본 논문에서는 표면부착형 영구자석 동기전동기(SPMSM)의 새로운 전압 위상 제어 방법을 제안한다. 영구자석 동기전동기의 모델로부터 d축 전류를 추정하고, d축 전류가 영(零)이 되도록 전압 지령의 위상을 제어함으로써 영구자석 동기전동기의 역기전력과 전류의 위상을 맞춘다. 제안된 방식은 전류 제어 없이 단순히 전압 제어만을 수행하기 때문에 저가 구현이 중요시 되는 산업계 응용에 적합하다. 모의 실험을 통해 제안된 방식의 동작 특성을 평가한다.
최근, 전기추진시스템은 무인선, 어군탐지선 등에 활용되고 있다. 이 추진시스템 중에는 추진력 향상을 위해 두 대의 전기모터와 프로펠러로 구성된 경우가 있다. 이때 두 프로펠러 간의 속도 차에 해당하는 동기오차는 에너지효율과 침로오차에 영향을 미친다. 본 연구에서는 외란과 동특성 불일치에 의해 발생되는 동기오차를 억제하기 위한 동기제어시스템이 설계된다. 이 제어시스템은 기준모델, 예비필터와 속도제어기, 동기제어기로 구성된다. 기준모델은 추진시스템마다 상호 분리된 동기오차와 제어입력의 계산에 이용된다. 예비필터와 속도제어기는 추진시스템이 오버슈트와 입력포화 없이 지령을 추종하도록 설계된다. 그리고 동기제어기는 안정적이고 신속한 동기화의 관점에서 근궤적법으로 설계된다. 끝으로, 시뮬레이션을 통해 설계된 제어시스템이 외란에 효과적임을 보여준다.
본 논문에서는 교정 제어에 의한 스위칭 비동기 순차 머신의 모델 정합 문제를 다룬다. 스위칭 비동기 순차 머신은 스위칭 신호에 따라서 여러 개의 비동기 순차 머신 특성을 번갈아 가면서 가지는 시스템이라고 정의한다. 이번 연구에서 스위칭 시스템이 가질 수 있는 스위칭 시퀀스(sequence)는 일정하게 고정되어 있다고 가정한다. 제어 목적은 폐루프 시스템의 안정 상태 동작을 주어진 기준 모델과 일치시키는 교정 제어기의 존재조건을 규명하고 제어기를 설계하는 일이다. 이를 위해서 스위칭 비동기 머신이 가지는 도달가능성을 표현하는 새로운 skeleton 행렬을 도입하고 모델 정합 교정 제어기의 존재조건을 기술한다. 또한 사례 연구를 통해 스위칭 신호를 생성하면서 동시에 교정 제어 입력을 변화시키는 새로운 교정 제어 알고리듬을 예시한다.
동기전동기를 처음 기동시킬 때는 유도전동기와 같이 동작하게 된다. 회전자가 고정자 자계에 거의 도달하였을 때 M 전류를 투입하게 되면, 회전자의 여자코일에 동기화 토크가 발생하게 된다. 그러나 동기화 토크의 부족은 회전자의 첫 동요 시, 회전자 각의 불안정을 야기하게 된다. 동기화 토크는 신속 정확한 동작 제어에 의해 회복될 수 있다. 더욱이 역률 100%의 안정도로 동작하기에는 어려운 부분이 있다. 그러므로 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 퍼지 추론 기법을 이용한 여자 전류 제어 시스템을 제안하였다. 그 주된 원리는 다양한 부하 조건하에서 부하각과 역률 100%의 동작점을 추정하고, 퍼지 추론 기법에 의해 여자 전류를 제어하는 것이다. 제안된 퍼지 제어기는 각종 특수 동작 명령어로 사용되는 마이크로프로세서형 PLC(Programmable Logic Controller)를 사용하여 구현되었으며, 전기자 전류를 감지하는 제어전압 보상기, 비교기, 그리고 쵸퍼회로로 구성된 기존의 제어기에 비해 성능이 우수하다. 이는 일련의 실험을 통해 역률 100%에서의 개선된 안정적인 동작이 가능함을 보여주었다.
AC 부하를 갖는 동기전동기에 있어서, 동기전동기의 속도리플을 저감시키기 위한 문제를 풀기위해 3가지 제어기법에 대해 비교를 한 후 가장 강인한 제어기법에 대해 분석하였다. AC 부하를 갖는 특별한 제어 대상으로 엑스선 전산화 단층촬영 장치(CT)용 겐트리를 선정하였으며 시스템이 갖는 특별한 구조에 의해 이러한 시스템 특성을 갖는다. 동기전동기의 출력 축에 링(Fing) 모양의 원판 프레임을 갖으며, 이 원판 표면에 무게가 서로 다른 여러 장치(X_선 튜브, X-선 검출기, 고압발생장치, DAS 장치, 온도조절장치 등)를 부착하여 영상 획득 시스템의 회전부를 구축하기 때문이다. 이러한 시스템에서는 무게 평형을 갖지 못하는 편심 무게가 존재하게 되며 이로써 전동기 관점에서는 AC 부하처럼 인식되는 제어 조건으로 인식 될 수 있다. AC 부하를 갖는 동기전동기에 대해 일반적인 벡터제어 알고리즘으로 제어를 수행하면 정상상태에서도 속도 오차가 "0" 으로 줄어들지 않고 AC 형태의 오차 성분이 존재하며 편심 무게의 크기에 비례하여 진폭이 커지는 특성을 갖는다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 Sine파 보상전류를 갖는 속도제어기법, 펀심부하토크 관측기를 이용한 속도제어기법, 그리고 기준모델제어기법을 소개하였다. 각 방법에 대한 실험 결과로부터 편심무게의 변동과 편심 위치의 변동 조건에서 기준모델제어기법이 강인한 제어 특성과 리플저감 측면에서 가장 우수함을 검증하였다. 이로써 AC 부하 조건에서 고정도 속도 제어기가 요구되는 경우 좋은 선택의 지침이 될 수 있다고 본다.
