In this abstract a novel control scheme of voltage-source PWM rectifiers using only dc-side sensors is proposed. The phase currents are reconstructed from switching states of the rectifier and the dc output current. For effective current control the currents are estimated by a predictive state observer. Also both the phase angle and the magnitude of th source voltage are estimated by phase estimator and magnitude estimator respectively. The validity of the proposed ac sensorless technique is verified by experimental results.
An electronic circuit device is developed such that the displacement between an electromagnet and a moving target can be estimated from the coil current measurement, and then applied to an active magnetic bearing system. In order to levitate the shaft without using displacement sensor the stable control gains are obtained from the linearized model which includes the gap estimation circuit. Experimental results show that the shaft, by the estimated gap feedback, can be levitated within $\pm$6 ${\mu}m$ positioning error.
전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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pp.773-778
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2001
This paper describes the implementation of the vector control schemes for a variable-speed 131kW PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) in super-high speed application. The vector control with synchronous reference frame current regulator has been implemented with the challenging requirements such as the extremely low stator inductance$(28^{\mu}H)$, the high dc link voltage(600V) and the high excitation frequency(1.2kHz). Because the conventional position sensor is not reliable in super-high speed, a vector control scheme without any position sensor has been proposed. The proposed sensorless algorithm is implemented by processing the output voltage of the PI current regulator, and hence the structure is simple and the estimated speed is robust to the measurement noise. The experimental system has been built and the proposed control has been implemented and evaluated. The test result, up to the speed of 60,000 r/min, shows the validity of the proposed control.
본 논문은 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 센서리스 운전을 위해 엔센티드 칼만필터를 기반으로 하는 속도와 위치 추정기의 설계방법을 제안한다. 제안된 방법은 회전축에 동기하여 설계된 관측기에 비해, 간단한 전류계측이 가능하고 관측기의 비선형 항이 포함되도록 상태 추정기를 설계하였다. 제어기는 비선형 백스텝핑 제어기법으로 구성하고, 추정된 속도와 위치정보로 속도와 전류제어를 수행하였다. 설계된 추정기의 성능은 시뮬레이션을 통해 dq축에 동기하여 설계된 추정기의 성능과 비교 검증하였다.
This paper deals with speed control of DC servo motor using a Fuzzy tuning observer. Speed sensor detect a speed of rotor continuously. But it have a limit as a driving speed to detect speed precisely. So it is problem to improve the performance of the driving system. To solve the problem, it is studied to detect a speed of DC motor without sensor. In particular, study on the method to estimate the speed using the observer is performed a lot. In this parer, the gain of the observer is properly set up using the fuzzy observer. The fuzzy observer has a superior transient characteristic and is easy to implement compared the existing method is designed. It estimate the derivative of the armature current directly using the armature current measured in the DC motor. It estimate the speed of the rotor using the differentiation. It is proposed speed sensorless control method using the estimated speed. Optimal gain of Luenberger observer is set up using the fuzzy observer and adapted speed control of DC servo motor low speed operation. It is proved excellence and feasibility of the presented observer from the comparison tested a case with a speed sensor and a case without a speed sensor which used a highly efficient drive and 200W DC servo motor starting system.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제23권3호
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pp.292-299
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1999
DC motors are widely used in many industrial fields as the actuator of the robot and the driving power motors of the electrical vehicle, Usually in the sensors of DC motors such as the encoder the tachogenerator and the potentiometer etc. are applied, But usage of these sensors results in the increased price and operating cost such that the application of the motors are limitted. To solve this problem another method to construct low cost control system is investigates. In this paper a new speed control method for DC motor is proposed. This method uses motor parameters instead of using speed or position sensors. In this way the angular velocity is estimated by the measure-ment values of the armature voltage and current instead of measuring the sensor signal. This paper presents an alorithm for estimating the angular velocity of DC motor The effectiveness of the proposed method is verified by experimental results. Also the applicability of the proposed method is presented by applying to the velocity contol of a wheeled mobile robot.
This paper presents a new velocity estimation strategy of a non-salient permanent magnet synchronous motor (PMSM) drive without high frequency signal injection or special PWM pattern. This approach is based on the d-axis current regulator output voltage of the drive system that has the information of rotor position error. The rotor velocity can be estimated through a rotor position tracking PI controller that controls the position error to zero. For zero and low speed operation, PI controller gains of rotor position tracking controller have a variable structure according to the estimated rotor velocity. In order to boost the bandwidth of PI controller around zero speed, a loop recovery technique is applied to the control system. The proposed method only requires the flux linkage of permanent magnet and is insensitive to the parameter estimation error and variation. The designers can easily determine the possible operating range with a desired bandwidth and perform the vector control even at low speeds. The experimental results show the satisfactory operation of the proposed sensorless algorithm under rated load conditions.
Kim, Gwang-Seob;Lee, Kyo-Beum;Lee, Dong-Choon;Kim, Jang-Mok
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제8권4호
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pp.752-759
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2013
This paper proposes a method for fault diagnosis and fault-tolerant control of DC-link voltage sensor for two-stage three-phase grid-connected PV inverters. Generally, the front-end DC-DC boost converter tracks the maximum power point (MPP) of PV array and the rear-end DC-AC inverter is used to generate a sinusoidal output current and keep the DC-link voltage constant. In this system, a sensor is essential for power conversion. A sensor fault is detected when there is an error between the sensed and estimated values, which are obtained from a DC-link voltage sensorless algorithm. Fault-tolerant control is achieved by using the estimated values. A deadbeat current controller is used to meet the dynamic characteristic of the proposed algorithm. The proposed algorithm is validated by simulation and experiment results.
This paper proposes a virtual flux (VF) and positive-sequence power based control strategy to improve the performance of grid-interfaced three-phase voltage source converters against unbalanced and distorted grid conditions. By using a second-order generalized integrator (SOGI) based VF observer, the proposed strategy achieves an AC voltage sensorless and grid frequency adaptive control. Aiming to realize a balanced sinusoidal line current operation, the fundamental positive-sequence component based instantaneous power is utilized as the control variable. Moreover, the fundamental negative-sequence VF feedforward and the harmonic attenuation ability of a sequence component generator are employed to further enhance the unbalance regulation ability and the harmonic tolerance of line currents, respectively. Finally, the proposed scheme is completed by combining the foregoing two elements with a predictive direct power control (PDPC). In order to verify the feasibility and validity of the proposed SOGI-VFPDPC, the scenarios of unbalanced voltage dip, higher harmonic distortion and grid frequency deviation are investigated in simulation and experimental studies. The corresponding results demonstrate that the proposed strategy ensures a balanced sinusoidal line current operation with excellent steady-state and transient behaviors under general grid conditions.
This paper presents a method to detect a rotor position and to drive a BLDC motor from standstill to medium speed without any position sensor comparing the current responses due to the inductance variation in the rotor position. A rotor position at a standstill is identified by the current responses of six pulses injected to each phase of a motor. Once the motor stars up pulse train that is composed of long and short pulses is injected to the phase corresponding to produce the maximum torque and the next phase continuously. it provides not only the torque but also the information of the next commutation time effectively when the response of long and short pulses crosses each other after the same time delay. This method which is verified experimentally using a DSP can drive a BLDC motor to the medium speed smoothly without any rattling and time delay compared with the conventional sensorless algorithm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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