I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   8 ,   No .   2 A p r il   201 8 ,   p p .   12 6 2 ~ 12 72   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 8 i 2 . p p 1 2 62 - 12 72           1262       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   An Inte rna l Cur r ent  Co n trolled B LDC M o tor Dr iv e Supplie w ith  PV  Fed  H ig h Volta g e G a in  D C - DC  Conv erte r       G .   G .   Ra j a   Se k ha r 1 ,   B a s a v a r a j a   B a na k a ra 2   1 De p a rtme n o f   El e c tri c a &   El e c tro n ics   E n g in e e rin g ,   Ko n e ru   L a k s h m a iah   Ed u c a ti o n   F o u n d a ti o n ,   Va d d e sw a r a m ,   G u n tu r,   A n d h ra   P ra d e sh ,   I n d ia    5 2 2 5 0 2   2 De p a rtme n o f   El e c tri c a &   El e c tro n ics   E n g in e e rin g ,   Un iv e rsity   o f   BDT   En g in e e rin g   Co ll e g e ,   Da v a n a g e re ,   Ka rn a ta k a ,   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 3 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Mar   2 0 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Ma r   3 0 ,   2 0 1 8     T h e   p a p e p re se n ts  a n   e ff i c ien sp e e d   c o n tro o f   b ru sh les DC  (BLDC)  m o to d riv e   f o p h o to - v o l taic   ( P V s y ste m   f e d   s y ste m .   A   h ig h - g a i n   DC - DC  c o n v e rter  is  e m p lo y e d   in   th e   s y s te m   to   b o o st  th e   P V   sy st e m   l o w   o u tp u t   v o lt a g e   to   a   lev e re q u ired   f o th e   d riv e   s y ste m .   Hig h - g a in   DC - DC   c o n v e rter  is  o p e ra ted   in   c lo se d - l o o p   m o d e   to   a tt a in   a c c u ra te  a n d   ste a d y   o u tp u t.   T h e   c o n v e rter  (V S I)  f o BL DC  is  s w it c h e d   a f u n d a m e n tal  f re q u e n c y   a n d   th u re d u c in g   h ig h   f re q u e n c y   s w it c h in g   lo ss e s.  In tern a c u rre n c o n tro m e th o d   is   d e v e lo p e d   a n d   e m p lo y e d   f o th e   sp e e d   c o n tr o o f   P V   f e d   BL DC  m o to r.   T h e   a p p ro p riate n e ss   o f   th e   in tern a c u rre n c o n tr o ll e f o th e   sp e e d   c o n tro o f   P f e d   B L DC  m o to is  v e rif i e d   f o r   in c re a m e n tal  sp e e d   w it h   f i x e d   to rq u e   a n d   d e c re a m e n tal  sp e e d   w it h   f ix e d   to rq u e   o p e ra ti n g   c o n d it io n s.  T h e   sy st e m   is   d e v e lo p e d   a n d   re su lt s are   d e v e lo p e d   u sin g   M A T LAB/S IM UL INK   s o f twa re .                   K ey w o r d :   B L DC   m o to r   Dr iv e   Hig h - g ai n   D C - DC   I n ter n al  c u r r en co n tr o l   P h o to - v o ltaic   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit 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 :   G.   G.   R aj Sek h ar ,     Dep ar t m en t o f   E lectr ical  &   E l ec tr o n ics E n g i n ee r in g ,     Ko n er u   L ak s h m aia h   E d u ca tio n   Fo u n d atio n ,     Vad d es w ar a m ,   Gu n t u r ,     An d h r P r ad esh ,   I n d ia    5 2 2 5 0 2 .   E m ail: r s g g 7 3 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N     Dev elo p m e n i n   p o w er   elec t r o n ic  s ec tio n   o f   elec tr ical  e n g i n ee r i n g   h as  led   to   d ev el o p m e n ts   i n   s p ec ial  m ac h i n e s   a n d   o n e   s u c h   k i n d   is   b r u s h le s s   DC   ( B L D C )   m o to r .   T h e   co n s tr u c tio n   o f   b r u s h les s   D C   m o to r   is   q u iet  s i m ilar   to   th at  o f   co n v e n tio n al  DC   m o to r   b u t h e   ab s en ce   o f   b r u s h - co m m u tat o r   ass e m b l y   m a k es   B L DC   m o to r   m o r e f f icie n i n   o p er atio n .   T h B L D C   m o to r   is   elec tr icall y   co m m u tated   b y   p o w er   s w itc h es  in s tead   o f   b r u s h es.   