• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.16 no.2
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• pp.130-136
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• 2011

This paper presents the torque control algorithm of a permanent magnet synchronous motor(PMSM) for an electric scooter. The volume of the in-wheel type motor is restricted due to the complicated mechanical structure in wheel of an electric scooter, so the hall sensors instead of resolver and encoder for the rotor position sensors are installed. In this paper, the rotor speed and position are estimated from the speed estimator for vector control of a PMSM with hall sensors. The motor starts to rotate at standstill in BLDC mode with 120 degree conduction. After start up, the operating mode is changed to the vector control with maximum torque per ampere(MTPA) operation at low speeds and flux weakening control at high speeds. The performance of the proposed control algorithm is verified through the experiment in the electric scooter.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.198-199
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• 2011

본 논문에서는 매입형 영구자석 동기 전동기(IPM)의 회전자 초기각 및 전동기 제정수에 대한 정보가 전혀 없는 초기 상태에서 고주파 주입을 통한 제정수 추정기법을 제안한다. IPM 의 경우 정확한 제정수 추정을 위해서는 회전자의 초기각에 대한 정보를 필요로 한다. 고주파 신호 주입에 의한 주입 센서리스 제어 방법을 적용하여 초기 제정수 추정과 동시에 초기각에 대한 정보를 얻고, 이를 바탕으로 제정수를 보다 정밀하게 추정하게 된다. 제안된 방식은 모든 IPM 모터에 적용가능하며, 제정수와 더불어 초기각의 위치도 얻을 수 있어 전동기 제어의 초기 설정에 용이하다. 모의실험을 통하여 제안된 기법의 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2006.06a
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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.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2006.06a
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• pp.333-335
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• 2006

본 논문은 영구자석 교류 전동기의 센서리스 위치 오차 최소화 제어 방법에 관한 것으로, 회전자의 위치오차가 최소화 하도록 회전자 속도 추정 gain을 자동으로 조정함으로써 회전자의 속도 및 위치에 대한 오차를 최소화하기 위한 방법이다. 본 논문의 구성은 회전자 위치 오차를 최소화하기 위한 제어기와 이를 회전자 속도 게인으로 활용하는 적용 대상으로 구성 되어 있다. 이는 모터의 온도 및 운전 환경에 따른 parameter의 변동에 강인하도록 제어기의 게인을 자동 설정하며 회전자의 오차를 최소화 하도록 하는 제어기를 제안한다. 또한 본 논문에서 제한하는 알고리즘을 검증하기 위하여 시뮬레이션 하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.3
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• pp.455-464
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• 2019

The sensorless control based on the flux linkage of PM synchronous motors has excellent position estimation characteristics at low speeds. However, a limitation arises because the integrator of flux estimator is saturated by the DC offset generated during the analog to digital conversion(ADC) process of the measured current. In order to overcome this limitation, HPF with a low cutoff frequency is used. However, the estimation performance is deteriorated (Ed- the verb deteriorate already includes the meaning of 'problem') at high speed due to the low cutoff frequency, and increasing the cutoff frequency of the HPF induces further problems of phase leading and initial starting failure at low speeds. In this paper, the cutoff frequency of HPF was synchronized to the operation frequency of the motor: at low speeds the cutoff frequency was set to low in order to reduce the phase leading of the estimated flux, and at high speeds it was set to high to raise the DC offset removal performance. As a result, the operating range was increased by 200%. Furthermore, a phase compensation algorithm is proposed to reduce the phase leading of the HPF to less than 1.5 degrees over the full operating range. The proposed sensorless control algorithm was verified by experiment with a PM synchronous motor for a washing machine.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.11a
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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.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.20 no.10
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• pp.100-106
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• 2006

This paper proposes a full fuzzy-logic-based vector control for a permanent-magnet synchronous motor (PMSM). The high-performance of the proposed fuzzy logic control (FLC)-based PMSM drive are investigated and compared with the conventional proportional-integral (PI) controller at different conditions, such as step change in command speed and load and etc. In the experimental and simulation the FLC is employed in the speed and current controller. The experimental results show to be a suitable replacement of the conventional PI controller for the high-performance drive system.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.15 no.4
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• pp.282-287
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• 2010

This paper proposes a new nonlinear speed controller with a fuzzy load torque observer based on the Takagi-Sugeno fuzzy method for a permanent magnet synchronous motor(PMSM). The LMI conditions are derived for the existence of the proposed nonlinear speed controller and fuzzy load torque observer, and the LMI parameterization to obtain the gain matrices of the controller and observer is given. In this paper, to verify the performance of the proposed nonlinear speed controller and fuzzy load torque observer, and the simulation and experimental results are demonstrated under motor parameter and load torque variations.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.16 no.1
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• pp.37-44
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• 2021

This study is implemented as a sensor-less position controller capable of multi-turn detection to replace the expensive absolute encoder used in the turret servo system. For sensor-less control, the position information of the rotor is essential. For this, a magnetic flux estimator was implemented from the mathematical model of IPMSM used in the turret servo system. The position of the rotor and the angular velocity of the rotor were obtained using the rotor magnetic flux calculated from the magnetic flux estimator. Using the zero-crossing technique, one pulse was generated for each rotation of the estimated rotor magnetic flux to measure the number of multi-turns. Simulation and experiment results confirmed the usefulness of the proposed method.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.814_815
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• 2009

본 논문은 로봇관절 구동 및 제어에 활용될 중공모터의 설계 및 특성해석에 대해 연구하였다. 로봇관절에 사용될 중공모터의 경우고 토크출력이 요구될 뿐만 아니라, 저속에서 제어 및 구동 신뢰성이 높은 운전특성이 요구된다. 또한 로봇 관절에 활용하기 위하여 배선처리가 간편한 중공타입의 구조가 요구된다. 따라서 우리는 로봇 구동 및 경량화가 가능하도록 유성기어와 결합이 가능한 외전형 타입의 영구자석 동기전동기의 설계 및 특성해석을 하였다. 먼저 로봇 관절에 적합하도록 FEA 기법을 이용하여 설계하였으며, 실제 시작기 모델을 제작하여 성능실험을 통해 제안된 모터의 특성을 분석하였다.