Int ern at i onal  Journ al of  P ower E le ctr on i cs a n Drive  S ystem   (I J PE D S )   Vo l.   11 ,  No.   4 Decem be r 202 0 , p p.   2203 ~ 2211   IS S N:  20 88 - 8694 DOI: 10 .11 591/ ij peds . v11.i 4 . pp 2203 - 2211       2203       Journ al h om e page http: // ij pe ds .i aescore.c om   Analysis  on EMF   char act er is tics f or torq ue rip ple  reductio i BLAC  motor i nte nded  f or HVL f an applic ation       Nu rf aez ah Ab dull ah 1 ,  Raja  No r  Fird au Raja O th m an 2 , Kasrul  Ab d ul Ka ri m 3 ,  Li m Sen T at 4   1,2,3   Fakult i   Keju rute ra an  El ek tri k ,   Univer si ti T ekn ika l   Mala ysi M el ak a, 76100  Du ria Tungga l ,   M el ak a, Ma la ysi a   1,2,3   Elec tr ical  M ac hin Design   R ese arc h   L abor atory,  Cen tre of  R oboti cs  Auto ma ti on ,   UT eM,   76100  Mela k a,  Mala ysia   4   Altair  Engi ne er ing  SdnB hd,   B3 - 10 - Plaza  Sen tr al ,   5,   Jal anSte se nSentra l ,   50470   Kuala   Lum pur ,   Mala ysia .       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Ja n   1 7 , 2 01 9   Re vised  Ju l   2 2 ,  201 9   Accepte Aug   3 , 2 01 9       Thi pap er  an alyze th har mo nic   cha ra cteri sti cs  of  e lectr om a gnet i forc e   (EMF)  in  Brush le ss   Alte rn ating   Curre nt   (BLA C)  mot or   for   High  Volum e   Low  Speed   (HV LS)  fan   app licati on.   Vibr at ion   an noise   ar e   one   of  th ma in   cru cial  th ings  in   HV LS  fan   application.   I co me s   from  torque   r ip ple which  ca b d etec t ed  by  har mon ic of   Elec tro   Magne tic  Force   (EMF ).  Comm only the re  are  f ew  me thods  to   eliminate   the   no ise  an vibra t ions  issue,   bu most   li te r at ur es  only   foc us  on  small  mot or  and  n ot  intended  for   HV LS  fan   app lication.   Thu s,  th obj ective  of  thi s   pape r   is   to  e li m ina t the  har mon ic s   cont en in   EMF  at  early   stag d e sign.  Through   E MF   har monics  t he  expect ed   torque  produc ed   cou ld  b e   used   t sel ec t   prop er   slot - pole  nu mbe r   in  ord er   to   el iminate  the  no ise  and   vibratio n issue.   In   her e ,   th ana lysis  in volve thr ee  diffe ren slot - po le   numb ers  whi ch  ar 18s/20p ,   12s/10p  and   9 s/8p  BLAC  mode l ,   respe ct iv el y.   Al l   models  have  simi la r   vo l ume  of   per ma ne nt  ma gn et .   The   an al ysis  is  ca rri ed  out  usin FLUX   2D  Finit El e me n Ana lysis  ( FEA)  for  EMF  co mputati on al   and  tra ns ie nt   torque  co m puta ti on .   Later ,   Fast  Fourier   Tra nsform   (FF T)  an al ysis  is  use to   c al cu late   th h arm oni cs  of   EMF.  Th e   ana lysis  st age  i ncl udes  the  EM par amet er  an a lysis,  har moni cs   and  torque  rippl es  ana lysis.   It  was  found   that  18s/20p  has  h i gher   output  torq ue  with  the  lowest  5%  torq ue  ripple  va lue.   As   conclusio n,   thi p ape pr ese nts  low   torque  ripple   in   poin of   v ie w   of   th EMF  c har acte rist ic s   in   design ing     HV LS  fan .   Ke yw or d s :   Brushle ss  AC   EMF ha rm onic s   FLUX  2D   FFT  a nalysis   Torq ue rip ples   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  BY - SA   l ic ense .     Corres pond in Aut h or :   Ra ja  N or Fi rd a us  Raj Othm a n   Faculty  of Elec tric al  Engineer ing ,     Un i ver sit iTe kn ikal Mala ys ia , Mel aka , Mal ay sia  H a ng Tu a h Jaya,     76100 D ur ia n Tu nggal,  M el a ka,   M al a ys ia   Emai l:  n orfi rd a us @ utem.e du. my       1.   INTROD U CTION     Brushle ss  mo t or  gai ns   m or e   at te ntion s   as  t he  el ect ric   m ot or   t dri ve   numer ous  a ppli cat ion The   adv a ntage of  brus hless  m ot or   s uc as  li ght  wei gh t,  l onger   li feti me,  ste ady  operati on   high  ef fici enc an higher   to rque   offer e a ext r cre dit  to   this   ty pe  of  m otor Abo ve  feature me ntioned   are  s uitable   for  High  Vo l um e   L ow  Sp ee Fan  ( H VLS)  a ppli cat ion .   T he  sy ste ms  require a   po werfu l,   high  t orque  a nd  High   eff ic ie nt   m otor   to  dr i ve  the  bl ades  at   low  s peed   range.  T he  operati on  of  the  m oto t run  the  HV L S   fan   is  dep e ndin on  the  s moo thest   tor qu e   is  pro duced W hen  th rip ples   occ ur   the   m oto r ,   sta bili ty  is  i nterrup te thu s a ffec t t he e xistence  of no ise  and v i br at i on s  [1 - 4]. C ommo nly ,  this iss ue  is  relat ed  to   the to rque  rip pl e d ue   to  the   inte racti on s   betwee sta tor   an r otor.   Th el ect r o m agn et ic   f or ce   ( EMF)  ha rm on i cs  that   relat ed   to  the   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 11 , N o.   4 D ecembe 2020   :   2203     2211   2204   tor qu e   ri pp le   ne ed  t diminis as   s olu ti on   of  this   iss ue.   Hi gh e vibrat io ns  an noise   will   re du c th overall   fan pe rformanc es [5 - 7].   In   B rushless  m otor,  t orq ue  r ipp le   is  on e   of  the  main   pro bl ems   that  af fect   the  m otor  perf ormances .   In a ppr opriat mo to de sig wh ic is  le ad  to  the  har m oni cs  in  mag net mo ti ve  force  ( MMF)   is  fac tor  that   cou l inc rease  the  to rque  rip pl es  [8 -   10].  T he re  are   ma ny  methods   in  li te ratur e   that  a ff e ct   the  to rque  ri pp le s   su c as   inc ompati ble  siz of  the   to oth  s hap e i napp ropr ia te   a ngle   of  permane nt  mag net  a nd  i mpro per  com bin at io ns   of   t he  sl ot - po l num ber  of  t he  m otor  [11 - 13].   