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.   8 ,   No .   3 Sep tem b er   201 7 ,   p p .   1 1 0 9 ~ 1 1 1 6   I SS N:  2088 - 8 694 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v 8 i 3 . pp 1 1 0 9 - 1116           1109       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   Desig n and  I m ple m en tatio n of  BLDC M o tor w ith    Integ ra ted  Driv Circuit         J o o n Sun g   P a rk Ki - Do ek   L ee   Ko re a   El e c tro n ics   T e c h n o l o g y   In ti tu te ,   K o re a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Mar   28 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J un   6 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   J u l   3 ,   2 0 1 7       T h e   tren d   in   th e   m o to r   a p p li c a ti o n is  to   re d u c e   w e i g h a n d   v o lu m e   b y   in c re a sin g   th e   e ff i c ien c y .   Be c a u se   o f   th e   a d v a n tag e   o f   h ig h   e ff icie n c y   a n d   h ig h   d e n si ty ,   in tere st  in   b ru s h les DC  m o to rs  a n d   d riv e is  in c re a sin g .   Un li k e   DC  m o to rs,  th e   b r u sh les DC  (BL DC)  m o to rs  re q u ire  in v e rter  c ircu it   a n d   p o siti o n   d e tec to r.   In   th is  p a p e r,   w e   d e a w it h   th e   o p ti m iza ti o n   o f   th e   BL D C   m o to r,   th e   i n v e rter,  a n d   th e   p o si ti o n   d e tec to r.   T h e   i n v e rter  is  o p ti m ize d   to   b e   m o u n ted   o n   t h e   BL DC  m o to r.   T h is  p a p e d e a ls  p rim a ril y   w it h   th e   d e sig n   a n d   im p le m e n t a ti o n   a sp e c ts  o f   th e   B L DC  m o to a n d   th e   i n teg ra ted   d r iv e   c ircu it .   Ex p e rime n tal  re su lt f o th e   p r o t o ty p e   o f   th e   BL DC  m o to w it h   in teg ra ted   d irv e   c ircu it   in   th e   la b o ra t o ry   a re   p re se n ted   t o   v a li d a te t h e   f e a sib il it y .   K ey w o r d :   B r u s h le s s   D C   ( B L D C )   m o to r   I n teg r ated   d r iv c ir cu i t   I n v er ter   Mo to r   d r iv e   P u ls w id th   m o d u latio n   ( P W M)   Co p y rig h ©   201 7   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 :   Ki - Do e k   L ee ,     I n telli g en t M ec h atr o n ic s   R e s e ar ch   C en ter ,   Ko r ea   E lectr o n ics T ec h n o lo g y   I n s tit u te,   203 - 2 0 1   B /D  # 3 8 8 ,   So n g n ae d ae - r o ,   W o n m i - g u ,   B u ch eo n - s i,   G y eo n g g i - d o ,   Ko r ea ,   1 4 5 0 2 .   E m ail:  k d lee@ k eti. r e. k r       1.   I NT RO D UCT I O N   B ec au s e   o f   t h g r o w i n g   i n te r est  in   g lo b al  en v ir o n m en tal   p r o tectio n   an d   d ep letio n   o f   p etr o leu m   r eso u r ce s ,   th er is   g r o w in g   co n ce r n   i n   en er g y   e f f icie n c y .   U n d er   th ese  s itu a tio n s ,   t h m ec h an ica p ar ts   in   t h e   in d u s tr y   ar b ein g   r ep lace d   b y   elec tr o n ic  m eth o d s .   Fo r   t h d r iv i n g   s y s te m ,   DC   m o to r   an d   b r u s h le s s   d c   ( B L DC )   m o to r   ar w id el y   u s ed .   DC   m o to r   h as  e v er   b ee n   ap p lied   in   v ar io u s   in d u s tr ial  a p p licatio n s   b ec au s e   th eir   co n tr o ls   an d   c h ar ac ter is tics   ar s i m p le.   