• 전력전자학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.367-375
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• 2013

The mechanical vibration of a PM synchronous motor at low speeds due to the back emf harmonics may be serious problems in some application such as MDPS(Motor driven power steering), electric vehicles. In this paper, torque ripple reduction for an interior PM synchronous motor including back emf harmonics is proposed. The dq flux linkage harmonics of the permanent magnet are estimated on real time by using the dq currents of the real system and the model of the MRAS observer. Based on the estimated flux linkage harmonics, the dq harmonic currents for reducing the torque ripples are compensated on the dq reference currents. The estimation of the flux linkage harmonics by the MRAS observer and the torque ripple reduction of the proposed algorithm was verified by the simulation and experiment.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제6권4호
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• pp.477-487
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• 2008

This paper proposes a new position sensorless drive for brushless DC (BLDC) motors. Typical sensorless control methods such as the scheme with the back-EMF detection method show high performance only at a high speed range because the magnitude of the back-EMF is dependent upon the rotor speed. This paper presents a new solution that estimates the rotor position by using an unknown input observer over a full speed range. In the proposed method, a trapezoidal back-EMF is modelled as an unknown input and the proposed unknown input observer estimating a line-to-line back-EMF in real time makes it possible to detect the rotor position. In particular, this observer has high performance at a low speed range in that the information of a rotor position is calculated independently of the rotor speed without an additional circuit or complicated operation process. Simulations and experiments have been carried out for the verification of the proposed control scheme.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.56-63
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• 2003

본 연구에서는 감쇠상 역기전력을 고려한 토크모델이 도통 및 전환구간에서 다름을 보였으며 이를 통해 전환구간에서 나타나는 토크맥동을 수학적으로 해석하였다. 본 논문에서는 전환시간에 의해 나타나는 토크맥동을 저감할 수 있는 새로운 방식을 제안하였다. 첫째, 전환시간을 조절하여 상승상 및 감쇠상의 전류의 기울기를 일정하게 조정하는 절환지연시간제어를 제안하였다. 이를 통하여 비전환상에서의 전류맥동을 저감하였으며 직류단전압과 4배의 역기전력전압의 크기가 같아지는 임계속도 이하에서 토크맥동을 저감할 수 있다. 그러나, 역기전력 및 전환하는 전류의 관계에 의해 토크맥동이 여전히 존재한다. 특히 임계속도 이상에서는 토크맥동율이 크게 증가한다. 둘째, 역기전력과 전류의 관계에 따라 나타나는 토크맥동을 고려한 전환시점제어를 제안하였다. 제안한 방식에 의하여 BLDC 전동기의 토크맥동을 임계속도 이상에서 뿐 만 아니라 전 속도영역에서도 최소화 할 수 있다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.910-916
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• 2015

A sensorless motor control scheme with conventional back-Electro Motive Force (EMF) sensing based on zero crossing point (ZCP) detection has been widely used in various applications. However, there are several problems with the conventional method for effectively driving sensorless brushless motors. For example, a phase mismatch of 30 degrees occurs between the ZCP and commutation time. Additionally, most of the motor speed/current controls are achieved based on a pulse width modulation (PWM) method, which generates significant noise that distracts the back-EMF sensing. Due to the PWM switching, the ZCP is not deterministic, and thus the efficiency of the motor is reduced because the phase transition points become uncertain. Moreover, the motor driving performance is degraded at a low speed range due to the effect of PWM noise. To solve these problems, an improved back-EMF detection method based on a differential line method is proposed in this paper. In addition, the proposed sensorless BLDC driver addresses the problems by using a variable voltage driver generated from a buck converter. The variable voltage driver does not generate the PWM switching noise. Consequently, the proposed sensorless motor driver improves 1) the signal-to-noise ratio of back-EMF, 2) the operation range of a BLDC motor, and 3) the torque characteristics. The proposed sensorless motor driver is verified through simulations and experiments.

