Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   1 3 ,  No.   1 ,  Jan uar y   201 9 ,   pp.  4 2 7 ~ 4 3 6   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v1 3 .i 1 .pp 4 27 - 4 3 6          427       Journ al h om e page :  http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   Des i gn   an d analysis of  P M moto r with s em i - circle stato r design  usin g 2D - fini te el ement a nalysis       Mohd Lu qm an M ohd  Ja mi l ,  Kwa ng T.  C. ,  A uz an i Jidin   Pow er  El e ct ron i cs  &   Driv e  R ese arc h  Group   (PE DG ),   Univer sit i Te knik al   Ma lay s ia   Me la ka ,   M al a y sia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   N ov   23 , 201 8   Re vised  Dec   1 5 , 2 018   Accepte d  Dec   2 0 , 201 8       Thi s  pap er  pr ese nts  a   basic  appr oac h  to  r educe  a n  over al l   weigh t   of  se le c te d   PM   m otor.   The  appr oac h   is  not   base d  on   norm al  siz ing  st ep   b y   kee ping   th e   over all  d esign  in   s y m m et r y   dime nsion,  bu t  b y   in t roduc ing   sem i - c irc l e  st at or  design. Th e   inves ti gat ion   ta k es   12 - slot/ 10 - pole  m otor  as  a   subje c t  du e   to   i t   s y m m et ric  wind ing  disposit ion.  Two   designs   are  included ,   b oth  h avi ng  ide ntica l   sem i - circle  st at or   but   di ffe ren t   in  rotor   c onfigura t ion.  De sign  1   has   a   standa rd  rotor  d esign  that  equi p ped  with  10 - pol e  while   Desi gn  2  has  a  sem i - ci rc le  rotor   d esi gn  fol lowing  the  sta tor   design.  T his  inh ere nt l y   re sult  an  eve n   num ber   of  pol e   i.e.  5.   From   t he  inv esti ga ti on   using  2D - Finit e  E le m ent  Anal y sis ,   an  ov era l l  we ight  in   PM   m otor  ca n   be  th eor e ti c al l y   red uce d   b y   havi ng   as y m m etric   design   dime nsion.  Due   to  a   sem i - ci rcle   rotor   design   and   eve n   num ber   of   r otor  pol e,  the  De sign  2   result s   po or  ba ck - emf  and   poor  torqu e  per form anc e   th a n  th e   Design   1.   A   prope r   desi gn  proc edur e   th at  includes   par amete rs  op tim iz at ion  and  i nte lligent  sw it c hing  f or  opt imum   cur ren t   exc i ta t ion  is   req uire d  to  r estore the  desir ed torqu e  of  D esign  1 .   Ke yw or d s :   Ov e rall  w ei gh t   PM m oto r   Sem i - ci rcle sta tor   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 :   Mohd L uqm an  Mohd  Jam i l,    Power El ect ronics &  Drives   Re search  Grou p (PE DG)   Un i ver sit iTe kn ikal M al ay sia  Mel aka,    Hang T ua h  Jay a, 76 100 D ur ia n  T unggal , Me la ka,  Mal ay sia .   Em a il : l uq m an@ utem .ed u. m y       1.   INTROD U CTION   Nowa days,  el e ct rical   m achines  ha ve  bee n  widely   use d  i n  m any  app li cat ion s  sta rtin g  f r om   con su m er  app li anc es  up  to  he avy  a utom at ed  industri al   syst e m s.  W it h  the   rise  of  4.0  Ind us tria l  Re vo l ution,  el ect rical   m achines  are  s ti ll   the  back - bone  for  intel li gen t  rob otic  syst e m s  as  there  is  a  need   for   accurate  m e c han ic al   m ov e m ent  in  te rm   of   sp ee d  a nd   posit ion i ng.   The  r obotic  sy stem s  inv olv e  with  integ rati ons  of  m any  discipli nes  su c h  as  powe r  el ect ro nic  a nd  el ect rical   dr ive s,  m achine  de s ign ,   ki nem at ics  an d  a rtific ia l  intel li gen ti ncl ud i ng  sp eci fict ech nolog ic al   requi re m ent f or the   de sired desi gn.   Fr om   m achine  desig n  pe rs pec ti ve,   su it able  m oto r  sel ect ion   is  the  m ai n  key  wh ic h  woul d  res ult  high  eff ic ie ncy,   lo w   cost ,  li ght  wei gh t   an d  bette r   dynam ic   per f orm ance.  Br us he d  DC  m oto r ,  Brushle sss   DC   m oto r   and Step pe r  m otor are   com m on elec tric alm a chines  u se d  i n rob otic sy stem .    Fo r  a  ra dial  flu x  m achine,  Br us he d  DC  m ot or s  c onsist   of  s ta tor  an d  r otort hatare  wou nd   with  co pper   wire  a nd   e quip ped   with  a  c om m utati on   syst e m .  The  syst em   con sist s  of  com m utator  segm ents  and   a  pair  of   carbo n  brus h  that  al lo w   the   c urren t   re versi on.   T he  w ound  sta tor  w hich   fi el d  windin g i s   locat ed   ge ner at es  m ai n  m agn et ic   flu x  wh il e  the  wound  r otor  wh i ch  locat es  ar m at ur e  windin g  al lows   i nduc ed  volt age  e xists.T he   arm at ur e  winding  is  en d  c onne ct ed  to  c omm utator  a n d  brus hes  to   re du c e  e le ct rical   losses  an d  exc essive  wea r   com m utator  segm ent  [1 ] .Br us he d  DC   m oto rs   ha ve   offe red  good  s pe ed - t orqu e   perf or m ance,  reli abili ty ,   inex pensi ve,  si m ple  con str uction  a nd  wide   r ang e   s peed  co ntr ollabil it y  [2] .  H ow e ver,  t he se  m oto rs  res u lt   low  eff ic ie ncy  a nd   re qu i red  pe ri od ic   m ai ntenan ce  due  to   th e  prese nce  of  brus hes   [ 3].  Com m on   con t ro ll ers   i m ple m ented  in Br ushe d DC  m oto rs  f or   r obotic ap plica ti on s a re PID  [4 - 6]  an d f uzzy lo gi c con t ro ll er  [7 ] .   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.   