I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   7 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 6 ,   p p .   781 ~ 78 9   I SS N:  2088 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s .   v 7 . i3 . p p 7 8 1 - 789          781       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JP E DS   Reduction  of Cog g ing  To rque by A da pting Bi fur ca te d St a tor  Slo ts and M ini m i z a tion o H a r m o n ics a nd To rque  Ri pple in   Brus hless  DC   M o tor       M .   Arun N o y a l D o s s ,   K .   M o ha nra j ,   V.   K a ly a na s un da ra m ,   K .   K a rt hi k   De p a rtme n o f   EE E,   S R M   Un iv e r sity ,   Ch e n n a i,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   1 2 ,   2 0 1 5   R ev i s ed   Mar   2 1 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   A p r   22 ,   2 0 1 6       T h is  p a p e p ro p o se a n   im p ro v e d   m e th o d o lo g y   to   m in i m ize   th e   c o g g in g   to rq u e ,   h a rm o n ics   a n d   to r q u e   rip p les   i n   Bru s h les DC  (BL DC)  m o to r.     T h e   c o g g in g   to rq u e   is  re d u c e d   b y   d e sig n in g   th e   BL DC  m o to w it h   b if u rc a ted   a c ti v e   su rfa c e   a r e a   u sin g   F in it e   El e m e n A n a l y sis  (F EA ).   T h e   h a rm o n ics     a n d   t o rq u e   ri p p le   is  m in im i z e d   u sin g   P a n d   F u z z y   c o n tr o ll e rs.     T h e se   c o n tro ll e rs  a re   a n a ly z e d   to   b ri n g   o u a n   o p t im a l   so lu t io n .     T h e   e ff e c ti v e n e ss   a n d   f lex ib il it y   o f   th e   in d iv id u a tec h n iq u e o f   p ro p o se d   c o n tro m e th o d   is  v e rif ie d   th ro u g h   sim u latio n [ M a tl a b   S im u li n k ] .     T h e   e x p e ri m e n tal  re su lt   is  sh o wn   o n ly   f o f u z z y   c o n tro b e c a u se   f u z z y   is   b e tt e c o m p a rin g   th e   p e rf o rm a n c e   o f   P I   c o n tr o ll e rs.   K ey w o r d :   B r u s h le s s   D C   ( B L D C )   m o to r   C o g g in g   to r q u e   Fu zz y   co n tr o ller   Stato r   cu r r en t to r q u e   r ip p le   Co p y rig h ©   201 6   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   M.   A r u n   No y a l D o s s ,     Dep ar te m en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g i n ee r in g ,   SR U n i v er s it y ,   C h en n ai,   T am il   Nad u ,   I n d ia .   E m ail:  ar u n n o y al @ g m a il.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   B r u s h le s s   DC   Mo to r s   ( B L DC M)   is   w id el y   u s ed   in   au to m at ed   in d u s tr ial  ap p licatio n s   li k C o m p u ter   Nu m er ical  C o n tr o ( C N C )   m a ch in er y ,   ae r o s p ac ap p licatio n s   an d   i n   t h f ield   o f   r o b o tics .   T h m ain   p r o b lem   th at  o cc u r s   in   B r u s h les s   DC   Mo to r s   ( B L DC M)   is   C o g g i n g   to r q u e   an d   T o r q u r ip p les.  C o g g i n g   to r q u is   ca u s ed   d u e   to   t h i n ter ac tio n   b et w ee n   t h p er m an e n m a g n et  a n d   s ta to r   s lo o f   t h m a ch in e.   T h co g g in g   to r q u is   m iti g ated   b y   b i f u r ca ted   ac tiv s u r f ac ar ea .   C o g g i n g   to r q u ca n   b d eter m i n ed   an al y ticall y   as  w ell   as   b y   Fi n ite   ele m e n m et h o d s .   T h d y n a m ic s   o f   th i s   m o to r   s h o u ld   b s m o o t h   f o r   m a n y   in d u s tr ial     an d   au to m ated   ap p licatio n s   a n d   f r ee   f r o m   u n w a n ted   i n ter f er en ce .   B u d u to   h i g h   s p ee d   s w itc h in g   c ir cu it s   u s ed   i n   t h co m m u ta tio n   cir c u its ,   th e   B L D C   m o to r   cu r r en t   c o n tai n s   h ar m o n ics   co m p o n e n a n d   t h is   ca u s es   h ig h   elec tr o m ag n etic  in ter f er e n ce   p r o b lem s .   