• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.393-394
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• 2017

유도전동기는 속도 제어가 어렵기 때문에 이를 위한 고가의 벡터제어 인버터가 널리 사용되어 왔다. 이 때문에 최근에는 이를 저가화하기 위하여 제어 알고리즘이 단순하고 구현이 용이한 직접토크제어 방식에 대한 연구가 이루어지고 있다. 한편으로 소용량의 저전력 응용 분야에서는 기계적으로 구조가 단순하고 가격이 저렴한 2상 유도전동기를 적용하려는 노력이 활발해지고 있다. 2상 유도전동기용 인버터의 대표적인 토폴로지는 3상 IPM 소자를 그대로 이용할 수 있는 3레그형이다. 그러나, 3레그형 인버터에서는 출력 전압 벡터가 비대칭 육각형의 형태로 나타나므로 2상 유도전동기에 이러한 직접토크제어 방식을 적용하면 전동기의 발생 토크에 리플이 증가하는 문제가 있다. 본 논문에서는 3레그형 인버터를 사용하는 2상 유도전동기에 직접토크제어 방식을 적용하고 이때 문제가 되는 전동기의 토크 리플을 저감하는 방법에 관하여 연구하였으며, 이것의 유효성은 시뮬레이션을 통하여 유효성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.251-252
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• 2014

본 논문은 직접토크 제어에서 토크와 자속 오차에 따라 결정된 전압 벡터가 가지고 있는 자속 및 토크 출력 특성을 전압의 d-q 해석을 통해서 분석하고, 6섹터 방식과 12섹터 방식에서 각 전압에 의해 발생되는 토크 및 자속 특성을 회전자 위치에 따라 해석하였다. 또한, 전압벡터의 전압특성을 모의하기 위한 근사 전압함수를 제시하고, 근사전압함수를 통해 직접토크 제어 방식에서의 자속 및 토크 제어의 성능향상이 가능함을 실험을 통해 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.283-284
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• 2016

산업계에 널리 쓰이고 있는 회전자 자속기준 벡터제어(FOC)와 달리 직접토크제어(DTC)는 고정자 자속기준으로 토크와 자속을 직접 제어한다. 토크는 전류센서를 이용하여 검출한 고정자 전류와 고정자 자속을 곱하여 구한다. 고정자 자속은 매우 빠르게 스위칭되는 전압벡터지령을 이용하여 얻게 되므로, 고정자 자속각을 이용한 속도추정에 어려움이 있다. 따라서, 본 논문은 관측기를 이용한 직접토크제어의 속도 센서리스 구현기법을 제안하고, 기존의 속도추정 기법과 제안하는 기법을 시뮬레이션을 통해 비교한다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제8권4호
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• pp.46-54
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• 1994

최근 반도체 기술의 발달과 마이크로 프로세서 제어기술의 발달에 따라서 교류전동기 구동을 위한 백테제어 이론의 적용으로 종래 직류전동기의 응용분야를 점차 교류전동기에 대체해 가고 있다. 이러한 교류전동기시스템에서 센서는 주위 환경에 민감할 뿐만아니라, 전동기축에 장착하기가 쉽지 않다. 이러한 교류 전동기시스템의 센서를 제거한 센서리스 벡터제어시스템은 시스템에서 필요로 한 파라미터의 변동에 취약할 수 밖에 없다. 본 노문에서는 이러한 센서리스 벡터시스템의 파라미터변동과 속도센서를 직접벡터제어에 의한 적응 자속업저버를 부가함으로써 해결될 수 있음을 보여 주고 있다. 본 논문에서는 벡터제어시 연속 과부하 운전시 가장 변하기 쉬운 회전자 저항을 동정하여 정상상태에서는 물론 과도상태에서도 고정밀제어가 가능한 제어 알고리즘 및 속도 추정오차를 제거하기 위한 속도추정 업저버를 부가하여 센서리스 제어를 실현하고 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였으며 실험을 통하여 그 효용성을 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.413-419
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• 2004

고피나스 모델 자속관측기를 사용한 유도전동기 직접벡터제어 시스템에서 회전자 시정수에 오차가 있을 경우 시스템의 동특성이 저하되는 현상을 살펴보았으며, 이를 해결하기 위한 방안으로 MRAC를 이용한 회전자 시정수 실시간 추정 알고리즘을 제안하였다. 제안한 방식의 타당성을 검증하기 위해서 자속관측기에 사용되는 전동기 상수들의 오차가 회전자 시정수 추정에 미치는 영향을 실험적으로 분석한 결과 전동기 상수에 다소 오차가 있더라도 회전자 시정수의 추정오차는 5% 이내로 수렴됨을 보였다. 따라서 본 연구에서 제안한 회전자 시정수 추정 알고리즘을 고피나스 모델 자속관측기에 적용하게 되면 전동기 상수 변동에 강인한 유도전동기 직접벡터제어 시스템을 구현할 수 있다.

