In this paper, the fault diagnosis for a gearbox of BLDC motor. The stator of BLDC motor consists of coil winding so it is easy to cool down and it also has a high reliability. In addition, it doesn't have a brush so it is less trouble and good in maintenance. Coupling with the motor which is the power sources, the gear has a high power transfer efficiency and various rotation speed. The gear gets a high driving force through deceleration. Thus it has been widely used. The gearbox fault detection area has not attracted much attention from electrical engineering community. A few papers describe gearbox fault based on vibration. Gearbox fault is diagnosed through FFT analysis of current and voltage. Fault characteristic frequency side band detected by calculating fault frequency. A threshold value is suggested by comparing normal peak value with fault peak value using detected fault characteristic frequency side band. Experimental results demonstrate that motor current and voltage signal analysis are viable tools in detecting these gear faults. Lower side band(LSB) is bigger than upper side band(USB) in current FFT. LSB and USB are similar in voltage FFT. Finally, fault diagnosis system that can easily detect flaws is developted for gearbox of BLDC motor.
In this study, parameters and requirements of an 120kW class monorail planetary gearbox was analysed and the adaptive planetary gearbox design was selected. The specification of the sun gear, planetary gear and carrier was set and the profile & lead was optimized. The mechanical efficiency of the optimized one and the original one was observed. Dynamo-tester system was used to observe the mechanical efficiency of the planetary gearbox. A dynamo unit was connected with the planetary gearbox which straightened through the motor by a coupling. The standard tooth shape planetary gearbox and modified tooth shape planetary gearbox were used as test pieces and the rotation speed was set from 600 to 6000rpm with 600rpm, 2.5min one step. In order to check the mechanical efficiency of the planetary gearbox, the tests were done as follows. 1) The power loss between driving motor and dynamo tester. 2) Temperature variation by different rotation speeds. 3) Noise variation by different rotation speeds.
Hofman, Isabelle;Sergeant, Peter;Van den Bossche, Alex;Koroglu, Selim;Kesler, Selami
Journal of Power Electronics
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제15권6호
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pp.1640-1653
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2015
This study presents a model of a drivetrain for an integrated design of a light electric vehicle (EV). For the drivetrain of each front wheel of the single-person, battery-powered EV tricycle consists of a battery, an inverter, and an outer rotor permanent magnet synchronous motor (PMSM), which is connected to an in-wheel gearbox. The efficiency of the inverter, motor, and gearbox is analyzed over the New European Driving Cycle. To calculate the losses and efficiency of the PMSM, the power electronics in the inverter and gearbox are used. The analytical models provide a fast, but less accurate result, useful for optimization purposes. To accurately predict the efficiency of the PMSM, a finite element model is used. The models are validated by test setups. Correspondingly, a good agreement between the measurements and the calculated results is achieved. A parameter study is performed to investigate the influence of the detailed component parameters (i.e., outer rotor radius, gear ratio, and number of pole pairs and stator slots) on the average efficiency of the drivetrain.
DC servo motors have small torques compared to their weight. In order to reduce the speed and increase the output torque of the DC motor, a gear box is commonly used. The use of a gearbox, however, imposes limitations onmany applications because of the backlash and the reduction in transmission efficiency. Furthemore, the elastic deformation or the compliance of the gearbox decreases the accuracy of the servo mechanism and the stability of the system. In view of the many disadvantages in using the gearbox, a more effective solution has to be found. The solution is the direct drive mechanism. There are many kinds of direct drive motors. I will consider the ultrasonic motor in particular.
This paper presents the result of a study on the starter control for a turbo generator. Because a starter in gear box type turbo-generator system is composed of gearbox and brush DC motor, it should be replaced with High Speed Generator(HSG)) in HSG type Turbo-generator. There-ore, it is necessary to design a new starting algorithm and starter. In gearbox type system, brush DC motor is rotated to the designed speed using low voltage-high current battery power. After brush DC motor speed is increased to several times by gearbox, gas turbine engine can be rotated to designed starting speed. If we implement a starter with High Speed Generator(HSG), it is necessary to drive high-speed generator to high-speed motor. High-speed generator with permanent magnet on rotor has a low leakage inductance fur driving high-speed rotation, and it is necessary high DC link voltage for inverter when High-speed generator is driven to high speed. This paper presents result of development of the boost converter for converting high voltage DC from low battery voltage and design of the inverter for controlling a high frequency current to be injected to motor winding. Also, we show performance of the designed starter by driving the turbo generator.
종래의 터보기기는 회전자의 높은 회전속도를 얻기 위하여 증속기어를 사용하였으나 근래에는 초고속 전동기를 적용하여 기계적인 효율 및 시스템의 소형차에 관한 연구가 활발히 진행중이다. 본 논문은 직접구동방식의 터보 압축기를 위한 초고속 영구자석 동기전동기 구동시스템에 관한 논문으로서 150마력 70,000rpm 영구자석 동기전동기 구동시스템을 개발하여 상품에 적용하였다.
There are screw, reciprocating type turbo compressor by structure in an air compressor which is essential equipment on the industrial spot. Recently, the application range of a turbo compressor tend to be wide gradually. And this type of compressor needs high speed rotation of impeller in structure so high ratio gearbox and conventional induction motor driving required. This mechanical system have results of increased moment of inertia and mechanical friction loss. Recent studies of modern turbo compressor have been applied to developing super high speed BLDC motor and driver which remove gearbox that make its size small and mechanical friction loss minimum. To accomodate this tendency, we tried to develope a super high speed motor drive system for 150Hp, 70,000rpm direct drive Turbo compressor using DSP(Digital Signal Processor) and SVPWM(Space Vector Modulation PWM) technique. The results of this specific application show that super high speed driver and controller could be implemented well with digital electronics.
전기자동차 파워트레인에서 발생되는 소음은 주로 모터의 전자기력 불균형에서 오는 소음과 기어 장치의 기계 시스템에서 발생되는 소음으로 구분될 수 있다. 이 소음들은 일반적 연소 엔진음 보다는 작지만, 조용한 배경 소음 때문에 더 거슬리는 소리가 될 수 있음에도 불구하고 그 소음의 특성이나 저감 방법은 널리 알려져 있지 않다. 본 논문에서는 전기차 개발단계 혹은 완성단계에서 적용할 수 있는 전달 경로에 감쇠 수동형 패치를 부착하여 소음을 저감하는 방법을 제시하고자 한다. 먼저, 모터 소음은 모터의 동적 특성에 따라 영향을 받으며 또한 모터 토크와 어떠한 상관성을 가지는 지를 보여준다. 또한, 모터 보다는 감속기의 표면이 더 소음에 취약한 부위라는 사실을 실험적으로 보여준다. 마지막으로, 주요 소음 전달경로인 드라이브 샤프트나 감속기 하우징 표면에 패치를 부착하여 실차 평가하였으며 실험 결과는 가속보다는 감속 조건에서 소음이 저감되는 영향이 크다는 것을 보여준다.
Axle Gearbox of the High Speed Train has rotational degree of freedom centered on the Axle Shaft Center Line, and constrained by the Reaction Arm connected to the Bogie Frame via Resilient Ring made of Rubber. This System is laid on the Power Train and can influence on the Power transmitted from Motor to Axle. The stiffeness of the Resilient Ring have to be selected for the Natural Frequency of this System do not overlap with the Teeth-mating Frequency. To confirm the Design Parameters, Calculation and Experiment were executed and compared.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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