Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   13 ,  No.   1 ,  Jan uar y   201 9 ,   pp.  313 ~ 323   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v1 3 .i 1 .p p 313 - 323       313       Journ al h om e page :  http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   Solar P V fed no n - isolated  DC - DC c onve rter for  BLDC m otor  drive wit h speed  co nt rol       G.  G . Ra j a  Se kha r 1 ,  Bas avar aja  B anak ar 2   1 Depa rtment of  El e ct ri ca l   and   E l ec tron ic s E ng ineeri ng,   ,   K L E   F, V adde sw ara m ,   Guntur,   A.P. ,   In dia .     2 Depa rtment of  El e ct ri ca l   &   Ele ct roni cs  Engi n eering,   Univ ersity   of  BDT  Eng inee ring  Coll ege,  Da vana ger e, Ka rna ta ka ,     India .       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   J ul   2 ,  2018   Re vised  N ov   6 , 2018   Accepte d  Nov   16 , 201 8       The   p ape r  pr ese nts  an  eff icient  spee d  cont rol   of  brushless  DC  (BLDC)  m otor  drive   for  solar  p hoto - volt a ic   (PV )  s y stem  fed   s y s te m .   An  int er lea ved  boost  conve rt er  is  emplo y ed  in   the  s y st em  to  boost  th e  solar  PV   s y stem   low  output  volt ag e  to  a  le ve l  req uire d  for  the dri ve  s y stem.  In te rl ea ved  boost  c onver te r  is   oper ated  in  cl o sed - loop  m ode  to  at tain  accurate  and  stea d y   o utput .   Th e   conve rt er  (VS I)  for  BLDC  is  sw i tc hed  at   funda m ent a l  fre quency   and  red uce s   high  fre quen c y  sw it chi ng  los ses.  Int ern a l  c urre nt  con trol   m et hod  is  deve lop ed  and  e m plo y ed  for  th e   spee d  cont rol  o f  PV   fed   BLDC   m otor  b y   sensing  the  actu al   spe ed  fe edbac k.   Th e  appr opriate ness  of  the   int e rna l  cur ren t   cont roller  for  t he  spee d  con tr ol  of  PV   fed   BLDC  m otor  is  ver ified  for   inc rem ental  spe e d  with  fix ed  to rq ue  and   dec r emen ta l  spe ed  wi th  fi xed  torqu e  oper ating  cond itions .   Also  th e  s y stem  with  sp ee d  cont rol   is  ver ified  for   var ia b le   torqu e  c ondit ion.  The  s y stem  is  deve loped  and  result s  are  deve lop e d   using MATL AB/S IMU LINK sof twar e.   Ke yw or d s :   BLDC m oto r   In te rlea ve d  Bo os t C on ver te r   So la r  ph oto - vo lt ai c   Sp ee d  c on t ro l   Copyright   ©   201 9   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 :   G G Ra j a Se kh ar,   Dep a rtm ent o f El ect rical  an d  Ele ct ro nics   E nginee rin g,   Kone ru Lak shm ai ah  Ed ucati on F oundat ion,   Gr ee n Fi el ds , V add e swa ram ,   Guntur  Distric t, A.P. , IN DIA.   Pincode:  5225 02   Em a il : rsg g73@gm ai l.co m       1.   INTROD U CTION   The  De velo pme nt  in  powe r  e le ct ro nic  sect ion   of   el ect rica l  eng inee rin g  has  le d  to  devel op m ents  in  sp eci al   m achines  an d  one  s uc h  ki nd  is  bru shl ess  DC  (BL D C)  m oto r.   T he  const ru ct io n  of  brus hless  DC  m oto r  is  qu ie t  sim il a r  to  t hat  of  c onve ntio nal  DC   m oto r  but  th e  abse nce  of   brus h - c omm ut at or   assem bly  m akes  BLDC  m oto r  m or e  eff ic ie nt  in  ope rat ion.  The  BL DC  m otor  is  el ect ric al ly   com m u ta t ed  by  power  s witc hes   instea d  of   brus hes.   