• 제목/요약/키워드: 선형전동기

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선형 추진 BLDC 모터에 대한 파라미터 추정 기법을 이용하는 오토 튜닝(Auto Tuning) PI 제어기 설계 (The Design of an Auto Tuning PI Controller using a Parameter Estimation Method for the Linear BLDC Motor)

  • 차영범;송도호;구본민;박무열;김진애;최중경
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.659-666
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    • 2006
  • 서보 모터는 컴퓨터와 센서로부터 오는 지령에 대해 정밀한 모션제어 즉, 정확한 속도조절과 위치 잡기를 수행함으로써 자동화 시스템에서 중요한 부분으로 사용된다. 특히, 선형추진 BLDC모터는 볼스크류, 타이밍 벨트, 랙/피니온과 같은 마찰 유도 전달 메카니즘들과 연결을 갖는 회전식 서보모터들에 비해 다양한 장점들을 갖는다. 본 논문은 정현파 구동형 선형 추진 BLDC모터의 동특성과 출력들로부터 얻어지는 정보를 이용하여 미지의 전동기 계통 파라미터들을 추정하는 방식을 제안한다. 추정된 파라미터들은 제어기와 외란 관측기의 이득을 조절하는데 사용될 수 있다. 이러한 목적을 이루기 위해 고성능의 디지털신호처리프로세서로 계자기준제어(FOC)기법을 구현하기 위해 설계된 TMS320F240을 선형 BLDC 서보 전동기의 제어기로서 사용한다. 이 서보전동기 응용 전용의 DSP는 A/D Converter와 PWM 발생부, 다수의 IO Port를 내장하고 있어 서보모터 제어기에 중요한 역할을 담당하게 된다. 이 선형 BLDC 서보 전동기 시스템은 또한 IPM 구동기와 홀센서 타입의 전류센서모듈 그리고 게이트 구동 신호와 고장 신호들의 전기적 절연을 위한 광결합 모듈을 포함한다.

외란에 둔감한 브러쉬없는 직류전동기(BLDC Motor)의 디지털 위치제어 (Robust Digital Position Control of Brushless DC Motor)

  • 고종선;조관열;윤명중
    • 대한전기학회논문지
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    • 제39권1호
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    • pp.36-48
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    • 1990
  • 브러쉬없는 직류전동기의 위치제어시 새로운 제어방법을 제시하였다. 일반적으로 브러쉬없는 직류전동기의 모델식은 비선형특성을 갖는다. 이 비선형특성을 벡터제어에 근거한 filed orientation방법으로 선형화시켰고, 선형화된 시스템에 새로운 상태변수를 첨가한 상태변수 궤환(augmented state variable feedback)방법이 적용될 수 있음을 보였다. 또한 부하외란을 미지의 입력으로 본 0-관측기(0-observer)로 부터 관측하고 여기서 얻은값을 이용하여 응답이 빠른 feedforward로 보상하였다. 이로써 전체시스템의 응답특성을 변화시키지 않고도 외란에 안정한(robust)특성이 얻어짐을 보였다. 전체 시스템은 마이크로 프로세어 MC68000을 이용한 디지탈 제어기로 구현하였고, 각 제어 알고리즘에 대한 시뮬레이션 및 실험결과로 제안된 제어알고리즘의 효과를 보였다.

하이브리드 퍼지-PID 제어기에 의한 3상 유도 전동기의 속도제어 : 유전자 알고리즘에 의한 파라미터의 자동 동조 (The Control of 3-Phase Induction Motor by Hybrid Fuzzy-PID Controller : Auto-Tuning of Parameters using Genetic Algorithms)