I n   an   in d u s tr ial  p o in o f   v ie w ,   DC   m o to r   is   m o r e   u s ed   t h an   o th er s   at  s m all  m o to r .   Ho w e v er ,   DC   m o to r   s y s te m s   h a v lo w   e f f icie n c y ,   lo w   r eliab ilit y ,   b u lk y   co n s tr u ctio n ,   an d   n ee d   o f   m ai n te n an ce   [ 1 ] , [ 2 ] .   T h o s f ea t u r es   ar u n s u i tab le  f o r   d o w n s izi n g   tr en d .   I n   r ec en y ea r s ,   t h e   B L DC   m o to r   is   r ec eiv in g   m o r in ter est  f o r   m o s i n d u s tr ial   ap p licatio n s ,   b ec au s o f   th eli m i n atio n   o f   th e   b r u s h   a n d   co m m u tato r ,   w h i ch   r ed u ce s   au d ib le  n o is a n d   r ad io - f r eq u en c y   in ter f er en c e   ( R FI)   p r o b lem s .   Mo r eo v er ,   th B L DC   m o to r   h as  n u m b er   o f   ad v a n ta g es  s u ch   as  h ig h   e f f icien c y ,   h ig h   p o w er   f ac to r ,   an d   lo w   m ai n ten a n ce   co s t   [ 1 ] - [ 5 ] .   T h m o to r   ef f icien c y   s h o u ld   b in cr ea s ed   an d   t h m o to r   s iz s h o u ld   b m ad co m p ac t.    On   t h b asis   o f   th e   tech n o lo g ical  g r o w t h   o f   p o w er   elec tr o n ics  an d   elec tr ic  m a ch in e s ,   t h tr e n d   in   th i n d u s tr ial  ap p licatio n s   i s   to   r ep lace   co n v en tio n al  DC   m o to r   w i th   t h B L DC   m o to r T h is   p ap er   d ea ls   p r im ar il y   w it h   t h d esi g n   an d   i m p le m en tatio n   a s p ec ts   o f   t h B L DC   m o to r   a n d   th e   in teg r ated   d r iv cir cu it   w h ic h   ar e   co n s i s ted   w it h   th e   B L D C   m o to r ,   th e   i n v er ter ,   an d   t h e   p o s itio n   d etec to r .   Fo r   th e   d esig n   o f   th e   B L DC   m o to r ,   th is   s t u d y   p r ese n ts   a n al y tic  ap p r o ac h   f o r   th d esig n   o f   t h B L DC   m o to r .   A n d   th d esig n   o f   t h in te g r ated   d r iv s y s te m   w it h   t h p o s itio n   d etec to r   is   p r esen t ed .   E x p er im e n tal  r es u lt s   f o r   t h p r o to ty p o f   t h B L DC   m o to r   w i th   i n te g r ated   d ir v cir cu it  i n   th lab o r ato r y   ar p r esen ted   to   v alid ate  t h f ea s ib ilit y   o f   t h e   p r o p o s ed   in teg r ated   B L D C   m o to r   s y s te m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   3 Sep te m b er   201 7   :   1 1 0 9     1 1 1 6   1110   2.   E Q UIVA L E NT   M AG N E T I CIRCU I T   M O DE L   Gen er all y ,   w h e n   th n u m b er   o f   p o les  is   in cr ea s ed ,   th i r o n   lo s s   an d   in d u ce d   to r q u e   ar also   in cr ea s ed   i n   th co n s ta n o u tp u co n d itio n .   T h p o le  an d   s lo n u m b er   a f f ec t s   w i n d i n g   f ac t o r   an d   th w i n d in g   f ac to r   is   r elate d   to   to r q u co n s tan t.   T h er ef o r e,   p o le/s lo r ati o   s h o u ld   b d eter m in ed   b y   co n s id er in g   w i n d in g   f ac to r ,   m a n u f ac tu r i n g   ca p ab ilit ies,  a n d   ir o n   lo s s   [ 6 ] .   