Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   9 , No .   3 ,  Ma rch   201 8 ,  pp.  602 ~ 605   IS S N:  25 02 - 4752 , DO I: 10 .11 591/ ijeecs . v9.i 3 . pp 602 - 605           602       Journ al h om e page :  http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   Perform ance  D evel opme nt of a B LDC Mo tor Dri ven W ate r  Pum p usin g KY  C onve rter       An u  Priy a ,  S asi latha   Resea rc h   Schol a r,   Dep art m ent of   Elec tr ical Engi n ee ring   ( E EE M),   AM ET   Univer sit y ,   Chenn ai ,   Ind i a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   N ov   21 , 201 7   Re vised  Jan   2 9 , 201 8   Accepte d  Fe b   1 7 , 201 8       Thi s  pap er  pr ese nts  a   per form a nce   inve stig at io n  of  bld c   m otor   emplo y in g   KY   conve rte r .   Convent ion al   Th e la ndsm an  conve r te r  is    used  to  m ini m iz e  th e   rippl es  but    the   inve rt er  produc e s  high  output   p ower  rippl es,   which  in  tur n   aff ect  the   ou tpu t  of  the   inv erte r  in  The   propos ed  KY   conve rter    re duce s   rippl es  and  sm oo th  dc   suppl y   gi ves  to  th e inve rt er    the n  it   wi ll   us ed  to   oper a t e   brushless  dc  m otor,   which  inturn  improves  the   m otor  per fo rm anc e.   the  el e ct roni ca l l y   co m m uta te d  brushless  DC  with  volt age   sourc e  inverter   c an  b e   oper ated  at   fund amenta l  fr eque n c y   is  to  re duc e  sw it chi ng  losses whic h  outpu t   in  high er eff icie nc y   Ke yw or d s :   BLDC m oto r   KY   co nverter     P ertu rb &  obse rv e   So la r  p a nel   Copyright   ©   201 8   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   A nu  Pr iy a ,    Depa rtment  o f   E le c tri c al E ngin eering   (E EE M) ,    AMET  Un i versi ty , Ch en nai,  I nd ia .       1.   INTROD U CTION   The   Brushless  DC  (BLDC)  mot or  is  the   best   choi ce   for  ap pli c at ions  that  re quire   high  e ffi ci en c y ,   hig h   re liabilit y ,   and  h igh  power - to - vo lume  ra ti o   [1] .   The   Brushless  DC  m otors  are   ca l le d  el e ct ron ically   comm uta te d   m otors,   tha t  ar e  bat t er y - powere d  b y   a  D C  el ectrical   suppl y   vi a  an  integr at ed  e le c trica l  c onver te r  power  offe r  [2] ,   tha t  produc es   AC  el ectrical   po wer  to  drive   the   m otor.   in  cont r a st  to  DC  m otors  they     do  not  hav e  brushes   or  sw it ch  segm ent s  [3] .   Thus  the se  m otors  h av e  t err ibly   low  w e ar  and   t ea r ,   th erefore  r equi ring   les s m ai nte nance  [ 4] .         2.   BACKG ROU ND   Brushless  DC  mot ors  uses  ei ther   int ern al   or  exter nal   posit ion  sensors   so  as  to  sense  the   posi ti on  of   the   rotor .   In   li ne  wi th   th e  pos it ion  of   rotor  the  windings  withi n   the   st at or  coi l   ar   exc i te d  wi th  th e   assistanc e   of  vo lt ag e  suppl y   e lec tri c al   conve rt e r  [5] .         3.   THE  PROB LE M   BLDC  m otor  is  a  high  per form anc e  m otor  tha t  is   ca pable  of  providi ng  la rge   amou nts  of  torque   over   a  ext ensive  spee d  ra ng e. In   t his  pape r   desc r i bed  th at   the  PV   inve rt er  topo log y   it  is  a   high   eff i ci en c y   topo log y   [6] .   Firefly   al gor it hm   is   pre sente d   in   thi s  pape r in  thi s alg orit hm   used  to   g ene ra te t he   re ac t ive   power   [7] .       4.   PROP OSE D SOLUTI ON   The   ci r cums ta nc e  of  soalr  pane l   conve rt  sun  ra dia ti ons  int o  el e ct ri ci t y   withou t  m ec hani c al   m echani sm   ,   the  par ticle  the o r y   of  irra d ia t ed  en erg y ,   is  c al l ed  “ pv  arr a y ” . solar   ra di at ion   has  p ocke t   of  photon s  [8 - 9] .   