Stanowisko do analizy wpływu błędów rozmieszczenia czujników położenia wału silnika BLDC na jego pracę

• Autorzy: Kolano K.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.08.17

Warianty tytułu

EN

The test stand for analysing the impact of the distribution error of the BLDC motor shaft position sensors on its work

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaproponowano szybką strukturę obliczeniową wykorzystującą sygnały z trójkanałowego enkodera inkrementalnego do generacji impulsów symulujących pracę układu obserwacji położenia wału silnika BLDC. Jego zadaniem jest zastąpienie układu wykorzystującego 3 czujniki i umożliwiającego wygenerowanie 6p zmian stanów na 1 obrót wału silnika. Podstawowym założeniem opracowanego stanowiska jest możliwość wytworzenia sygnału czujników silnika BLDC z dokładnością kąta mechanicznego równą 0,18 stopnia w przypadku zastosowanego w stanowisku enkodera o liczbie impulsów na obrót równej 500. Możliwość niemal dowolnego wpływania na błąd rozmieszczenia czujników umożliwia testowanie wpływu dokładności wykonania elementów mechanicznych komutatora elektronicznego na pracę silnika zarówno w układzie otwartym (badanie wpływu komutacji przyspieszonej i opóźnionej), jak i zamkniętym, w którym oprócz nieprawidłowej komutacji mamy do czynienia również z błędnym określeniem prędkości wału silnika na podstawie czasu zmierzonego pomiędzy poszczególnymi punktami komutacji silnika BLDC. Wykorzystanie opracowanego stanowiska znacznie upraszcza ocenę wpływu dokładności wykonania elementów układu obserwacji położenia wału na jego pracę, co przyczynia się do optymalizacji kosztów produkcji układów napędowych wykorzystujących tę technikę sterowania.

EN

This paper proposes the use of a high-speed computing structure using signals from a three-channel incremental encoder in generating impulses simulating the operation of an observation system of the BLDC motor shaft position using 3 sensors and allowing the generation of 6*p status changes for 1 revolution of the motor shaft. The possibility of an almost arbitrary influence on the positional error of BLDC motor sensors allows one to test the impact of the manufacturing precision of the mechanical components of an electronic commutator on the work of a BLDC motor both in an open system (study of the effects of accelerated and delayed commutation) and a closed one, where in addition to incorrect commutation we are also dealing with an erroneous evaluation of the motor shaft speed, based on the time measured between individual points of the BLDC motor commutation. The use of the prepared test stand will greatly simplify the impact assessment of the accuracy of the components of the observation system of the BLDC motor shaft position on its work, which will contribute to the optimisation of the production costs of drive systems using this control technique.

Słowa kluczowe

PL

silnik BLDC; enkoder

EN

BLDC motor; encoder

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 8
• Strony: 62--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kolano K.

• Politechnika Lubelska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Katedra Napędów i Maszyn Elektrycznych, ul Nadbystrzycka 38A, 20-618 Lublin, Polska

Bibliografia

• [1] Chen Y., Cai D.-S., Lou X., Relationship detection between the signals of composite photoelectric encoder and the windings of BLDC Motor, Przegląd Elektrotechniczny, 88 (2012), n.7a
• [2] Sudhoff S.D., Krause P.C., Operation Modes of the Brushless DC Motor with a 120 Inverter, IEEE Transactions on Energy Conversion, 5 (1990), n.3, 558-564
• [3] Kia M., Rezayieh K.R., Taherkhani R., A novel method for measuring rotational speed of BLDC motors using voltage feedback, 2nd International Conference on Control, Instrumentation and Automation (ICCIA), (2011), 791-794, DOI: 10.1109/ICCIAutom.2011.6356761
• [4] Damodharan P., Vasudevan K., Sensorless brushless DC motor drive based on the zero-crossing detection of back electromotive force (EMF) from the line voltage difference, IEEE Trans. Energy Convers., 25, (2010), n.3, 661-668
• [5] Sikora A., Zielonka A., Kulesz B, Impact of Hall sensors positioning on symmetry of BLDC control signals Power Electronics, Electrical Drives, International Symposium on Automation and Motion (SPEEDAM), (2012), 249-252, DOI: 10.1109/SPEEDAM.2012.6264444
• [6] J.-H. Choi, J.S. Park, B.-G. Gu, J.-H. Kim, C.-Y. Won, Position estimation and control of BLDC motor for VVA module with unbalanced hall sensors, IEEE International Conference on Power and Energy (PECon), (2012), 390-395, DOI: 10.1109/PECon.2012.6450244
• [7] Samoylenko N., Han Q., Jatskevich J., Dynamic Performance of Brushless DC Motors With Unbalanced Hall Sensors IEEE Transactions on Energy Conversion, 23, (2008), n.3, 752-763 DOI: 10.1109/TEC.2008.921555
• [8] Alaeinovin P., Chiniforoosh S., Jatskevich J., Evaluating misalignment of hall sensors in brushless DC motors, IEEE Electric Power Conference, 2008, Canada (2008), 1-6, DOI: 10.1109/EPC.2008.4763350
• [9] Baszyński M., Piróg S., A Novel Speed Measurement Method for a High-Speed BLDC Motor Based on the Signals From the Rotor Position Sensor, IEEE Transactions on Industrial Informatics, 10 (2014), n.1, 84-91
• [10] Samoylenko N., Qiang Han, Jatskevich J., Improving Dynamic Performance of Low-Precision Brushless DC Motors with Unbalanced Hall Sensors Power Engineering, IEEE Society General Meeting, (2007), 1-8

Uwagi

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