B y   co n s id er i n g   th e s p o in t s ,   t h p o le/s lo r atio   i s   d eter m in ed   as   1 2 /9 .   T h B L DC   m o to r   w i th   1 2   p o le/9   s lo h as  d o u b le  la y er ed   co n ce n tr ate d   w i n d in g   a n d   h ig h   en er g y   p er m a n e n m a g n e i n   r o to r   co r e.   T h f u n d a m en tal  o b j ec o f   m o to r   d esig n   p r o ce s s   is   to   d eter m i n t h e   b ac k - e m f s   o f   th B L DC   m o to r .   T h er ef o r e,   air   g ap   f lu x   d en s it y   ca lcu latio n   is   r eq u ir ed   in   t h f ir s s tep .   I n   th is   s tu d y ,   t h m a g n et ic  cir c u it  m o d el  is   u s ed   to   co m p u te  d es ig n   p ar am eter s   a n d   f in ite  ele m e n an al y s is   i s   ap p lied   to   co n f ir m   th r es u lt s   an d   e x e cu te  s p ec i f ic  d esi g n .   F ig u r e   1   s h o w s   t h m ag n etic  cir c u it  o f   th B L D C   m o to r .   I n   Fig u r e   2 ,   th m a g n etic  f l u x   ca n   b ex p r ess ed   as     r m g r r g r m m R R K R K R R 1 1 2 2 2                                                                ( 1 )     w h er m R   an d   g R ar m a g n et  a n d   a ir   g ap   r elu cta n ce   r esp ec ti v el y ,   r    is   f l u x   s o u r ce ,   an d   r K   is   r el u ctan ce   f ac to r   w h ic h   in cr ea s es a ir   g ap   r elu ctan ce   s li g h t l y   to   co m p e n s ate  f o r   th m is s in g   s tee l r elu ct an ce   [ 7 ].                                                                      Fig u r 1 .   Mo to r   s tr u ctu r an d   f l u x   p at h   Fi g u r e           Fig u r 2 .   Si m p li f ied   m a g n etic  cir cu it       T h air   g ap   f lu x   ca n   b w r i tte n     as     r g m m r r l l g A l gA K K K 1                                                                             ( 2 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694       Desig n   a n d   I m p leme n ta tio n   o f B LDC   Mo to r   w ith   I n teg r a ted   Dri ve   C i r cu it ( Jo o n   S u n g   P a r k)   1111   w h er l K   is   th f lu x   lea k ag f ac to r .   C o n s id er in g   t h f l u x   li n k ag w av e f o r m   w h ic h   v ar ies  f r o m   m a x i m u m   p o s itiv v a lu   to   m a x i m u m   n eg at iv v al u ,   b ac k - e m f   o v e r   h alf   a n   elec tr ic  c y cle  i s   g i v e n   b y     m e g m e e K a N p d d dt d E 2                                                              ( 3 )     w h er   is   f l u x   lin k a g an d   p   is   n u m b er   o f   p o le  p air s ,   N   is   th n u m b er   o f   co n d u c to r s   p er   p h ase,   an d   a   is   th n u m b er   o f   p ar allel  p at h s .   U s in g   t h w i n d i n g   co e f f icien t w K ,   th b ac k - e m f   co n s t an e K   ca n   b e     ex p r ess ed   as     a K pN K w g e 2                                                                                                   ( 4 )     T h w id th   o f   tee th   b o d y   an d   s t ato r   y o k ar d eter m i n ed   b y   ( 5 )   an d   ( 6 )   [ 6 ].     