Ne ver t heless,  slot - pole   numb e sel ect i on  is  con ti nu ously  be come  t he  ma in  pa rameter   to  be   ex plore d.  The  a ppr op ri at sel ect ion   of  the  sl ot - po le   will   impro ve  perf ormance   of   the   Brushle ss   m otor.   Th a nalysis   on  sl ot - po le   nu mb e a re w idel c overe f or  tor qu e   rip ple  minimi z at ion s pace  ha rm on ic a nd  con ce ntrate windin gs   f or  oth e ty pe  ma chine  s uc pe r mane nt   mag net  syn c hrono us   m otor  ( PM S M).  S un  and   H ong  in  t heir  pap e r,   in ve sti gated  the  e ff ect   of  pole   a nd   sl ot  com bin at io on  t he  vibrat io ns   a nd  noise   i PMSM The   pa per  st ud ie tw P MSM   t hat  hav e   the   s ame  performa nces   bu t   di ff e ren t   pole   a nd  sl ot  c ombinati ons   us i ng  F EA The   auth or s   us e 12  slot  po le s   and  slots  po le   co mb inati on.   T he   res ult  of  the   ha rm on ic   anal ysi of  t he  rad ia force,   it   was   f ound   that  t he  nu mb e r   of  slot  w hich  i the  i nteg ral  mu lt iple  of  the   ha rm on ic   co mpon e nts  of  t he  ro t or  pole   i prefe rr e i order  to   avo i the  lo w har monic ra dia l force a nd r e duce  vibrat ion [ 14].    Libert  a nd  S oula r in   anal ysi of  slot - pol com bina ti on  of  f racti onal - slots  P M S M   f or  em bedde app li cat io ns  h a stu died   the  t orq ue  ha rm onic cha racteri sti us in dif fer e nt  slot - pole   nu mb e rs.   T he  ai of  the   pap e is   to  give   an   over vie of  each   mac hi ne  c onside rin the  mo st   co m mon  sl ot - po le   com bin at io n.  The  sl ot  is   var ie from  slot  to  60   sl ot   wh il the  pol is  var ie fro po le to  10  pole s.  It  sho ws  that  to po l ogie with  pole s,  same   li ke  po le s   m achine.   Wh il e   the  pole t opologies,   the   ha rm on ic   disto rtion  is  ve ry  high  a nd   high  ed dy - c urr ent  losses  ca be  predict e d.   Fo slot  a nd  10   po le t opol og ie s,  th pe r forma nce  of  P M S M   mo to is  mixe but  the  main   harmo nic  is  hi gh  [ 15].  Be sid es  ab ove  stu d i es,  the   inc omp at ible  desig struct ur is  necces sit t im pro ve  t he   tor que  rip ple.   N oth ci ng  te c hn i qu e   with  c on ce ntrate wi nd i ng  a ppr oac a re  app li ed   t vari ou s   str uctu ral  on   sta tor   to ot a nd  ro t or  of  IPMS M .   T he n,  the   m odel   is  cal c ulate usi ng   numerical   s of t war e   of  Finit el ement  a nalys is.  T he  back  e mf  ha rm on ic ,   r adial   f or ce   de nsi ty  ,   co ggin t orq ue  ,   sp at ia and   ti m har m oncs  of   tor qu rip pe  is  com pu te to  va li date  the  init i al   mo del.  T he  fin ding  of  this  pap e r   sh ows  the ai r g ap  le nt gh contr ibu te  to  lo wer t he   E M F  T HD  and to rque  rip pl e [16].   Anothe pa per  that  relat es  to   EMF  har m on ic ha been  discusse by  Was hingto et al in   their   pap e ti tl Re duct ion  of  Co ggin T orq ue   a nd  E M F   Ha rm on ic s   in   Mo dula te P ole  M a chines T he   pa per  is   basical ly  purpose on   t he  m et h od  for  redu ci ng   c oggi ng  tor que  a nd  ha r monic  co nte nt  of   bac k - el ect r omoti ve   force  ( EMF)  wav e f or m in   mod ulate pole   mac hin es   (MP M ).  I t heir  e xp e rime ntal  w orks,   s epar at e   modu la te ma chine   had  bee ap plied   to   r edu ce   t he  pro minent   har m onic present   i t hr ee - phas M P coggin to rqu e.  T he   re su lt   s hows   the   a ppli cat ion  of   to oth  pitchin a ble   to  reduce   the   coggin to rqu a nd  back - E M F   harmo nics  si gn i ficantl y.  T he  re su lt   s hows   s ign ific a nt  im pa ct   by  c ompa r ing  bet ween  t he  t wo   measu red p r oto ty pes [17 ].   Othe meth od  p r opos e to   reduce   the   to r qu e   rip ple,   rat her  tha usi ng   the   a pprop riat slot - pole   numb e var ia ti on  meth od  is  by  c hangin t he   sy m metri cal   s ta tor  te et desi gn  to  as ymmet ric  te et de sig n.   T his   is  su ggest ed  by  Kim  et   al   [ 18] by  simulat e   nin m odel of  12  slot  pole includi ng  th ref ere nce  m odel   of  IPMS M   with  di ff ere nt  a ng le   of   mid dle  te et sta tor  t mid dl slot  openi ng.  The   reas on  of  cha ng i ng  the  sta tor   structu re   f rom  sy m metri cal   to   asy mmetric al l is   to   cha nge  the  flu path   i orde t redu ce  the   to rque   r ipp l without  a ff ect i ng  the   ave rag e   tor que.  The   modeli ng  is  si mu la te us i ng  Finit Ele ment   M et hod.  Ba ck   EMF,   tor qu rip ple  and   t otal  harmo nic  disto rtion   i cal culat ed  an co mp a re to  ref e ren ce  mod el The  re su lt   s how s   this  meth od  a ble  to  im pro ve   70  of  TH a nd   pro duc lowest  t orq ue   rip ple  by  sel ect ing   the   ap pro pr ia te   asym metri cal  s ta tor  str uctu re.   Othe than  t ha t,  there  are  st ud ie ab out  to rque  ri pp le   re du ct io on   s ur face  m ounted  Perma ne nt   M a gn et   Br ushle ss  DC  (PM  B LDC)  wh ic is   us ed  mag net  po le   s hap i ng  te chn i qu e.   T he  mag net  pole   of fset  is   varyin t i nv e sti gate  the  e ff e ct   of  ba ck -   E MF,  c ogging   tor qu e   a nd  tor que   rip ple.   The   m otivati on o f   thi w or is  fro t he  t orqu e   rip ple  produce  by  im preci se  of   the   m otor   posit io c ontr ol.  