• 전기학회논문지
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• 제56권3호
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• pp.519-523
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• 2007

In this paper, we propose a precise parameter extraction of interior permanent magnet (IPM) motors based on finite element analysis. For the calculation of the two-axis inductances Ld and Lq, the slotting effect and cross magnetization due to torque angle are considered. It is examined that back electro-motive force (BEMF) constant is affected by the magnetic saturation in different ways dependent on motor types. Numerical analyses and some measurements are performed for a spoke type and a flux barrier type IPM motors

• 한국정밀공학회지
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• 제15권8호
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• pp.183-192
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• 1998

In this paper, we measure the back-EMF and the thrust of a linear brushless DC motor along the relative position between coils and magnets in various speed environments in order to obtain the back-EMF and the thrust as a function of a motor position. The measured back-EMF function and thrust function of the position differ from the analytical ones within 5%. The measured back-EMF and thrust function can, then, be employed in controlling the thrust ripple of the linear motor. Furthermore, to minimize the torque ripple of the linear motor, we suggest the design method to shape the back-EMF and thrust function of the linear motor.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.8-15
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• 2019

영구자석 동기전동기는 벡터제어를 통해 우수한 효율로 다양한 산업분야에 적용되고 있다. 영구자석 동기전동기의 벡터제어를 위한 회전자 위치정보는 회전자 위치센서 또는 회전자 위치 추정기를 이용하여 검출한다. 회전자 위치추정기를 이용한 센서리스 제어로 가장 많이 적용되고 있는 모델기반 센서리스 제어는 역기전력기반의 센서리스 제어와 영구자석의 자속기반 센서리스 제어로 구분할 수 있다. 역기전력 기반의 센서리스 제어는 역기전력이 속도에 비례하므로 저속에서 회전자의 위치 추정성능이 떨어지는 단점이 있다. 자속기반 센서리스 제어의 경우 회전자 위치추정을 위한 영구자석의 자속의 크기는 속도에 관계없이 일정하기 때문에 넓은 속도 영역에서 회전자의 위치 추정성능이 우수하다. 하지만 모델기반 센서리스 제어는 영구자석 동기전동기의 수학적 모델을 이용하기 때문에 전동기 상수의 변화에 따라 회전자 위치 추정 성능이 영향을 받는다. 본 논문에서는 두 가지 모델기반 센서리스 제어 방법에 대해 고정자 저항 및 인덕턴스의 전동기 상수 오차가 -30% ~ 30%로 변동하였을 때 역기전력 추정 성능, 자속 추정 성능, 회전자의 위치추정 성능을 이론적으로 비교, 분석하고 모의해석 및 실험으로 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.400-401
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• 2019

본 논문에서는 전동기 제정수와 전압 및 전류제한 값에 따른 단상 영구자석 동기전동기의 능력곡선을 분석하였다. 역기전력 상수와 고정자 인덕턴스 및 전압 전류 제한값에 따라 영구자석 동기전동기의 능력곡선이 변하게 되며, 최대토크를 얻을 수 있는 인가전압의 크기 및 위상이 결정된다. 제안한 능력곡선의 분석방법을 통하여 얻은 최대토크에서의 인가전압을 컴퓨터 모의실험으로 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.647-648
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• 2015

최근 최저효율제를 대비한 프리미엄급 고효율 전동기의 필요성이 대두됨에 따라 유도전동기를 대체할 수 있는 고효율 전동기로써 영구자석 매입형 동기 릴럭턴스 모터(PMA-SynRM)가 각광받고 있다. 하지만 모터의 속도와 토크를 제어하기 위해 회전자 속도와 위치 정보를 측정할 수 있는 센서가 필요하고, 이 때 센서 설치의 공간적 문제, 센서의 유지/보수 및 시스템의 추가 비용 발생 등 많은 문제점들이 발생한다. 따라서 센서를 제거하기 위한 센서리스 위치 및 속도 제어에 관한 연구가 폭 넓게 진행되고 있다. 하지만 모터를 운전함에 따라 저항이나 역기전력 상수, 인덕턴스 등의 제정수의 변동이 발생하게 되고 센서리스 제어 시 이러한 변동에 의해서 추정 속도 및 위치에 오차가 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 오차의 보상을 위해 MRAS(Model Reference Adaptive System) 방식을 적용한 센서리스 제어를 제안한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.529-530
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• 2016

