This paper presents electromagnetic interference(EMI) suppression method applied on the direct current(DC) motor driver for power tail gate control. EMI noise is generated by the fast switching of power devices connected to electric loads. It has become a matter of concern because of the vast increase in the number and sophistication of electronic system in automotive environment. The proposed EMI reduction method is based on the principle of reducing the transient speed of power devices by changing the parameters of the driver circuit related to the power MOSFET. In this paper, power losses were calculated by loss equations and thermal simulation was used to evaluate the effect on printed circuit board. Based on these results, the DC motor driver was fabricated and tested. The proposed method can help to design a DC motor driver which allows it to obtain an acceptable compromise between power losses and EMI.
본 논문에서는 FPGA를 활용하여 SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation)방식의 정현파 BLDC 모터 구동 로직을 설계 및 구현하였다. Hall sensor를 이용한 BLDC 모터 구동 회로는 정현파 PWM 생성회로, 데드타임 회로 및 리드 앵글 생성 회로 등으로 구성 된다. 특히 PWM 생성 회로는 SVPWM방식을 이용하여 기존 정현파 PWM 대비 선형구간이 15.5% 증가된다. 설계한 회로는 VHDL을 이용하여 모의실험 하였으며 Xilinx Spartan-6 FPGA보드를 통하여 회로의 동작 및 성능을 검증하였다. 검증 결과 모터구동 전류의 THD (Total Harmonic Distortion)은 19.32% 로 기존 정현파 구동 회로 대비 우수한 특성을 보였으며 회전자 분해능은 $1.6^{\circ}$로 정밀 제어가 가능함을 확인하였다.
This paper presents design and implementation of the PCU(150 kVA 3-Phase PWM Inverter for Electric Vehicles). For Implementation of the PCU, it is consist with Case, Connectors, IGBT module for PWM switching, DC-capacitor for dc-source, resolver for sensing of speed & position, and PCB board for control & gate-driver. Also, for the purpose of stable operation of the PCU in vehicle with variable torque condition in motor, current control scheme based on torque-map are developed. According to real-car test mode, the prototype of proposed the PCU is verified with performance and stability. Thus, design and implement of the PCU are discussed, and experimental results are presented in this paper.
This study presents a new methodology for realtime tool breakage detection by sensor fusion concept of two hall sensor and an acoustic emission (AE) sensor. Spindle induction motor torque of CNC Lathe during machining is estimated by two hall sensor. Estimated motor torque instead of a tool dynamometer was used to measure the cutting torque and tool breakage detection. A burst of AE signal was used as a triggering signal to inspect the cutting torque. A significant drop of cutting torque was utilized to detect tool breakage. The algorithm was implemented on a NI DAQ (Data Acquisition) board for in-process tool breakage detection. The result of experiment showed an excellent monitoring capability of the proposed tool breakage detection system. This system is available tool breakage monitoring through internet also provides this system's user with current cutting torque of induction motor.
본 논문은 직접토크제어에 의한 리럭턴스 동기 전동기의 위치센서 없는 고성능 제어시스템을 제안한다. 이 시스템은 고정자 자속관측기, 속도/토크 관측기, 두 개의 디지털 히스테리시스 제어기, 최적 스위칭 룩업 테이블, IGBT 전압형 인버터, 그리고 TMS320C31 DSP보드로 구성된다. 넓은 속도 범위에서의 안정된 응답특성을 얻기 위해서 전동기 단자에서 얻어진 전압과 전류를 사용하는 폐루프 자속관측기를 사용하였다. 개발된 고성능 속도제어 시스템의 동특성을 검증하기 위해서 1.0[kW] 리럭턴스 동기 전동기를 사용하여 시뮬레이션과 실험을 수행한 결과 저속영역과 고속영역 모두 우수한 동특성을 얻을 수 있었다.
