본 논문은 3상 2여자 방식의 출력성능을 개선하기 위한 새로운 통전각 확장방식에 관한 연구이다. 제안된 토크제어 방식은 정격토크 이하에서는 기존의 $120^{\circ}$ 통전 PWM 방식으로 토크를 제어하고, 정격토크 이상에서는 출력 증대를 위해 통전각 확장을 통하여 토크를 제어하는 새로운 토크제어 알고리즘을 제안하였다. 또한 PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통하여 제안된 방식의 타당성을 검증하였다.
In this paper, an efficient robust design utilizing an enhanced Taguchi method is proposed to reduce cogging torque of a BLDC motor in the presence of design uncertainty. To overcome defects of the conventional Taguchi method in dealing with a generalized robust design problem, a penalty function and an optimal level searching technique are newly introduced. In order to verify the proposed method, a 5 kW, rated speed of 2,300 rpm, rated torque of 20 Nm BLDC motor for driving electric vehicles is optimized. Then, the robust design is compared with conceptual and deterministic ones in terms of the cogging torque, rated torque and torque ripple.
본 논문은 표면부착형 영구자석 동기전동기(Surfacemounted Permanent Magnet Synchronous Motor)의 영구자석 offset의 변화와 노치(notch)의 적용에 따른 코깅토크 저감 특성을 분석하고, 중심합성계획법(Central Composite Design)을 이용한 최적 모델 설계에 대한 연구이다. 영구자석 offset만 적용한 모델의 경우 코깅토크의 피크-피크값은 95%로 크게 저감되었지만 정격전류 인가시 평균토크의 감소율이 12.3%로 출력 손실이 크기 때문에 최적 설계를 통해 추가적으로 노치를 적용하고 영구자석 Offset을 조절함으로써 코깅토크 저감율을 96.5%로 개선시킬 수 있었고, 평균토크의 감소율은 7.7%로 영구자석 offset만 적용한 모델보다 평균토크의 감소량이 작아진 것을 확인할 수 있었다.
Kim, Jeong-Gil;Park, Young-Jun;Lee, Geun-Ho;Nam, Yong-Yun;Oh, Joo-Young
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.39
no.5
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pp.507-515
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2015
This study was conducted to develop and verify a torque application device for use in a mechanical power-circulation test rig for 5.5 MW wind turbine gearboxes. The design and analysis of the torque application device was conducted. In addition, the torsional stiffness of the test rig was calculated using the rotational angle measurements for each of the components. The calculated stiffness of the test rig was $231.13kN{\cdot}m/rad$ for a clockwise torque application. The rated torque can be applied when the stiffness of the gearbox is greater than $1,064,400kN{\cdot}m/rad$ for a clockwise torque application. Because of the limited rotational angle of the test rig, the potential application of the rated torque is determined according to the torsional stiffness of the test gearbox.
벡터제어는 V/F운전에 비해서 높은 기동 토크와 과부하시 효율적인 전류 제한이 가능한 장점으로 인하여 고성능이 요구되는 부하에 적용이 확대되고 있다. 하지만 출력전압이 V/F운전과 같이 주파수에 따라서 결정되지 않고, 모터파라미터와 D축전류에 의해 결정되므로 정격부하에서 출력전압이 작아지는 경우 출력전류가 정격전류 보다 지나치게 커지는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 기존 약자속 운전에 적용되었던 전압제어기를 사용하여 출력전압을 제어하는 용도로 사용하고자 한다.