C o m p ar ed   w it h   b r u s h ed   DC   m o to r   o r   an   in d u ctio n   m o to r ,   th B L DC   m o t o r   h as  m a n y   ad v an ta g es:   Hi g h er   ef f icie n c y   an d   r eliab ilit y ,   L o w er   ac o u s ti n o is e ,   S m al ler   an d   lig h ter   co n s tr u ctio n ,   Gr ea ter   d y n a m ic  r esp o n s e ,   B etter   s p ee d   v er s u s   to r q u ch ar ac ter is tic s ,   h ig h er   s p ee d   r an g e ,   lo n g er   li f e .   A   r o to r   co n s is ts   o f   s h a f t   an d   a   h u b   w i th   p er m an e n t   m ag n ets   ar r an g ed   to   f o r m   b et w ee n   t w o   to   e ig h p o l p air s   t h at  al ter n ate   b et w ee n   n o r t h   an d   s o u th   p o le s   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h er ar m u ltip le  m ag n et  m ater ial s ,   s u ch   a s   f er r o u s   m i x t u r es  a n d   r ar e - ea r th   allo y s .   Fer r ite  m ag n ets  ar tr ad itio n al  an d   r elati v el y   in e x p en s i v e,   th o u g h   r ar e - ea r th   allo y   m a g n ets   ar b ec o m i n g   i n cr ea s i n g l y   p o p u lar   b ec au s e   o f   th e ir   h ig h   m a g n et ic  d en s it y .   T h h i g h er   d e n s it y   h elp s   to   s h r in k   r o to r s   w h ile  m ai n tai n i n g   h i g h   r elativ to r q u w h e n   co m p ar e d   to   s i m ilar   f er r ite  m ag n et s .   B L DC   m o to r   co n s i s ts   o f   a n   in ter n al  s h a f t   p o s itio n   s e n s o r   w h ic h   i n itiate s   t h co n tr o o f   p h as e   ex citatio n   an d   ti m o f   en er g i za tio n .   C o n v e n tio n al  D C   m o t o r   em p lo y s   m ec h a n ical  co m m u tato r   b u B L D C   m o t o r   in s tead   u s e s   elec tr o n ic  co m m u tato r   f o r   it s   co m m u tati o n   m a k i n g   B L D C   m a in te n a n ce - f r ee   m o to r .   T h t w o   t y p es  o f   B L DC   m o to r   ar class if ied   b ased   o n   th eir   s h ap o f   b ac k - E MF  v iz. ,   tr ap ez o id al  an d   s in u s o id al   m o to r s   [ 3 ] ,   [ 4 ] .   T h b ac k   E MF  o f   tr ap ez o id al  B L DC   m o to r   is   tr ap ez o id al  i n   s h ap a n d   to   o b tain   tr ap ez o id al  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A n   I n tern a l Cu r r en C o n tr o lled   B LDC   Mo to r   Dri ve   S u p p lied   w ith   P V   F ed   H ig h   …. ( G.   G.   R a ja   S ek h a r )   1263   b ac k   E MF,   th m o to r   s h o u ld   b s u p p lied   w it h   q u aisi - s q u ar w a v s h ap ed   cu r r en ts   f o r   m i n i m u m   to r q u e   r ip p le  o p e r atio n .   Fig u r 1   s h o w s   t h b lo ck   d iag r a m   o f   B L D C   m o to r   w ith   elec tr o n ic  co m m u tato r   an d   lo g ic   c o n tr o ller .   B L DC   i s   s u p p lied   f r o m   DC   s u p p ly   a n d   elec tr o n ic  co m m u tat o r   co n v er ts   t h D C   s u p p l y   g iv en   to   B L D C   to   A C   as  co m m u tato r   in   co n v en t io n a m ac h i n e.   Hall  s e n s o r s   s e n s th p o s itio n   o f   th r o to r   an d   s en d s   p o s itio n   s i g n a to   co n tr o ller   in   w h ic h   co n tr o l   a ctio n   tak es  p lace   [ 5 ] ,   [ 6 ] .   T h co n tr o ller   p r o d u ce s   g ate  p u ls e s   to   s o lid - s tate   s w itc h es i n   co n v er ter   th r o u g h   d r iv er   cir cu it.   T h DC   s o u r ce   to   b f ed   to   B L DC   m o to r   as  an   i n p u is   ch o s en   to   b p h o to - v o ltaic  ( P V)   s y s te m     [7 - 10 ]   in   th i s   p ap er .   P - j u n ct io n   la y er   ar r an g ed   i n   s p ec i f i m a n n er   f o r m s   P ce ll a n d   w h e n   p h o to n s   f r o m   s o lar   en er g y   f al ls   o n   P ce ll,   elec tr o n s   in   P ce ll   tr ies  to   m o v e   cr o s s i n g   t h b ar r ier   j u n ctio n   g i v in g   r i s to   cu r r en f lo w   [ 1 1 - 14 ] .   