t st s g ro tb B K N B R w 2                                                                                        ( 5 )     sy st m g ro sy B K N B R w                                                                                     ( 6 )     w h er ro R st K s N m N t B ,   an d   sy B   ar r o to r   r ad iu s ,   s tac k i n g   f ac to r ,   n u m b er   o f   s lo an d   p o le,   f lu x   d en s it y   o f   teeth   a n d   s tato r   y o k e,   r esp ec tiv el y .   2 f in i te  ele m en s i m u latio n s   ar u s ed   to   co n f ir m   elec tr o m a g n eti c   ch ar ac ter is tic s   o f   t h d esi g n ed   m o to r .   Fig u r e   3   s h o w s   m a g n etic  f l u x   d e n s it y   d is tr ib u tio n   a n d   f l u x   lin o f   th e   s i m u lated   m o d el  an d   Fi g u r e   4   s h o w s   t h b ac k - e m f   p r o p er ty   o f   d esi g n ed   m o to r   at  r o tatio n al  s p ee d   o f     1 , 0 0 0   r p m .                                     Fig u r 3 .   Ma g n etic  f l u x   d en s it y   d is tr ib u tio n   an d   f lu x   li n e           Fig u r 4 .   B ac k - E MF s   at  1 , 0 0 0 r p m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   3 Sep te m b er   201 7   :   1 1 0 9     1 1 1 6   1112   Fig u r e   5   s h o w s   s i m u lated   r es u lts   o n   t h a s s u m p tio n   th at   i n p u v o lta g o f   2 4   is   ap p lied   to   th e   m o to r .   Av er ag to r q u i s   ab o u 0 . 0 5   Nm   a n d   in p u c u r r en is   p r ed icted   as  ap p r o x i m atel y   1   A   at  r ated   co n d itio n .   Fro m   th o s r esu lt s ,   w co u ld   esti m ate  E MF  o r   to r q u co n s tan a n d   n o - l o ad   s p ee d .   B y   th e   d eter m in ed   p ar a m eter s   in cl u d in g   co il  r esis ta n ce     an d   ap p l ied   v o ltag e,   r ev o lu tio n   s p ee d   an d   in p u c u r r en t   ch ar ac ter is tic s   w it h   r e s p ec t o   lo ad in g   to r q u ar esti m a ted .   As  e x p ec ted ,   ed d y   cu r r en lo s s   w h ic h   i s   p r o p o r tio n al  to   t h s q u ar o f   f r eq u en c y   an d   f lu x   d en s it y   i s   d o m i n a n at  r ate  co n d itio n   o f   3 , 4 0 0   r p m .   T h d esig n   p ar a m eter s   o f   t h p r o p o s ed   m o to r   ar s h o w n   in   T ab le  1 ,   f in all y .                                                      ( a)   Sim u lati o n   r esu lt o f   to r q u                                   ( b )   Si m u la tio n   r es u lt o f   p h a s c u r r en ts     Fig u r 5 .   B ac k - E MF s   at  1 , 0 0 0 r p m       T ab le  1 .   B L DC   m o to r   s p ec if ic atio n s   I t e m   U n i t   V a l u e   M o t o r   t y p e   -   3 Φ, 1 2 p / 9 s   R a t e d   s p e e d   r p m   3 , 4 0 0   R a t e d   p o w e r   W   15   I n p u t   v o l t a g e   V   24   D i a me t e r   o f   st a t o r   c o r e   mm   34   D i a me t e r   o f   r o t o r   c o r e   mm   21       3.   DE S I G O F   I NT E G RA T E DRIV E   A   d is ad v an tag i n   t h D C   m o to r s   is   th eir   b r u s h   a n d   co m m u tato r   r eq u ir e m e n t.  T h b r u s h e s   ten d   to   ar c,   w h ich   g e n er ates   R FI.   T h m ec h an ical  ac tio n   o f   th e   b r u s h   s lid in g   alo n g   th e   co m m u t ato r   ca n   also   cr ea te   au d ib le  n o is t h at  m a y   b o b jectio n ab le  in   s o m ap p licatio n s .   