The   c urren t   co mm utati on  of  P BLDC  requ ire non  tra pezo i dal  back  E M F ,   non - ide al   rect angular   pu lse   c urren ts   to   ope r at e.  T hu s t he  mag net  po le   sh a ping  is   us e t a dju st  the  c orrect  an gl to  r ed uce  t he   co ggin to r que w it hout  a ny   sig nificant re duct ion   of  b ac k - E M F .   Thro ugh  t he  fi nd i ngs,  the re  is   r ed uctio in torqu e ripple   w it ho ut  si gn i ficant  re du ct io i back   EMF   a nd  m ot or   e ff ic ie nc y.  Th us the   re duct ion   of   total   ha rm on ic   distort ion   ( TH D)   a nd  ha rm onic   co ntent  in   tor qu e  d e velo p i s conside ra ble [19].   The  pa per  of  Harmo nic  Co nt ents  in  I nduce E M F   an Ele ct ro ma gnet ic   Torq ue  in   M as Pro du ce Sinu s oi dal  Pe r mane nt  M a gnet   Brushle ss   M ac hin es   w ritt en  by  Gebrege rg is   an Se ba sti an  stu died   on  the   harmo nic  co nt ent  by  varyin diff e re nt  slot  and   pole s.  In   this  pa per ,   the   detai le fin di ng   of  the  harmo nic  con te nts  i n   t he   in du c ed   vo lt a ge  a nd   tor que   in  permane nt   mag net  s ynch r onous   m oto r had  bee pr e s ented.   This  w ork   use t wo  fr act io na slot  pe rma ne nt  mag net  t opol og ie s   to   i nvest igate   a nd   analyze   the   ha rm on ic  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       An alysis o E MF ch aract eri sti cs for to r que  rip ple reduct i on in BLAC   m oto r   … ( N ur fa eza A bdulla h)   2205   con te nt  that  is  influ e nce by   mo to slot - po le   and   wi nd i ng  co nf i gurati ons.  T he  ap pro ach  is  us in va rio us   so urces   that  re sp onsi ble  in   pr oducin harmo nics  th r ough  mathemat ic a models  i nvol ving  t he  in duc volt age  and  t he  de velo ped  t orqu e   e qu at ion .   T he   the ory   is   prese nted   by  a nalytic al   f ormulas   a nd  si mu la te by  us i ng  t h finite   el eme nt  anal ys is.   T he   antic ipati on   of  t his  pap e r   is   both   a nalytic al   an Finit Ele ment  (F E )   base modeli ng  is  ve rified  f or   bot to polo gies.  I al so   fi nds   th at   the  ha rm onic   co ntents  e spe ci al ly  the  2 nd   orde r   (elect rical in   induced   E M F   is  res pons i bl for  ca us i ng  3 rd   orde r   ha rm on ic   tor que  rip ple  in   the   de vel op e tor qu e T hus,   var i ou s   pr act ic al   causes   s uch  as  permane nt   ma gn et   place ment  a nd  pro per t var ia ti on an windin ar rang ements  ne ed  to   be  co ns ide [ 20] C.  Oca A nd   A.   Dalcal stud ie the  re  r el at ion sh i bet ween  the  num be of  pole s,  sl ots  a nd  wi nd i ng  ar rangeme nts  in   BLDC  mo t ors.  T he  st ud ie focuse on  f our  pole   BLDC  m otor  with  diff e re nt  slot  num bers  ( 6,   12  a nd   15)   an windin arr a ng e ments The  finite   el ement   analysis  is  us e to  c omp ute  the  total   ha rm onic   in  vo lt age   for  ev er di ff e ren sl ot  an pole   va riat ion s .   The   fin ding  of  t his  work  s hows   t ha the   lo west  T HD  c orres pondin t sin usoidal  bac e mf   i ob ta ine on   15  sl ots  4pole  desig n [ 21].   Howe ver,  th harmo nic  st ud i es  in   m os li te r at ur e   ab ove  on ly  f oc us  on   sm al mo to r   an no t   inten de for  HVLS f a app li cat io n.  For  this   ap plica ti on,  th e p hysic a siz ing  of  th e mo to is   bi gg e r   tha a bove  li t eratur e   wh ic is  1000   W   m oto r   to   dr i ve  the   fa blades Vibrat ion s   a nd  noise   that  ca us e by  th to rque   ri pp le   is  cr ucial It  gi ve sig nificance   issue  w hich  le a ds   to   ine ff ic ie nc of   t he  a ppli cat ion The refo re,  t his  pa pe a im  to   analyze  a nd   i nvest igate   the  e ff ect   of  the  sl ot - po le   co m bin at ion   on  E MF  harmo nics  a nd   t orqu rip pl es  fo BLAC  mo t or.  The   obje ct ive   is  to   el imi nat e   t he   ha rm on ic   c on te nt  i EMF   at   ea rly   sta ge   desig an im pro ved  the  vi br at io ns  that  oc cu by  to r qu e   rip pl es.  I he re,  t he  a nalysis  i nvol ved  th ree  diff e re nt  m odel with   fr act io nal  slot  windin gs   ar rangeme nt.  Finit e   el ement  analy sis  (F EA s of t war known  a F lux   2D  is  use t analyses   the   E M F   cha racteri sti c.  The n,  the   EMF  harmo ni char act e risti is  cal culat ed   us i ng  Fast  F ourier   Transf orm (FF T).       2.   DESIG N A N D MO DELIN G OF  BL A C MOTO R   In   t his  sect io n,  the  modeli ng   is  deter mine by  co ns i der i ng  re quireme nt  of   H VLS   a ppli cat ion as  sh ow in   Tabl 1.  The   desig meth odol ogy  is  pr e sente a in   Fi gure   be low.  T he   pr oc ess  of  the   desi gn  a nd  modeli ng   sta rt w it proce ss of  d et ermi ne  the  HV L S f a s pe ci ficat ion s.  T he  d esi gn s pecif ic at ion s ar ba sic al ly   base on  the  t hr ee  phase  m ot or   wh ic is  c om m only  us e as  tract ion   m otor  on  the  cei li ng   fa s ys te m.  T he   desig of  HVLS  fa re qu i re high  t orque  to  r otate   the   la rg e   fa blade s   at   lo ro ta ti onal   s peed.  T h e   basic   structu re  of  BLAC  m otor  is  il lustrate as  i Fi gure  2.   