• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.140-140
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• 2017

4륜 장착 자동차의 토크 전달은 2륜 구동, 4륜 구동 모드를 간단히 전환하는 방식(part time 4WD)과 항시 사륜 구동 모드에서 전후륜의 토크 전달비를 제어하는 방식(AWD, all wheel drive)이 있다. 경제의 발달에 따라서 취미 인구의 확대로 국내에만 180만 명의 R/C car 사용자가 있다. 이 중 2WD-4WD의 전환을 differential lock mechanism으로 구현한 수입산 모델의 가격이 1,000,000원을 호가하지만 가변 제어 방식이 아닌, 정차 후 2-4륜 구동 전환 방식을 적용하고 있으며 상대적으로 내구성이 떨어진다. DC motor의 출력이 늘어나고 배터리의 성능이 좋아진 현재 소형 RC car의 최고 속도는 80 km/h 정도로 빨라졌다. 그러나 마찰 계수가 낮은 노면(실내의 대부분 평활 처리된 복도)에서는 2륜 구동 모드의 활용도가 매우 낮다. 미끄러운 노면에서 후륜 구동 모드로는 oversteer가 발생하여 차량이 스핀하기 쉽고 전륜 구동 모드로는 understeer가 발생하여 제대로 된 코너링이 어렵다. 상시 4륜 구동 모드는 에너지 소모가 크고 전후륜이 tight coupling되어 있는 문제 때문에 일반적인 노면에서 부드러운 코너링이 잘 이루어지지 않는 문제가 있다. 본 연구에서 제안하는 방식은 그림 1와 같이 center shaft의 중간에 영구 자석으로 만들어진 토크 전달용 판이 있고 그 사이에 자계를 차폐할 수 있는 강자성체 셔터를 서보 기구에 연결하여 서보 회전각에 따라서 구동 쪽의 토크가 피구동축으로 전달되는 양을 연속 가변제어할 수 있다. 토크 전달용 판의 차폐 면적에 따른 토크 전달양을 전/후륜 바퀴의 Static torque를 통해 측정하였으며(그림 2), 공중 상태에서 즉 공기저항만을 고려한 상태에서의 RPM 회전수 차이 측정(그림3)을 통해 구동 쪽의 회전수가 피구동축으로 전달되는 양을 측정하여 연속가변 토크 제어 전달 기구의 성능을 확인하였다. 이 기구는 현재 1차적으로는 remote controller의 ch 3(ON/OFF제어 방식)에 연결하여 특정한 양의 토크를 전륜 쪽으로 보낼 수 있도록 구현이 가능하며, ch 2(PID제어 방식)에 연결하여 연속 가변 조절이 가능하도록 구현이 가능하다. 부가적으로 Arduino board를 내장하여 전후륜의 휠센서에서 입력되는 신호를 감지하여 자동적으로 전후륜에 배분되는 토크를 제어할 수 있도록 설계 중에 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.124-125
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• 2014

영구자석 동기 전동기가 정출력 영역에서 운전 되며 토크 제어가 수행될 경우 과도상태의 응답 특성은 정토크 영역에서 운전되며 토크 제어가 수행될 때보다 매우 중요하다. 본 논문에서는 정출력 영역에서 안정된 토크 제어를 수행하기 위한 전류 제어기의 최적화 방법을 제안하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.191-198
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• 2007

소형 BLDC(Brushless DC) 전동기는 높은 운전효율과 고토크 특성으로 인하여, 산업용 기계와 가전기기 및 특히 의료용 장비에 널리 사용되고 있다. 일반적인 BLDC 전동기의 경우에 전류(commutation) 구간에서의 토크 리플 억제에 대한 다양한 연구가 이루어져 왔다. 하지만, 초고속 BLDC 전동기의 경우 설계 특성상 전기적 시정수가 매우 짧아서 전류 구간에서의 토크 리플 보다 통전 구간에서의 토크 리플이 더 큰 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 40000rpm급 초고속 소형 BLDC 전동기의 전기적 시상수에 따른 통전구간에서의 토크리플을 해석하고, 토크 리플 억제를 위하여, 순시 전압 제어기와 고속 히스테리시스 전류 제어기를 제안한다. 제안된 순시 전압제어기는 통전구간에서의 토크 리플 억제를 위하여 운전속도와 부하전류에 적합한 전압을 순시적으로 제어하여 BLDC 전동기에 공급하고, 고속 히스테리시스 전류 제어기는 DSP의 지령전류에 따라, 제어 주기의 샘플링 지연없이 부하전류를 제어하는 시스템이다. 제안된 초고속 소형 BLDC 전동기의 토크 리플 억제를 위한 제어 시스템은 시뮬레이션 및 실험을 통하여 그 타당성을 증명하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.297-302
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• 2002

