• 한국전자통신학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.855-864
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• 2011

본 논문은 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 고성능 운전을 위해 비선형 제어를 기반으로 하는 적응 백스텝핑 제어기를 제안한다. 먼저 각속도의 추종성능을 향상시키기 위해서 비선형 백스텝핑 제어기를 설계한다. 파라메타 변동의 영향을 고려하지 않고 설계된 제어기는 고성능 운전이 어렵다. 부하토크의 변동에 대해 실시간 적응할 수 있는 파라메타 추정기를 설계에 포함하여 고성능 운전이 가능하게 한다. 또한 전동기의 효율적인 전력소비를 위하여 최대토크를 얻기 위한 최소전류의 운전을 할 수 있도록 제어기를 설계하였다. 제안된 제어기로 2마력급의 IPMSM에 적용하여 각속도 레퍼런스에 대한 추종성능과 부하토크 변동에 대한 추정, 그리고 MTPA(Maximum Torque per Ampere) 운전을 시험하여 일정토크 운전영역에서 안정화된 강건한 제어기임을 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.35-41
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• 2013

75톤 추력급 터보펌프 터빈의 토크 특성을 성능시험 데이터를 바탕으로 분석하였다. 터빈의 토크는 해석적으로 고정된 압력비에서 보정 선속도의 일차함수로 표현되며 이를 시험적으로 확인하였다. 일정 압력비 이상의 영역에서는 보정선속도-무차원 토크 변화가 일정하게 나타나는 현상도 아울러 발견하였다. 분석된 토크 특성과 파이로 시동기의 시험 측정 데이터를 이용하여 터보펌프의 시동특성을 예측한 결과 터보펌프 설계회전수의 약 50%의 수준에 이르는 시간은 0.7초 이내인 것으로 나타났다. 파이로 시동기에서 터빈입구까지의 열손실은 최대회전수를 90 rpm 정도 줄어들게 하는 것으로 예측되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.4-10
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• 2012

75톤 추력급 터보펌프 터빈의 토크 특성을 성능시험 데이터를 바탕으로 분석하였다. 터빈의 비토크는 해석적으로 고정된 압력비에서 보정 선속도의 일차함수로 표현되며 이를 시험적으로 확인하였다. 일정 압력비 이상의 영역에서는 보정선속도-비토크 변화가 일정하게 나타나는 현상도 아울러 발견하였다. 분석된 토크 특성과 파이로 시동기의 시험 측정 데이터를 이용하여 터보펌프의 시동특성을 예측한 결과 터보펌프 설계회전수의 약 50%의 수준에 이르는 시간은 0.7초 이내인 것으로 나타났다. 파이로 시동기에서 터빈입구까지의 열손실은 최대회전수를 약 90 rpm 줄어들게 하는 것으로 예측되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.845-850
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• 2021

본 연구에서는 전기 자동차(EV : Electric Vehicle) 파워트레인의 에너지 변환 특성과 설계를 수행하였다. 그리고 EV 파워트레인의 동력원으로서 영구자석 매입형 동기 모터(IPMSM : Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)를 대상으로 하였으며 제어를 수행하였다. IPMSM을 구동하기 위해서는 두 가지 영역인 일정한 토크와 일정한 출력(약계자) 영역이 사용되며, IPMSM을 위한 제어 시스템의 설계는 d-q 레퍼런스 프레임(벡터 제어)을 바탕으로 구성하였다. IPMSM의 두 영역에서 나타나는 모터 토크의 정적 특성을 결정하기 위해 IPMSM의 토크제어 시스템과 d축 전류 제어 시스템을 제안 및 구현하였다. 특성해석을 위해서 Matlab-Simulink 소프트웨어를 사용하였다. 최종적으로 실제 차량 사양을 기준으로 EV 차량 레벨 조건으로 변경하여 파워트레인 모델에 IPMSM을 적용하였으며 제안된 제어 시스템의 시뮬레이션 결과를 수행했고 특성을 분석하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.297-302
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• 2002

