Metoda wyznaczania komutacyjnych tętnień momentu silnika PM BLDC

• Autorzy: Piwowarczyk R. , Krykowski K. , Hetmańczyk J.

Warianty tytułu

EN

The method for determining of the switching ripple of a PM BLDC motor torque

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W bezszczotkowym silniku prądu stałego komutator mechaniczny zostaje zastąpiony przekształtnikiem energoelektronicznym pełniącym rolę komutatora elektronicznego. W chwilach przełączania poszczególnych uzwojeń fazowych pojawiają się w silniku pulsy prądu. Pulsy te powodują powstawanie tętnień momentu elektromagnetycznego i prędkości kątowej silnika. W artykule zaproponowano prostą metodę określania wielkości tętnień momentu oraz wartości pierwszej harmonicznej momentu elektromagnetycznego. Uzyskane wyniki zweryfikowano za pomocą badań symulacyjnych w programie Matlab/Simulink.

EN

In a brushless DC motor mechanical commutator is replaced by a power electronics converter serving as an electronic commutator. The pulses of the motor current appear in moments of switching individual phase windings. These pulses cause the formation of pulses of electromagnetic torque and angular speed of the motor. This paper proposes the simple method of determining the magnitude of torque pulses. The achieved results have been verified through simulation research in Matlab/Simulink environment performed on a computer model of PM BLDC motor.

Słowa kluczowe

PL

bezszczotkowy silnik prądu stałego; tętnienia momentu; pierwsza harmoniczna momentu

EN

permanent magnet brushless direct current; torque ripple; first harmonic of a torque

• Wydawca: Wydawnictwo "Druk-Art" SC
• Czasopismo: Napędy i Sterowanie
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 19, nr 12
• Strony: 101--108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Piwowarczyk R.

• Wydział Elektryczny, Politechnika Śląska

autor

Krykowski K.

• Politechnika Śląska, Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki

autor

Hetmańczyk J.

• Politechnika Śląska, Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki

Bibliografia

• [1] Carlson R.: Analysis of torque ripple due to phase commutation in brushless dc machines. IEEE Transaction on Industry Applications, Vol. 28, No. 3, pp. 632–638, 1992.
• [2] Drabek T. et al.: Commutation torque ripple reduction in high-speed brushless DC motor. International Symposium on Electrical Machines (SME), Nałęczów, 2017, pp. 1–6.
• [3] Gałuszkiewicz Z., Krykowski K., Hetmańczyk J., Skoć A.: Rezonans mechaniczny w wysokoobrotowym silniku PM BLDC. „Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne” 86/2010.
• [4] Hendershot J.R., Miller T.J.E.: Design of brushless permanent – magnet motors. Magna Physics Publishing and Clarendon Press, Oxford 1994.
• [5] Krykowski K.: Silniki PM BLDC. Właściwości, sterowanie, aplikacje. Wydawnictwo BTC, Legionowo 2015.
• [6] Lee T.Y., Seol M.K., Kim Y.J., Jung S.Y.: Design and Torque Ripple Analysis of Brushless DC Motor According to Delta Winding Connection. Journal of Magnetics, Vol. 20, No. 2, June 2015, pp. 166−175.
• [7] Liu Y., Zhu Z.Q., Howe D.: Commutation-Torque-Ripple Minimization in Direct-Torque-Controlled PM Brushless DC Drives. IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 43, No. 4, pp. 1012–1021, 2007.
• [8] Makieła D.: Rozszerzona metoda wyznaczania czasu komutacji w silnikach PM BLDC. „Przegląd Elektrotechniczny” 9/2015.
• [9] Naruszewicz W.: Pomiary momentu obrotowgo (9.11.2017) http://automatykab2b.pl/technika/760-pomiary-momentuobrotowego.
• [10] Pfister P.D., Perriard Y.: Torque measurement methods for very high speed motors. COMPEL – The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, Vol. 29 Issue: 5, 2010, pp. 1172–1183.
• [11] Piwowarczyk R., Krykowski K., Hetmańczyk J.: Komutacyjne tętnienia momentu silnika PM BLDC. „Zeszyty problemowe – Maszyny elektryczne” 3/2016.
• [12] Piwowarczyk R., Krykowski K., Hetmańczyk J.: Tętnienia prądu zasilającego bezszczotkowy silnik prądu stałego. „Przegląd Elektrotechniczny” 6/2014.
• [13] Salah W.A., Ishak D., Hammadi K.J.: PWM switching strategy for torque ripple minimization in BLDC motor. Journal of Electrical Engineering, Vol. 62, No. 3, 2011, pp. 141–146.
• [14] Song H.J., Ick C.: Commutation torque ripple reduction in brushless DC motor drivers using a single DC current sensor. IEEE Transactions On Power Electronics, Vol. 19, 2004, pp. 312–319.
• [15] Viswanathan V., Seenithangom J.: Commutation Torque Ripple Reduction in the BLDC Motor Using Modified SEPIC and Three-Level NPC Inverter. IEEE Transactions On Power Electronics,, Vol. 33, No. 1, 2018, pp. 535–546.
• [16] Zhang J., Chen S., Liu L.: Research on commutation torque ripple suppression strategy of BLDCM based on iterative learning. „Computer Modelling & New Technologies” 18(5)/2014.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)