Design and implementation of 3 phase inverter for brushless DC motor using six-step commutation method with ripple suppression

• Autorzy: Pamuji, Feby Agung , Waskito, Ilham Setyo , Suryoatmojo, Heri , Sudarmanta, Bambang , Effendi, Mohammad Khoirul , Arumsari, Nurvita

Warianty tytułu

PL

Projekt i realizacja 3-fazowego falownika do bezszczotkowego silnika prądu stałego z wykorzystaniem sześciostopniowej metody komutacji z tłumieniem tętnień

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Along with the times, the application of renewable energy is increasingly being used, one of which is in the field of transportation. There are many means of transportation that use modern motors, such as switch reluctance motors and brushless DC (Direct Current) motors. BLDC motors or brushless DC motors have low mechanical losses because they do not use brushes like conventional dc motors. Because the brushless dc motor uses permanent magnets, a sensor is needed to determine the back-emf, apart from that for switching settings on BLDC motors using a three-phase inverter. In setting the output voltage on the three-phase inverter, it will produce a Pulse Width Modulation (PWM) output signal which will form 120° commutation. The excitation current of a brushless dc motor which is controlled electronically based on position feedback can produce ripple-free torque, however, if the motor is brushless dc. Therefore, this research will discuss the design of a three-phase inverter for BLDC motors using the six-step commutation method with ripple suppression to making prototypes using locally available materials.

PL

Z biegiem czasu coraz częściej stosuje się energię odnawialną, z których jedna znajduje się w dziedzinie transportu. Istnieje wiele środków transportu, które wykorzystują nowoczesne silniki, takie jak silniki reluktancyjne przełączników i bezszczotkowe silniki prądu stałego (DC). Silniki BLDC lub bezszczotkowe silniki prądu stałego mają niskie straty mechaniczne, ponieważ nie używają szczotek, jak konwencjonalne silniki prądu stałego. Ponieważ bezszczotkowy silnik prądu stałego wykorzystuje magnesy trwałe, potrzebny jest czujnik do określenia siły wstecznej, poza tym do przełączania ustawień silników BLDC za pomocą falownika trójfazowego. Ustawiając napięcie wyjściowe na falowniku trójfazowym, wytworzy on sygnał wyjściowy z modulacją szerokości impulsu (PWM), który utworzy komutację 120°. Prąd wzbudzenia bezszczotkowego silnika prądu stałego, który jest sterowany elektronicznie na podstawie sprzężenia zwrotnego położenia, może jednak wytwarzać moment obrotowy bez tętnień, jeśli silnik jest bezszczotkowy prądu stałego. Dlatego w niniejszych badaniach zostanie omówiony projekt trójfazowego falownika do silników BLDC z wykorzystaniem sześciostopniowej metody komutacji z tłumieniem tętnień do wykonania prototypów z wykorzystaniem lokalnie dostępnych materiałów.

Słowa kluczowe

PL

przekształtnik; BLDC; komutacja sześciostopniowa

EN

inverter; BLDC; six-step commutation; ripple suppression

• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 2
• Strony: 303--309
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pamuji, Feby Agung

• Institut Teknologi Sepuluh Nopember

autor

Waskito, Ilham Setyo

• Institut Teknologi Sepuluh Nopember

autor

Suryoatmojo, Heri

• Institut Teknologi Sepuluh Nopember

autor

Sudarmanta, Bambang

• Institut Teknologi Sepuluh Nopember

autor

Effendi, Mohammad Khoirul

• Institut Teknologi Sepuluh Nopember

autor

Arumsari, Nurvita

• Shipbuilding Institute of Polytechnic Surabaya

Bibliografia

• [1] A. Mohammad, M. A. Abedin, & M. Z. R. Khan. (2016). Implementation of a three phase inverter for BLDC motor drive.
• [2] C. C, & S. Jeevananthan. (2012). Generalized Procedure for BLDC Motor Design and Substation in MagNet 7.1.1 Software.
• [3] C. L. Xia. (2012). Permanent Magnet Brushless DC Motor Drives and Controls.
• [4] Chen, W., Xia, C., & Xue, M. (2007). A Torque Ripple Suppression Circuit for Brushless DC Motors based on Power DC/DC Converters.
• [5] D. D. Hanselman. (2006). Electrical and Mechanical Relationships.
• [6] Dharmawan, A. (2009). Pengendali Motor DC Brushless dengan Metode PWM Sinusoidal Menggunakan ATMega 16.
• [7] F. Fürst. (2015). Design of a 48 V three-phase inverter For automotive applications.
• [8] F.D. Rumagit. (2012). Perancangan Sistem Switching 16 Lampu Secara Nirkabel Menggunakan Remote Control.
• [9] J. Linggarjati. (2004). PADA PENGENDALI ELEKTRONIKA MOTOR BLDC PEMBAHASAN Karakteristik Mosfet.
• [10] J. Zhao, & Y. Y. July. (2014). Brushless DC Motor Fundamentals Application Note.
• [11] Prokop L., & Chalupa L. (2005). 3-Phase BLDC Motor Control with Sensorless Back EMF Zero Crossing Detection Using 56F80x.
• [12] Y. Chandra Wibowo, & S. Riyadi. (2019). ANALISA PEMBEBANAN PADA MOTOR BRUSHLESS DC (BLDC).
• [13] Y. K. Lee, & J. K. Kim. (2019). Power efficiency analysis of a three-phase inverter for a BLDC motor drive with varying speeds and load torques.
• [14] Y. Lai, S. Member, F. Shyu, & Y. Chang. (2004). Novel Loss Reduction Pulsewidth Modulation Technique for Brushless dc Motor Drives Fed by MOSFET Inverter.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.02.64