No r m all y   to r q u r ip p le  in   B L D C   m o to r   is   ca u s ed   b y   t w o   f ac to r s   v iz.   1 )   m o to r   d esig n   a n d   2 )   Po w er   in v er ter   s u p p l y .   T h p r o p o s ed   w o r k   i s   b ased   o n   cu r r en co n tr o m e th o d   wh ic h   u tili ze s   P I   co n tr o ller   a n d   f u zz y   lo g ic  co n tr o ller   in   s en s o r ed   B r u s h le s s   DC   m o to r .   T h Hall  E f f ec t   s en s o r   is   u s ed   h er to   d etec th p o s itio n   o f   th r o to r .   Var io u s   tech n iq u e s   h a v b ee n   ad o p ted   to   r e d u ce   co g g i n g   to r q u s u ch   as  m a g n et  p o le  d esig n ,   s k e w i n g ,   a n d   d u m m y   s lo t s   [ 1 ]   an d   [ 6 ] .   T h e   C A o f   r ad ial  f lu x   s u r f ac m o u n ted   m a g n e ts   i s   e as y   to   f ab r icate   an d   w as  ap p li ed   s u cc es s f u ll y   [ 2 ] - [ 5 ] .   As y m m etr ic  m ag n et s   an d   s h i f ti n g   an g le s   w er ap p lied   ex p er i m e n tall y   to   r ed u ce   h ar m o n ics  o f   co g g in g   to r q u [ 3 ] . T h d if f er en k i n d   o f   m et h o d s   ca r r ied   o u to   m in i m ize  th e   co g g i n g   to r q u i n   B L DC   m o to r   is   p r esen ted   in   p r ev io u s   r esear c h   [ 7 ] .   T h h ar m o n ics  a n d   to r q u r ip p le  w as  r ed u ce d   w ith   v o ltag e   co n tr o m et h o d   u s i n g   L C   f ilt er   [ 8 ] .   T h to r q u r ip p le  is   m i n i m ized   u s in g   p wm   s w i tch in g   s c h e m p r esen te d   in   p ap er   [ 9 ] - [ 1 1 ] .   T o r q u r ip p le  is   m i n i m ized   u s i n g   n e u r o - f u zz y   co n tr o ller   in   [ 1 2 ] - [ 1 4 ] .   T h is   p ap er   [ 1 5 ]   d escr ib es  n e w   ap p r o ac h   to   an al y ze   t h s tato r   in ter n a f au lt   o f   a   b r u s h les s   d m o to r .   T h is   p ap er   p r esen ts   an   ap p r o ac h   f o r   m in i m iz i n g   to r q u r ip p le  i n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       R ed u ctio n   o f Co g g in g   To r q u b A d a p tin g   B ifu r ca ted   S ta to r   S lo ts   a n d     ( M.  A r u n   N o ya Do s s )   782   B r u s h le s s   d m o to r   d u to   p h ase  co m m u tatio n   u s i n g   f u zz y   co n tr o l.  I t   u s es  d o u b le  clo s ed   lo o p   w it h   cu r r en t   h y s ter esi s   an d   s p ee d   f u zz y   co n tr o l.       2.   CO G G I N G   T O RQ UE   R E D UCTI O B B I F URC AT E ACTI VE   S URF AC E   ARE A   T h co g g in g   to r q u o f   m o t o r   h as   b ee n   co n s id er ed   as  th s u m m atio n   o f   t h i n ter ac tio n s   o f   ea c h   ed g o f   th r o to r   P Ms  w it h   t h s tato r   s lo ts   [ 1 ] .   Hen ce ,   th r esu lt  o f   co g g in g   to r q u ca n   b r ed u ce d   o b v io u s l y   to   th s t u d y   o f   t h ese  i n ter ac tio n s .   T h co g g i n g   to r q u ca n   b ex p r ess ed   as                                                     ( 1 )     w h er T ck is   t h a m p lit u d o f   t h k th   h ar m o n ic  co m p o n en o f   th co g g i n g   to r q u e,   is   t h n u m b er   o f   s lo ts   a n d   k   i s   t h o r d er   o f   co g g in g   h a r m o n ics.   T h 3 0 - s lo t s ,   6 - p o le s   B L DC   m o to r   w i th   ce r tain   d i m en s io n s   [ 1 8 ]   is   co n s id er ed   as   th s p ec i f ied   m o to r   f o r   w h ich   t h co g g i n g   to r q u is   d eter m i n ed   an al y ti ca ll y .   B u t,  f o r   s o m e   s p ec ial  d esig n s   t h co g g i n g   t o r q u ca n   b d eter m i n ed   b y   FE  m et h o d   o n l y .   I n   th p r ese n w o r k   t h co g g i n g   to r q u is   d eter m in ed   an a l y t ic all y   an d   b y   FE A   f o r   th s p e cif i ed   m o to r .   