• 제목/요약/키워드: High Speed BLDC Motor

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복합연막탄 선회구동장치를 위한 정밀 BLDC 서보 위치 제어기 개발 (Development of a Precision BLDC Servo Position Controller for Composite Smoke Bomb Azimuth Driving System)

  • 구본민;최승진;최중경
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권3호
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    • pp.467-472
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    • 2006
  • 본 논문은 BLDC 서보 모터를 채 택하는 복합연막탄 선회구동 장치를 제어하기 위한 정밀 시스템설계 및 위치 제어 알고리즘 개발을 목적으로 하고 있다. 복합연막탄은 상대편 전차의 시계를 가리는 역할을 해야 하므로 짧은 시간 안에 상대방의 존재를 감지하고 연막탄을 발사할 수 있는 빠른 응답성이 요구된다. 따라서 $300[Hz]\sim500[Hz]$의 빠른 전류 응답 능력을 보이는 시스템 설계가 제안된다. 그리고 연산 속도의 증가를 위해 MIX-MAX PWM기법이 사용된다. 발사각 제어를 위해서는 지령 속도 궤적의 적분치를 활용하는 정밀 위치제어 알고리즘을 제안한다. 또한, 이러한 특성들이 전류, 전압, 위치, 속도 등의 파라미터 그래프를 보여주는 PC 반의 프로그램에 의해 모니터링 되고 평가된다. 부동소숫점 방식의 고성능 DSP인 TMS320VC33을 사용하여 제어기를 구성하였으며 PWM 발생부는 CPLD인 EPM7128을 사용하여 구현하였다.

속도 관측기를 이용한 전기스쿠터용 IN-WHEEL 영구자석 동기 전동기의 제어 방법 (The Control Method of In-Wheel PMSM for Electric Scooter using Speed Observer)

  • 손태식;이용균;김학원;조관열;목형수
    • 전력전자학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.130-136
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    • 2011
  • 본 논문은 전기 스쿠터용 영구자석 동기 전동기(PMSM)의 토크제어 알고리듬을 제안한다. 전기 스쿠터용 인휠(In-wheel) 모터는 기구적으로 고 분해능의 회전자 위치검출 센서인 레졸버나 엔코더를 장착하기 어려워 저 분해능의 홀 센서를 사용한다. 본 논문은 홀 센서를 갖는 영구자석동기전동기의 벡터제어를 위하여 속도관측기를 사용하여 회전자의 속도 및 고분해능의 위치정보를 관측한다. 초기 기동시에는 일반적인 120도 통전방식의 BLDC 운전모드로 기동하고, 기동 후에는 벡터제어 방식으로 전환하여 단위 전류 당 최대 토크(Maximum Torque Per Ampere, MTPA) 운전과 약자속(Flux weakening) 제어를 수행한다. 제안한 알고리듬은 전기스쿠터의 장착실험을 통하여 검증하였다.

플라이휠 에너지 저장장치 회전체계의 동역학적 설계및 해석 (Rotordynamic Design and Analysis of the Rotor-Bearing System of a 500Wh Flywheel Energy Storage Device)

  • 최상규;김영철;경진호
    • 소음진동
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    • 제8권1호
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    • pp.81-86
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    • 1998
  • A 500Wh class high-speed Flywheel Energy Storage System (FESS) driven by a built-in BLDC motor/generator has been designed, which runs from 30000 to 60000rpm nominally. Due to the motor/generator inside, the flywheel rotor made of composites supported by PM/EM hybrid bearing system has a shape of bell or pendulum and thus requires accurate rotordynamic analysis and prediction of its dynamic behavior to secure the operating reliability. Rotordynamic analyses of the flywheel rotor-bearing system revealed that the bell shaped rotor has two conical rigid-body modes in the system operating range and the first conical mode, of which nodal point lies in the radial EM bearing position, can adversely affect the dynamic response of the rotor at the corresponding critical speed. To eliminate the possibility of wild behavior of the rotor, two guide bearings are adopted at the upper end of the rotor and motor/generator. It was also revealed that the EM bearing stiffness if 0.5~1.0E+6 N/m and damping of 2000 Ns/m are favirable for smooth operation of the system around the 2nd critical speed.

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BLDC 전동기의 속도 제어를 위한 퍼지 P+ID 제어기 설계 (The Design of Fuzzy P+ID Controller for Brushless DC Motor Speed Control)

  • 김영식;김성중
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제7권5호
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    • pp.823-829
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    • 2006
  • 본 논문에서는 기존의 PID 제어기의 P 부분만을 퍼지 논리제어기로 대체한 퍼지 P+ID 제어기를 제안하였으며. 제안된 퍼지 P+ID 제어기는 단지 하나의 제어파라미터만을 추가하여 기존 PID 제어기를 조절하기 때문에 쉽게 설계 할 수 있으며, PID 제어기의 구조를 유지함으로서 기존 장치의 하드웨어 부분을 수정할 필요가 없다. 또한, 퍼지 P+ID 제어기는 기존 PID 제어기와 비교해서 충분한 안정성을 보여주며, 구조가 단순하고 계산 량이 적어 제어기의 동조시간을 기존의 퍼지 제어기에 비해서 많이 줄일 수 있는 장점이 있다. 제안된 Fuzzy P+ID 제어기를 BLDC 모터에 적용하여, 시뮬레이션 및 실험을 통하여 본 논문에서 제안한 제어기가 기존의 제어기보다 제어성능이 우수함을 확인하였다.

