표제지
목차
List of Terms and Abbreviations 10
Abstract 11
I. 서론 12
1-1. 연구배경 12
1-2. 연구 목적 및 내용 15
1-3. 논문의 구성 17
2. SPMSM의 벡터 제어 18
2-1. SPMSM의 구조 및 수학적 모델 18
2-2. SPMSM의 벡터 제어 23
2-3. 속도 제어기의 설계 26
2-4. 전류 제어기의 설계 32
2-5. 공간 벡터 전압 변조 방식 35
2-6. 약자속 제어 37
3. 모델 기반 센서리스 제어의 저속 운전 성능 개선 42
3-1. 모델 기반 센서리스 제어 42
3-2. 데드타임 48
3-3. 비례 공진 제어기를 이용한 데드 타임 보상 51
4. 모의 실험 54
4-1. 제어 시스템의 구성 54
4-2. 비례 공진 제어기를 이용한 데드타임 보상 56
4-3. 저속 운전 영역에서의 역기전력 및 자속 추정기 성능 비교 61
5. 실험 63
5-1. 실험 시스템의 구성 63
5-2. 실험 결과 65
6. 결론 71
참고문헌 72
표 4-1. PMSM과 제어 시스템의 파라미터 55
표 4-2. 정지 좌표계 모델 기반 역기전력 추정기의 파라미터 55
표 4-3. 정지 좌표계 모델 기반 자속 추정기의 파라미터 55
표 5-1. 모터의 파라미터 64
표 5-2. 실험에 적용된 파라미터 65
그림 2.1. 표면 부착형 동기 전동기의 구조 18
그림 2.2. 영구자석 동기 전동기 벡터 제어 시스템의 구성도 24
그림 2.3. d-q축 전류를 이용한 벡터 제어 25
그림 2.4. 적분 비례 제어기를 이용한 속도 제어 블록도 26
그림 2.5. 비례 적분 제어기를 이용한 속도 제어 블록도 29
그림 2.6. PI 제어기에 Anti-Windup 제어기를 추가한 속도 제어 블록도 31
그림 2.7. PI 제어기를 이용한 전류 제어기 블록도 32
그림 2.8. d-q축 정지 좌표계에서 표현된 인버터 출력 전압 35
그림 2.9. SVPWM의 출력 전압 영역 36
그림 2.10. 전압 증가에 따른 토크-각속도 곡선 38
그림 2.11. 계자 자속 감소에 따른 토크-각속도 곡선 39
그림 2.12. 영구자석 동기 전동기의 운전 영역 40
그림 2.13. 약자속 제어기의 블록도 41
그림 3.1. 모델 기반 센서리스 알고리즘의 구성 42
그림 3.2. 위상 고정 회로의 블럭도 47
그림 3.3. IGBT의 일반적인 스위칭 특성 48
그림 3.4. 이상적인 스위칭 동작과 실제의 스위칭 동작 49
그림 3.5. 데드타임으로 인한 전압 왜곡 49
그림 3.6. 비례 공진 제어기의 블럭도 51
그림 3.7. 비례 공진 제어기를 이용한 고조파 보상 블럭도 52
그림 3.8. PR 고조파 보상기가 추가된 센서리스 제어 블록도 53
그림 4.1. 시뮬레이션을 위한 회로 구성 54
그림 4.2. 데드타임의 영향을 받는 상전류와 d-q축 전압 및 전류 파형 56
그림 4.3. 데드타임 보상 전 상전류 및 d-q축 전류 FFT 파형 57
그림 4.4. 데드타임 보상이 적용된 상전류와 d-q축 전압 및 전류 파형 58
그림 4.5. 데드타임 보상 후 상전류 및 d-q축 전류 FFT 파형 59
그림 4.6. 데드타임 보상 전후 비교 파형 (a) a상 전류, (b) 추정 속도 60
그림 4.7. 정지 좌표계 모델 기반 역기전력 및 자속 추정기의 성능 비교... 61
그림 5.1. 실험 시스템의 구성 63
그림 5.2. 실험에 사용된 표면부착형 영구자석 동기 전동기 64
그림 5.3. 데드타임 보상이 적용되기 전 실험 파형 1 66
그림 5.4. 데드타임 보상이 적용된 후 실험 파형 1 66
그림 5.5. 데드타임 보상이 적용되기 전 실험 파형 2 67
그림 5.6. 데드타임 보상이 적용된 후 실험 파형 2 67
그림 5.7. 정지 좌표계에서의 자속 및 역기전력 추정기 비교 실험 결과 69
그림 5.8. 저속 운전 영역에서 정지 좌표계 자속 및... 70