In vector-controlled drive systems, the current measurement offset error causes unwanted torque ripple, resulting in speed and torque control performance degradation. The current measurement offset error is caused by various factors, including thermal drift. This study proposes a simple DC offset error compensation method for a surface permanent magnet motor based on a disturbance observer. The disturbance observer is designed in the stationary reference frame. The proposed method uses only the measured current and machine parameters without additional hardware. The effect of parameter variations is analyzed, and the performance of the current measurement offset error compensation method is validated using simulation and experimental results.
A new dead time compensation scheme that can exactly estimate the dead time and inverter nonlinearity under parameter variations is proposed for a PWM inverter-fed PMSM drive. The proposed scheme uses the fact that the sixth harmonic component in total disturbance estimated under the presence of various uncertainties is mainly caused by the dead time and inverter nonlinearity. The total disturbance due to the parameter variations as well as the dead time and inverter nonlinearity is estimated by the adaptive scheme. The sixth harmonic component is extracted from this total disturbance through harmonic analysis. The obtained sixth harmonic is processed by the PI controller to estimate the disturbance caused by the dead time and inverter nonlinearity in the stationary reference frame. The effectiveness of the proposed scheme is verified. Without requiring an additional hardware, the proposed scheme can effectively compensate the dead time and inverter nonlinearity even under the parameter variations.
The all pass filter generates a virtual q-axis voltage component with $90^{\circ}$ phase delay but the virtual q-axis voltage cannot detect the voltage depending on the phase of the grid voltage. To overcome the problem, q-axis voltage component is generated from difference between the current and previous value of d-axis voltage component in the stationary reference frame. However, the difference voltage between the current and previous value around the zero crossing voltage is not enough to detect the voltage sag. Therefore, the new detection scheme which can detect the sag around the zero crossing voltage is proposed.
본 논문은 quasi P+MR 전압 제어를 활용한 삼상 인버터의 계통 동기화 방식을 제안한다. 계통동기화 과정 시 시스템이 고정자 좌표계하에서 제어 또는 모델링된다면 독립운전에서의 정전압 및 정주파수를 갖는 교류 지령 전압은 교류 계통 전압으로 즉각 대체되며 이때 인버터의 실제 전압과 계통 전압 간의 위상차에 기인하여 상당한 제어 오차가 발생할 수 있고 이는 심각한 전압 동특성 저하를 야기하기도 한다. 게다가 인버터 출력단에 비선형 부하가 연결될 경우 부하로부터 발생하는 고조파로 인해 이러한 전압 품질에 대한 문제가 더욱 증대된다. 본 논문에서는 독립 운전 모드에서의 전압제어를 위하여 이러한 비선형 부하의 고조파 영향을 고려한 고정자 좌표계 기반의 PR 제어를 사용한 매끄러운 계통 동기화 방식이 제안되었다. 제안된 매끄러운 계통 동기화 방식의 타당성은 기존의 고정자 좌표계 기반의 계통 동기화 방식과의 비교 사례연구를 기반으로 한 실험을 통해 입증된다.
This paper presents a new speed sensorless control algorithm of a permanent magnet synchronous motor based on instantaneous reactive power. The proposed algorithm is constructed by instantaneous reactive power in the stationary reference frame and is not affected by mechanical motor parameters, because mechanical equation is not used. The effectiveness of the proposed algorithm is verified by the experimental results.
A sensorless velocity control strategy for permanent magnet synchronous motors is presented in this paper. Two stator currents are measured and processed in discrete form in DSP. The rotor position and speed are estimated through the stator flux linkage and its derivative estimation. Flux and its derivative are calculated in the stationary reference frame and used to estimate the speed and position. The closed-loop speed control has been shown to be effective from standstill to rated speed. Moreover, a flux drift problem caused by the integration can be eliminated so that a stable sensorless starting and running operation can be achieved. Experimental results are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed scheme.
This paper presents a discrete adaptive observer for MIMO system of an IM model in DQ reference model. The IM model in the stationary frame is discretized and it is transformed into the canonical observer form. The unknown parameter is choosen as rotor speed. The adaptive law for parameter adjustment is obtained as a set of recursive equations which are derived by utilizing an exponentially weighted normalized least-square method. The proposed adaptive observer converges rapidly and is also shown to track time-varying plant parameter quickly. Its effectiveness has been demonstrated by computer simulation.
Most of modern wind turbines employs a doubly-fed induction generator (DFIG) system because it has many advantages due to variable-speed operation, relatively high efficiency and it small converter size. The DFIG system uses a wound rotor induction machine so that the magnetizing current of the generator can be fed from both the stator and the rotor. This paper presents a protection relaying algorism for DFIG using the DQ equivalent circuits. The induced voltages calculated from the stator and rotor sides are nearly the same in the steady state. They become different in the DQ equivalent circuits during an internal fault. The proposed algorithm compares the inducted voltages estimated from the stator and the rotor circuit converted into the stationary reference frame. If the difference between the induced voltages exceeds the threshold, the proposed algorithm detects an turn-to-turn fault.
본 연구에서는 2회전자계(Two Revolving Field)이론과, 고정기준좌표계 (Stationary Reference Frame)이론을 이용하여 토오크 산출식을 유도하고 이 두 식을 비교하였다. 또한 고정자(Stator)의 전압과 전류를 측정한 결과에 고 정기준좌표계이론을 적용하여 토오크를 간접적으로 구하는 실험을 수행하여 변동토오크를 실험적으로 확인하도록 하였다. 또한 시뮬레이션(Simulation)을 통해 진동기 설계 매개변수들이 토오크의 변동성분에 미치는 영향을 파악하 고, 고정자 코일의 저항과 축전기의 영향은 실험을 통하여 확인하였으며, 더 불어 다구찌 방법을 이용하여 특정 목적 하에서 토오크의 변동성분을 줄이 는 전동기 설계 매개변수를 제시하였다.
본 논문에서는 고주파 신호 주입 센서리스 제어를 위한 정지 좌표계 상의 회전자 위치를 추정하는 새로운 기법에 대하여 제안한다. 기존 방법은 저역 통과 필터의 시지연 및 전류 차로 이루어진 행렬의 역행렬 유무 문제가 존재하였다. 제안된 기법은 이러한 문제의 해결방안으로 정지 좌표계 상에서 변환 행렬을 이용하여 회전자 위치 정보를 추출해 낸다. 또한 추출해 낸 위치 정보로 전대역 통과 필터를 이용하여 회전자 위치를 정밀하게 추정하게 된다. 시뮬레이션을 통하여 제안된 방법의 타당성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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