• 전력전자학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.130-136
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• 2011

본 논문은 전기 스쿠터용 영구자석 동기 전동기(PMSM)의 토크제어 알고리듬을 제안한다. 전기 스쿠터용 인휠(In-wheel) 모터는 기구적으로 고 분해능의 회전자 위치검출 센서인 레졸버나 엔코더를 장착하기 어려워 저 분해능의 홀 센서를 사용한다. 본 논문은 홀 센서를 갖는 영구자석동기전동기의 벡터제어를 위하여 속도관측기를 사용하여 회전자의 속도 및 고분해능의 위치정보를 관측한다. 초기 기동시에는 일반적인 120도 통전방식의 BLDC 운전모드로 기동하고, 기동 후에는 벡터제어 방식으로 전환하여 단위 전류 당 최대 토크(Maximum Torque Per Ampere, MTPA) 운전과 약자속(Flux weakening) 제어를 수행한다. 제안한 알고리듬은 전기스쿠터의 장착실험을 통하여 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.229-230
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• 2012

본 논문에서는 왜곡된 역기전력을 갖는 매입형 영구자석 동기전동기의 토크리플 저감 방법을 제안한다. 역기전력에 왜곡성분이 있는 경우 정현파 전류로 모터 제어 시 역기전력의 왜곡으로 인한 토크리플은 전동기의 진동 증대 및 효율 저하의 요인이 된다. 이러한 토크리플에 의한 전동기의 진동은 특히 저속에서 문제가 된다. 저속운전 시 전동기의 토크리플을 저감하기 위해서는 역기전력의 왜곡에 의한 토크리플을 줄일 수 있는 토크리플 보상 전류제어가 필요하다. 이 경우 토크리플 보상전류를 구하기 위해서는 역기전력의 왜곡성분에 대한 정보가 필요하다. 본 논문에서는 역기전력의 왜곡성분을 off_line 방식이 아닌 전류기반 MRAS 관측기를 사용하여 실시간으로 추정하여 토크리플 저감전류를 보상함으로써 토크리플을 저감한다. 제안된 토크리플 저감 알고리듬은 시뮬레이션을 통해 검증한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.100-106
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• 2006

본 논문에서는 영구자석 동기전동기(PMSM)를 위한 풀 퍼지 로직을 기반으로 한 벡터제어를 제안한다. 퍼지 로직 제어기(FLC)를 기반으로 한 PMSM 드라이버의 성능은 부하, 속도 지령의 스텝 변화와 같은 여러 가지의 조건에서 PI제어기와 비교, 연구되었다. 실험 및 시뮬레이션에서 퍼지 로직 제어기는 속도 제어기 및 전류 제어기에 적용하였다. 고성능 드라이버 시스템에 기존의 PI제어기를 대신할 수 있음을 실험결과에 보였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.282-287
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• 2010

본 논문에서는 영구자석 동기전동기(PMSM)를 위한 비선형 속도제어기와 Takagi-Sugeno 퍼지 기법을 이용한 퍼지 부하 토크관측기를 제안한다. 또한 제안된 비선형 속도제어기와 퍼지 토크관측기가 존재하기 위한 LMI 조건을 유도하고, 제어기와 관측기의 이득 행렬을 계산하기 위한 선형 행렬 부등식(LMI) 매개변수화가 주어진다. 제안된 비선형 속도제어기와 퍼지 부하 토크관측기의 성능을 검증하기 위하여, 모터 파라미터 및 부하 토크 변동 하에서 시뮬레이션 및 실험 결과가 주어졌다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 학술대회 논문집 전문대학교육위원
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• pp.63-65
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• 2000

본 논문은 영구 자석 동기 모터의 속도 제어를 위하여 슬라이딩 모드 제어 기법을 도입하였다. 또한 기계적인 위치 또는 속도 센서 없이 속도 제어를 수행하기 위하여 부하 토크 및 속도 관측기를 이용하였으며, 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2006년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.98-100
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• 2006