C om par ed   with  a  bru sh e d  DC  m oto r  or  an  in du ct io n  m oto r,   the  BL DC  m oto r  has  m any  adv a ntage s:  High e r  ef fici ency  and   reli abili ty ,  Low e r  aco us ti c  no ise ,  Sm al ler   an d  li gh te r  c o ns t ru ct io n,   Great e r   dynam ic   resp onse,  Be tt er  sp e ed  ver s us   t orq ue   chara ct erist ic s,  hi gh e r  s pee d  range,   lo ng e r  l ife.  A   r otor  c onsist s  of   a   sh a ft  an d  a  hub  with  perm anen t  m agn et s  arr a ng e d  t o  form   between   t wo   t o  ei ght  pole   pairs  th at   al te rn at e   betwee n  nort h  an d  s ou t h  pole s  [1 - 2].  The re  are  m ult iple  m agn et   m at erial s ,  su ch  as  fe rro us   m ixtur es  an d  rar e - earth  al loys.  F err it e  m agn et s  are  tra diti on al   and  relat ively   inex pensi ve,   t hough  ra re - ea r th  al loy  m agn et s  are   beco m ing   i ncrea sing ly   popula r  because   of  their  high  m a gn et ic   de ns it y.  The  highe r  de ns it y  help s  to   sh ri nk  ro t or s  whil e m ai ntainin g hig h rela ti ve  to r qu e  when com par e d  to  sim i la r  ferrit e m agn et s.   BLDC  m oto r  consi sts  of  an   internal  s ha ft  posit ion   se nsor  w hich  i niti at es  the  co ntr ol  of  ph as e   excit at ion   a nd   tim e  of   e nergizi ng.  C onve ntion al   DC  m otor  em plo ys  m echan ic al   co m m utator  but  BLDC  m oto r  instea d  us es  el ect r on ic   com m uta tor  f or   it s  com m uta ti on   m aking   B LDC  a  m ai nte nan ce - f ree  m oto r .  The   two  ty pes  of   B LDC  m oto r  ar e  cl assifi ed  ba sed  on  thei r  sha pe  of  ba ck - E MF  viz.,  tr a pe zoidal  an d  si nuso i dal   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,   Vo l.   13 , N o.   1 ,  Ja nu a ry 20 19   :   313   –   323   314   m oto rs  [3 - 4].  The  back   EMF  of  trapez oi da l  BLDC  m ot or   is  tra pez oida l  in  sh a pe  an d  to  ob ta i n  tra pezo i dal   back   EMF ,  th e  m oto r  sho uld   be  s upplied  with  a  quasi - s qu a re  wa ve  s ha ped   c urre nts  for  m ini m u m   tor qu e   rip ple operati on.   Figure  1  sh ow s  the  blo ck  diagr am   of   BLDC  m oto r  with  el ect ronic  com mu ta tor  an d  lo gic  con tr oller .   BLDC  is  supp l ie d  from   DC  su pply   an d  el ect ronic  com m uta tor  co nverts  th e  DC  supp ly   gi ven   t o  BLDC  t o  AC   as  com m utator  in  conve ntio na l  m achine.  Ha ll   senso r s  sens e  the  posit ion   of   the r ot or   a nd  sen ds  p osi ti on   sig nal  to  c on tr oller  i n  wh ic h  c ontr ol  act io n  ta ke s   place  [ 5 - 6].  The  c ontr oller   pro duces  gate   pulse s  t o  s olid - sta te   switc hes  i n  c onve rter t hro ugh dr i ver  ci rcu it .           Figure  1. Bl oc k diag ram  o f  BL DC m oto r       The  DC  s ourc e  to  b e  fed   to  BLDC  m oto r  as  an  input  is  cho s en  to  be  ph oto - volt ai c  (PV)  syst em   [7 - 10 ]   in  this  paper.  P - N  jun ct i on  la ye r  arr an ge d  in  a  sp eci fic  m ann er  f or m s  a  PV   cel l  and   wh e n  ph otons  from   so la r  e nergy  fa ll s  on   PV   cel l,   el ect ro ns  in  P V  cel l  trie s  to  m ov e  cro ssi n g  the  ba rr ie r  j unct ion  gi ving  r ise   t o  current  flo w [11 - 14] .    So la r  e nergy  is  a  ty pe  of   ren e wab le   ene r gy  so urce  f reely   avail able  fr om   un ive rse  an d  th e  el ect rical  energy  ge ner at ed  f ro m   this  t ype  of   res ourc e  is  inexh a us ti ble.  P V  syst em   gen erates  D C  ty pe  of   el ect rical   powe r  an d  is  of  low  volt age.  