T h to o th   s h ap e,   m e s h   d is tr ib u tio n     an d   f lu x   d en s it y   d is tr ib u tio n   o f   th m o to r   f o r   th b if u r ca te d   ac ti v s u r f ac ar ea   is   s h o wn   in   Fi g u r 1 .   T h e   co g g i n g   to r q u f o r   th s p ec if i ed   m ac h in i s   d eter m in ed   an a l y ticall y   u s i n g   Ma tlab .   T h an al y tical  ex p r e s s io n   f o r   th co g g in g   to r q u is   g i v e n   b elo w   [ 7 ] .     ) 2 s i n ( ) s i n ( 2 1 1 .. 3 , 2 , 1 1 0 ' X t k c t k k B A D L g T t k k c mg T in i c         ( 2 )     T h co g g in g   to r q u f o r   th s p ec if ied   m o to r   [ 2 ]   an d   [ 7 ]   is   d eter m i n ed   an al y tical l y   a n d     b y   FE an al y s is   a n d   b o th   r es u lt s   ar f o u n d   to   b v er y   clo s to     ea c h   o t h er   as  s h o w n   in   Fi g u r e   2 .   T h FE A   s o f t w ar e   to o Ma g Net  6 . 1 1   is   u s ed   f o r   s i m u lat io n . T h p r an d   p o s p r o ce s s in g   ca lcu lat io n   h a s   ca r r ied   o u b y   th th r ee   p h ase  ex citat io n   b y   1 2 0   d e g r ee   s q u ar w a v in v er ter . T h co g g i n g   to r q u co m p ar is o n   o f   th ex is tin g     an d   p r o p o s ed   m eth o d   o f   s tato r   s lo ts   ar s h o w n   in   T ab le   1.             ( a)   ( b )         ( c)     Fig u r 1 .   B if u r ca ted   m o d el  o f   B L DC   m o to r   ( a)   d esig n   v ie w   o f   co n v e n tio n al  an d   b if u r ca ted   s tato r   s lo t ,     ( b )   m es h   an al y s is   a n d   ( c)   f lu x   d en s it y   d i s tr ib u tio n -   ta n g en tia l     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 6   781 - 789   783   T ab le   1 .   C o m p ar is o n   o f   C o g g i n g   T o r q u e   Ty p e   o f   sl o t   C o g g i n g   T o r q u e     N m   C o n v e n t i o n a l   s t a t o r   sl o t   2 . 2   B i f u r c a t e d   st a t o r   sl o t   0 . 4 3                 Fig u r 2 .   C o g g in g   to r q u r esu lt f o r   n o r m al  s tato r   s lo t ( a)   an al y tical  a n d   ( b )   FEA   an al y s is .   C o g g in g   to r q u r esu lt  f o r   b if u r ca ted   s tato r   s lo t   ( c)   A n al y tical  a n d   ( d )   FEA   an al y s i s       3.   P RO P O SE CO NT RO L   SY ST E M     T h o v er all  b lo ck   d iag r a m   o f   th p la n n e d   s y s te m   i s   s h o w n   in   Fig u r 3   to   m in i m ize   h ar m o n ics     an d   to r q u r ip p le.   T h o p er ati o n   o f   t h s y s te m   is   a s   f o llo ws:   t h ar m at u r c u r r en i s   s e n s ed   th r o u g h   cu r r en s en s o r s   an d   co n v er ted   i n to   v o ltag s i g n a ls .   T h ese  s i g n als  ar th en   r ec ti f ied   an d   d co m p o n en t,  w i th   t h e   v alu e   o f   th ce ili n g   o f   t h c u r r en I dc   i s   o b tain ed   a s   s h o w n   i n   F ig u r e   4.   T h is   d s ig n al  is   co m p ar ed   w it h   d esire d   r ef er en ce   s i g n al   I ref ,   a n d   f r o m   t h is   co m p ar is o n   t h er r o r   s ig n al   I err   i s   o b tain ed .   T h is   er r o r   s ig n al  is   p ass ed   th r o u g h   co n tr o ller   ( PI   o r   f u zz y )   to   g e n er ate  t h P W M   p u ls es  as  s h o w n   i F ig u r 4   f o r   all  th e   s w itc h es o f   t h t h r ee   p h ase  i n v er ter ,   w h ic h   ar s eq u en tiall y   ac tiv ated   b y   t h s h af t p o s itio n   s en s o r .     3 . 1 .   P I   Co ntr o ller   T h p r o p o r tio n al in te g r al  ( P I )   co n tr o ller   em p lo y ed ,   co n tai n s   f ee d b ac k   s ig n al  d er iv ed   f r o m   th e   ar m atu r e   cu r r en t.  T h e   c u r r en co n tr o ller   b lo ck   alo n g   w it h   P I   co n tr o ller   is   s h o w n   i n   Fi g u r e   4 .   