T h b r u s h e s   in   s o m lo w   co s DC   m o to r s   m a y   also   n ee d   to   b r ep lace d   in   as  litt le  as  1 , 0 0 0 h   o f   o p er atio n .   T h co m m u tato r   an d   b r u s h   a s s e m b l y   ca n   f ail  i n   ca tast r o p h ic  m a n n er   u n d er   w o r s t - ca s co n d itio n s ,   s u c h   as  d u r in g   s talled   o r   l o ck ed   r o t o r .   W h en   elec tr o n ic   co n tr o ls   ar ad d ed   to   a   b r u s h   m o to r ,   it  is   s o m eti m e s   w o r th   u p g r ad i n g   to   b r u s h less   m o to r   f o r   in cr ea s ed   p er f o r m a n ce .   A   B L DC   m o to r   eli m i n ate s   th co m m u ta to r   an d   th b r u s h .   An d   t h B L DC   m o to r   o p er ates   in d ir ec tl y   f r o m   DC .   U n li k t h DC   m o to r ,   th er ar n o   m ec h an ica co m m u tatio n   eq u ip m en w h ich   ar t h b r u s h   a n d   co m m u tato r .   T h B L DC   m o to r   is   p o p u lar   f o r   i n d u s tr ial  ap p licatio n s   t h at  ca n n o to ler at b r u s h e s   an d   in   eq u ip m en t th at  r eq u ir e s   g o o d   s p ee d   co n tr o l p lu s   h ig h   ef f icien c y   [ 1 ] , [ 2 ] .   Fig u r e   6   s h o w s   t h t y p ical  i n v er ter   co n f i g u r atio n   a n d   s tato r   eq u iv ale n cir cu i t.  Gen er all y ,   B L DC   m o to r   is   w o u n d   in   th r ee - p h a s co n f ig u r atio n .   T h is   co n f i g u r atio n   co n n ec t s   en d   o f   ea ch   p h ase  to g et h er   to   m ak e   t h m o to r   n eu tr al  p o in t.  T h is   is   t h e n   d r iv e n   b y   an   in v e r ter   w it h   1 2 0 °  co m m u tatio n   m eth o d .   At  an y   s tep ,   o n l y   t w o   o f   t h t h r ee   p h ases   a r co n d u ctin g   c u r r en w h er c u r r en f lo w s   i n to   o n p h ase  a n d   th en   o u a n o th er .   Fo r   in s ta n ce ,   w h e n   p h ase  A   a n d   B   co n d u ct  cu r r en t,  p h ase  C   i s   f lo ati n g .   tr an s itio n   f r o m   o n s tep   to   an o th er   s tep   i s   ca lled   co m m u t atio n .   So ,   to tall y ,   th er ar e   s i x   s tep s   i n   o n elec tr ical  c y cle.   T h f ir s s tep   is   A B   ( p h ase   A   a n d   B   co n d u cti n g   c u r r en t) ,   t h en   to   AC ,   to   B C ,   to   B A ,   to   C A ,   to   C B   a n d   th e n   t h p a tter n   is   r ep ea ted .   Fo r   p r o d u cin g   m a x i m u m   to r q u e ,   th e   i n v er ter   s h o u ld   b co m m u tated   e v er y   6 0   elec tr ic al  d eg r ee s   s o   t h at  c u r r en t i s   in   p h ase  w it h   t h b ac k - e m f .   T h co n d u cti n g   in ter v al   f o r   ea ch   p h ase  i s   1 2 0   elec tr ical  d eg r ee s ,   o r   t w o   s tep s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694       Desig n   a n d   I m p leme n ta tio n   o f B LDC   Mo to r   w ith   I n teg r a ted   Dri ve   C i r cu it ( Jo o n   S u n g   P a r k)   1113               Fig u r 6 .   I n v er ter   co n f ig u r atio n   an d   s tato r   eq u i v ale n t c ir cu it       T h B L DC   m o to r   ca n   b r ep r esen ted   as     . ) ( ) ( ) ( e L d d i dt di L Ri i L dt d Ri v r s r r r s M r s                                      ( 7 )     Ho w e v er ,   th e   ter m   o f     r r r d dL i / ) (   is   ze r o   b ec au s th er is   n o   c h an g i n   in d u ctan c.   