본 논문에서는 IPM type 전동기의 구동 방식에 따른 진동 특성을 비교, 분석하였다. BLDC 구동 방식은 2상에만 전원이 인가되므로 Commutation torque ripple 및 가진력의 불평형이 발생하여 기계손이 증가하고 진동, 소음이 크게 되어 효율이 떨어지므로 3상 구동 방식과 BLDC 구동방식에 따른 진동 및 출력 특성을 비교, 검토하였다.
this paper presents a rotor shape optimization of interior type permanent magnet (IPM) motor for vibration minimization. the vibration of permanent magnet motor is generated by cogging torque, radial force and commutation torque ripple which are electromagnetic source of vibration. In order to minimize the vibration, the optimal notches are put on the rotor pole face and the arc type pole face is applied. The variations of cogging torque and radial force of each model vibration frequency are computation by finite element method (FEM) and the validity of the analysis and rotor shape design is confirmed by vibration experiments.
SRM has been applied to many commercial applications that require economical advantages and high performance abilities. But it has some drawbacks such as acoustic noise due to the abrupt change of mmf level when commutation. The abrupt change of a phase excitation produces mechanical stresses and it results in torque ripple and noise. This paper deals with an analysis of vibration and noise in SRM drive. Several types of excitation method are taken into account. The 1-phase and 2-phase excitation technique of short-pitch winding 2-phase excitation technique of full-pitch winding are tested. The acoustic noise is reduced remarkably through the sequential phase excitation in the 2-phase excitation. It is because that the scheme reduces abrupt change of excitation level by distributed balanced excitation with free-wheeling during commutation.
In proportion to the capacity enlargement of the induction motor system controlled by current source inverter, the capacitance of the commutating capacitor is enlarged and then the spike value of output voltage is increased at the moment of charge and discharge. Moreover, the output currnet includes a number of harmonic components. Such voltage spike and harmonics generate the torque ripple and lead to bad effects on the performance of the induction motor. In this study, all the harmonics excluding 17th and 19th harmonics were mostly elimunated by adopting 18-phase Triple High Frequency Current Source Inverter(HFCSI), and the spike component of output voltage was reduced by adding the Voltage Clamping Circuit(VCC). As a result, the torque ripple and the commutation loss were reduced and the performance of the system was improved. Experiments for speed control were carried out in the tripple current source inverter system for induction motor drive. Overall system was controlled by ONE CHIP MICROCOMPUTER(INTEL 8751). Control circuits were simplified and good experimental results in the constant V/F control were obtained due to the flexibility of the microcomputer.
본 논문에서는 압력예측기법과 직접 순시토크 제어기법을 통한 유압펌프용 SRM의 압력제어 구동시스템을 제안하였다. 일반적으로 유압 펌프 시스템은 유압센서의 응답성으로 인하여 제어시스템의 시지연이 비교적 길어지게 되며, 이러한 시간지연은 PI 또는 PID 제어 구조에서 장시간의 진동과 불안정화를 만들기 쉽다. 본 논문에서는 시간 지연문제를 해결하고 리플이 없는 압력제어를 위하여 스미스 예측기(simth predictor)를 통한 지연보상과 직접 순시토크제어기법(Direct Instantaneous Torque, 이하 DITC)을 적용하였다. 제안된 제어 방식은 펌프와 센서간의 기구적 문제에 의한 지연문제 해결과 안정성을 확보하고, 펌프 압력제어의 동특성을 향상시키며 전류(轉流, commutation) 구간에서 균일한 토크를 발생시켜 토크 리플을 억제하기 위함이다. 제안된 제어방식은 시뮬레이션과 실험을 통하여 효용성을 검증하였다.
Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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제3권4호
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pp.383-388
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2014
In This paper, the output characteristics and vibrations were compared and analyzed according to operation method in 100W class. The voltage source is applied only two phase in BLDC drive system therefore commutation torque ripple and imbalance of RMF occurred. Due to this efficiency was significantly degraded because mechanical loss is increased, besides the vibration and noise were greatly generated. The vibration and output characteristics were compared and analyzed according to three phase and BLDC drive system.
Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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제2권1호
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pp.83-90
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2013
This paper describes advanced brushless DC motor drive without position sensor for home appliances with compressor to reduce the pulsating currents and vibration. The proposed method limits the motor currents during starting period and reduces commutation torque ripple during sensorless operating period. Experimental results show that the proposed method implemented in an inverter for a BLDC motor driven compressor considerably reduces not only the pulsating currents but also vibration of the home appliances.
본 논문에서는 하나의 DC-Link 전류센서를 사용하여 BLDC 모터의 상 저항을 고려한 상 전환 토크리플 저감 방법을 제안하고자 한다. 지금까지 하나의 DC-Link 전류센서를 사용하여 BLDC 모터의 상 전환 토크리플 저감에 대한 연구는 많이 진행 되어 왔다. 기존의 방법들은 상 저항 값을 무시하여 상 인덕턴스 성분만을 가지고 제어한 방법이 주류를 이루어 왔다. 하지만 상 저항 값이 크면, 저속 영역과 고속 영역 구간에 변화를 가져와 기존의 방법을 사용할 시 토크리플이 발생한다. 또한 상 전환 시 전류 기울기와 상 전환 시간에 대해 영향을 미치게 되어 기존의 방법을 사용할 경우 토크리플이 발생하게 된다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 상 저항을 고려한 BLDC 모터의 상 전환 토크리플 저감 방법에 대해 효용성을 입증하고자 한다.
본 논문에선 BLDCM(Brushless DC Motor)의 전류(轉流)구간에서 발생하는 토크리플을 저감시키기 위해 BLDCM의 역기 전력 모델을 이용하여 상승하는 전류와 하강하는 전류의 기울기가 같아지도록 PWM의 턴-온 시간을 실시간으로 제어하는 방식을 제안한다. 제안된 방식에서는 상이 전환되는 구간에서 상전류의 변화량이 스위칭 시간에 따른 인가전압과 전동기 모델방정식 및 예측되는 역기전력 모델에 의해 예측되어지며, 인가하는 전압의 크기는 PWM의 턴-온 시간에 따라 변하게 되므로, 두 전류의 변화량이 같아지도록 하는 스위칭 시간을 계산하여 적용하는 방식이다. 제안된 방식의 유효성은 실제 BLDCM에 대한 시뮬레이션을 통하여 증명하였다.
BLDC 전동기는 선형적인 토크 대 전류, 속도 대 전압 특성을 갖고 있으며 기계적, 전기적인 잡음이 없고, 가감속 제어가 용이하며, 토크 대 관성의 비가 매우 높아 소형으로 높은 출력을 낼 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 전기자 전류의 전환(Commutation)시 고정자 권선의 인덕턴스 성분과 역기전력으로 인해 발생되는 전류 리플은 BLDC 전동기 토크리플의 중요한 원인이 된다. 이에 본 논문에서는 고속 연산이 가능하고 별도의 외부 메모리 없이 칩 하나로 모든 동작을 할 수 있는 TMS320LF2407 DSP칩을 사용, Hard-chopping PWM 방식을 이용하여 전류 리플을 감소시켰으며, 이를 시뮬레이션 및 실험을 통해 증명하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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