조명전기설비학회논문지 (Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers)

  • 제23권5호
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  • Pages.18-28
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  • 2009
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  • 1229-4691(pISSN)
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  • 2287-5034(eISSN)
한국조명전기설비학회 (The Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers)
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고장진단을 위한 영구자식 동기전동기의 권선 단락에 의한 고장모델 연구 및 특성해석

A Study on Stator Winding Turn-Fault Model for Fault Diagnosis in Inverter-Driven Permanent Magnet Moor Drives

  • 김경화 (서울산업대학교 전기공학과) ;
  • 최동욱 (서울산업대학교 대학원 전기공학과) ;
  • 구본관 (전자부품연구원 지능메카트로닉스연구센터) ;
  • 정인성 (전자부품연구원 지능메카트로닉스연구센터)
  • 발행 : 2009.05.31
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초록

고정자 권선의 단락으로 인한 고장을 해석하고 진단 알고리즘의 효과적인 시험 평가를 위해 사용될 수 있는 인버터 구동 영구자석 동기전동기의 고장모델이 제시된다. 기존에 전동기의 해석과 제어에 많이 사용되는 dq 모델은 상전압 모델을 변환한 것으로 전동기 고정자의 권선 단락 시에는 더 이상 3상평형 조건이 성립하지 않기 때문에 인버터 극전압으로부터 전동기 입력 전압을 구하기가 쉽지 않아 고장모델의 해석을 위해서 사용하기 어렵다. 이를 해결하기 위해 전동기 3상 변수와 선전압 관계식을 이용한 전동기의 고장모델이 제안된다. 제안된 고장모델의 타당성을 입증하기 위해 시뮬레이션이 수행되며 내부 고정자의 권선 단락이 가능하도록 제작된 전동기와 DSP TMS320F28335를 이용한 제어 시스템에 의해 동일 고장 조건에서 비교 실험이 수행된다.

To analyze influences under faults caused by a stator winding short and to evaluate an effectiveness of a diagnostic algorithm a faulty model for an inverter-driven permanent magnet synchronous motor is presented. Even though the conventional dq motor model obtained through the transformation of phase voltage model is widely used to analyze and control the motor, it can not be used in the analysis of a faulty motor since the 3-phase balanced condition is no longer hold under the fault caused by a stator winding short, and thus, it is very difficult to obtain motor input voltages from the pole voltage of an inverter. To overcome this problem, a faulty model for an inverter-driven permanent magnet synchronous motor is proposed by considering the line voltage of 3-phase variables. The effectiveness of the proposed faulty model is verified through comparative simulations and experiments using DSP TMS320F28335 and motor built to allow a partial short of inter-turn.

키워드

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