The  lo w  volt ag e  ou t pu t  f r om   s olar  P V  syst em   is  insu f fici ent  to  dr i ve  any  sy stem  and   t hu s  re qu ir es  a  vo lt age  bo os te r  gen e rall y  a  DC - DC  c on ver te r .  I nterlea ved   boos t  c onve rter  is  em plo ye d  in  this  pa pe r  for  boos ti ng  t he  l ow  vo lt a ge  DC  ou t pu t   f ro m   PV   syst em .  The   com plete   sche m at ic   arr an ge m ent  of  PV  cell  Fe d  B LD C m oto r  is  sh ow n  in   F i gur e 2 .       B L D C   C o n v e r t e r P V   S y s t e m B L D C   M o t o r R e a l   T i m e   M a c h i n e D C D C D C A C     Figure  2. P V  c el l Fed  BL DC  m oto r       C o n v e r t e r   f o r   B L D C L o g i c   C o n t r o l l e r D r i v e r D C   S u p p l y P o s i t i o n   S e n s i n g B L D C   M o t o r E l e c t r o n i c   C o m m u t a t i o n 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       So l ar  P V fed  non - isol ated DC - DC c onvert er  for BL DC  mo t or   dr iv e wi th s peed co ntr ol  ( G.   G. Raj a Sek ha r )   315   The  pa per  pres ents  a n  e ff ic ie nt  s peed  co ntr ol  of  brus hless   DC  (BL DC)  m oto r  dr i ve  for  s olar  phot o - vo lt ai c  (PV )  s yst e m   fed   syst e m .  An   i nterle aved  bo os t  co nverter   is  em plo ye d  in  the   syst e m   to  boos t  th e  so la r   PV   syst em   low  outp ut  volt age   to  a  le vel r eq ui red  f o r  the drive  syst em .  In te rleave d  bo os t  c onve rter  is op e rate d  in  cl os ed - lo op  m od e  to  at ta in  accurate  an d  ste ady  ou t pu t.  In te r nal  cu rr e nt   con tr ol  m e tho d  is  de vel op e d  an d  e m plo ye d  f or  the  sp ee d  co ntr ol  of   P V  f ed  BLDC  m oto r  by  se ns in g  the  act ual  s peed   feedbac k.   The   appr opriat enes s  of  t he  inte rn a l  curre nt  co ntr oller  for  th e  s pe ed  c ontrol   of  PV   fe d  BL DC  m oto r  is  ve rifi ed  for   incream ental   sp eed   with  fixe d  to rque  a nd  de cream ental   sp eed  wit h  fi xed  tor qu e  operati ng   c onditi ons.   Also  the  syst em   wit h  s pee d  c on t rol   is  ve r ifie d  f or  var ia ble  to rque  c onditi on.  The  syst em   is  dev el op e d  an d  res ults   are  dev el op e d usin g  M ATL A B/ SI MUL INK  so ft war e .       2.   PV  FE D CLO SED - L OOP  I NTERLE A V ED BOO ST  C ONVERTE R   The  ci rc uit  co nf i gurati on  of  interl eave d  D C - DC  boos t  c onve rter  is  s how n  in  F ig ur e   3.   T he   low  vo lt age  D C  sour ce  is fe d  t o  i nterleave d b oost DC - DC c onver te r  to rise - up the  level  of volt age.           Figure  3. Sc he m at ic  D ia gr am  of Interlea ved  DC - DC Bo os t  Converte r       The  ba sic   sche m at ic   diagr am   of   du al - phase   interl eave d  D C - DC  co nvert er  is  dep ic te d  in  Fig ur e  3.  The  op e rati ng   pr i nciple  of   pro po se d  In te r le aved   DC - D C  conve rter  is   com pr ise d  of  two  m od es ,  f or   D G   app li cat io n by  us in g p ho t o - volt ai c (P V) syst e m .    Mo de  I :  At  po s it ion   t= 0;  the  switc h  S 1 of   fir st  ph ase   is  co nducte d  ( O N - st at e)  by  gate  pu lse   prov i de d  by  gate pulse   ge ner at or .   