Keywords
BLDC motor control system
sensorless control methods
classic motor control methods
Abstract
The article presents the working principles and construction of a brushless DC motor. The BLDC motor control methods were discussed, including the division into methods using sensors for determining the rotor position and sensorless methods with an example of implementing BLDC motor control using microcontrollers. High efficiency and high durability as well as falling prices of electronic components and controllers cooperating with BLDC motors in recent years have caused a growing interest in this type of motors. The design of BLDC motors does not require the use of brushes, which in traditional brush motors supply voltage through the commutator to the rotor windings. Brushless motors are characterized by high efficiency, durability and reliability. The use of sensors in BLDC motor control systems increases the number of motor and commutator connections, thereby reducing the reliability of the drive system. For this reason, direct position and speed measurements are often abandoned for the use of sensorless control methods. DC brushless motors have various application areas, and due to their reliability and the ability to control speed, they are used, among others, in electric vehicles, medicine and industry.
References
[2] Budziłowicz A.: Zastosowanie Silników BLDC (ang.BrushLess Direct-Current motor) we współczesnych napędach elektrycznych i w motoryzacji, Autobusy. Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe, nr 6, 2015, s. 49-52.
[3] Goryca Z.: Bezszczotkowe silniki prądu stałego – konstrukcje i sterowanie, AUTOMATYKA, ELEKTRYKA, ZAKŁÓCENIA, nr 3, 2013, s. 56-63.
[4] Khubalkar S., Jungahare A., Aware M., Das S.: Modeling and control of a permanent-magnet brushless DC motor drive using a fractional order proportional-integral-derivative controller, Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences, vol. 25, no. 5, 2017, pp. 4223-4241.
[5] Kamal M.M., Mathew L., Chatterji S.: Speed control of brushless DC motor using intelligent controllers, 2014 Students Conference on Engineering and Systems, Allahabad, 2014, pp. 1-5.
[6] Nowak M.: Model matematyczny i symulacyjno-komputerowy układu napędowego reaktora polimeryzacji z modelową wersją silnika BLDC w wykonaniu rurowym, Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 2, 2013, s. 265-270. Sterowanie i konstrukcje bezszczotkowych silników prądu stałego 31
[7] Goryca Z.: Metody sterowania silników BLDC, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały, vol. 66, nr 32, 2012, s. 32-47.
[8] Domoradzki A., Krykowski K: Silniki BLDC – klasyczne metody sterowania, Elektronika Praktyczna, nr 11, 2015, s.71-74.
[9] Zajkowski K., Duer S.: Sterowanie prędkością obrotową silnika bezszczotkowego BLDC, Autobusy. Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe, nr 10, 2013, s. 303-306.
[10]Johnson J.P., Ehsani M., Guzelgunler Y.: Review of sensorless methods for brushless DC, Conference Record of the 1999 IEEE Industry Applications Conference. Thiry Fourth IAS Annual Meeting, 1990, pp. 143-150.
[11]Krykowski K.: Silnik PM BLDC w napędzie elektrycznym, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2011. [12]Makieła D., Tomaszczyk T.: Bezczujnikowe sterowanie silnika wysokoobrotowego PM BLDC przy pomocy metody bazującej na napięciach międzyfazowych, nr 4, 2014, s.92-96.
[13]Makieła D.: Bezczujnikowe sterowanie wysokoobrotowego silnika PM BLDC, Elektryka, nr 2-3, 2013, s.109-118.
[14]Brushless DC Motor, Infineon Technology, dostępny w Internecie: https://www.infineon.com/cms/en/applications/solutions/motor-control-and-drives/brushless-dcmotor/?redirId=100355, [dostęp: 07.01.2020r.].
[15]Bogusz J.: Podstawy sterowania silnikiem BLDC, dostępny w Internecie: http://www.easy-soft.net.pl/artykuly/podzespoly/podstawy-sterowania-silnikiembldc, [dostęp: 07.01.2020r.].
[16]Kuciński M., Jarzębowicz L. Analiza właściwości mikrokontrolerów do zastosowania w układach sterowania napędami elektrycznymi. Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki Automatyki PG, nr 31, 2012.
[17]Skóra M. Analiza wpływu wybranych uszkodzeń na pracę napędu z silnikiem PM BLDC w układzie zasilania z zewnętrznym regulatorem napięcia. Badania Symulacyjne. Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej vol. 71, no. 35, 2015.
[18]Pillay P., Krishnan R.: Modeling, simulation and analysis of permanent magnet motor drives, part II: The brushless DC motor drive, IEEE Transactions on Industry Applications, nr 25, 1989, s. 274-279.