Radi a tion  has   irre gul ar  re l at io nship  bet wee n  t empera ture   and  re sistance  it   ca u se  var ie d  outpu t   pote nc y   to  ta ke   ca re   of  consta n t  outpu t   power  m ost  el ec tri c  outlet  fol lo wing  te chni qu e  is  emplo y ed .   the  solar  ce ll   isn ' t  a   vigorous  devi ce.  It  produc es  neither   a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Perf orma nce  Develo pm e nt  of  a  B LD C  Mot or   Driven  W ater Pum p usin g K Y Convert er ( An u  Priy a )   603   cur re nt   nor  a   vol ta ge .   A  e le c trica l  device   c e ll   essential  is  a  p - n  se m ic onduct or  jun ct ion .   onc e  expo sed  to  th e  suns hine ,   a   cur re nt   is  g ene r a te d  (DC  cur re n t) . The ge n era t ed c urre nt  m odifica tion li n ea rl y   with   the   st ar irra di ance  [10] .     The   m ost  norm al l y   used   MP P T  al gor it hm ic   p rogra m   is  P&O  te chn ique.  T h i s  al gorit hm ic  p rogra m   uses  strai ghtforwa rd  fe edbacka rr angem ent   and  ti n y   m ea sured  par a m et ers.   During   thi s  appr oa ch,  the   m odule   v olt ag e  is   sporadic a lly giv e n  a  per tu rba t io n  and  the r efo r e  the   cor re spo nding  output   p ower  is  compa re d  the r ewit h  at   th e  pre viouspe rturb i ng  c y cle.   Duri ng  thi s  al gor ithm ic   progra m   a  sm al l  per t urba ti on  is  introduce   to  the  s y stem.   Thi spertur b at ion   ca uses   the facili t y   of  the sta r   m odule   v ari ed .   P erturbat ion   re v erse s a s show n  in  F ig ure   1.             Figure  1 .   Graph   Pow er  ver sus   Volta g e  for   Pertur b  and  Obs erv e  A lgori thm       5.   PROP OSE D SYSTE M DESIGN   The   proposed   co nver te r   s y st em  i s  designe d  b ase d   on  the  sel ec t ion   of  pum p  and  m otor.   The   280w  and  7. 3   amps  1200rpm   power rati ng   is sel ect ed fo r  BL DC m otor.     a)   KY C onverter     This  K Y  c onve rter  is  use d  t o  reduce  rip ples  in  lo w  po wer   app li cat io ns .  It  is  a  bu c k/  boost   conver te r .   It  has   the  e ff ic i ency  it   po sse ss es  fast  loa d  tra ns ie nt  re spo nse s.  It  ope rates  on   l ow  outp ut  rip ples  by  va ry ing   the   du ty   cy cl e .  It  s te ps   up  the  i nput  volt age .   It  operates  at   on  t he  non  pulsa ti ng  m od e  an d  pro duces  the   po sit ive  ou t pu t  volt age.       b)   Circui t Dia gr am     Figure  2 .   Cir cui t   Diagr am of   KY   conve rt er       6.   BLOCK  DI AGRA M    Bloc k  di agr am  o f  thi s  pap er  consists  of  solar  p an el ,   k y   conv erter,  m ppt   cont ro ll er ,   volt ag e  sourc e  i nver te r   an d   bldc   m otor      Figure  3 .   Blo ck dia gra m   of   Propos ed  S y st em     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vol .  9 ,  No.  3 ,  Ma rc h   201 8   :   602   –   605   604   KY   conve rte r  re duce s  the   dc  r ip ple s  it   give s  sm ooth  dc  voltage  and  output   giv e n  to  volt ag e  source   inv ert er .   Volta ge   suppl y   i nver te r   conv ert  dc  in to ac .   Fina lly   bldc m otor  run ning  a t consta nt   spee d.         7.   SI MULATI ON  AN D RES ULT S         Figure   4 .   S ola r   v olt ag es           Figure   5 .   KY   co nver te r   DC out p ut           Fig ure   6 .   Inve r ter out put           Figure   7 .   S tator  cur re nt     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Perf orma nce  Develo pm e nt  of  a  B LD C  Mot or   Driven  W ater Pum p usin g K Y Convert er ( An u  Priy a )   605       Figure  8 .   Motor  Speed           Fig ure   9 .   Torqu e       8.   