The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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v.12
no.4
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pp.359-365
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2019
This paper is a basic study for the performance evaluation, durability improvement and optimal design of tractor transmission. The engine torque of the 78 kW agricultural tractor during rotary tillage was measured using CAN communication. It was calculated with equivalent torque and then analyzed. In order to develop a reliable tractor, it is important to convert measured torque in various agricultural operations into equivalent torque and analyze it. The equivalent torque was calculated using Palmgren-Miner's rule, which is a representative cumulative damage law. The equivalent torque of rotary tillage period and steering period are 229.2 and 136.7 Nm, respectively. The maximum and average torque during rotary tillage period are 336.0 and 234.4 Nm, respectively. The maximum and average torque of the steering period are 288.0 and 134.6 Nm, respectively. The engine torque in rotary tillage period is higher than in the steering period because of cultivation of soil through PTO. The maximum and rated torque of engine are 387.0 and 323.0 Nm, respectively, which are 183% and 136% higher than the equivalent torque during rotary tillage and of steering section. Because transmission of agricultural tractor in Korea companies is generally designed by the rated torque of engine, there is a difference from measured torque during agricultural operations. Therefore, it is necessary to consider it for optimal design.
Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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v.12
no.3
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pp.388-395
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2009
Surveillance Radar System for naval vessels is a primary core sensor for command and fire control, and provides CFCS(Command and Fire Control System) information for 3-D surveillance and fire control. It's composed of Antenna, Transmitter/Receiver, Signal Processor, and Air drier, which are installed on and under deck. They should be designed and produced in order to endure at any operating circumstances. This paper analyzes load of a driving part for driving the antenna considering factors under external operating circumstances, and proposes a condition of load for maintaining fixed RPM through analyzing internal load of the driving part, and how to reduce the load to meet the condition. This paper is verified through experimental studies.
본 연구에서는 ETC용 소형 BLDC 모터에서 소음, 진동의 원인인 Cogging 현상을 줄이기 위한 목적으로 Core 형상에 따른 Cogging 현상에 대한 연구를 진행하였으며, 이 중, 고정자 Core에 Arc-type 의 sub slot을 적용하여 정격 토크 대비 22.23%에서 4.71%로 코깅 토크를 낮추었다.
Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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v.24
no.5
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pp.16-28
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2010
This paper proposes maximum torque control of SynRM drive using artificial intelligent(AI)PI and artificial neural network(ANN). The control method is applicable over the entire speed range and considered the limits of the inverter's current and voltage rated value. For each control mode, a condition that determines the optimal axis current for maximum torque operation is derived. The proposed control algorithm is applied to SynRM drive system controlled AIPI and ANN controller and the operating characteristics controlled by maximum torque control are examined in detail.
영구자석형 동기전동기를 구동하는 인버터에서는 기본적으로 정현파 운전 방식을 사용하지만 최근에는 구형파 운전 방식도 종종 사용되고 있다. 정현파 운전 방식은 구형파 운전 방식에 비해 토크 리플이 작고 기동 성능이 우수하며, 약자속 제어를 이용하여 정격 속도 이상의 고속 운전이 가능하다. 이에 비해 구형파 운전 방식은 제어 알고리즘이 간단하고 스위칭 손실이 적은 장점이 있지만, 토크 리플이 크고 정격 속도 이하의 영역에서만 운전이 가능하다는 단점이 있다. 최근에 인버터의 운전 중에 각각의 장점이 있는 이들 2가지 운전 방식을 서로 전환하는 방법으로 가전제품의 압축기와 같은 연속 부하에 적용하기 위한 연구가 진행되었다. 저속 구간에서는 스위칭 손실을 줄이기 위하여 구형파 운전 방식을 주로 사용하고, 고속 구간에서는 안정적인 제어 성능을 위하여 정현파 운전 방식을 사용한다. 또한, 이 2가지 운전 방식의 전환 구간에서의 발생되는 과도 상태를 짧게 줄이기 위하여 속도 및 전류 제어기의 제어 변수에 대한 초기화 방법이 제시되었다. 본 논문에서는 구형파 운전 구간의 속도 제어기에 비례 적분 전류 제어기를 추가하여 전류 리플을 감소시키고, 전환 구간에서의 속도 및 전류 제어기의 제어 변수에 대한 초기화 방법을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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