본 논문은 MATLAB/SIMULINK와 dSPACE 1104 시스템을 사용하여 표면부착형 영구자석 동기전동기 벡터제어를 구현하였다. 영구자석 동기전동기는 고정자 전류를 자속발생 전류성분과 토크발생 전류성분으로 분리하고 이를 각각 독립적으로 제어함으로써 타여자 직류전동기처럼 다루는 것이 가능하기 때문에 기존의 직류전동기 제어에 사용되던 각종 제어 알고리즘을 적용하는 것이 가능하게 된다. 본 연구에서는 표면 부착형 영구자석 동기 전동기의 벡터제어를 구현하기 위하여, 먼저 MATLAB/SIMULINK 프로그램으로 영구자석 동기 전동기를 모델링하고 속도제어 부에는 비례-적분 제어기를, 전류제어 부에는 비간섭 비례-적분 제어기를 설계하여 제어기의 응답을 미리 확인하였다. 그리고 설계된 제어기의 성능을 입증하기 위하여 dSPACE DS1104 R&D Board에 시뮬레이션을 통해 구현된 영구자석 동기전동기 벡터 제어 프로그램을 다운로드하여 실험을 통해 제안된 벡터제어 시스템의 타당성을 입증하였다
In this paper, the gearless traction machine drive system using a permanent-maget motor for high-speed elevators is addressed. This application of permanent-magnet motor to the elevator traction machine enables several improvements including higher efficiency, better ride comfort, smaller size and weight, and so on. PWM boost converter is also adopted so that DC-link voltage regulation, hi-directional power flow, and controllable power factor with reduced input current harmonics are possible. To increase reliability and performance, the control board, which can include the car and group controller as well as PWM converter and inverter controller, is designed based on TMS320VC33 DSP The simulator system for high-speed elevators has been developed so that the drive system of high-speed elevator can be tested without my limitation on ride distance and the load condition. Some experimental results are given to verify the effectiveness of the developed system.
본 논문에서는 영구 자석형 동기 전동기를 이용한 고속 엘리베이터 시스템 용 무기어식 구동 시스템의 개발 사례를 소개한다. 엘리베이터 구동원으로서 영구 자석형 동기 전동기의 채택은 에너지 절약, 승차감 향상, 기계실의 하중 부담 감소 및 효율적인 공간 활용 등의여러 장점을 지닌다. 전력 변환 장치로는 기존의 다이오드 정류기와 제동 저항 대신 직류단 전압 제어 회생 운전 그리고 낮은 고조파 함유율이 역률 1 제어가 가능한 승압형 PWM 컴버터를 채택하였다. 제어 시스템은 고속 대용량의 단일 DSP를 사용하여 통합형 제어 시스템을 구축함으로써 전체 제어 시스템의 신뢰성 및 성능을 크게 향상시켰다. 시험 장치로는 고속 엘리베이터용 부사 시뮬레이터 시스템을 개발하여 운전 거리에 대한 제약 없이 구동 시스템의 다양한 시험이 가능해졌다.
The goal of this paper is to developed a DSP based power analyzing and control system by 3-Dimensional (3-D) space current co-ordinates. A developed system is made up of 486-PC and DSP (Digital Signal Processor) board, Active Power Filter, Non-linear thyristor load, and Power analyzing and control program for Windows. Power is analyzed using signal processing techniques based on the correlation between voltage and current waveforms. Since power analysis algorithm is performed by DSP, power analysis is achieved in real-time even under highly dynamic nonlinear loading conditions. Combining control algorithm with power analysis algorithm is performed by DSP, power analysis is achieved in real-time even under highly dynamic nonlinear loading conditions. Combining control algorithm with power analysis algorithm, flexibility of the proposed system which has both power analysis mode and control mode, is greatly enhanced. Non-active power generated while speed of induction motor is controlled by modulating firing angle of thyristor converter, is compensated by Active Power Filter for verifying a developed system. Power analysis results, before/after compensation, are numerically obtained and evaluated. From these results, various graphic screens for time/frequency/3-D current co-ordinate system are displayed on PC. By real-time analysis of power using a developed system, power quality is evaluated, and compared with that of conventional current co-ordinate system. (author). refs., figs. tabs.
This paper presents a vector control implementation for PMSM using Real Time Workshop and Embedded Target for TI C2000 DSP in MATLAB/SIMULINK. Speed, current and vector controllers are easily designed and implemented by using the MATLAB/SIMULINK program. Feedback of motor speed is processed through C28x QEP(Quadrature Encoder Pulse) block from encoder pulse. 3-Phase currents ares processed through C28x ADC block from current sensors. And gating signal of PWM inverter is generated through SVPWM and PWM block. Real-time program is drawn using SIMULINK and then converted program code for speed control of PMSM is downloaded into the TI eZdsp 2812 board. Experiments were carried out to examine validity of the proposed vector control implementation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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