So lar   e n er g y   is   t y p o f   r e n e w ab le  en er g y   s o u r ce   f r ee l y   av ai lab le  f r o m   u n i v er s a n d   th elec tr ical  en er g y   g e n er ate d   f r o m   t h is   t y p o f   r eso u r ce   i s   in ex h a u s t ib le.   P s y s te m   g e n er ates  DC   t y p o f   elec tr ical  p o w er   an d   is   o f   lo v o ltag e.   T h lo w   v o lta g o u t p u f r o m   s o lar   P s y s te m   i s   i n s u f f ic ien to   d r iv e   an y   s y s te m   a n d   t h u s   r eq u ir es  v o lta g b o o s ter   g e n er all y   DC - DC   co n v er ter .   Hig h   g ai n   DC - DC   co n v er ter   i s   e m p lo y ed   in   th is   p ap er   f o r   b o o s tin g   t h lo w   v o ltag D C   o u tp u f r o m   P s y s te m .   T h co m p lete  s c h e m atic   ar r an g e m en t o f   P ce ll Fed   B L D C   m o to r   is   s h o w n   i n   Fi g u r e   2.        T h p ap er   p r esen ts   an   e f f icie n s p ee d   co n tr o o f   b r u s h le s s   D C   ( B L D C )   m o to r   d r iv f o r   p h o to - v o ltaic   ( P V)   s y s te m   f ed   s y s te m .   A   h i g h - g ai n   DC - D C   co n v er ter   is   e m p lo y ed   in   t h s y s te m   to   b o o s th P s y s te m   lo w   o u tp u t v o lta g to   lev el  r eq u ir ed   f o r   th d r iv s y s te m .   Hig h - g ai n   D C - DC   co n v er ter   i s   o p er ated   in   clo s ed - lo o p   m o d to   attai n   ac c u r ate  an d   s tead y   o u tp u t.  T h co n v e r ter   ( VSI )   f o r   B L D C   i s   s w i tc h ed   at  f u n d a m en ta f r eq u en c y   a n d   th u s   r ed u cin g   h ig h   f r eq u en c y   s w i tch in g   lo s s es.  I n ter n al  cu r r e n co n tr o m eth o d   is   d ev elo p ed   an d   e m p lo y ed   f o r   t h s p ee d   co n tr o o f   P f ed   B L D C   m o to r .   T h ap p r o p r iaten ess   o f   t h i n ter n a c u r r en t   co n tr o ller   f o r   th e   s p ee d   co n tr o o f   P f ed   B L DC   m o to r   is   v er if ied   f o r   i n cr ea m e n tal  s p ee d   w it h   f i x ed   to r q u e   an d   d ec r ea m en tal  s p ee d   w i th   f i x ed   to r q u o p er atin g   co n d itio n s .   T h s y s te m   i s   d ev elo p ed   an d   r esu lt s   ar e   d ev elo p ed   u s in g   M A T L A B /SI MU L I NK  s o f t w ar e.                          C o n v e r t e r   f o r   B L D C L o g i c   C o n t r o l l e r D r i v e r D C   S u p p l y P o s i t i o n   S e n s i n g B L D C   M o t o r E l e c t r o n i c   C o m m u t a t i o n     Fig u r 1 B lo ck   d iag r a m   o f   B L D C   m o to r       B L D C   C o n v e r t e r P V   S y s t e m B L D C   M o t o r R e a l   T i m e   M a c h i n e D C D C D C A C     Fig u r 2 .   P ce ll Fed   B L DC   m o to r   2.   P F E H I G H - G A I DC - D CO NVER T E R   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   2 A p r il   201 8   :   12 6 2     12 72   1264   2 .1 .   H ig h - G a in DC - DC  Co nv er t e r   T h cir cu it  co n f ig u r atio n   o f   h ig h - g ain   DC - D C   is o lated   co n v er ter   i s   s h o w n   i n   Fi g u r e   3 .   T h lo w   v o ltag D C   f r o m   P s y s te m   i s   f ed   to   is o lated   DC - DC   co n v er ter   to   b o o s t th lev el  o f   v o lta g e.         I n p u t   V o l t a g e O u t p u t   V o l t a g e D 1 C 1 C 2 D 2 D 3 N 2 N 1 C 3 S H i g h   G a i n   D C - D C   C o n v e r t e r   Fig u r 3 .   Hig h   g ai n   d c - d co n v er ter       S 1 V D S i D S V i n D 1 D 2 D 3 i D 3 N 2 C 1 C 2 C 3 i D 2 i L K 2 L K 2 i 0 R i D 1 V L m L K 1 i L K 1 L m i L m i c 1   Fig u r e   4 .   Hig h   g ai n   DC - D C   c o n v er ter   w h e n   s w i tch   i n   ON       W h en   s w itch   is   i n   ON  p o s iti o n ,   th p r i m ar y   in d u cto r   g ets  ch ar g ed   b y   i n p u v o ltag th r o u g h   s w itc h   S1 .   