• 전력전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.240-246
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• 2018

In this paper, a sensorless V/f control based on maximum torque per ampere (MTPA) operation for PMSMs is proposed. Given that the MTPA operation is not considered in the conventional sensorless V/f control, efficient PMSM drives cannot be achieved. Therefore, this paper proposes an improved technique based on the d-axis current control to enable the MTPA operation in the V/f control for PMSMs. A stabilization technique is also proposed to improve the dynamic characteristics and stability against load variation. The effectiveness of the proposed technique is verified by conducting experiments with a 250 W SPMSM for driving a blower.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.5128-5134
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• 2011

본 논문에서는 HEV용 영구자석 매립형 동기전동기의 단위전류 당 최대토크 운전을 위한 dq 전류 궤적에 대하여 고찰하였다. 전동기 상수로부터의 단위전류 당 최대토크 운전을 위한 dq 전류를 해석하고, 이를 바탕으로 영구자석의 자속 및 dq 인덕턴스 등의 전동기 상수가 변할 경우 단위전류 당 최대토크 운전점의 변화를 고찰하였다. 또한 단위전류 당 최대토크 제어를 위한 dq 전류의 궤적을 실험을 통하여 검증하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권1호
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• pp.249-255
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• 2017

Efficient operation of induction motor at light loads has been getting wide attention recently because the operating of induction motor at light loads occupies big portion of its operating regions in many applications such as environment friendly vehicle. As one of approaches to improve efficiency, Adaptive Maximum Torque Per Amp (Adaptive MTPA) control for induction motor drives has been proposed to achieve a desired torque with the minimum possible stator current. However, the Adaptive MTPA control was validated only at heavy load where, in general, control scheme tends to perform better than at light loads since the error in measurement of sensors is lower and signal to noise is better. Thus, although the performance of a control scheme is good at rated operating point, its performance at light load is somewhat in doubt in practice. This has led to considerable interest in efficiency of Adaptive MTPA control at light loads. This work experimentally demonstrates performance of Adaptive MTPA control at light loads regardless of rotor resistance variation, thus showing its good performance over all operating conditions.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.189-190
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• 2017

본 논문에서는 PMSM에서 단위 전류당 최대 토크를 발생시키는 MTPA(Maximum Torque Per Ampere)제어에 기반한 센서리스 V/f 운전 기법을 제안한다. 기존의 센서리스 V/f 운전에서는 MTPA 제어가 고려되지 않아 구동 효율이 감소하는데 본 논문에서는 d축 전류를 기반으로 비례적분기 제어기를 사용하여 개선하였다. 또한 부하 변동에 대한 우수한 동특성과 안정성을 갖도록 하였다. 250W 블로워용 PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor)에 대한 실험을 통해 그 효용성을 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.291-299
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• 2007

영구자석 동기전동기를 단위 전류 당 최대 토크 운전 점에서 운전하기 위해서는 전동기의 상전류 및 온도에 따라 변화하는 인덕턴스 및 역기전력 상수와 같은 전동기의 파라미터들에 대한 정확한 값을 알고 있어야 한다. 전동기 파라미터의 온라인 추정을 위한 적응 추정 기법은 정확한 값을 추정하는 데 어려움이 있고 복잡한 수학 연산을 필요로 하기 때문에 실질적인 응용에는 적합하지 못하다. 본 논문의 목적은 느린 동적 부하를 가지는 벡터 제어 영구자석 동기전동기 구동장치를 위한 단순한 단위 전류 당 최대 토크 운전 점 추적 제어 전략을 제안하는 것이다. 제안된 방식은 전류 위상각을 조절하고 지령 전력의 변화를 관측함으로써 단위 전류 당 최대 토크 운전 점들을 찾아간다. 전류 위상각 조절 전략은 부하 변동이 지령 전력에 미치는 영향을 감지할 수 있도록 설계된다. 따라서, 제안된 방식은 부하 변동에 관계없이 영구자석 동기전동기의 단위 전류 당 최대 토크 운전 점들을 추적할 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안된 방식의 효용성을 보인다.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.142-149
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• 2010

