• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.845-850
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• 2021

본 연구에서는 전기 자동차(EV : Electric Vehicle) 파워트레인의 에너지 변환 특성과 설계를 수행하였다. 그리고 EV 파워트레인의 동력원으로서 영구자석 매입형 동기 모터(IPMSM : Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)를 대상으로 하였으며 제어를 수행하였다. IPMSM을 구동하기 위해서는 두 가지 영역인 일정한 토크와 일정한 출력(약계자) 영역이 사용되며, IPMSM을 위한 제어 시스템의 설계는 d-q 레퍼런스 프레임(벡터 제어)을 바탕으로 구성하였다. IPMSM의 두 영역에서 나타나는 모터 토크의 정적 특성을 결정하기 위해 IPMSM의 토크제어 시스템과 d축 전류 제어 시스템을 제안 및 구현하였다. 특성해석을 위해서 Matlab-Simulink 소프트웨어를 사용하였다. 최종적으로 실제 차량 사양을 기준으로 EV 차량 레벨 조건으로 변경하여 파워트레인 모델에 IPMSM을 적용하였으며 제안된 제어 시스템의 시뮬레이션 결과를 수행했고 특성을 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.398-404
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• 2021

본 논문에서는 영구자석형 동기전동기의 벡터제어를 수행하는데 필요한 회전자의 위치, 특히 기동시의 초기 회전자 위치를 정확하게 검출하기 위하여 자기식 위치 센서를 사용하는 방법을 제안한다. 기존에는 홀센서의 출력 신호를 사용하여 초기 회전자의 위치를 판단하거나 이러한 센서를 사용하지 않는 센서리스 방식으로 제어를 수행하였으나 이 방법들은 위치 오차가 발생하고 정확도가 떨어지기 때문에 실용성 측면에서 만족스럽지 못하였다. 이와 같은 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 자기식 위치 센서(magnetic position sensor)를 사용하여 초기 회전자의 위치를 검출하고자 한다. 이 방식을 사용하여 동기전동기의 초기 회전자 위치 검출이 부정확하여 벡터제어 시스템에서 전동기의 기동특성이 나빠지는 문제점을 해결하며, 소용량의 벡터제어 인버터를 저가격화하는 목적으로 자기식 위치 센서를 속도 및 위치 검출에 사용함으로써 자극 검출용의 홀센서와 회전속도 측정용의 로터리 엔코더를 하나로 통합하여 가격을 절반 이하로 낮추는 방안을 제안한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.130-136
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• 2011

본 논문은 전기 스쿠터용 영구자석 동기 전동기(PMSM)의 토크제어 알고리듬을 제안한다. 전기 스쿠터용 인휠(In-wheel) 모터는 기구적으로 고 분해능의 회전자 위치검출 센서인 레졸버나 엔코더를 장착하기 어려워 저 분해능의 홀 센서를 사용한다. 본 논문은 홀 센서를 갖는 영구자석동기전동기의 벡터제어를 위하여 속도관측기를 사용하여 회전자의 속도 및 고분해능의 위치정보를 관측한다. 초기 기동시에는 일반적인 120도 통전방식의 BLDC 운전모드로 기동하고, 기동 후에는 벡터제어 방식으로 전환하여 단위 전류 당 최대 토크(Maximum Torque Per Ampere, MTPA) 운전과 약자속(Flux weakening) 제어를 수행한다. 제안한 알고리듬은 전기스쿠터의 장착실험을 통하여 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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• pp.773-778
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• 2001

This paper describes the implementation of the vector control schemes for a variable-speed 131kW PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) in super-high speed application. The vector control with synchronous reference frame current regulator has been implemented with the challenging requirements such as the extremely low stator inductance$(28^{\mu}H)$, the high dc link voltage(600V) and the high excitation frequency(1.2kHz). Because the conventional position sensor is not reliable in super-high speed, a vector control scheme without any position sensor has been proposed. The proposed sensorless algorithm is implemented by processing the output voltage of the PI current regulator, and hence the structure is simple and the estimated speed is robust to the measurement noise. The experimental system has been built and the proposed control has been implemented and evaluated. The test result, up to the speed of 60,000 r/min, shows the validity of the proposed control.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권2호
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• pp.189-196
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• 2011

