• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.892-893
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• 2008

본 논문에서는, 기존의 PAM 인버터와는 달리 저 단가 구현 및 높은 성능을 낼 수 PAM 인버터 구조에 대해 고찰한다. 배터리를 전원으로 사용하는 일반적인 인버터의 경우 초기기동 및 저속운전 영역에서는 배터리 전압으로 인해 전류 및 토크 리플이 크며, 배터리 SOC의 최소치 보다 낮은 역기전력을 갖는 전동기만을 사용할 수 있다. 이를 해결하기 위해 2-스위치 Buck-Boost 컨버터와 4-스위치 인버터로 구성된 새로운 PAM 인버터 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 DC 링크 가변을 통해 역기전력이 낮은 저속운전영역에서는 감압하고 반대로 역기전력이 높은 고속운전영역에서는 승압시킬 수 있어 전류 및 토크 리플을 줄일 수 있다. 마지막으로 시뮬레이션을 통하여 제안된 시스템의 적용 가능성을 검증한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권8호
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• pp.183-192
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• 1998

In this paper, we measure the back-EMF and the thrust of a linear brushless DC motor along the relative position between coils and magnets in various speed environments in order to obtain the back-EMF and the thrust as a function of a motor position. The measured back-EMF function and thrust function of the position differ from the analytical ones within 5%. The measured back-EMF and thrust function can, then, be employed in controlling the thrust ripple of the linear motor. Furthermore, to minimize the torque ripple of the linear motor, we suggest the design method to shape the back-EMF and thrust function of the linear motor.

• 전력전자학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.33-40
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• 2008

본 논문은 단상 스위치드 릴럭턴스 모터의 역기전력 분석을 통해 회전자 위치를 추정하여 구동하는 센서리스 구동법을 제안한다. SRM은 회전자 위치에 따라 적정 고정자 권선을 여과시킴으로써 회전력을 발생하기 때문에 회전자 위치 정보가 필수적으로 요구된다. 회전자의 위치를 검출하기 위하여 다양한 회전자 위치센서를 사용하고 있으나 대부분의 위치 센서들은 모터의 부피와 구축비용을 증가시킬 뿐만 아니라 환경에 따라 구동시스템의 신뢰도를 저하시키는 경향이 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제들을 해결하기 위해 역기전력을 이용한 방법을 제안한다. 회전자와 고정자가 겹쳐지는 순간(overlap point) 역기전력이 급격하게 변화하게 되는 지점을 검출하여 회전자의 위치를 추정할 수 있으며, 속도 계산을 통해 적절한 위치에서 스위치를 온, 오프하여 SRM을 구동하게 된다. 본 연구에서 제안한 방식을 시뮬레이션과 실험을 통해 그 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.118-119
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• 2014

왜곡된 역기전력을 갖는 매입형 영구자석동기전동기를 정현파 전류로 제어할 경우 역기전력의 왜곡으로 인해 발생하는 토크리플은 전동기의 진동, 소음, 효율 저하의 요인이 된다. 저속운전의 경우 토크리플을 상쇄할 수 있는 고조파전류를 인가하여 전류제어에 의해 토크리플을 줄일 수 있다. 그러나 고조파 전류제어에 의한 토크리플 저감은 전류제어기의 대역폭에 의해 전류제어 특성이 좌우되므로 고조파 보상전류의 주파수가 높은 경우 적절한 보상이 되지 않는다. 본 논문에서는 전동기의 고속운전 시 고조파 전류에 해당되는 고조파 전압을 보상함으로써 역기전력에 의한 토크리플을 저감한다. 제안된 토크리플 저감 알고리즘은 시뮬레이션을 통해 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.31-32
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• 2014

전압형 인버터를 이용한 전동기 구동시스템에서, 출력전압의 비선형성은 역기전력기반 센서리스의 성능에 큰 영향을 미친다. 역기전력기반 센서리스는 전압방정식을 이용하기 때문에 출력전압에 대한 정보가 필요한데 일반적인 인버터에는 출력전압을 측정하는 센서가 없어 출력전압지령을 출력전압과 같다고 가정하고 사용한다. 그러나 인버터의 비선형성으로 인해 전압지령과 실제 출력되는 전압간의 차이가 발생하게 되어 각 추정오차가 생기게 되고 센서리스의 성능을 떨어트린다. 인버터 비선형성의 주원인인 데드타임에 의한 영향을 보상하기 위해서 여러 가지 방법들이 연구되었지만 전류의 크기가 낮은 저속, 저부하 상황에서는 여전히 오차가 존재 하였다. 본 논문에서는 전압오차가 발생할 수 있는 저전류 구간을 최대한 줄이도록 전류의 형태를 바꾸어 저속 저부하 상황에서의 전압오차를 최소화 하였다. 이를 통해서 역기전력 기반의 센서리스의 저속영역 특성을 개선하였고 실험을 통해 그 효용성을 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.56-63
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• 2003

