• 전기학회논문지
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• 제68권2호
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• pp.262-268
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• 2019

Previous dynamic models of hysteresis motor use an extended induction machine equivalent circuit or somewhat different equivalent circuit with conventional one, which makes unsatisfiable results. In this paper, the hysteresis dynamic characteristics of the motor rotor are analyzed using the inverse Preisach model and the hysteresis motor equivalent circuit considering eddy current effect. The hysteresis loop for the rotor ring is analyzed under full-load voltage source static state. The calculated hysteresis loop is then approximated to an ellipse for simplicity of dynamic computation. The permeability and delay angle of the elliptic loop apply to the dynamic analysis model. As a result, it is possible to dynamically analyze the hysteresis motor according to the applied voltage and the rotor material. With this method, the motor speed, generated torque, load angle, rotor current as well as synchronous entry time, hunting effect can be calculated.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.755-760
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• 2016

근래에는 신재생에너지를 이용한 독립적인 발전기의 수요가 증가하고 있는 추세이며 그 중에서 소형 풍력발전기의 개발 또한 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 소형 풍력발전기는 목적에 따라 단순화 및 소형화가 가능하도록 영구자석이 주로 쓰인다. 하지만 영구자석 동기기는 구조적인 원인으로 인하여 코깅토크를 수반하고 이는 소음과 진동의 원인이 된다. 코깅토크는 영구자석이나 코어의 형상에 의해 변하며 적절한 설계기법으로 코깅토크를 저감시킬 수 있다. 본 논문에서는 영구자석의 형상변화를 통해 소형 풍력발전기에 많이 사용되는 표면부착형 영구자석 동기전동기의 코깅토크를 저감시키는 설계기법을 제시하였다. 코깅토크를 줄일 수 있는 영구자석의 형상을 구하는 데에는 확률론적 최적화기법의 일종인 진화론적 최적화기법을 사용했다. 최적화 기법을 적용할 때에 설계변수로는 영구자석의 폭을 조절하는 각도와, 영구자석의 외경을 조절하는 반지름을 설정하였다. 제시된 설계기법을 사용해서 극/슬롯의 조합이 8극/18슬롯이고 출력이 300W급인 풍력발전기를 설계하고 코깅토크와 출력전압 등의 특성을 계산했다. 계산결과에 의하면 초기모델에 비해 최적화모델에서 코깅토크와 토크리플 모두가 감소해서, 본 연구에서 제시한 설계기법이 코깅토크를 줄이는 데에 효과가 있음을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.243-248
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• 2014

영구자석 선형 동기 전동기는 회전기기에 비해 구조적으로 간단하여 보수 점검이 용이하고 정밀, 고속, 고추력화 등의 많은 장점을 가지고 있다. 하지만 반송경로 전장에 전기자를 설치해야 하는 구조적 특성으로 인해 반송경로가 길어지면 길어질수록 초기 설치비용이 상승하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 전기자를 분산시켜 배치하는 방식을 제시하였으나 전기자를 분산시켜 배치할 경우 전기자 양 끝단에는 구조상 반드시 단부가 존재하게 되며 이러한 단부는 추력 맥동을 야기하는 코깅력을 크게 발생시켜 기기의 소음과 진동 및 기기의 성능 저하의 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 기기의 운전특성을 향상시키기 위해 전기자의 스큐에 따른 단부특성을 3D FEM 수치해석을 이용하여 파악하고 단부 코깅력을 가장 저감시키는 전기자 스큐를 제안하고자 한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.49-58
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• 2000

본 논문에서는 FACTS(Flexible AC Transnission System)로 분류되는 여라 기기중 기존의 전압제어 및 무효 전력보상기들이 가지고 있는 바속응성과 불연속성 문제를 해결해줄 수 있는 정지형 무효전력 보상가(Static Var Compensator : SVC)를 포함한 전력계통에 신경회로망 제어기를 적용하여 안정화에 관하여 연구하였다. 제안된 신경회로망 제어기는 오차와 오차변화량을 입력하는 오차역전과 학습 알고리즘을 사용하고, 학습시간올 단축하기 위해 모멘텀 방법을 사용하였다. 제안된 방법의 강인섬을 입증하기 위해 중부하시 및 정상부하시에 초기 전력을 변동시킨 경우와 초기에 회천자각을 변동시킨 경우에 대하여 시스렘의 회전자각, 각속도 편차 특성 및 단 자전압의 동특성을 고찰하여 다른 시스템보다 응답특성이 우수합을 보였다.

• 전자공학회논문지T
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• 제36T권2호
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• pp.21-31
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• 1999

대규모 시스템 제어와 관련하여 몇 개의 부시스템으로 분할하여 처리하는 계층별 제어이론이 많이 연구되어 왔으며 특히 치수가 높은 대규모 비선형 시스템의 경우에 고차의 비선형 미분방정식을 동시에 적분을 해야하고 많은 계산량을 필요로 하므로 해를 구하기가 어려운 문제가 있다. 1980년대 Singh과 Hassan은 상호예측 알고리즘(two level prediction algorithm)을 제시한바 있고 이 방법은 비선형 대규모 시스템의 최적제어에 효과적이나 시스템 행렬 Q, R, S, H에 따라 제한된 최적화 구간에서만 성립되는 등 최적화 구간의 길이와 수렴성 여부가 행렬 값에 영향을 받는 알고리즘상의 단점이 있다. 본 연구에서는 수렴조건으로부터 평가함수에 구속조건(quadratic penalty term)을 부여하지 않는 새로운 개선된 알고리즘을 제시 적용하여 시스템 행렬 결정을 위한 과정 없이 수렴속도의 향상과 함께 최적의 수렴성 및 최적화 구간을 얻도록 했다. 분할된 비선형 시스템의 최적제어를 위해서는, 대수 반복연산만으로 2점 경계치 문제(two point boundary value problem)를 해결함으로써 기존의 수치 해석법에 비해 연산이 간단한 블록펄스 변환 방법을 사용해서 처리했다.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제4권2호
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• pp.87-94
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• 2003