Th mo t or   is   des ign e at   1000  r at ed  powe wit h   maxim um  al lo wab le   cu rrent   at   13   A   du e   to   the   mate rial   li mit at ion of  t he   BLAC   m otor T he   s peed  ra ng e   is   set   from   50   unt il   200  rpm  t f ulfill   the   s pee va riat ion  of h igh  volu me  l ow  sp ee fa n.  A ll  modeli ng  is   fix ed  to   160 mm  oute r radi us  a nd h a simi la pe rma ne nt ma gn et  vol um but di ff e r ent slot - pole   num ber.        Table  1.   Desig S pecifica ti on s   Desig n  con sid eration   Un its   Valu e   Inp u t vo ltag e,  V in     [V]   AC so u rce  1 2 0 - 240   Max cu rr en t,  I   [A]   13   Po wer,   P   [W]   1000   No p h ases     3   Torq u e r eq u ired,  T r eq   [N. m ]   48 - 190   Rated  sp eed rang e,   ω   [r p m ]   50 - 200       Nex t,  t he  sel ect ion   of  sta tor  sl ot  an r oto po le   nu m ber.  I this  w ork,   the  mo to is  desi gned  for  th ree   ph a se  formati ons.   T hus,   the   sta tor  slot  (s)  and  po le   ( p)  num ber  is  set   t 9s / 8p,  12s/1 0p  a nd  18s/2 0p.   T he  sta tor  desi gn  is   s qu a re   ty pe.  I niti al ly,  the   sta tor   siz in of  B LAC  is   basical ly  base on   the   co nventi on al   desig method  [22 23 24].   The  de sign   model  is  set   to  160  mm   ou te ra diu by  co ns i der i ng   t he  po wer   a nd  vo l um e   densi ty  t hat  produce by   the   mo to r.  T he   r ot or  bore   diamet er  a nd  t he   pe r mane nt  mag ne t   volu me  a re   s et   to   be   fixe d.   T he  thic kn e ss  of  sta to yoke  is  set   to  be   su f fici ent  in  order   t li mit   the  fl ux   de ns it wh ic is  belo tha kn ee  point  of  B - c urve  mat erial wh ic is   1.5  T.  Ne xt,  t he  r otor  siz ing  is  determine based   on  pe r mane nt   mag net  siz ing .   Perma nen ma gn et   siz in est imat ion   is  f unda mental ly  ba se on  the  ma gn et ic   flux   distri bu ti on   in  the   mag netic   ci rc uit.  T his   BLAC   m otor   use Neod ymi um   B oro Iro ( Nd F eB )   as  the  mate rial   f or  t he   permane nt  ma gn et .   T hro ugh  the   B - c urv of  t he  PM  mate rial the   s iz ing   of  perm anen t   ma gn et   can  be  def i ned   by   det ermini ng   t he  pe rma nen ma gnet   pole   area.  Nex t,  t he  r otor   siz ing   is  deter mined  base on  the   permane nt  ma gn et   siz ing.  Fi nally,  t he  c omplet desi gn  str uctu re  is  ta bul at ed  in  Table  an Fi gure  3.  belo w.  The  a mp e re t urns (N I) f or eac m odel  9s/ 8p,  12s/1 0p a nd 18s/2 0p is  fixe d.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 11 , N o.   4 D ecembe 2020   :   2203     2211   2206   C h a n g e   m o d e l   c o n f i g u r a t i o n s   1 2 / 1 0   a n d   1 8 / 2 0   s l o t - p o l e s S t a r t D e t e r m i n e   m a c h i n e   p a r a m e t e r s H V L S   F a n   d e s i g n   s p e c i f i c a t i o n s N u m b e r   o f   s l o t - p o l e s   s e l e c t i o n F F T   a n a l y s i s   o n   E M F   h a r m o n i c ,   t o r q u e   r i p p l e s   c h a r a c t e r i s t i c E n d S a t i s f y   d e s i g n   s p e c i f i c a t i o n N o Y e s F E A   A n a l y s i s   o n   E M F   p a r a m e t e r s M o t o r   s i z i n g   Y e s N o     Figure  1.  BLA C desig n met hodolo gy   R o t o r M a g n e t A i r   g a p S t a t o r     Figure  2. The   basic str uctu re  of BLAC  mo t or       Table  2.  BL A C mot or   pa ram et er   Para m eter   Un its   9 s/8 p   1 2 s/1 0 p   1 8 s/2 0 p   Stato o u ter  r ad iu s,  S o r   [mm]   160   Slo t op en in g S so   [mm]   7   5   6   Stato to o th  width S tw   [mm]   19   24   38   Air  g ap a   [mm]   1   W in d in g  turn s     200   300   307   Ro to ex ternal ra d i u s,  R er    [mm]   7 4 .5   Sh aft  Rad iu s,  S r   [mm]   38   Vo lu m e of P er m an en t M ag n et   [mm]   3 6 0 0 0  At   Stack  leng th ,     [mm]   105             (a)   (b)   (c)     Figure  3. BLA C mo del  with t he diffe re nt slo t - pole  num be r   (a)   9s / 8p (b) 1 2s /1 0p ( c ) 1 8s /20p   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       An alysis o E MF ch aract eri sti cs for to r que  rip ple reduct i on in BLAC   m oto r   … ( N ur fa eza A bdulla h)   2207   3.   PARA METE F OR A NAL YS IS   This secti on  will  ex plain  on th e simulat ion pa rameters , in   order  t o determi ne  the h a rm onic  contai i EMF  of  BL A mo t or .   T he  analyses   be gin  with  t he  E M F   pro file   analy s is  com puta ti on,  the E M F   ha rm on ic   analysis  a nd  tr ansient  t orque  to  dete rmin e   th tor que  r i pple s.  All  sim ulati on  is  e xecu te us in Flu 2D  FEA .   In it ia ll y,   t he  F EA  is   use d   to   cal culat the  e le ct ro ma gn et ic   fiel in   BLA mo t or.  T he   FEA  sim ulati on   us in mag netic   vecto pote ntial   eq ua ti on w hic r el at to  magn e ti vector   po te ntial   (A ) ma gnet ic   densi ty,  ( B)  an mag netic   fiel intensit y,  ( H ).   In  he re,   the   m odel li ng  is  sim ul at ed  us i ng  tra ns ie nt  ma gn et i 2D  a ppli cat ion  a nd  init ia li zed  by  sta ti com pu ta ti on   t a nalys the  m od el   performa nce.   The  simulat io ns   i nvolv e   the   E MF   com pu ta ti on  at   no  loa c ondi ti on L at er,  t he   analysis   of  ha rm on ic   is  e xec uted  us in Fas Four ie r   Tra nsfo rm  (F FT ) . L ast ly,   the tra ns ie nt t orq ue rip ple cha racteri sti c is p r esented  for t hree dif fer e nt sl ot  p oles .     3.1   EMF  p ar amete rs   An al ys is  on  ha rm on ic   EMF  char act e risti is  be ginnin w it EMF  c omp utati on .   