유도전동기의 직접 토크 제어방식은 구조가 간단하여 구현이 용이하고, 빠른 토크 응답성을 갖는 것을 특징으로 견인용 유도전동기의 추동시스템 등에 그 응용분야를 넓혀가고 있다. 그러나 히스테리시스 제어기를 사용하여 출력전압을 결정하는 기존의 직접 토크 제어방식에서는 인버터의 스위칭 주파수가 히스테리시스 밴드 폭과 운전조건에 따라 가변하고 토크맥동이 발생하는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 인버터의 스위칭 주파수를 일정하게 유지하고 저속 및 고속 운전영역에서 전동기의 토크 및 고정자 전류 맥등을 저감하기 위한 목적으로 고정자 자속 제어개념과 공간전압벡터 P%에 의한 새로운 직접 토크 제어방식을 제안하였다. 시뮬레이션과 실험을 통해 제안한 알고리즘의 타당성을 입증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.251-252
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• 2016

본 논문에서는 토크 리플 저감과 동특성을 개선하는 유도 전동기(IM)의 토크 예측 제어 기법을 제안한다. 제안하는 방법은 고정된 전압 벡터의 크기를 사용하지 않고, 토크 변동분 넓이의 합이 최솟값이 되도록 하는 전압 벡터 인가 시간을 결정하여 유도 전동기에 인가한다. 이 방법은 토크 제어에 필요한 전압만 인가하므로 잉여 전압이 발생하지 않는다. 따라서 정확한 제어 성능을 가지면서도 과도 상태에서는 동특성이 개선되고, 정상 상태에서는 토크 리플의 크기를 최소화할 수 있다. 제안하는 알고리즘의 유효성과 우수성을 시뮬레이션으로 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.52-54
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• 2020

다상 BLDC 모니터는 높은 효율, 단위 전류당 높은 토크 밀도 및 비교적 쉬운 제어 특성으로 인해 동일 크기, 동일 무게에서 더 높은 출력을 요구하는 대형 트랙션 또는 선박 추진 응용 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있다. 선박 등의 대용량 추진 시스템은 안정적인 운전 성능을 위해 모터의 일부 상 고장의 경우에도 시스템의 안정적인 동작이 중요한 이슈가 되고 있다. 본 논문에서는 모터의 한 상에서 고장이 발생한 경우 BLDC 모터의 정상인 상 전류의 위상각을 제어하여 토크 리플을 저감하는 제어 방법을 제안한다. 제안된 방법은 토크 리플에 큰 영향을 미치는 출력 토크의 2차 고조파 성분의 합이 영이 되도록 정상인 상 전류의 위상각을 제어하여 가능한 범위 내에서 최대 출력 토크를 얻음과 동시에 토크 리플 성분을 최소화한다. 본 논문에서 제안한 방법은 12상 BLDC 모터의 HILs 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.69-74
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• 2007

유도전동기 고정자자속 기준제어의 최대효율제어에서 경부하시 자속은 작은 값이 된다. 이러한 상태에서 갑자기 부하가 증가하였을 경우 전동기는 부하토크에 대응하는 토크를 발생시켜야 하지만, 낮은 자속 때문에 토크제한조건에 의한 토크성분전류는 작은 값으로 제한되며, 부하토크에 대응하는 토크를 발생시키지 못해서 속도제어가 안 되는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 방법을 제안한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.972-973
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• 2008

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.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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• pp.954-958
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• 2003

새로운 에너지원인 풍력 발전에 대한 연구가 세계적으로 활발히 진행되고 있는 가운데 본 논문에서는 풍력 발전의 핵심 부분인 풍력 터빈에 관한 모의실험을 다루고자 한다. 실제 기상조건과 유사한 바람데이터를 실시간으로 생성, 이를 이용하여 풍력터빈 시뮬레이터용 DC motor의 토크제어 시스뎀을 설계 구현하였다. 본 연구는 기존의 단순 토크제어 시스템과는 달리 실시간으로 생성되는 데이터를 이용하여 보다 실제 풍력발전에 가까운 모의실험을 가능하게 한다. M/G Set를 기반으로한 DC motor 토크 제어 시스템은 바람데이터의 변화에 따른 풍력터빈의 토크와 발전단의 부하의 상관관계를 명확히 하는데 크게 이바지 할 것이며 더 나아가 발전기로의 정확한 토크 전달로써 계통 연계 연구에 많은 기여를 하고자 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.2708-2715
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• 2012

본 논문은 모델기준적응제어 및 직접토크제어 방식을 이용한 새로운 유도전동기의 센서리스 속도제어 방법을 제안한다. 모델기준적응제어는 기준모델과 조정모델을 설정하고 이들의 출력을 비교하여 조정모델 및 제어를 위한 속도 추정값을 얻는 제어법이다. 그리고 직접토크제어는 토크와 자속을 독립적으로 제어하는 방법으로 토크, 자속 지령치와 전동기 고정자 전압, 전류 값을 이용해 추정한 토크, 자속을 비교하여 히스테리시스 밴드를 거쳐 그 오차를 가장 최소화하기 위한 전압벡터를 선정하여 출력하는 방법이다. 본 논문에서는 제안한 방식의 이론적인 배경 및 타당성에 대해 기술하였으며 모의실험을 통해 제안된 방식의 우수성을 검증하였다.