The aim of this paper is twofold: The one is to design BLDC motors for an electric bicycle and the other is to develop a controller of the BLDC motors. A new BLDC Motor has a permanent magnet rotor in which the magnetic arrangement is radial to the shaft and integral to the rotor laminations instead of mounted on the perimeter of the rotor. This technique concentrates flux, giving a higher flux density than a surface-mounted PM motor and has the increase of reluctance torque. The stator of BLDC motor has parallel winding instead of interconnected wye-connection winding, allowing multi-phase separate independent controllability. It gets much more high power than wye-connection at same low voltage. The proposed controller has a technique of exited with modulation(EWM) and one H-bridge and two photo sensors per phase. Experimental results show the performance of the proposed BLDC motors for an electric bicycle.
This paper presents a stator winding fault diagnosis technique of induction motor on the PC - based virtual instrumentation system designed using the graphical programming language LabVIEW. This method collects the 3-phase current signals using the current probe amplifier and PXI/DAQ system then the preprocessing removes the noise using LPF, after then this method transforms the stator current to Park's vector and obtains the each Park's Vector pattern and detects stator winding fault by comparing the obtained faulted pattern with the healthy pattern. This proposed LabVIEW based diagnosis system is applied to the 3 phase 1 hp induction motor and obtained the reasonable results under no load condition. The test results give us the possibility a simple and realistic on-line winding fault diagnosis system.
Kim, Hui-Dong;Lee, Yeong-Jun;Park, Jong-Jeong;Ju, Yeong-Ho
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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v.48
no.3
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pp.192-199
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1999
During start up and shut down, the generator is rotating at a low speed and copper dusts cause arcing between the turns in the slot. Shorted turns occurred primarily by the movement of these copper dusts between individual windings in the generator rotor. Detection of shorted turns was performed in five gas turbine generators in two combined cycle power plants. Two types of permanent and temporary flux probes were used in this paper. These flux probes have been used to develop a methodology for detecting shorted turns in an operating generator's rotor. The flux probes sense the rotor winding slot leakage flux and produce a voltage proportional to the rate of change of the flux. This pattern of flux variation is the signature unique to each rotor winding. An appropriate waveform analysis technique canidentify the pole location, the slot number, and the number of shorted turns within each slot. Shorted turns in field winding of gas turbine generator(125.7 MVA) were detected to twelve turns on al total 190 turns.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.66
no.2
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pp.447-452
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2017
The stator phase winding of a linear pulse motor, which is a new type of linear motor, is comprised of two phases and is structurally characterized by a stacking method in which the winding of one phase is laid on top of the winding of another phase. Such a structural characteristic induces a difference in the flux linkage resulting from the flux of each stator phase winding in the same condition. The difference in the induced flux linkage acts as a kind of thrust ripple component in terms of the generated thrust. Thus, in order to maintain consistent thrust force, a method is required to solve the problem caused by the structural singularity. Hence, in this study, we present a technique for reducing the thrust force ripple generated by the stacking of the stator phase windings of a linear pulse motor through the generation of a compensating current reference value of the current controller in order to keep the torque constant. The proposed compensating algorithm is validated by simulations and experimental results.
During normal machine operation, partial discharge(PD) measurements were performed with turbine generator analyzer(TGA) in imitation stator winding of high voltage motors. The motor was energized to 4.47kV, 6.67, respectively. Applied voltage to Imitation winding was used two voltage level, 4.47[kV] and 6.67[kV]. Motors having imitation stator winding were installed with 80pF capacitive couplers at the terminal box. Case of PD Pattern regarding applied voltage phase angel, the PD patterns were displayed two dimensional and three dimensional. TGA summarizes each plot with two quantities such as the normalized quantity number(NQN) and the peak PD magnitude(Qm). As the result, we could discrimidate using TGA the difference of internal and surface discharge for imitation stator winding. We have used the other technique, in order to feature extraction of faulty signals on stator winding, Daubechies Discrete wavelet transform and Harmonics analysis(FFT) about faulty signals.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.21
no.3
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pp.30-37
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2004
This thesis develops a fuzzy-PID control algorithm for control the filament winding tension. It is developed by applying classical PID control technique to a fuzzy logic controller. It is composed of a fuzzy-PI controller and a fuzzy-D controller. The fuzzy-PI controller uses error and integrated error as inputs, and the fuzzy-D controller uses derivative of error as input. The fuzzy-PI controller uses Takagi-Sugeno fuzzy inference system, and the fuzzy-D controller uses Mamdani fuzzy inference system. The fuzzy rule base for the fuzzy-PI controller is designed using 19 rules, and the fuzzy rule base for the fuzzy-D controller is designed using 5 rules. A test-bed is set-up for verifying the effectiveness of the developing control algorithm in control the filament winding tension. It is composed of a mandrel, a carriage, a force sensor, a driving roller, nip rollers, a creel, and a real-time control system. Nip rollers apply a vertical force to a filament, and the driving roller drives it. The real-time control system is developed by using MATLAB/xPC Target. First, experiments for showing the inherent problems of an open-loop control scheme in a filament winding are performed. Then, experiments for showing the robustness of the developing fuzzy-PID control algorithm are performed under various working conditions occurring in a filament winding such as mandrel rotating speed change, carriage traversing, spool radius change, and reference input change.