T he  m od el li ng  is   coupled  w it h e xter nal circuit  t c ompu te  t he EMF  p rofil e. T he  sim ulati on e xecu te d by us i ng F ujiwara  m et hod  to  anal ys the   EMF  at   sta ti conditi on  by   com pute   the  relaxati on  fact or   us in nonli near   s ys te proces so lve r.   Fig ur e   4.  (a s hows   the  e xter nal  ci rcu it   co nnec ti on t hat  co upli ng  with   the   BLAC  mode l.  The   simulat ion  is  r unning   f or  on e   el ect rical   cycl pe rio d.  T his  is  co rr es pondi ng  to   the   m otor  t act   as  ge ne rator   mode  at   no  lo ad  c onditi on.  Ther e   is  no  c urre nt  s upply  to   the  c oil  wi nding   of  e very  phase  a nd  the   mo to r   ro ta te at   200  rpm.  C oil  co nduct or  1,  2   a nd  a nd  L 1 L 2   an L 3   re pres ent  the   sta tor   c oils,  wh il R 1 R 2   an R 3 are  co rr es po nd i ng   a rmat ure  resist ance  of  the  mo t or.  Th value  of   e ve ry   resist ance  i desig nated  t be  a   la rg value  i order   t c omp ute  the  E M F Wh il the  valu of   i nducta nc L 1   is  set   to  be   const ant.  T hus,  t he  EMF  ca be  de fine by  us in E quat ion  ( 1.0)  bel ow  as  re ferrin to   the   BLAC  m odel   simpli fies  e qu i valent   ci rcu it   as  in   F igure  4. ( b).  W her eas   V   is  te rmin al   phase  vo lt age ,   s ymbo li ze  of  the  ph a se  c urren t,   L 1   is   Armat ur e  self - inducta n ce ,   e   is EM F a nd  R 1   is  phase  resist an ce.     =  1 + 1   +                    [v]   (1)       R 1 R 2 R 3 L 1 L 2 L 3 C o i l   c o n d u c t o r   1 C o i l   c o n d u c t o r   2 C o i l   c o n d u c t o r   3 i V R 1 L 1 e i   (a)   (b)     Figure  4. Exte r nal circ uit co nnect ion f or BE M F c omp utati on   (a)   Exter nal circ uit connecti on  (b)Th e   eq uiv al e nt  circuit o BL AC m odel       Harmo nic  anal ys is  is  the  pro cess  of   cal c ulate   the  mag nitu des  an f unda mental   phases  at   hig orde r   harmo nics  of  t he  per i od ic   wa veform.   Us ually,  t he  FFT   is  use t e xpress   the  per io dic  functi on.   FFT   is  no n - per i od ic   f unct i on  f   (t)   i ti m domain   tra nsfo rm   to   funct ion  of  F (s)  w hich   is   co rr es pondin to   fr e quenc domain.   F or  E M F   ha rm onic   of  BL AC  m ot or,  t he  mo t or  with  fr act i on al   slot   num ber  hav e   a   hi gh  c on te nt   harmo nic   in   ai ga distri bu ti on  [ 25].  T he  E M of  BL AC  mo to a nd  to r que  ca be  e xpr essed  as   in  Eq uation   (2.0).  W her eas   h   is  t he  harmo nic  co mpo nen t ω   is   the  fun da mental   f re qu e ncy  in  ra dians  per  seco nd,  a nd  θ   i s   the  phase  an gl in  rad ia ns   f or  correspo nd i ng  har m onic   com pone nts.  W he r eas,  e a   is  EMF   for  phase  a th λ is  the  h arm onic   c oeffici ent  of  th BLAC  mo t or  flu li nk a ges   per  pole   phase,   θ a   is  a ngular   posit ion  of  t he  r otor.  In  orde t e valuate  t he  c orrelat ions  E MF  ha rm onic s,   aff ect   th to rque  rip ples,  th total   ha rm onic is   cal culat ed  us i ng  Eq uatio ( 3.0).   He re,  the  k   is  an  intege wh ic re fer t har m onic ord er  ( k = 2,3,4)  a nd  V k   the am plit ud e   of  k th   orde r ha r monics  wh il V 1   is t he fu nda mental  fre qu e nc c ompone nt.     = 2 = 1  (  + )                    [v]   (2)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 11 , N o.   4 D ecembe 2020   :   2203     2211   2208   3.2   T rans ie n t or que  an d  torqu e rippl e s p ar am eters   Transi ent  t orq ue  a nal ys is  i BLAC   m otor   is  occ ur s   wh i le   the   m otor  r unning   at   c on sta nt  s pee d.   Thro ugh  this   simulat ion,  t he  a moun ts   of  to rque  we re  pro duced  at   ce rtai sp e ed   of   r otati on  with  t he  l oa d.  I this  a nalysis,   t he  mo t or  is  dri ven  with  t he  t hr ee - phase   sin us oi dal  c urre nt  an r otate at   200  r pm.  T e xecu t e   this,  t he  mode is  c oupled   t the   e xtern al   c ircuit   as   in   Fi gure   ( a)   bel ow  as   i a ,   i b   an d   i c   re pr e sent   current   so urces T he  s ys te will   fee with  the   sin usoidal  c urre nt  so urce  base on  the   E qu at io in  ( 4.0 ).   T hro ugh  t he  Eq uation  ( 4.0),   I max  is  ma xim um  al lo wab le   c urren t   ap plied   to  the   phase   wi nd i ngs,  w hile  c oil  co nduct or  1,  2,   3   and   i nducto L a L b an L c   r epr ese nts  the  c oil  windin gs mean wh il R a ,   R b R act as  the  phase  resis ta nce .   The  sc 1 a nd  sc 2   represe nt  as   pe rma ne nt  mag net.  T he  s olid  c onduct or   is  co nnect ed  with  la rg e   s eries  resist ance o f   R 4,   R and   R 6 T he   ci rcu it   re pr e s ents  an   ed dy  c urr ent  i the p e rma nen t mag ne and  the p at te rn s   of  the  pe rma ne nt  mag net  a re  e nfor ce with   the  ze ro  total   current   co ns tr ai nts.  T hus,  t he   transie nt  to r qu e   o f   BLAC  can  be  cal culat ed  usi ng  E qu at io (5. 0).  I E qu at i on  (5.0),  T is  transient  to r qu e e a e and   e c is   i nduce vo lt age  p e r p ha se,  i a , i b , i c   is  per p hase c urre nt and  ω is m echan ic al  s pee d.     =  .  ( t + )   =  .  ( t 2 3 )   =  .  ( t 2 3 )                    [ A]   (4)       wh e re  I max is  m aximum  c urre nt  pe ph a se,  ω m   is  mecha ni cal   sp ee an α   is  the  c ontr ol   ang le   betwee ph ase   current c orres pondin t the  phase  of E M F.   