1 3 , N o.   1 ,  Ja nu a ry  201 9   :   4 27   –   4 3 6   428   Stepp e r  m oto r  work i ng  pri nci ple  is  base d  on   c urre nt  pulse   excit at ion   that  resu lt sm echan ic al   ro ta ti on.     They  ha ve  high  to rque  at   l ow  s peed,  e xcell ent  res pons e,   con t ro ll able  ac cel erati on   a nd  able  to  be  gearl ess  as   com par ed  t o  the  brus hed   D C  m oto rs  [8 ] .   The  cl assi ficat ion   of   ste pp er  m oto rs  rely   on  sta to r  an d  ro t or   const ru ct io n.   H arshva rdha n  R.   et   al   co m par es   var io us   ty pe  of  ste pper  m oto r s  in  te rm   of   con str uction,  pri nc iple,  ph a se  a nd  e xcita ti on   m od e  [9] .G ene rall y,  st epp e r  m oto rs   a re  cat e gorized   into  var ia ble - r el uctance,   pe r m anen t  m agn et  and  hy br i d  ty pes  a s s how n  in  Fig ure   1.    The  var ia ble - re lucta nce  m oto r s  only   hav e  sta tor  windin g  where  DC  s ource  is  connecte d  w hile  ro t or   i s   m ade  of   sl otted  ste el   lam inatio n  wh ic h  car r ie s  no   windin gs.  Perm anen t  m agn et   ste ppe r  m oto rs  are  e qu i pp e d  with  per m anen t  m agn et   m ou nte d  on   r oto r   body  a nd   op erate  base d  on  at tract ion   or   repulsi on  ph e nom ena   betwee n  r otor  and   sta tor  flu x.  Wh il e  hybri d  ste pp e r  m oto r s  are  the  c om bin at ion   of   va riable - rel uctance   and  per m anen t  m a gn et   ty pe s  to   de velo p  s uperi or  ste p  re so l utio n,   t orq ue  a nd  s peed  pe rfo rm a nce.  The   sta tor   coils  in   hybri d st ep per  m oto rs  are   w ound  in  alt er nate  po le  that  equi pp e d  with  pe r m anen t m agn et s  on  ro t or  wh ic h o ff e r  econom ic al ,  s m al l  and   ver y  si m ple  design.  Var ia ble  reluct ance  m oto rs  an d  hy br id  ste pp er  m oto rs  ha ve   bette r  tor qu e   pr o duct ion  an d  accu r at e  posit ion.  On  to p  of  t ha t,  hy br id   ste pper   m oto rs  ha ve  sm al le r  ov ersho ot,   os ci ll at or y  res pons e  a nd  set tl ing   ti m e  resu lt ing   m or e  preci se  posit ion   [10 ] .  Stepp e r  m oto rs  with  sm al l er  ste p  pu lse   a ng le   ha ve  bette r   posit ion  a nd  lo wer  c os t  [11].   I n  ove rall ,  ste ppe r  m otors  ha ve  l ow  eff ic ie ncy,   lo w   tor que  to  in erti a  rati o  an d  re quire d  high  c urre nt  c on s um ption  co m par ed  to   bru sh le ss   DC   m a chines .  M os t  of  t hes e   m oto rs  are i nterf ace d wit h  m i cro c ontrolle r  for ef fici ent p e r form ance in  r obotic a pp li cat ion s   [12 - 14 ] .             a)  Var ia ble - rel uctance   b) Per m anen t  m agn et   c)  Hybr i d     Figure  1. Va rio us  ty pe  of ste pper  m oto rs  [ 15 ]       Perm anen t  m a gn et   ( PM)   bru sh le ss  m oto r s  are  el ect r onic al ly   com m uta ted ,   offe r high   e f fici ency  [ 16] ,   reli abili ty ,  low  vo l um e  [1 7],  noise le ss  operati on,  hi gh   outp ut  tor qu e  at   rate d  low  s pee d  [ 18 ]   and   al s o  no   peri od i c   m ai ntenan ce  a s  com par ed  to  conve ntion al   DC  m oto rs  [19].  PM  m oto rs  gain  po pu la rity   in  ind ust ries   du e  t o  sm a ll   hardw a r e  siz e,   li gh t   w ei gh t  an d  sim pler   gea rin g  s yst e m   [2 0].   P r it i  pr ese nts  t he   crit eria   sel ect ion  f or  reli able  an d  e ffi ci ent  PM  m ac hin es  f or   var i ous  a pp li cat io ns   [21].  Crit eria  s el ect ion   s uch   a s  outp ut  po wer ,   outp ut   tor qu e ,  rate d  s peed,  s witc hing  sc hem e  at   diff e ren t  l o ads   ar e  m a inly   con si der e d  for  s uper ior  perform ance.  PM   m achines  a re  c at egorized  i nto  two  op e rati ng  m od es  w hich   de pend   on  bac k - em f  wav e for m   as  in  Fig ur e   2.   For   DC  m od e  (BL DC),   t he  m oto rs  hav e  t rap ez oi dal  bac k - em f  and   tra pez oid al   excit at ion   cu rrent  pro file   w hi le   the  AC  m od e  (BL AC)   res ults  the   m oto rs  t o  have  both   back - e m f  and   c urre nt  wa vefo rm s    in   sin usoidal  s ha pe.  Th e   BLDC  m oto rs   gen e rall y  ha ve   s up e rio routp ut   to rque   pe rfo r m ance  a nd  high  e ff ic ie ncy  over  BL AC   m oto rs  f or  an  ide ntica l  m otor  ge om et ry  [22].  H ow e ve r ,  BLDC  m oto rs  m ay   hav e  hig he r  to rque  ri pple   an d  lowe r  ou t pu t   powe r dens it y  than  t he  BL AC  m oto rsin  s ome  cases  [23 - 24] .    Fo r   a n  a xial  fl ux  co nfi gurati on,  high  t orque - de ns it y,  hi gh   eff ic ie ncy  an d  s horter   axial   le ng t h  a re  po s sible  t o  ac hi eve  [ 25] .  How ever,  c om plex  const ru ct io n,  hi gh  tor que  rip pl e  an d  poor  po wer - de ns it y  in   var i ou s  load  c onditi on  are  inh e rite d.  Conventio nall y,  the  rad ia l  f lux   Br ushle ss  PM  m oto rs  ar e  con st ru ct e d  with   per m anen t  m agn et   on   r otor.   This  c onfi gurati on  has   sim ple  const ru ct io n,  m or e  ro bust,  be tt er  tor que  at   high  l oad  capaci ty ,  high  flu x - densi ty   an d  l ow e r   co gging  to r qu e   tha n  the   a xial  fl ux  m achines  [ 26 - 27 ] .   T he   slott ed  a nd   slotl ess  sta tors  are  m ade  up   of   sta c ked   ste e l  lami nations   with  wi nd i ng   arr a ng e d  within  sta tor  ge om e try .    