• 신재생에너지
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• 제10권2호
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• pp.5-11
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• 2014

Squirrel cage induction motor is the main driving system of industrial field and familiar with its use in a large variety of applications. The structure and operating characteristics of induction generator is almost identical to induction motor, but the induction generator part is used restrictively from hydropower power and wind power development etc. Recently induction generator is commonly used for micro & small hydro power applications due to its simplicity, reliability, low cost and robustness. Input and output of induction motor has turned against at the induction generator operation. Rotation speed of induction generator is small faster than synchronous speed of induction motor. As output of induction machines increases with the increasement of speed, so loss is same. Actually, generator efficiency is lower than motor at this condition. If induction generator is connected with mechanical load such as increaser, total efficiency is decreased. Consequently the quality in compliance with an induction motor parameter applying like that in the generator is a possibility of having the error of some. In this paper, we analyzed that input, output, torque and efficiency of induction machine is different from each other above and below synchronous speed.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권3호
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• pp.1012-1024
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• 2016

This study deals with an on-line software fault detection, localization, and system reconfiguration method for electrical system drives composed of three-phase AC/DC/AC converters and three-phase permanent magnet synchronous machine (PMSM) drives. Current sensor failure (outage), speed/position sensor loss (disconnection), and damaged DC-link voltage sensor are considered faults. The occurrence of these faults in PMSM drive systems degrades system performance and affects the safety, maintenance, and service continuity of the electrical system drives. The proposed method is based on the monitoring signals of "abc" currents, DC-link voltage, and rotor speed/position using a measurement chain. The listed signals are analyzed and evaluated with the generated residuals and threshold values obtained from a Sliding Mode Current-Speed-DC-link Voltage Observer (SMCSVO) to acquire an on-line fault decision. The novelty of the method is the faults diagnosis algorithm that combines the use of SMCSVO and adaptive thresholds; thus, the number of false alarms is reduced, and the reliability and robustness of the fault detection system are guaranteed. Furthermore, the proposed algorithm's performance is experimentally analyzed and tested in real time using a dSPACE DS 1104 digital signal processor board.

• 전력전자학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.395-403
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• 2020

This study presents a stable start-up strategy for v/f scalar-controlled permanent magnet synchronous motors (PMSMs). The v/f-controlled PMSMs easily lose synchronism under low-speed conditions if an insufficient stator voltage is applied to the machine due to errors in measured motor parameters and inverter nonlinearity, such as inverter dead time and on-state voltage drop. The proposed method adopts the I/f control method to ensure a stable start at low speeds and then switches to the v/f control method at medium speeds. A smooth transition method from I/f control to v/f control is proposed to minimize the oscillation of the stator current and rotor speed during transition. Moreover, the stability of the I/f and v/f control methods is analyzed using a small-signal model. Simulation and experimental results are provided to verify the performance of the proposed control strategy.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제53권4호
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• pp.247-254
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• 2004

The mechanical informations such as the rotor speed and angle are required to operate the Cylindrical Permanent Magnet Synchronous Motor(PMSM). A resolver or encoder is typically used to supply the mechanical informations. This position sensor adds length to the machine, raises system cost, increases rotor inertia and requires additional devices. As the result, there has been a significant interest in the development of sensorless strategies to eliminate the position sensor. This paper presents an implementation of the new sensorless speed comtrol scheme for a PMSM. In the proposed algorithm, the line currents are estimated by a observer and the estimated speed can be yielded from the voltage equation because the information of speed is included in back emf. But the speed estimation error between the estimated and the real speeds is occured by errors due to measuring the motor parameters and sensing the line current and the input voltage. To minimize the speed estimations error, the estimated speeds are compensated by using an instantaneous reactive power in synchronously rotating reference frame. In this paper, the proposed algorithm is not affected by mechanical motor parameters because the mechanical equation is not used. The effectiveness of algorithm is confirmed by the experiments.

