• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.379-380
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• 2014

유도 전동기의 구동을 위한 범용 인버터는 다양한 산업현장의 부하 특성에 맞게 운전 가능하도록 범용성을 지니고 있다. 다양한 부하 중 큰 관성을 가진 부하의 감속시, 혹은 주기적인 패턴으로 변하는 부하의 경우에 인버터는 감속토크를 발생시킨다. 이러한 감속토크는 인버터의 DC 링크단에 회생에너지를 유입시켜 DC 링크 전압을 상승시킨다. 그리고 전압 상승으로 인한 평활 커패시터의 소손을 막기 위해 인버터 출력을 차단시켜 정상적인 운전을 할 수 없다. 본 논문에서는 회생토크가 간헐적으로 발생되는 부하에서 별도의 장치 없이 출력주파수만을 가변하여 출력토크를 평균적으로 제어함으로써, 회생에너지에 의한 DC 링크 전압상승을 방지하는 알고리즘을 제안하였다. 그리고 22kW 유도전동기 실험을 통해 이를 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.221-229
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• 2003

IPMSM은 고효율, 고성능으로 전동기로서 전기 자동차의 적용분야에 적용되고 있다. 본 논문에서는 전기자동차의 구동을 위하여 PMSM의 약계자 영역에서 최대 토크제어를 제시한다. 최대 토크동작을 위하여 최적 d축 전류를 결정하고 이 전류를 각 제어모드에서 사용한다. 최대 토크를 발생하기 위하여 전류 조절기의 출력인 인버터의 출력 전압은 DC 링크전압을 최대로 이용한다. 제안한 IPMSM 최대 토크제어의 특성을 제시하고 타당성을 입증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.83-84
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• 2014

본 논문에서는 센서리스(Sensorless) BLDC 전동기의 출력 토크 능력을 향상시키기 위한 새로운 여자 방식을 제안하였다. 제안된 여자 방식은 기존의 2상 여자 방식에 3상 여자 방식을 혼합하여 12 스텝(Step)으로 운전한다. 제안된 혼합 구동 방식은 전통적인 2상 여자 방식의 6 스텝 운전 방식보다 더 큰 출력 토크를 얻을 수 있으며, 기존의 센서리스 제어에도 적용이 가능하다. 센서리스 BLDC 전동기에 대한 실험을 통해 제안된 기법의 유효성을 확인하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.140-140
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• 2017

4륜 장착 자동차의 토크 전달은 2륜 구동, 4륜 구동 모드를 간단히 전환하는 방식(part time 4WD)과 항시 사륜 구동 모드에서 전후륜의 토크 전달비를 제어하는 방식(AWD, all wheel drive)이 있다. 경제의 발달에 따라서 취미 인구의 확대로 국내에만 180만 명의 R/C car 사용자가 있다. 이 중 2WD-4WD의 전환을 differential lock mechanism으로 구현한 수입산 모델의 가격이 1,000,000원을 호가하지만 가변 제어 방식이 아닌, 정차 후 2-4륜 구동 전환 방식을 적용하고 있으며 상대적으로 내구성이 떨어진다. DC motor의 출력이 늘어나고 배터리의 성능이 좋아진 현재 소형 RC car의 최고 속도는 80 km/h 정도로 빨라졌다. 그러나 마찰 계수가 낮은 노면(실내의 대부분 평활 처리된 복도)에서는 2륜 구동 모드의 활용도가 매우 낮다. 미끄러운 노면에서 후륜 구동 모드로는 oversteer가 발생하여 차량이 스핀하기 쉽고 전륜 구동 모드로는 understeer가 발생하여 제대로 된 코너링이 어렵다. 상시 4륜 구동 모드는 에너지 소모가 크고 전후륜이 tight coupling되어 있는 문제 때문에 일반적인 노면에서 부드러운 코너링이 잘 이루어지지 않는 문제가 있다. 본 연구에서 제안하는 방식은 그림 1와 같이 center shaft의 중간에 영구 자석으로 만들어진 토크 전달용 판이 있고 그 사이에 자계를 차폐할 수 있는 강자성체 셔터를 서보 기구에 연결하여 서보 회전각에 따라서 구동 쪽의 토크가 피구동축으로 전달되는 양을 연속 가변제어할 수 있다. 토크 전달용 판의 차폐 면적에 따른 토크 전달양을 전/후륜 바퀴의 Static torque를 통해 측정하였으며(그림 2), 공중 상태에서 즉 공기저항만을 고려한 상태에서의 RPM 회전수 차이 측정(그림3)을 통해 구동 쪽의 회전수가 피구동축으로 전달되는 양을 측정하여 연속가변 토크 제어 전달 기구의 성능을 확인하였다. 이 기구는 현재 1차적으로는 remote controller의 ch 3(ON/OFF제어 방식)에 연결하여 특정한 양의 토크를 전륜 쪽으로 보낼 수 있도록 구현이 가능하며, ch 2(PID제어 방식)에 연결하여 연속 가변 조절이 가능하도록 구현이 가능하다. 부가적으로 Arduino board를 내장하여 전후륜의 휠센서에서 입력되는 신호를 감지하여 자동적으로 전후륜에 배분되는 토크를 제어할 수 있도록 설계 중에 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.366-367
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• 2013

