• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.11a
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• pp.243-244
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• 2011

이 논문에서는 부하전류의 크기에 따라 시시각각 변하는 매입형 영구자석 동기전동기의 d, q 축 인덕턴스를 실시간으로 추정해 제어에 반영시킬 수 있는 방법을 제안했다. 정지상태에서 초기 기동에 필요한 인덕턴스 값을 추정해도 운전시 부하전류의 크기에 따라 인덕턴스가 변하기 때문에 모든 영역에서 같은 인덕턴스 값을 적용하면 성능을 제대로 내기 어렵다. 이 논문에서는 인덕턴스 오차에 따라 발생되는 지령전압과 계산전압의 차이를 이용해 이를 실시간으로 보정함으로써 부하 성능을 개선할 수 있다는 사실을 확인했다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.752-753
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• 2015

본 논문에서는 극-슬롯 조합, 회전자 배리어의 형상에 따른 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)의 공극자속밀도, 역기전력 특성을 분석하였다. 먼저 유한요소해석(FEM)을 수행하여 공극자속밀도와 역기전력을 추출하였으며, 추출된 데이터를 고속퓨리에변환(FFT)을 이용해 고조파 분석을 수행하였다. 이를 통해 극-슬롯 조합과 회전자 배리어 형상 간의 조합이 공간고조파의 크기에 중요한 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.198-199
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• 2011

본 논문에서는 매입형 영구자석 동기 전동기(IPM)의 회전자 초기각 및 전동기 제정수에 대한 정보가 전혀 없는 초기 상태에서 고주파 주입을 통한 제정수 추정기법을 제안한다. IPM 의 경우 정확한 제정수 추정을 위해서는 회전자의 초기각에 대한 정보를 필요로 한다. 고주파 신호 주입에 의한 주입 센서리스 제어 방법을 적용하여 초기 제정수 추정과 동시에 초기각에 대한 정보를 얻고, 이를 바탕으로 제정수를 보다 정밀하게 추정하게 된다. 제안된 방식은 모든 IPM 모터에 적용가능하며, 제정수와 더불어 초기각의 위치도 얻을 수 있어 전동기 제어의 초기 설정에 용이하다. 모의실험을 통하여 제안된 기법의 타당성을 검증하였다.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.15 no.4
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• pp.370-375
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• 2012

In order to apply Interior Permanet Magnet Synchronous Motor(IPMSM) to the propulsion system of the railway transit, 110kW class IPMSMs with high-power density are designed as a concentrated winding model and a distributed winding model in this study. The concentrated winding model designed in this study is 6 poles/9 slots and the distributed winding model is 6 poles/36 slots. In general, the eddy current losses in the permanent magnets of IPMSM are caused by the slot harmonics. The thermal demagnetization of the magnet by the eddy current losses at high rotational speed often becomes one of the major problems in the IPMSM with a concentrated windings especially. A design to reduce eddy current losses in permanent magnet design is important in IPMSM for the railway vehicle propulsion system which requires high-speed operation. Therefore, a method to devide the permanent magnet is proposed to reduce the eddy current losses in permanent magnet in this study. Authors analyze the variation characteristics of the eddy current losses generated in permanent magnet of the concentrated winding model by changing the number of the division of the permanent magnets.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.11a
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• pp.229-230
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• 2012

본 논문에서는 왜곡된 역기전력을 갖는 매입형 영구자석 동기전동기의 토크리플 저감 방법을 제안한다. 역기전력에 왜곡성분이 있는 경우 정현파 전류로 모터 제어 시 역기전력의 왜곡으로 인한 토크리플은 전동기의 진동 증대 및 효율 저하의 요인이 된다. 이러한 토크리플에 의한 전동기의 진동은 특히 저속에서 문제가 된다. 저속운전 시 전동기의 토크리플을 저감하기 위해서는 역기전력의 왜곡에 의한 토크리플을 줄일 수 있는 토크리플 보상 전류제어가 필요하다. 이 경우 토크리플 보상전류를 구하기 위해서는 역기전력의 왜곡성분에 대한 정보가 필요하다. 본 논문에서는 역기전력의 왜곡성분을 off_line 방식이 아닌 전류기반 MRAS 관측기를 사용하여 실시간으로 추정하여 토크리플 저감전류를 보상함으로써 토크리플을 저감한다. 제안된 토크리플 저감 알고리듬은 시뮬레이션을 통해 검증한다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.2
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• pp.697-702
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• 2016

To control permanent magnet synchronous motors smoothly, it is important to know the exact parameter values of the stator resistance, various inductances, and the flux linkage of the permanent magnet. In practice, these parameters vary due to a variable operating point, temperature change, or a fault. This paper proposes a MRAS (Model Reference Adaptive System) based parameter estimator and adaptive control scheme. Owing to the non-linearity of the system equation with respect to these parameters, although many schemes proposed previously assumed that some parameters are known, all the parameters were assumed to be unknown. The simulation results revealed the effectiveness of the proposed algorithm.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.241-242
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• 2016

본 논문에는 매입형 영구자석 전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)의 회전행렬을 이용한 고주파 신호주입 센서리스 구동 시 회전자 위치 오차 추정 성능 향상을 위한 새로운 인덕턴스 추정방법을 제안하였다. 회전행렬을 이용한 회전자 위치 오차 추정 방법은 위치 오차의 넓은 추정 범위 및 선형성을 만족하는 장점이 있으나 모델 기반 인덕턴스를 사용하기 때문에 실제 인덕턴스 값과 차이가 있을 시 추정된 위치 오차가 부정확 할 수 있다. 따라서 정확한 위치 오차를 구하기 위해 본 논문은 오프라인 상황에서 인덕턴스를 추정하는 새로운 방법을 제시하였으며 모의 실험으로 제안한 방법을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.11a
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• pp.109-110
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• 2015

전기자동차 구동용 전동기는 고토크/고파워 밀도, 고효율, 넓은 구동속도 범위의 특징을 가져야 한다. 영구자석 매입형 동기전동기는 이러한 특성에 가장 부합하는 전동기 형태로서 전기자동차 구동용 전동기로 각광받고 있다. 하지만 강한 자속밀도를 얻기 위하여 희토류 영구자석을 사용해야 하고, 이는 생산단가의 절감문제, 고온에서의 비가역적 감자문제, 인버터 결함 시의 안전성 문제 등의 문제점을 갖고 있다. 이러한 문제들을 극복하기 위하여 전기자동차 구동용 유도전동기 설계를 제안한다. 유도전동기가 가지는 장점들과 함께 설계 시 고려해야 할 내용들을 제시한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1292-1293
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• 2015

기존에는 전동기 제어기법으로 PI제어기가 주로 사용되어 왔다. 그러나 실제 시스템의 경우 외란과 센서 잡음에 노출되기 쉽고, 모델의 불확실성에 대한 오차가 발생하기 때문에 보다 강인한 제어기법이 필요한 시점이다. $H{\infty}$제어기법은 명령 추종 성능, 시스템 모델 오차와 외란, 센서 잡음에 대해 강인성을 보장하는 고급제어기법으로서 현재 그 성능을 입증 받아 산업분야에서 다양하게 적용되고 있다. 본 논문은 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)의 속도제어기에 $H{\infty}$제어기와 PI제어기를 적용하여 모의실험을 통한 성능비교를 통해 모델오차와 같은 시스템의 불확실성과 외란에 대해 $H{\infty}$제어기의 강인한 제어성능을 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.720_721
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• 2009

일반적으로 BLDC 모터는 고효율 고토크의 특성을 가지고, 넓은 속도 범위에 걸쳐 높은 효율을 유지 하고 제어가 용이하므로 널리 사용 되고 있다. 이러한 BLDC 모터는 구동 원리에 의해서 역기전력의 파형이 구형파를 가지는 것이 유리하다. 또한 BLAC 모터는 효율, 역률, 전력밀도 및 토크 밀도가 높은 장점을 가지고 정현파 역기전력을 요구한다. 매입형 영구자석형 동기전동기 중 할박 구조로 인해서 자속을 집중 시키는 Spoke type 모터의 회전자 표면은 철심으로 이루어져 있기 때문에 회전자 표면의 형상을 Arc설계를 통해서 형상 최적화가 가능하다. 회전자 표면의 Arc 설계를 통해서 공극의 자속밀도 분포의 변화를 줄 수 있어 BLDC 구동 시 요구하는 구형파 역기저력 파형과 BLAC 구동 시 요구되는 정현파 역기저력 파형을 Arc 설계 각도에 따라 다르게 발생 시킬 수 있다. 이를 통해서 역기전력을 형태를 구형파와 정현파 형태를 가지도록 설계하여 BLDC와 BLAC 구동 시에 성능을 FEA를 통해서 비교 평가 하여, 구동 방식에 따른 Spoke type IPM 모터의 형상 설계방법을 제시한다.