Abstract The Brushless DC motor when operated with120° conduction mode with quasi square wave current in phase with trapezoid back emf leads to finite torque ripple in the commutation region with only two phases conducting at any time. To overcome this, the BLDC motor phases can be supplied with sinusoidal currents which reduce the voltage required to deal with the phase inductance instead of quasi square currents as the change in currents is smoother because of its shape. The proposed technique aims to develop closed-loop speed control of BLDC motor using Modified Sinusoidal Pulse Width modulation (MSPWM) technique by providing sinusoidal stator currents in synchronism with the trapezoid back emf to reduce the commutation torque ripple with improved dynamic performance. The closed-loop control is accomplished by providing a PI controller for a speed control loop. Hall sensors along with shaft encoder are used for detecting the accurate rotor position and speed. This technique provides a higher DC bus utilization as compared to conventional six-step control with torque ripple reduced up to 50%. To justify it, simulation is performed using MATLAB®/SIMULINK at different speed and load. The experimental verification is carried on a prototype using the STM32F407VG microcontroller with Cortex-M4 32 bit ARM controller. The experimental results validates the closed-loop speed control operation of BLDC motor using MSPWM technique.

中文翻译：

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无刷直流电机驱动转矩脉动衰减修正正弦脉宽调制技术仿真与实验验证

摘要 无刷直流电机在120°导通模式下运行时，准方波电流与梯形反电动势同相，在任何时刻只有两相导通的换向区域会产生有限的转矩脉动。为了克服这个问题，可以为 BLDC 电机相位提供正弦电流，这降低了处理相位电感所需的电压，而不是准方电流，因为电流的变化因其形状而更加平滑。所提出的技术旨在通过提供与梯形反电动势同步的正弦定子电流来使用改进的正弦脉宽调制 (MSPWM) 技术开发 BLDC 电机的闭环速度控制，以减少换向转矩脉动并提高动态性能。闭环控制是通过为速度控制环提供 PI 控制器来实现的。霍尔传感器与轴编码器一起用于检测准确的转子位置和速度。与传统的六步控制相比，这种技术提供了更高的直流总线利用率，转矩脉动降低了 50%。为了证明这一点，我们使用 MATLAB®/SIMULINK 以不同的速度和负载进行仿真。实验验证是在使用带有 Cortex-M4 32 位 ARM 控制器的 STM32F407VG 微控制器的原型上进行的。实验结果验证了使用 MSPWM 技术的 BLDC 电机的闭环速度控制操作。与传统的六步控制相比，这种技术提供了更高的直流总线利用率，转矩脉动降低了 50%。为了证明这一点，我们使用 MATLAB®/SIMULINK 以不同的速度和负载进行仿真。实验验证是在使用带有 Cortex-M4 32 位 ARM 控制器的 STM32F407VG 微控制器的原型上进行的。实验结果验证了使用 MSPWM 技术的 BLDC 电机的闭环速度控制操作。与传统的六步控制相比，这种技术提供了更高的直流总线利用率，转矩脉动降低了 50%。为了证明这一点，我们使用 MATLAB®/SIMULINK 以不同的速度和负载进行仿真。实验验证是在使用带有 Cortex-M4 32 位 ARM 控制器的 STM32F407VG 微控制器的原型上进行的。实验结果验证了使用 MSPWM 技术的 BLDC 电机的闭环速度控制操作。