Recent advancements of permanent magnet (PM) materials and solid-state devices have contributed to a substantial performance improvement of permanent magnet machines. Owing to the rare-earth PMs, these motors have higher efficiency, power factor, output power per mass and volume, and better dynamic performance than induction motors without sacrificing reliability. Not surprisingly, they are continuously receiving serious considerations for a variety of automotive and propulsion applications. An electric vehicle (EV) requires a high-effficient propulsion system having a wide operating range and a capability of generating a high peak torque for short durations. The improvement of torque-speed performance for these systems is consequently very important, and researches in various aspects are therefore being actively pursued. A great emphasis has been placed on the efficiency and optimal utilization of PM machines. This requires attention to many aspects related to the machine design and overall performance. In this respect, the prediction of iron losses is particularly indispensable and challenging, especially for drives with a deep field-weakening range. The objective of this paper is to present iron loss estimations of a PM motor over a wide speed range. As aforementioned, in EV applications core losses can be significant during high-speed operation and it is imperative to evaluate these losses accurately and take them into consideration during the motor design stage. In this investigation, the losses are predicted by using an analytical model and a 2D time-stepped finite element method (FEM). The results from different analytical approaches are compared with the FEM computations. The validity of each model is then evaluated by these comparisons.

• 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.

• 전력전자학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.52-60
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• 2005

펄스 폭 변조 전압원 인버터에서는 전압 명령과 실제 전압 사이에 전압 차 또는 전압 왜곡이 존재한다. 이 전압 왜곡은 동작 온도, DC 링크 전압, 및 상전류 수준에 따라 달라진다. 또한 전압 왜곡은 전류 왜곡, 전동기 토크 맥동, 그리고 제어 성능에 영향을 미친다. 본 논문에서는 펄스 폭 변조 전압원 인버터의 전압 왜곡을 분석하고, 모델기준 적응 시스템(Model Reference Adaptive System)을 기반으로 하여 영구자석 동기 전동기의 파라미터 변화에 강인한 새로운 실시간 전압 왜곡 관측 기법을 제안한다. 그리고 제안된 전압 왜곡 관측 및 보상 기법에 대한 모의실험 및 실험을 통해서 그 효용성을 증명한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.40-50
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• 2002

본 논문에서는 정지형 무효전력 보상기에 대한 최적 LQ 제어기의 가중행렬 선정과정을 유전알고리즘을 이용하여 최적의 가중행렬을 결정하는 기법을 제시하였다. FACTS로 분류되는 여러 기기중 고정된 용량의 커패시터와 싸이리스터 제어에 의하여 용량이 가변되는 인덕터가 병렬로 연결된 구조를 가지고 있는 SVC 시스템은 전압을 효과적으로 제어할 뿐만 아니라 동기발전기의 댐핑을 향상시킬수 있다. LQ제어기의 설계는 최적 가중행렬 선정에 의존하므로 본 논문에서는 종래의 일반적인 방법과는 달리, 자연 생태계의 진화를 모의한 전역적 탐색 최적화 기법인 유전 알고리즘을 이용하여 설계하였다. 이에 대해 고유치 해석과 시뮬레이션을 통해 제어성능을 검토하여 우수한 제어 성능을 가지는 제어기를 최적화 기법인 GA에 의해서 설계할 수 있음을 확인하였다

• 전기학회논문지
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• 제67권5호
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• pp.635-643
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• 2018

This paper propose a method to identify the motor parameters and improve input voltage error which affect the low speed position error of the back-emf(back electromotive force) based sensorless algorithm and to secure the operation reliability and stability even in the case where the load fluctuation is severe and the start and low speed operation frequently occurs. In the model-based observer used in this paper, stator resistance, inductance, and input voltage are particularly influential factors on low speed performance. Stator resistance can cause resistance value fluctuation which may occur in mass production process, and fluctuation of resistance value due to heat generated during operation. The inductance is influenced by the fluctuation due to the manufacturing dispersion and at a low speed where the change of the current is severe. In order to find stator resistance and inductance which have different initial values and fluctuate during operation and have a large influence on sensorless performance at low speed, they are commonly measured through 2-point calculation method by 2-step align current injection. The effect of voltage error is minimized by offsetting the voltage error. In addition, when the command voltage is used, it is difficult to estimate the back-emf due to the relatively large distortion voltage due to the dead time and the voltage drop of the power device. In this paper, we propose a simple circuit and method to detect the voltage by measuring the PWM(Pulse Width Modulation) pulse width and compensate the voltage drop of the power device with the table, thereby minimizing the position error due to the exact estimation of the back-emf at low speed. The suitability of the proposed algorithm is verified through experiment.