T he  c urren t  at   t he  in du ct or  L 1   li nea rly   rising,  the   s witc h  S 2   is  at   s econd phase  as   non - cond ucted   ( OFF - sta te )  a nd  th e  ene rg y st or e d  in  i nducto r  L 2   is  m ov ed  to   lo ad  via p hase   L 1   goes  t o  rise   li near ly   and   c hargin g,   oth e r  side  the  inducto r  L 2   goes  to  discharg e  the  ener gy  to  load  via  f ollow e d  di od e  D 2 .  The   m od e  of   op e ra ti on   durin g  s w it ch  S 1 of  first  ph a se  is  co nduc ti ng   ( O N - sta t e)  an d  s witc h  S 2  of   sec ond   phase  is   no t c onduct e d (O F F - sta te )  is  sh ow n  in  Fi gur e 4   (a).    Mo de  II :  At  ti m e  t=t 1 ;  the  switc h  S 1   of   fir st  ph ase  is  no n - c onduct in g  po sit io n  &  sec ond  phase  of  switc h  S 2   is  c onduct ed  by  pro per   gate  pulse   gen e rati on  as  s how n  in  Fi gure   4  ( b).  T he  c urr ent  at   inducto r  L 2   is   li near ly   raisi ng,  the  in duct or   i s  to  be  c ha rg e d  with  res pect  to  duty   rati o  of  the  s witc h.   A t  sa m e  sit uation,   th e   switc h  S 1   of  fi rst  ph a se  is  un - co nducte d  an d  the  in du ct or   current  disc ha r ged   li nea rly   to  load.   T ran s f orm   the   store d  e nergy  i n  in duct or  t 1 ,  t he  s witc h  S 1   is   non - c onduct ed  or  switc hed  OF F .  T he  i nduc tor  of  oth e r  phase  L 2   go e s to  r ise  li ne arly  and c hargin g,   oth e r  si de  the ind ucto r L 1   unde r disch arg i n g t o  l oad  via foll owed  d i od e  D 1 .          (a)  M ode - 1 Operat ion     (b)  Mo de - I I O per at io n       Figure  4. Mo de s of  op e rati on  of interlea ve d boost c onve rter   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,   Vo l.   13 , N o.   1 ,  Ja nu a ry 20 19   :   313   –   323   316   The  co nventio nal  DC - DC  bo os t  co nv e rter  ha s  m or e  volt ag e  factor,  et c.  Ba sed  on  these  favo ur a ble   disad va ntages,  the  form al   DC - DC  boost   conve rter  is  rep la ce d  by  pro posed  i nterl eaved   boost   DC - DC   conve rter  an d  us e d  in  D G  a ppli cat ion .  T he  pro po se d  inte rleaved   DC - DC  boos t  co nverte r  has  bee n  eval uated   in  rece nt  reli ab il ity,  m od ular,  low  stress,   ri pp le   curre nt  re du ct ion   i n  bo t h  outp ut/i nput  c om po nen ts.   Ac hi eving   the  high  e ff ic i ency  is  by  re pl aci ng   t he  dual   ci rcu it s  into  ‘ N’   c om po ne nt   le vel,  subse qu ently   m ini m iz i ng   t he   inducto r  &  I 2 R   losses.  T he  ri pp le   c om po ne nt  of   t he  in pu t   current  is  re duced  by  em plo yi ng   the   interl eavin g  inducto rs;  m akes  m ini m iz in g  the  input  side  filt er  siz e  would  be  boost   DC - DC  co nv e rter  is  ge ne rall y  e m plo ye d  in  hig h  rated  in put  current  as  well ,  gr eat e r  in pu t - ou tc om e  vo lt age  tran sf or m at i on   a ppli cat ion s .  Th e   du al - phase  seq uen ce s  of   t he  i nterl eave d  c on ver te r   are   dri ve n  by  18 0 o   out   of  phase   seq ue nces,   f or  this  reason   the phase  sh i fting i s  prov i ded.  Th e  phase  sh if ti ng  a ng le  is  po ssible as t he num ber  o f p hase  seq uen ces .    Photo vo lt ai c  de vices  are  rug ged   a nd   sim pl e  in  design   re qu i rin g  ver y  li tt le   m a intenance  and   thei r   biggest  ad va ntage  bei ng  the ir  co ns tr uction  as  sta nd - al on e  syst e m s  to  giv e  ou t pu ts  f ro m   m ic ro watt s  to   m egaw at ts.  