• 전기전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.1020-1026
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• 2019

본 논문에서는 단상 영구자석 동기 전동기의 고속 센서리스 운전을 위한 회전자 자극 검출 알고리즘을 제안한다. 일반적으로 단상 영구자석 동기 전동기의 센서리스 운전은 오픈 루프 기동 후 특정 속도 영역에서 센서리스 운전으로 전환된다. 이와 같은 오픈 루프 기동 과정에서 단상 영구자석 동기 전동기의 일정한 회전 방향을 유지하기 위한 회전자 자극의 검출이 필수적이다. 본 논문에서는 자기적 비대칭을 갖는 단상 영구자석 동기 전동기의 특성을 고려하여 전류 제어기 기반의 옵셋 전류 및 고주파 전압 신호를 활용한 회전자 자극 검출 기법을 제안한다. 제안한 알고리즘은 다수의 실험을 통하여 회전자 자극 검출의 유효성과 유용성을 확인하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권4호
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• pp.1515-1527
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• 2018

This paper presents a sensorless speed control of IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) using the high-frequency (HF) square wave injection method. In the proposed HF pulsating square wave injection method, injection voltage is applied into the estimated d-axis of rotor and high-frequency induced q-axis current is considered to estimate the rotor position. Conventional square wave injection methods may need complex demodulation process to find rotor position, while in the proposed method, an easy demodulation process based on the rising-falling edge of the injected voltage and carrier induced q-axis current is implemented, which needs less processing time and improves control bandwidth. Unlike some saliency-based sensorless methods, the proposed method uses maximum torque per ampere (MTPA) strategy, instead of zero d-axis command current strategy, to improve control performance. Furthermore, this paper directly uses resultant d-axis current to detect the magnet polarity and eliminates the need to add an extra pulse injection for magnet polarity detection. As experimental results show, the proposed method can quickly find initial rotor position and MTPA strategy helps to improve the control performance. The effectiveness of the proposed method and all theoretical concepts are verified by mathematical equations, simulation, and experimental tests.

• 전력전자학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.80-83
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• 2022

This paper proposes an initial rotor polarity detection algorithm of a single-phase permanent magnet synchronous motor (SP-PMSM) related to stable open-loop starting for sensorless operation. Generally, the SP-PMSM needs an asymmetric air-gap structure to can avoid the initial starting failure at zero torque point. Therefore, the rotor polarity information can be obtained by using the DC offset current direction of a stator current through a high frequency voltage injection into an SP-PMSM with an asymmetric air gap. In this paper, the proposed rotor initial polarity detection algorithm is verified through several experimental results.

• Earthquakes and Structures
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• 제24권1호
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• pp.1-9
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• 2023

A model for calculating structure interacted mechanics is proposed. A structural interaction model and controller design based on tuned mass damping (TMD) was developed to control the induced vibration. A key point is to introduce a new analytical model to evaluate the properties of the TMD that recognizes the motion-dependent nonlinear response observed in the simulations. Aiming at the problem of increased current harmonics and low efficiency of permanent magnet synchronous motors for electric vehicles due to dead time effect, a dead time compensation method based on neural network filter and current polarity detection is proposed. Firstly, the DC components and the higher harmonic components of the motor currents are obtained by virtue of what the neural network filters and the extracted harmonic currents are adjusted to the required compensation voltages by virtue of what the neural network filters. Then, the extracted DC components are used for current polarity dead time compensation control to avert the false compensation when currents approach zero. The neural network filter method extracts the required compensation voltages from the speed component and the current polarity detection compensation method obtains the required compensation voltages by discriminating the current polarity. The combination of the two methods can more precisely compensate the dead time effect of the control system to improve the control performance. Furthermore, based on the relaxed method, the intelligent approach of stability criterion can be regulated appropriately and the artificial TMD was found to be effective in reducing cross-wind vibrations.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.1004-1010
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• 2020