T h g ai n   o f   th e   P I   c o n tr o ller   w ill  b in itialize d   u s in g   w ell  k n o w n   co n v e n t io n al  m et h o d ,   b u th g ai n   d ep en d s   o n   th B L D C   m o to r   esti m a ted   m o d el  at  r ated   o p er atin g   co n d itio n s .   T h o u tp u o f   th is   P I   co n tr o ller   co m p r is e s   th e   m o d u latio n   i n d ex   MI ,   a n d   d ep en d in g   o n   i ts   v al u e,   t h g ate - f ir in g   a n g les  f o r   t h i n v e r ter   s w itch   ( 1 - 6)   i s   d ec id ed .     3 . 2 .   F uzzy   Co ntr o ller   Fu zz y   lo g ic  co n tr o h a s   b ee n   f o u n d   to   b e x ce lle n t   in   d ea lin g   w i th   i m p r ec i s a n d   n o n - lin e ar   s y s te m .   Fu zz y   lo g ic  co n tr o is   ea s y   to   i m p le m en a n d   it  d o es  n o n ee d   an y   m a th e m atic al  m o d el  o f   th co n tr o s y s te m .   T h is   is   ac h iev ed   b y   co n v er tin g   th li n g u i s tic  co n tr o s tr ate g y   o f   h u m a n   ex p er ien ce   a n d   k n o w led g in to   an   au to m at ic  co n tr o s tr ate g y .   I n i tiall y   Fu zz y   lo g ic  co n tr o ller   is   d ev elo p ed   u s i n g   Ma tlab   F u zz y   lo g ic  to o lb o x   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       R ed u ctio n   o f Co g g in g   To r q u b A d a p tin g   B ifu r ca ted   S ta to r   S lo ts   a n d     ( M.  A r u n   N o ya Do s s )   784   an d   th en   i n s er ted   in   Si m u li n k   m o d el.   T h c u r r en co n tr o ller   b lo ck   w it h   f u zz y   co n tr o ller   is   s h o w n   i n   Fi g u r 5 .   Her th in p u a n d   o u tp u f o r   th f u zz y   lo g ic  co n tr o s y s te m   ar er r o r   ( e) ,   ch an g in   er r o r   ( ce )   an d   cu r r en v alu e.   Fo r   t h ese  in p u a n d   o u tp u v al u es   s e v en   m e m b er s h ip   f u n c tio n s   ar cr ea ted .   T h m o s i m p o r tan t   p ar am eter s   o f   Fu zz y   lo g ic  ar s ca lin g   f ac to r s .   T h in p u s c alin g   f ac to r s   af f ec t h F L C   s en s it iv i t y   w h ile   th e   o u tp u s ca lin g   f ac to r s   a f f ec t h s y s te m   s tab ilit y .   T h r u les   ar w r itte n   i n   f u zz y   ed ito r   b lo ck   in   m atlab   to o l   u s i n g   th f o ll o w in g   r u le  b ase  T ab le  2 .           Fig u r 3 .   B asic b lo ck   d iag r a m           Fig u r 4 .   C u r r en t c o n tr o ller   b lo ck   w ith   P I   co n tr o ller         Fig u r 5 .   C u r r en t c o n tr o ller   b lo ck   w ith   f u zz y   co n tr o ller       T ab le   2.   Fu zz y   R u le  B ase   CE \ E   NB   NM   NS   ZE   PS   PM   PB   NB   NB   NB   NB   NM   NS   NS   ZE   NM   NB   NM   NM   NM   NS   ZE   PS   NS   NB   NM   NS   NS   ZE   PS   PM   ZE   NB   NM   NS   ZE   PS   PM   PB   PS   NM   NS   ZE   PS   PS   PM   PB   PM   NS   ZE   PS   PM   PM   PM   PB   PB   ZE   PS   PS   PM   PB   PB   PB       4.   SI M UL AT I O R E S UL T S   T h p h ase   c u r r en w a v e f o r m   an d   b ac k   e m f   w av e f o r m   w i th   PI   co n tr o ller   is   s h o w n   in   F ig u r e   6 .   T h p h ase  cu r r en f o r   P I   co n tr o ller   is   1 0 A   f o r   s p ee d   o f   4 0 0 0   r p m   a n d   th to r q u r ip p le  o u tp u is   s h o w n   in   F ig u r e   7 .   T h T o q u r ip p le  w a v ef o r m   f o r   th B L D C   m o to r   w it h   P I   co n tr o ller   is   s h o w n   in   F ig u r e   8.   T h p h ase   cu r r en w a v ef o r m   a n d   b ac k   e m f   w av e f o r m   w i th   F u zz y   co n t r o ller   is   s h o w n   i n   Fi g u r 8 I h as  b ee n   f o u n d   th at   th o u tp u ts   o f   th B L D C   m o to r   w it h   F u zz y   co n tr o ller   a r ex ce lle n w h en   co m p ar ed   w ith   P I   co n tr o ller   o u tp u ts .   