직류 전동기는 연속적으로 회전하기 위해서 브러시와 정류자로 이루어진 기계적인 정류 회로를 가진다. 회전자의 위치에 따라 브러시와 정류자의 접촉 구조가 변하고 직류 전동기의 등가 회로 또한 달라진다. 이러한 구조적 문제점 때문에 직류 전동기의 저항, 인덕턴스, 역기전력 상수와 같은 파라미터가 변화하고 전동기가 회전하면서 전기자 전류에 맥동이 발생한다. 본 논문에서는 기계적인 정류 회로를 고려한 직류전동기를 모델링하고 분석하였다. 그리고 브러시와 정류자에 의한 전기자 전류의 맥동이 위치 제어의 응답 특성에 어떤 영향을 미치는지 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.602-609
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• 2011

본 논문은 역기전력 기반 센서리스 제어 시 안정적인 기동성능 확보를 위한 간단한 초기 회전자 위치추정 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 전동기의 고정자 권선 인덕턴스의 차이에 의한 전류응답특성을 이용하여 초기 회전자 위치를 추정한다. 이러한 초기 회전자 위치추정 방법은 알고리즘 구현이 간단하고 추가적인 외부회로가 불필요하며, 전동기 상수의 영향을 받지 않는다. 제안된 방법의 타당성은 실험결과를 통하여 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.82-88
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• 2009

일반적으로 가전기기에서는 재료비와 사용상 제약으로 인해 저가격의 위치센서 또는 센서리스 제어 방법을 사용한다. 기존의 센서리스 기어 방법을 수행할 때 속도와 부하의 변화에 따라 고정자 저항이나 역기전력 상수가 변한다. 따라서, 전동기의 제정수의 변화로 인하여 센서리스 제어시에 위치오차가 발생하게 된다. 본 논문에서는 2개의 홀센서를 사용하여 영구자석형 동기전동기의 센서리스 제어시 발생하게 되는 위치오차를 보상하는 방법을 제안하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.291-299
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• 2007

영구자석 동기전동기를 단위 전류 당 최대 토크 운전 점에서 운전하기 위해서는 전동기의 상전류 및 온도에 따라 변화하는 인덕턴스 및 역기전력 상수와 같은 전동기의 파라미터들에 대한 정확한 값을 알고 있어야 한다. 전동기 파라미터의 온라인 추정을 위한 적응 추정 기법은 정확한 값을 추정하는 데 어려움이 있고 복잡한 수학 연산을 필요로 하기 때문에 실질적인 응용에는 적합하지 못하다. 본 논문의 목적은 느린 동적 부하를 가지는 벡터 제어 영구자석 동기전동기 구동장치를 위한 단순한 단위 전류 당 최대 토크 운전 점 추적 제어 전략을 제안하는 것이다. 제안된 방식은 전류 위상각을 조절하고 지령 전력의 변화를 관측함으로써 단위 전류 당 최대 토크 운전 점들을 찾아간다. 전류 위상각 조절 전략은 부하 변동이 지령 전력에 미치는 영향을 감지할 수 있도록 설계된다. 따라서, 제안된 방식은 부하 변동에 관계없이 영구자석 동기전동기의 단위 전류 당 최대 토크 운전 점들을 추적할 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안된 방식의 효용성을 보인다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.955-962
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• 2016

본 논문은 BLDC 전동기의 정밀한 속도제어를 위하여 외란 관측기의 설계 및 영향을 제거하는 제어기 설계방법을 제안한다. BLDC 전동기의 외부에서 회전축에 작용하는 부하의 변동과 전기적인 시스템에서 발생하는 역기전력을 외란으로 가정하고, 외란은 구간에 대한 상수로 가정하여 루엔버거 관측기를 설계한다. 시스템 상태에 대한 관측기의 오차가 0으로 수렴할 수 있도록 적절한 이득을 설정하는 방법을 보이고, 추종성능을 향상시킬 수 있는 적절한 PI제어기의 이득을 설정하기 위한 방법을 제시한다. 제안된 제어기를 120W급의 BLDC 전동기에 적용하여 속도 그리고 전류 레퍼런스를 추종하는 능력을 시뮬레이션 시험하였다. 상수부하의 변동을 외란으로 적용하였고, 그 결과 설계된 제어기의 정상상태 오차가 0.1 [%] 이내를 가짐으로 상태 추종성능에 대해 유용한 제어기임을 보일 수 있었다.