• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권1호
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• pp.231-238
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• 2014

Adaptive Maximum Torque Per Amp (Adaptive MTPA) control for induction motor drives seeks to achieve a desired torque with the minimum possible stator current regardless of operating points. This is favorable in terms of inverter operation and nearly optimal in terms of motor efficiency. However, the Adaptive MTPA control was validated only from the viewpoint of tracking a desired torque and was not shown that the desired torque is achieved with minimum possible stator current. This work experimentally demonstrates that optimal condition for Adaptive Maximum Torque Per Amp Control Strategy is achieved regardless of rotor resistance variation.

• 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.

• 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.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.65-71
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• 2016

This study investigates a high-accuracy alternate QD model to estimate the characteristics of induction motor under light loads. To demonstrate the usefulness of the alternate QD model, a maximum torque per amp (MTPA) control based on the alternate model is shown to outperform MTPA control based on the standard QD model. The experimental study conducted in this work exhibits that the MTPA control based on the alternate QD model tracks torque commands between 20 Nm and 30 Nm with 5% error, whereas the MTPA control based on the standard QD model generates torques lower by over 23% compared with the aforementioned torque commands. This result indicates that the alternate QD model is a highly accurate model for induction motors under light loads.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.3110-3114
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• 2009

회전자 온도 변화는 유도 전동기 제어기 설계에 있어서 중요한 쟁점이다. 문헌에서, 수많은 연구들이 회전자 온도 변화를 고려하지 않는다면, 그에 기인한 심각한 성능 저하를 언급해왔다. 하지만, 이러한 연구들은 추종 성능 관점에서 주로 Field-oriented 제어기에 초점을 두고 있으며, 단위 전류당 최대 토크 제어기와 같이 최적 제어의 경우에서의 성능에 미치는 회전자 온도 변화의 영향에 대한 연구는 전무하다. 본 연구는 회전자 온도가 시간에 따라 변화함에 따라, 단위 전류당 최대 토크 제어기의 성능에 어떻게 영향을 미치는지를 조사한다. 이를 위해, 두 가지 방법으로 단위 전류당 최대 토크 제어기의 목적이 성취되는 지를 점검한다. 즉, 요구되는 토크를 발생시키면서 동시에 최소 가능한 고정자 전류를 필요로 하는 것이다. 실험실 실험결과는 추종 성능과 단위 전류당 최대 토크 조건이 회전자 온도가 변화함에 따라 심각한 영향을 받으며, 결과적으로 단위 전류당 최대 토크 제어기의 성능저하를 초래함을 보여준다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.584-593
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• 2018

유도전동기를 고효율로 제어하기 위한 다양한 연구가 진행되어 왔다. 그 중에서 단위전류당 최대토크 제어기는 최소한의 고정자 전류로 원하는 토크를 제공하기 때문에 유도전동기 드라이브에서 고효율의 동작을 제공한다. 이는 유도전동기를 수학적으로 정밀하게 표현하는 대안모델을 기반으로 제어기가 설계되었기 때문이다. 그러나, 온도 변화에 따른 회전자 저항의 변이는 대안모델의 파라미터와 실제의 유도전동기의 파라미터의 불일치가 발생하여 단위전류당 최대토크 성능을 심각하게 저해하고 단위전류당 최대토크 제어 조건을 만족하지 못하게 하게 있다. 이러한 유도전동기의 운전시에 발생하는 열적 상승으로 인한 파라미터 값의 변화를 고려하는 단위전류당 최대토크적응 제어기가 제안되었다. 본 논문에서는 단위전류당 최대토크적응 제어기가 다수의 운전영역에서도 최소의 고정자 전류로 원하는 토크를 성취하는지를 검토하였다. 실험을 통한 연구에서 회전자의 온도가 증가하더라도 다수의 운전영역에서 25Nm의 토크 명령에서 5%의 차이가 존재하더라도 토크 명령을 정확하게 추구하고 또한, 원하는 토크를 최소한의 고정자 전류로 얻어짐을 확인함으로써 단위전류당 최대토크적응 제어기의 우수성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.1-8
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• 2019

대부분의 회전자 저항 추정기는 표준모델(CQDM)과 대안모델(AQDM)을 활용한다. 두가지 모델에 기반한 회전자 저항 추정기들은 자속이 일정한 FOC와 같은 제어 환경에서는 정확한 회전자 저항 추정치를 제공하는 것으로 확인되었다. 반면, 단위전류당최대토크 (MTPA) 제어기와 같이 자속이 변화하는 동작환경에서는, AQDM에 기반한 회전자 저항 추정기가 다른 동작 운전점에서도 실제 회전자 저항을 정확하게 추정함을 보여주었다. 하지만, 자속이 변화하는 동작환경에서의 CQDM애 기반 회전자 저항 추정기의 성능은 검토된 적이 없으며 그의 성능은 의문이다. 따라서, 본 연구에서는 자속이 많이 변화하는 MTPA 제어기 기반 유도전동기 드라이브에서 CQDM에 기반한 회전자 저항 추정기의 성능을 검토하였으며 AQDM에 기반한 추정기와 비교하였다. AQDM에 기반한 추정기와는 달리, CQDM에 기반한 추정기는 실제 저항치보다 낮게 추정할 뿐만 아니라 여러 운전조건변화시마다 추정한 값에서 실제 존재할 수 없는 급격한 굴곡이 존재함을 실험 결과에서 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.75-76
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• 2012

본 논문에서는 고속 운전을 위하여 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 약계자 운전을 제시한다. IPMSM 운전을 위한 약계자 제어기는 SMO(Sliding Mode Observer)를 통한 추정 속도와 실제 전동기의 속도를 비교하여 나타나는 오차값을 피드백 받아서 이용한다. 기본적으로 속도 오차가 없는 상황에서는 MTPA(Maximum Torque Per Amp.)에서 동작 시키고 속도 오차가 증가하면 이 오차에 대해 d축 전류를 음의 방향으로 증가시켜 약계자 제어를 한다. 본 논문에서는 제시한 약계자 운전으로 IPMSM에 적용시험을 한다. 그리고 시험결과를 분석하여 본 논문의 타당성을 입증한다.