T h p h ase  c u r r en f o r   P I   co n tr o ller   is   7 A   f o r   s p ee d   o f   4 0 0 0   r p m .   T h T o q u r ip p l w a v e f o r m   f o r   t h B L DC   m o to r   w i th   F u z z y   co n t r o ller   is   s h o w n   Fig u r 9 .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 6   781 - 789   785     ( a)     ( b )          Fig u r 6 .   ( a)   P h ase  cu r r en t a n d   ( b )   Stato r   b ac k   E MF   o f   B L DC   m o to r   w it h   PI   co n tr o ller .           Fig u r 7 .   T o r q u r ip p le   w av e f o r m   o f   B L D C   m o to r   w it h   PI   c o n tr o ller         ( a)     ( b )     Fig u r 8 .   ( a)   P h ase  cu r r en t a n d   ( b )   Stato r   b ac k   E MF   o f   B L DC   w it h   F u zz y   co n tr o ller         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       R ed u ctio n   o f Co g g in g   To r q u b A d a p tin g   B ifu r ca ted   S ta to r   S lo ts   a n d     ( M.  A r u n   N o ya Do s s )   786       Fig u r 9 .   T o r q u r ip p le   w av e f o r m   o f   B L D C   m o to r   w it h   Fu z z y   co n tr o ller       4 . 1 .   T H a nd   T o rq ue  Ripp le  Ca lcula t io n   T o r q u r ip p le  is   d ef in ed   as  p er io d ic  in cr ea s an d   d ec r ea s in   o u tp u to r q u e.   T h f o r m u la  f o r   f in d i n g   th to r q u r ip p le  is   t h p er ce n tag e   o f   th d i f f er en ce   b et w e en   t h m ax i m u m   to r q u a n d   t h m i n i m u m   to r q u e   co m p ar ed   to   th av er a g to r q u e.   T h Fig u r e s 1 0   ( a)   a n d   ( b )   s h o w s   t h F FT   an al y s i s   o f   t h e   P h ase  cu r r en w it h   PI   co n tr o ller   an d   f u zz y   co n tr o ller .   R ed u ctio n   i n   T HD  r es u lts   i n   t h s m o o t h n ess   i n   ar m a tu r c u r r en t,  w h ic h   i m p r o v es  th co m m u tatio n   e f f ec o f   th B L D C   m o to r .   T h p er f o r m a n ce   co m p ar i s o n   o f   P I   an d   f u z z y   co n tr o ller   is   s h o w n   i n   T ab le   3.         ( a)     ( b )     Fig u r 10 .   T HD  w av e f o r m   f o r   p h ase  cu r r en f o r   ( a)   P I   c o n tr o ller   an d   ( b )   Fu zz y   co n tr o ller       Fig u r 11   s h o w s   t h s p ee d   r esp o n s o f   t h P I   an d   f u zz y   co n tr o ller .   T h s p ee d   r esp o n s f o r   PI   co n tr o ller   is   n o t settl in g   an d   i n   f u zz y   co n tr o ller   th s p ee d   r an g is   u p   to   4 0 0 0   r p m .         ( a)     ( b )     Fig u r 11.   Sp ee d   r esp o n s o f   B L DC   m o to r   u s i n g   ( a)   P I   c o n tr o ller   an d   ( b )   Fu zz y   co n tr o ller     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 6   781 - 789   787   4 . 2 .   E x peri m e nta l R esu lt s   T h ex p er i m en tal  r es u lt  i s   s h o w n   o n l y   f o r   f u zz y   co n tr o b ec au s f u zz y   i s   b etter   co m p ar in g   t h e   s i m u lat io n   r es u lt s   o f   P I   co n tr o ller s .   Fu zz y   lo g ic  is   d ev elo p ed   in   T MS3 2 0 C 6 7 1 3   to   co n tr o th B r u s h le s s   D C   m o to r .   T h m o to r   ca p ac it y   i s   1 HP .   T h p o s itio n   o f   th B L DC   m o to r   is   d etec ted   b y   t h Hall  E f f ec s e n s o r .   T h o p e r atio n   o f   m o to r   is   v er y   q u iet  an d   s m o o th ,   b o th   s i m u latio n   a n d   ex p er i m e n tal  s et - u p   h av p r o v i d ed   g o o d   d y n a m ic  p er f o r m a n ce   o f   th f u zz y   lo g ic  co n tr o ller   s y s t e m .   