• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.11a
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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.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.119-120
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• 2016

회전자 자속기준 벡터제어(FOC)의 센서리스의 기법은 다양하지만, 크게 역기전력을 이용하는 방식과 인덕턴스를 기반으로 하는 방식으로 나눌 수 있다. 역기전력을 기반으로 하는 기법은 중속이상의 영역에서는 뛰어난 성능을 보이지만, 저속영역에서 역기전력이 작기 때문에 저속에서 불리함이 있다. 반면, 인덕턴스를 기반으로 하는 기법 중 캐리어 신호를 주입하는 기법은 전동기의 자기적 돌극성(Magnetic saliency)을 이용하므로 저속에서도 사용가능하지만, 고속에서는 전압제한으로 인하여 전압주입에 불리함이 있으며, 고주파잡음의 문제가 있다. 따라서 본 논문은 저속영역에서 사각파 형태의 고주파 주입 센서리스기법을 사용하고, 중속이상의 영역에서 역기전력 센서리스기법으로 절환(Crossover)하는 방식을 제안한다. 기존의 속도추정 기법과 제안하는 기법을 시뮬레이션을 통해 비교한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.491-492
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• 2015

본 논문에서는 영구자석 동기 전동기(PMSM)의 수학적 모델을 기반으로 한 플라이휠 에너지 저장 시스템을 매트랩/시뮬링크를 사용하여 모델링 하였다. PMSM의 센서리스 벡터 제어를 위해 속도 및 전류 제어기를 구현하였으며, PI형 상태 관측기를 이용한 역기전압 추정기와 PLL 기반의 위치/속도 추정기를 구현하였다. 초기 기동시 역기전압 추정기반 센서리스 제어 방식은 회전자의 위치를 정확히 추종 할 수 없어 Open-Loop 알고리즘을 통하여 동기 전동기를 구동시킨다. 플라이휠 에너지 저장 시스템의 센서리스 제어 알고리즘은 충전 모드와 발전 모드에서의 시뮬레이션을 통해 성능을 확인하였다.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics T
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• v.36T no.3
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• pp.50-55
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• 1999

Brushless DC Motor(BLDCM) has high efficiency. But this type of motor needs a rotor sensor which complicates the motor configuration. Rotor position sensor degrades system reliability in the severe environmental condition. In this paper, we study a controller which permits the determination of the rotor position by the back EMF to eliminate the rotor position sensor Also, since the back EMF is zero at standstill, a starting technique which permits the starting of an asynchronous motor without a sensor is described. The controller is implemented using microcontroller for minimal external component.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.271-272
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• 2013

본 논문에서는 표면부착형 영구자석 전동기의 역기전력을 이용한 센서리스 운전에서 제정수 오차 및 데드타임 등에 의한 입력 전압 오차에 따른 역기전력 관측오차를 분석 하였고 그 결과를 토대로 전동기의 센서리스 기동을 위한 전략을 제시 하였다. 고의적으로 저항을 작게 추정하면 기동 특성이 개선됨을 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.217-218
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• 2015

본 논문에선 BLDCM(Brushless DC Motor)의 전류(轉流)구간에서 발생하는 토크리플을 저감시키기 위해 BLDCM의 역기 전력 모델을 이용하여 상승하는 전류와 하강하는 전류의 기울기가 같아지도록 PWM의 턴-온 시간을 실시간으로 제어하는 방식을 제안한다. 제안된 방식에서는 상이 전환되는 구간에서 상전류의 변화량이 스위칭 시간에 따른 인가전압과 전동기 모델방정식 및 예측되는 역기전력 모델에 의해 예측되어지며, 인가하는 전압의 크기는 PWM의 턴-온 시간에 따라 변하게 되므로, 두 전류의 변화량이 같아지도록 하는 스위칭 시간을 계산하여 적용하는 방식이다. 제안된 방식의 유효성은 실제 BLDCM에 대한 시뮬레이션을 통하여 증명하였다.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.16 no.3
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• pp.511-518
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• 2021

In order to obtain a good tracking performance of the motor, it is necessary to design a controller that can respond to a disturbance by including a disturbance observer. The disturbance observer of the motor is designed to estimate the load torque and the back electromotive voltage based on the first-order low-pass filter. A PI controller and an IP controller were designed to compare the correlation between the disturbance observer and the controller and to obtain improved control performance. To check the performance of the designed observer and the controller, it was applied to a 120 [W] class BLDC motor. As a result, overshoot is reduced, and it can be seen that the steady-state error converges to zero.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.400-401
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• 2019

본 논문에서는 전동기 제정수와 전압 및 전류제한 값에 따른 단상 영구자석 동기전동기의 능력곡선을 분석하였다. 역기전력 상수와 고정자 인덕턴스 및 전압 전류 제한값에 따라 영구자석 동기전동기의 능력곡선이 변하게 되며, 최대토크를 얻을 수 있는 인가전압의 크기 및 위상이 결정된다. 제안한 능력곡선의 분석방법을 통하여 얻은 최대토크에서의 인가전압을 컴퓨터 모의실험으로 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07d
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• pp.1813-1814
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• 2006

BLDC 전동기는 AC서보 일종으로 스위칭 소자를 이용한 인버터 회로를 통해 정류하므로 정류 시 회전자의 위치 정보를 회전자에 홀 센서나 레졸버와 같은 위치 센서를 부착하여 위치 정보를 얻는다. 위치 센서는 전동기 가격 및 크기를 증가시키고 구조를 복잡하게 만들기에 위치 검출 센서 없이 구동하는 센서리스 구동 방법이 최근 많이 연구되고 있다. 센서리스 구동 방법에 가장 많이 쓰는 방법이 역기전력을 이용하는 것이다. 역기전력을 이용하는 경우 전동기가 고속으로 회전 시 비교적 잘 적용되지만 정지 상태에 있거나 저속에서 운전 시, 역기전력이 충분히 크지 않을 경우 적용이 어려운 단점이 있다. 본 논문에서는 BLDC 전동기의 3상 중 2상의 단자전압을 이용하여 센서리스 구동 방법을 제안한다. 정지 상태에서의 회전자 위치 파악은 DC링크 단에 전류 센서를 사용하여 초기 위치를 파악하고 한상의 단자전압을 검출하여 각 상의 여자 시점을 결정하여 초기 구동함으로써 기존의 다른 센서리스 회로의 간략화와 효율적이고 구현이 간단하며 무엇보다 가격전인 측면에서 여타의 방법에 비해 유리하다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2007.11a
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• pp.1-3
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• 2007

본 논문에서는 표면부착형 영구자석 동기전동기(SPMSM)의 새로운 전압 위상 제어 방법을 제안한다. 영구자석 동기전동기의 모델로부터 d축 전류를 추정하고, d축 전류가 영(零)이 되도록 전압 지령의 위상을 제어함으로써 영구자석 동기전동기의 역기전력과 전류의 위상을 맞춘다. 제안된 방식은 전류 제어 없이 단순히 전압 제어만을 수행하기 때문에 저가 구현이 중요시 되는 산업계 응용에 적합하다. 모의 실험을 통해 제안된 방식의 동작 특성을 평가한다.