I n  slott ed  BL DC  m oto rs,   the   wind i ngs  a re  c onf igured   am on g  s lots  an d  unif orm ly   distribu te d  over   sta to r  peri ph e ra l   area.   Be tt er  to r qu e   perform ance  i.e.   high  a ve rag e   to rque   a nd  m ini m u m   tor qu e   rip ple  ca n  be  ac hie ved  by  ha ving   pro per  s hap e  of  sl ots  i n  PM m achines [28 ] .  W h il e  sl otless  m achines  a re w ou nd  in   cy li nder  b et wee n  sta tor   a nd   ro t or   le adi ng   t o  a  com pact  design,  excell en t  power - to - wei gh t  rati o,  li gh t weig ht,  lo wer   coggin g  to rqu e  an d  sm a ll er  vib rati on  tha n  sl otted   ty pe  [ 29 - 30] .  Howe ver,  slotl ess  ty pe  resu lt s  lo w  a ver a ge   tor qu e ,  lo nger   axial  le ng th ,  thic ker   m agn et ,  c os tl y  and  le ss  ef fici ent  [ 31 ] .  The  r ot or   is  c onstruct ed  with  pe rm a nen t  m agn et s  ( PMs )   with  al te r nate  North   a nd  S ou th  po le s   f or  sta tor   pole s  windi ng  e xcita ti on .   Du e   to   high  c oe rcivit y  fiel d  st rength   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       Desig n a nd an alysis of  PM  m oto r  wi th se m i - ci rcl e stator de sign  us i ng …   ( Mo hd Luq man Mo hd Jamil )   429   about  800  t o   1050   kA/m ,  high  rem anen ce  m agn et ic   fl ux  of  1.1T   to   1.3 T  a nd  c heap e r   than   sam arium   co balt   m agn et ,  Ne od y m iu m   Ir on   Bo r on  ( N dF eB )   ha s  gai ne d  high  popula rity   [ 32 - 33] . E xam ples  of  var i ous  PM   r otors   are  s how n  as   i n  Fi gure  3  [ 24] ,  [34].  The   in te rior  pe rm anen t  m ag net  r otor  ty pe   res ults  s tructu re  c om plexity   le ading to e xpe ns ive  m anu fact ur i ng co st a s c om par ed  t o  the  surf ace  m ou nt ed  m agn et  c onfig ur at io n.               a)   BLDC m oto r    b) BLAC m otor     Figure  2.   Ty pe  of  op e rati ng m od e s in  PM m a chines             a)   Su r face  m ounted  m agn et   b) Inte rio r per m anen m agn et     Figure  3.   Ty pe s of P M  r oto r  c onfig ur at io n       BLDC  m oto r  dri ves  syst em   mo to rs  re qu i res  three - phase  i nverter  an d  r ot or   po sit io n  detect ion   dev ic e   for  a  desire d  r otati on .   F or   po sit ion   detect io n  syst em ,  an  enclose d  ca p  c onsist s  of  th ree  hall  sens ors  fit te d  on  pcb is   fi xed  on   no n - dr i ving  e nd.  T he   sen sors  a re  pro per l y  posit ion e d  t o  e nsure   com m uta ti on   ta ke s   place   seq uen ti al ly   an d  res ults  ph as e   dis placem ent  of  120°  el ect ri cal   [ 35 - 36] .   T he re  will   be   tw o  wi nd i ngs  e nergizi ng  i ns ta ntly   and  a lt ern at e  co nduc ti on   am on g  a ll   wind i ng s  wi th  res pect  to  ha ll   sensors  se nsi ng   se quen ce  [37].   Tha nk s   to  te c hnology  a dv a nc ing ,   se ns orl es s  r otor  po sit io n  with  im pr ov e m ent  detect io n  in   PM  m otors  a re  introd uced   for  ov e rall   low - c ost   syst e m s  [3 8 - 39 ] .   Wh il e  c om m on   basic  c on t ro ll ers  us e d  for  BLDC  m oto rs  in   rob otic  ap plica ti on   sti ll   ba sed   on  PID  [ 40 - 41] ,  fu zzy   l og ic   co ntr oller,   f uz zy   PID  c ontrol le r  [ 42]   an d  ad aptiv e   fu zzy   PID c on t ro ll ers  [43 ] .   So m e  ro boti c  app li cat io n  sys tem s  faced  lo w  po wer - to - we igh t  ra ti o,  high   powe r  co nsu m pt ion ,  bulky  siz e  an d  poor   s afety   syst em .  Fo r   a  sp eci fic   a pp li cat io n,   a   li gh t weig ht  desi gnwith ou t   pe rfor m ance  degra dation  is  nee de d  an d  pro po se d  in   thi s  arti cl e.   A   ne w  m oto r   desig n  ha ving   an   as ymm et ric  sta tor  or  sem i - sta tord esi gn   is  p re sente d.   T he  desig n  ai m s  to  reduce  over al l  m achine  we igh t  without  re du ci ng  ave ra ge   tor que  as  m easur e d  in  t he e a rlie r   de velo ped  proto ty pe [ 44] .  The   inv est igati on   is   car ried   ou t   by  us in g  2 - D   Finit e - Ele m ent  An a ly sis.       2.   MA T HEM AT ICA L  MODE L OF BL D C MOTO R   An  e quivale nt  ci rcu it   of  BLD C  m oto r  is  s hown   i n  Fig ure  4.  The  m oto r  c onnecti on  is  c onfi gured   i n  sta r - c onnecti on a nd f e d by th ree phase  volt age s ource i nv e r te r.  T he  m oto r i s ex ci te d wit h on e  of m od es  wh ic h  influ e nce d  by  t he  bac k - em f  pr of il e  ( e a )  a s   s how n  i n  Fig ur e   2.   So m e  ge neral   assum ption s   sh al l  be   c on si de red  in   m od el li ng  of PM  m achines are desc ribe d  in  [45 - 47 ] .     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.   1 3 , N o.   1 ,  Ja nu a ry  201 9   :   4 27   –   4 3 6   430       Figure  4. Eq ui valent circ uit f or BLDC m otor       The  i nd i vidual  arm at ur e w in di ng volt ages  of  each  ph a se ar e  as foll ows:     a a a a e dt di L Ri V   ( 1 )     b b b b e dt di L Ri V   ( 2 )     c c c c e dt di L Ri V   ( 3 )     wh e re R a , R b   a nd  R c are   in div i du al   a rm at ur e  ph a se  resist a nce,  L a ,  L b a nd  L c   are  in div i du al   a rm at ur e  ph a se  inducta nce ,  w hile  i a ,i b   an d  i c are   i nd i vidual  arm at ur e  phas e  cu rr e nt  res pe ct ively .  