• 한국철도학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.398-403
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• 2008

전동차용 견인전동기 시스템은 저항 및 쵸퍼 제어에 의한 직류 전동기 방식에서 인버터 제어에 의한 유도전동기 방식으로 발전하였다. 오늘날 유도전동기 기술은 어느 정도 성숙기에 접어들었지만 최근에는 소음제거, 효율 극대화 및 유지보수 비용 절감 등의 이점이 있는 감속기를 제거한 직접 구동용 영구자석 전동기가 새로이 각광받고 있다. 특히 기계적으로 견고한 매입형 영구자석 동기전동기는 출력/토크 밀도가 높고 약계자 제어성이 우수하며 고효율 운전이 가능하다. 본 논문은 자기적 포화특성이 심한 영구자석 전동기를 대상으로 고급화된 비선형 수치해석 기법을 적용하여 설계된 전동기의 특성해석을 나타낸다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권11호
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• pp.951-956
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• 2014

본 논문에서는 영구자석 동기전동기의 특정 운행조건 중 발생하는 열 발생량에 대해, 열등가회로를 이용하여 정상상태 열 해석을 수행하였다. 최근 전동기는 소형, 경량화되며 극한 운행조건에서도 고출력 밀도를 견뎌야 한다. 특히, IPMSM 의 코일과 영구자석에서 발생하는 과도한 열은 전동기의 출력을 감소시키고, 전동기의 수명에 악영향을 끼치기 때문에 설계단계에서 IPMSM 의 열 해석이 중요하다. 그러므로, 본 연구에서는 열등가회로를 이용하여 IPMSM 의 설계변수 변화에 따라 정상상태 열 해석을 진행하였다. 변화된 설계변수는 하우징의 축방향 길이 그리고 하우징 두께이다. 마지막으로 열등가회로를 이용한 열 해석 결과와 유한요소법을 이용한 열 해석 결과를 비교하고, 열 해석 결과에 정확성과 신뢰성을 확인하고자 한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.152-161
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• 2011

영구자석 매립형 동기전동기는 고효율, 소형화 및 넓은 가변속운전 등의 특성으로 인해 전기자동차에 적용되고 있다. 본 논문에서는 유기전압이 고조파를 함유하고 있는 영구자석 동기전동기에 대하여 고속운전 시 약자속 운전 영역의 해석에 대해 제안한다. 유기전압의 고조파가 전동기 속도와 최대토크에 미치는 영향을 해석하고 전압제한 및 전류제한 조건에서 최대토크 운전을 위한 dq 전류에 대해 분석한다. 약자속 운전영역에 대한 기존 및 제안된 해석결과를 비교하고 최대토크-속도 특성의 실험을 통하여 해석결과를 검증한다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제11권3호
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• pp.609-617
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• 2016

Belt-driven Starter Generator (BSG) differs from other mild hybrid systems as the crankshaft of vehicle are not run off. Motor permits a low-cost method of adding mild hybrid capabilities such as start-stop, power assist, and mild levels of regenerative braking. Wound rotor synchronous motor (WRSM) could be adopted in BSG system for HEV e-Assisted application instead of the interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM). In practice, adequate torque is indispensable for starter assist system, and energy conversion should be taken into account for the HEV or EV as well. Particularly, flux weakening control is possible to realize by adjusting both direct axis components of current and field current in WRSM. Accordingly, this paper present an off-line current acquisition algorithm that can reasonably combine the stator and field current to acquire the maximum torque, meanwhile the energy conversion is taken into consideration by losses. Besides, on account of inductance influence by non-uniform air gap around rotor, nonlinear inductances and armature flux linkage against current variation are proposed to guarantee the results closer to reality. A computer-aided method for proposed algorithm are present and results are given in form of the Look-up table (LUT). The experiment shows the validity of algorithm.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제25권7호
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• pp.15-25
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• 2011

This proposes an online loss minimization algorithm for series PI(SPI) based interior permanent magnet synchronous motor(IPMSM) drive to yield high efficiency and high dynamic performance over wide speed range. The loss minimization algorithm is developed based on the motor model. In order to minimize the controllable electrical losses of the motor and thereby maximize the operating efficiency, the d-axis armature current is controlled optimally according to the operating speed and load conditions. For vector control purpose, a SPI is used as a speed controller which enables the utilization of the reluctance torque to achieve high dynamic performance as well as to operate the motor over a wide speed range. Also, this paper proposes current control of model reference adaptive fuzzy controller(MFC), and estimation of speed using artificial neural network(ANN) controller. The proposed efficiency optimization control, SPI, MFC, ANN in this paper is applied to IPMSM drive system, the validity of this paper is proved by analyzing response characteristics in variety operating conditions.