A th s a m ti m t h s ec o n d ar y   in d u cto r   s tar ts   d i s ch ar g in g   a n d   ca u s es  to   c h ar g i n g   t h ca p ac ito r   C 2 .   I n   th is   ca s e,   ca p ac ito r   C 3   d is ch ar g es a n d   s u p p lies   to   lo ad   at  th o u tp u t a s   s h o w n   in   Fig u r e   4.       S 1 V D S i D S V i n D 1 D 2 D 3 i D 3 N 2 C 1 C 2 C 3 i D 2 i L K 2 L K 2 i 0 R i D 1 V L m L K 1 i L K 1 L m i L m i c 1   Fig u r e   5.   Hig h   g ai n   DC - D C   c o n v er ter   w h e n   s w i tch   i n   OF F   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A n   I n tern a l Cu r r en C o n tr o lled   B LDC   Mo to r   Dri ve   S u p p lied   w ith   P V   F ed   H ig h   …. ( G.   G.   R a ja   S ek h a r )   1265   W h en   s w i tch   is   i n   OFF  p o s itio n ,   th e n   t h ch ar g ed   p r im ar y   in d u cto r   d is ch ar g e s   t h r o u g h   d io d D1   an d   ca p ac ito r   C 1 .   T h er ef o r e   ca p ac ito r   C 1   g ets  c h ar g e s .   Me an   w h ile  t h c h ar g ed   c ap ac ito r   C 2   s tar ts   d is ch ar g i n g   an d   ca u s es to   ch ar g th s ec o n d ar y   i n d u cto r   an d   o u tp u t c ap ac ito r   C 3   as sh o w n   in   Fi g u r e   5 .     T o   s im p li f y   t h s tead y - s tate  a n al y s i s ,   o n l y   m o d es  p er tai n in g   to   s w itc h   O FF   is   co n s id er e d   f o r   C C M   o p er atio n ,   an d   th leak a g in d u ctan ce   o n   th s ec o n d ar y   an d   p r im ar y   s id es   ar n e g lecte d .     B y   co n s id er i n g   th e   av er a g v o ltag ac r o s s   in d u cto r   an d   eq u ati n g   to   ze r o   d u r in g   O ti m an d   OF ti m e,   t h v o ltag e   g ai n   f o r   t h e   h i g h   g ai n   D C - D C   co n v er ter   is   d er iv ed   to   b as  ( 1 ) ,   w h er e   n   is   tu r n s   r atio n   b et w ee n   p r i m ar y   to   s ec o n d ar y   o f   co u p led   in d u cto r .   Vo ltag Gai n   =              =                               ( 1 )       2 . 2 .   Clo s ed - lo o p o pera t io n o f   H i g h - G a in DC - DC  Co nv er t er   Fig u r 6   s h o w s   t h clo s ed - l o o p   m o d o f   o p er atio n   o f   h ig h - g ai n   D C - DC   co n v er ter .   T h o u tp u v o ltag is   f ed   b ac k   t h r o u g h   a   co n tr o ller   in   clo s ed - lo o p   o p er atio n   to   o b tain   s tab le  an d   c o n s ta n D C   o u tp u f r o m   h i g h - g ain   co n v er ter .   T h e   ac tu al  o u tp u v o ltag is   s e n s ed   ac r o s s   o u tp u ca p ac ito r   o f   h ig h - g ai n   co n v er ter   an d   is   co m p ar ed   to   r e f er en ce   DC   v o lta g e.   T h er r o r   o f   D C   v o ltag e   is   f ed   to   P I   co n tr o l ler   w h er e   it  p r o d u ce s   r ef er en ce   v o lta g s ig n al.   T h e   r ef er en ce   v o lta g s i g n al   is   co m p ar ed   to   ca r r ier   s ig n al  to   p r o d u ce   p u ls e s   to   s w itc h   in   h i g h - g ain   DC - D C   co n v er ter .   T h is   m o d o f   o p er atio n   y ield s   co n s ta n t o u tp u w it h   v er y   les s   r ip p le.       D 1 C 1 C 2 D 2 D 3 N 2 N 1 C 3 S H i g h   G a i n   D C - D C   C o n v e r t e r V P I V c a r r i e r V d c _ r e f V d c _ a c t D u t y   C y c l e V d c V r e f   Fig u r 6 .   C lo s ed - lo o p   o p er atio n   o f   h ig h - g ai n   D C - DC   co n v er t er       2 . 3 .   P f ed  H ig h - G a in DC - DC  C o nv er t er   T h o u tp u o f   P s y s te m   i s   lo w   v o lta g a n d   it  s h o u ld   b s te p p ed - u p   to   ce r tain   v o lta g r eq u ir ed   b y   th s y s te m   ac co r d in g   to   it s   co n f ig u r atio n .   T h P s y s te m   c o n n ec ted   to   h i g h - g ai n   D C - DC   co n v er ter   i s   s h o w n   in   Fig u r 7.   