The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics (전력전자학회논문지)

The Korean Institute of Power Electronics (전력전자학회)
권호 표지

High Speed Operation of Spindle Motor in the Field Weakening Region

약계자 영역에서의 스핀들 모터 고속운전

  • 유재성 (성균관대 메카트로닉스공학과) ;
  • 박세환 (성균관대 대학원 에너지시스템공학과) ;
  • 윤주만 (성균관대 대학원 메카트로닉스공학과) ;
  • 신수철 (성균관대 대학원 에너지스스템공학과) ;
  • 원충연 (성균관대 정보톤신공학부) ;
  • 최철 (OTIS-LG 서보R&D팀) ;
  • 이상훈 (OTIS-LG 서보모터설계팀)
  • Published : 2005.04.01
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Abstract

This paper presents a strategy to drive built in-type spindle induction motor which is used as CNC(Computer Numerical Control) in the industry. Gopinath model flux estimator which is composed of current model to be profitable in the low speed range and voltage model to be profitable in the high speed range is used for rotor flux estimation. Moreover this paper presents to drive the spindle motor in the high speed range by using the flux weakening control. High speed operation of spindle motor in the field weakening region is verified through simulations and experiments.

본 논문에서는 산업체 CNC(Computer Numerical Control) 분야에서 사용되는 빌트인 타입 스핀들 모터를 구동하기 위한 기법을 제시하였다. 저속 영역에서 유리한 전류 모델과 고속 영역에서 유리한 전압 모델을 혼합해서 사용하는 고피나스 모델 자속추정기는 회전자 자속추정을 위하여 이용하였다. 그리고 약계자 제어를 사용하여 스핀들 모터를 고속 운전하였다. 시뮬레이션과 실험을 통해 약계자 영역에서의 스핀들 모터 고속운전을 확인하였다.

Keywords

References

  1. T. Kume, et al, 'High speed Vector Control without Encoder for a High Speed Spindle Motor', Confercence Record of the 1990 IEEE, Vol. 17-12 pp. 390-394, Oct. 1990
  2. B.K. Bose, 'Modern Power Electronics and AC Drives', pp. 363-368. 2002 Prentice Hall PTR
  3. S.H. Kim, and S.K. Sul, 'Voltage Control Strategy for Maximum Torque Operation of an Induction Machine in the Field-Weakening Region' IEEE, Trans on Ind, Volume: 44 , Issue: 4 , pp. 512-518, Aug. 1997 https://doi.org/10.1109/41.605628
  4. J.H. Kim, J.W. Choi, and S.K. Sul, 'Novel Rotor Flux Observer using Observer Characteristic Function in Complex Vector Space for Field-Oriented Induction Motor Drives', IEEE Trans. IA. Vol. 38, No.5, pp. 1334-1343, Sep/Oct 2002
  5. T. Ohtani, N. Takada, and T. Tanaka, 'Vector Control of Induction Motor without Shaft Encoder', in IEEE Trans. on IA, Vol.28, No.1, pp. 157-164, Jan./Feb. 1992
  6. Patrick L. Jansen and Rbert D. Lorenz, 'A Physically Insightful Approach to the Design and Accuracy Assessment of Flux Observers for Field Oriented Induction Machine Drives,' IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 30, No.1, pp. 101-110, Jan./Feb.,1994 https://doi.org/10.1109/28.273627
  7. 박용환, 최종우, 김흥근, 김진규, 최영태, 노의철, 전태원, '자속관측기를 이용한 유도 전동기 센서리스제어의 특성 해석', 전력전자 학회지 pp. 299-306, 2003. 8
  8. X.Xu and D.W. Novotny, 'Selection the Flux Reference for Induction Machine Drives in the Field Weakening Region,' IEEE Trans. Ind. Appl., Vol.28, No.6, pp. 1353-1358, Nov./Dec. 1992 https://doi.org/10.1109/28.175288