• Title/Summary/Keyword: Sensorless control

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Current Sensorless Three Phase PWM AC/DC Boost Converter with Unity Power Factor (전류센서리스 단위역률 3상 PWM AC/DC Boost 컨버터)

  • 천창근;김철우
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.17 no.6
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    • pp.105-112
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    • 2003
  • Diode rectifier which can't be controlled output voltage and phase control converter as AC/DC converter have low power factor and harmonics of lower order in the line current. In this paper, three phase PWM(Pulse Width Modulation) AC/DC boost converter is studied to solve these problems. The characteristics of a proposed converter are to control the phase of current without current sensor as a very simple control algorithm using circuit parameters only and to apply sinusoidal PWM method with fixed switching frequency due to a difficult design of input filter and switching device. We simulate for the proposed algorithm that high power factor is achieved and DC link voltage has fast dynamic response without ripple in rectifying and regenerating operation. As a result of experiment with circuit parameter(inductor, capacitor) decided in simulation, the proposed converter had high power factor and reduction of low order harmonics as against diode rectifier.

PLL Control Method for Precise Speed Control of Slotless PM Brushless DC Motor Using 2 Hall-ICs (2 Hall-ICs를 이용한 Slotless PM Brushless DC Motor의 정밀속도제어를 위한 PLL 제어방식)

  • Yoon Y.H;Lee S.J;Kim Y.R;Won C.Y;Choe Y.Y
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.10 no.2
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    • pp.109-116
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    • 2005
  • The high performance drives of the slotless Permanent Magnet Brushless DC(PM BLDC) motor can be achieved by the current control, where the currents flow according to the rotor position and the current phase is suitably controlled according to the operational condition. Rotor position information can be provided by Hall-IC or sensorless algorithm. So, the Hall-ICs are set up in this motor to detect the main flux from the rotor. Instead of using three Hall-ICs and encoder, this paper uses only two Hall-ICs for the permanent magnet rotor position and the speed feedback signals, and uses a micro-controller of 16-bit type (80C196KC). Also because of low resolution obtained by using Hall-IC even low-cost and simple structure, to improve the wide range of speed response characteristic more exactly, we propose the rotor position signal synthesizer using PLL circuit based on two Hall-ICs.

Square Wave Voltage Injection Starting Method of SP-PMSM Considering Nonlinearity of Full-bridge Inverter (풀 브릿지 인버터의 비선형성을 고려한 단상 영구자석 동기 전동기의 구형파 전압 주입 기동 기법)

  • Yoo, Sang-Min;Hwang, Seon-Hwan;Lee, Ki-Chang
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.16 no.3
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    • pp.93-98
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    • 2022
  • The purpose of this paper was to propose a method for improving the performance of the open-loop control of single-phase permanent magnet synchronous motor (SP-PMSM), based on a square wave voltage injection. Generally, the SP-PMSM driving systems cmprise a full-bridge inverter and asymmetric air-gap structure of magnetic circuit, because a zero torque occurs on the symmetrical air-gap. As a result, it cannot be started at a specific rotor position. Thus, it is possible to cause the start-up failure at an open-loop control for sensorless operation of SP-PMSM. In this paper, the method with square wave voltage injection considering the nonlinearity of the inverter is presented to resolve the problem. The effectiveness of the proposed algorithm is verified through several experiments.

Algorithm of Improving Sensorless Control Characteristics of PM Synchronous Motor in Over Modulation (과변조 영역에서의 영구자석동기전동기의 센서리스 제어특성 개선 알고리즘)

  • Lee, Han Sol;Choi, Hae Jun;Cho, Kwan Yuhl;Kim, Hag Wone
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2016.07a
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    • pp.281-282
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    • 2016
  • 영구자석 동기전동기의 회전자 위치검출센서를 사용하지 않는 센서리스 제어를 위해서는 모터에 인가되는 전압과 전류를 정확하게 알아야 한다. 일반적으로 영구자석동기전동기 모델기반의 회전자 위치검출 관측기에 사용되는 전압은 전류제어기의 출력인 전압지령 값을 사용한다. 그러나 전압지령 값은 인버터에 사용되는 데드타임의 영향으로 인해 실제 모터에 인가되는 전압과 차이를 갖는다. 특히 고속운전 시 과변조 구간에서의 전압지령 값은 실제 모터에 인가되는 전압과 큰 오차를 갖게 된다. 데드타임에 의한 전압 오차는 회전자 위치검출 오차에 미치는 영향이 비교적 작게 나타나지만, 과변조 구간에서의 전압 오차는 회전자 위치검출 오차를 매우 크게 만들어 센서리스 제어를 불가능하게 만들 수 있다. 본 논문에서는 추가적인 전압검출회로를 사용하여 모터에 인가되는 3상 전압을 검출하여 회전자 위치검출 관측기에 적용함으로써 과변조 구간까지 센서리스 제어 범위를 확장하는 방법을 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