CONC LUSION   The   op era t ion  of  Brushless  DC  m otor  fe d   b y   la ndsm an  co nver te r   and   KY   conve rt er  is  m odel ed  i n   MA TL AB/S IM ULINK   and  the   wave form s  were   observe d  in  var i ous  oper at ing  co ndit ions.  Conve nti onal   s y stem   c onsists   of  la nds   conve r t er  i t  h as  m ore   ri pple s  and   losses.   It  ca n   be   observ ed  th at   the  outp ut  power  ripple  of  BLDC  m otor  fe d  b y   KY   conve rte r   is  re duce d   to   about  75%  th an  th at  o f  BLDC  m otor  f ed  b y   la ndsm an  conve rt er.  Total   har m onic   distor t ion  of  volt ag e  and  cu rr ent   a t  m otor  inp ut  is  found  to  be   33. 30%.   Thus  by   using  a  KY   conve rte r  the   ou tp ut  volt ag e  ripp le  of  the  i nver t er  ci r cui t  c an  be  re du ce d   a nd  the   compari s on  of  wave form s  of  two  ci rc uit s   is  done  for  the   sam e  input   volt a ge  and  spee d.       REFERE NCE S   [1]   K  I  H wu,  Mem b er,   IEEE,   and  Y  T  Yau .   A  K Y   Bo ost  Conve rter  IEE E  Tr ansacti ons  On  Powe r  El ec t ronics ,   2010;  25  (11).   [2]   K  R  Sugavana m ,   R  Senthilkum ar ,   S  Sri  Krishna  Kum ar ,   S  Kart hi kum ar ,   V  Ta m ilm ull ai .  Design  o f  FLC  for  OVR  Re duc ti on  o f  N e gati v e  Output   K Y   Conv erte r In ter nati onal Journal  of   Applied   Enginee ring  Re searc h .  2014;   9(24)    [3]   A  Vignesh  Raj a  and  S  Krishna  Kum ar.   Neuro - Fuzzy  Contr ol  Based  Negative   Output  K Y  Boost  Conve rt er   Inte rnational   Co nfe renc e  on   Eng ine ering   and  Te c hnology .   2 013.   [4]   Bhim   Singh,  Fell ow,  IEE E  and  Vashist  Bist,   Student   Mem ber ,   I EE E  A  BL - CSC  Conve rter  Fe d  B LD C  Motor  Dr i ve  wit h  Pow er  Fa ctor   Corr ec ti on   I E EE   Tr ansacti ons   On Industrial   Elec troni cs   [5]   R  Piree thi,  R  Ba la m uruga n .   Dep art m ent   of  Pow e r  El e ct roni cs  an d  Driv es,   K  S  Ranga sam y   Co ll e ge  of  Technol o g y   (Autonom ous)  K  S  R  Kalvi   Naga r, T iruc h engod e,   Nam akka l ,   Tam il nadu,   Indi a,   Powe r  Fac tor  C orr ec ti on  in  BL DC   motor  Dr iv es  U sing  DC - DC  Co nve rters    Inte rn a ti onal   Conf ere n c e  on  Com pute r  Com m unic at ion  and  Inform at ics   (ICCCI  - 2016),   2016;  07  –   09,   C oimbatore ,   IND IA   [6]   Bavi tr a,   K  Sinth uja ,   S  Manoha r a n,   N  and  Raj esh ,   S  The   high  eff ic i ency   re n ewa b le   PV   inve rte r  t opolog y .   Ind ian  Journal  of   Scien ce   and   Techno lo gy ,   2015 ;  8 (14) .   [7]   Kanna n,   G  Subram ani an,   D  P  and  Shankar ,   R  U.  Re ac t ive  power  opti mizatio n  using  fi refl y  a lgorit hm  In   Pow er   El e ct ronics  and   Re newab le   Ene r gy  Syst ems  2015 ;   83 - 90.   Springer   India.   [8]   Sara la,  P,  Koda d,   S.  F,  and  Sa rve sh,  B.   Pow er   Fact or  Corre ct i on  with  Curre nt   Control le d  Bu c k  Convert er  fo r   BLDC  Motor  Dr ive .   I nt ernati ona l  Journal   of   Pow er  Elec troni cs  a nd  Dr iv e  S yste m s ( IJ PE DS) .   2017:  8(2).   [9]   Sous a,   V,  Herre ra ,   H.  H,  Quispe,   E.   C,   Viego ,   P.  R,   and  Góm ez ,   J.  R.   Eva lu ation  of  Harm onic   Distorti on  Gene ra te d   b y   PW M  Motor  Drive s  in  E lectr i ca l  Industrial  S y stems .   Int e rnational   Journ al  of  E lectric a l   and  Computer  Engi ne ering  ( IJ ECE ) .   2017;   7(6 ).   [10]   Visvana tha n  K ,   Sanjay   S  Chau dhar y ,   A  h y brid   photovol t ai c  p ower  conve r te r  s y stem  for  Brushless   DC  Motor   oper ation  and   C ontrol .   IJ MS R .   2 016;  8(1):   151 - 1 69.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.