최근, 승용차는 물론 대형차에서도 하이브리드시스템 등의 전기동력방식을 도입하려는 연구개발이 활발하다. 기존의 내연기관을 대체하는 전기구동모터를 이용하여 차량을 구동하는 전기동력방식을 채용하는 것이 한층 더 효율적이며 가속성능, 승차감 등의 면에서도 유리한 점이 많다. 그러나 모터는 엔진과 전혀 다른 특징을 갖기 때문에 동력성능과 에너지효율에 관한 적합한 평가수법을 검토할 필요가 있다. 본 논문에서는 전기구동버스에 대한 구동모터 시스템을 다이나모미터 상에서 운전하여, 노선버스의 운행패턴을 반영한 모의운전을 실시, 가속성능 및 에너지변환효율, 회생효과의 평가방법 등을 고찰하였다. 그 결과 실 주행 패턴운전에 대한 모터일률, 전력량 등의 계측으로부터 모터 변환효율은 90% 전후, 회생전력량은 요구전력량의 40% 이상으로 평가되었다.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제55권2호
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• pp.98-106
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• 2006

This paper proposes to position and speed control of interior Permanent magnet synchronous motor(IPMSM) drive without mechanical sensor. Also, this paper develops a adaptive fuzzy controller based fuzzy logic control for high performance of PMSM drives. In the proposed system, fuzzy control is used to implement the direct controller as well as the adaptation mechanism. A Gopinath observer is used for the mechanical state estimation of the motor. The observer was developed based on nonlinear model of IPMSM, that employs a d-q rotating reference frame attached to the rotor. A Gopinath observer is implemented to compute the speed and position feedback signal. The validity of the proposed scheme is confirmed by various response characteristics.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 추계학술대회 논문집 학회본부 B
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• pp.378-380
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• 2000

According to the rapid growth of high speed and precise industry the application of synchronous motor has been increased. In the application fields, the fast dynamic response is of prime importance. In particular, since the PMSM has characteristics of high speed, high thrust, it has used in high-performance servo drive. From these reasons, it is recently used for high precise position control, and machine tool. In this paper, using the state observer, robust vector position control method for the purpose of improving the system performance deterioration caused by parameter variations is proposed.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1991년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.167-170
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• 1991

The back e.m.f. of PMSM is increased as the speed is increased and it saturates the current regulator because it counteracts the available output voltage of the inverter. In the PM motor, however, the required armature terminal voltage can be reduced within the maximum output voltage of the inverter by field weakening control, in which the air gap flux is weakened by the d-axis armature current. In this paper, the field weakening control of the surface PMSM fed by a hysteresis current control led PWM inverter based on the microprocessor is presented. To show the validity of the proposed control method, the simulation and experimental results are provided.

• 전력전자학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.279-285
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• 2020

An open-end winding (OEW) permanent magnet synchronous motor with dual inverters can synthesize large voltages for a motor with the same DC link voltage. This ability has the advantage of reducing the use of DC/DC boost converters or high voltage batteries. However, zero-sequence voltage (ZSV), which is caused by the difference in the combined voltage between the primary and secondary inverters, can generate a zero-sequence current (ZSC) that increases system losses. Among the methods for eliminating this phenomenon, combining voltage vector eliminated ZSV cannot be accomplished by the conventional Pulse Width Modulation(PWM) method. In this study, a PWM carrier generation method using functionalization to generate a switching pattern to suppress ZSC is proposed and applied to analyze the control influence of the center-zero vector in the switching sequence about the current ripple.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.106-108
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• 2008

This paper deals with the design for speed controller to drive PMSM by matrix converter without DC-link circuit as the power conversion system of AC servo motor drive. To design the speed controller of PMSM drive, the closed-loop transfer function of speed controller is calculated and then the frequency-domain response characteristics are analyzed by bode plot using Matlab. Based on the results by bode plot, the speed control gains are determined. As the real effects of controller designed in the frequency-domain display in the time-domain, the performance of speed controller is confirmed by the step response of speed controller. The design examples are shown and its validity of the design method mentioned in the paper is verified through PSIM simulation.