• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.314-315
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• 2010

This paper results from the application of IPM for hybrid vehicles using Matsui method and Extended EMF mothed. These 2 methods are typical methods based on EMF, which is usually used in position sensorless control. When d-axle current was 0, both Matsui method and Extended EMF method showed desirable results. On the other hand, when d-axle current was not 0, only Extended EMF appeared satisfactory. This means that Matsui method is more vulnerable to parameter variation. Thus, Extended EMF method would be better than Matsui method to be used in field weaking or MTPA control.

• Journal of Power Electronics
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• 제12권4호
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• pp.604-614
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• 2012

This paper presents a comparative study of position sensorless control schemes based on back-electromotive force (back-EMF) estimation in permanent magnet synchronous motors (PMSM). The characteristics of the estimated back-EMF signals are analyzed using various mathematical models of a PMSM. The transfer functions of the estimators, based on the extended EMF model in the rotor reference frame, are derived to show their similarity. They are then used for the analysis of the effects of both the motor parameter variations and the voltage errors due to inverter nonlinearity on the accuracy of the back-EMF estimation. The differences between a phase-locked-loop (PLL) type estimator and a Luenberger observer type estimator, generally used for extracting rotor speed and position information from estimated back-EMF signals, are also examined. An experimental study with a 250-W interior-permanent-magnet machine has been performed to validate the analyses.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.78-84
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• 2011

Using sensors to detect current or voltage of motors is disadvantaged because motor is exposed to vibration, impacts, corrosion, high temperature and humidity in the machinery structure like HEV. In the case of IPMSM, position information is included not only in the flux or EMF term but also in the rotator inductance because of its saliency. To solve this problem, a new mathematical model of IPMSMs on fixed frame is proposed and an extended EMF includiing rotating position information is defined to estimate extended EMF. A strong low-pass filter through the variable cut-off frequency using velocity function was proposed. This makes it is possible to estimate extended EMF by least order disturbance observer. The proposed method was proved through the experiment.

• 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.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.449-452
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• 2016

This paper presents a simplified analysis on the rotor position detection error in sensorless interior permanent magnet brushless DC motor (BLDCM) drives, wherein terminal voltage sensing based on the back-electromotive force (back-EMF) zero-crossing point detecting circuitry is employed. The effect of a rotor saliency on the back-EMF's zero-crossing point detection is analyzed using the extended EMF-based voltage equation of the interior permanent BLDCM in a stationary reference frame, and thus the overall analysis is considerably simplified compared to the conventional one. Simulation results are provided to verify the effectiveness of the proposed method.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권3호
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• pp.1166-1176
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• 2017

Estimation errors of the rotor speed and position in sensorless control systems of Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSM) will lead to low efficiency and dynamic-performance degradation. In this paper, a parallel-type extended nonlinear observer incorporating the nominal parameters is constructed in the stator-fixed reference frame, with rotor position, speed, and the load torque simultaneously estimated. The stability of the extended nonlinear observer is analyzed using the indirect Lyapunov's method, and observer gains are selected according to the transfer functions of the speed and position estimators. Taking into account the parameter inaccuracies issue, explicit estimation error equations are derived based on the error dynamics of the closed-loop sensorless control system. An equivalent flux error is defined to represent the back Electromotive Force (EMF) error caused by the inaccurate motor parameters, and a compensation strategy is designed to suppress the estimation errors. The effectiveness of the proposed method has been validated through simulation and experimental results.

• 전력전자학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.349-356
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• 2021

Permanent magnet synchronous motors are mainly used in the traction of electric vehicle and home application products including air-conditioners and refrigerators. For sensorless control without rotor position sensors, I-F control is applied for initial starting at low speeds, and mode is changed to sensorless control when the rotor speed is sufficiently accelerated for estimating rotor position. When the mode is changed to the sensorless control from the open-loop starting, the initial integral value of the speed controller should be considered by load condition; otherwise, the transition to sensorless control may fail. The sensorless transfer algorithm of PM synchronous motor based on load condition for smooth transition is proposed. The performance of the proposed sensorless transfer algorithm was verified by experiments.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권2호
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• pp.711-717
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• 2017

This paper proposes an improved sensorless control to estimate the rotor position of an interior permanent magnet synchronous motor. A phase-locked loop (PLL) is used to obtain the phase angle of the grid. The rotor position can be estimated using a PLL based on extended electromotive force (EEMF) because the EEMF contains information about the rotor position. The proposed method can reduce the burden of calculation. Therefore, the control period is decreased. The simulation and experimental results confirm the effectiveness and performance of the proposed method.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.266-273
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• 2011

본 논문에서는 매입형 영구자석 동기 전동기(IPMSM)의 확장형 역기전력(EEMF) 모델을 이용한 저감차수 병렬형 확장형 칼만 필터(EKF)를 이용한 센서리스 제어 기법을 제안한다. 제안된 센서리스 제어 기법은 간단한 수학적 구조로 매입형 영구자석 동기전동기 구동에 적합한 확장형 역기전력 모델을 이용하여 두 개의 저감 차수 형태로 표현하였다. 이러한 두 모델은 매 샘플링 시간마다 확장형 칼만 필터에 번갈아 연산된다. 행렬의 차수를 저감하여 EKF의 연산시간의 단축과 알고리즘 구현의 부담을 줄였으며 센서리스 제어의 안정적인 상태 벡터의 추정을 위해 병렬로 구동하는 두 모델에 의해 추정된 정보를 이용하였다. 제안된 기법은 실험 결과를 통하여 안정적인 위치 추정 및 속도 추정 성능을 검증 하였으며, 전 차수 EKF와의 연산 시간 비교를 통하여 우수성을 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.351-357
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• 2011

영구자석 동기발전기의 벡터제어를 위해서는 회전자 위치가 필요하며 엔코더와 같은 위치센서가 위치 검출 목적으로 일반적으로 사용되고 있다. 그러나 위치센서의 사용은 영구자석 동기전동기 제어시스템의 신뢰성을 저하시킨다. 본 논문에서는 영구자석 동기전동기 제어시스템을 위한 위치센서 고장 회피 제어 방법을 제안한다. 확장 유기전력에 기반한 센서리스 위치 추정 알고리즘을 센서를 이용하는 벡터 제어와 병렬로 수행함으로써 위치센서 고장발생 시점에서 센서리스 벡터제어로 신속히 재구성할 수 있도록 하였다. 실험을 통해 제안된 방식의 유용성을 보인다.