초록
본 논문에서는 영구자석형 5상 전동기(Five-phase permanent magnet motor)의 약계자 제어에 대한 연구를 수행한다. 제안된 전동기는 집중권 방식의 권선분포를 가지고 있고 사다리꼴 형태의 역기전력을 나타내고 있으며, 사다리꼴 형태의 전류를 인가하기 위하여 사인파의 기본파 성분에 3고조파 성분을 첨가하였다. 따라서 BLDC 전동기(Brushless dc motor)와 등가적으로 같은 평균토크를 발생시키면서 BLDC 전동기의 단점을 극복할 수 있었다. 전동기 전류의 토크성분과 자속성분은 다중 레퍼런스 프래임을 이용하여 분리할 수 있었으며, 결과적으로 쉽게 벡터제어가 이루어질 수 있었다. 사용된 전동기는 고속영역에서부터 저속영역까지 BLDC 전동기와 같이 높은 토크 밀도를 가지며, 약계자 영역이나 고속영역에서 영구자석형 전동기와 같이 제어의 용이함을 가진다는 장점을 가지고 있으며 실험결과를 통하여 제안된 전동기와 알고리즘을 검증하였다.
This paper investigates the field weakening operation of a five-phase permanent magnet motor. The proposed motor has concentrated windings such that the produced back-EMF is almost trapezoidal and is supplied with the combined sinusoidal plus third harmonic of currents to produce trapezoidal current. Therefore this motor, while generating the same average torque as an equivalent permanent magnet brushless dc motor, overcomes its disadvantages. It is shown that torque producing and flux producing components of current for this motor can be decoupled by using multiple reference frame transformation. Therefore, Vector control is easily applicable to the motor. This motor has benefits such as high torque density of a BLDC motor below the rated speed and controllability of PMSM above the rated speed and during the field weakening region and simulation and experimental results are provided to prove the validity of the superior performance of this drive.