• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.2618-2624
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• 2009

전기추진선박의 추진시스템에서 중요하게 고려해야 할 사항이 전력변환장치에 의해 전동기에 공급되는 전압 및 전류에 포함되는 고조파 성분을 억제하는 것이다. 근래에 특수선박의 전기추진시스템에서 속도 및 토크제어기법으로 많이 사용하고 있는 벡터제어방식이 많은 제어기와 복잡한 연산을 요구하고 토크의 동적 특성이 전동기의 정수변화에 영향이 큰 단점을 가지고 있어서 대안으로 제시되고 있는 제어기법 중에 하나가 직접토크제어방식이다. 하지만 직접토크제어방식은 영벡터를 인가하지 않으므로 토크리플이 심하여 공급 전류파형에 고조파 성분이 포함되는 단점을 가지고 있으므로 이를 해결해야 한다. 본 논문에서는 유도전동기를 추진기로 채용하고 있는 LNG 선박의 전기추진시스템에서 직접토크제어방식을 사용하는 경우에 고조파 발생을 저감하기 위한 제어방식을 제시한다. 새로운 직접토크제어방식은 샘플링 주파수의 변화없이 복잡한 제어기를 사용하지 않고 인버터 스위칭 주파수를 일정하게 유지한 채 개선된 공간벡터 변조법에 의해 인버터를 제어하는 방식이다. 제안된 방식의 유효성은 추진기에 공급되는 전류파형에 포함된 고조파 성분의 분석과 속도제어 특성을 통해 입증한다.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제48권8호
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• pp.431-439
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• 1999

Among the variable-speed AC motor drive systems, the static slip power recovery system has been widely adopted in large power drives because a high efficiency drive can be obtained by recovering the slip power to the AC line. Although many improvements have been made in this system, several problems also remain such as the need of transformer in inverter AC side, which results in limiting speed control range and increasing the losses, production of reactive power by the control of inverter firing angle, harmonics in line currents, and so on. This paper presents the novel high performance slip power recovery system using the boost converter and small size filter in the rotor circuit, which recovers slip power of a wound rotor induction machine to AC supply efficiently with the aid of the boost converter, in which most of the problems in conventional system can be solved. The speed can be controlled by the duty ratio of the converter switch, not by inverter firing angle. As a results, the proposed system can operate in high power factor and the harmonic currents caused by the inverter and rectifier can be considerably suppressed. The validity of the proposed system verified by demonstrating the good agreement in the simulation and experimental results.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.81-90
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• 2002

본 논문은 직접토크제어에 의한 리럭턴스 동기 전동기의 위치센서 없는 고성능 제어시스템을 제안한다. 이 시스템은 고정자 자속관측기, 속도/토크 관측기, 두 개의 디지털 히스테리시스 제어기, 최적 스위칭 룩업 테이블, IGBT 전압형 인버터, 그리고 TMS320C31 DSP보드로 구성된다. 넓은 속도 범위에서의 안정된 응답특성을 얻기 위해서 전동기 단자에서 얻어진 전압과 전류를 사용하는 폐루프 자속관측기를 사용하였다. 개발된 고성능 속도제어 시스템의 동특성을 검증하기 위해서 1.0[kW] 리럭턴스 동기 전동기를 사용하여 시뮬레이션과 실험을 수행한 결과 저속영역과 고속영역 모두 우수한 동특성을 얻을 수 있었다.

• 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.

• 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.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권6호
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• pp.1729-1750
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• 2018

Voltage source inverters (VSIs) are widely used to drive induction motors in industry applications. The quality of output waveforms depends on the switching sequences used in pulse width modulation (PWM). In this work, all existing optimal space vector pulse width modulation (SVPWM) switching strategies are studied. The performance of existing SVPWM switching strategies is optimized to realize a tradeoff between quality of output waveforms and switching losses. This study generalizes the existing optimal switching sequences for total harmonic distortions (THDs) and switching losses for different modulation indexes and reference angles with a parameter called quality factor. This factor provides a common platform in which the THDs and switching losses of different SVPWM techniques can be compared. The optimal spatial distribution of each sequence is derived on the basis of the quality factor to minimize harmonic current distortions and switching losses in a sector; the result is the minimum ripple loss SVPWM (MRSLPWM). By employing the sequences from optimized switching maps, the proposed method can simultaneously reduce THDs and switching losses. Two hybrid SVPWM techniques are proposed to reduce line current distortions and switching losses in motor drives. The proposed hybrid SVPWM strategies are MRSLPWM 30 and MRSLPWM 90. With a low-cost PIC microcontroller (PIC18F452), the proposed hybrid SVPWM techniques and the quality of output waveforms are experimentally validated on a 2 kVA VSI based on a three-phase two-level insulated gate bipolar transistor.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.361-366
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• 2012

