• 전력전자학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.63-69
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• 2008

구형파 BLDC (Brushless DC) 전동기를 구동시키기 위해서는 전동기의 회전자 위치에 대한 정보를 아는 것이 필수적이다. 본 논문에서는 회전자 위치를 검출하기 위해 일반적으로 사용되는 홀센서나 엔코더를 이용하지 않고 각상을 저항으로 Y결선하여 만들어지는 단자의 전압에 포함되어 있는 역기전력을 클램프 회로를 통한 필터회로를 이용하여 전동기의 회전자 위치를 검출하는 구형파 BLDC 전동기를 위한 센서리스 드라이브 시스템을 제안한다. 특히 본 논문에서 제안한 새로운 역기전력 증폭 제한 회로를 통한 필터회로를 구성하여 저속영역에서 센서리스를 특성을 개선하였다. 그리고 이를 실제로 100[W]급 BLDC 구동용 프로토 타입 드라이브를 제작하여 제안된 역기전력 증폭 제한 회로의 타당성 검증하였다.

• 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.

• Journal of Magnetics
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• 제21권2호
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• pp.173-178
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• 2016

Six-step commutation control widely used in brushless DC (BLDC) motor can be applied to consequent pole permanent magnet (CPPM) belt starter generator (BSG) with trapezoidal back electromotive force (EMF) in the starter state. However, rotor position detection with three Hall sensors in BLDC motor can hardly be employed in CPPM BSG due to asymmetric flux distribution in each pole side of CPPM BSG. This paper presents a low-cost rotor position detection method for CPPM BSG in which six Hall sensors are proposed to be used based on the analysis of flux distribution by 3D FEA. In the method, the six Hall sensors are divided into three groups and two signals in each group are combined through performing logic operations. In addition, offset angle between back EMF and the related Hall signal can be compensated by moving the Hall sensors. Experiments of a 2 kW CPPM BSG prototype have also been performed to verify the proposed method.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1108-1110
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• 2000

The BLDCM(Brushless DC motor) has been the Trapezoidal Back Electromotive Force(EMF) due to a surface magnet rotor with nonlinear distribution and full-pitch windings. Theoretically, it should be fed with rectangular phase current in order to minimize torque ripple. But, because voltage source inverter drives BLDCM, perfectly rectangular phase currents are not available. Now in this paper, using fourier series coefficients, calculating the coefficients of harmonic current within available orders and each harmonic component are controlled on stationary frame. Only using four switches, low cost and small size drive can be made and proposed method will be more useful in industrial. Simulation and experimental results prove the validity of the proposed method.

• 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.

• 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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• 제6권3호
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• pp.223-230
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• 2001

구형파 브러시리스 직류전동기를 구동시키기 위해서는 전동기의 회전자 위치에 대한 정보를 아는 것이 필수적이다. 본 논문에서는 회전자 위치를 검출하기 위해 일반적으로 사용되는 홀센서나 엔코더를 이용하지 않고, 각 상을 저항으로 Y결선하여 만들어지는 단자의 전압에 포함되어 있는 비여자상의 역기전력을 이용하여 전동기의 회전자 위치를 검출하는 구형파 브러시리스 직류전동기용 센서리스 드라이브 시스템을 제안한다. 이를 위해 3상 2여자 선단부 유니폴라 PWM을 수행할 결우에 대한 각상의 단자전압 분석을 수행하고, 분석된 단자전압 파형으로부터 회전자 위치를 검출하는 방법을 제안한다. 그리고 이를 실제로 간단한 회로로 구현하였다. 실험에 사용된 전동기는 100W급이며 Power MOSFET으호 인버터를 구성하였으며 87c196mc 컨트롤러를 사용하여 제어기를 구성하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권5호
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• pp.1424-1433
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• 2018

This paper presents a novel space vector pulse-width modulation (SVPWM) to synthesize an arbitrary non-sinusoidal phase voltage. The key of the proposed method is that the switching vectors used to comprise the reference vectors in the ${\alpha}_1-{\beta}_1$ frame and the ${\alpha}_3-{\beta}_3$ frame are decoupled. In the ${\alpha}_1-{\beta}_1$ frame, the reference vector is comprised by near two large vectors. The corresponding vector comprised by the two vectors in the ${\alpha}_3-{\beta}_3$ frame is considered as a disturbance, which is restrained by close-loop control. In the ${\alpha}_3-{\beta}_3$ frame, there are two methods to comprise the reference vector. Method I is a near two middle vectors method. Method II uses near four vectors (two middle and two little vectors). The proposed SVPWM using decoupled switching vectors can guarantee a maximum modulation index in the ${\alpha}_1-{\beta}_1$ frame. The effectiveness of the proposed method is verified by simulated and experimental results under various operation conditions.

• 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.

• 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.