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Optimization technique of POS MPPT operational characteristics for grid-connected PV generation system (계통 연계형 태양광발전시스템을 위한 POS MPPT 운전특성 최적화 기법)

  • Park, Sang-Soo;Kim, Sang-Yong;Jang, Seong-Jae;Kim, Gyeong-Hun;Seo, Hyo-Ryong;Park, Min-Won;Yu, In-Keun
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2009.07a
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    • pp.1064_1065
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    • 2009
  • PV (Photovoltaic) power generation system has been widely studied as a clean and renewable power source. Tracking the MPP (maximum power point) of a PV array is usually an essential part of a PV system. This paper describes POS (Photovoltaic Output Sensorless) MPPT method and optimization technique of its operational characteristics for grid-connected PV generation system. A DC-DC converter has been used to step-up the PV voltage and DC-AC converter has been used for connecting the system to the grid. Optimization technique has been implemented to optimize the current and voltage controller gain parameters and duty ratio increment of DC-DC converter. Simulation results reveal that the proposed control has better response.

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A Study on Real-time Tool Breakage Monitoring on CNC Lathe using Fusion Sensor (다중 센서를 이용한 CNC 선반에서의 실시간 공구파손 감시에 관한 연구)

  • An, Young-Jin;Kim, Jae-Yeol
    • Tribology and Lubricants
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    • v.28 no.3
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    • pp.130-135
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    • 2012
  • This study presents a new methodology for realtime tool breakage detection by sensor fusion concept of two hall sensor and an acoustic emission (AE) sensor. Spindle induction motor torque of CNC Lathe during machining is estimated by two hall sensor. Estimated motor torque instead of a tool dynamometer was used to measure the cutting torque and tool breakage detection. A burst of AE signal was used as a triggering signal to inspect the cutting torque. A significant drop of cutting torque was utilized to detect tool breakage. The algorithm was implemented on a NI DAQ (Data Acquisition) board for in-process tool breakage detection. The result of experiment showed an excellent monitoring capability of the proposed tool breakage detection system. This system is available tool breakage monitoring through internet also provides this system's user with current cutting torque of induction motor.

Comparison of Different Schemes for Speed Sensorless Control of Induction Motor Drives by Neural Network (신경회로망을 이용한 유도전동기의 속도 센서리스 방식에 대한 비교)

  • 국윤상;김윤호;최원범
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.5 no.2
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    • pp.131-139
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    • 2000
  • 일반적으로 시스템 인식과 제어에 이용하는 다층 신경회로망은 기존의 역전파 알고리즘을 이용한다. 그러나 결선강도에 대한 오차의 기울기를 구하는 방법이기 때문에 국부적 최소점에 빠지기 쉽고, 수렴속도가 매우 늦으며 초기 결선강도 값들이나 학습계수에 민감하게 반응한다. 이와 같은 단점을 개선하기 위하여 확장된 칼만 필터링 기법을 역전파 알고리즘에 결합하였으나 계산상의 복잡성 때문에 망의 크기가 증가하면 실제 적용할 수 없다. 최근 신경회로망을 선형과 비선형 구간으로 구분하고 칼만 필터링 기법을 도입하여 수렴속도를 빠르게 하고 초기 결선강도 값에 크게 영향을 받지 않도록 개선하였으나, 여전히 은닉층의 선형 오차값을 역전파 알고리즘에 의해서 계산하기 때문에 학습계수에 민감하다는 단점이 있다. 본 논문에서는 위에서 언급한 기존의 신경회로망 알고리즘의 문제점을 개선하기 위하여 은닉층의 목표값을 최적기법에 의하여 직접계산하고 각각의 결선강도 값은 반복최소 자승법으로 온라인 학습하는 알고리즘을 제안하고 이들 신경회로망 알고리즘과 비교하고자 한다. 여러 가지 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안된 방법이 초기 결선강도에 크게 영향을 받지 않으며, 기존의 학습계수 선정에 따른 문제점을 해결함으로써 신경회로망 모델에 기초한 실시간 제어기 설계에 응용할 수 있도록 하였다. 또한, 유도전동기의 속도추정과 제어에 적용하여 좋은 결과를 보였다.