T h s p ee d   o f   t h B L DC   m o to r   is   d etec ted   b y   Hall - s en s o r   I C s   ac cu r atel y   i n s tead   o f   th u s u al,   ex p en s i v an d   co m p licated   en co d er   s y s te m Fig u r 1 2   s h o w s   th ex p er i m en tal  r es u lt  f o r   p h ase  c u r r en W av e f o r m s   o f   t h B L D C   m o to r   v ia  d ig ita o s cillo s co p w it h   s y n ch r o n izatio n   o f   s p ec tr u m   a n al y ze r ,   w h en   th r o to r   s p ee d   is   4 0 0 0   r p m .   T h p h ase  d if f er en ce   b et w ee n   I a,   I b   an d   I is   ap p r o x im ate l y   1 2 0   d eg r ee   an d   th v al u o f   t h cu r r en m ag n it u d f o r   I a,   I a n d   I is   ab o u 7 A   T h ex p er i m en tal  s p ee d   r esp o n s o f   B L DC   m o to r   at  4 0 0 0 r p m   is   s h o w n   in   Fi g u r 1 3 .   T h ese  r esu lts   o f   p h a s e   cu r r en a n d   s p ee d   j u s tify   th at   th e x p er i m e n tal   an d   s i m u la ti o n   r es u lt  ar v er y   clo s to   ea ch   o t h er .   Hen ce   it  i s   p r o v en   th at  t h t o r q u r ip p le  an d   h ar m o n ics al s o   g et  m i n i m i ze d   th cu r r en t i s   g etti n g   co n tr o lled .           Fig u r 1 2 .   P h ase  cu r r en w av e f o r m   b ased   o n   s p ee d   at  4 0 0 0   r p m         T ab le  3 .   P er f o r m a n ce   co m p ar i s o n   o f   C o n tr o ller   Ty p e   o f   C o n t r o l l e r   P e r c e n t a g e   A mo u n t   o f   T o r q u e   r i p p l e   r e d u c e d   PI   8 3 . 3 %   F u z z y   2 9 . 7 %                                 Fig u r 1 3 E x p er im e n tal  Sp ee d   R esp o n s o f   B L DC   m o to r   r u n n i n g   at  4 0 0 0   r p m       5.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   h as  p r o p o s ed   m i n i m izatio n   o f   co g g i n g   to r q u u s i n g   B if u r ca ted   m o d el,   th h ar m o n ics     an d   to r q u r ip p les  th at  h a v b ee n   r ed u ce d   u s i n g   d i f f er en t   t y p o f   co n tr o ller s   w it h   t h e   cu r r en co n tr o lled   m et h o d .   T h ar m at u r cu r r en t,  b ac k - e m f   a n d   co g g i n g   to r q u ar d is cu s s ed .   T h h ar m o n ics  co n te n o f   t h e   p h ase  c u r r en f o r   B L D C   m o t o r   is   an a l y ze d   a n d   t h a m o u n o f   to r q u r ip p les a n d   t h T HD  is   al s o   ca lc u lated .   T h r esu lt  p air ed   w it h   Ma tla b /s i m u l in k   is   g o o d   s i m u lat io n   to o f o r   m o d eli n g   a n d   an al y zin g   P I   an d   f u zz y   lo g ic  co n tr o lled   b r u s h les s   D C   m o to r   d r iv e s .   B esid es,  th e   r esu lt s   o f   f u zz y   co n tr o ller   ar v er y   g o o d   ag r ee m e n t   co m p ar to   P I   c o n tr o ller .   Fro m   th co m p ar is o n   o f   b o th   r esu lts   it  is   e v id en t h at  th h ar m o n ics  co m p o n e n ts   at   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       R ed u ctio n   o f Co g g in g   To r q u b A d a p tin g   B ifu r ca ted   S ta to r   S lo ts   a n d     ( M.  A r u n   N o ya Do s s )   788   th s w i tch i n g   f r eq u e n c y ,   m u lt ip les  o f   s w itc h i n g   f r eq u e n c y   an d   also   th to r q u r ip p les  ar g r ea tl y   r ed u ce d   i n   f u zz y   co n tr o ller .   T h ex p er im en tal  r es u lt s   a r v er y   clo s e l y   m atc h i n g   w it h   t h s i m u lat ed   r esu lt s   i n   F u zz y   co n tr o ller .         RE F E R E NC E S   [1 ]   M o h a m m a d   S   Isla m ,   S a y e e d   M ir,   a n d   T o m y   S e b a stian Iss u e in   Re d u c in g   t h e   Co g g in g   T o rq u e   o f   M a ss - P ro d u c e d   P e rm a n e n t - M a g n e Bru sh les s DC   M o t o r” ,   IEE T ra n s.  I n d .   Ap p li c a t .,   v o l.   4 0 ,   p p .   8 1 3 - 8 2 0 ,   M a y / Ju n e   2 0 0 4 .   [2 ]   P a ra g   R.   Up a d h y a y   a n d   K.R.   Ra jag o p a l,   F A n a ly sis  a n d   CAD   o f   Ra d ial - F lu x   S u rf a c e   M o u n ted   P e rm a n e n t   M a g n e Bru sh les s DC M o to rs” ,   I EE T ra n s.  