• 한국안전학회지
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• 제15권2호
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• pp.63-69
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• 2000

The constraint conditions are the stator voltage and the stator current to operate the motor in the flux weakening region. The maximum current is limited by the inverter current rating and the machine thermal rating. Given DC link voltage to control the motor in the flux weakening the maximum voltage is determined by considering PWM strategy, dead time, voltage drop of the inverter switching device, and the margin of the voltage for current forcing. In this paper, the new method to determine the available maximum voltage is derived by the quantitative method and by considering the factors of the voltage drop. The proposed method to determine the maximum voltage is very useful to improve the stability of the motor system and to enlarge the speed operation region in the flux weakening operation. Therefore the utility of the maximum voltage is increased.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 1998년도 Proceedings ICPE 98 1998 International Conference on Power Electronics
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• pp.950-954
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• 1998

This paper describes a development of traction unit for 2-motor driven electric vehicle (EV). The traction unit is consisted with an interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM), a reduction gear and an inverter for electric vehicle that is driven by 2 motors without differential gear. For traction unit, prototype IPMSM and inverter have been developed. The IPMSM was designed by CAD program that was developed with both equivalent circuit method and FEM. Also the inverter was developed to drive 2 motors with 6 legs IGBT switches in a control board. The vector control algorithm was implemented with maximum torque control method in the constant torque region and field weakening control method in the constant power region considering inverter capacity. To verify that the traction unit is more high efficiency and has more high power density than a traction unit with induction motor with the same power, we would like to show the results about the design and analysis of the IPMSM and the experiment results about the traction unit.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.99-111
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• 2016

This paper presents an integrated fault diagnosis algorithm for driving motor of In-wheel independent drive electric vehicle. Especially, this paper proposes a method that integrated the high level fault diagnosis and the low level fault diagnosis in order to improve a robustness and performance of the fault diagnosis system. The high level fault diagnosis is performed using the vehicle dynamics analysis and the low level fault diagnosis is carried using the motor system analysis. The validity of the high level fault diagnosis algorithms was verified through $Carsim^{(R)}$ and MATLAB/$Simulink^{(R)}$ cosimulation and the low level fault diagnosis's validity was shown by applying it to a MATLAB/$Simulink^{(R)}$ interior permanent magnet synchronous motor control system. Finally, this paper presents a fault diagnosis strategy by combining the high level fault diagnosis and the low level fault diagnosis.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.578-585
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• 2018

본 논문은 고속철도차량에 전기기계제동장치(EMB : Electric Mechanical Brake)를 적용하기 위한 주요 구성품인 3상 매입형영구자석동기전동기(IPMSM : Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 설계방법과 이를 이용한 인버터 제어시스템의 압부력제어 시뮬레이션 방법을 제안한다. 최근 자동차에서 주로 사용하는 유압식 제동장치는 유압을 발생시키기 위해 필요한 오일류와 유압 라인의 관리, 유지보수성 및 유압펌프의 동작으로 인한 효율성 등이 문제로 제기되면서 EMB에 대한 관심이 높아지고 있으나 비용증가 및 안전측면의 보완이 지속적으로 요구되고 있다. 공압식 제동장치를 주로 사용하는 철도차량은 EMB 시스템을 적용할 경우 차량 하부에 큰 공간을 차지하는 공기압축기, 제동공기통 및 연결 배관 등의 부품이 필요하지 않으므로 50% 이상의 소형화가 가능하며 인버터를 적용한 전동기 구동방식으로 인하여 상대적으로 빠른 응답속도와 정밀제어를 통해 공주거리를 단축시킬 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 철도차량은 다수의 제동장치가 제동력을 분담하는 구조로 설계되어 자동차와 비교하여 EMB 적용이 안전측면에서 유리하다. 본 논문에서는 JMAG을 활용하여 고속철도의 제동 캘리퍼와 제동력 출력에 적합한 모터설계 및 전자계해석을 수행하였다. 제동 압부력 제어 시뮬레이션을 위해 기계구동부는 기존 EMB 시스템에 주로 적용된 볼스크류 형태의 동작방식과는 달리 고속철도차량에 적용된 편심축 회전을 이용한 구동방식으로 모델링하였다. IPMSM 제어를 통한 제동압부력 및 제동력 출력결과는 Matlab/Simulink를 활용하여 JMAG의 IPMSM 모델과 co-simulation을 통해 보였으며 결과의 타당성은 차세대고속철도(HEMU-430X)의 제동사양과의 비교를 통해 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1143-1145
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• 2002

IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) is widely used in many applications such as an electric vehicle, compressor drives of air conditioner and machine tool spindle drives. In order to maximize the efficiency in such applications, this paper is proposed the optimal control method of the armature current. The controllable electrical loss which consists of the copper loss and the iron loss can be minimized by the optimal control of the armature current. The minimization of loss is possible to realize efficiency optimization control for the proposed IPMSM. The proposed control algorithm is applied to IPMSM drive system, the operating characteristics controlled by efficiency optimization control are examined in detail by simulation.