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A Clamping Force Estimation Method in Electric Parking Brake Systems (전자 제어식 주차브레이크 시스템의 제동력 추정 기법)

  • Jang, Min-Seok;Lee, Young-Ok;Lee, Won-Goo;Lee, Choong-Woo;Son, Young-Sup;Chung, Chung-Choo
    • The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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    • v.57 no.12
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    • pp.2291-2299
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    • 2008
  • Hall effect force sensors have been used to measure clamping force in conventional Electric Parking Brake(EPB) systems. Estimation of clamping force without the sensors has drawn attentions due to mounting space limitations and cost issues. Removing the sensor requires the estimation of the initial contact point where the clamping force is effectively applied to the brake pads. In this paper, we propose how to estimate the initial contact point finding the relation between the angular velocity of an actuator and the initial contact point. For force estimation a look-up table is used as a function of the displacement of parking cable from the initial contact point. The proposed method is validated by experiments. From the experimental results we observe that the proposed method satisfies the specifications. The designed method is also able to estimate clamping force although parking cables are loosened and brake pads are worn out. Applying the proposed method enables manufacturing of low cost EPB systems.

Sensorless Vector Control of PMSM Using An Improved Sliding Mode Adaptive Observer (개선된 슬라이딩 모드 적응 관측기를 이용한 PMSM 센서리스 제어)

  • Jeon, Chan-Sung;Eom, We-Sub;Kang, Im-Yong;Lee, Jang-Myung
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2007.10a
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    • pp.65-66
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    • 2007
  • 본 논문은 파라미터 변동에 잘 적응하며 강인한 영구자석 동기전동기의 위치센서 없는 센서리스 제어를 위해 개선된 슬라이딩 모드 관측기에 고정자 저항 추정기능을 추가한 새로운 슬라이딩 모드 적응 관측기를 제안한다. 제안된 관측기는 개선된 슬라이딩 모드 관측기를 사용함으로써 기존의 슬라이딩 모드 관측기에서 채터링(Chattering) 문제 해결을 위해 저역통과필터(Low-pass filter)의 사용 및 추가적인 회전자의 위치보상은 Sigmoid 함수를 스위칭 함수로 사용하므로 제거 할 수가 있다. 또한 고정자 저항 추정기능을 추가하여 센서리스 운행 중 환경적 요인으로 인한 고정자 저항값의 변동이나 초기에 고정자 저항값을 잘못 알고 있더라도 빠른 적응을 통해서 추정오차를 절감시켜 전동기의 속도추정 성능을 향상시킬수 있다. 또한 기존의 적응 슬라이딩 모드 관측기에서의 적분연산을 줄임으로써 제어시스템의 성능을 개선시켰다 제안된 관측기의 안정성은 Lyapunov 후보 함수를 이용하여 관측기의 이득을 설정함으로써 검증하였으며 관측기의 성능은 시뮬레이션을 통한 실험을 통하여 그 타당성을 입증하였다.

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Speed and Current Sensor Fault Detection and Isolation Based on Adaptive Observers for IM Drives

  • Yu, Yong;Wang, Ziyuan;Xu, Dianguo;Zhou, Tao;Xu, Rong
    • Journal of Power Electronics
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    • v.14 no.5
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    • pp.967-979
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    • 2014
  • This paper focuses on speed and current sensor fault detection and isolation (FDI) for induction motor (IM) drives. A new, accurate and high-efficiency FDI approach is proposed so that a system can continue operating with good performance even in the presence of speed sensor faults, current sensor faults or both. The proposed three paralleled adaptive observers are capable of current sensor fault detection and localization. By using observers, the rotor flux and rotor speed can be estimated which allows the system to run under the speed sensorless vector control mode when a speed sensor fault occurs. In order to detect speed sensor faults, a threshold-based scheme is proposed. To verify the feasibility and effectiveness of the proposed FDI strategy, experiments are carried out under different conditions based on a dSPACE DS1104 induction motor drive platform.