표제지
목차
ABSTRACT 10
제1장 서론 11
제1절 연구배경 및 동향 11
1. 전동기 단에서의 과전압 문제 12
2. 신호의 시지연 및 전원 공급의 불안정성 16
제2절 연구목적 및 내용 18
제3절 논문의 구성 19
제2장 장거리 케이블 전동기 구동 시스템 20
제1절 개요 20
제2절 장거리 케이블 모델 분석 24
제3절 장거리 케이블 최적 모델 도출 32
제3장 제안하는 장거리 케이블 전동기 구동 시스템에서의 센서리스 제어 36
제1절 전동기 단 전압 및 전류 보정 36
제2절 제안하는 센서리스 제어 성능 분석 48
1. 위치 추정 성능에 대한 분석 51
2. 장거리 케이블 시스템에서의 속도 제어 성능에 대한 분석 54
3. 장거리 케이블 시스템에서의 부하 토크-속도 성능에 대한 분석 58
4. 장거리 케이블 시스템에서의 전동기 전류 제어 성능 분석 60
제4장 모의 실험 및 실험 결과 64
제1절 모의 실험 69
1. 전동기 가,감속 시 70
2. 부하 토크 변동 시 75
3. 전동기 고속 구동 시 80
제2절 실험 및 결과 84
1. 전동기 감속 시 90
2. 부하 토크 변동 시 94
3. 가,감속 운전 시 98
제6장 결론 100
참고문헌 103
부록 110
국문초록 112
〈표 1-1〉 상용 전동기 드라이브의 사용 가능한 최대 케이블 길이 권장사항 15
〈표 1-2〉 장거리 케이블 전동기 구동 시스템에서의 기존 센서리스 제어 방법 17
〈표 2-1〉 표면자석형 영구자석 동기전동기 사양 21
〈표 2-2〉 케이블 주요 사양 26
〈표 2-3〉 실제 케이블과 케이블 모델의 반공진 주파수 오차 30
〈표 4-1〉 모의 실험 조건 69
〈그림 1-1〉 전기 수중 펌프 시스템 구성도 12
〈그림 1-2〉 장거리 케이블 전동기 구동 시스템에서의 전동기 입력단 전압 (a) 정현파 필터 미적용 시 (b) 정현파 필터 적용 시 13
〈그림 2-1〉 장거리 케이블 전동기 구동 시스템 구성도 20
〈그림 2-2〉 센서리스 제어 기법에 따른 제어 블록도 (a) 기존 센서리스 방법 사용 시 (b) 제안하는 센서리스 방법 사용 시 22
〈그림 2-3〉 구간 별 차동 모드 케이블 모델 (a) RLGC 케이블 모델 (b) 고주파 케이블 모델1 [24] (c) 고주파 케이블 모델2 25
〈그림 2-4〉 케이블 차동 모드 임피던스 측정 방법 (a) 케이블 단락 회로 시험 (b) 케이블 개방 회로 시험 27
〈그림 2-5〉 실제 케이블의 차동 모드 임피던스 (a) 케이블 길이 : 1m (b) 케이블 길이 : 100m 28
〈그림 2-6〉 케이블 모델의 차동 모드 임피던스 비교 (@ 개방 회로) (a) 케이블 길이 : 1m (b) 케이블 길이 : 100m 31
〈그림 2-7〉 집중 정수 T형 케이블 모델 32
〈그림 2-8〉 집중 정수 T형 케이블 모델의 입력 임피던스 (a) 케이블 길이 : 1m (b) 케이블 길이 : 100m 34
〈그림 3-1〉 집중 정수 T형 케이블-전동기 모델 36
〈그림 3-2〉 집중 정수 T형 케이블-전동기 모델의 전달 함수 블록도 37
〈그림 3-3〉 집중 정수 T형 케이블-전동기 모델의 주파수 응답 (a) 정현파 필터 출력 전류-전동기 단 전류 주파수 응답 G₇(s)... 40
〈그림 3-4〉 집중 정수 T형 케이블-전동기 저주파 모델 41
〈그림 3-5〉 집중 정수 T형 케이블-전동기 저주파 모델 Gvest(s) 주파수 응답 (a) 케이블 길이 : 100m (b) 케이블 길이 : 1000m[이미지참조] 43
〈그림 3-6〉 집중 정수 T형 케이블-전동기 저주파 모델 Gvest(s)의 동기 각 주파수에 따른 주파수 응답[이미지참조] 45