A   p h o to v o ltaic   s y s te m ,   a ls o   P s y s te m   or   s o lar   p o w er   s y s te m   i s   a   p o w er   s y s te m   d es ig n ed   to   s u p p l y   u s ab le   s o lar   p o w er   b y   m ea n s   o f   p h o to - v o ltaic s .   I co n s i s ts   o f   an   ar r an g e m en o f   s e v er al  co m p o n e n ts ,   in cl u d in g   s o lar   p an el s   to   ab s o r b   an d   co n v er s u n li g h i n to   elec tr icit y .   P h o to v o lta ic  co n v er s io n   i s   t h d ir ec t   co n v er s io n   o f   s u n l ig h in to   elec tr icit y   w it h o u a n y   h ea en g in to   in ter f er e.   P h o to v o ltaic  d ev ices  ar r u g g ed   an d   s i m p le  i n   d esig n   r eq u ir in g   v er y   litt le  m a in te n a n ce   an d   th eir   b ig g est  ad v a n ta g b ein g   t h eir   co n s tr u ctio n   as   s tan d - alo n s y s te m s   to   g i v o u tp u t s   f r o m   m icr o w att s   to   m e g a w att s .   Hen ce   t h e y   ar u s ed   f o r   p o w er   s o u r ce ,   w ater   p u m p i n g ,   r e m o te  b u ild i n g s ,   s o lar   h o m s y s te m s ,   co m m u n icat io n s ,   s a tellite s   an d   s p a ce   v eh icle s ,   r ev er s e   o s m o s i s   p lan t s ,   an d   f o r   ev e n   m eg a w att  s ca le  p o w er   p lan ts     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   2 A p r il   201 8   :   12 6 2     12 72   1266   D 1 C 1 C 2 D 2 D 3 N 2 N 1 C 3 S H i g h   G a i n   D C - D C   C o n v e r t e r V P I V c a r r i e r V d c _ r e f V d c _ a c t D u t y   C y c l e I s I D I s h R s h R s P V   E q u i v a l e n t   C i r c u i t     Fig u r 7 .   P f ed   Hig h   g ain   D C - DC   C o n v er ter   co n f i g u r atio n       3.   SPEE CO NT R O L   O F   B L DC  M O T O WI T H   I NT E R NAL CUR RE N T   CO N T RO L L E R   Fig u r 8   s h o w s   th s p ee d   co n tr o l stra teg y   o f   B L D C   m o to r   with   i n ter n al  c u r r en t c o n tr o ller .   P r im ar il y ,   th ac t u al  s p ee d   o f   B L D C   m o to r   is   s en s ed   f r o m   h a ll  s e n s o r s   an d   i s   co m p ar ed   to   r ef er en c s p ee d   s ig n al.   T h e   er r o r   g en er ated   f r o m   ac t u al  an d   r ef er en ce   s p ee d   is   f ed   to   s i m p le  P I   co n tr o ller   w h ich   y iel d s   r ef er en ce   to r q u e   s ig n al.   T h o b tain ed   r e f er en ce   to r q u s i g n al   is   co m p ar ed   w i th   ac t u al  to r q u o f   B L DC   m o to r   an d   th er r o r   is   f ed   th r o u g h   g ai n   to   o b tain   r ef er en c c u r r en m ag n it u d e,   as  th c u r r en is   p r o p o r tio n al  to   to r q u s ig n al.   T h e   o b tain ed   cu r r en m a g n i tu d an d   th cu r r en s h ap ar m u ltip lied   to   o b tain   r ef er en ce   cu r r en s i g n al.   T h r ef er en ce   cu r r en s ig n al  i s   ag a in   co m p ar ed   to   ac tu al  cu r r en t s   in   s tato r   o f   B L D C   m o to r   an d   th er r o r   is   f ed   to   h y s ter esi s   cu r r en co n tr o ller   to   p r o d u ce   g ate  p u l s es  to   s w i t ch es  o f   v o lta g s o u r ce   co n v er ter   ( VSI ) .   T h u s   b y   co n tr o llin g   th c u r r en o f   B L DC   m o to r   th s p ee d   co n tr o is   ac h ie v ed   an d   m o to r   is   m ad to   r u n   at  d esire d   s p ee d .   T h o v er all  s y s te m   with   in ter n al  c u r r en t   co n tr o lle d   b ld m o to r   d r iv s u p p lied   w it h   P f ed   h ig h   v o ltag g ai n   DC - D C   co n v er te r   is   s h o w n   i n   Fi g u r 9 .   T ab le  1   s h o w s   s y s te m   p ar a m eter s   f o r   s i m u latio n   o f   t h e   p r o p o s ed   s y s te m .       T ab le  1 .   