A   sim plifie d  m od el   is  the n  expresse d  in   m at rix  f or m   as  in  e qu at io n  (4).  The  phase  bac k - em fs  as  in  e quat ions  ( 5),  ( 6)   an d  ( 7)  res pec ti vely  are  de velo pe d  on ce   the  ro t or   ro ta te s  a nd   t he y  are  apa rt  by  120  el ect r ic al   degree.   The  dy nam ic   equ at ion   of  a   dev el op e d  el ec trom agn et ic   to r qu e   in   PM   m oto r   is  e xpres sed   as   in   eq uatio n  (8).  N ote  t hat  t he t orq ue  de ve lop e d  is  co ntribute d  by  tw o  phase   c onduct ion  at   a n  i ns ta nt.   T he  e a ,  e b and   e c   are   ind ivi du al   pha se  bac k - em fs,   wh il e   k ,  θ ,  ω , J ,  B a nd    T L   is  bac k - em f  co ns ta nt,  el ect rical   an gle,  r ot or   m echan ic al   ro t or   s pee d,   r ot or   ine rtia ,  da m pin g   const ant a nd lo ad  to r qu e  r es pe ct ively .     c b a c b a c b a e e e i i i pl R pl R pl R V V V 0 0 0 0 0 0   ( 4 )     ) ( f k e a   ( 5 )     ) 3 2 ( f k e b   ( 6 )     ) 3 2 ( f k e c   ( 7 )     B T dt d J T L c     ( 8 )       3.   PROP OSE D DESIG N OF  BL DC   MOT OR   A12 - slot/   10 - pole ,  BL DC  m oto r  wh ic h  slot - nu m ber   a nd  po le - num ber   co nfi gurati on  belo ng s   to  Ns=  2p± 2  as   ta bula te d  in   Table   1  is  inv est i gated  ( act ua l  desi gn ) .  T he  m oto r  la yout  wh ic h  i niti al l y  has  a   wi nd i ng   factor,  k w of  0.9 66 is   s how n  i n  Figure  5(a) .  It  i s  init ia ll y  desig nedf or  a  high   tor que  perf or m ance  of  10  Nm   at   100  rp m   rated  s pee d.   I n  the   early   desig n  sta ge,  s at ur at io n  e ff ect   is  ig nore d  when  m achine  siz ing   is   car ried   out.  All   desig ns  are   th en  a naly sed   by   us in g  2D - Finit e  Ele m ent  An al ysi s  w here  the   sat urat io n  e ff ect   is  ta ke n  i nt o  account.  T he  l a m inati on   ste el   and   ra re  eart h  m agn et   are  m ade  of   sil ic on  ste el   and   N dFeB   resp ect i ve ly .  The  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       Desig n a nd an alysis of  PM  m oto r  wi th se m i - ci rcl e stator de sign  us i ng …   ( Mo hd Luq man Mo hd Jamil )   431   NdFeBm agn et   ty pe  of   1.2T  re m nan t  and   paral el ly   m agn et iz ed  is   m ou nted   on   r oto r   surfa ce.  W it h  t he  spi rit  of   reducin g  over al l  m oto r  wei gh t,   the   m od if ic at ion   of  sta tor   an d  r otor  s tructu re  has   be en  i nv est ig at ed.  Th e   inv est igati on   a s  s how n  in   Fi gure   5(a - b)  is   base d  on  t wo  m od ific at ion   t ypes  i.e .   sem i - sta tor   an ds em i - r otor .  Pr e dicti on  of  open - ci rc uit  fl ux  de ns it y,  phas e  bac k - em f,   co gg i ng  to rque   a nd  sta ti c  el ect r om agn et ic   tor que  a re  include d  for  c om par ison  pur po s e.  T he  idea   of   Desi gn   1  a nd   Desi gn   2  is   to  rem ov e  part ia l  sta tor  dim ensi on   le ading   t o  sem i - sta tor  desig n.   The  slot - num ber   is  then  bec om e  6  instea d  of  12.  Si nce  the  or i gin al   slot - num ber   is  eve n,   t he  re m ai nin g  sl ot - num ber   is  sti ll   an  e ven  num ber   a nd   t he  rem ai nin g  arm at ure  coils  belo ng  to  the   ph a ses  as o ri gi n.  How e ver, Desi gn  2  h a ve  diff e ren t ro t or  d e sign   a s  the pole - num ber   re du ces  to 5   to   al ig n  with  the  sta to r  design  w hich   re su l ts  in  sym m e tri c  cutti ng  betw een  sta to r  a nd  ro t or .   Fig ure  6  com par es  c oil  phas e   sel ect ion   betw een  ori gin al   12 - slot/ 10 - pole   m achine  a nd  ne w  m od ifie d  de sign s .  As   half - sta tor   is  im plem ented,  a  num ber   o f   c oils  incl ud i ng  su r rou nd i ng  st at or  iro n  bo dy  is  rem ov ed.  H ow e ve r  t he  m m f  vector s   f or   am on g  each  rem ai nin g  phase  rem ain s  sym m et ry  i .e.  12 0º   el ect ri cal   degree  apa rt.  The  rem ai nin g  c oils  set   are  sti ll  belo ng to p has e A ,  B a nd C,  m ark ed  w it h re d,  yel lo w  a nd  blu e c olou r  re s pecti vely .       Table  1 . Desi gn s pecifica ti on s for   act ual  12 - slot/ 10 - pole m oto r   Para m e ter  S pecif ica tions   Su p p ly  vo ltag e ( V)   24   Rated  torq u e ( N m )   10   Rated  sp eed (r p m )   100   Stato r  o u ter  d ia m et er  ( m m )   120   Ro to r  o u ter  d ia m et er  ( m m )   72   Ax ial leng th  ( m m )   20   Magn et thick n ess  ( m m )   5   Airgap  leng th   1   Slo t op en in g   1 .1   Too th  tip th ick n ess   3 .3   Rated  curre n t  (A)   10   Magn etizatio n  ty p e   Parallel   Op erating   m o d e   BLDC               a)  12 - slot/ 10 - pole   b) D esi gn 1   c)  Desig n 2     Figure  5.   PM  m oto r  struct ur e s             a)   12 - slot/ 10  pole   b) D esi gn 1 an d Desig n 2     Figure  6.   Coil   m m f  vector s  in  PM 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.   1 3 , N o.   1 ,  Ja nu a ry  201 9   :   4 27   –   4 3 6   432   4.   RESU LT S  AND A N ALYSIS   4 .1 .      No - lo ad  Flux - densit y   Figure  7  de pic ts  per m anen t  m agn et   flu x - li nk a ges  a nd  fl ux - de ns it ie s  at   no - loa d  c ondtion.  