  • 권양원;안태천;강학수;윤양웅
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.794-796
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    • 1999
  • 본 논문에서는 3상 유도전동기의 속도를 제어하는데 기존 제어기의 문제점을 해결하고 최적화하기 위해서 유전자 알고리즘을 이용한 하이브리드 퍼지 -PID(HFPID) 제어기를 고안하고, 이에 대한 파라미터 설정 방법을 제안한다. 유도전동기의 제어는 지연시간이 길고, 비선형성이 강하며, 부하변동이 잦은 프로세스이기 때문에, 기존의 제어방식으로는 만족할만한 결과를 얻을 수 없다. 제안한 하이브리드 퍼지-PID 제어기는 PID 제어기의 장점인 과도기의 우수성과 퍼지 제어기의 장점인 정상기의 우수성을 퍼지 변수로 결합시켜 설계한다. 이 제어기에 유전자 알고리즘을 적용하여 최적의 퍼지 및 PID 파라미터를 설정하다. 그리고 이 제어기를 3상 유도전동기의 속도 제어에 응용한다. 또한 속도오차에 대한 룩업 표를 만들어 온라인 실시간 제어를 가능하게 한다. 이상의 과정을 3상 유도전동기에서 컴퓨터 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과를 비교해 볼 때, 하이브리드 퍼지-PID 제어기는 기존의 제어기 보다 전동기의 속도 및 토크성분 전류 둥의 특성에서 우수한 성능을 보였다.

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선형전동기기반 컨테이너 이송시스템의 위치정확도 향상을 위한 적응 Backstepping 제어기 설계 (A Design of Adaptive Backstepping Controller for Improving Position Accuracy of Linear Motor-based Container Transportation System with Dynamic Friction)

  • 서정현;한근조;이권순;이진우
    • 한국항해항만학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.55-64
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    • 2007
  • 일반적으로 서보 제어 시스템에서 비선형 동적 특성을 갖는 마찰력은 제어기 성능에 악영향을 미친다. 특히, 선형으로 고려된 시스템에 제어기 이득을 잘 설계한다 하더라도 마찰 현상에 포함된 동적으로 변화하는 dead zone에 의한 정상상태 오차 및 리미트 사이클(limit Cycle) 등을 야기한다. 따라서, 본 논문에서는 비선형 동적 마찰 성분을 효과적으로 보상하고 적응적으로 제어함으로써 차세대 항만 자동화 이송시스템으로 주목받고 있는 LMTT(linear motor-based transfer technology) 시스템의 위치 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다. 본 제어대상은 셔틀카(shuttle car)와 컨테이너들의 다양한 중량과, 이로 인해 발생하는 동적 마찰 특성 파라미터들의 변화가 발생하므로 마찰력 내부 파라미터들의 추정이 요구된다. 제안하는 방법은 적응 backstepping 제어 기법으로 시스템이 안정하게 제어될 수 있는 조건으로 내부 파라미터 추정기를 설계하여 비선형 동적 마찰력을 보상하도록 하였다.

선형 유도전동기의 2차측 도체 형상에 따른 동특성 해석 (Analysis of Dynamic Characteristics for Linear Induction Motor According to the Secondary Conductor Structure)

  • 이병준;김도선;조윤현;구대현;강대욱;이기창
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.71-73
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    • 2008
  • 본 논문에서는 편측식 선형 유도전동기의 2차측 도체의 구조에 따른 동특성 해석을 유한요소법을 사용하여 수행하였고 결과를 비교 분석하였다. 2차측 구조를 주로 사용되는 판 형태와 농형 그리고 이중농형의 구조로 나누어 해석을 수행하였으며 추력, 수직력, 추력리플, 수직력 리플, 주파수 및 슬립에 따른 특성 등을 비교 분석 하였다.

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통계적 방법을 이용한 선형 직류전동기의 최적설계 (Optimal Design of a Linear DC Motor using Statistc Method)

  • 김성수;김동희;노채균
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.97-102
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    • 2001
  • 본 논문은 구조가 간단하고, 고속, 고정밀 위치결정이 가능하기 때문에 OA 및 FA시스템에 대한 적용이 급속히 확대되고 있는 선형직류전동기의 최적 설계에 관하여 제안하였다. 최적 설계 방법은 통계적 방법을 이용하였다. 본 연구에서는 먼저, 2수준 요인실험계획법을 이용하여 목적함수에 대한 설계변수의 영향력을 분석하였으며, 다음으로 반응표면분석 법을 이용하여 이들 인자의 최적치를 구하였다. 이 방법을 적용함으로써 짧은 시간과 낮은 비용으로 설계변수의 최적 값을 도출 할 수 있었다.

