Syfte – Syftet för denna studie var att utveckla en sensorlös modell som beräknar en estimeradtemperatur i en BLDC-motors statorlindningar, detta för att undersöka hur väl det går attskydda handhållna produkter mot oaktsam användning och för att kunna motverka körningunder höga temperaturer, vilket skulle kunna förlänga livslängden för handhållna produkter. Metod – Denna studie har använt forskningsmetoden Design Science Research för att utvecklaen artefakt som sensorlöst estimerar temperatur i en BLDC-motors statorlindningar.Artefaktens prestanda för den estimerade temperaturen var noggrannhet, precision ochkonvergeringstid, vilket utvärderats genom analys av kvantitativa data som samlats in underolika experiment. Resultat – Den utvecklade artefakten i studien baserades på en kombination av CurrentInjection och Lumped Parameter Thermal Network samt ett Kalman Filter, artefaktensprestanda uppfyllde inte Husqvarna AB:s krav. Artefaktens precision och noggrannhet för att estimera temperatur i en BLDCmotorsstatorlindningar blev 7,2 °C ± 23,8 °C och dess konvergeringstid blev 7,3 sför dess medelvärde och 18,4 s för dess precision. Implikationer – Denna studie och dess resultat kan användas som en hänvisning på hur välen kombination av Current Injection, Lumped Parameter Thermal Network och Kalman Filterkan estimera temperaturen i statorlindningar för BLDC-motorer med en resistans på 20 mΩ,induktans på 10 uH, nominell hastighet på ~20 000 RPM med terminering av typen Delta ochsom är icke salient. Begränsningar – Studiens begränsningar listas nedan. Utvecklingstiden för artefakten utfördes under begränsad tid. Vilket bidragit till mindre optimering av artefakterna. Vilket bidragit till färre iterationer av artefakter. Artefakten utvärderas endast på VESC hårdvara och dess mjukvara som grund.Artefaktens prestanda påverkas av noggrannheten samt precisionen vidmätning av ström och spänning. Experimenten som utfördes var begränsade. Hade intervallen som experimenten utfördes gällande temperatur, hastighetoch dynamisk last varit större skulle artefaktens prestanda kunna bli undersökti mer verkliga förhållanden. En bättre bromsbänk och en klimatkammareskulle använts. Endast en BLDC motor utvärderades. Utvärdering av fler motorer skulle kunna visa på skillnader i prestanda förartefakten mellan olika mindre motorer, det vill säga visa på dess generellatillämpbarhet. Analys av artefaktens prestanda vid enbart konvergerande tillstånd utfördes inte. Vilket skulle kunna visa på om artefaktens prestanda vid enbart konvergeradetillstånd hade uppfyllt Husqvarna AB:s krav. Nyckelord – Estimera Temperatur, BLDC-motor, Statorlindningar, Current Injection,Lumped Parameter Thermal Network, Kalman Filter, VESC / Purpose – The purpose of this study was to develop a sensorless model that calculates anestimated temperature in a stator winding of a BLDC motor, to investigate how well it is possibleto protect handheld products from inadvertent use and to be able to counteract operation underhigh temperatures, which could prolong service life of the handheld products. Method – This study has used the research method Design Science Research to develop anartifact that sensorlessly estimates temperature in a BLDC motor's stator windings. Theperformance of the artifact for the estimated temperature is accuracy, precision, andconvergence time, which was evaluated by analysing quantitative data collected during differentexperiments. Findings – The artifact developed in the study is based on a combination of Current Injectionand Lumped Parameter Thermal Network and a Kalman Filter, the performance of the artifactdid not meet Husqvarna AB's requirements. The precision and accuracy of the artifact for estimating temperature in a statorwinding of a BLDC motor was 7,2 °C ± 23,8 °C and its convergence time was 7,3 sfor its mean and 18,4 s for its precision. Implications – This study and its results can be used as a reference regarding how well acombination of Current Injection, Lumped Parameter Thermal Network and Kalman Filter canestimate the temperature in stator windings for non-salient BLDC motors with a resistance of20 mΩ, inductance of 10 uH, nominal speed of ~20 000 RPM with termination of the Deltatype. Limitations – The limitations of the study are listed below. The development time for the artifact was performed for a limited time. Which has contributed to less optimization of the artifacts. Which has contributed to fewer iterations of artifacts. The artifact is evaluated only on VESC hardware and its software as a basis.The performance of the artifact is affected by the accuracy and precision inmeasuring current and voltage. The experiments performed were limited. Had the intervals at which the experiments were performed regardingtemperature, speed and dynamic load been greater, the performance of theartifact could have been examined in more real conditions. A better brakebench and a climate chamber would be used. Only one BLDC motor was evaluated. Evaluation of more motors could show differences in the performance of theartifact between different smaller motors, that is, show its general applicability. Analysis of the performance of the artifact in convergent states alone was notperformed. Which could show if the performance of the artifact could fulfill HusqvarnaAB's requirements if the analysis were only performed in convergingconditions. Keywords – Estimate Temperature, BLDC Motor, Stator Windings, Current Injection,Lumped Parameter Thermal Network, Kalman Filter, VESC
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:hj-50930 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Anders, Angrén, Jonathan, Pettersson |
| Publisher | Tekniska Högskolan, Jönköping University, JTH, Datateknik och informatik, Tekniska Högskolan, Jönköping University, JTH, Datateknik och informatik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0028 seconds