T h er ef o r e,   th m o t o r   ca n   b r ep r esen ted   as     cs bs as c b a s s s c b a c b a s e e e i i i dt d L L L i i i R R R V V V e i dt d L Ri v 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0                                                                    ( 8 )     w h er e   i a i b ,   a n d   i c   ar p h ase  c u r r en ts ,   a n d   V a V b ,   an d   V c   ar p h ase  v o ltag e s ,   r esp ec tiv el y .   T h elec tr o m a g n etic   to r q u is   ex p r ess ed   as   ) ( 1 c cs b bs a as r e i e i e i e T .                                                                                                                                         ( 9 )   w h er e,   J   is   in er tia,   T L   is   lo ad   to r q u e,   an d   B   is   th v i s co u s   d a m p in g   [ 8 ].   B y   co n s id er in g   th o p er atio n   o f   th B L D C   m o to r   w it h   s i x - s w itc h   i n v er ter   to p o lo g y   [ 1 ] , [ 2 ] ,   Fig u r e   s h o w s   b ac k - E MFs   an d   p h a s cu r r en ts ,   w h er t h r o to r   is   r o t atin g   i n   co u n ter   clo ck w is ( C C W )   d ir ec tio n   at  a   m   s p ee d .   T h is   e m f   w a v e f o r m   h as  f lat   p o r tio n ,   w h ic h   o cc u r s   f o r   at   least   1 2 0 °  d u r i n g   ea ch   h al f - c y cle.   T h e   a m p lit u d E   is   p r o p o r tio n al  to   th r o to r   s p ee d .   T h b ac k - e m f   co n s tan is   2 . 3 5   m V/r p m ,   an d   m ax i m u m   o p er atin g   s p ee d   is   6 , 0 0 0   r p m .   T h er ef o r e,   th a m p litu d E   is   1 4 . 1   at  6 , 0 0 0   r p m .   T h is   p o in is   i m p o r tan to   d esig n   t h m o to r   a n d   d r iv e.   T h o p er atin g   m in i m u m   i n p u v o lta g s h o u ld   b lar g er   th an   b ac k - e m f   at  t h e   m ax i m u m   s p ee d .   Ov er all  b lo ck - d ia g r a m   o f   t h B L DC   m o to r   d r iv is   s h o w n   in   Fi g u r e   8 .   T h PW elec tr o n ics   co n s is ts   o n   t h e   B L D C   m o to r ,   m o to r   d r iv a n d   t h m a g n etic  en co d er .   I n   t h B L D C   m o to r ,   th s w itc h i n g   lo g ic   o f   th m o to r   d r iv is   d eter m i n ed   b y   r o to r   p o s itio n .   I n   o r d e r   t o   d etec th r o to r   p o s itio n ,   h all  s en s o r s   ar u s ed .   T h m o to r   d r i v h as  b ee n   i m p le m en ted   o n   A 3 9 3 8   ( A lleg r o ) .   FDMC8 0 3 0   ( Fair ch ild )   is   u s ed   f o r   th p o w er   s w itc h .   Fo r   p r ec is p o s itio n   c o n tr o l,  th p o s itio n   s e n s o r   i s   n ee d ed   to   b m o r ac cu r ate  t h an   h all  s e n s o r s .   Fo r   th is   r ea s o n ,   th e   m ag n etic   en co d er   is   ap p lied .   T h m ag n e tic   en co d er   h as  b ee n   i m p le m en ted   o n   AS5 0 5 0   ( Au s tr ia  Mic r o   S y s te m s )   w h i ch   h as  1 0 - b it  r eso l u tio n .   E v e n   if   t h in te g r ated   s y s te m   is   ap p lied ,   th co s t   r ed u ctio n   i s   n o s ig n i f ica n t.  