Since   the  po le   num ber ,  2p   is  10,   there   is  5  cy cl es  of  flu x - li nka ge  a nd  an d  flu x - de ns it y  for  a  c om ple te   1  m echan ic al   ro ta ti on.   F or  t he  act ual  desig n,  al thou gh  t he   fl ux - li nk a ge   c ou l d  be   in de ntifie d  as   si nu s oi d,   t he  no - l oad  fl ux - densi ty   pro file   does   no t   di re ct ly   relat ed  by   a  c os ine   functi on  wh ic h  su pp os e d  t o  ha ve  sim il ar  sinu s oi d  wav e f or m . Ho wev e r,   this  sit ua ti on   does  no t  against  the  far a days’s l aw . T he   peak   flu x - li nkage  of   act ual  desi gn   is  0.1 4Wb,  it   r edu ce s  to   0.0 6Wb   with   an   al m os t  60 %  redu ct ion   wh e n  De sign  1  an d  Des ign   2  a re  im plem ented.   Seve re  res ult  is  obta ined   via  Desig n  2  as  a n  asym m e tric   or   no n - un i form   prof il e  of   flu x - li nk agea nd  no - loa d  flu x - densi ty   exist.  A  com m on   non - unif or m   peak   of  no - loa d  flu x - densi ty   occu rs  m ai nly  due  to  slott ing   e f fect.   The  no - loa d  fl ux - den sit ie s  in   Desig n1   a nd  Desig n  2  res ult  strang e  prof i le s  between   0  to  180°  m echan ic al   ang le s .  T his  is  beca us e  of   dis sapeare nce  of  coil  set s  an d  r edu ct io n  of  po le   nu m ber s.  Figure  8  c om par es  flu x  sat ur at io n  le vels for al l desig ns. T he blue  ( da rk)  a reais the  a rea  of  ze r o  fl ux - de ns it y.           a) F l ux - li nk a ge   b) A ir ga p flu x - densi ty     Figure  7. N o - l oad co ndit ion                a)  12 - slot/ 10 - pole   b) D esi gn 1   c)  Desig n 2     Figure  8. Flu x sat ur at io n  le vel at n o - l oad co ndit ion       4 . 2.      B ack - emf   Ph ase  bac k - em fof  al l  desi gn s   are  s hown  in  Fi gure  9.   T he  pr e dicti on   is  obta ined   at   100  r pm   rated  s pee d.    The   pea k  val ue   f or  act ual   desi gn  is  6.3 V.  As   m entioned  ea rlie r,   t he  num ber   of  cy cl e  c orres ponds  t o  t he  nu m ber   of   pole - pair  w hich  c om pletes  1  m echan ic a l  ro ta ti on.  In   gen e ral,  tra pez oid al   ph ase   ba ck - em f  ind ic at es  a   trapez oid al   c urren t  is   a  bette r   cho ic e   tha n  si nuso i dal  e xcita ti on  c urren t   f or  a  co ns ta nt   el ec trom agn et ic   to rque.  Du e   to  sym m e tric   distrib utio n  of   pe rm anen t  m agn et   fl ux - l ink a ge,   Desi gn  1  has  a   bala nc ed  back - em f  prof il e   than  t he  De sig n  2.  T he  odd  num ber s  of  m agn et ic   pole   on  r otor  in  Desig n  2  dist or ts  t he  ba ck - em f,   le adi ng   t o  a n  asym m e tric   back - em f.   H ow e ver,  the  peak   i nduce d  back - em f  f or   both  desig ns   dr oppe d  by  50.3%  tha n  the   act ual   desig n.     Acc ordin g  to  F ig ur e   9(b),  the  rise  of  higher   m ulti pl e  orde r  ha rm onic s  i.e.  3 rd ,   5 th   a nd  7 th   i nd ic at es   non - sinu s oid al   wa ve form  an d den t ed peak s.     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       Desig n a nd an alysis of  PM  m oto r  wi th se m i - ci rcl e stator de sign  us i ng …   ( Mo hd Luq man Mo hd Jamil )   433       a) Phase  bac k - e m fs   b) H a rm on ic s  com po ne nts     Figure  9.   Ba ck - em f  analy sis       4 . 3 .      Cog ging  to r que   An inte racti on  betwee n r otor  m agn et ic  f l ux  and sl otted  str uc ture  of  stat or  at  no - l oad c on diti on r e su lt s   a  coggin g  to r que.  T he  co ggi ng   fr e quency,  Cog freq an d  c ogging  fact or ,  C T for  each  PM  m oto rs  are  cal culat ed   us in g  e quat ion  (9)  a nd equati on  (10) res pecti vel y.      360 ) 2 , ( p N L C M C og s f r e q   ( 9 )     ) 2 , ( , p N L C M xN N C s p s T     ( 10 )     wh e re  LCM ,  N s   and   2p   a re   the  lowe st  com m on   m ulti ple,  slot  num ber s  an d  po le   num ber s  res pec ti vely .   Gen e rall y,  high  co ggin g  to rque  an d  c ogging  fact or   in  PM  m oto rs  re su lt   in  high  to r qu e  rip ple  an d  vi brat io n  ph e nom eno n.  Figure  10  com par es   pro file s  of  co ggin g  to rqu e  w hen   ze r o  cu rr e nt  excit at ion  is  ap plied.  T he   act ual   desig n  ha s  a  const ant  pea k - to - peak   c oggi ng   t orque    0.1  Nm   with  60   coggin g  cy cl e.  H ow e ver,  s it uation    changes  f or   De sign   1  a nd  De sign  2  res pecti ve ly .  The  c ogging  to rque  pro file   cha ng es   w he n  asy m m et ric  designs   on  sta tor  a n d  r otor  are  i ntr oduced.  T his  is  c om fir m ed  by  the  c hange  of  c ogging  cy cl es  i n  the  Desi gn   1  an d  2.   The  De sig n  2 would be m or e sever e as th e cogging to rque  getti ng   bigger up  t o  1.3 Nm   wh ic h  is ab ou t  10% of   the d e sired  out pu t t orq ue.           a)  Actual  desig n   b)   Desi gn 1 an d Desig n 2     Figure  10. C ogging to r qu e  ana ly sis       4 . 4 .      El ectr om agnetic to r q ue   Ou t pu t  t orqu e   perform ance  of  al l  desig ns   a re   show n  i n  Fig ure  11.   The   m ot or   desi gn s   are  excit ed  with   trapez oid al   cu r ren t,  120°  co m m utati on .  