• 제목/요약/키워드: 브러시없는 직류모터(brushless DC motor)

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브러시리스 직류모터 방식 EMDP의 구동을 위한 제어시스템 설계

  • 이희중;박문수;민병주;최형돈
    • 항공우주기술
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    • 제4권1호
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    • pp.162-170
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    • 2005
  • KSLV-I의 킥모터의 추력벡터제어용 구동장치 시스템은 전기-유압식 서보 구동장치 형상으로 설계되었으며 가동노즐을 구동하는 구동장치, 유압동력을 생성하는 유압동력 생성장치, 유압동력을 구동장치에 전달해 주는 유압동력분배장치와 관성항법장치에서 입력되는 제어신호에 따라 구동장치를 제어하는 제어장치 등으로 구성되어있다. 그중에서 유압동력을 생성하는 장치는 전기모터를 이용하여 유압펌프를 구동하는 EMDP(Electric Motor Driven Pump) 방식을 채택하고 있다. 일반적으로 전기모터는 구동이 편리한 브러시 방식의 직류모터(BDC 모터)를 사용하는데 일정 고도이상에서는 사용이 용이하지 않다. 그래서 고고도에서 사용하기 위해 브러시없는 직류모터(BLDC 모터)를 이용하여 유압펌프를 구동하는 시스템을 개발하고 있다. 본 논문에서는 브러시없는 직류모터를 구동하기 위한 제어기 설계에 대하여 자세히 설명하고자 한다.

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고속 정밀용 브러시 없는 리니어 직류 모터 개발 (Development of a Brushless Linear DC Motor for High Speed and Precise Position Control)

  • 이강원;조영준;송창섭
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권10호
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    • pp.73-80
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    • 1998
  • Recently, we have developed a linear brushless DC motor(LBLDCM) with high speed and precise position control performance to apply it to the semiconductor assembly and inspection machinery. It is composed of double side alignment by two armature-stator pairs and each pair is consist of a moving armature with 8 poles by 3 phase coils and a stator with rare earth permanent magnet (Nd-Fe-B) arrays. Through the thrust force analysis on a simplified and whole model of the suggested LBLDCM by an Electromagnetic FEM solver, skew angle of magnet arrays to reduce the thrust force ripple and the winding conditions of the armature is designed. From experimental results, the user's requirements was satisfied and we confirmed distinctly that the repeatable accuracy less than a micron of the linear motion can be obtained at high speed by the developed LBLDCM. This is owing to directly drive the work without the gear train.

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디지털 PI제어에 의한 브러시리스 직류모터의 안정도 향상 (The Stability Improvement of Brushless DC Motor by Digital PI Control)

  • 윤신용;백수현;김용;김철진;임태빈
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.38-46
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    • 2000
  • 본 연구에서는 브러시리스 직류모터의 적합한 수학적 동가 모텔링을 구성하였으며 제어대상 BLOC 모터에 스 웹입력이 있는 상태로 역기전력의 측정에 의한 모터 파라미터를 측정하였다. 그리고 제시된 측정법의 타당성은 스템웅답의 실험결과에 의해서 확인하였다. 또한 훌센서로된 BLOC 모터의 오픈루프 전달함수로부터 얻은 근궤 적법의 결과에 따라 적합한 디지털제어기를 셜계하였으며 속도제어 가변을 위한 제어이득을 결정하였다. 여기서 수정된 Ziegler-Nichols의 동조법은 적합한 디지털 게인 설정을 위해서 적용되었으며 시스템의 안정성은 보드선 도와 실험으로 주파수영역의 해석에 의해서 입증하였다.

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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.

브러시없는 직류 선형 모터의 고정자 형상 최적 설계 (The optimum geometric design of stators for brush less DC linear motors)

  • 최문석;김용일;이상락
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.1173-1176
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    • 1995
  • We design and analyze two type stators for brushless DC linear motors by the experiment and the computational analysis. For a U-shape stator, the maximum manetic flux density by the finite element method(FEM) is large than that by the experiment by 1.0~2.2%. The result by the FEM is so accurate that it can be applied to the geometric design for the optimization. To increase the maximum magnetic flux density, we suggest an improved stator and analyze it by the 3-D and 2-D models. The maximum magnetic flux density of the improved stator is large than that of the U-Shape stator by 2.7%. Considering the size of the improved stator and maximum magnetic flux density, we determine that the optimized thickness is 5mm for a given specification.