M a g n .,   v o l.   4 1 ,   p p .   3 9 5 2   3 9 5 4 ,   S e p t . /Oc t.   2 0 0 5 .   [3 ]   Ra ja  No F ir d a u Ra ja  Ot h m a n ,   F a rin a   S u laim a n ,   S u h a iri   Rizu a n ,   De sig n   o f   H o ll o w - Ro to r   Bru s h l e ss   DC  M o t o r” ,   In ter n a t io n a J o u rn a o P o we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms ,     v o 7 .   N o 2 .   M a rc h   2 0 1 6 .   [4 ]   Ja fa M o sta f a p o u r,   M u r taz a   F a rs a d i,   A li   Ba d ri,   Eb ra h im   O g a b v o ,   Im p ro v e d   Ro to S p e e d   Bru sh les DC  M o to r   u sin g   F u z z y   Co n tro ll e r” ,   In d o n e sia n   J o u rn a o El e c trica En g i n e e rin g   a n d   I n f o rm a ti c s ,     V o l .   4 ,   N o .   1 ,   p p .   78 - 8 8 ,   M a rc h   2 0 1 6 .   [5 ]   D.  L in ,   S .   L .   Ho ,   a n d   F u   W . N,  A n a l y ti c a P re d ictio n   o f   Co g g in g   T o rq u e   i n   S u rf a c e - M o u n ted   P e r m a n e n t - M a g n e M o to rs” ,   IEE T ra n s.   M a g n .,   v o l .   4 5 ,   p p .   3 2 9 6 3 3 0 2 ,   S e p t. /Oc t.   2 0 0 9 .   [6 ]   K y u - Yu n   Hw a n g ,   S a n g - Bo n g   Rh e e ,   B y o u n g - Yu ll   Ya n g ,   a n d   By u n g - Il  Kw o n ,   Ro to r   P o le  De sig n   in   S p o k e - Ty p e   Bru sh les DC  M o to b y   R e sp o n se   S u rf a c e   M e th o d ,   IEE T ra n s.  M a g n .,   v o l.   4 3 ,   No .   4   p p .   1 8 3 3 1 8 3 6 ,   A p ril .   2 0 0 7 .   [7 ]   Mo h a m m e d   Riz w a n   a n d   A ru n   No y a Do ss   M ,   Re d u c ti o n   o f   Co g g in g   T o rq u e   in   P M BL DC  M o to   W it h   Re d u c e d   S tato T o o t h   W id th   a n d   Bif u rc a ted   S u rf a c e   A re a   Us in g   F in it e   El e m e n A n a l y sis Fi rs in ter n a t io n a c o n fer e n c e   o n   El e c trica En e rg y   S y s tem s ( ICEE S ) ,   P a g e :   1 2 8     1 3 2 ,   Ja n - 2 0 1 1 .   [8 ]   A.   A lb e rt   Ra jan   a n d   Dr.   S.   V a s a n th a ra th n a .   Ha rm o n ics   a n d   T o rq u e   Rip p le  M i n im iza ti o n   u sin g   L - f il ter  f o Bru sh les s DC m o to rs” .   In ter n a ti o n a J o u rn a o Rec e n T re n d s i n   E n g i n e e rin g ,   Vo 2 ,   N o .   5 ,   No v e m b e 2 0 0 9 .   [9 ]   W a e l A . S a lah ,   Da h a m a n Ish a k ,   K h a lee a n d   J.  Ha m m a d i P W M   s w it c h in g   stra teg y   f o to rq u e   ri p p l e   m in im iz a ti o n   in   b ld c   m o to r” ,   J o u rn a o e lec trica e n g i n e e rin g ,   v o l.   6 2 ,   n o .   3 ,   2 0 1 1 ,   1 4 1 1 4 6 .   [1 0 ]   J.   Ka rth ik e y a n   a n d   Dr.   R.   Dh a n a se k a ra n .   S i m u latio n   a n d   im p lem e n tatio n   o f   c u rre n c o n tr o o f   b l d c   m o to b a se d   o n   a   c o m m o n   d c   sig n a l”.  In ter n a ti o n a J o u rn a o f   En g i n e e rin g   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,    Vo l.   2 ( 6 ),   2 0 1 0 ,   1 6 3 2 - 1 6 3 .   [1 1 ]   S o u m a h Ya y a   a n d   W a n g   Ho n g h u a Res e a rc h   o n   re d u c ti o n   o f   c o mm u ta ti o n   to r q u e   ri p p le   in   b r u sh les d c   mo to r   d riv e b a se d   o n   fu zz y   lo g ic  c o n tr o l ,   In ter n a ti o n a Co n f e re n c e   o n   Co m p u tatio n a I n telli g e n c e   a n d   S e c u rit y ,   v o 1 ,   p a g e   2 4 0 - 2 4 3 ,   De c - 2 0 0 9 .   [1 2 ]   T o le  S u ti k n o ,   Ni k   Ru m z Nik   Id ris,   A u z a n Jid in ,   Hig h - S p e e d   Co m p u tatio n   u sin g   F P G f o Ex c e ll e n P e rf o rm a n c e   o Dire c t   T o rq u e   C o n tr o o f   In d u c ti o n   M a c h in e s” .   T EL KOM NIKA ,   V o l.   1 4 ,     No .   1 ,   p p   1 - 3 ,   1 M a rc h   2 0 1 6 .   [1 3 ]   L e e   a n d   Jo n g - Ba e   Y ,   a   L o w   c o st  sp e e d   c o n tro sy ste m   o f   Bru sh les d c   m o to u sin g   F u z z y   lo g ic ,   In fo rm a ti o n De c isio n   a n d   C o n tr o l ,   p a g e   4 3 3 - 4 3 7 ,   1 9 9 9 .   [1 4 ]   K.  S rin iv a sa n ,   S .   V ij a y a n ,   S .   P a r a m a siv a m ,   K.  S u n d a ra m o o rth i,   P o w e Qu a li ty   A n a l y sis  o f   V ien n a   Re c ti f ier  f o BL DC  m o to Driv e   A p p li c a ti o n .   In ter n a ti o n a J o u r n a o Po we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m s ,   v o 7 .   No   1 ,   p p   7 - 1 6 ,   M a rc h   2 0 1 6 .   [1 5 ]   L u ís  O. A . P .   He n ri q u e s,  L u ís  G .   Ro li m   B,   W a lt e I.   S u e m it su ,   P a u lo   J.   Bra n c o .   a n d   Jo a q u im   A .   De n te    T o rq u e   Rip p le  M in im iza ti o n   i n   a   S w it c h e d   Re lu c tan c e   Driv e   b y   N e u ro - f u z z y   Co m p e n sa ti o n IE EE   T ra n sa c ti o n   M a g n e ti c s ,   v o l.   3 6 ,   p a g e   3 5 9 2 - 3 5 9 4 ,   S e p   2 0 0 0 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       M.   Ar u n   No y a Do s wa b o r n   i n   I n d ia  in   1 9 8 2 .   He   re c e iv e d   h is  B. E   d e g re e   in   e lec tri c a e n g in e e rin g   f ro m   M a d ra Un iv e rsity   in   2 0 0 4 ,   a n d   t h e   M . d e g r e e   in   P o w e El e c tro n ics   a n d   Driv e f ro m   A n n a   Un iv e rsit y   in   2 0 0 6   a n d   P h i n   e lec tri c a e n g in e e rin g   f ro m   S RM   Un iv e rsit y   in   2 0 1 4   a n d   c u rre n tl y   w o rk in g   a s   a ss istan p ro f e ss o in   S RM   Un iv e rsity .   His   a re a   o f   in tere st  in c lu d e P o w e El e c tro n ics   a n d   S p e c ial  M a c h in e s.         K.   M o h a n r a j   w a b o rn   in   In d ia      in   19 78 .   He   re c e iv e d   h is  B. d e g re e   in   e lec tri c a e n g in e e rin g   f ro m   M a d ra Un iv e rsit y   in   1999 ,   a n d   t h e   M . d e g re e   in   P o w e El e c tro n ics   a n d   Driv e f ro m   A n n a   Un iv e rsit y   in   2 0 0 4   a n d   P h in   e lec tri c a e n g in e e rin g   f ro m   S RM   Un iv e rsity   in   2 0 1 5   a n d   c u rre n tl y   w o rk in g   a a ss istan p ro f e ss o in   S RM   Un iv e rsity .   His  a re a   o f   in tere st  in c lu d e P o w e El e c tro n ics   a n d   S p e c ial  M a c h in e s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 6   781 - 789   789     V.   K a ly a n a s u n d a r a m   wa b o rn   in   In d ia      in   1 9 8 2 .   He   re c e iv e d   h is  B. d e g re e   in   e lec tri c a l   e n g in e e rin g   f ro m   A n n a m a lai   Un iv e rsit y   in   2 0 0 3 ,   a n d   t h e   M . d e g re e   in   P o w e S y ste m   f ro m   A n n a m a lai   Un iv e rsit y   in   2 0 0 5   a n d   c u rre n tl y   p e rsu in g   h is   P h i n   e lec tri c a e n g in e e rin g   f ro m   S RM   Un iv e rsity   a n d   w o rk in g   a a ss istan p ro f e ss o in   S RM   U n iv e rsity .   His  a r e a   o f   in tere st   in c lu d e P o w e El e c tro n ics   a n d   P o w e S y ste m   o p e ra ti o n   a n d   c o n t r o l         K.   K a r th i k   re c e iv e d   h is  B. d e g re e   in   El e c tri c a a n d   E lec tro n ics   En g in e e rin g   f ro m   A n n a   Un iv e rsit y   in   2 0 1 2   a n d   h e   is  c u rre n tl y   p u rsu in g   M . T e c h   in   P o w e El e c tro n ics   a n d   Driv e s at S RM   Un iv e rsit y .   His  a re a o f   in tere sts  in c lu d e   El e c tri c a m a c h in e s,  P o w e El e c tro n ics   a n d   Driv e a n d   h is  c u rre n re se a rc h   w o rk   is  in   d e sig n in g   P o w e F a c to c o rre c ti o n   c o n v e rter  f o BL DC   m o to r   d riv e .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.