서보 모터는 컴퓨터와 센서로부터 오는 지령에 대해 정밀한 모션제어 즉, 정확한 속도조절과 위치 잡기를 수행함으로써 자동화 시스템에서 중요한 부분으로 사용된다. 특히, 선형추진 BLDC모터는 볼스크류, 타이밍 벨트, 랙/피니온과 같은 마찰 유도 전달 메카니즘들과 연결을 갖는 회전식 서보모터들에 비해 다양한 장점들을 갖는다. 본 논문은 정현파 구동형 선형 추진 BLDC모터의 동특성과 출력들로부터 얻어지는 정보를 이용하여 미지의 전동기 계통 파라미터들을 추정하는 방식을 제안한다. 추정된 파라미터들은 제어기와 외란 관측기의 이득을 조절하는데 사용될 수 있다. 이러한 목적을 이루기 위해 고성능의 디지털신호처리프로세서로 계자기준제어(FOC)기법을 구현하기 위해 설계된 TMS320F240을 선형 BLDC 서보 전동기의 제어기로서 사용한다. 이 서보전동기 응용 전용의 DSP는 A/D Converter와 PWM 발생부, 다수의 IO Port를 내장하고 있어 서보모터 제어기에 중요한 역할을 담당하게 된다. 이 선형 BLDC 서보 전동기 시스템은 또한 IPM 구동기와 홀센서 타입의 전류센서모듈 그리고 게이트 구동 신호와 고장 신호들의 전기적 절연을 위한 광결합 모듈을 포함한다.
본 논문에서는 FPGA를 사용하여 진행파형 초음파모터의 2상 입력 전원 전압의 주파수, 전압, 전압차 및 2상 간의 위상차 조절이 가능하고, 최대 8대의 초음파모터를 동시에 제어할 수 있는 PC기반 8채널 USB통신 초음파모터 디지털 제어기를 제안한다. 제안한 제어기는 FPGA를 사용한 디지털 논리에 의해 각각의 파라미터를 실시간으로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 속도 및 위치 센서인 로터리 엔코더의 카운터 회로를 FPGA 회로에 내장시킴으로써 별도의 외부 회로 구성이 불필요하여 제어기의 크기나 생산비용의 절감을 기대할 수 있다. 제안한 새로운 방식의 제어기의 성능을 검사하기 위해서 홀딩토크가 다른 2가지 타입의 초음파모터에 대한 각 파라미터 조절에 따른 무부하 속도 특성을 실험하였다.
Kim, Wan-Soo;Baek, Seung-Yun;Kim, Taek-Jin;Kim, Yeon-Soo;Park, Seong-Un;Choi, Chang-Hyun;Hong, Soon-Jung;Kim, Yong-Joo
농업과학연구
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제46권3호
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pp.613-627
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2019
The purpose of this study was to design a powertrain for a 78 kW AWD (all wheel drive) electric tractor by analyzing the combination of various reduction gear ratios on a commercial motor using data from actual agricultural work and driving conditions. A load measurement system was constructed to collect data using wheel torque meters, proximity sensors, and a data acquisition system. Field experiments for measuring load data were performed for two environmental driving conditions (on asphalt and soil) and four agricultural operations (plow tillage, rotary tillage, loader operation, and baler operation). The attached implements and gear stages were selected through farmer surveys. The range of the reduction ratio was determined by selecting the minimum reduction ratio needed to satisfy the torque condition required for agricultural operations and the maximum reduction gear ratio to satisfy the maximum travel speed. The minimum reduction gear ratio selected was 57 in consideration of the working load condition and the maximum reduction gear ratio selected was 62 considering the maximum running speed. In the range of the reduction gear ratio 57 - 62, the selected motor satisfied all working torque conditions. As a result, the combination of the selected motor and reduction gear ratio was applicable for satisfying the loads required during agricultural operation and driving operation.
