• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.291-297
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• 2022

본 논문은 가전용 교류 전동기 구동을 위한 인버터 회로에 포함된 지능형 스위칭 모듈인 IPM 모듈에 대한 특성 및 신뢰성 계측 회로 설계 방법에 대한 연구이다. IPM은 전동기 구동기의 핵심 부품으로 그 스위칭 특성이 서보 구동 중에 일관되게 유지돼야 한다. 그 특성 중 스위치 온 특성을 결정하는 콜렉터-에미터간 도통 전압 Vce(on) 특성이 중요하다. 인버터 구성의 핵심 부품인 IPM은 여러 브랜드의 제품이 생산되고 있기 때문에 응용시스템의 최적 성능을 위해서는 IPM의 제품군에 따른 IGBT 스위치의 콜렉터-에미터간 도통 전압 Vce(on) 값을 측정하기 위한 방법 및 계측 평가 시스템이 필요하다. 제안된 방법은 제조사별 IPM이 전동기 구동회로에 장착된 상태에서 부하에 따른 Vce(on) 값을 계측 평가할 수 있는 새로운 방법으로 사용자 회사 입장에서는 중요한 설비가 될 수 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.686-689
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• 2014

본 논문은 다극 BLDC(Brushless Direct Current) 전동기를 구동하기 위한 인버터 게이트 구동회로 일체형 스위칭 모듈인 IPM(Intelligent Power Module)에 대한 연구이다. 여러 제조사의 IPM을 이용하여 인버터를 설계할 때 각 제조사와 IPM의 버전에 따른 전기적, 논리적 특성을 평가하는 전자회로 시스템을 설계한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.999-1000
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• 2011

영구자석을 삽입하는 IPM(Interior Permanent Magnet : 이하 IPM) 방식의 동기전동기 설계에서 브리지의 형상 결정은 기계적인 안정성을 확보하고 출력 요구사양을 만족시키기 위해 구조해석과 자기회로 해석을 병행하여 검토하는 것을 요구한다. 본 논문에서는 IPM타입 동기전동기를 대상으로 회전자 원심력이 정적상태로 인가되는 정하중 조건과 속도변화가 시간에 따라 변하는 동하중 조건일 경우를 구분하여 설계 여유를 분석하였으며, 영구자석의 접착여부에 따라 브리지에 발생하는 응력 분포의 차이를 해석하였다. 또한, 동하중 상태에서 재료의 응력-피로 특성을 통해 피로 한계 조건을 설계단계에서 예측하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.210-212
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• 2005

최근 급속도로 발전하고 있는 산업분야에서 요구되는 서보 시스템에서 빠른 응답특성, 고도의 정밀성 그리고 안전성에 대한 요구가 커지고 있는 실정이다. 본 논문에서는 이러한 요구에 따라 5상 IPM(Five-phase IPM)의 DTC(Direct torque control)에 대해 고찰하였으며, Texas Instruments사에서 전동기 제어 전용으로 개발된 DSP칩인 TMS320F2812를 이용하여 디지털적으로 제어 알고리즘을 구성하였다. 5상 전동기는 현재 산업현장에서 일반적으로 널리 사용되고 있는 삼상 전동기에 비해 안정성이 높고, 상당 전압의 변화 없이 고정자 전류를 줄일 수 있고, 토크 맥동의 주파수를 높이고 결과적으로 토크의 크기를 감소시킬 수 있다는 여러 가지 장점을 가지고 있으며, 특히 안정성을 요구하는 항공기(Aerospace applications), 전기자동차 및 하이브리드 자동차(Electric or hybrid vehicles)등의 특수한 영역에서 요구가 계속 증가되고 있다. 따라서 본 논문에서는 5상 IPM의 DTC에 대한 특성을 실험을 통하여 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.835-836
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• 2015

본 논문에서는 IPM type 전동기의 구동 방식에 따른 진동 특성을 비교, 분석하였다. BLDC 구동 방식은 2상에만 전원이 인가되므로 Commutation torque ripple 및 가진력의 불평형이 발생하여 기계손이 증가하고 진동, 소음이 크게 되어 효율이 떨어지므로 3상 구동 방식과 BLDC 구동방식에 따른 진동 및 출력 특성을 비교, 검토하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.896-897
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• 2015

본 논문에서는 IPM type BLDC 전동기의 진동 저감 방안에 대해서 연구하였다. 전자기적 진동 발생원 중 주된 요인이 되는 코깅 토크와 반경방향 힘의 불평형에 대해서 노치를 설치하여 코깅토크를 최소화한 모델과 반경반향의 힘인 가진력을 평형화한 모델의 설계를 수행하였다. 각 모델에 대한 주파수별 진동원을 분석하고 진동 실험의 결과와 비교하여 분석하여 그 타당성을 입증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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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.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.116-117
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• 2014

본 논문에서는 3상 IPM을 사용하여 2상 유도전동기를 위한 2레그형 인버터를 설계하였다. 3상 IPM은 6개의 스위칭 소자를 내장하고 있어서 이중 4개는 2레그형 인버터로 사용하고, 나머지 2개는 역률제어 회로에 이용할 수 있다. 이렇게 하면 하드웨어의 추가를 최소화하면서 역률제어 기능을 갖는 2레그형 인버터를 구현할 수 있다. 2레그형 인버터에서는 반드시 직류링크에 2개의 커패시터를 직렬로 연결하는데, 입력 전원의 반주기 마다 각각의 커패시터에 충방전 동작이 수행된다. 이러한 동작으로 인해 2개의 커패시터에 전압 불균형이 발생할 수 있고 커패시터 용량이 서로 다를 경우에는 이 전압 리플이 더욱 커지게 되며, 이것은 전동기에 불평형 전류를 공급하게 되어 전동기의 토크리플을 발생시킨다. 본 논문에서는 직류링크의 전압 불균형 문제가 전동기에 미치는 영향을 분석하고, 이러한 전압 불균형을 보상하여 전동기의 토크리플을 제거하고 동작특성을 개선하는 방법을 제안하며, 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이를 검증한다.

• 전기학회논문지
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• 제56권3호
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• pp.519-523
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• 2007

In this paper, we propose a precise parameter extraction of interior permanent magnet (IPM) motors based on finite element analysis. For the calculation of the two-axis inductances Ld and Lq, the slotting effect and cross magnetization due to torque angle are considered. It is examined that back electro-motive force (BEMF) constant is affected by the magnetic saturation in different ways dependent on motor types. Numerical analyses and some measurements are performed for a spoke type and a flux barrier type IPM motors

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1087-1088
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• 2011

영구자석형 전동기는 높은 출력밀도를 가지므로 현재까지 많은 연구가 진행되어 왔다. 일반적으로 매입형 영구자석 동기전동기는 영구자석의 사용량이 많을수록 돌극비를 향상 시킬 수 있으므로 발생토크 성분 중 릴럭턴스 토크의 비중을 키울 수 있다. 이는 토크 발생 시 입력전류를 저감시켜 동손이 감소하고 효율을 증가시키는 효과를 기대할 수 있다. 본 논문에서는 매입형 영구자석 동기전동기의 등가자기회로법를 이용한 설계에 대해 다루고자 한다. 등가자기회로법은 계산시간이 빠르고 전동기 구성인자들의 영향을 신속하게 살펴 볼 수 있으므로 초기설계에 많이 사용된다. 본 논문에서는 등가자기회로법을 이용하여 공극자속밀도를 산정한 후 슬롯을 고려한 relative permeance, 그리고 무부하 역기전력을 산정하고 최종적으로 유한요소법을 이용하여 검증한다.