본 논문에서는 표면부착형 영구자석 동기전동기(SPMSM)를 위한 센서리스 제어방법을 실험을 통해 검증하고자 한다. 동기전동기의 벡터제어를 위하여 엔코더나 레졸버를 이용하면 비용이 증가할 뿐만 아니라 유지 보수가 필요하기 때문에 동기전동기의 센서리스 모터제어 기법이 요구되고 있다. 또한, 동기전동기의 센서리스 모터 제어를 위해서는 정확한 회전자의 위치와 속도가 필요하므로 본 논문에서는 영구자석 동기전동기의 수학적 모델을 통하여 위치와 속도를 추정한다. 회전 중 발생하는 역기전력을 통해 추정 위치 오차를 얻으며, 추정 오차가 0이 되도록 추정기를 구성하여 이를 실험을 통해 검증하였다.
본 논문에서는 웹 기반의 멀티미디어 공동 작업 환경에서의 주소 동기화, 스크롤 동기화, 윈도우 크기 동기화, 양식 동기화, 마우스 위치 동기화, 주석 동기화 등 기능 중에서 주소 동기화 및 오류 제어에 대해서 기술한다. 웹 페이지를 하나의 미디어로 취급하여 여기서 발생하는 오류 및 제어에 대하여 기술한다. 오류 발생시에 복제형 구조에 기반한 응용 공유의 동작 원리를 이용하여 동기화를 잘 수행할 수 있는 환경을 제공한다.
IMT-2000 비동기 시스템은 단말기, 기지국과 무선망 제어국으로 구성되는 무선 접속망 그리고 핵심망 등으로 구성된다. 특히 IMT-2000 비동기 시스템의 무선망 제어국은 기지국과 접속 기능을 가지는 기지국 정합용 무선 접속 서브 시스템, 무선 트래픽 채널의 소프트 핸드오프 처리 기능을 가지는 트래픽 처리용 무선 접속 서브 시스템, 무선망 제어국을 제어하는 무선망 제어국 제어용 서브 시스템, 그리고 회선 및 패킷 교환망을 수용하는 핵심망 및 타 무선망 제어국과의 접속 기능을 수행하는 망 정합용 무선 접속 서브 시스템으로 구성된다. 본 논문에서는 다양한 서비스 품질 파라미터를 갖는 서비스를 지원하기 위한 전달 기능으로서 ATM을 기반으로 하는 ATM 스위치 망을 IMT-2000 비동기 시스템의 무선망 제어국에 적용하여 무선망 제어국의 각 서브 시스템 간 접속시켜 통신 경로 제공 기능을 수행하도록 하였다. 따라서 기지국과 핵심망 사이를 상호 연결하여 음성 및 데이터의 트래픽 정보와 제어 정보를 전달하는 기능을 수한다. 이와 같이 IMT-2000 비동기 시스템에서는 무선망 제어국 내의 서브 시스템과의 접속은 ATM 스위치를 통하여 사용자의 요구에 따라 가변적으로 필요한 대역폭을 제공함으로써 사용자의 요구에 부합되는 통신 수단을 제공할 뿐만 아니라 기존의 IMT-2000 이전 시스템의 서비스 보다는 훨씬 향상된 품질의 패킷 데이터와 멀티미디어 서비스를 포함하는 오디오, 비디오, 그리고 데이터 서비스를 제공할 수 있다.
본 논문은 직접 토오크 제어 (Direct Torque control, DTC)를 이용한 릴럭턴스 동기전동기 (Reluctance Synchronous Motor, RSM)의 최대 효율 제어에 관한 연구이다. 릴럭턴스 동기전동기의 등가모델 해석에 있어서 철손의 영향을 고려하여 이론적으로 분석하였으며, 최대효율제어를 위하여 토크 전류와 여자전류 사이의 최적 각을 유도하였다. 릴럭턴스 동기전동기의 경우는 자속이 전류에 비례하므로 유도전동기와는 달리 자속레벨을 제어하면서 토오크의 동특성을 유지할 수 있다는 특징을 가지고 있으며, 제시된 연구에서는 릴럭턴스 동기전동기의 이러한 특징을 적용하여 직접 토오크 제어의 장점인 빠른 토오크 응답특성을 유지하면서 최대 효율 제어가 이루어지도록 한다. d/q 릴럭턴스 비가 2.57인 1.0 Kw 릴럭턴스 동기전동기를 이용하여 실험을 통해 제안된 방법들의 정당성을 입증하였다.
동기기가 전동기의 모드로 운전하고 있을 때, 동기속도로 안정된 운전을 하는 중 순간적으로 과부하가 인가되게 되면 이로 인해 동기 이탈 현상이 발생한다. 동기속도로 운전 중인 동기전동기가 동기이탈을 하게 되면 계통의 역률, 안정도 등에 치명적인 악영향을 미치게 되어 여러 가지 손실을 가져오게 된다. 동기전동기가 안정된 운전을 할 수 있도록 하기 위한 한 가지 요인인 부하각을 제어하게 되면 앞에서 말한 위험한 상황을 예방 할 수가 있다. 본 논문에서는 동기전동기의 부하각을 마이크로프로세서에 의해 퍼지 부하각 제어 기법을 적용하여 동기전동기의 안정된 운전을 행하고자 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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