B ec au s t h er ar n o   d if f er e n ce   o f   m ai n   elec tr o n ic s .   Ho w e v er   t h v o lu m e   o f   in te g r a ted   s y s te m   ca n   b r ed u ce d   s ig n i f ica n tl y .   B e f o r in teg r at in g   s y s te m ,   t h len g t h   is   ap p r o x i m a tel y   7 0 [ m m ] .   B u t th i n te g r ated   s y s te m   i s   r ed u ce d   to   len g t h   o f   6 0 [ m m ]   b ec a u s o f   co m m o n   ca s e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   3 Sep te m b er   201 7   :   1 1 0 9     1 1 1 6   1114       Fig u r 7 .   W av ef o r m s   o f   B L D C   m to r           Fig u r 8 .   Ov er all  b lo ck - d ia g r a m   o f   B L DC   m o to r   d r iv e       4.   M E ASURM E NT   AND  VE R I F I CA T I O N   Sev er al  e x p er i m e n ts   h a v b ee n   p er f o r m ed .   Fi g u r e   9   s h o w s   f i n al  as s e m b l y   o f   t h e   m o to r   an d   d r iv e   s y s te m   a n d   Fig u r e   1 0   s h o w s   p h o to s   o f   th m o to r ,   th co n tr o ller   an d   th en co d er .   T h d r iv an d   en co d er   w er e   d esig n ed   in   t h f o r m   o f   r o u n d .   T h s p ec if icat io n s   o f   th d r iv an d   th e n co d er   ar s h o w n   in   T ab le  2 W av ef o r m s   o f   o u tp u v o lta g e   an d   c u r r en t   ar s h o w n   i n   Fi g u r e   1 1 ( a) .   T h m o to r   i s   o p er ated   w ell   b y   h al l   s en s o r   s ig n al.   Fi g u r e   1 1 ( b ) ,   ( c ) ,   an d   ( d )   s h o w s   o u tp u w av e f o r m s   w h ich   i s   ch a n g ed   b y   v el o cit y   o f   t h m o to r .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694       Desig n   a n d   I m p leme n ta tio n   o f B LDC   Mo to r   w ith   I n teg r a ted   Dri ve   C i r cu it ( Jo o n   S u n g   P a r k)   1115       Fig u r 9 A s s e m b l y   o f   m o to r   an d   d r iv s y s te m           Fig u r 1 0 .   P h o to s   o f   m o to r ,   co n tr o ller ,   an d   en co r d er                                                               ( a )                                                                                                                                                         ( b )                                                                     ( c )                                                                                                                                                           ( d )     Fig u r 11 W av ef o r m s   o f   m a n u f ac tu r m o to r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   3 Sep te m b er   201 7   :   1 1 0 9     1 1 1 6   1116   T ab le  2 Sp ec if icatio n s   o f   d r iv an d   en co r d er   I t e m   U n i t   V a l u e   M a x i m u m   o u p u t   W   1 9 . 6   M a x i m u m   e f f i c i e n c y   %   63   O u t p u t   d e n si t y   W / g   0 . 1 2   En c o d e r   r e so l u t i o n   ppr   4 , 0 9 6   D i a me t e r   o f   e n c o d e r   M m   35   D i a me t e r   o f   d r v e   mm   35   T h i c k n e ss o f   e n c o d e r   mm   11   T h i c k n e ss o f   d r i v e   mm   4       Fo r   th lo ad   test ,   th B L DC   m o to r   w it h   in te g r ated   th i n v er ter   s y s te m   i s   co n n ec ted   to   to r q u m ea s u r in g   s y s te m   a s   in   Fig u r e   12   ( a) .   