본 논문은 퍼지 제어기를 이용하여 전기 이륜차의 속도를 제어한다. 전기 이륜차는 스로틀에 대하여 빠른 응답성과, 정속주행 시 안정성이 요구 된다. 그러나 현재 양산중인 전기 이륜차는 1.5KW(50cc)급으로 탑승자 및 수화물 중량, 도로 상태(비포장 길, 아스팔트 길) 및 바람의 저항 등 부하 변동에 따라 속도 변화가 매우 크므로 정속 주행이 어려우며, 오르막길과 내리막길의 경사도에 따라 급격한 속도 변화가 발생된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 속도의 오차와 오차의 변화량을 퍼지 제어기의 입력 값으로 사용하고, 모터의 Q축 제어 량을 퍼지 제어기의 출력 값으로 설정 하여 퍼지 제어기를 구성하였다. 모터의 D축 제어 량은 Q축 제어 량에 비례적으로 설정하여 매입형 영구 자석 동기 전동기(Interior Permanent Magnet synchronous Motor, IPMSM)를 장착한 전기 이륜차를 구동하였다. 본 논문에 적용된 제어 대상은 1.5KW급 전기이륜차로서 모터의 속도 제어를 위하여 제안된 알고리즘을 이용한 퍼지 제어기를 사용 하였으며, 매입형 영구 자석 동기전동기의 토크 제어를 위하여 D, Q축 전류 제어기를 사용 하였다. 제안된 알고리즘을 이용한 퍼지 제어기는 설정된 속도를 잘 추종하였다.

• 한국운동역학회지
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• 제22권3호
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• pp.373-378
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• 2012

The purpose of this study was to develop an electric riding machine for cycle fitting to control riding posture easily, to measure frame size quantitatively, and to overcome disadvantages of the traditional systems. The electric riding machine consisted of actuator, load controller, and display & control unit. The actuator unit by BLDC(BrushLess Direct Current) motor drives the saddle height up and down, the crank forward and backward, the handlebar up and down, and the handlebar forward and backward. The load controller unit controls loads by Eddy current controller with electromagnet and aluminum circular plate. The display & control unit consisted of frame size controller and display panel which shows top tube length(485~663mm), head tube length(85~243mm), seat tube length(481~671mm), and seat tube angle($62.7{\sim}76.4^{\circ}$). The range of frame size control for developed electric riding machine did not have difference compared to traditional commercial systems, but quantitative and precise control with 0.1 mm length and $0.1^{\circ}$ angle was possible through digital measurement. Unlike traditional commercial systems, frame size control was possible during riding through motor driven method, thus fitting duration decreased. It is necessary for further improvement to have feedback from users. It is believed that developed electric riding machine can help to develop domestic fitting system.

• 전력전자학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.50-56
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• 1999

본 연구에서는 시간영역에서 전력이 해석되어지므로 이해하기 쉽고, 비교적 계측하기 용이한 상관함수에 의한 순시전력이론에 대해서 고찰하였다. 상관함수에 의한 순시전력이론은 시간영역에서 전압과 전류의 자기상관함수와 상호상관함수에 의해서 전력과의 전압과 상관성에 따라 상관전력과 비상관 전력으로 분해된다. 분해된 두 가지 전력성분으로부터 비선형 부항의 특성에 따라 전력과 전류를 유효성분, 기본파 무효성분 그리고 고조파성분 등 3성분으로 분해한다. 능동전력필터는 그 보상특성상 전력과 전류의 3성분만을 다루며, 실시간 제어를 위해 그외의 여러 복잡한 그리고 구현의 어려움이 있는 전력모델은 경제적이지 못하다. 상관함수적인 순시전력이론에 의해 분석된 전력성분들의 타당성을 입증하기 위해서 전압형 DSP능동전력필터를 제작하였다. 싸이리스터 제어 유도전동기 구동시스템의 전력을 제안된 순시전력이론에 의해 3성분으로 분해한 후, 이들 성분중에서 보상기준전류로 고조파성분과 기본파 무효성분을 각각 제어하여 그 보상결과로부터 타당성을 입증하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.124-129
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• 2007

최근, 반도체장비, 공구이송장비 그리고 CNC같은 여러 산업분야에 선형기계의 응용이 크게 증가하고 있다. 그러나 선형전동기는 진동특성을 가지고 있다. 그러므로 이러한 응용분야에서 정상 및 과도응답상태에서 고성능 위치제어가 필요하게 된다. 본 논문에서 간단하면서도 강력한 위치제어법을 2자유도 PID제어기를 이용하여 제안하였다. 이 기법은 과도현상없이 선형기계를 구동할 수 있는 잇점과 간단한 이득 동조를 할 수 있다. 일반적인 PID 제어기에 비해서 2자유도 제어기를 사용한 선형 전동기의 제어계의 성능 향상이 논의되었다. 그리고 시뮬레이션의 결과로 위치제어계의 응답에서 과도응답과 기동특성의 향상, 그리고 불필요한 진동성분의 제거에 유효함을 확인하였다.