매입형 영구자석 동기 전동기는 높은 효율과 빠른 동특성, 넓은 정출력 운전 영역 등의 장점 때문에 다양한 산업 분야에서 각광을 받고 있다. 특히 매입형 영구자석 동기기의 단위 전류당 최대 토크(Maximum Torque Per Ampere, MTPA) 운전 방법은 전동기의 최대 효율 운전을 위해서 필수적인 운전방법이 되었다. 이론적인 MTPA 운전점은 전동기의 제 정수에 의해 결정되는데, 매입형 영구자석 동기 전동기는 온도와 운전 영역에 따라 전동기 제 정수의 변화가 심하여 정확한 MTPA 운전을 하기 위해서는 전동기의 전 운전 영역에 대한 전동기 제 정수를 미리 알고 있어야 한다. 본 논문에서는 신호 주입 개념을 도입한 새로운 MTPA 운전 방법을 제안한다. 전류에 높은 주파수의 신호를 주입하여 그 주입된 신호에 의한 반응을 확인함으로 MTPA 운전점을 판별하게 된다. 이 방법은 전동기 제 정수 변동에 강인하며, 간단한 신호처리 과정을 통하여 MTPA 운전을 할 수 있다.

• Journal of Power Electronics
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• 제10권4호
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• pp.396-404
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• 2010

This paper presents simple schemes used to estimate the initial rotor position and the d- and q-axis inductances for effective Maximum Torque per Ampere (MTPA) operation in a wind-power system using an IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Machine). An IPMSM essentially requires an exact coordinate transformation and accurate inductance values to use a reluctance torque caused by the saliency characteristic. In the proposed high-frequency voltage testing method, there is no voltage drop caused by the resistance and the electromotive force. The initial rotor position and the inductance can be measured through an analysis of the stator current without turning the rotor. The experimental results are presented in order to illustrate the feasibility of the proposed method.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권1호
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• pp.110-117
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• 2013

Maximum Torque Per Amp (MTPA) control for induction motor drives seeks to achieve a desired torque with the minimum possible stator current. This is favorable in terms of inverter operation and nearly optimal in terms of motor efficiency. However, rotor resistance variation can cause significant performance degradation. This work demonstrates that existing MTPA controls perform sub-optimally as temperature varies. An adaptive MTPA control strategy is proposed that always achieves optimal performance without exhibiting hunting phenomenon regardless of rotor temperature. The proposed control is experimentally shown to accurately achieve the desired torque.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제28권8호
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• pp.54-61
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• 2014

This paper proposes a boost/flux-weakening controller (BFWC) for wide speed operation range having engine and interior permanent magnet synchronous generator (IPMSG) for special equipment vehicle. The proposed BFWC exploits direct torque/flux control (DTFC) scheme based on space vector modulation method to control the constant DC voltage output within the entire speed operation range of engine. And, to improve the response characteristics of maximum torque per ampere (MTPA) operation and flux-weakening operation, the MTPA and flux-weakening feed-forward controllers are applied. To estimate feasibility and usefulness of the proposed controller, the simulation and experimental results are compared.

• 산업기술연구
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• 제33권A호
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• pp.61-66
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• 2013

This paper is about the development of 80[kW] IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) drive system for an electric vehicle. MTPA(Maximum Torque per Ampere) operation and flux-weakening operation for the optimal torque control of the IPMSM are presented. In this system, the torque control of the IPMSM is achieved by using the look-up table, which gives d- and q-aixs current references for the given torque command in the MTPA operation and flux-weakening operation regions. This look-up table is made by current injection tests, and from which the motor parameters are also estimated. The proposed system is verified by the experiment on the electric vehicle drive system, which consists of an 80[kW] IPMSM and an IGBT inverter.