러시아를 포함한 동유럽 국가에서는 아직까지 상용전원으로 권선형 동기전동기를 구동시키는 산업현장이 많이 있으며, 최근 에너지 절감을 위해 대용량 고전압 권선형 동기전동기 구동용 H-브릿지 멀티레벨 인버터에 대한 수요가 증가하고 있다. 권선형 동기전동기의 일반 V/F 운전 시에 전동기 회전자의 속도가 완벽히 동기화되지 않아 저속영역에서 난조가 발생하여 출력토크가 진동하는 현상으로 운전에 어려움이 있으며, 저속 영역에서의 낮은 토크 출력으로 인하여 다양한 부하에 적용이 힘든 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 H-브릿지 멀티레벨 인버터의 권선형 동기전동기 구동 시 헌팅 억제 알고리즘을 추가하고 속도 지령에 보상함으로써 저속 영역의 속도/토크 헌팅 현상을 저감하는 센서리스 제어 방법을 제안하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.437-438
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• 2020

본 논문에서는 2상 하이브리드 스테핑 모터 구동을 위해 H-bridge 회로 또는 3상 인버터를 이용하는 경우의 출력 성능을 비교 검토하였다. 벡터 제어로 구동하는 경우 2상 하이브리드 스테핑 모터의 상전압, 상전류의 THD(Total Harmonic Distortion)과 출력 토크 리플을 분석하였으며, 이를 위해 Matlab/Simulink를 이용한 150W급 스테핑 모터의 시뮬레이션을 수행하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.68-75
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• 2012

This paper presents a study on the driveline output torque estimation using a discrete Kalman filter. The in-situ output shaft torque is first measured by a non-contacting magneto-elastic torque transducer. The linear state-space system equations are first derived and the discrete Kalman filter is designed based on the Kalman filter theory to recover the driveline output torque contaminated by random noises. In addition to using torque measurement, the estimation of the output torque using two angular velocities: the output and wheel, is also conducted. The experimental results show that the discrete Kalman filter can be effective for not only removing the random noise in output torque but also estimating the output torque without torque measurement.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권10호
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• pp.935-945
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• 2011

네 개의 반작용휠과 두 개의 제어모멘트자이로를 이용하여 X축 또는 Y축으로 위성을 고기동 시키는 자세제어방법에 대해서 연구해보았다. 일반적인 위성은 동일한 구동기들을 사용하므로 위성자세제어기를 먼저 설계하고 여기에서 나온 토크를 각 구동기에 할당하면 된다. 하지만 우리 위성은 출력토크 차이가 큰 반작용휠과 제어모멘트자이로로 이루어져 있기에 이러한 방법을 적용하는데 어려움이 있다. 이에 본 논문에서는 구동기 출력토크명령설계에 위성자세제어기를 포함시키는 방법을 사용하였다. 시뮬레이션을 통하여, 설계된 제어기법이 위성을 고기동 시키는 것을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.408-409
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• 2019

PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor)의 약자속 제어 시 인버터를 6-스텝 모드까지 운전함으로써 전동기의 출력 토크 능력을 최대로 활용할 수 있다. 그러나 6-스텝 동작을 위해 일반적으로 사용되는 정적 과변조 기법의 경우 구현이 복잡하며, 과도 상태에서의 동작이 고려되지 않기 때문에 토크 응답 특성이 저하된다. 이에 비해 구현이 간단한 동적 과변조 기법을 사용하는 경우 전압변조지수 증가에 따라 인버터의 전압 이득이 1보다 비선형적으로 크게 작아지기 때문에 6-스텝 모드에서의 운전이 힘들다. 이에 본 논문에서는 구현이 용이한 동적 과변조 기법에 대해 과변조 성능이 향상되도록 하는 방법을 제안하며, 제안된 방법에 의해 인버터가 6-스텝 모드까지 운전될 수 있으므로 구동 전동기의 출력 토크 능력을 최대한으로 활용할 수 있으며, 향상된 토크 응답 특성을 얻을 수 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.62-63
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• 2017

본 논문에서는 휠체어의 탑승자의 구동력과 BLDCM(Brushless DC Motor) 에서 출력되는 보조력인 전기적인 구동력을 동시에 사용하는 탈부착형 하이브리드 휠체어의 동작제어방식을 제안한다. 기존에는 휠체어에 토크센서를 부착하여, 토크센서 신호의 피이드백을 통하여 보조력을 발생하는 방식이 적용되고 있지만, 제안된 방식에서는 토크센서의 사용없이 사용자의 동작을 간접적으로 검출하는 방식을 제안한다. 사용자가 휠체어의 핸드림을 조작할 때, 발생하는 휠체어의 동작을 3축 가속도 센서를 통해 모션을 예측하고, 이에 대응하는 구동력을 보조하는 PAS(Power Assist System)을 설계하였다. 사용자의 동작 예측을 위해, 3축 가속도 센서의 신호를 조합하여 전진과 후진 및 정지 상태 신호를 예측하는 방식을 시뮬레이션과 실험을 통해 증명하였다.