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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 서울대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
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본 논문은 회전자 인버터 내장형 동기 전동기의 센서리스 제어 기법을 제안한다. 기존의 고주파 신호 주입 센서리스 기법은 정지상태뿐만 아니라 저속에서도 자속의 위치를 추정할 수 있어 다양한 용도의 전동기에 대한 연구 및 상용화가 이루어 지고 있다. 그러나 이러한 고주파 신호 주입 센서리스 기법은 자기적인 돌극성에 의존하고 있어, 자기적인 돌극성이 뚜렷하게 드러나지 않는 모터에 적용할 수 없는 문제가 존재한다.
제안된 센서리스 제어 기법은 돌극성이 존재하지 않는 회전자 내장형 동기 전동기의 회전자 인버터를 이용하여 가상의 저항적 돌극성을 형성하고, 이를 이용하여 고주파 신호 주입 센서리스를 적용하는 방법을 포함하고 있다. 또한 정지 상태에서 자속 축을 추정하기 위해, 자기적 포화특성이 아닌 회전자 인버터를 이용하는 방법을 제시한다. 가상의 저항적 돌극성은 기존의 물리적 자기적 돌극성과 달리 임의의 축을 기준으로 형성될 수 있으며, 제안된 방법은 회전자 내장형 동기전동기가 전력전달을 위해 주입하는 고주파 전압을 그대로 사용하기 때문에 추가적인 손실이 발생하지 않고 부가적인 하드웨어가 필요하지 않다.
제안된 방법의 유효성을 증명하기 위하여 센서리스 속도 제어 실험을 수행하고 그 결과를 분석하였다.
제안된 센서리스 제어 기법은 돌극성이 존재하지 않는 회전자 내장형 동기 전동기의 회전자 인버터를 이용하여 가상의 저항적 돌극성을 형성하고, 이를 이용하여 고주파 신호 주입 센서리스를 적용하는 방법을 포함하고 있다. 또한 정지 상태에서 자속 축을 추정하기 위해, 자기적 포화특성이 아닌 회전자 인버터를 이용하는 방법을 제시한다. 가상의 저항적 돌극성은 기존의 물리적 자기적 돌극성과 달리 임의의 축을 기준으로 형성될 수 있으며, 제안된 방법은 회전자 내장형 동기전동기가 전력전달을 위해 주입하는 고주파 전압을 그대로 사용하기 때문에 추가적인 손실이 발생하지 않고 부가적인 하드웨어가 필요하지 않다.
제안된 방법의 유효성을 증명하기 위하여 센서리스 속도 제어 실험을 수행하고 그 결과를 분석하였다.
목차
초록 i목차 ii그림 목차 v표 목차 viii1. 서론 11.1. 연구 배경 및 목적 11.2. 논문의 구성 42. 기존의 연구 62.1. 전동기 구동 시스템 [1] 62.1.1. 일반적인 전동기 구동 시스템 72.1.2. 계자 권선형 동기 전동기와 벡터 제어 92.2. 회전자 인버터 내장형 동기 전동기 [2] 142.2.1. 회전자 인버터 내장형 동기 전동기 152.2.2. 회전자 인버터 내장형 동기 전동기의 제어 172.3. 센서리스 제어 342.3.1. 센서리스 제어의 분류 352.3.2. 동기좌표계 고주파 맥동 전압 주입 센서리스 362.3.3. 각도 및 속도 추정기의 구성 [23] 442.3.4. 초기 위치 추정 [26] 463. 제안된 센서리스 기법 493.1. 회전자 인버터 내장형 동기 전동기의 해석 493.2. 가상의 저항적 돌극성과 그 필요성 533.3. 저항적 돌극성을 활용한 고주파 맥동 전압 주입 센서리스 방법 563.4. 초기 위치 추정 614. 제안된 센서리스 방법의 구현 664.1. 회전자 전압 추정기와 고정자 전압 주입 664.2. 전력 전달에 따른 고주파 전류 크기의 제한 674.3. 가상의 자기적 돌극비의 선택과 초기 구동 문제 714.4. 전류 제어기의 상호 간섭과 초기 위치 추정 신호 754.5. 위치 추정 필터의 제어 주파수 대역의 제한 774.6. 회전자 전압 제어기 774.7. 전압 제어기와 약계자를 위한 계자 전류 지령 814.8. 내장을 위한 회전자 초기 구동 알고리즘 825. 시뮬레이션 및 실험 결과 845.1. 시뮬레이션 결과 845.1.1. 가상의 저항적 돌극성의 확인 855.1.1. 전류 제어에서의 추정 865.2. 외부 실험 결과 895.2.1. 가상의 저항적 돌극성 905.2.2. 초기 구동과 초기 위치 추정 915.2.3. 속도제어 945.3. 내장 실험 결과 975.3.1. 초기 위치 추정 985.3.2. 속도제어 1006. 결론 1046.1. 연구 결과 1046.2. 향후 과제 106
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