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전기추진선박의 추진용으로 사용되는 브러시리스 직류전동기의 제 어방법에 따른 성능향상에 관한 연구 (Control Method for Performance Improvement of BLDC Motor used for Propulsion of Electric Propulsion Ship)

  • 전현민;허재정;윤경국
    • 해양환경안전학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.802-808
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    • 2019
  • 직류전동기는 속도제어가 간단하고, 출력 토크특성이 우수한 장점으로 윈치나 카고 펌프 모터 등으로 선박에서 많이 사용되었으며, 전기추진선박이 도입된 초기에는 선박용 추진전동기로도 적용되었다. 하지만 브러시와 정류기와 같은 기계적 정류장치의 단점으로 인해 최근에는 직류전동기와 전기적인 특성은 매우 유사하지만 기계적인 정류장치를 설치하지 않고 반도체 소자를 이용한 전자적인 정류장치를 사용하는 브러시리스 직류전동기의 사용이 증가하고 있다. 기존의 브러시리스 직류전동기를 구동하기 위한 인버터 시스템은 2상여자방식을 사용하므로 역기전력파형이 사다리꼴모양으로 되며, 이로인해 전류가 흐르는 권선이 바뀌는 상전류 전환 구간에서 고조파와 토크리플이 발생하게 된다. 이러한 고조파와 토크리플을 저감하기 위한 다양한 방안이 연구되어 발표되었으며, 본 연구에서는 전력분석프로그램을 이용하여 브러시리스 직류전동기의 구동회로에 비례적분 속도전류제어기 알고리즘을 구현한 Cascaded H-Bridge 멀티레벨 인버터를 적용하였다. 모델링한 브러시리스 직류전동기의 시뮬레이션을 통해 제안하는 전동기의 구동방식을 적용하는 경우에 기존의 구동방식에 비해 전동기 입력측 전압파형 개선과 고조파 및 토크리플이 현저히 저감되는 결과를 확인할 수 있었다.

센서리스 구동 브러시리스 DC 모터의 기동 특성 개선에 관한 연구 (A study on starting characteristics improvement of sensorless BLDC motor)

  • 김성태;방승현;홍선기
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.821-823
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    • 2002
  • 브러시리스 직류 전동기(Brushless DC Motor : BLDCM)는 기존의 직류 전동기의 단점인 브러시를 제거한 것으로 제어가 간단하면서도 넓은 범위에서 속도 제어가 가능하고 효율이 높으며 저가로 제어기 제작이 가능하다. 그러나 BLDC기을 구동하는데 필수적인 센서는 제품의 가격을 증가시킬 뿐만 아니라 외부 환경-특히 온도의 영향을 많이 받는다는 단점이 있다. 이러한 것은 BLDCM의 사용 환경이 다양해짐에 따라 많은 문제점을 야기하게 되며 따라서 센서리스 구동이 요구된다. 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.

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제형파 역기전력을 갖는 브러시리스 DC모터의 센서리스 운전특성 향상 (An Improvement of Sensorless Driving Performance for Brushless DC Motor with Trapezoidal Back EMF)

  • 우혁재;송명현;박규남;김경민;정회범
    • 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.

싱글전류센서를 적용한 BLDC 전동기 속도제어시스템 시뮬레이션 (Simulation of Speed Conrtol System for Brushless DC Motor Drives Using a Single DC Current Sensor)

  • 손영대;한경석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.27-28
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    • 2011
  • 본 논문에서는 싱글전류센서를 이용하여 브러시리스 직류 전동기의 속도제어시스템 시뮬레이션 방법 및 그 결과을 제시한다. BLDC 전동기 제어에 매우 중요한 역할을 가지고 있는 피드백 센서 방식으로 싱글 전류검출센서를 이용한 속도제어 방법은 모터 설계의 비용을 낮추고, 심플한 제어기 설계를 가능하게 한다. 또한, 전동기에 손상을 줄 수 있는 오류조건을 감지함으로서 신뢰성을 향상시켜 줄 수 있다. 시뮬레이션에 사용하는 BLDC 전동기는 3상 Y결선 전동기를 모델로 하며 MATLAB/SIMULINK를 사용한 시뮬레이션을 수행하여 그 성능을 분석하였다.

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