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표제지

목차

국문요지 10

제1장 서론 11

1.1. 연구 배경 및 필요성 11

1.2. 연구 내용 및 구성 13

제2장 BLDC 모터 14

2.1. BLDC 모터의 구조 14

2.2. BLDC 모터의 수학적 모델링 16

2.3. BLDC 모터의 역기전력 분석 21

2.4. BLDC 모터의 구동 원리 23

제3장 센서리스 BLDC 모터 27

3.1. 센서리스 BLDC 모터의 특징 27

3.2. 센서리스 BLDC 모터의 구동 원리 29

제4장 ZCP 및 CP 추정 방법 31

4.1. 비교기를 이용한 추정 기법 31

4.1.1. 중성점 전압과 역기전력을 비교한 방식 31

4.1.2. 가상 중성점과 역기전력을 비교한 방식 32

4.1.3. DC 전압과 역기전력을 비교한 방식 33

4.2. A/D 변환을 이용한 추정 방식 35

4.2.1. 이동평균을 이용한 추정 방법 36

4.2.2. 적분기를 이용한 추정 방법 37

4.2.3. 최소자승법을 이용한 추정 방법 38

제5장 센서리스 BLDC 모터의 속도 제어 41

5.1. PID 제어 41

5.1.1. 비례 제어기 41

5.1.2. 적분 제어기 42

5.1.3. 비례 적분 제어기 43

5.1.4. Anti-Windup 제어기 44

5.2. Pluse Width Modulation 46

5.2.1. 바이폴라(Bipolar) 방식 47

5.2.2. 유니폴라(Unipolar) 방식 47

제6장 시스템 구현 및 실험 49

6.1. 전체 시스템 구성 49

6.2. 제안한 ZCP 및 CP 추정 실험 51

6.3. 실험 결과 55

제7장 결론 및 향후 연구 방향 58

참고문헌 59

ABSTRACT 62

표목차

〈표 1〉 모터의 특성 비교 28

그림목차

〈그림 1〉 DC모터와 BLDC 모터의 구조 14

〈그림 2〉 BLDC 모터의 내부 구조 및 권선 등가회로 16

〈그림 3〉 BLDC 모터의 역기전력 및 ZCP 21

〈그림 4〉 BLDC 모터의 구동 순서 23

〈그림 5〉 강제 정렬을 위한 BLDC 모터 인버터의 스위칭 24

〈그림 6〉 회전자의 강제 정렬 벡터 24

〈그림 7〉 BLDC 모터의 상변화에 따른 6섹터 25

〈그림 8〉 BLDC 모터의 구동 과정 26

〈그림 9〉 홀센서를 이용한 BLDC 모터 시스템 27

〈그림 10〉 센서리스 BLDC 모터의 구동 순서 29

〈그림 11〉 중성점과 비교기를 이용한 상전환 추정 방식 32

〈그림 12〉 가상 중성점과 비교기를 이용한 상전환 추정 방식 32

〈그림 13〉 가상 중성점과 비교기를 이용한 출력 그래프 33

〈그림 14〉 가상 중성점과 비교기를 이용한 상전환 추정 방식 33

〈그림 15〉 DC 전압과 비교기를 이용한 출력 그래프 34

〈그림 16〉 A/D 변환을 이용한 추정 방식 35

〈그림 17〉 최소자승법을 이용한 데이터 추정 그래프 38

〈그림 18〉 비례 제어기 블록도 41

〈그림 19〉 적분 제어기 블록도 42

〈그림 20〉 비례 적분 제어기 블록도 43

〈그림 21〉 Integral Windup 현상 44

〈그림 22〉 역계산을 이용한 Anti-Windup 기법 블록도 45

〈그림 23〉 Pluse Width Modulation 46

〈그림 24〉 A상에 대한 바이폴라(Bipolar) 방식 47

〈그림 25〉 유니폴라(Unipolar) 스위칭 방식 48

〈그림 26〉 센서리스 BLDC 시스템 블록도 49

〈그림 27〉 센서리스 BLDC 실험 50

〈그림 28〉 DC to AC 컨버터 50

〈그림 29〉 BLDC 모터의 역기전력 51

〈그림 30〉 역기전력의 이상적 A/D 변환과 실제 A/D 변환 52

〈그림 31〉 MAF와 LPF, LSM을 이용한 ZCP와 CP 추정 55

〈그림 32〉 LSM을 이용한 3상 BLDC 모터의 ZCP와 CP 추정 57