He nce  they   ar e  use d  f or  po wer   so urce,  water  pu m pin g,  rem ote  buil dings,  so la r  ho m e  syst e m s,   com m un ic at ion s,  sat el li te s  and   s p ace  ve hicle s,  rev e rse  osm os is  plants,  and   f or   e ven   m egaw at t  scal e  powe r   plants.   P V  fe d i nterleave d DC - DC  boo st  con ver te r  is s how n i n  Fi gure  5.        D 1 C 1 C 2 D 2 D 3 N 2 N 1 C 3 S V PI V c a r r i e r V d c _ ref V d c _ a c t D u t y   C y c l e Is I D I sh R sh R s PV   E q u i v a l e n t   C i r c u i t   C l o s e d - l o o p   I n t e r l e a v e d   B o o s t   C o n v e r t e r     Figure  5. P V  f ed  cl ose d - lo op  interl eave d boost c onver te r       PV   syst em   generall y  produce s  the  ou t pu t  volt age  at   low  vo lt age  le vel.  T he   low  volt age  ou t pu t  of  P V  syst e m   is  fed   to  interl eave d  DC - DC  boos t  conve rter  to  boos t  the  vo lt a ge   at   req uire d  le vel.  The  i nter le aved  boos t  c onve rter  is  operate d  w it h  cl os ed - lo op   m od e  of   oper at ion   to  obta in   pr eci se  outp ut  from   the  conv erter.   The  ou t pu t  act ual  volt age  f r om   interl eaved   boos t  c onver te r  is  com par ed  t o  the  ref e ren ce   vo lt age  sig nal  to  get   the  error   volt age  sig nal  or   t he   sh ort   off  vo lt age  at   the  outp ut  of   t he  co nve rter.  T he  er ror  in  DC  outp ut  vol ta ge  of   t he  co nverte r  is  fe d  to  PI   c on t ro ll er  t o  pr oduce   re fer e nce   sign al .  The  re fer e nce  sig nal  is  log ic al ly   operated   with  resp ect  t o ca rr ie r  sig nal t o pro du ce  puls es to t wo po we r  s witc hes of i nt erleaved  bo os t  conv e rter.         3.   SPEE D CO N TROL O F P V  FED BL DC  DR I VE TH R OUGH I NTE RLEA VED  B OOST  CONVE RTER   Figure  6  s hows  the s peed  c ontrol strate gy of  BLDC m oto r wit h  inter nal c urren t c ontroll er.  P rim arily,  the  act ual  sp ee d  of  BLDC  m otor   is  sense d  from   hall  senso rs  a nd   is  c ompare d  to  re fer e nce  sp ee d  sig na l.  The   error   gen e rated   fr om   act ual  and   ref e re nce  sp e ed  is  fed   to  a  sim ple   PI   con tr ol le r  wh ic h  yi el ds   refe re nce  to rque   sign al .  T he  obta ined  re fer e nc e  torque  signa l  is  co m par ed  with  act ual  tor qu e  of   BLDC  m oto r  and   the  error   is   fed  thr ough  a   gain  t o  ob ta i n  ref e ren ce   cu rr e nt  m agn it ud e ,  as  the  c urre nt  is  pro portio nal  to  to rque  si gn a l.  Th e   ob ta ine d  c urre nt  m agn it ud e  and   t he  cu rr e nt   sh ape  are  m ulti plied  to  ob ta in  ref ere nce  current  sig nal.   The  ref e ren ce  c urre nt  sign al   is  aga in  com par ed  to   act ual  cur re nt s  in  sta tor  of   B LDC  m oto r  an d   the  erro r  is  fed   to  hyste resis  c urr ent  co ntr oller  t o  produce  gate   pulse s  to  s witc hes  of   volt ag e  source  c onve rter  ( VSI) .  T hus  by   con t ro ll in g  the   curre nt  of  BL DC  m oto r  the  sp ee d  co ntr ol  i s  achiev ed  a nd   m oto r  is  m ad e  to  r un  at   de s ired   sp ee d.   The  overall   syst e m   with  internal  cu rr e nt  con t ro ll e d  BLDC  m oto r  dr i ve  supp li e d  with  P V  fed  hig h  vo lt age  g ai n D C - DC c onve rter is s how n  i n  F igure  7.     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       So l ar  P V fed  non - isol ated DC - DC c onvert er  for BL DC  mo t or   dr iv e wi th s peed co ntr ol  ( G.   