• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.10c
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• pp.141-143
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• 2007

본 논문은 매입형 영구자석 동기전동기의 속도 센서리스의 제어 방법에 관한 것이다. 매입형 영구자석 동기전동기의 센서리스 구동을 위하여 적응 적분바이너리 관측기와 적응 슬라이딩 모드 관측기를 이용하였다. 두 관측기의 성능 비교를 위하여 매입형 영구자석 동기전동기의 고정자 전압방정식으로부터 각각 관측기를 구성하였고, 동일한 시스템에서의 실험을 통하여 관측기의 성능을 비교하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2009.11a
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• pp.102-104
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• 2009

매입형 영구자석 동기 전동기는 높은 효율과 빠른 동특성, 넓은 정출력 운전 영역 등의 장점 때문에 다양한 산업 분야에서 각광을 받고 있다. 특히 최대 효율 운전을 위해서 매입형 영구자석 동기기의 단위전류당 최대 토크(Maximum Torque Per Ampere, MTPA) 운전 방법에 대한 많은 연구들이 수행되어져 왔다. 이론적인 MTPA 운전점은 전동기의 제 정수에 의해 결정되는데, 매입형 영구자석 동기 전동기는 온도와 운전 영역에 따라 전동기제 정수의 변화가 극심하여 정확한 MTPA 운전을 하기 위해서는 전동기의 전 운전 영역에 대한 전동기 제정수를 미리 알고 있어야 한다. 실시간으로 전동기 제 정수를 추정하여 MTPA 운전점을 알아내는 방법도 제안되었으나 대부분 복잡한 비선형 방법이 적용되고 있다. 본 논문에서는 신호 주입 개념을 도입한 새로운 MTPA 운전 방법을 제안한다. 전류에 높은 주파수의 신호를 주입하여 그 주입된 신호에 의한 반응을 확인함으로 MTPA 운전점을 판별하게 된다. 이 방법은 전동기 제 정수 변동에 강인하며, 간단한 신호처리 과정만으로 MTPA 운전을 할 수 있다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.736_737
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• 2009

본 논문은 전기자전거용으로 쓰이는 500W급 매입형 영구 자석 동기전동기의 자석 형태에 따른 특성 변화에 대해 연구하였다. 전기자전거의 경우 낮은 코깅토크 특성을 필요로 하며, 부하의 변화 시에도 고출력 고효율 특성을 지니는 정특성 운전이 요구된다. 이를 위해 높은 관성력을 얻을 수 있는 외전형 타입의 모터가 필요로 하며, 많은 부하가 요구되는 지점에서 고출력 토크를 위해서는 매입형 영구자석 동기전동기가 요구되고 있다. 본 논문에선 500W급 매입형 영구자석 동기전동기의 특성 향상을 위하여 자석 형태에 따른 모터 특성을 비교 분석하였으며, 실제 최적화 모델을 제작 및 성능실험을 통해 제안된 모델의 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.407-408
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• 2012

본 논문은 매입형 영구자석 동기 전동기의 감자 상황에서의 초기 위치 추정 방법을 제시한다. 신호 주입 센서리스 제어시, 영구자석의 극성을 추정하기 위해 영구자석의 자속에 의한 자기 포화 현상을 이용한다. 그러나 영구자석에 감자가 발생하였을 때는 극성에 따른 포화의 특성이 정상적인 경우와 달라져 전압을 주입했을 때 영구자석의 극성을 잘못 판단하게 될 수 있다. 본 논문에서는 감자 상황에서도 바른 극성 검출을 위해 d축 전류를 변경시켜가면서 전압을 주입하여 영구자석의 극성을 추정한다. 이를 통해 영구자석의 감자 상태를 파악하고, 감자 상황에서도 초기 위치 추정이 가능하게 된다. 정상적인 매입형 영구자석 동기전동기와 동일한 사양의 감자된 회전자를 가진 전동기에 제안된 초기 위치 추정 방법을 적용되어 그 타당성을 실험적으로 입증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.858-859
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• 2011

고성능과 고효율 전동기인 매입형 영구자석 동기기에 사용되고 있는 희토류계 영구자석은 높은 가격과 수급 문제로 인해 최근 이슈화 되고 있다. 희토류계 영구자석을 대체하여 페라이트 영구자석을 적용할 수 있지만 낮은 잔류자속밀도로 인해 고출력을 얻을 수 없다는 문제점이 있다. 그러나 최근 높은 잔류자속밀도를 가진 고밀도화 페라이트 자석이 출시되면서 이를 적용한 매입형 영구자석 동기기의 특성을 해석할 필요성을 가지게 되었다. 본 논문에서는 고밀도화 페라이트 자석을 이용한 매입형 영구자석 동기기의 특성 해석을 하였다. 특히 영구자석의 재질 변경으로 인해 동기기의 토크와 토크 리플의 변화를 비교하고 코깅 토크에 의한 변화도 비교하였다. 또한 매입형 회전자내에 영구자석의 형상을 1층 및 3층으로 적용하여 구조에 따른 해석을 통해 특성을 비교함으로서 고밀도화 페라이트 자석의 효율적인 적용을 얻기 위한 회전자 구조를 선택하고자 한다. 또한 이를 통해 고밀도화 페라이트 자석의 적용 가능성을 예측하고자 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.04b
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• pp.223-225
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• 2006

본 논문에서는 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)의 속도추정을 위한 새로운 센서리스 알고리즘을 제안한다. 매입형 영구자석 동기 전동기의 기본 전압 방정식을 이용하여 회전자의 자속을 추정하고, 위상고정루프(PLL)를 사용하여 회전자의 위치와 속도를 추정하는 방법으로 센서리스 알고리즘을 구성하였다. Matlab SIMULINK를 이용한 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안된 알고리즘을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.290-291
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• 2011

본 논문에서는 전압 사용율 증대를 통한 매입형 영구자석 동기 전동기의 약자속 운전 성능 향상 방법을 제시한다. 팬, 펌프 등과 같이 고속 운전이 빈번한 분야에 사용되는 매입형 영구자석 동기 전동기는 운전 속도에 따라, 적절한 약자속 운전 방법이 필요하다. 본 논문에서는 전류 지령 수정을 하는 매입형 영구자석 동기전동기의 약자속 운전 방법을 제시하고, 실험을 통하여 그 타당성을 입증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.852-853
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• 2015

최근 에너지 절약 정책으로 인하여 기계, 가전, 자동차 및 로봇 응용 산업분야 등에서 고출력, 고효율 및 고성능의 전동기를 요구한다. 매입형 영구자석 동기 전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)는 타 전동기와 비교하여 출력밀도가 높고 기계적으로 강인한 회전자 구조를 가지는 등 많은 장점을 가지고 있어 모든 산업에서 널리 사용되고 있으며, 그에 따른 연구도 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 영구자석 동기 전동기 중 10극 45슬롯 매입형 영구자석 동기 전동기(IPMSM)의 영구자석 형상변화에 따른 특성을 비교 연구하고 전동기의 고출력밀도를 위한 영구자석의 형상을 제시한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1061-1062
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• 2011

본 논문에서는 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM) 전자기력 특성 해석을 수행하였다. 전동기에서 발생하는 전자기력(Electromagnetic force)은 기기의 성능 뿐만 아니라 소음 및 진동을 유발하며 전기기기의 stress를 야기한다. 본 논문에서는 전자기력 특성을 맥스웰 응력 텐서법를 이용하여 각 노드에서 발생하는 전자기력 분포에 대해 분석하였다. 그리고 매입형 영구자석 전동기의 운전상태 및 구조파트 중 고정자 치에서 발생하는 전자기력 분포에 대해 분석하였다.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.15 no.2
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• pp.135-140
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• 2012

Interior Permanent Magnet Synchronous motors (IPMSM) with concentrated winding are superior to distributed winding in the power density point of view. But it causes huge amount of eddy current losses on the permanent magnet. This paper presents the optimal permanent magnet V-shape on the rotor of an interior permanent magnet synchronous motor to reduce the core losses and improve the performance. Each eddy current loss on permanent magnet has been investigated in detail by using FEM (Finite Element Method) instead of equivalent magnetic circuit network method in order to consider saturation and non-linear magnetic property. Simulation-based design of experiment is also applied to avoid large number of analyses according to each design parameter and consider expected interactions among parameters. Consequently, the optimal design to reduce the core loss on the permanent magnet while maintaining or improving motor performance is proposed by an optimization algorithm using regression equation derived and lastly, it is verified by FEM.