Me asu r e m e n t e q u ip m e n ts   co n s is t o f   DC   p o w er   s u p p ly   to   s u p p l y   p o w er ,   d y n a m o m eter   f o r   o u tp u ch ar a cter is tics ,   p o w er m eter   f o r   m ea s u r i n g   p o w er ,   an d   co m p u ter   f o r   d is p lay   a n d   lo ad   co n tr o l.  Fig u r e   1 2   ( b )   s h o w s   o u tp u c h ar ac ter is t ics  o f   t h e   B L D C   m o to r .   A s   s h o w n   i n   Fi g u r e   1 2   ( b ) ,   n o   lo ad   s p ee d   is   ab o u t 5 , 4 0 0 [ r p m ]   an d   m ax i m u m   ef f icie n c y   is   6 3   [ %].                                                     ( a)   T e s t set u p                                                                                                                   ( b )   N T I   cu r v e     Fig u r 12 T est s etu p   an d   r es u lts       5.   CO NCLU SI O N     T h is   p ap er   p r esen ts   d es ig n   an d   i m p le m e n tatio n   o f   i n te g r ated   p o w er   e lectr o n ics   f o r   in d u s tr ial   ap p licatio n s .   I is   i m p o r tan to   co n s id er   i n teg r atio n .   I n   o r d er   to   in te g r ate  s y s te m ,   th B L D C   m o to r ,   t h d r iv e,   an d   th e n co d er   m o d u le  ar d esig n ed   co n s id er i n g   t h as s e m b ly .   T h r o u g h   t h ex p er i m en tal   r esu lts ,   v alid it y   o f   th r ep o r ted   d esig n s   i s   v er i f ied ,   an d   th B L D C   m o to r   an d   d r iv ar o b tain ed   th 6 3   o f   m a x i m u m   ef f icien c y .   T h d ev elo p ed   m o t o r   s y s te m   ca n   h av b ee n   s u cc e s s f u l l y   ap p lied   th s y s te m s .       RE F E R E NC E S   [1 ]   T.   J.   E.   M il ler,  e a l. De sig n   o f   Bru sh les P e rm a n e n t - M a g n e M o to rs,   M a g n a   P h y sic s   p u b li s h in g   a n d   Clare n d o n   P re ss ,   Ox f o rd ,   1 9 9 4 .   [2 ]   R .   V a len ti n e M o t o Co n tro El e c tro n ics   Ha n d b o o k ,   M c G ro w - Hi ll   Ha n d b o o k ,   19 98 .   [3 ]   G .   R.   S le m o n ,   Hig h - e ff icie n c y   d riv e u sin g   p e r m a n e n t - m a g n e m o to rs ,   in   IE EE   IECON   c o n fer e n c e ,   p p .   7 2 5 - 7 3 0 ,   1 9 9 3 .   [4 ]   V .   R .   S tef a n o v ic,  Op p o rtu n it ies   in   m o to d riv e   re se a rc h     a   v iew   f ro m   in d u stry ,   in   IEE IECON   c o n fer e n c e ,   p p .   37 - 44 ,   1 9 9 5 .   [5 ]   M .   A .   Ra h m a n ,   M o d e rn   e lec tri c   m o to rs i n   e lec tro n ic w o rld ,   in   IE EE   IECON 93   c o n fer e n c e ,   p p .   6 4 4 - 6 4 8 ,   1 9 9 3 .   [6 ]   J.  M .   S e o ,   e a l. ,   A   stu d y   o n   b ru s h les s DC m o to h ig h   t o rq u e   d e n si ty ,”   W AS ET ,   v o l.   5 8 ,   p p .   2 2 5 - 2 2 9 ,   2 0 1 1 .   [7 ]   D.  Ha n se lma n Bru sh les P e rm a n e n M a g n e M o t o De sig n ,   se c o n d   e d it io n ,   T h e   w rit e rs’   c o ll e c ti v e ,   2 0 0 3 .   [8 ]   R.   Krish n a n El e c tri c   M o to Dr i v e s M o d e li n g ,   A n a ly sis,  a n d   Co n tro l,     P re n ti c e   Ha ll ,   2 0 0 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.