〈그림 3-7〉 집중 정수 T형 케이블-전동기 저주파 모델 Gcest(s) 주파수 응답[이미지참조] 47
〈그림 3-8〉 역기전력 추정 센서리스 제어 블록도 (a) 기존 역기전력 추정 방법 (b) 제안하는 역기전력 추정 방법 48
〈그림 3-9〉 추정 역기전력을 이용한 위치 추정 블록도 50
〈그림 3-10〉 소신호 분석을 통한 추정 각 오차의 주파수 응답 53
〈그림 3-11〉 장거리 케이블 시스템에서의 전동기 속도 제어기 블록도 54
〈그림 3-12〉 전류 제어기 블록도 55
〈그림 3-13〉 케이블 길이에 따른 속도 제어기 폐루프 전달 함수 주파수 응답 57
〈그림 3-14〉 케이블 길이에 따른 부하 토크-속도 전달 함수 주파수 응답 59
〈그림 3-15〉 전류 개방 루프 전달 함수 주파수 응답 (@ 케이블 길이 : 1m) 61
〈그림 3-16〉 전류 개방 루프 전달 함수 주파수 응답 (@ 케이블 길이 : 100m) 62
〈그림 3-17〉 케이블 길이에 따른 시스템 전달 함수 Giv(s)의 주파수 응답[이미지참조] 63
〈그림 4-1〉 직접 속도, 위치 추정 방법 블록도 66
〈그림 4-2〉 전압 모델을 사용한 마츠이 방법 블록도 68
〈그림 4-3〉 직접 속도, 위치 추정 방법에서의 가감속 시 모의 실험 결과 (a) 기존 센서리스 방법 사용 시 (b) 제안하는 센서리스 방법 사용 시 72
〈그림 4-4〉 마츠이 방법에서의 가감속 시 모의 실험 결과 (a) 기존 센서리스 방법 사용 시 (b) 제안하는 센서리스 방법 사용 시 74
〈그림 4-5〉 직접 속도, 위치 추정 방법에서의 부하 변동 시 모의 실험 결과 (a) 기존 센서리스 방법 사용 시 (b) 제안하는 센서리스 방법 사용 시 77
〈그림 4-6〉 마츠이 방법에서의 부하 변동 시 모의 실험 결과 (a) 기존 센서리스 방법 사용 시 (b) 제안하는 센서리스 방법 사용 시 79
〈그림 4-7〉 직접 속도, 위치 추정 방법에서의 고속 운전 시 모의 실험 결과 (a) 기존 센서리스 방법 사용 시 (b) 제안하는 센서리스 방법 사용 시 81
〈그림 4-8〉 마츠이 방법에서의 고속 운전 시 모의 실험 결과 (a) 기존 센서리스 방법 사용 시 (b) 제안하는 센서리스 방법 사용 시 82
〈그림 4-9〉 직접 속도, 위치 추정 방법에서의 전동기 속도에 따른 회전자 각 (a) 100rpm (b) 1500rpm 83
〈그림 4-10〉 실험 구성도 84
〈그림 4-11〉 케이블 형태에 따른 차동 모드 케이블 임피던스 비교 85
〈그림 4-12〉 정현파 필터 출력 전압, 전류 및 전동기 단 전압, 전류 86
〈그림 4-13〉 전류 지령 증가 시 전동기 단 보정 전압 87
〈그림 4-14〉 정현파 필터 실제 출력 전압, 측정 출력 전압의 FFT 결과 (a) 정현파 필터 실제 출력 전압 (b) 정현파 필터 측정 출력 전압 89
〈그림 4-15〉 직접 속도, 위치 추정 방법에서의 전동기 감속 시 실험 결과 (a) 기존 센서리스 방법 사용 시 (b) 제안하는 센서리스 방법 사용 시 (c)... 92
〈그림 4-16〉 마츠이 방법에서의 전동기 감속 시 실험 결과 (a) 기존 센서리스 방법 사용 시 (b) 제안하는 센서리스 방법 사용 시 (c)... 93
〈그림 4-17〉 직접 속도, 위치 추정 방법에서의 부하 토크 변동 시 실험 결과 (a) 기존 센서리스 방법 사용 시 (b) 제안하는 센서리스 방법 사용 시 95
〈그림 4-18〉 마츠이 방법에서의 부하 토크 변동 시 실험 결과 (a) 기존 센서리스 방법 사용 시 (b) 제안하는 센서리스 방법 사용 시 (c)... 97
〈그림 4-19〉 직접 속도, 위치 추정 방법에서의 가,감속 운전 시 실험 결과 98
〈그림 4-20〉 마츠이 방법에서의 가,감속 운전 시 실험 결과 99