Th e  com m utatio n  has  si x - st e ps   in  1  el ect rical   cy cl e  wh ic h  f inall y  resu lt s   5  el ect r ic al   cy cl es  f or  1  m echan ic al   r otati on .   T he   ac tual  de sig n  res ults  a n  a verage   to rque   of  10. 3  Nm  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.   1 3 , N o.   1 ,  Ja nu a ry  201 9   :   4 27   –   4 3 6   434   and   22%  to rqu e  ripp le .  Wh il e  the  Desig n  1  a nd   2  res ult  in  r edu ce d  a ver a ge   torque  by  53 %  and   80%,  e quivale n t  to  4.8  Nm   and  2.0  Nm   resp ect ively .  T he  ou t put  to rque   pr of il e  al so  cha nges  wh e n  asy m m etr ic   de sig ns   on  s ta tor   and  r otor  a re  i ntr oduce d.   T hi s  is  com firm ed   by  the   cha nge o f   tor que  cy cl e s  in  t he  Desig n  1  a nd 2 . Th e  D esi gn  1  s hows   a  redu ct ion   of  av era ge   tor que ,  i. e.  ~ 50%,  w hile  the   Desi gn  2  s hows  a n  al te r nating  tre nd  as  t he   tor que   has  i nconsiste nt  p eak s.  T he  t orq ue rip ples fo r  D esi gn  1  a nd  2  a re aro und 6 0%  a nd  400% respecti vely .           a) S ta ti c to rque   b) Avera ge  t orqu e  vs  ph ase  c urren t     Figure  11.   O utp ut t orq ue  a naly sis        5.   CONCL US I O N   Fr om   the  i nv e s ti gation,  the   ov erall   wei gh t  i n  PM  m oto rs  is   theo reti cal ly   can b e re du ce d  by   rem ov in g  par ti al   dim ension  in   axial   a nd / or  ra dial  di recti on .   How ever,  m achine   pe rfo rm ance  m ay   deterio rates  as   asym m e tric   ba c k - em f  a nd  outpu t   tor que   are   una voide d.  A   pr op e r   desi gn   pr ocedu re  t ha t  inclu des   par a m et er  op ti m iz ation  a nd intel li gen t s witc hing  for o pti m u m  cu r rent  ex ci ta ti on  is  r equ i red to  rest or e  the  desire d t orqu e .       ACKN OWLE DGE MENTS   The  a utho rs  would  li ke  t o  tha nk  U niv e r sit iTe kn ikal  Ma la ysi a  Me l aka  (UTeM )  for  pro vid i ng   UTeMZam al a h  Sc hem e, U T eM .29.02/ 600 - 1/9 /5  Jld .6 ( 149) for  this  rese arch.       REFERE NCE S   [1]   Chapman  S.  J. ,   El e ct ri ca l   Mac h i ner y   Fundam ental  2005 ,   4 th   ed . ,   New York:  McG raw - Hill .   [2]   Santi ago   e t al . ,   “ El e ct ri ca l   Motor   Drive li nes   in   C om m erc ia l  Al l   E le c tri c   Veh ic l e:  A Re vi ew” ,   IE E E  Tr ansacti ons   on  Ve hi cul ar Tec hn ology , 2015 ;  61( 2);  475  –   484.   [3]   J.  Fenton   and   R .   Hodkinson,   L i ghtwei ght   Elec tr ic /H y brid   Vehi c le   Design :  Auto m oti ve  Eng ineer in g  Seri es  2001,   Chapt er   1:   Curre nt  EV  d esign ap proa che s:   El s evier  But te rworth - Heine m ann.   [4]   Yim e,   E.   et   al,“D esign  of  a  brushe d  DC  m otors  PI D  cont roller  for  deve lopment  of   l ow - cost  roboti c   appl i ca t ions”, 20 14  III  Inte rnat ional  Congress   of  Eng ine ering   Me chat ronics  and  Au to mation  ( CIIMA ) .     [5]   Vaij a y a nti,  “ Ro boti c  Arm   Con trol   using  PID   Control l er  and   Inve rse  Kin ematics”,   In te rnat i onal  Journal  of  Engi ne ering  De v el opment   and  Res earc h ,   2017;   5( 1);1571  -   1579 .   [6]   Agbara ji&In y iam a,   “ A  Survey   of   Controll er  Design  M e thods  for  A  Robot  Manipulator  in   Harsh   envi ronm ent ” , E uropean  Journal   of Engi ne ering and Tec hnolog y ,   2015;  3(1) ;  64   –   73.   [7]   Am in  R.   e t  al,  “ Modell ing   and   Control   of   DO F  Robot  Arm   using  Fuzz y   Logic  S uper visor y   Cont rol” , In te rnationa l   Journal  of   Robotics  an d  Aut omati on ,   2013;   2(1);   5 6  -   68 .   [8]   Gier as  J.  F.  &   W ing  M.,   Perm ane nt  Magne t  Motor  Technol og y   2002.   2 nd   ed .   Ne w  York:  Marc el  Dekke r,   In c.   p p :     453 – 458.   [9]   Harshvardha n   R.   e t  al,“S te pper   Motor:  A   Revie w  on  The or y   a n d  Fundam ent a l”, Inte rnational   Jo urnal  of   Eme rgi ng   Tr ends  in  Scienc e  and  Te chnol og y .   2015 ;  2(6) ;  25 46  –   2551 .   [10]   Bal ai  P.  N.  &T alat i  J.  A. ,   “ Open  Loop  Motion  Contr ol  of  Stepp er   Motor  for  Video  Survei ll an c e   S y stem”, In te rna ti onal Journal  o f   Novel  Re search   in  E le c tric al   and   Me chan ic al   En gine erin g ,   2015;   2(1);  41   –   46 .       [11]   Ta rnin i,  M.  Y. ,   “ Fast  and   Che ap  Stepp er  Mot or  Drive ”, 2015   Inte rnational   C onfe renc e  on   R ene wabl e  Ene rg y  Re search  and   A ppli cations ( ICRE RA ) .     [12]   Aranj o,   B .   e t  a l,  “ Steppe r  Motor  Drive s for  Robot ic   Appli cations” , 2012  IEE E   Int ernati onal Powe r  Engi ne ering  and   Optimizati on  Co nfe renc e ,   6  –   7  J une  2012.   IE EE  Publisher.   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       Desig n a nd an alysis of  PM  m oto r  wi th se m i - ci rcl e stator de sign  us i ng …   ( Mo hd Luq man Mo hd Jamil )   435   [13]   As winbal aj i ,   “ W ire le ss   Voic e   Control l ed  Ro boti c   Arm ” Inte rnational   Journa l  of   Engi n ee rin g  Technol og y  i n  Computer  Scien ce s  &   El ec tronics ,   2012;  12 (1);  3 3  -   38 .   [14]   Bhal e   C.   et   al.  “ Anal y sis  of  St eppe r  Motor   Drive rs”, In te rnatio nal  Confe ren ce  on  Scienc e   and   Engi n ee ring  fo r  Sustainabl e   Dev el opment ,   2017 ; 251  –   256 .   [15]   Edva rd,   20 13.   Few  W ords  About  Steppe r   Motor  (Advant age s,  Disadv antage s  and  Cl assific a ti on).  Ava ila ble   a t  htt ps:// el e ct r ic a l - engi ne eri ng - port al . com/fe w - words - about - steppe r - m otor - adva nta g es - disadva nt age s - and - cl assifi ca t ion .   [ As sess ed  on  10  Septe m ber   2018 ] .   [16]   Manoj  et  a l,  “ FE A  of   a   High   Eff i ci en c y   Brushless  DC   Motor  D esi gn ”,  Int ernati on al  Journal   of   Ap pli ed   Eng ineerin g   Re search ,   2017;   12(1);  11417  -   1 1423.   [17]   Shirish  &  Jain,   “ Modelling  and  Sim ul at ion  of  Three   Phase  BLDC  Motor  for  Elec tr ic   Br aki ng   Us ing   MA TL AB/S IM ULINK ”, 2017; 5(1);  48  -   53 .   [18]   Shivraj &  Archa na ,   “ Mathe m atical  M odel li ng   and  Sim ula ti on  of   Three  Phase   BLDC  Motor  Us ing   MA TL AB”, Inter nati onal Journal  of   Adv an ce i n   Engi ne ering  &   T ec hnolog y ,   2014 ;  1426  –   1433.   [19]   Sanadh y a   N.  et  al ,   “ Rel i abi l ity   o f  Perm ane nt   Ma gnet   Brushl ess  DC  Drive s  using   IGBT’s”, In te rn ati onal   Journal   of   Innov ative Re se a rch  in  S cienc e ,   Engi ne ering  and   Technol og y ,   20 13;  2(3);   772 -   78 0.     [20]   Yang  M.  et  al,  “ A  Cost - Eff ectiv e  Method  of  Ele ct ri c  Brak e  with   Ene rg y   R ege n e rat ion  for   Elec tric  Vehicle ”, I EE E  Tr ansacti on  on  I ndustrial  Elec tronic s ,   2009 ;  56(6) ;  2203  –   2212.   [21]     Prit i  S .   M .   e t  al,  “ Sel ec t ion   a nd  Design   of   BL DC  Motor  for   Di ffe ren t   Appl ic a tions ”, Inte rnat ion al  Journal   of   E lectric al   El e ct ronics, 2015 ;  4(1);   114  –   119 .   [22]   Masata ka   M.  &   Kan  A.,   “ Eff ic i e nc y   Com par ison  bet wee n   brushle ss   DC  Motor  and  Brushless  AC  Motor  Co nsideri ng   Driving  Method   and  Mac h ine De sign”, IE EJ J our nal  of   Industry A ppli cation ,   2012 ;  2(1);   79  –   86.   [23]   Ta e   Y.  L .   et   al,  “ Motor  Design  an d  Charact er isti cs   Com par ison  of  Outer   Rotor   T y p e  BLDC  Motor  a nd  BLAC  Motor   Based  on  Num er ic a l  Anal y sis” , I EE E   Tr ans act io n  on  App li ed   Su perc onductivity ,   2016;  2(4);   1  - 6 .       [24]   J.  R.   Hende rshot   &  T.  J.  Mill er,  “ Design  of  Brushless  Perm ane nt  Magne t  Mac h ines ”  in  Motor  Desi gn  Books,  US A:  Florida ,   2010.   [25]   Cava gnino   A.  et  al,  “ A  compari son  bet wee n   th e   Axial  Flux  and   the  Radial  Flux   Struct ur es  for  PM   sy n chr onou s  Motors”.   IE EE Tr ansacti ons on  I ndustry  Applications ,   2002;   38(6 );1517  –   1524 .   [26]   Chen  A.   et al. ,   “ Perform anc e   Co m par isons Am o ng  Rad ia l   Flux ,   Multi - stage Axi a l  Flux   and   Three - phase   Tra nsvers e  Flux  PM   Mac hi nes  for  Dow nhol e  Appli ca t ion”,  I EE E   Inte rnat ion al  E le c tric  Mac h ine s  and  Dr ives  Confe renc e ,   3  - 4  Ma y   2009.     [27]   Indira j it h  K.   &  Kum ar R. B. ,   “ Com par at ive  Stud y   of   The  Tr ansve rse,   Axi al   and  Radi al  PM   S y nc hrono us  Motors  for   W ind  Applic a ti o n”,   In te rnat ional J ournal  o f El e ctr ic al  and   Elec tronic s E ng ine ers , 2017;  9(1);   944  –   955.     [28]   Am it   N.   P.   e t   al ,   “ Influ enc e   o f  Diff ere nc e   T ype  of   St at or   Sl ots  on   Torqu e   Profile  of   Surfa ce  Mounted   Pm   Motors”, Inte rnat ional   Journa l  of   Computer  Appli cat ions  in  Eng in ee ring S ci en ce s ,   2014;  5(2);40   –   42.     [29]   Ilka   R .   et  a l,  “ Design  of  Slo tl e ss   BLDC  Motor   for  El imin at ing   Cogging   Torqu e” , Journal  o f  W orld’s  El e ct ri ca l   Engi ne ering  and   Technol og y ,   20 14;  3(2);   67 -   73 .   [30]   Jung  M.  S.   e t   al,   “ A  Stud y   on   Br ushless  DC  Mot or  for   High  Torq ue  Densi t y ”, Inter nati onal  Journal  of   M ec hani ca l  and  Me cha troni c  Eng ine ering ,   2 011;  5(10);   2084   –   2088 .   [31]   Sharkh,   S.  M. ,   &  Lai,   S.  H.,  “ Slotl ess  PM   Brushless  Motor  with  Hel ic a l  Edge - W ound  L aminat ions” , IE E E  Tra nsacti ons on Energy  Con ve rs i on ,   2009;   24(3);   594 – 598.     [32]   M.  Nicol e   et   al.,   “ Brushless  DC  Micro  Motor  wit h  Surfac e  Mount ed  Perm ane nt  M agne t ”,   Journal  of  Revue   Roumai ne  des  Scienc es  Tec hnique s ,   2014 ;  3 (1);  237 - 247 .   [33]   G  R.   Putta l akshm i&   S.  Para m asiva m ,   “ El e ct rom agne t ic   Flux  An aly s is  of  Perm ane nt  Magne t  Br ushless  Dc  Motor   using Ma gnet Software ” , Int ernational  Journal   of   Engi ne ering  and   Technol og y ,   20 13;  5(1);   3215 - 3 222.     [34]   Bia nchi,   N.   et  al,  “ Com par ison  o f  PM   Motor   Struct ure s   and   Sen sorless  Control  Te ch n ique s  for   Ze ro - Speed   Rot or   Pos it ion  Det ec t i on”, IE EE Tr ans act ions o n   Power   El e ct ronics ,   20 07;  22(6);   2466 – 2475.   [35]   J.  R.   Hende rshot   &  T.  J.  Mill er,  “ Design  of  Brushless  Perm ane nt  Magne t  Mac h ines ”  in  Motor  Desi gn  Books,  US A:  Florida ,   2010.   [36]   Brushless  DC (BL DC) Motor  Fu ndamenta ls Appl ic a ti on  Not e ;   AN 885,   Micro chip:  AZ, US A.  20 03.   [37]   Burger ,   F.  et   al ,   “ New  Single   Chip  Hall   Sensor  f or  Thre e   Phases  Brushless  Motor  Control ” ,   Sens.   Ac tuate.   A - Ph ys . ,  2000;  81(1);   320   -   323 .   [37]   Padal kar ,   A. ,   “ Speed  and  posit io n  cont ro l  of  B L DC  m otor  using  int e rna l   hall  se nsors   and  har dw are   d esign”,  201 5  Inte rnational   Co nfe renc e  on   Info rm ati on  Proce ss ing  ( ICIP) ,   16 - 19  Dec ember   201 5.   Published   b y   I EE E .       [38]   Murugun  M.  e t  a l,  “ Rotor  Pos it ion  Sensorl e ss   Co ntrol   of   BLDC  Motor  base d  on   Bac k   emf  Det ec t ion   Method” , TEL EK OMNIKA  Indon esian  Journal   of   El e ct rica l  Eng in ee ring ,   2005;   14 (2);  222 -   22 7.     [39]   Pande y   K.   K.  &Bha dori y a   J.   S.,   “ Im prove d  Bac k  Emf  of  Rotor  Pos it ion  Dete c ti on  of   a   Sensorless  BLDC  Motor”, Int erna tional J ournal   of   Sci en ce  &   Technol ogy ,   2014;   3(1 );  143  –   148.     [40]   Hw ang  C.   C.   et  a l,  “ Design  and   A naly s is  of   a  Brus hle ss   DC  Motor   for  Appli ca t ions  in  Robot ic s ”,   IE T  Elec tri c   Power   Appl ic a ti ons ,   20 12;  6(1);   385 - 38 9.     [41]   Shaikh  T.   F.   & Sankeshwari   S. S.,   “ Torque   Est imati on  of  BLD C  Motor  Us ing  SM C  Te chni qu es” , Int ernati onal   Journal  of   Mode rn E ngineering  and  Re search   Te chnol ogy ,   2018 ; 5(3);  136  –   140.   [42]   Manika ndan   e t  al,  “ dSP ACE  Real  Ti m e  Im ple m entati on   of   Fuzz y   PI D  positi on   Contr oll er   for   Vert ic a l  Rota ti n g   Sin g l e   Li nk  Arm   Robot   using Four  Qua dra nt  B LDC  dri ve” , Ac taS cienti a rum ,   Jul y   –   Sep t. 2017;   39(3) ;  30 1  –   311 .   [43]   Krishnan  P.   H. ,   &   Arjun   M . ,   “ Control  of   BLD C  Motor   Based   on  Adapt ive  Fu zzy   Log ic  PID   Control le r ”,  201 4   Inte rnational   Co nfe renc e  on   Gr e en  Comp uti ng   C omm unic ati on  a nd  Elec tric al   En gine ering   ( ICGC CEE ) ,   6  –   8   Mar ch   2014.   IE EE Publ isher.       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.   1 3 , N o.   1 ,  Ja nu a ry  201 9   :   4 27   –   4 3 6   436   [44]   Zol kapli  Z .   Z .   et   al ,   “ Torqu e  Ripp le   Minim izati on  Te chn ique   in  Fra ct ion al - slot  PM   Brushless  Mac hine s”,   2014  I E E E   Confe renc e  on   E nergy   Conv ersion  ( CENCON ) ,   13   - 14  Octob er  20 14 .   IE EE Publis her .       [45]   Shirish  V.  &  Ja in  A.  M.,   “ Modell ing  and  Sim ula ti on  o f  Three  Phase  BLDC  Motor  for  Elec tri c   Braki ng  Us ing   MA TL AB/S IM ULINK ”, Inte rna ti onal   Journal  o f   Elec tri cal,  El e ctr onic s  and  Data   Comm unic ati on ,   2017;  5(7 );  48   –   53.     [46]   Pri y a   C.   M.   e t  al ,   “ Perform anc e  Anal y sis  of  B LDC  Motor  usi ng  Inte l li gen t  C ontrol ler”, In te rn ati onal  Journal  of  El e ct rica l  and   E le c tronic s E ng in ee ring,   2017;   11   –   15 .     [47]   Sudhanshu   M.  et   al,  “ Modell in g  and  Sim ulatio n  of  BLDC   Motor  using  MA T LAB/SIMU LIN K  Envi ronm ent” ,   Inte rnational   R e search  Hour nal of  Eng ine ering   a nd  Technol og y, 2 015;  2(8);   199  –   203.       BIOGR AP HI ES OF  A UTH ORS       Mohd  Luqman  Mohd  Jam il   re ceive d  the   B . Eng .   d egr ee from   the   U nive rsitiTekno lo gi  MA RA,  Shah  Alam ,   Mal a y s ia ,   in   2000,   th e  M . Sc.   degr ee  fro m   Newca stle Un ive rsit y ,   Newc as tl e   upon  T y ne ,   U.K.,   in  2003 ,   a ndthe   Ph.D.   degr ee   from   Th e  Uni ver sit y   of   Sheffi el d, Sheff ie ld ,   U . K.,   in   2011,   a ll  in  elec tri c al   enginee ring . He  is  c ur ren tly   an  ac ad emician  with  the  De par tmentof  Pow er  Elec troni cs  and  Driv es,   Fac ulty of   Elec t rical   Eng ine e ring,  U nive rsit y   T ekni k al Mal a y s ia  Mel aka ,   Me la ka ,   Malay s ia.   His  r ese arc h int e rests  inc lud e  the  d esi gn  and   anal y sis   ofpe rm an ent - m agne t   brushl ess  m ac hine s.         Ta n  Ch eng  Kw a ng  was  born  in   Kela nt an,   M al a ysia  in  1994   and   rec e ive d  the  B.   Eng  degr ee   in  El e ct ri ca l   from   Univer siti   Te kn i kal   Ma lay sia   Me la ka   Malay si a  ( UTe M)  in  2018 .   He  is  cur ren tly   pursuing  his Ma ster  of  Sc ie n ce at  Univer si ti T ekn ika l   Malay si a  M el ak a  Mal a y sia .         Auza ni  Jidin  r e ce iv ed  his  B.   E ng,   M.  Eng .   And  Ph.D,  in  Pow er  Elec tron ic s  a nd  Drive s  from  Univer siti T ekno logi   Ma lay si a  ( UTM),  Johor,   Malay si a  in  2002 ,   2004  and   2011   r espe ctively .   H e  is  an  ac ad emician  in   Depa rtme nt  of  Pow er  E l ec tron ic s  and   Drive s,  Facu lty  of  E le c tri c al  Engi ne eri ng,   Univer siti   Te kn ika l   Malay sia  M el a ka  Malay si a.   Hi s  rese arc h  int e re st  inc lud es  th e   fie ld   of   power   elec tron ic s,   m otor   driv es  s y st ems ,   fie ld   progra m ble  gate   arr a y s   and   digi tal  sign al  proc essing  app licat ions.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.