본 논문은 매입자석형 동기전동기 (Interior Permanent Magnet Motor, 이하 IPM)의 Sensorless 제어에 관한 것이다. IPM에서 벡터제어를 수행하기 위해서는 계자분 전류와 토크분 전류로 나누어서 제어를 해줘야 한다. 이때, 토크는 영구자석과 직교하는 방향으로 토크분 전류를 인가해줘야 하기 때문에, 영구자속에 의해 발생하는 자속의 정확한 위치를 알아야 하고, 그로 인하여 엔코더 등의 자극위치센서를 사용해야 한다. 따라서, IPM은 일반적으로 Sensored제어를 하게 된다. 그러나, 고가의 장치인 엔코더 등의 자극위치센서를 사용하지 않고 적절한 제어를 수행해주기 위하여 여러 sensorless 기법들이 개발되어 발전되었다. 본 논문에서는 자속추정기를 이용하여 자속을 추정하고, 이를 이용하여 모터의 회전속도 및 회전각을 추정함으로써 Sensorless제어가 가능하였다. 본 제어 알고리즘은 자사 벡터제어 인버터인 iV5를 통해 실험하여 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.835-836
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• 2006

최근의 선박 추진시스템은 기존의 엔진, 터빈 등의 구동 원에서 선박의 발전기로부터 선체 외부의 프로펠러와 일체형으로 구성된 모터를 구동하여 추진하는 전기추진식으로 변화되고 있다. 특히, 히토류계 영구자석재질의 발달로 인하여 대형 선박의 추진을 위한 대용량 자석계자형 BLDC와 영구자석형 동기전동기의 설계가 가능해 졌으며, 이에 대한 연구구도 활발히 이루어지고 있다. 그러나 이도 중 소형 선박기기에 한정되어 있으며, MW급 이상의 대형기기의 설계 연구도 일부 선진국에서만 진행 되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 5MW, 150rpm급 대용량 추진전동기 설계에 관한 연구를 하였다. 본 설계 모델은 오랜 기간 해양 운행을 해야 하는 선박특성 상 중요한 부분인 에너지 효율을 높이기 위하여 인버터를 전동기 내부에 배치한 구조로 부피와 중량을 줄이고, 더불어 속도에 따라 인버터를 커플링하여 상변환이 가능한 전동기를 설계하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.101-102
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• 2011

기존에 하이브리드 자동차에 전동기는 레졸버등의 위치센서를 사용하여 제어를 하는데 안전성의 문제로 위치센서가 고장이 발생하게되면 센서없이 모터를 제어하는 방법이 연구되고 있다. 중고속 영역에는 모터의 전압모델을 사용하는 센서리스 방법이 주로 사용되는데 저속과 정지 상태에서는 모터 역기전력의 크기가 작아서 사용하기 어렵다. 본 논문에서는 기존의 방법보다 비교적 간단한 저속역역 센서리스 방법을 소개하고 이 방법의 문제의 해결방안을 제시하고 시험을 통하여 이를 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.455-464
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• 2019

영구자석동기전동기의 쇄교자속 기반 센서리스 제어는 저속에서 위치추정 특성이 우수 하지만 계측된 전류가 ADC를 통해 변환되는 과정에서 발생한 DC offset에 의하여 쇄교자속 추정기의 적분기가 포화되는 문제점을 가지고 있습니다. 이러한 현상을 방지하기 위해 낮은 차단주파수를 갖는 HPF를 사용하여 DC offset 성분을 제거하는 방법이 사용되나, HPF의 낮은 차단주파수로 인해 고속에서 추정 성능이 저하되는 문제점이 있다. 반면 HPF의 차단 주파수를 높이게 되면, 저속에서 위상 앞섬 및 초기기동 실패의 문제가 발생한다. 본 논문에서는 HPF의 차단주파수를 영구자석동기전동기의 운전주파수에 동기화함으로써 낮은 속도에서는 HPF의 차단주파수를 낮게 하여 HPF에 의한 위상 앞섬을 줄이고, 높은 속도에서는 HPF의 차단주파수를 높게 함으로써 높은 DC offset 제거 성능을 통해 운전영역을 200% 확대한다. 또한, 추가적인 위상 보상 알고리즘을 통해 전 운전영역에서 HPF의 위상 앞섬이 1.5도 미만으로 감소되는 방법을 제안한다. 제안된 센서리스 제어 알고리즘은 세탁기용 영구자석동기전동기를 이용한 실험을 통해 검증한다.