Kim, Jong-Hoon;Jang, Min-Ho;Choe, Jun-Seok;Kim, Do-Young;Tak, Yong-Sug;Cho, Bo-Hyung
Journal of Power Electronics
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v.11
no.1
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pp.82-89
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2011
Differences in the frequency characteristic applied to a ripple current may shorten fuel cell life span and worsen the fuel efficiency. Therefore, this paper presents an experimental analysis of the ripple current applied variable frequency characteristic in a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC). This paper provides the first attempt to examine the impact of ripple current through immediate measurements on a single cell test. After cycling for hours at three frequencies, each polarization and impedance curve is obtained and compared with those of a fuel cell. Through experimental results, it can be absolutely concluded that low frequency ripple current leads to long-term degradation of a fuel cell. Three different PEMFC failures such as membrane dehydration, flooding and carbon monoxide (CO) poisoning that lead to an increase in the impedance magnitude at low frequencies are simply introduced.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.22
no.5
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pp.449-456
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2017
This study proposes a method for compensating for the commutation torque ripple of delta-connected brushless DC motors with low inductance based on a current predictions. At the commutation instant, a phase current at the next sampling period is predicted and compared with the reference phase current to determine whether torque ripples will occur or not. If the predicted current cannot reach the reference phase current, the reference current is modified and the relevant voltage reference is produced to reduce the torque ripple. The validity of the proposed method has been verified by simulation and experimental results. The commutation torque ripple has been decreased by 17.7% at 1,000 rpm and 80% load conditions.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers B
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v.48
no.9
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pp.490-497
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1999
This paper presents a novel current control method to reduce the current ripple due to commutation in brushless DC motor fed with unipolar PWM voltage source inverter. The proposed current control method can reduce the current ripple due to commutation in high speed range where the DC link voltage of the inverter is less than four times of the phase back-emf. The effectiveness of the proposed current control method is verified with digital simulations and experiments on the 250W brushless DC motor drive systems.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.62
no.10
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pp.1425-1435
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2013
The useful method for determining parameters of weighting functions used to design the $H_{\infty}$ current controller for attenuating the current ripple due to saliencies which SPMSM(Surface Permanent Magnet Synchronous Motor) also incorporates is described. To analyze the effect, the current ripple due to the structural and the saturation saliencies, the SPMSM model with nonlinear inductance function depending on the two independent variables, rotor position and stator current is simulated. After analysis, parameters of the weighting functions for $H_{\infty}$ current controller is selected to satisfy the robust stability, robust performance and specific performance in time and frequency domain by using the PSO(Particle Swarm Optimization) algorithm in the linear SPMSM model. Especially, the robust performance is proved that the selected weighting functions play a role in reducing the current ripple caused by the saliencies of SPMSM at the desired frequency range by the simple experiment.
This paper presents a new current control method to reduce torque ripple of Brushless DC Motor during commutation. In the proposed control strategy, the current slopes of rising and decaying phase during commutation is equalized by the compensation voltage. By adding the compensation voltage for it to the current controller output, the reduced torque ripple can be obtained. The simulation and experimental results show that the proposed method reduces the torque and the current ripples significantly.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.25
no.1
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pp.53-57
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2012
In this paper, by designing 20 W class driving circuit for driving high-power LED (Light Emitting Diode), we are going to comparatively carry out the analysis of characteristics for power circuit according to each design method. In this case, 200 V 60 Hz was performed as input data. The electrical characteristics such as voltage, current and ripple are checked for constant current circuit and constant voltage circuit in the LED module. In addition, as the ripple has an influence on illumination of LED light, low temperature working (-20 [$^{\circ}C$]) and high temperature working(80 [$^{\circ}C$]) are measured to make sure the ripple characteristics in accordance with temperature. In low temperature operation -20 [$^{\circ}C$] measurements, both constant current circuit and constant-voltage circuit were less impacted on input fluctuation, whereas in the high temperature operation 80 [$^{\circ}C$], current voltage in constant voltage circuit was surge after 430 [hour]. Voltage current ripple of constant current circuit was much less than constant voltage circuit, therefore we can show that constant current circuit is more stable.
In this paper, the effect of AC ripple on the lifetime of lithium-ion batteries is experimentally analyzed. Bidirectional power conversion system(PCS) is used to increase the efficiency of energy storage systems (ESS). When connected to the grid, a current ripple with a frequency twice the grid frequency is applied to the battery due to its structure. Therefore, to analyze the effect of AC ripple on Li-ion battery aging, cycle life test are performed by applying charge/discharge profiles of DC current and DC+AC current ripple specifications. Based on the experimental results, direct current internal resistance (DCIR), incremental capacitance (IC), and surface temperature were analyzed. As a result, it is confirmed that AC ripple does not directly affect degradation and that battery degradation slows down after a certain cycle. These results can serve as a guideline for optimizing filters to reduce ripple on the battery side in applications where AC ripple occurs.
Hong In-Pyo;Lee Sang-Hun;Choi Cheol;Kim Jang-Mok;Kim Cheul-U
Proceedings of the KIPE Conference
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2001.07a
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pp.142-145
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2001
In this paper the electromagnetic torque developed in IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) is analyzed. If flux distributions in the motor are not sinusoidal, a sinusoidal current produces important torque ripple. Torque ripple causes vibration and noise of motors. The optimized current waveforms for ripple free is able to be obtained by analysis of Back-EMF and torque equation. The method to find the optimal current is based on numerical predetermination. In this paper proposes current waveform which can eliminate the torque ripple, and the validity is verified through the simulation.
In this study, we describe the design method of a Brush-less DC (BLDC) motor with delta winding connection. After designing delta winding connection model with the $60^{\circ}$ flat-top region of the Back Electro-Motive Force (BEMF), an ideal current source analysis and a voltage source analysis, with a 6-step control, were conducted primarily employing Finite Element Method. In addition, as a current controller, we considered the Current Regulator with PI controller using Simulink for the comparison of torque characteristics. When the input current is controlled, the switching regions and reference signals are determined by means of the phase BEMF zero-crossing point. In reality, the input current variation depends on the inductance as well as input voltage, and it causes a torque ripple after all. Therefore, each control method considered in this research showed different torque ripple results. Based on the comparison, the causes of the torque ripple have been verified in detail.
This paper investigates the design of coupled inductor for minimum inductor current ripple in rapid traction battery charger systems. Based on the general circuit model of coupled inductor together with the operating principles of dc-dc converter, the relationship between the ripple size of inductor current and the coupling factor is derived under the different duty ratio. The optimal coupling factor which corresponds to a minimum inductor ripple current becomes -1, i.e. a complete inverse coupling without leakage inductance, as the steady-state duty ratio operating point approaches 0.5. In an opposite manner, the optimal coupling factor value of zero, i.e. zero mutual inductance, is required when the steady-state duty ratio operating point approaches either zero or one. Coupled inductors having optimal coupling factor can minimize the ripple current of inductor and battery current resulting in a reliable and efficient operation of battery chargers.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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