Park, Bo-Gyu;Lee, Ho-Joon;Lee, In-Jun;Park, Si-Woo;Cho, Kyu-Shang
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.18
no.8
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pp.67-73
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2019
An ultra-high pressure treatment device is a device used for increasing the shelf life of food by sterilizing it by applying hydrostatic pressure to solid or liquid food. The ultrahigh pressure treatment system developed in this study is a pressure vessel with a processing capacity of 100 L and a maximum pressure of 700 MPa. Pressure vessels for ultrahigh-pressure processing equipment are manufactured using wire-winding techniques. The design formula for making ultra-high pressure vessels with wire windings is given in ASME Section VIII - Division 3. In this study, the ratio of the cylinder to the winding area that can be applied in a wire-winding application was analyzed using a finite element analysis. Furthermore, the relationship between the variation of the residual stress in the vessel and the ratio of the winding area due to the variation of the winding tension was analyzed, and a design guide applicable to the actual product design was developed. Finally, the design equation was modified by presenting the coefficients to correct the difference between the finite element analysis and the design equation.
Vilhekar, Tushar G.;Ballal, Makarand S.;Suryawanshi, Hiralal M.
Journal of Power Electronics
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v.17
no.4
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pp.972-982
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2017
The Park's vector of stator current is a popular technique for the detection of induction motor faults. While the detection of the faulty condition using the Park's vector technique is easy, the classification of different types of faults is intricate. This problem is overcome by the Multiple Park's Vector (MPV) approach proposed in this paper. In this technique, the characteristic fault frequency component (CFFC) of stator winding faults, rotor winding faults, unbalanced voltage and bearing faults are extracted from three phase stator currents. Due to constructional asymmetry, under the healthy condition these characteristic fault frequency components are unbalanced. In order to balanced them, a correction factor is added to the characteristic fault frequency components of three phase stator currents. Therefore, the Park's vector pattern under the healthy condition is circular in shape. This pattern is considered as a reference pattern under the healthy condition. According to the fault condition, the amplitude and phase of characteristic faults frequency components changes. Thus, the pattern of the Park's vector changes. By monitoring the variation in multiple Park's vector patterns, the type of fault and its severity level is identified. In the proposed technique, the diagnosis of faults is immune to the effects of unbalanced voltage and multiple faults. This technique is verified on a 7.5 hp three phase wound rotor induction motor (WRIM). The experimental analysis is verified by simulation results.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers P
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v.58
no.2
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pp.136-141
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2009
An AC generator is an important components in producing a electric power and so it requires highly reliable protection relays to minimize the possibility of demage occurring under fault conditions. Conventionally, a DFT based RDR has been used for protecting the generator stator winding. However, when DFTs based on Fourier analysis are used, it has been pointed out that defects can occur during the process of transforming a time domain signal into a frequency domain one which can lead to loss of time domain information. This paper proposes the internal fault detection and fault type discrimination for the stator winding by applying the detailed coefficients by Daubechies Wavelet Transform to overcome the defects in the DFT process. For the case studies reported in the paper, a model system was established for the simulations utilizing the ATP, and this verified the effectiveness of the proposed technique through various off-line tests carried out on the collected data. The propose method is shown to be able to rapidly identify internal fault and did not operate a miss-operation for all the external fault tested.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.65
no.9
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pp.1597-1604
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2016
The speed at which the SRM (Switched Reluctance Motor) makes a transition from chopping control to single pulse operation. (i.e., low speed to high speed operation). It is unsatisfied with performance at all operational regimes. In this paper, the operational performance of SRM can be improved by using current hysteresis control method. This method maintains a generally flat current waveform. At the high speed, the current chopping capability is lost due to the development of the back-EMF. Therefore SRM operates in single pulse mode. By using zero-current switching and zero-voltage switching technique, the stress of power switches can be reduce in chopping mode. When the commutation from one phase winding to another phase winding, the current can be zero as fast as possible in this period because several times negative voltage of DC-source voltage produce in phase winding. This paper is compared to performance based on energy efficient C-dump converter topology and the proposed resonant C-dump converter topology. Simulation and experimental results are presented to verify the effectiveness of the proposed circuit.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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