Sy s te m   P ar a m eter s   f o r   s i m u latio n   o f   th s y s te m   P a r a me t e r s   V a l u e   P V   o u t p u t   v o l t a g e   4 0   V   DC - D C   c o n v e r t e r   o u t p u t   4 0 0 V   @   2 5 0 0   R P M   C a p a c i t o r   C 1 ,   C 2   o f   D C - D C   c o n v e r t e r   4 7   µ F   C a p a c i t o r   C 3   o f   D C - D C   c o n v e r t e r   1 0 0 0   µ F   B L D C   b a c k - EM F   f l a t   a r e a   1 2 0   d e g       w r e f w a c t P I T r e f T a c t G a i n I r e f _ m a g I s h a p e I r e f H y s t e r e s i s   C u r r e n t   C o n t r o l l e r I a c t G a t e   P u l s e s   t o   G 1 - G 6   o f     V S I     Fig u r 8.   S p ee d   co n tr o l stra teg y   o f   B L D C   m o to r   w it h   in ter n al  cu r r en t c o n tr o ller     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A n   I n tern a l Cu r r en C o n tr o lled   B LDC   Mo to r   Dri ve   S u p p lied   w ith   P V   F ed   H ig h   …. ( G.   G.   R a ja   S ek h a r )   1267   B L D C   M o t o r R e a l   T i m e   M a c h i n e D 1 C 1 C 2 D 2 D 3 N 2 N 1 C 3 S H i g h   G a i n   D C - D C   C o n v e r t e r w r e f w a c t P I T r e f T a c t G a i n I r e f _ m a g I s h a p e I r e f H y s t e r e s i s   C u r r e n t   C o n t r o l l e r I a c t G a t e   P u l s e s   t o   G 1 - G 6 G 4 G 1 G 3 G 5 G 2 G 6 C o n v e r t e r   f o r   B L D C   M o t o r P I V c a r r i e r V d c _ r e f V d c _ a c t D u t y   C y c l e V r e f C o n t r o l   c i r c u i t   f o r   D C - D C     C o n v e r t e r     Fig u r 9 .   O v er all  s y s te m   co n f i g u r atio n   w it h   in ter n al  c u r r en co n tr o lled   b ld m o to r   d r iv s u p p lied   w i th   P f ed   h ig h   v o ltag g ai n   DC - D C   co n v er ter       4.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S   4 . 1 .   B L DC  O pera t ing   a t   Va ria bl I ncre a m ent a l Speed s   w it h F ix ed  T o r qu Co nd it io n   T h o u tp u v o lta g f r o m   p h o t o - v o lt aic  s y s te m   is   s h o w n   i n   f ig u r 1 0 .   P y ield s   t h o u tp u t   o f   4 0 as   s h o w n   in   f i g u r e.             Fig u r 10 Ou tp u t v o lta g f r o m   P V       T h o u tp u v o ltag f r o m   h i g h   g ai n   DC - D C   co n v er ter   is   s h o w n   i n   Fi g u r 11 .   DC - DC   co n v er ter   in cr ea s es  t h le v el  o f   P v o ltag f r o m   4 0   an d   g i v es  o u t h o u tp u o f   4 0 0 as  s h o w n   i n   f ig u r e.   E v e n   w it h   s p ee d   ch an g co m m an d ,   t h o u tp u t o f   DC - D C   co n v er ter   is   m ai n tai n ed   co n s ta n t.   Stato r   cu r r en t   o f   o n p h ase  o f   B L D C   m o to r   an d   b ac k   E MF   ar s h o w n   in   Fi g u r e   1 2 .   Sin c v ar iab le   s p ee d   co m m an d   is   g i v e n   at  0 . 2   s ec   an d   0 . 4   s ec ,   b ac k   E MF  in cr ea s r esp ec tiv el y   w it h   in c r ea s in   s p ee d .   B u th s tato r   cu r r en t d r a w n   b y   t h e   B L D C   m o to r   r em a in s   s a m with   co n s tan m a g n it u d e.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   2 A p r il   201 8   :   12 6 2     12 72   1268       Fig u r e   11 Ou tp u t v o lta g f r o m   DC - D C   co n v er ter           Fig u r e   12 Stato r   cu r r en t a n d   b ac k   E MF  o f   B L DC   m o to r           Fig u r e   13 Sp ee d   o f   B L DC   m o to r       Sp ee d   o f   B L DC   m o to r   is   s h o w n   in   Fi g u r e   13 .   Sin ce   th v ar iab le  s p ee d   co n d itio n   is   a p p lied ,   th e     s p ee d   ch a n g e s   at   0 . 2   s ec   a n d   0 . 4   s ec .   I n cr e m en tal  s p ee d   co m m a n d   i s   g i v en   at  0 . 2   s ec   a n d   at  0 . 4   s ec   to   b e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A n   I n tern a l Cu r r en C o n tr o lled   B LDC   Mo to r   Dri ve   S u p p lied   w ith   P V   F ed   H ig h   …. ( G.   