High Performance Control of SRM Drive System for Automobiles by C-dump Converter

Small electric motors in an automobile perform various tasks such as engine cooling, pumping, HVAC etc. At present, most of them are DC motors supplied by 12V or 24V batteries. However, DC motors suffer from low efficiency, life cycles and reliability. Therefore, there is a growing interest in substituting DC motors for advanced at motors including switched reluctance motors(SRM). Although there are several other forms SRM convertors, they are either unsatisfactory to the control performance or unsuitable for the 12V battery source. Especially, a conventional asymmetric converter of SRM provides the best flexible and effective control to the current waveform of SRM, but it has the most switches and produces conducting voltage drops across two power switches during SRM operation. For automotive applications with a 12V battery source, this circuit is inadequate. For considering the requirement for effective operation and simple structure of converter in the limited internal circumstance of automobiles, the author inclines toward selecting Modified C-dump converter and Energy efficient c-dump converter.

C-dump Converter에 의한 차량용 SRM 구동 시스템의 고성능제어

현재 차량에 사용되는 전동기는 대부분 직류전동기로, 12V또는 24V 밧데리 전원으로 구동되는 엔진 냉각 팬, 오일 펌프 및 공조시스템 등에 적용되고 있다 그러나 직류전동기의 경우 효율, 수명, 내구성에 취약한 단점을 지니고 있다. 따라서, 자동차용 전동기로써 구조가 간단하고 내구성이 우수한 SRM(Switched Reluctance Motor)의 관심이 매우 높아지고 있다. SRM을 차량용으로 사용하기 위해서는 고성능 제어와 12V 전윈 구동에 모두 우수한 성능을 갖는 구동 컨버터의 선정이 매우 중요하다. 여러 종류의 구동 컨버터는 각각의 장단점을 갖고 있어, 차량에 적용시 여러 가지 제약 조건이 따른다. 일반적으로 많이 사용되고 있는 비대칭 컨버터는 제어성능이 우수하지만, 각 상당 스위치가 가장 많이 필요하고, 상당 2개의 스위치에 의한 전압강하가 발생하는 단점을 지니고 있어, 차량의 12V 전원에는 부적절하다 구조가 간단하고, 스위치 수가 적은 컨버터로 차량의 환경과 여러 요구조건을 충족시킬 수 있는 컨버터로써 Modified C-dump 컨버터와 Energy efficient C-dump 컨버터를 선정하였다. 제안된 두 컨버터를 시뮬레이션과 실험을 통해 비교 검토하여, 차량용 SRM 구동 컨버터로써 Energy efficient C-dump 컨버터의 우수한 제어성능을 증명하였다.