소형화 되어 가는 전기기기에 따른 소형 모터가 요구되고 있다. 소형 모터 중 높은 정지 토크 및 높은 효율 등의 장점을 가진 소형 로터리 초음파 모터는 여러 목적에 쓰이고 있다. 하지만 주로 경험적인 방법 또는 상용 해석툴이 소형 로터리 초음파 모터의 해석에 주로 사용되었다. 따라서 소형 로터리 초음파 모터의 체계적인 해석 방법이 필요하다. 본 논문에서는 우선 소형 로터리 초음파 모터의 동작 원리를 통해 진행파의 존재를 확인하였고, 유한요소법 해석법을 통해 과도 및 정상 상태의 소형 로터리 초음파모터를 설계하고 해석하였다. 이 해석결과를 이용하여 소형 로터리 초음파 모터의 동작 특성 또한 해석하였다.
A linear generator driven by a hydrogen combustion engine has been developed. Unlike rotary engine-generator systems, the linear counterpart is inherently unable to start by itself unless external force is provided for initial compression/ignition cycle. When the generator is connected to utility power lines through a bidirectional power conversion system, however, the self start-up can be done by driving the generator as a motor. This paper introduces a prototype 1kW linear hydrogen engine-generator system being developed and shows the self start-up is possible with proper motoring mode.
In this paper, we proposed a new speed control algorithm based on the least-order observer theory. The proposed system using the new algorithm can estimate the instantaneous speed accurately even at low speed by using a load torgue observer estimating the torgue component of indirect-vector controlled induction motor. Thus the stable characteristics of speed control are possible at low speed even in the case of using low-resolution rotary encoder. Also, the system becomes robust against disturbance by feedforward control the load torque estimated automatically at the speed observer.
Generally, we often use a speed sensor based on a rotary encoder and we can obtain a speed information by counting the increased or decreased number of encoder pulses in a sampling period. However, these speed measurement systems do not inherently produce a true, instantaneous speed information and them the speed ripple is generated by speed measurement errors. In order to overcome this problem, speed observer is used for the accurate speed measurement and improvement of speed ripple for Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) in this paper. Speed observer estimates the instantaneous speed at each sampling instant. This estimated speed signal is then used as the speed feedback signal for the speed loop control. The proposed speed observer system is proved simulation using SABER simulation S/W.
전기기기가 다양해짐에 따른 여러 종류의 모터가 요구되고 있다. 모터 중에서 높은 정지 토크 및 높은 효율 등의 장점을 가진 로터리 초음파 모터는 여러 목적에 쓰이고 있다. 하지만 초음파 모터의 중요한 부분인 teeth는 경험적인 방법으로 설계되어 문제점이 자주 발생하였다. 따라서 로터리 초음파 모터의 teeth에 대한 설계 최적화가 필요하다. 본 논문에서는 우선 3차원 유한요소법 해석법을 통해 로터리 초음파 모터를 해석하였고, 이 해석결과와 ES 알고리즘을 이용하여 로터리 초음파 모터의 teeth를 최적 설계하였다.
This paper presents an advanced method for an initial pole position estimation of a PMLSM (Permanent Magnet Linear Synchronous Motor) that has an incremental encoder for servo applications but does not have Hall sensors as a magnetic pole sensor. The proposed algorithm finds either of two zero force positions and then the correct d-axis by appropriately using the secant method as a numerical method. It only requires the tuned current controller and the relative position information and so it can be simply applicable to a rotary PMSM. The experimental results show the validity of the proposed method with respect to accurate pole position estimation under the minimal moving distance during estimation process.
Direct drive servovalve(DDV) is a kind of one-stage valve since the rotary motion of DC motor is directly transferred to the linear motion of valve spool through the link. Since the structure of DDV is simple, it is less expensive, more reliable and offers reduced internal leakage and reduced sensitivity to fluid contamination. However, the flow force effect on the spool motion is significant such that it induces large steady-state error in a step response. If the proportional control gain is increased to reduce the steady-state error, the system becomes unstable. In order to satisfy the system design requirements, the classical controller is designed using the analytical Bode method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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