본 연구에서는 감쇠상 역기전력을 고려한 토크모델이 도통 및 전환구간에서 다름을 보였으며 이를 통해 전환구간에서 나타나는 토크맥동을 수학적으로 해석하였다. 본 논문에서는 전환시간에 의해 나타나는 토크맥동을 저감할 수 있는 새로운 방식을 제안하였다. 첫째, 전환시간을 조절하여 상승상 및 감쇠상의 전류의 기울기를 일정하게 조정하는 절환지연시간제어를 제안하였다. 이를 통하여 비전환상에서의 전류맥동을 저감하였으며 직류단전압과 4배의 역기전력전압의 크기가 같아지는 임계속도 이하에서 토크맥동을 저감할 수 있다. 그러나, 역기전력 및 전환하는 전류의 관계에 의해 토크맥동이 여전히 존재한다. 특히 임계속도 이상에서는 토크맥동율이 크게 증가한다. 둘째, 역기전력과 전류의 관계에 따라 나타나는 토크맥동을 고려한 전환시점제어를 제안하였다. 제안한 방식에 의하여 BLDC 전동기의 토크맥동을 임계속도 이상에서 뿐 만 아니라 전 속도영역에서도 최소화 할 수 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.210-211
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• 2011

이 논문은 역기전력을 기반으로 한 센서리스 제어 시에 향상 된 초기기동 성능을 위한 간단한 초기 회전자 위치추정 방법을 제시하였다. 제시된 추정방법은 전동기가 정지상태에서 전류와 인덕턴스의 반비례관계를 이용하여 회전자의 돌극성에 의한 고정자 각 권선의 인덕턴스의 변화로 생기게 되는 전류의 대소관계를 비교하여 초기 회전자 위치를 추정한다. 이 초기 회전자 위치추정 방법은 역기전력을 기반으로 한 센서리스 제어와 함께 구현되기가 쉽고 성공적인 초기기동으로 역회전이나 기동에 실패하지 않게 하며, 기존의 다른 인덕턴스에 의한 전류포화를 이용한 방법에 비해 빠르고 쉽다는 것이 장점이다. 또 다른 장점으로 이 방법은 외부적인 장치가 필요가 없고 모터의 변수들에 영향을 받지 않는다. 실험으로서 제시한 초기 회전자 위치추정의 방법을 증명하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.91-100
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• 2002

본 논문에서는 매입형 영구자석 동기전동기의 전자기 토크의 맥동저감에 관하여 기술하였다. 일반적으로 토크 맥동은 전동기의 진동과 소음을 유발하는 중요한 원인이 된다. 제안된 방법에서는 비정현적인 역기전력을 가진 IPMSM에서 토크 맥동을 저감하기 위해 단위전류당 최대토크 제어를 할 수 있는 최적의 전류 형상을 고려하여 도출하였다. 그리고 이를 전동기에 인가했을 때 토크 맥동이 개선될 수 있음을 시뮬레이션과 실험을 통해서 입증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2007년도 하계학술대회 논문집
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• pp.202-204
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• 2007

영구자석을 이용한 다상 브러시리스 전동기의 역기전력의 파형은 정현파나 이상적인 사다리꼴 파형과는 다른 형태를 갖는다. 또한 다상 전동기의 경우 상호인덕턴스에 대한 이론적 해석이 쉽지 않아 시뮬레이션을 위한 모델 구현이 어렵다. 본 논문에서는 임의의 역기전력 파형을 갖는 7상 영구자석 브러시리스 전동기의 시뮬레이션 모델 구현 방법으로 회로 및 수식 을 기반으로 FEA(Finite Element Analysis)를 이용한 모델을 제안하고 시뮬레이션과 실험을 통해 제안된 모델의 타당성을 입증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.292-293
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• 2010

본 논문에서는 센서리스로 구동하는 PMSM의 부하 토크 변동에 대한 속응성 향상 기법을 제안한다. 센서리스 구동의 대표적인 기법으로 전류 기반 모델을 이용하여 역기전력을 관측하고, 이로부터 위치/속도 정보를 검출하는 방식을 들 수 있다. 이 때, 관측기의 수렴 속도가 역기전력을 관측할 수 있을 만큼 충분히 빨라야 하며, 제어기는 관측기로부터 추출된 속도 정보를 이용하므로 전체 제어기의 대역폭은 관측기의 대역폭에 의해 제한된다. 이로 인하여 속도 제어기가 부하 토크 변동에 충분히 빨리 대응하지 못할 수 있다. 본 논문은 외란 관측기를 사용하여 부하 토크를 외란으로 간주하고 그 영향을 보상한다. 모의실험을 통하여 강인성이 향상됨을 보인다.