• 전력전자학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.9-15
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• 2019

Sensorless electric superchargers have recently been actively developed to provide a large amount of oxygen to engines in order assist the combustion process for miniaturizing the engines and improving fuel efficiency. The model-based sensorless method for surface-mounted permanent magnet synchronous motors has a disadvantage in that the system may become unstable due to parameter variations in low-speed operation and the rapid-acceleration section. An electric supercharger requires fast response to improve the engine response delay, such as the turbocharger turbo-rack. Therefore, the responsiveness must be improved to use the model-based sensorless system. The position compensation algorithm designed in this study is controlled by converting the position error into the beta, which is the angle formed by the d-axis and the stator current during sudden speed change. In this study, we improved the response of the model-based sensorless system through the algorithm and verified the algorithm validity by applying the algorithm to an actual dual-motor supercharger.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권2호
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• pp.442-452
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• 2017

This paper deals with the input-output modeling of a vector controlled PMSM drive system and design of a simple multiple model adaptive control (MMAC) scheme with desired transient responses. We present a discrete-time modeling technique using closed-loop identification that can experimentally identify the equivalent models in the d-q coordinates. A bank of linear models for the equivalent plant of the current loop is first obtained by identifying them at several operating points of the current to account for nonlinearity. Based on these models, we suggest a simple q-axis MMAC combined with a fixed d-axis controller. After the current controller is designed, another equivalent model including the current controller in the speed control loop shall be similarly obtained, and then a fixed speed controller is synthesized. The proposed approach is demonstrated by experiments. The experimental set up consists of a surface mounted PMSM (5 KW, 220V, 8 poles) equipped with a flywheel load of 220kg and a digital controller using DSP (TMS320F28335).

• Journal of Power Electronics
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• 제18권5호
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• pp.1398-1408
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• 2018

In order to further improve the steady-state control performance of model predictive torque control (MPTC), a double-vector-based model predictive torque control without a weighting factor is proposed in this paper. The extended voltage vectors synthesized by two basic voltage vectors are used to increase the number of feasible voltage vectors. Therefore, the control precision of the torque and the stator flux along with the steady-state performance can be improved. To avoid testing all of the feasible voltage vectors, the solution of deadbeat torque control is calculated to predict the reference voltage vector. Thus, the candidate voltage vectors, which need to be evaluated by a cost function, can be reduced based on the sector position of the predicted reference voltage vector. Furthermore, a cost function, which only includes a reference voltage tracking error, is designed to eliminate the weighting factor. Moreover, two voltage vectors are applied during one control period, and their durations are calculated based on the principle of reference voltage tracking error minimization. Finally, the proposed method is tested by simulations and experiments.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.792-793
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• 2008

This paper deals with the temperature calculation using equivalent thermal network for surface mounted permanent magnet synchronous motor(SPMSM) under the steady-state condition. In the equivalent thermal network, heat sources are generated from copper loss and iron loss. Heat transfer consists of conduction, convection and radiation. However, radiation is neglected in this paper because its effect is much smaller than others. Although the heat transfer coefficient in conduction use material property, heat transfer coefficient in convection is difficult to measure due to the atmosphere and ambient condition. Temperatures of each region in SPMSM are measured by thermocouple in operating condition and the thermal resistances of convection are calculated by kirchhoff's current law(KCL) and experimental result. In order to verify the validation and reliability of the proposed equivalent thermal network, temperature which is calculated other load condition is compared with experimental results. Accordingly, temperatures of each region in other SPMSMs will be easily predicted by the proposed equivalent thermal network.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.317-326
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• 2008

본 논문은 MATLAB/SIMULINK와 dSPACE 1104 시스템을 사용하여 표면부착형 영구자석 동기전동기 벡터제어를 구현하였다. 영구자석 동기전동기는 고정자 전류를 자속발생 전류성분과 토크발생 전류성분으로 분리하고 이를 각각 독립적으로 제어함으로써 타여자 직류전동기처럼 다루는 것이 가능하기 때문에 기존의 직류전동기 제어에 사용되던 각종 제어 알고리즘을 적용하는 것이 가능하게 된다. 본 연구에서는 표면 부착형 영구자석 동기 전동기의 벡터제어를 구현하기 위하여, 먼저 MATLAB/SIMULINK 프로그램으로 영구자석 동기 전동기를 모델링하고 속도제어 부에는 비례-적분 제어기를, 전류제어 부에는 비간섭 비례-적분 제어기를 설계하여 제어기의 응답을 미리 확인하였다. 그리고 설계된 제어기의 성능을 입증하기 위하여 dSPACE DS1104 R&D Board에 시뮬레이션을 통해 구현된 영구자석 동기전동기 벡터 제어 프로그램을 다운로드하여 실험을 통해 제안된 벡터제어 시스템의 타당성을 입증하였다

• 조명전기설비학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.66-74
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• 2005

최근 급속도로 발전되고 있는 산업분야에서 서보시스템은 빠른 응답특성과 고도의 정밀성이 요구되고 있다. 이러한 특성의 요구로 인하여 산업용 서보전동기 구동시스템에 고정자 혹은 회전자 자속벡터의 순시위치와 고정자 전류를 검출하여 좌표변환에 의해 고정자 전류를 여자성분과 토크성분으로 분리 제어하는 벡터제어 이론이 많이 적용되고 있다. 벡터제어에서는 좌표변환과 SVPWM 발생을 위해 많은 연산을 요구하므로 디지털 제어시스템에서 DSP에 많은 부담을 주고 있다. 그러나 직접토크제어(DTC) 알고리즘은 디지털 제어 구조로 토크와 고정자 자속 성분의 전류제어에 룩업 테이블을 사용하므로 벡터제어처럼 많은 제어기와 복잡한 연산을 필요로 하지 않고, 동적 응답특성이 전동기의 정수변화에 영향이 적으면서 직접 전동기의 토크와 고정자 자속을 독립적으로 제어할 수 있는 장점을 가진다. 따라서 본 논문에서는 표면 부착형 영구자석 동기전동기(SPMSM)를 사용하여 DTC에 의한 서보 전동기 제어와 벡터제어에 의한 서보 제어시스템 결과를 비교하여 직접토크제어 알고리즘의 산업용 서보 시스템으로의 적용 가능성을 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.138-147
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• 2005

최근 급속도로 발전된 산업분야에서 요구되는 서보 시스템에서의 빠른 응답특성과 고도의 정밀성을 구현하기 위하여 고속의 연산을 수행할 수 있는 DSP(Digital Signal Processor)의 사용이 필수적이다. 그러나 기존의 DSP는 고속의 연산을 주력으로 전동기 제어에 필요한 PWM 게이팅 발생 장치와 엔코더 입력 장치, ADC(Analog to Digital Converter)등의 주변 장치를 포함하지 않았다. 이러한 추가적인 주변회로로 인한 제어 회로의 복잡성과 보드의 대형화 및 생산단가 상승의 요인으로 작용하였다. 따라서 본 논문에서는 연산 능력이 기존의 DSP에 뒤지지 않으며 전동기 제어 주변회로를 포함하고 있는 TMS320F2812 DSP를 사용하여 현재 산업 현장에서 사용되고 있는 SPMSM 서보 시스템을 제어하여 기존 제어기의 주변회로로 인한 문제점을 해결하고자 한다.