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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
저자정보
Dong-Hee Lee (Kyungsung University)
저널정보
전력전자학회 JOURNAL OF POWER ELECTRONICS JOURNAL OF POWER ELECTRONICS Vol.18 No.3
발행연도
2018.5
수록면
714 - 722 (9page)

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This paper presents a wide-range speed control scheme of brushless DC (BLDC) motors based on a hall sensor with separated low- and normal-speed controllers. However, the use of the hall sensor signal is insufficient to detect motor speed in the low-speed region because of low sensor resolution and time delay. In the proposed method, a micro-stepping current control method according to the torque angle variation is presented. In this mode, the motor current frequency and rotating angle are determined by the reference speed without the actual speed fed by the hall sensor. The detected torque angle is used to adjust the current value in a limited band to control the current value in accordance with the load. The torque angle is detected exactly at the changing point of the hall sensor signal. The rotor can follow the rotating flux with the variable torque angle. In a normal speed range, the conventional vector control scheme is used to control the motor current with a PI speed controller using the hall sensor. The torque characteristics are analyzed on the basis of the back EMF and current shape. To adopt the vector control scheme, the continuous rotor position is estimated by the measured speed and hall sensor position. At the mode changing point between low and normal speed range, the proper initial current command and reference rotor position are calculated. The calculated current command can reduce the torque ripple during transient mode. The proposed method is simple but effective in extending the speed control range of a conventional BLDC motor with hall sensor without the need for a high-resolution encoder. The effectiveness of the proposed method is verified by various experiments on a practical BLDC motor.
#Brushless DC motor #Micro-step torque angle #Speed control #Wide speed range

목차

Abstract
I. INTRODUCTION
II. SPEED CONTROL OF BLDC MOTORS
III. PROPOSED CONTROL SCHEME
IV. EXPERIMENTAL RESULTS
V. CONCLUSIONS
REFERENCES

참고문헌 (12)

참고문헌 신청
B. G. Gu, J. H. Choi, and I. S. Jung, “Simple lead angle adjustment method for brushless DC motors,” J. Power Electron., Vol. 14, No. 3, pp. 541-548, May 2014. C. Xia, Y. Xiao, W. Chen, and T. Shi, “Torque ripple reduction in brushless DC drives based on reference current optimization using integral variable structure control,” IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 61, No. 2, pp. 738-752, Feb. 2014. T. Shi, Y. Cao, G. Jiang, X. Li, and C. Xia, “A torque control strategy for torque ripple reduction of brushless DC motor with nonideal back electromotive force,” IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 64, No. 6, pp. 4423-4433, Jun. 2017. J. Fang, H. T. Li, and B. L. Han, “Torque ripple reduction in BLDC torque motor with non-ideal back EMF,” IEEE Trans. Power Electron., Vol. 27, No. 11, pp. 4630-4637, Nov. 2012. C. Xia, B. Ji, and Y. Yan, “Smooth speed control for lowspeed high-torque permanent-magnet synchronous motor using proportional-integral-resonant controller,” IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 62, No. 4, pp. 2123-2134, Apr. 2015.

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