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보조치 형상 변화에 따른 영구자석 선형 동기 전동기의 단부 코깅력 고찰 (Analysis of the Outlet Edge Cogging Force of Permanent Magnet Linear Synchronous Motor by Deforming the Shape of Auxiliary Teeth)

  • 김용재;김성진;이규명;조경필;조금배
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.979-980
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    • 2011
  • 영구자석 선형 동기 전동기(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor)는 구조적으로 간단하며 고속화 고추력화 등의 많은 장점을 가지고 있지만 전기자 권선부의 슬롯-치 구조로 인한 코깅력과 단부효과에 의한 코깅력이 발생한다. 이는 추력 맥동의 원인이 되며, 소음과 진동을 발생시킨다. 따라서, 본 연구에서는 전기자를 분산배치할 경우 필연적으로 생기는 단부에 의한 코깅력을 저감하기 위해 기존의 전기자 끝단에 설치한 보조치를 응용하여 계단형 형상을 가진 보조치의 설치를 제안하였다.

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반응표면법을 이용한 로프리스 엘리베이터용 영구자석 선형 동기전동기의 디텐트력 최소화 (Detent Force Minimization of Permanent Magnet Linear Synchronous Motor for Ropeless Elevator System Using Response Surface Method)

  • 이상건;정군석;주옥오;김도선;조윤현
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.812_813
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    • 2009
  • 본 논문에서 로프리스 엘리베이터용 영구자석형(PM) 선형동기전동기(LSM)의 디텐트력을 저감하기 위하여 반응표면법(RSM)을 이용한 디텐트력의 최소화 설계 방법을 제안하였다. RSM을 이용하여 정수 슬롯형과 분수 슬롯형 PM-LSM의 설계변수를 추론하고 유한요소법(FEM)으로 디텐트력을 구하였다. 반응표면법과 유한요소법의 해석결과를 토대로 분수 슬롯형 PM-LSM이 주어진 체적의 엘리베이터 시스템에 적합한 형상임을 입증한다.

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횡자속 선형 전동기를 이용한 가진기 구동 시스템 구현 (Realization of Vibrator driving system Using Transverse Flux Linear Motor)

  • 임태윤;김종무;강도현;김동희;양보석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.577-579
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    • 2001
  • 본 논문에서는 공진을 이용한 일정 진폭과 일정 주파수용 가진기 구동 시스템의 구현을 위한 제어기와 시스템에 대한 동적 해석을 수행하였다. 제안된 가진기 시스템의 엑츄에이터는 영구자석형 횡자속 선형 전동기(TFLM)가 적용되었고 가진기의 이동자에는 공진용 스프링을 장착하였다. 이로써 TFLM의 구조적인 장점인 고출력과 공진을 통한 에너지의 고효율의 장점을 갖는 전동식 가진기 시스템을 구현할 수 있게 되었다.

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보극을 이용한 영구자석 선형 동기전동기의 디텐트력 저감을 위한 연구 (Design of Permanent Magnet Linear Synchronous Motor for Detent Force Minimization by Using Auxiliary Poles)

  • 김도선;;김미정;이병준;조윤현
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.778-779
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    • 2008
  • 본 논문에서는 보극을 이용한 영구자석형 선형동기전동기 (PMLSM)의 디텐트력 저감에 관한 새로운 기술을 제안하고자 한다. 디텐트력은 입력전류 없이 영구자석과 철심 코어의 상호 작용으로 발생되며 2개의 성분 즉 슬롯효과와 단부효과로 나눌 수 있다. 슬롯효과와 단부효과를 줄이기 위하여 보극의 위치와 반폐슬롯 길이 변화에 따른 디텐트력 특성을 2차원 유한요소법(FEM)을 이용하여 해석한다. 그리하여 수치해석과 실험결과를 이용하여 보극 설치가 디텐트력을 줄이기 위한 효과적인 방법임을 입증하고자 한다.

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