G. Raj a Sek ha r )   317   w r e f w a c t P I T r e f T a c t G a i n I r e f _ m a g I s h a p e I r e f H y s t e r e s i s   C u r r e n t   C o n t r o l l e r I a c t G a t e   P u l s e s   t o   G 1 - G 6   o f     V S I     Figure  6. S pee d  c on t ro l st rategy o f  BL DC m otor  with inte r nal curre nt c on trolle r       B L D C   M o t o r R e a l   T i m e   M a c h i n e D 1 C 1 C 2 D 2 D 3 N 2 N 1 C 3 S I n t e r l e a v e d   B o o s t   C o n v e r t e r w r e f w a c t P I T r e f T a c t G a i n I r e f _ m a g I s h a p e I r e f H y s t e r e s i s   C u r r e n t   C o n t r o l l e r I a c t G a t e   P u l s e s   t o   G 1 - G 6 G 4 G 1 G 3 G 5 G 2 G 6 C o n v e r t e r   f o r   B L D C   M o t o r P I V c a r r i e r V d c _ r e f V d c _ a c t D u t y   C y c l e V r e f C o n t r o l   c i r c u i t   f o r   D C - D C     C o n v e r t e r     S p e e d   c o n t r o l   o f   B L D C   m o t o r     Figure  7. O veral l sy stem  co nfi gurati on w it h  internal c urre nt contr olled BL DC m oto r dr i ve  sup plied  with  PV  fed inte rlea ved boo st  D C - DC  conve rter       4.   RESU LT S  AND A N ALYSIS   4.1 .       BL D C o pera ting a t var iable i ncre am ent al sp ee ds  wi th  f i xed t or que c on di tion   The  ou t pu t  vo l ta ge  from   photo - volt ai c  syst e m   is  sh own  i n  Figure  8.   P V  y ie lds  the  outp ut   of   200V  as   sh ow n  in  Fi gur e   9 .            Figure  8. O utput v oltage  fro m  PV       The  outp ut v ol ta ge  from  h igh  g ai n  DC - DC co nve rter is sh own  in Figu re 9 .   DC - DC interl eaved   boost   conve rter  i ncr e ases  the   le vel  of  P V  vo lt age   from   20 0  V  a nd  giv es   out  t he   outp ut  of  40 0V  as   sho wn  in   fig ur e.  Eve n wit h  s pee d  c hange c omm and , t he ou t put o f DC - DC c onve rter is m ain ta ined  consta nt .   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,   Vo l.   13 , N o.   1 ,  Ja nu a ry 20 19   :   313   –   323   318       Figure  9. O utput v oltage  fro m  D C - DC   co nverter       Stat or   c urre nt  of   one  ph a se  of  BLDC   m oto r  an d  back  EM F  are  sho wn  in   Fig ur e  10.  Since  var ia ble  sp ee d  com m and   is  gi ven   at   0.2  sec  a nd   0.4  s ec,  bac k  EMF  increase  resp e c ti vely   with  inc rease  in  s pee d.  But   the stat or cu rre nt dra wn b y t he  BLDC m oto r   rem ai ns  sam e  with c onsta nt  m agn it ud e .            Figure  10. St at or cu rr e nt a nd  back EM F  of  BLDC m oto r       Sp ee d  of  BL D C  m oto r  is  s how n  i n  Fig ur e   11.   Since   the   va riable  s pee d  c onditi on  is  app li ed ,  t he   sp ee d  cha nges   at   0.2  sec  a nd  0.4  sec.  I ncr e m ental   sp eed  com m and   is  gi ven   at   0.2  sec  and   at   0.4  sec  to  be   init ia ll y  at   15 00r pm   with  c ha ng e   to   20 00  r pm   at   0. 2  sec   a nd  25 00  r pm   at   0.4  se c  resp e ct ively   and  the   act ual   sp ee d  f ollo ws  t he  set  s pee d  c om m and .           Figure  11. Spe ed of  BLDC m otor   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       So l ar  P V fed  non - isol ated DC - DC c onvert er  for BL DC  mo t or   dr iv e wi th s peed co ntr ol  ( G.   G. Raj a Sek ha r )   319   To r que  of   BL DC  m oto r  is  s how n  in  F ig ure  12.  Si nce  th e  var ia ble  sp e ed  co ndit ion   is   app li e d,   th e   change   of  t orq ue  is  at   0.2   se c  an d  0.4  sec  with  respec ti ve   sp ee d  cha ng e  com m and   bu t  set tl es  soon  to  final  value. E ven th ough, t he  s pee d  c hanges  torq ue rem ai ns  co nst ant ap a rt fro m  f luctuat ion s.           Figure  12. T or qu e  of BL DC  m oto r       4.2 .       BL D C o pera ting a t var iable decre am ent al sp ee ds  wi th  f i xed t or que c on di tion   The  outp ut  vol ta ge  from   ph ot o - volt ai c  syst e m   is  sh own  in  Figure  13.  PV   yi el ds   the  ou t put  of   200V  as sho wn in Fi gure   13 .           Figure  13.  O utp ut  volt age  fro m  PV       The  outp ut  vo lt age  from   hig h  gain  DC - D C  conver te r  is   sh ow n  in  Fig ur e  14.  DC - D C  conver te r   increases  t he  le vel  of  P V  volt a ge  f ro m   200  V   and  gi ves  ou t  the  outp ut  of  400V  as  s how n  in  fig ure.  E ve n  with   sp ee d  c hange c omm and , t he o utput o f DC - D C co nv e rter is  m ai ntained  c onsta nt.           Figure  14. O utp ut  volt age  fro m  D C - DC con ver te r   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,   Vo l.   13 , N o.   1 ,  Ja nu a ry 20 19   :   313   –   323   320   Stat or   c urre nt  of   one  ph a se  of  BLDC   m oto r  an d  back  EM F  are  sho wn  in   F ig ur e  15.  Since  var ia ble  sp ee d  com m and   is  gi ven   at   0.2  sec  a nd   0.4  s ec,  bac k  EMF  decr ease   res pe ct ively   with  de crease  in  s pee d.  But   the stat or cu rre nt dra wn b y t he  BLDC m oto r  r em ai ns  sam e  with c onsta nt  m agn it ud e .    Sp ee d  of  BL D C  m oto r  is  s how n  i n  Fig ur e   16.   Since   the   va riable  s pee d  c onditi on  is  app li ed ,  t he   sp ee d  cha ng es   at   0. 2  sec  an d  0. 4  sec .  Dec r e m ental   sp eed  com m and   is  giv en  at   0.2  sec  and   at   0.4  sec  to  be   init ia ll y  at   25 00r pm   with  c ha ng e   to   20 00  r pm   at   0. 2  sec   a nd  15 00  r pm   at   0.4  se c  resp e ct ively   and  the   act ual   sp ee d  f ollo ws  t he   set  s pee d  c om m and .   Torq ue  of   BL DC  m oto r  is  s how n  in  F ig ure  17.  Si nce  th e  var ia ble  sp e ed  co ndit ion   is   app li e d,   th e   change   of  t orq ue  is  at   0.2   se c  an d  0.4  sec  with  respec ti ve   sp ee d  cha ng e  com m and   bu t  set tl es  soon  to  final  value. E ven th ough, t he  s pee d  c hanges  torq ue rem ai ns  co nst ant ap a rt fro m  f luctuat ion s  at   sp ee d  c hang e.            Figure  15. St at or cu rr e nt a nd  back EM F  of  BLDC m oto r           Figure  16. Spe ed of  BLDC m otor           Figure  17. T or qu e  of BL DC  m oto r   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       So l ar  P V fed  non - isol ated DC - DC c onvert er  for BL DC  mo t or   dr iv e wi th s peed co ntr ol  ( G.   G. Raj a Sek ha r )   321   4.3 .       BL D C o pera ting a t fix ed speed  wi th   va ri ab le   to r qu e condi tio n   The  outp ut  vol ta ge  from   ph ot o - volt ai c  syst e m   is  sh own  in  F igure  18.  PV   yi el ds   the  ou t put  of   200V  as  sh ow n  in  F igure   18 .   T he  outp ut  vo lt age  f ro m   hig h  gain  DC - DC  conve r te r  is  sh own  in   F igu re  19.  D C - DC  conve rter  i ncr e ases  the   le vel  of  P V  vo lt age   from   20 0  V  a nd  giv es   out  t he   outp ut  of  40 0V  as   sho wn  in   fig ur e.  Eve n wit h  s pee d  c hange c omm and , t he ou t put o f DC - DC c onve rter is m ain ta ined  consta nt .   