The n,       = 2    [r a d/s]     = 60 (  2 )   [H z ]     = + +   [Nm]   (5)       R a R b R c L a L b L c C o i l   c o n d u c t o r   a C o i l   c o n d u c t o r   b C o i l   c o n d u c t o r   c s c 1 s c 2 R 4 R 5 R 6 i a i b i c     Figure  5. Exte r nal circ uit  co nnect ion f or co nst ant sp ee a na lysis       4.   ANALY SIS  O E MF  H A R MO NICS  AND  TO RQUE  RIPPLES   This  sect io exp la ine on   t he   resu lt   of  E M prof il an al ys is,  E M ha rm on ic   a naly sis,  transie nt   tor qu e   a nd  to r qu e   rip ples .   Fi gure   (a)  s hows   the   E M F   a nalysis   of   th re di f fe ren t   slot - pole num ber.   It   s hows  that  the  EMF   prof il es   of  the  three  dif fe ren co nfi gura ti on are  nearl the  same.  The  18  slot  20  pole s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       An alysis o E MF ch aract eri sti cs for to r que  rip ple reduct i on in BLAC   m oto r   … ( N ur fa eza A bdulla h)   2209   config ur at io ns  ha ve  highe bac k - E M a 133.4  c ompa red  the  ot her   t wo  co nfi gurati ons.  Eve the   permane nt ma gn et   volum e a nd NI is sa me,   the E M value  for   9s / 8p is sti ll  the low e st re su lt  at 6 6.2 9 V.   Figure   (b)  s hows   FF a na lysis  on  E MF  for  e ach   m od el   BLAC   m otor.   Th first   num be of   harmo nic  f or   t hr ee  sl ot - pole s   is  the  fund a m ental   of   harmo nics.  T he  hi ghest   har m onic EMF   is  at   2 nd   numb e r   happe ned  at   18s/2 0p  BL AC   m oto r B ut  duri ng  3 rd   ha r monic  numb e r the   har m oni E M F   is  sta r ti ng   t decr ease T he  tren li ne  of  t he  ha rm onic   num ber   for  th re models  is  sa me  f or   18s/2 0p  an 12s/1 0p.  The  increasin val ue   of  EMF  harmo nics  c har act erist ic   ha pp e ne at   seco nd  nu mb e of  har m onic a nd  sta rt   r edu ce   wh il thir num ber   of   harmo nic.  W hile  for  9s / 8p   t he   value  of   ha rm on ic   sta rt  t inc rease  aft er  10 th     harmo nic  num ber.    Figure   (c )   s hows   the   tra nsi ent  to rque   an al ys is.  The   ma ximum  t orq ue   f or  1 8s/ 20p,  12 s/ 10p  a nd   9s /8 is   94. Nm,  77. N m   an 44. Nm,  res pecti vely Fr om  t he  resu l t,  the  t orq ue  ri pp le s   f or  12s/ 10p  is   higher  possibl du t the   hi gh   c oggi ng  to rque  a nd  co ntr ol  an gle  of   t he   phase  c urren t.   Othe tha t ha t,  to   reduce t he  to r que  rip ples   the  c on t ro l a ngle α   is p os sibl c ha ng e t im pro ve  the tra ns ie nt torq ue.     Figure   (d)   s hows   the   F FT   an al ys is   of   tr ansient   to rque   f or  dif fer e nt  slot - pole   of   BLAC  m oto r .   Ba sed  on  t he  grap h,   t he  9s/ 8p   has  highest  ha rm on ic   at   13 th   numb e of   harmo nic.  F or   12s /8p   th ha rm onic   is   high  at   3 rd   a nd   9 th   num be of   harmo nics.  T he  oth er   18s/2 0p   has  l owest   value  of  ha rm on ic .   Table  belo w   sh ows  the t orq ue  ri pple s r es ul t of  t he  th ree  m od el s . In orde r t in dicat e the  low  t he  to rque  rip ple and  vibr at ion   issue, th e E M F  h arm onic s v al ue  has  t be  lo w.  F rom the ta ble, it shows  th at , th e total  h ar monic of   EMF  u sin FFT  a nal ys is  f or  18s/ 20p  is  0.286%   small   com par e the   oth e t wo  m od el s.  A t he  res ult,  the   18s/2 0p  has  lowe to r qu e   ri pp le s   co mp a re th oth e tw m odel s.  Th us,  it   can   be  c oncl ud e t hat  the   EMF  harmo ni cs  can   be  in dicat or to   determi ne  the  low to rque  rip pl e in model  and eli minate   vibrat ion s  issue .       - 2 0 0 - 1 0 0 0 1 0 0 2 0 0 E M F ,   e     [ V ] 1 8 s / 2 0 p 9 s / 8 p 1 2 s / 1 0 p 0 1 8 3 6 5 4 7 2 R o t o r   p o s i t i o n ,     [ D e g ] 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 F F T   o f   E M F , e   [ V ] H a r m o n i c   N u m b e r 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5   1 8 s / 2 0 p   1 2 s / 1 0 p   9 s / 8 p     (a)   (b)   0 3 0 6 0 9 0 1 2 0 T r a n s i e n t   t o r q u e ,     T e   [ N . m ] 0 1 8 3 6 5 4 7 2 R o t o r   p o s i t i o n ,   [ D e g ] 1 8 s / 2 0 p 1 2 s / 1 0 p 9 s / 8 p 0 2 0 4 0 6 0 8 0 F F T   o f   T r a n s i e n t   t o r q u e   ,   T e   [ N . m ] H a r m o n i c   N u m b e r 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 9 s / 8 p 1 2 s / 1 0 p 1 8 s / 2 0 p   (c)   (d)   Figure  6. To r que  rip ple an al ysi s   (a)   EMF  c har a ct erist ic (b )  E MF FFT  a nalysis (c) tra ns ie nt  t orqu e  (d)  tra ns ie nt  to rque  FFT a nalysis     Table  3.  T orq ue  r ip ples  resu lt   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 11 , N o.   4 D ecembe 2020   :   2203     2211   2210   Model   Units   9s/8p   12s/10p   18s/20p   FF of  Tra nsi en Torqu e   [N.m ]   6. 2   14. 4   0. 2   Maxim um   Torq ue,   T max   [N.m ]   50. 05   88. 77   96. 87   Minim um Torqu e,   T min   [N.m ]   40. 84   39. 13   91. 89   Tot al ha r monics  EMF    [x%]   0. 48   0. 443   0. 286   Torque   r ippl es   [x%]   0. 18   0. 56   0. 051       5.   CONCL US I O N   The  th ree  m odel with   desi gn   pa rameters   of   oute dia mete r,   ro t or   bore  diamet er   a nd   pe rma nen t   mag net  volu m ha s uccess f ully  sim ulate for  E M F   co mputat ion   us i ng  F EA  a nalysis T he  m odel   is  a na lyzed   to  ev al uate  the   ha rm on ic   on  EMF.  