유도전동기의 직접 토크 제어방식은 구조가 간단하여 구현이 용이하고, 빠른 토크 응답성을 갖는 것을 특징으로 견인용 유도전동기의 추동시스템 등에 그 응용분야를 넓혀가고 있다. 그러나 히스테리시스 제어기를 사용하여 출력전압을 결정하는 기존의 직접 토크 제어방식에서는 인버터의 스위칭 주파수가 히스테리시스 밴드 폭과 운전조건에 따라 가변하고 토크맥동이 발생하는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 인버터의 스위칭 주파수를 일정하게 유지하고 저속 및 고속 운전영역에서 전동기의 토크 및 고정자 전류 맥등을 저감하기 위한 목적으로 고정자 자속 제어개념과 공간전압벡터 P%에 의한 새로운 직접 토크 제어방식을 제안하였다. 시뮬레이션과 실험을 통해 제안한 알고리즘의 타당성을 입증하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.129-134
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• 2012

NPC 멀티레벨 인버터는 2-레벨 인버터 방식에 비해 전력용 반도체 소자의 정격 전압과 출력전류의 고조파를 감소시킬 수 있는 장점이 있어 고압 대용량 전동기 구동시스템에 적합하다. NPC 3-레벨 인버터를 이용한 IPMSM의 속도 제어에서 일정 토크 영역에서는 최대 토크 제어, 일정 출력 영역에서는 약계자 제어 방식을 적용하였다. 제안된 시스템은 MATLAB/Simulink를 이용한 시뮬레이터를 구현하여 모의 시험 결과 분석을 통해 그 타당성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권3호
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• pp.231-237
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• 2007

EHA용 유압 펌프의 토크 맥동은 저속 회전 영역에서 실린더 위치의 제어에 외란으로 작용할 수 있다. 원칙적으로 피스톤 펌프에 의해 발생되는 반력 토크의 주기적인 변화는 실린더 압력의 파형과 밀접한 관계를 가지고 있다. 일정 속도로 회전하는 단방향 피스톤 펌프의 경우에는 밸브 플레이트의 예압각이나 노치를 활용하여 실린더 압력의 오버슈트나 변화율을 조절할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 밸브 플레이트의 형상이 EHA용 사축식 유압 피스톤 펌프의 토크 맥동에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과로서, 양방향 회전형 유압 피스톤 펌프의 토크 맥동은 회전 속도의 영역에 무관하게 밸브 플레이트의 예압각이나 노치를 이용하여 개선하는 것이 불가능한 것으로 나타났다.

• 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 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.274-275
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• 2017

부스트-인버터 시스템에서 6-스텝 시 토크 리플을 줄이기 위한 방법을 제시한다. 모델 기반의 전압 방정식을 통해 필요한 직류단 전압의 크기 및 위상을 구하고 전류 전향 보상을 통해 전압을 합성한다. 이를 통해 직류단 캐패시턴스를 수 ${\mu}F$까지 낮출 수 있어 캐패시터의 부피 및 비용을 절감할 수 있다. 이러한 최적 해 운전 시 생기는 입력 파워 리플의 문제점을 해결하기 위한 일정 파워 공급 방법을 제시하며 이를 통해 운전영역에 따른 적절한 운전 방법의 선택을 제시한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.493-499
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• 2010

국내의 차세대 고속전철 분야는 분산형 시스템을 개발 중이며 전동기 속도 제어를 위해서 벡터제어 방식을 사용하고 있다. 오늘날의 철도 차량 구동시스템은 인버터 제어에 의한 유도전동기 방식이 널리 쓰이고 있지만 최근에는 소음 제거, 효율 극대화 및 유지보수 비용 절감 등의 이점이 있는 영구자석 동기전동기가 새로이 관심을 얻고 있다. 본 논문에서는 매입형 영구자석 동기전동기를 적용한 차세대 고속전철 구동시스템의 일정 토크 영역에서의 제어를 수행한다. 적용된 제어 기법은 IPMSM의 릴럭턴스 토크를 이용하기 위한 단위전류 당 최대 토크 제어가 사용되었으며 Matlab/Simulink를 사용 모의시험 프로그램을 개발하여 시험하고 적용된 방식의 효용성을 증명하였다.