• 전력전자학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.33-40
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• 2008

본 논문은 단상 스위치드 릴럭턴스 모터의 역기전력 분석을 통해 회전자 위치를 추정하여 구동하는 센서리스 구동법을 제안한다. SRM은 회전자 위치에 따라 적정 고정자 권선을 여과시킴으로써 회전력을 발생하기 때문에 회전자 위치 정보가 필수적으로 요구된다. 회전자의 위치를 검출하기 위하여 다양한 회전자 위치센서를 사용하고 있으나 대부분의 위치 센서들은 모터의 부피와 구축비용을 증가시킬 뿐만 아니라 환경에 따라 구동시스템의 신뢰도를 저하시키는 경향이 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제들을 해결하기 위해 역기전력을 이용한 방법을 제안한다. 회전자와 고정자가 겹쳐지는 순간(overlap point) 역기전력이 급격하게 변화하게 되는 지점을 검출하여 회전자의 위치를 추정할 수 있으며, 속도 계산을 통해 적절한 위치에서 스위치를 온, 오프하여 SRM을 구동하게 된다. 본 연구에서 제안한 방식을 시뮬레이션과 실험을 통해 그 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.157-164
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• 2007

본 논문에서는 일반적인 브러시리스 전동기의 센서리스 구동 성능을 개전하기 위한 퍼지 역기전력 관측기를 이용한 새로운 센서리스 구동 방법이 제안되었다. 기존의 브러시리스 전동기의 센서리스 구동 방법은 저속영역과 과도상태에서의 성능저하와 추가적인 회로를 필요로 한다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 사다리꼴 형태의 역기전력을 추정하기 위해 적합한 퍼지 논리에 의해 브러시리스 전동기의 역기전력을 정확하게 추정하였다. 퍼지 역기전력 관측기를 이용한 제안된 알고리듬은 정상 상태 뿐만 아니라 과도 상태에서도 연속적인 회전자 위치를 추정하고 외부 환경 변화에 강인한 제어를 얻을 수 있다. 제안된 알고리듬의 우수성은 다른 센서리스 구동방법과 비교한 시뮬레이션을 통하여 입증되었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.449-452
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• 2016

This paper presents a simplified analysis on the rotor position detection error in sensorless interior permanent magnet brushless DC motor (BLDCM) drives, wherein terminal voltage sensing based on the back-electromotive force (back-EMF) zero-crossing point detecting circuitry is employed. The effect of a rotor saliency on the back-EMF's zero-crossing point detection is analyzed using the extended EMF-based voltage equation of the interior permanent BLDCM in a stationary reference frame, and thus the overall analysis is considerably simplified compared to the conventional one. Simulation results are provided to verify the effectiveness of the proposed method.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1455-1458
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• 2005

This paper presents the method of reducing torque ripple of Blushless Direct Current(BLDC) motor. In the BLDC motor, the torque is decided by the back-EMF and current waveform. If the back-EMF is constant, the torque ripple depends on the current ripple during commutation period. The current in commutation period is acquired by circuit analysis and then the torque ripple simply can be reduced by varying input voltage to flow the current continuously. And suggested method is confirmed by dynamic with parameters of 500W BLDC motor.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 A
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• pp.475-478
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• 1994

In this paper two methods of torque control for brushless DC motor with non-ideal trapezoidal back EMF are presented. One is the method of modulating the reference current so as to give a constant torque since the torque is given by the back EMF and the. phase currents. And the current control loop includes the feedforward control of back EMF and of the neutral voltage between the neutral points of the inverter and of the machine. The other is a direct voltage calculation algorithm for a given reference torque. In the two methods, the time delay due to the calculation is compensated by one sampling current prediction. The simulation results are presented to verify the proposed methods.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.582-588
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• 2002

본 연구에서는 브러시리스 직류 전동기(BLDCM)에 대한 효율적인 센서리스 운전 기법을 제시한다. 제시된 기법은 인버터 스위칭 주파수(4KHz, 6KHz, 8KHz)를 회전속도에 따라 적절히 가변함으로서 넓은 속도 범위에서 운전성능과 효율을 향상시킬 수 있다. 실험결과들은 제시된 기법이 제형파 역기전력을 갖는 BLDCM의 센서리스 운전특성을 효율 적으로 개선 할 수 있음을 보여주고 있다.