Modelling of BLDCM with asymmetrical double stator winding and back EMF harmonice

• Autorzy: Drozdowski P.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper the mathematical model of the brushless DC motor (BLDCM) with a double 3-phase stator winding is analysed. Both the 3-phase windings are mutually displaced by 30 electrical degree. Special care has been sacrificed to influence of higher harmonics of induced electromotive forces (EMF) on electromagnetic torque and zero sequence voltages that may be used for sensorless control. The mathematical model has been presented in natural variables and, after transformation to symmetrical components, in a vector form. This allows, from one side, for formulating the equivalent circuit suitable for circuit oriented Simulator (e.g.: Spice, SimPowerSystems of Simulink) and, from the other point of view, for analysis of higher harmonics influence on control possibilities. These considerations have been illustrated with some results of four quadrant operation obtainded due to simulation.

Słowa kluczowe

EN

brushless DC motor; double stator winding; harmonics of back EMF; equivalent circuit

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 4(104)
• Strony: 111--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., wz.

Twórcy

autor

Drozdowski P.

• Institute of Electromechanical Conversion, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1]. Ciurys M., Dudzikowski I.: Modelowanie silnika bezszczotkowego z uwzględnieniem rzeczywistego przebiegu siły elektromotorycznej. Prace Nauk. Inst. Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Nr 62 Polit. Wroc. Nr 62 Studia i Materiały Nr 28 2008.
• [2]. Dae-Kyu Jang, Jung-Hwan Chang, Gun-Hee Jang: Back EMF Design of an AFPM Motor Rusing PCB Winding by Quasi 3D Space Harmonic Analysis Method. Journal of Electrical Engineering & Technology Vol. 7, No. 5, pp. 730-735, 2012.
• [3]. Domoracki A., Krykowski K.: Silniki bldc – klasyczne metody sterowania. Zeszyty Problemowe BOBRME – Maszyny Elektryczne Nr 72/2005, pp. 155-159.
• [4]. Drozdowski P.: Control properties of the PM brushless DC motor with rectangular and stepwise currents. Proc. of 3rd Int. Conf. Drives and Supply Systems for Modern Electric Traction. Poland Warsaw 1997, pp. 98-103.
• [5]. Drozdowski P., Jagiełło A.: The commutation process modelled by the serraphile functions and its influence on controlled brushless dc machines. Sc. Bull. of Lodz Techn. Univ. "Elektryka", z. 91, no 788. Łódź 1998, pp. 39-44.
• [6]. Drozdowski P., Szular Z.: Sterowanie napięcia wyjściowego generatora synchronicznego wzbudzanego magnesami trwałymi za pomocą układu przekształtnikowego. Zesz. Nauk. Pol.. Śl. „Elektryka” z. 177, Gliwice 2001, ss. 203-210.
• [7]. Glinka T.: Maszyny elektryczne wzbudzane magnesami trwałymi. Gliwice, Wyd. Pol. śl. 2002.
• [8]. Jagiełło A.: Bezszczotkowa maszyna prądu stałego zbudowana na bazie silnika synchronicznego 2x3 fazowego. Mat. XV Konf. Nauk. Trakcji El. Semtrak 2012, Zakopane 2012,pp. 267-278.
• [9]. Jagiełło A.: Przekształcenia niecałkowalne w teorii maszyn elektrycznych. PWN Warszawa 2002.
• [10]. José Carlos Gamazo-Real, Ernesto Vázquez- Sánchez, Jaime Gómez-Gil.: Position and Speed Control of Brushless DC Motors Using Sensorless Techniques and Application Trends. Sensors 2010, 10, www.mdpi.com/journal/sensors, pp. 6901-6947.
• [11]. Kallio S.: Modeling and parameter estimation of double-star permanent magnet synchronous machines. Doctoral Thesis, Lappeenranta University of Technology, Lappeenranta, Finland, March, 2014.
• [12]. Krykowski K., Hetmańczyk J., Gałuszkiewicz Z., Miksiewicz R.: Computer analysis of high-speed PMBLDC motor properties. Int. Journ. for Comp. and Math. in Electrical and Electronic Eng. COMPEL, 2011, vol. 30, No. 3, pp. 941-956.
• [13]. Nezli L., Elbar M., Naas B.: Direct Torque Control of Double Star Synchronous Machine. International Journal of Recent Trends In Engineering, Vol 2, No. 5, November 2009, pp. 336-340.
• [14]. Shen J. X., Zhu Z. Q., Howe D.: Sensorless Flux-Weakening Control of Permanent-Magnet Brushless Machines Using Third Harmonic Back EMF. IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 40, No. 6, November/December 2004 p. 1629.
• [15]. Vas P.: Sensorless vector and direct torque control. Oxford Univ. Press 1998.
• [16]. Wach P.: Dynamics and control of electric al drives. Springer 2011.
• [17]. Węgiel T.: Space harmonics interaction In permanent magnet generators. Monograph 447. Electrical and Comp. Eng., Cracow Univ. Of Technology, Cracow 2013.
• [18]. Zawirski K.: Sterowanie silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych. Poznań, Wyd. Pol. Pozn. 2005.