Metoda sterowania z korektą kąta załączania silnika BLDC bezzałogowego aparatu latającego

• Autorzy: Bogusz P. , Korkosz M. , Prokop J. , Wygonik P.

Warianty tytułu

EN

Control method with turn-on angle correction of BLDC motor for unmanned aerial vehicle

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Punkt komutacji poszczególnych tranzystorów w układzie zasilającym silnika BLDC uzależniony jest od momentu przecięcia się przebiegów napięć indukowanych przewodowych. Pomiędzy punktami komutacji napięcie indukowane powinno mieć wartość stałą. Przy takim punkcie komutacji tętnienia wytwarzanego momentu elektromagnetycznego powinny być najmniejsze. W praktyce określona wartość napięcia zasilającego, moment obciążenia oraz praca z dużą prędkością obrotową mają wpływ na czas narastania i zanik prądu w uzwojeniach silnika, powodując jego wydłużanie. W konsekwencji prowadzi to do ograniczania wartości wytwarzanego momentu elektromagnetycznego. Dodatkowo w niektórych aplikacjach, z uwagi na zmieniające się warunki pracy (np. zmniejszające napięcie zasilające baterii akumulatorów), tak określony kąt załączenia może uniemożliwić utrzymanie zadanej mocy na wale silnika. W pracy dokonano analizy wpływu zmiany wartości kąta załączenia na właściwości silnika. Na bazie modelu symulacyjnego pokazano wpływ zmiany wartości kąta załączenia na wytwarzaną wartość średnią momentu elektromagnetycznego. W warunkach laboratoryjnych dokonano weryfikacji praktycznej. Zamieszczono wnioski.

EN

Switching point of particular transistors in BLDC power converter depends on the intersection moment of induced line voltages. When taking dependence of trapezoidal induced voltage on commutation point, then this voltage should be constant. At this commutation point, ripple of generated electromagnetic torque should be the smallest. In practice, specified supply voltage, load torque and high-speed operation affect rise time and decay of current in motor windings causing extension of rise time. In consequence, it leads to decrease of generated electromagnetic torque. In some applications, defined in such way turn-on angle cannot be able to keep set motor power due to change of working conditions (e.g. decrease of battery voltage). In the paper the analysis of influence of turn-on angle on motor properties was conducted. The influence of turn-on angle on average electromagnetic torque was shown based on the simulation model. A practical verification was made in the laboratory conditions. Conclusions were placed.

Słowa kluczowe

PL

silnik BLDC; kąt załączenia; bezzałogowy aparat latający

EN

BLDC motor; turn-on angle; unmanned aerial vehicle

• Wydawca: Wydawnictwo "Druk-Art" SC
• Czasopismo: Napędy i Sterowanie
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 18, nr 5
• Strony: 88--94
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Bogusz P.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki

autor

Korkosz M.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki

autor

Prokop J.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki

autor

Wygonik P.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa

Bibliografia

• [1] Staton D.A., Deodhar R.P., Soong W.L., Miller T.J.E.: Torque Prediction Using the Flux-MMF in AC, DC, and Reluctance Motors. IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 32, No. 1, pp.180–188, 1996.
• [2] El-Refaie A.M.: Fractional-slot concentrated windings synchronous permanent magnet machines: opportunities and challenges. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 43, Issue:1, pp. 107–121, 2010.
• [3] Gieras J.F., Wing M.: Permanent Magnet Motor Technology – Design and Applications, Second Edition. ISBN 0-8247-0739-7, 2002.
• [4] Krishnan R.: Permanent Magnet Synchronous and Brushless DC Motor Drives, CRC Press, Taylor & Fracis Group, NY, 2009.
• [5] Ehsani M., Gao Y., Emadi A.: Modern Electric, hybrid, and fuel Vehicles. Fundaments, theory, and design. CRC Press Taylor&Francis Group, ISBN: 978-1-4200-5398-2, 2010.
• [6] Glassock R.R., Hung J.Y., Gonzalez L.F., Walker Rodney A.: Multimodal hybrid Powerplant for Unmanned Aerial Systems (UAS) Robotics, Twenty-Fourth Bristol International Unmanned Air Vehicle Systems Conference, Bristol, United Kingdom, 2009.
• [7] Harmon F.G., Frank A.A., Chattot J.J.: Conceptual Design and Simulation of a Small Hybrid-Electric Unmanned Aerial Vehicle, Journal of Aircraft, vol. 43, pp. 1490–1498, 2006.
• [8] Bogusz P., Korkosz M., Prokop J., Wygonik P.: A Study on Design Process of BLDC Motor for Aircraft Hybrid Drive, Proceedings of the 2011 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, pp. 508–513, 2011.
• [9] Bogusz P., Korkosz M., Prokop J.: Wpływ zmian kąta załączenia na właściwości silnika BLDC napędu hybrydowego bezzałogowego aparatu latającego. „Zeszyty Problemowe – Maszyny elektryczne” s. 67–73, 2015.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę