Journal of IKEEE (전기전자학회논문지)

Institute of Korean Electrical and Electronics Engineers (한국전기전자학회)
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Initial Rotor Polarity Detection of Single-phase Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Virtual dq-axis

단상 영구자석 동기 전동기의 가상 dq축 기반 초기 회전자 자극 검출

  • Seo, Sung-Woo (Dept. of Electrical Engineering, Kyungnam University) ;
  • Hwang, Seon-Hwan (Dept. of Electrical Engineering, Kyungnam University) ;
  • Lee, Ki-Chang (Electric Machine and Drives Research Center, Korea Electrotechnology Research Institute)
  • Received : 2020.11.26
  • Accepted : 2020.12.22
  • Published : 2020.12.31
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Abstract

This paper proposes an initial rotor magnetic pole detection method for single-phase permanent magnet synchronous motors. The target motor cannot obtain position information based on the back emf in the low speed and stop state. Therefore, an open loop starting process is required, and in this process, initial rotor position information for low current and soft start is need. The proposed initial rotor magnetic pole detection algorithm considers the effect of asymmetric air- gap and magnetic flux. In addition, the high-frequency voltage signal injection and the offset voltage for accurate detection is used. As a result, the permanent magnet poles are is determined by acquiring the maximum value of the induced current using the virtual dq-axis.

본 논문은 단상 영구자석 동기전동기의 초기 회전자 자극 검출 기법을 제안한다. 대상 전동기는 저속 및 정지 상태에서 역기전력을 기반으로 위치 정보를 얻을 수 없다. 따라서 초기 개루프 기동이 필요하며 이 과정에서 저 전류 및 소프트 기동을 위한 초기 회전자 위치 정보가 필요하다. 제안하는 초기 회전자 자극 검출 알고리즘의 경우 비대칭 공극의 영향 및 영구자석 자속의 영향을 고려하였으며, 고주파 전압 신호 주입을 기반으로 정확한 검출을 위한 오프셋 전압을 이용하였다. 이때 고주파 전압 신호로부터 유도된 고주파 전류의 경우 가상의 dq축을 이용하여 유도된 전류의 최댓값 취득을 통해 회전자 영구자석 자극을 판별한다. 본 논문에서는 센서리스 운전의 저전류 및 소프트 기동을 위해 제안된 초기 회전자 자극 검출 알고리즘을 홀센서 신호를 근거로 효용성 및 타당성을 다수의 실험을 통해 검증하였다.

Keywords

References

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