자동차의 오토 기어를 능동적으로 제어하기 위해 전자기력을 이용한 원통형 선형 보이스 코일 전동기를 설계 하였다. 설계 시 유한 요소 해석 프로그램을 이용해 각 부품의 자기 포화 밀도 및 코일에 인가되는 자속을 계산하여 성능을 예측하였다. 기본모델에 대해 중량을 최소화한 모델을 제작하여 실험한 결과 추력은 기본모델과 비슷한 상태에서 중량이 약 40% 감소하였다.
지상1차 선형동기전동기는 속도와 위치센서가 회전축에 설 부착되어져 있는 회전형 동기전동기와 달리 가이드웨이를 따라 위치센서 관련부품이 설치되어져 있다. 차상 자기부상열차로부터 전송되는 위치신호는 지상 추진인버터의 실시간 추진제어에 필요한 정보에 미흡하다. 본 논문에서는 지상1차 선형동기전동기를 구동하는 추진인버터에 대한 위치신호 추정기에 대하여 제시하였다. 지상 추진인버터가 요구하는 수준의 높은 분해능의 위치신호를 얻기위하여 직류모터 모델의 블록선도로부터 폐루프 위치관측기를 설계하고 시뮬레이션 및 실험을 통해 가용 성능 확인하였다.
본 논문은 스위치드 릴럭턴스 전동기의 자기포화 비선형 상태를 고려하여 일정 토오크 발생을 위한 전류형태 구현에 관한 방법을 기술한다. 본 연구에서는 인덕턴스 증가영역에서의 전류 검출방법 및 비선형 인덕턴스 프로파일 모델링을 위한 근사화 기법이 채택되었다. 그리고 제안된 시스템에서 부하조건에 관계없이 일정토오크 발생을 위한 전류파형을 생성하기 위하여 단일스위칭 각도 제어 및 전압제어 방법이 사용되었다. 마지막으로 3HP 6/4 스위치드 릴럭턴스 전동기를 사용하여 본 연구의 타당성을 실험적으로 입증하였다.
고속 자기부상열차의 추진전동기로 사용되는 선형동기전동기의 구동 알고리즘으로는 추력의 제어를 위해 벡터제어를 사용한다. 벡터제어를 위해서는 위치 정보가 필요하기 때문에 바코드 등의 센서를 이용한다. 바코드에 의한 위치정보시스템은 정보가 이산형이고 통신을 이용하기 때문에 실제 위치 정보를 취득하는데 지연이 발생하여 벡터제어에 영향을 주게 된다. 본 논문에서는 바코드 정보취득시스템의 ldus에 의한 영향을 분석하고 이에 대한 보상알고리즘을 제안하였다. 시물레이션을 통해 문제점을 분석하고 제안한 알고리즘의 타당성을 검증하였다.
고정 투자율법이란 (Fixed Permeability Method : FPM) 시스템이 자기적으로 포화 상태에 있을 때 각 요소별 동작지점의 투자율을 고정하여 선형적으로 시스템을 재해석하는 방법으로, 두 가지 이상의 자계원에 의해 포화가 발생할 경우, 각각의 영향을 구분지어 포화시 철심내의 자계 비선형 문제를 해석할 수 있다. 본 논문에서는 제안된 고정 투자율법을 적용하여 자기 포화가 발생하는 영역까지를 운전 영역에 포함하는 매입형 영구 자석 전동기의 특성 값들을 추출하는 방법을 제시하였으며, 실험값과의 비교를 통해 그 타당성을 검증하였다.
본 논문에서는 벡터제어에 근거한 선형 유도 전동기의 추진제어 알고리즘에 대해 보여준다. 기존의 사용해왔던 스칼라제어 방식이 아닌 새로운 전류제어 방식을 사용하며, 기존의 13.5Hz 슬립주파수 일정 제어를 가변하여 플러깅 저감 구간을 축소하고 회생구간을 늘림으로써 운전효율 향상 패턴을 찾는 연구를 진행하였다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 산출된 최적운전 패턴결과를 반영하여 실험을 통해 이 방법을 제안 하고자 한다.
선형 유도 전동기 구동 인버터의 스위치 결함에 대한 신뢰성 향상을 위해, 실제 온라인 기반의 고장 및 고장점 검출에 대한 연구가 활발하다. 인버터에서 스위치 고장이 발생하면, 일반적으로 전압, 전류에 고조파가 발생되고 토크의 리플이 증가하게 된다. 또한, 인버터 스위치 고장의 경우 과전류가 발생하며 다른 전자 부품에 2차 피해를 일으킬 수 있다. 본 논문에서는 센서를 통해 얻은 전류의 정보를 이용하여 고장 및 고장 스위치를 검출하는 알고리즘을 제안한다. 한 개 또는 두 개의 스위치 고장을 4개의 faulty group으로 구별하여 고장 검출이 이루어지며 제안된 알고리즘을 입증하기 위해 Matlab-Simulink을 이용한 시뮬레이션 결과와 실험 결과가 제시된다.
최근 에너지 문제가 많은 이슈로 떠으르면서 자연으로부터 에너지를 얻는 신재생 에너지에 대한 관심도 높아지면서 많은 연구가 이루어지고 있다. 그중에서도 파력 발전은 파도의 에너지를 이용해 부이의 움직임을 파력 PCS(Power Conditioning System)가 제어하여 발전을 이루는 방식이다. 파도의 움직임에 따라 부이의 운동이 선형발전기를 통해 에너지를 얻을 수 있다. 하지만 파도의 모델은 규칙적인 정현파가 아니고 주기나 속도의 움직임이 일정하지 않다는 특성을 가지고 있다. 이러한 파도의 움직임을 잘 모사하는 것이 파력 발전 제어 전략 수립에 있어서 매우 중요하다. 본 논문에서는 이러한 파도의 움직임을 모사하기 위한 시뮬레이터를 구현하였다. 선형발전기 대신 원형의 영구자석 전동기를 이용해 파도의 움직임을 구현하였다. 시뮬레이션 및 실험을 통해 그 타당성을 검증하였다.
본 논문에서는 선형유도전동기를 이용하는 자기부상열차의 슬립주파수 일정 벡터제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 기존의 사용했던 슬립주파수 일정 RMS제어방식에서 슬립주파수를 일정 벡터제어 방식으로 전환하여 그에따른 슬립주파수와 노치변화를 통해 더효율적인 운전 조건과 주파수를 찾기위한 시뮬레이션과 실험을 통해 제안한다.
전원을 공급받아 동작하는 전기기기는 안정된 품질의 전원이 필수적이지만, 실제 부하에 인가되는 전압품질은 이상적인 성질이 아닌 약간의 왜형된 파형을 가지고 있다. 특히 단상과 3상을 함께 이용하는 3상 4선식 설비의 경우 부하 임피던스에 의해 전압의 크기가 변동하는 경우가 있으며 또한 선형 및 비선형 부하를 함께 사용하는 경우에 전압품질의 변화가 높은 편이다. 이와 같은 조건하에서 가장 많은 에너지를 이용하는 유도전동기가 고조파 성분이 포함된 전압불평형조건에서 어떤 동작특성을 나타내는 가를 시뮬레이션을 통해 분석하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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