It  s hows   that  18 s/ 20p  has  0.0 lo wes tor qu e   ri pp le s.  T he  E MF  c on ta in   higher   harmo ni f or  12 s/ 10p  model  at   3 rd   ha rm on ic   num be r.  I co nclu s io n,  the   E M F   ha rm on ic   cha ract erist ic  amo ng   dif fer e nt  slot - po le   numb e va riat ions  aff ect the  t orq ue  rip ples  char act e risti fo BL AC  mo t or.   For   furthe w ork t he  re su lt   will   be  us ed   to  st udy  the  l os ses  and  ther mal  a nalysis  for  sim il ar  ap plica ti on As  a   con c l us io n, thi s r esea rch s hows  e ff ect  sl ot - po le   num ber to wards  EMF  ha rm on ic   for H V LS f a a ppli cat ion .       ACKN OWLE DGME NT    The  a uthor w ou l li ke  t t hank  M i nistry  of  E du cat i on  M al a ys ia Universit Tek nika M al aysia   M el aka  (UTe M f or   pro vi din t he  re s earch  gr a nt s   Glua r/SU R I AG R ANT/ 2017/FK ECER I A/I00 020,   PJP/2 017/F KE /HI 12 /S 0153 7,  G LU AR/PP RN/2 017/F KE - CER I A/G 0005  a nd   Jur na l/ 20 19/F KE/Q 00016.  Anothe r   sp eci a wis is   to   ac knowle dge   the   c on t rib ution  fro Alta ir  E ngin eerin Sdn.   B hd  f or  pr ov i ding   the  Flux 2 s oft w are  pack a ge  t o si mu la te  the  m od el .         REFERE NCE S   [1]   K.  Xia ,   J.   Lu ,   B .   Dong,   and   C.   Bi,   “Ana lysis  of   ac oust ic  noise  f rom  e le c tromag net i torqu r ipp le   for   brushless   DC m otor,” in  2 016  Asia - Pa ci f ic Magne t ic R e cording  Conf ere nce,  A PMR C   2016 ,   2016,   vol .   6 ,   pp .   7 8.   [2]   Zul kar n ai n ,   N .   F.,  Ibra hi m,  T.  and  Ro ml i e,  M.   F.   ‘Design   and   opt im i za t ion   of   per ma n ent  m ag net  machin e   for  ce i li ng  f an’ ,   Int e rnational   Conf ere nce on  In te l li g e nt  and  Adv an ce d   Syste ms ,   ICIAS   2016 ,   pp .   2 7.   [3]   N.  Abdull ah,  R.   N.  Firdaus,   S.   F ari na ,   M .   Z.  Ais hah,  F.   Azha r ,   a nd  K.   A.   Kari m ,   “De sign   of   dou ble  stat or   slot te rotor  for   la rg e ceili ng  fan   applicat ion,   in   IET  Con fe renc e Publ i cations ,   2018,   vol .   2018,   pp .   7 ,   [4]   Li u,   C.   ‘Dev el o pme nt  of   brushless  DC  mot or  with  low  cogg i ng  torque   for  c ei li ng   fan ,   2009   Inte rnationa l   Confe renc on   P ower  Elec troni cs  and  Dr iv e   Syst e ms   (PE DS) ,   200 9,   pp .   778 782 .   [5]   Kim,   K.S. ,   Le e ,   C. M.,   Hw ang ,   G . Y.,   and  Hw ang ,   S.M.,   Ef fect  of t he  Number   of  Poles on  th Acou stic   Noise  fro m   BLDC  Motors.  J ournal  of  M ec ha nic al   Scienc an Technol og y ,   2 011,   25(2) ,   pp .   2 73 277.   [6]   K.  Xia,   Z.   Li ,   J.   Lu,   B .   Dong,  a nd  C.   Bi,   “Ac ou stic   noise  of  bru shless  DC  mot ors  induc ed  by  elec tro ma gne ti c   torque   r ippl e ,   J .   Powe Elec tron. 2017 ,   vol .   17 ,   n o.   4 ,   pp .   963 97 1.   [7]   Saxena ,   A.   and   Ferna ndes,   B.   G.  ‘Noise   and   cog ging  torqu r edu ct ion   in   brushles DC  ceili ng   fan ’,   in   2015   18th   Inte rnational   Co nfe renc on   Elec tric al   Mac hin es  and  Syste ms ,   IC EMS  2015 .   pp.   1 334 1338.   [8]   N.  Shah,   N.   Sat haye ,   A.   Phadk e,  and   V.  Letsc her t,  Eff i ci en c im prov ement  opportuni ties  fo c ei l ing  f ans,   Ene rgy  Ef f ic. ,   20 14,   vol .   8 ,   no .   1 ,   pp.   37 50 .   [9]   Bobba,   D . ,   Li,   Y.,   and  Sar li ogl u,   B . ,   2015.   Har moni c   Analysis  of  Low  St at or   Slot  and  Ro tor  P ole   Co mbi na ti on   FS P M Mac hine  Topol ogy  for   Hi gh  Speed.  IE EE  Tr ansacti on  on  Magne tics , 1 - 4(J uly).   [10]   Mohamm ed ,   O. A.,  Ieee,  F. ,   Li u ,   S.,  I ee e,  M. ,   Abed,  N. ,   and   Mem ber ,   S.   Eff ect  of   Inc rea sing   Pol Number   on   the   Harm onic  Cont ent   of   Air - Gap   Flux  Density   Wa vef or ms  in   El e ct ri Ma chi n es.   IE EE  South east  Con,   2004.   Proce ed ings. pp.   4 6.   [11]   Zhu,   Z. Q. ,   and  How e,   D.  Inf luence   of   Design  P ara m et ers  on   Co ggin Torqu in   Perma n ent   Ma gnet   Ma chi nes .   IEE E   Tr ansacti o ns on  Ene rg Co nve rs ion ,   2000 .   15(4),   pp .   407 4 12.   [12]   J.  Hur  an B .   W.  Kim,  “Ro tor   shape   design   o an   interior   PM   type  BLDC  mot or  for   i mpro ving  m ec h ani c al  vibra ti on   and  E MI  cha r ac t eri st i cs ,”   Journal   of   El e ct rica Engi n ee ring  an Te ch nology ,   2010.   V ol.  5,   no.   3,   pp .   462 467.   [13]   T.  Srisiriwann and  M.   Konghir un,   “A  study   of   cogg ing  torque  red u ct ion   me th ods  in   brushless  DC  mot or ,   i n   2012  9th  Int ern at ion al   Conf erence   on  Elec tr ical  Eng ineeri ng/ El e ct roni cs,   Co mput er ,   T el e co mm unicati o ns  a nd  Inform ation  T echnology,   ECT I - CON   2012,   201 2,   pp .   1 4   [14]   Sun,  T . ,   and   Hong,  J . P.  Eff e ct  of   Pole   and   Sl ot  Comb ination   on   Noise   and   Vibra ti on   in   Pe rma nen Ma gnet   Synchronous Motor.   I EEE  Tr ansacti on  on   Magn et i cs ,   2011 .   47 ,   pp.   1038 1041 .   [15]   Li ber t,  F.,  and   Soulard ,   J .   In vesti gation   on  Pole - Slot  Co mb ina ti ons   for   Per ma nen t - Magne t   Mac h ine wi th   Conce ntr at ed   W i ndings.   Int ernational  Conf ere nce on  E lectric a M achi nes  (IC EM) ,   2004.   pp.   5 8.   [16]   Jeon,   K.   et  al .   ‘Nume rical  Sha pe  Design  Ch a r ac t eri sti cs  of  T orque   Ripp le   R educ t ion  for  Int eri or  Per ma n ent  Magne t   Synchr onous  Motor’,   9th  I ET  In te rna ti onal   Conf ere n ce  on   Computat ion  in   Elec trom agnet i cs  (C EM  2014) ,   pp .   2 3.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       An alysis o E MF ch aract eri sti cs for to r que  rip ple reduct i on in BLAC   m oto r   … ( N ur fa eza A bdulla h)   2211   [17]   Wa shington ,   J.G . ,   Atkinson,   G.J. ,   B ake r ,   N.J. ,   Re duct ion   of  Cogg ing  Torqu an d   EMF  Harm onic s   in   Modulated   Pole  Mac h ine s.   I EE E   Tr ansacti o ns on  Ene rg Co nve rs ion.   2016 .   31,   759 768 .     [18]   H.  M.   Kim ,   Y.   J.   Kim ,   and   S.   Y.   Jung,   “T orq ue  r ippl e   and   b ac k   EMF  h armonic   red u ct ion   of  IPM SM   with   asymm etric al sta tor  design ,   201 7,   doi 10 . 1109/I CEMS . 2017. 805 6477.   [19]   Upadha yay,  P.   a nd  Rajagopa l,  K.  R .   Torque  rip ple   r eduction   using  m agne t   pol e   shaping   in   a   surfac e   moun te d   Perma nen Mag net   BLDC  motor’,  in   Proceed ings  of  2013  In te rnational   Con fe renc on  Re n ewabl Ene rgy   Re search  and   A ppli cations,  IC R ER A   2013 ,   pp.   5 16 521.     [20]   Gebre ger gis ,   A.,  and  Sebastian,   T. ,   2012.   Har m onic   Cont ent in   Induc ed  EMF  and  Elec t ro ma g net i Torqu in   Mass   Produce Sinus oida PM   Brushless  Mac hi nes.   I EE E   En ergy   Conv ersion  Co ngress   and  Ex po siti on  ( ECCE ) 2012.   pp .   3040 3047.   [21]   C.   O ca k   and   A .   Dal cali,  “A   co mpa ra ti ve   ana ly sis  of   four - pol e   brushless   DC  mot ors  wi th   dif fer ent  slo t   and   winding  arr angeme nt   base d   on  T HD   val ues, ”  Int .   J.   Ene rgy   App l.  Technol . ,   vo l. 7,  no.   1 ,   pp .   7 12 ,   2020.   [22]   Hende rshot,   J.R . ,   and   Mill er,   T . J.E . ,   2010 .   Design  of  Brushles Pe rm anent - M agnet   Mac h ine s ,   Motor  Design  Books.  Magna   Phys ic   Publishing   Oxford   Univ ersit Press ,   201 0,   88 - 89 .   [23]   R.   Nor,  F.  R aj a ,   F.  Sulai m an,   S.   Riz uan ,   and  K .   A.  Kari m ,   “De si gn  of  Hollow - Rotor  Brushless  DC  Motor, ”  In t.   J.  Powe r E le c tron. Dr iv Syst . ,   vol .   7,   no .   2 ,   pp .   387 397,   2016 .   [24]   S.  Farina,  R.   N.  Firdaus,   M.  S.   Ahmad,  A.  Jidin ,   and  T .   Sutikno ,   “W ind ing  Arran gem en of  Ne Type   Hollow   Rotor  BLDC  M otor,   Int .   J. P o wer  Elec tron .   Dr iv e   Syst . ,   vol. 9,  no.   3 ,   pp .   933 9 46,   2018 .   [25]   Chen,  A.,  Nilsse n,   R . ,   and   Nys vee n,   A. ,   2008 .   Harm onic  Analy sis  and  Co mpa ri son  of  th B ac k   EMFs   of  Fou r   Perma nen Mag net   Mac h ine   w it Diffe r ent   W indi ng  Arrangement s.  Proceedi ngs  of  the   11t Inte rnational   Confe renc on   E le c tric al   Mac h in es  and  Syst ems, ICEMS   2008 ,   pp .   3043 3048 .       BIOGR AP HI ES OF  A UTH ORS         Nurfae za h   Abdu ll ah   was   born   in   Kual a   Lum pur .   She   had   r ecei v ed  B . Eng .   in   Pow er  E lectr oni cs  and  Driv es  in   2 012  and   M.Sc .   El e ct ri ca l   Engi n ee ring   a Univ er siti   Te knik al  M al aysi Me la k a.   Curre ntl y ,   she   is   pursu ing  h er  Ph at  Univer sit Te knik al   M al ays ia   Me la k a.  Her  r ese arc h   in te r est  inc lud es  the fi eld i machine de s ign,   pho tovol t aic   sys te m and  pow er  e lectr oni cs.         Raj a   Nor  Firdau Raj a   Othm an  was  born  on  02   May  1982  at   Pa rit   Bun ta r ,   Per a k,   Mal aysia.  He   rec e ive d   B. Eng . ,   M.Sc.  and  Ph.D   in  El e ct ri cal  Po wer  Engi n ee r ing   from  Univ ersit i   Putra  Mal aysia   in  2006 ,   2009   a nd  2013,   r espe c t ive ly .   H is  cur r ent ly   associ ate   p rofe ss or  at  Fa culty  of   El e ct ri cal   Engi ne eri ng,   U nive rsiti  T ekni k al   Ma la ysi M el ak a.  His  rese arc intere st   in cl udes  appl i ed  ma gne ti cs,   e le c tr ic a m ac h ine s,   m agne t ic   sensor   a nd  drive s.       Kasrul  Abdul  Kari r ecei ved   th M.Sc.   f rom  U nive rsity  of   Bra dford  and  Ph.D.  degr ee fro th Univer sity  of   Notti ngha m,  UK ,   in   2003  and   2011,   re spec t ive ly .   He   is  cur ren tl associate   prof essor  at   Fa cul ty   of  E le c tri c al  Engi n e eri ng,   Univer si ti  Te kn ika l   Mal a ysia  Mel aka,  D uria Tungga l ,   Mala ysia .   His  r e sea rch   in te rests   i ncl ude   el e ct ri cal   m ac hin e   design ,   power   e lectr oni cs,   and   e le c tric   vehi c le .     Li S eng   T at   st art ed   the  c areer  as  CAE  eng ine e r   for  au tom ot ive   i ndustry.   He  is  n ow  working  as  sale d ire c tor   of   Altair   Engi n ee r ing  in   cha rge   of   Mal aysia  &   Phi li ppine s . Heha d   c onduct ed   mor tha 100   of   wor kshops ,   training technology   eve nts   ac ross   A SEAN   reg io n;   with  cov ere d   th e   topi cs  ac ross   d i ffe ren t   industr ies   including   automoti ve ,   a ero spac e ,   ma nuf actur ing,  elec troni cs,   appl i anc e ,   def en se,   etc.  Now ,   he  is  cur ren t ly  foc u sing  on  business  deve lop me nt   fo both  Mala ysi and  Phili p pine s.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.