Stat or   c urre nt  of   one  ph a se  of  BLDC   m oto r  an d  back  EM F  are  sho wn  in   F ig ur e  20.  Since  var ia ble  tor qu e  c omm a nd   is  giv e n  at   0.2  sec  an d  0.4  sec,  bac k  E MF  rem ai ns   c on sta nt  but  wi th  var ia ti on  in   sta tor   current.             Fig ure   18. O utp ut  volt age  fro m  PV           Figure  19. O utp ut  volt age  fro m  D C - DC con ver te r           Figure  20. St at or cu rr e nt a nd  back EM F  of  BLDC m oto r   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,   Vo l.   13 , N o.   1 ,  Ja nu a ry 20 19   :   313   –   323   322   Torq ue  of  BL DC   m oto r  is  show n  in  Fi gure  21.  To r qu e  vari able  com m and   is  giv e n  at   0. 2  sec  an d  0.4  sec an d he nce t he  to r qu e  v a rie s r es pecti vely   at  that pa rtic ular  ti m e p eriod s .            Figure  21. T or qu e  r es ponse   of BL DC m oto r       Sp ee d  of  BLD C  m oto r  is  sh own  in  Fig ur e   2 2 .  T he  tor que  is  var ie d  with  f ixed  s peed   c on diti on ;  the   act ual  sp ee d  is   unva ried  with   the  cha nge  in   tor qu e  c omm and   at   res pecti ve  ti m e  per iods.  This  il lustra te s  the  sp ee d  is  con tr ol le d  with  load  var ia ti on  us i ng  the  propose d  sp ee d  co ntr ol.  As  BLDC  is  r unning  wit h  v a riable   tor qu e   an d  fix ed  s pee d  c ondi ti on   a nd  w he n  the  to rque  is  va ried  t he  re su lt   show s  it   is  po ssible  to  kee p  sp ee d  fixe d or  c onsta nt.           Figure  22. Spe ed resp onse  of  BLDC m oto r       5.   CONCL US I O N   The  pap e r  pr es ents  an   ef fici en t  sp eed   co ntr ol  of   brus hless  D C  (BLDC)   m ot or   dr i ve  for  ph oto - volt ai c   (P V )  syst e m   fed   syst em .  An  interl eave d  boost   DC - DC  c on ver te r   is  em ploy ed  in   the  syst e m   to  bo os t  th e  P V   syst e m   low  ou t pu t  vo lt age  20 0V   t o  a  le vel  r equ i red   for   the   dr ive  syst e m .  In te rlea ve d  bo os t  DC - DC  c onve rter  is  op e rated  i n  cl os ed - lo op  m od e   to  at ta in  a ccur at e  a nd  ste ady  outp ut.  T he   200  V  ou t put  from   PV   syst e m   is   ste pp e d  up  to  400  V  us in g  int erleave d  boos t conve rter  as  show n  in  the  res ult  analy sis.  Int ern al   cu r re nt  con t ro l   m et ho d  is  de ve lop e d  an d  em plo ye d  f or   t he  s peed   c ontr ol  of  PV   fe d  BL DC  m oto r.   T he  a ppr opriat eness  of  the   internal  c urre nt   con tr oller  for   the  spe ed  c on trol  of  P V  fed  BLDC  m oto r   is  ver i fied  for   incream ental   sp ee d   with  fixe d  to r qu e  a nd   decr e a m ent al   sp eed   with  fixe d  tor qu e  op e rati ng  conditi ons  an d  resu lt s  for  res pecti ve   cases  we re  de picte d.   With  i ncr eam ental   and   dec rem ental   sp eed  cha ng e  com m and   issue d  to  BL DC   m oto r   yi el ds   resp ect i ve  s peed  cha nges  with  fi xed  tor qu e  with  t he   pr e sence  of  in te rn al   c urr ent  c on t ro ll er  kee pin g  the   DC  outp ut  vo l ta ge  of   DC - D C  conver te r  c onsta nt  at   400V .  Sp ee d  co ntr ol   m et ho d  is  found  to  be  su it a ble  for  var ia ble  sp ee d  conditi ons  m ain ta inin g  fi xed  tor qu e .  T he  ap pro pr ia te ness   of  the  inte rn al   c urren t  c ontroll er  f or  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.