본 논문에서는 Matlab Simulink을 사용하여 고성능 BLDC(Brushless DC) 전동기 드라이브를 위한 DC Link 가변 전압 인버터 모델링을 제안한다. 다른 프로그램을 이용한 BLDC 전동기 시뮬레이션은 하드웨어적인 구현에는 유리하지만 처리속도가 늦고, 계산상의 오차가 크게 발생하는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 수식기반인 Matlab Simulink를 활용하여 보다 정확하고 연산 속도가 빠른 시뮬레이션을 수행하였다. 제안된 모델은 승압 및 강압모드가 가능한 2-스위치 buck-boost 컨버터와 6-스위치 인버터 및 BLDC 전동기로 구성되고, 시뮬레이션을 통하여 전동기의 속도에 따른 DC Link 전압의 가변을 확인하였다.
본 논문에서는 5kW급 가정용 DC급전 시스템을 모의하고 시스템 도입 시 발생 가능한 문제점을 실증하기 위하여 5kW급 가정용 DC급전 Test-Bed를 시뮬레이션 및 제작한다. 가정용 DC급전에 필요한 DC link를 5kW급 PWM 컨버터를 이용하여 380V의 고전압 DC link를 구성하고 1kW급 위상 천이 컨버터를 이용하여 12V의 저전압 DC link를 구성하여 고전압, 저전압 DC급전 상황을 비교 분석할 수 있게 한다. 또한 모터 구동 부하를 모의하기 위한 2kW급 인버터를 추가하여 부하 환경에 따라 DC급전 시스템에서 발생 가능한 문제점을 유도할 수 있도록 한다.
A ZVS resonant DC-link inverter using soft switching boost converter is proposed in this paper. The proposed inverter is capable of switching in zero voltage states during the zero-dc-link-voltage period. As a result, the proposed circuit can reduce the switching loss. Operational principles and detailed analysis are presented. Simulation results are also presented to verify the operation principle.
현재 생활의 이기인 자동차 등에서 구동되는 기기의 전원은 배터리 전원을 주로 사용하고 있으며, 또한 산업체에 사용되는 인버터를 사용하는 기기에서도 DC 전원 사용이 확대되고 있다. 이와 같이 DC 전원이 사용되는 곳에서 전력선을 활용한 데이터 통신방식에 대한 수요가 급증할 것으로 사료된다. 본 논문에서는 DC 전원을 기반으로 하는 DC 전력선 통신을 이용하여 BLDC(Brushless DC) 전동기 구동시스템을 제안한다. 이 시스템의 특징은 인출되는 DC 전원으로 사용되는 2 선만으로 구성하여 데이터 통신을 할 수 있는 장점이 있다. 외부 설정치와 지령치로 사용되는 신호선을 제거하고 전력선과 엔코더 신호선의 단축으로 신뢰성 확보되며, 또한 멀티 제어 시 배선수의 최소화 및 회전기기 장착 시 슬립링 수를 최소화 할 수 있다. 위험한 환경에서도 안정성이 증가되며, 시스템 제작단가를 저감할 수 있다. 마지막으로 제안된 방식에 대한 우수성을 검증하기 위해서 PSIM 및 MATLAB를 활용하여 시뮬레이션을 실시하였고, 실제 프로토타입을 제작하여 실험을 통하여 그 타당성을 검증하였다.
This paper shows the design and control methods of the bidirectional DC-DC converter to generate the proper DC-link voltage of a PMSM drive. Conventionally, because the controllable power of the PWM based voltage source inverter is limited by its DC-link voltage, the DC-DC converter is used for boosted DC-link voltage if the inverter source cannot generate enough operating voltage for the PMSM drive. In this paper, to obtain more utilization of this DC-DC converter, optimal DC-link voltage control for PMSM drive will be explained. First, the process and current path of the DC-DC converter will be illustrated, and a control method of this converter for variable DC-link voltage will then be explained. Finally, an improvement analysis of the optimal DC-link voltage control method, especially on the deadtime effect, will be explained. The DC-DC converter of the proposed control method is verified by the experiments by comparing with the conventional constant voltage control method.
Power line communication or power line carrier (PLC) is a system for carrying data on a conductor and can also used for electric power transmission. Now the powers used in the motor drive system are mostly DC sources. Even AC powers in some systems are generated from DC sources by the inverter. It is can be forecasted that the DC-link PLC technology will be widely used in various industrial fields. In this paper a novel BLDC motor control system using ASK DC-link PLC technology is proposed. The characteristic of this system is that the communication only needs 2 DC lines and there are no additional lines to translate the reference signals. The number of signal cables can be minimized when the DC-link PLC method is applied in the multi motor control system and the slip ring design also can be simplified when this method is applied in rotation machines. The proposed motor control system is clarified by the PSIM and MATLAB simulations and tested through the hardware prototype.
Electrolytic power capacitors have been widely used in power conversion system such as inverter or UPS because of characteristics of large capacitance, high-voltage and low-cost. The electrolytic capacitor, which is most of the time affected by the aging effect, plays a very important role for the power-electronics system quality and reliability. Therefore it is important to diagnosis monitoring the condition of an electrolytic capacitor in real-time to predict the failure. In this paper, the on-line remote diagnosis monitoring system for UPS DC link electrolytic capacitors using low-cost single-chip zigbee communication modules is developed. To estimate the health status of the capacitor, the equivalent series resistor(ESR) of the component has to be determined. The capacitor ESR is estimated by using RMS computation using BPF modeling of DC link ripple voltage/current. Zigbee-based hardware experimental results show that the proposed remote capacitor diagnosis monitoring system can be applied to UPS successfully.
The powers used in the robot drive motor system are mostly DC sources such as batteries. Even AC powers in some systems are generated from DC sources by the inverter. It is can be forecasted that the DC-link communications will be widely used invarious industrial application. In this paper a novel BLDC motor drive system by using DC-link communications is proposed. The characteristic of this system is the communication only needs 2 DC lines. There are not additional lines to translate the reference signals and the reliability of the system is enhanced especially in some badly circumstance. The number of lines can be least when applied in the multi motor control system and the slip ring design can be simplified when applied as rotation machine. The reasonableness of proposed motor system is clarified by the PSIM simulation and the hardware prototype.
본 논문은 3축 가속도센서를 이용한 사고를 방지하기위한 시스템 설계에 관한 연구이다. 전원 공급단에 스위칭 파워 FET를 구성하였고, 전원 공급장치는 DC-DC, 레귤레이터, LDO를 설계하였다. 전원 문제를 한번에 해결하기 위해 2원화를 하였으며, 3축 가속도 센서를 설계하여 움직임 정보를 추출하여 안전하게 사고를 예방할 수 있도록 설계하였다. 마이크로프로세서는 I2C, UART 통신 포트를 통해 통신할 수 있도록 하였으며, J-LINK를 통해 디버깅 할 수 있도록 하였다. 가속도 센서 데이터 측정결과 30° 이상의 각도의 움직임을 감지했을 때 정상적으로 사고 방지를 위해 전원이 차단되는 것을 확인 할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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