G.   R a ja   S ek h a r )   1269   in itial l y   at  1 5 0 0 r p m   w i th   ch a n g e   to   2 0 0 0   r p m   at   0 . 2   s ec   an d   2 5 0 0   r p m   a 0 . 4   s ec   r esp ec t iv el y   a n d   th e   ac tu a l   s p ee d   f o llo w s   th s et  s p ee d   co m m an d .           Fig u r e   14 T o r q u o f   B L DC   m o to r       T o r q u o f   B L DC   m o to r   i s   s h o w n   i n   Fig u r 14 .   Si n ce   th e   v ar iab le  s p ee d   co n d itio n   i s   a p p lied ,   th e   ch an g o f   to r q u i s   at  0 . 2   s ec   an d   0 . 4   s ec   w i th   r e s p ec tiv e   s p ee d   ch an g co m m an d   b u s ettles  s o o n   to   f i n al   v alu e.   E v en   t h o u g h ,   th s p ee d   ch an g es to r q u r e m ain s   co n s ta n t a p ar t f r o m   f lu c tu at io n s .       4 . 2 .   B L DC  O pera t ing   a t   Va ria bl Dec re a m ent a l S peeds   w it h F ix ed  T o r qu Co nd it io n   T h o u tp u v o lta g f r o m   p h o t o - v o lt aic  s y s te m   is   s h o w n   i n   F ig u r 1 5 .   P y ield s   t h o u tp u t   o f   4 0 as  s h o w n   in   f i g u r e.             Fig u r e   15 Ou tp u t v o lta g f r o m   P V       T h o u tp u v o lta g f r o m   h i g h   g ai n   D C - DC   co n v er ter   is   s h o w n   in   f i g u r 16 .   DC - D C   co n v er ter   in cr ea s es  t h le v el  o f   P v o ltag f r o m   4 0   an d   g i v es  o u t h o u tp u o f   4 0 0 as  s h o w n   i n   f ig u r e.   E v e n   w it h   s p ee d   ch an g co m m an d ,   t h o u tp u t o f   DC - D C   co n v er ter   is   m ai n tai n ed   co n s ta n t.            Stato r   cu r r en t   o f   o n p h ase  o f   B L D C   m o to r   an d   b ac k   E MF   ar s h o w n   in   Fi g u r e   1 7 .   Sin c v ar iab le   s p ee d   co m m a n d   is   g iv e n   at  0 . 2   s ec   an d   0 . 4   s ec ,   b ac k   E MF  d ec r ea s r esp ec tiv el y   w it h   d e cr ea s in   s p ee d .   B u t   th s tato r   cu r r en t d r a w n   b y   t h e   B L DC   m o to r   r em a in s   s a m with   co n s tan m a g n it u d e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   2 A p r il   201 8   :   12 6 2     12 72   1270       Fig u r e   16 .   Ou tp u t v o lta g f r o m   DC - D C   co n v er ter           Fig u r e   17 Stato r   cu r r en t a n d   b ac k   E MF  o f   B L DC   m o to r           Fig u r e   18 .   Sp ee d   o f   B L DC   m o to r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A n   I n tern a l Cu r r en C o n tr o lled   B LDC   Mo to r   Dri ve   S u p p lied   w ith   P V   F ed   H ig h   …. ( G.   G.   R a ja   S ek h a r )   1271     Sp ee d   o f   B L DC   m o to r   is   s h o w n   in   Fi g u r e   18 .   Sin ce   th v ar iab le  s p ee d   co n d itio n   is   a p p lied ,   th e     s p ee d   ch an g es  a 0 . 2   s ec   an d   0 . 4   s ec .   De cr em e n tal   s p ee d   co m m a n d   is   g i v e n   at  0 . 2   s ec   a n d   at  0 . 4   s ec   to   b e   in itial l y   at   2 5 0 0 r p m   w i th   ch a n g e   to   2 0 0 0   r p m   at   0 . 2   s ec   an d   1 5 0 0   r p m   a 0 . 4   s ec   r esp ec t iv el y   a n d   th e   ac tu a l   s p ee d   f o llo w s   th s et  s p ee d   co m m an d .           Fig u r e   19 T o r q u o f   B L DC   m o to r       T o r q u o f   B L DC   m o to r   i s   s h o w n   i n   Fig u r e   19 .   Si n ce   th e   v ar iab le  s p ee d   co n d itio n   i s   a p p lied ,   th e   ch an g o f   to r q u i s   at  0 . 2   s ec   an d   0 . 4   s ec   w i th   r e s p ec tiv e   s p ee d   ch an g co m m an d   b u s ettles  s o o n   to   f i n al   v alu e.   E v en   t h o u g h ,   th s p ee d   ch an g es to r q u r e m ain s   co n s ta n t a p ar t f r o m   f lu c tu at io n s   at  s p ee d   ch an g e       5.   