• 전력전자학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.152-162
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• 2008

본 논문은 이중여자 유도형(DFIG) 풍력발전시스템에서 유효전력과 무효전력을 직접적으로 제어하기 위한 슬라이딩 모드 기반의 직접전력제어기법을 제시한다. 제안하는 제어기법은 슬라이딩 모드 기반의 전력제어기부와 전력회로부의 스위칭 지령값을 위한 공간전압벡터변조방식(SVM)으로 구성된다. 본 논문에서 제안하고 있는 공간전압벡터 변조방식을 이용한 슬라이딩 모드 기반의 전력제어기법은 고정된 스위칭 주파수에서 기기상수의 변화에 강인한 전력제어가 가능하고, 기존의 자속기준제어기법(FOC)에서 사용되었던 전류제어기와 축변환 없이 직접적으로 전력을 제어함으로써 제어구조가 간단하다. 시뮬레이션과 실험 결과를 통해 제안하는 제어기법의 타당성을 확인한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.212-218
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• 2007

본 논문에서는 MATLAB/SIMULINK와 dSPACE DS1104를 이용하여 유도 전동기의 속도 센서리스 벡터제어를 구현하였다. 유도 전동기의 속도 센서리스 벡터제어의 운전특성을 개선하기 위하여 전압 모델 자속 추정방식과 전류 모델 자속 추정방식을 혼합한 자속 추정기 알고리즘을 도입하여 정밀도가 높은 개선된 자속 추정방식을 사용하였다. 또한 추정된 자속을 이용하여 회전자 속도를 추정하고 이를 유도전동기의 속도 제어에 사용하였다. 전체 시스템은 직접벡터제어 방식을 기반으로 일반적인 PI 제어기를 사용한 속도 제어기, 전류 제어기, 자속 제어기로 구성하였다. MATLAB/SIMULINK를 이용하여 블록다이어그램 방식으로 속도 센서리스 벡터제어 알고리즘을 구현하였고, dSPACE DS1104의 제어보드와 Real-Time-Interface(RTI)를 이용하여 실시간 제어를 수행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 1999년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.501-504
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• 1999

과거 벡터 제어의 모델링에 있어 무시되어온 철손의 영향이 최근 여러 논문들에서 연구되어졌으며, 이의 영향이 적지 않음이 밝혀졌다. 본 논문은 속도 센서리스에서의 철손으로 인한 영향을 보상, 직접 회전자 자속 제어와 직접 고정자 자속 제어에 적용하였다. 또한 센서리스 제어에서의 철손의 영향과 그 보상 방법을 보여주며, 시뮬레이션을 통해 이러한 제안의 타당성을 보인다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.137-148
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• 2002

직접토크제어 기법은 벡터제어계 설계 및 운전시 요구되는 복잡한 좌표변환과 전류제어루프가 불필요하며, 빠른 토크응답을 얻을 수 있기 때문에 벡터제어 기법에 버금가는 유도전동기의 고성능 제어기법으로 인정되고 있다. 본 논문에서는 직접토크제어 기법 적용시 중요한 어려움의 하나로 지적되고 있는 저속영역에서의 자속저하 및 이로 인한 전류고조파의 증가 문제를 해결하기 위한 대책으로서 퍼지 가변 스위칭섹터 기법과 이 기법의 실시간 적용을 위한 실현방법을 제안하였다. 제안된 스위칭섹터 기법을 포함한 유도전동기 제어시스템의 실험적 성능을 고찰하기 위하여 DSP를 이용한 제어보드를 제작하였다. 시뮬레이션과 실험 결과는 제안된 퍼지 가변스위칭 섹터 기법을 도입함으로서 유도전동기 드라이브의 성능이 현저히 개선됨을 보여준다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.1289-1301
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• 2011

본 논문에서는 전 속도 영역에서 안정적인 자속추정이 가능한 유도전동기 자속추정방법을 제안 하였다. 제안된 방법은 전압, 전류, 속도 등의 정보를 통하여 자속각을 연산하는 유도전동기 직접벡터제어방식을 이용하였다. 유도전동기 벡터제어에 있어서 자속정보는 필수적이기 때문에 정확한 자속을 추정하기 위한 방법으로 저속영역에서 는 전류모델 자속 추정기를, 고속영역에서는 전압모델 자속 추정기를 각각 이용함으로써 전 속도영역에서 정확한 자속을 추정할 수 있었다. 또한 기본적인 속도, 전류, 자속제어기는 PI제어기를 이용하였으며, 각각의 적분에 의한 오차를 보상하기 위하여 Anti-windup PI 제어기를 추가하였다. 제시한 제어기의 타당성을 알아보고자 Matlab / simulink를 이용하여 전류모델, 전압모델 자속 추정기를 설계하여 정확한 자속추정이 이루어짐을 확인하였으며, 유도 전동기 벡터제어 시 간접벡터와 직접벡터방식의 파라미터 영향에 따른 분석을 통해 보다 정밀한 제어가 이루어짐을 확인하였다. 이와 같은 시뮬레이션 결과를 분석 하여 제시한 알고리즘의 타당성을 입증하였다.