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Turbo Compressor용 초고속 전동기 개발 (Development of Ultra-High Speed Motor for Turbo Compressor)

  • 김영관;최문창
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.26-29
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    • 2001
  • In this paper, a brief overview of problems related to the electromagnetic, mechanical design criteria is reported. Also, we described the results about the comparisons between BLDC motor and induction motor for Turbo Compressor considering motor cost, efficiency and reliability. As a result, we select an induction motor for 12.5RT Turbo compressor for the application of small building's all-conditioning system. Finally, a prototype induction motor was manufactured and tested under compressor set. The test results were successfully met the mechanical, thermal and electromagnetic point of view.

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센서리스 구동 브러시리스 DC 모터의 기동 특성 개선에 관한 연구 (A Study on starting Characteristics Improvement of Sensorless BLDC Motor)

  • 홍선기
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.54-59
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    • 2005
  • 브러시리스 직류 전동기(Brushless U Motor : BLDCM)는 기존의 직류 전동기의 단점인 브러시를 제거한 것으로 제어가 간단하면서도 넓은 범위에서 속도 제어가 가능하고 효율이 높으며 경제적으로 제어기 제작이 가능하여 산업용 뿐 아니라 가전에까지 널리 사용된다. 그러나 BLDCM을 구동하는데 필수적인 센서는 제품 가격을 증가시킬 뿐만 아니라 운전 환경이 열악한 곳에서는 동작 오류를 발생하는 원인이 되고 있다. 본 논문에서는 BLDCM의 센서리스 구동에서 정상상태 운전뿐만 아니라 안정된 초기 구동에 관한 연구를 수행한다. 정상상태 운전은 측정된 역기전력을 이용하여 회전자의 위치를 결정함으로써 이루어지며, 초기 구동을 개선하기 위해 환류 다이오드로부터 측정된 전류 신호를 이용하여 초기 구동을 하게 된다. 이것은 실험을 통해 타당성을 확인하였다.

Sensorless BLDC 전동기 구동을 위한 개선된 스위칭 방법 (Improved switching method for sensorless BLDC motor drive)

  • 이호형;조황;이기서
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제5권2호
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    • pp.164-170
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    • 2010
  • 브러시리스(brushless) DC 전동기는 회전자의 위치에 따라 3상 중 2상에 전류를 흐르게 하는 방식으로 구동되며 회전자의 위치를 검출하기 위해서는 홀센서나 엔코더등과 같은 자기식 또는 광학식 위치 검출 센서가 사용되는데 이러한 센서들은 고온이나 저온에서 원치 않는 동작을 유발할 수 있고 전동기의 가격과 부피를 증가시키는 단점이 있다. 최근에는 전동기의 가격과 부피적 측면 그리고 강건성을 고려하여 센서리스(Sensorless) 전동기 구동에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 논문은 전동기를 Unipolar PWM 방법으로 고속으로 회전시킬 경우 발생되는 노이즈에 의해 Zero Crossing Point 관측이 어려워 정확한 제어가 용이하지 않은 문제점을 개선하여 드라이버의 수명을 증대시키면서 고속에서도 노이즈를 최소화 할 수 있는 새로운 스위칭 방법을 제안한다.

자동동조 기법을 이용한 정현파형 BLDC 전동기의 속도제어 (Speed Control of a Sinusoidal Type Brushless DC Motor using an Auto-tuning Method)

  • 전인효;노민식;최중경;박승엽
    • 전자공학회논문지T
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    • 제36T권1호
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    • pp.41-50
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    • 1999
  • 브러시리스 직류전동기는 보수 유지의 용이성과 가제어성의 특성으로 인하여 자동화 공장에서 많이 활용되고 있다. 본 논문에서는 산업현장에서 고성능과 유용성을 가지는 정현파형 브러시리스 직류전동기의 속도제어 서보시스템을 설계하였다. 이 서보시스템은 전동기의 구동에 필요한 제어장치와 새로운 자동동조 PI제어 알고리즘에 의해서 구현되어진다. 주 제어기와 센서 신호처리부는 고속연산의 필요성과 설계의 적절성 때문에 DSP를 사용하였고, DSP에서 출력되는 속도지령을 정확히 추종하기 위해 하드웨어 PWM 전류제어기를 구현하였다. 실험 결과 지령치에 대한 빠른 응답과 지령치 변화에 따른 정상상태 응답이 오버슈트 없이 잘 수렴함을 확인 할 수 있었다.

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홀센서를 이용한 BLDC모터의 정밀한 속도 제어 (Precise Speed Control of Brushless DC Motors using Hall sensor)

  • 김광영;신두진;유병삼;허욱열;이제희
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.573-575
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    • 1999
  • Brushless DC motor which has the characteristics of high efficiency and high torque, can be controlled speed by the encoder or resolver. But these sensors cost highly and have the problem that they increases the size. This paper proposes a speed control by Hall-Sensor. which is small and cheap. But this sensor has a problem of low resolution. To solve the problem this paper proposes speed control by using a least square algorithm.

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진상각 제어에 따른 BLDC 전동기의 소음 특성 해석 (Analysis of the Acoustic Noise Characteristics by Controlling Lead Angle in Brushless DC Motors)

  • 황상문;김경태;정승규
    • 한국정밀공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.101-109
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    • 2000
  • Mutual torque ripple in a brushless DC motor is the main source of acoustic noise, especially fur motor operation with high speed and torque. This paper presents a method to obtain mutual torque ripple to identify acoustic noise source. Mutual torque ripple can be determined by analyzing phase current shape and magnetic circuit with different lead angles. Current shape is determined by state space model of voltage equation with the use of inductance calculated by FEM, and confirmed by experimental results. Mutual torque ripple is also determined by FEM analysis for the calculated current shape. Acoustic noise experiment reveals that mutual torque ripple with different lead angle is one of the main sources for noise generation in a brushless DC motor.

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