Sensorless brushless DC motor drive design and performance comparison of different control methods
[ X ]
Tarih
2022
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Adana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Fırçasız doğru akım motorları (FDAM) yüksek verimlilikleri, yüksek tork/ağırlık oranları, az bakım gerektirmeleri vb. özelliklere sahip olmaları sebebiyle elektrikli ev aletleri, robotik ve elektrikli araçlar gibi birçok uygulama alanında tercih edilmektedir. Bu motorların çalıştırılmaları için elektronik sürücü ve kontrol kartına ihtiyaç duyulur. Bu çalışmada FDAM için L298N H-köprü evireç yapısı ve Atmel mikrodenetleyici ile düşük maliyetli sürücü devresi tasarlanmış ve sensörsüz kontrol algoritması önerilmiştir. Ayrıca 120°, 150° ve 180° komütasyon, doğrudan sayısal sentezleme (DSS) tabanlı sinüzoidal kontrol ve ters-EMK'ya dayalı kontrol yöntemleri benzetim ve deneysel çalışmalarda uygulanmıştır. Yöntemlerin performans karşılaştırması güç kaynağından çekilen akım, dakikadaki devir sayısı ve ağırlık kaldırma kuvveti değerleri açısından gerçekleştirilmiştir. Önerilen yöntemin performansı, uygulanan diğer kontrol yöntemleri içerisinde dikkat çeken sonuçları olan bir yöntemle karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Elde edilen verilere göre, önerilen yöntemle karşılaştırılan yöntemden daha iyi sonuçlara ulaşılmıştır.
Brushless direct current motors (BLDCMs) have been preferred in many application areas such as household appliances, robotics, and electric vehicles for having high efficiency, high torque-to-weight ratio, demanding less maintenance and so on. Electronic driver and control card are needed to operate these motors. In this study, a low-cost drive circuit is designed for BLDCMs with L298N H-bridge inverter structure and Atmel microcontroller and a sensorless control algorithm is proposed. In addition, 120°, 150°, and 180° commutation, direct digital synthesis (DDS) based sinusoidal control, and back-EMF-based control methods are applied in simulation and experimental studies. The performance benchmarking of the methods is realized in terms of values of current drawn from the power supply, revolution per minute, and thrust. The performance of the proposed method is evaluated by comparing it with a method having remarkable results within other applied control methods. According to the acquired data, better results are achieved with the proposed method than the compared method.
Brushless direct current motors (BLDCMs) have been preferred in many application areas such as household appliances, robotics, and electric vehicles for having high efficiency, high torque-to-weight ratio, demanding less maintenance and so on. Electronic driver and control card are needed to operate these motors. In this study, a low-cost drive circuit is designed for BLDCMs with L298N H-bridge inverter structure and Atmel microcontroller and a sensorless control algorithm is proposed. In addition, 120°, 150°, and 180° commutation, direct digital synthesis (DDS) based sinusoidal control, and back-EMF-based control methods are applied in simulation and experimental studies. The performance benchmarking of the methods is realized in terms of values of current drawn from the power supply, revolution per minute, and thrust. The performance of the proposed method is evaluated by comparing it with a method having remarkable results within other applied control methods. According to the acquired data, better results are achieved with the proposed method than the compared method.
Açıklama
Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Anahtar Kelimeler
Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