CO NCLU SI O N   T h p ap er   p r esen ts   an   e f f icie n s p ee d   co n tr o o f   b r u s h le s s   D C   ( B L D C )   m o to r   d r iv f o r   p h o to - v o ltaic   ( P V)   s y s te m   f ed   s y s te m .   A   h i g h - g ai n   DC - D C   co n v er ter   is   e m p lo y ed   in   t h s y s te m   to   b o o s th P s y s te m   lo w   o u tp u t v o lta g to   lev el  r eq u ir ed   f o r   th d r iv s y s te m .   Hig h - g ai n   D C - DC   co n v er ter   i s   o p er ated   in   clo s ed - lo o p   m o d to   attai n   ac c u r ate  an d   s tead y   o u tp u t.  T h 4 0   o u tp u f r o m   P s y s te m   i s   s te p p ed   u p   to   4 0 0   u s i n g   h i g h - g ai n   DC - DC   co n v er ter   as  s h o w n   i n   th r esu lt  an al y s is .   I n ter n al  cu r r en co n tr o m e th o d   is   d ev elo p ed   an d   em p lo y ed   f o r   th s p ee d   co n tr o o f   P f ed   B L D C   m o to r .   T h ap p r o p r iaten ess   o f   th i n ter n a l   cu r r en co n tr o ller   f o r   th s p ee d   co n tr o o f   P f ed   B L DC   m o to r   is   v er if ied   f o r   in cr ea m en t al  s p ee d   w it h   f i x ed   to r q u an d   d ec r ea m e n tal  s p ee d   w it h   f i x ed   to r q u o p er atin g   co n d itio n s   a n d   r esu lt s   f o r   r es p ec tiv ca s es  w er e   d ep icted W ith   in cr ea m e n tal   an d   d ec r em e n tal  s p ee d   ch an g co m m a n d   is s u ed   to   B L D C   m o to r   y ield s   r esp ec tiv s p ee d   ch a n g e s   w it h   f i x ed   to r q u w i th   t h p r ese n ce   o f   i n ter n a c u r r en co n tr o ller   k ee p i n g   t h D C   o u tp u v o ltag o f   D C - DC   co n v er ter   co n s ta n at  4 0 0 V.   Sp ee d   co n tr o m eth o d   is   f o u n d   to   b s u itab le  f o r   v ar iab le  s p ee d   co n d itio n s   m ai n tai n in g   f i x ed   to r q u e.         RE F E R E NC E S     [1 ]   P .   K.  S h a rm a   a n d   A .   S .   S in d e k a r,   " Per fo rm a n c e   a n a lys is  a n d   c o mp a ris o n   o BL DC  mo to r   d riv e   u sin g   PI  a n d   FOC, "   2 0 1 6   I n tern a ti o n a l   Co n f e re n c e   o n   G lo b a l   T re n d in   S ig n a P ro c e ss in g ,   I n f o rm a ti o n   Co m p u ti n g   a n d   Co m m u n ica ti o n   (ICG T S P ICC) ,   J a lg a o n ,   In d ia,  2 0 1 6 ,   p p .   4 8 5 - 4 9 2 .   [2 ]   V .   Ra m e sh ,   Y.  Ku su m a   Lath a ,   A n   In terle a v e d   Bo o st  Co n v e rter  Ba se d   P F C   Co n tro l   S trate g y   f o BL DC  m o to r ,   In tern a ti o n a J o u rn a o El e c trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ),   V o l.   5 ,   No .   5 ,   Oc t o b e 2 0 1 5 ,   p p .   9 5 7 ~ 9 6 6 .   [3 ]   T .   Ra g h u ,   S .   Ch a n d ra   S e k h a r,   J.  S rin iv a Ra o ,   S E P IC  Co n v e rter  b a se d - Driv e   f o Un ip o lar  BL DC  M o to r ,   In ter n a t io n a J o u rn a o E lec trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ),   V o l. 2 ,   N o . 2 ,   A p ril   2 0 1 2 ,   p p .   1 5 9 ~ 1 6 5 .   [4 ]   L e Jin - li ,   A d a p ti v e   Co n tro f o Bru sh les DC  M o to Ba se d   o n   F u z z y   In f e re n c e ,   T EL KOM NIKA  In d o n e si a n   J o u rn a o El e c trica En g in e e rin g ,   Vo l. 1 2 ,   No . 5 ,   M a y   2 0 1 4 ,   p p .   3 3 9 2   ~   3 3 9 8 .   [5 ]   C.   Bh a ra ti ra ja,  S h y a m   Ba b u ,   V .   Krish n a k u m a r,   P .   S a n jee v ik u m a r ,   Nix o n   G e o rg e ,   In v e stig a ti o n   o f   S li m   Ty p e   BL DC  M o to Driv e   w it h   T o rq u e   Rip p le  M i n im iza ti o n   u sin g   A b rid g e d   S p a c e - V e c to P W M   Co n tro M e th o d ,   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 m ( IJ PE DS V o l .   8 ,   No .   2 ,   Ju n e   2 0 1 7 ,   p p .   5 9 3 ~ 6 0 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.