본 논문은 단상 영구자석 동기전동기의 초기 회전자 자극 검출 기법을 제안한다. 대상 전동기는 저속 및 정지 상태에서 역기전력을 기반으로 위치 정보를 얻을 수 없다. 따라서 초기 개루프 기동이 필요하며 이 과정에서 저 전류 및 소프트 기동을 위한 초기 회전자 위치 정보가 필요하다. 제안하는 초기 회전자 자극 검출 알고리즘의 경우 비대칭 공극의 영향 및 영구자석 자속의 영향을 고려하였으며, 고주파 전압 신호 주입을 기반으로 정확한 검출을 위한 오프셋 전압을 이용하였다. 이때 고주파 전압 신호로부터 유도된 고주파 전류의 경우 가상의 dq축을 이용하여 유도된 전류의 최댓값 취득을 통해 회전자 영구자석 자극을 판별한다. 본 논문에서는 센서리스 운전의 저전류 및 소프트 기동을 위해 제안된 초기 회전자 자극 검출 알고리즘을 홀센서 신호를 근거로 효용성 및 타당성을 다수의 실험을 통해 검증하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.622-627
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• 2019

본 논문에서는 비대칭 공극을 갖는 단상 영구자석 동기 전동기의 센서리스 운전을 위한 초기 회전자 위치 검출 알고리즘을 제안한다. 일반적인 센서리스 운전 기법 중 역기전력 기반의 센서리스 제어는 영속 및 저속운전에서 역기전력 정보를 추정하기 어렵다. 이를 위해 오픈 루프 기동 기법이 필수적으로 요구되고 일정한 방향으로의 회전을 위해서는 회전자의 초기 위치 검출이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 단상 영구자석 동기 전동기의 자기적 특성을 이용하여 고주파 전압 주입 신호에 옵셋 전압을 추가하여 회전자 자극을 검출하는 기법을 제안한다. 다수의 실험 결과를 통하여 제안된 알고리즘의 유효성과 유용성을 검증하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.23-30
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• 2014

This paper proposes a dead time compensation method for an AC motor drive using phase current polarity information which is detected based on a digital programmable low-pass filter (PLPF). The polarity detection using the PLPF is an alternative solution of a conventional method which uses a general low-pass filter (LPF) and hysteresis bands in order to avoid jittering due to noises. The PLPF not only adjusts its cutoff frequency according to the synchronous frequency of AC motors but also eliminates a gain attenuation and phase delay which are main problems of the general LPF. Through the PLPF, a fundamental component signal without gain and phase distortions is extracted from the measured raw current signal with noise. By use of the fundamental component, the polarity of current is effectively detected by reducing the hysteresis band. Finally, the proposed method compensates the dead time effects by adding or subtracting average voltage value to voltage references of the controller according to the detected current polarity information. The proposed compensation method is experimentally verified by compared with the conventional method.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.410-411
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• 2019

본 논문에서는 홀 센서를 사용하지 않고 단상 영구자석 동기 전동기의 초기 회전자 자극을 검출하여 안정적인 오픈루프 기동 및 센서리스 운전 기법을 제안한다. 제안한 회전자 초기 자극 검출 방법은 비대칭 공극을 갖는 단상 영구자석 동기 전동기에 고주파 전압을 인가한 후 회전자 초기 극성에 따른 자기회로의 비 포화 및 포화여부를 저역통과필터를 이용하여 빠르게 검출하는 방법을 제안하였다. 제안된 초기 자극 검출 방법은 다수의 실험 결과를 통해 안정적 기동 및 센서리스 운전이 가능함을 입증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.435-436
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• 2020

본 논문에서는 단상 영구자석 동기 전동기의 센서리스 운전을 위한 회전자 자극 검출 기법을 제안한다. 제안한 회전자 초기 자극 검출 방법은 비대칭 공극을 갖는 단상 영구자석 동기 전동기에 고주파 전압 및 옵셋 전류를 인가하여 회전자 자극 위치에 따른 전류 옵셋의 크기를 검출함에 있다. 이를 위해 가상의 dq축 모델을 이용한 고정자 전류의 크기를 비교하여 회전자 자극을 검출하고자 한다. 제안된 방법은 다수의 실험 결과를 통해 타당성을 입증하였다.