• 전력전자학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.610-617
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• 2005

가변속 풍력발전 시스템의 시뮬레이션 모델을 PSCAD/EMTDC 기반으로 개발하였다. 개발된 시뮬레이션 모델은 바람 모델, 회전자 다이나믹스, 동기 발전기, 전력 변환기, 변압기, 배전 선로, 무한 모선 등으로 구성되어 있다. 특히 블레이드의 공기역학적 특성과 전력 변환기의 제어 전략도 포함되어 실질적인 풍력발전기의 동작 특성을 시뮬레이션 할 수 있다. 개발된 시뮬레이션 모델을 이용하여 입력 풍속의 변동, 발전기 주변 부하의 변동, 계통측 전원 전압의 불평형 등의 다양한 조건에서 풍력발전기의 과도 상태 거동 특성을 확인하였다. 본 연구 결과는 앞으로 가변속 풍력발전기와 전력계통의 연계 운전시 신뢰성을 높이고 전력 시스템을 보호하기 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제27권9호
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• pp.44-52
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• 2013

This paper presents the development of 10 kW permanent magnet synchronous generator (PMSG) for small hydropower plants considering flow rates and net head. The initial and detailed design are determined using a load distribution method (LDM) which is a well-known method for designing an electric machine and a 2D-FEA which is performed for more accurate analysis of PMSG. The characteristic analysis results of proposed model with straight line magnet are satisfied with the initial model with curved magnet. Finally, the analysis and the design results are confirmed by the experimental results.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.280-286
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• 2022

본 논문에서는 Digital Signal Processor(DSP)와 PLECS 소프트웨어를 사용하여 영구자석동기전동기(Permanent Magnet Synchronous Machine, PMSM)를 위한 Rapid Control Prototyping (RCP)를 구현하였다. PLECS의 Auto-code generation(ACG) 기능을 활용하여 제어 프로세서를 DSP로 사용하는 PMSM 구동 시스템에 대한 현재 벡터 제어 알고리즘을 보다 상대적으로 간단하고 효율적으로 개발할 수 있다. 본 논문에서는 모델 기반 설계(Model Based Design, MBD)와 real time control(실시간 제어) 배경을 살펴본다. 또한, DSP 보드와 호환되는 상용 RCP 제품 및 실험을 통한 PMSM 드라이브 제어를 구현하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제11권3호
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• pp.609-617
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• 2016

Belt-driven Starter Generator (BSG) differs from other mild hybrid systems as the crankshaft of vehicle are not run off. Motor permits a low-cost method of adding mild hybrid capabilities such as start-stop, power assist, and mild levels of regenerative braking. Wound rotor synchronous motor (WRSM) could be adopted in BSG system for HEV e-Assisted application instead of the interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM). In practice, adequate torque is indispensable for starter assist system, and energy conversion should be taken into account for the HEV or EV as well. Particularly, flux weakening control is possible to realize by adjusting both direct axis components of current and field current in WRSM. Accordingly, this paper present an off-line current acquisition algorithm that can reasonably combine the stator and field current to acquire the maximum torque, meanwhile the energy conversion is taken into consideration by losses. Besides, on account of inductance influence by non-uniform air gap around rotor, nonlinear inductances and armature flux linkage against current variation are proposed to guarantee the results closer to reality. A computer-aided method for proposed algorithm are present and results are given in form of the Look-up table (LUT). The experiment shows the validity of algorithm.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.543-551
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• 2019

영구자석 동기 전동기는 출력 밀도가 높고 효율이 높다는 장점 때문에 적용 범위가 넓어지고 있다. 자동차나 로봇과 같은 고전력밀도, 고성능 전동기 구동 시스템뿐만 아니라 세탁기, 에어컨, 냉장고와 같은 비용 절감이 매우 중요한 시스템에도 영구자석 동기 전동기가 사용되고 있다. 비용 절감을 위해 회전자 위치 센서를 제거하는 센서리스 제어가 필요한데, 일반적으로 센서리스 제어는 전동기를 기동하는 조건에서는 사용하기 어렵다. 따라서 초기 기동에서는 전류 벡터를 임의의 속도로 회전시키는 I-F 속도 제어를 사용하고, 특정 속도 이상이 되면 센서리스 속도 제어로 절환해야 한다. I-F 속도 제어와 센서리스 속도 제어에서의 속도 제어 성능도 중요하지만 두 제어 기법이 절환되는 과도 상태에서도 속도 제어 성능을 유지해야 한다. 본 논문에서는 영구자석 동기 전동기의 센서리스 속도 제어를 위해 I-F 속도 제어에서 센서리스 속도 제어로의 절환 기법을 제안한다. 제안된 기법의 성능을 확인하기 위해 세탁기 구동 시스템에서 실험을 수행하였다.

• 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.