeling.
본 논문은 백스텝핑 설계기법을 이용하여 BLDC 전동기의 위치 및 속도, 전류제어를 위한 제어기 설계방법을 제안한다. 또한, 전체 시스템을 안정화하며 추종성능을 향상시킬 수 있는 적절한 제어이득을 설정하기 위한 방법을 제시한다. 제안된 제어기를 120W급의 BLDC 전동기에 적용하여 위치, 속도 및 전류 레퍼런스를 추종하는 능력을 시뮬레이션 시험하였다. 설계된 제어기가 정상상태의 오차가 1% 이내를 가짐으로 상태 추종 성능에 대해 유용한 제어기임을 보일 수 있었다.
This paper proposes a design of optimal PI(D) controller for brushless DC (BLDC) motor speed control by the particle swarm optimization (PSO), one of the powerful metaheuristic optimization search techniques. The proposed control system is implemented on the TMS320F28335 DSP board interfacing to MATLAB/SIMULINK. With Back EMF detection, the proposed system is considered as a class of sensorless control. This scheme leads to the speed adjustment of the BLDC motor by PWM. In this work, the BLDC motor of 100 watt is conducted to investigate the control performance. As results, it was found that the speed response of BLDC motor can be regulated at the operating speed of 800 and 1200 rpm in both no load and full load conditions. Very satisfactory responses of the BLDC system can be successfully achieved by the proposed control structure and PSO-based design approach.
본 논문에서는 미용 목적의 핸드피스에 사용가능한 BLDC 모터의 속도 제어 시스템을 구현한다. 저비용 개발을 위해 모터 내부의 홀 센서 값을 속도 제어에 이용하였다. 모터 전원 회로와 드라이버 회로는 가정용 220V 전원을 입력으로 사용하도록 설계하였으며 별도의 다른 전원은 필요로 하지 않는다. 핸드피스 작업 시 발생하는 부하 변동에 따른 급속한 속도 증가를 방지하기 위해 별도의 과속 방지 제어기를 탑재하였다. 개발된 제어 시스템은 5,000~30,000 RPM 구간에서 운용 가능하다. 본 연구에서 개발된 핸드피스 모듈에서 부하 변동이 있음에도 불구하고 모터의 속도가 일정하게 유지됨을 실험으로 입증한다.
Brushless Direct Current(BLDC) Motor is essential to measure a rotor position because of that this motor type needs to synchronize the rotor's position and changeover phase current instead of a brush and commutator used on the existing dc motor. Recently, many researches have studied on sensorless control drive for BLDC motor. The conventional control methods are a compensation value dq, Kalman filter, Fuzzy logic, Neurons neural network, and the like. These methods has difficulties of detecting BEMF accurately at low speed because of low BEMF voltage and switching noise. And also, the operation is long and complex. So, it is required a high-performance microprocessor. Therefore, it is not suitable for a small BLDC motor sensorless drive. This paper presents control methods suitable for economic small BLDC motor sensorless drive which are an improved design of the BEMF detection circuit, simplifying a complex algorithm and computation time reduction. The improved motor sensorless drive is verified stability and validity through being designed, manufactured and analyzed.
소형 BLDC(Brushless DC) 전동기는 높은 운전효율과 고토크 특성으로 인하여, 산업용 기계와 가전기기 및 특히 의료용 장비에 널리 사용되고 있다. 일반적인 BLDC 전동기의 경우에 전류(commutation) 구간에서의 토크 리플 억제에 대한 다양한 연구가 이루어져 왔다. 하지만, 초고속 BLDC 전동기의 경우 설계 특성상 전기적 시정수가 매우 짧아서 전류 구간에서의 토크 리플 보다 통전 구간에서의 토크 리플이 더 큰 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 40000rpm급 초고속 소형 BLDC 전동기의 전기적 시상수에 따른 통전구간에서의 토크리플을 해석하고, 토크 리플 억제를 위하여, 순시 전압 제어기와 고속 히스테리시스 전류 제어기를 제안한다. 제안된 순시 전압제어기는 통전구간에서의 토크 리플 억제를 위하여 운전속도와 부하전류에 적합한 전압을 순시적으로 제어하여 BLDC 전동기에 공급하고, 고속 히스테리시스 전류 제어기는 DSP의 지령전류에 따라, 제어 주기의 샘플링 지연없이 부하전류를 제어하는 시스템이다. 제안된 초고속 소형 BLDC 전동기의 토크 리플 억제를 위한 제어 시스템은 시뮬레이션 및 실험을 통하여 그 타당성을 증명하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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