• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제48권8호
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• pp.408-416
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• 1999

The characteristics of permanent magnet synchronous motor are defined by airgap flux and circuit parameters. Interior Permanent Magnet Synchronous Motor(IPMSM) has a nonlinear characteristics due to structural speciality of rotor, so it is difficult to analyze circuit parameters and field-weakening characteristics of IPMSM. This paper presents the calculation of circuit parameters by using Finite Element Method(FEM) taken into consideration of nonlinear characteristics. Using the circuit parameters by FEM, IPMSM is analyzed to field-weakening characteristics and is compared with the Equivalent Magnetic Circuit(EMC) in which lumped parameter is consideration.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1009-1010
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• 2007

This paper presents Fuzzy-Neuro PI controller of IPMSM drive using fuzzy and neural-network. In general, PI controller in computer numerically controlled machine process fixed gain. To increase the robustness, fixed gain PI controller, Fuzzy-Neuro PI controller proposes a new method based fuzzy and neural-network. Fuzzy-Neuro PI controller is developed to minimize overshoot and settling time following sudden parameter changes such as speed, load torque, inertia, rotor resistance and self inductance. The results on a speed controller of IPMSM are presented to show the effectiveness of the proposed gain tuner.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.57-66
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• 2009

종래의 고정된 이득을 가진 PI 제어기는 지령속도, 부하변화 등과 같은 파라미터 변동에 대해서 매우 민감하다. IPMSM 드라이브의 정확한 속도제어는 비선형적인 전자기적 발생저항뿐만 아니라 회전자 속도와 권선저항사이의 비선형적 관계 때문에 복잡한 문제점이 있다. 따라서 광범위한 동작상태에서 최적 제어를 위해 PI 제어기의 이득값을 실시간으로 조절해야한다. 본 논문은 FNN과 ALM을 이용하여 IPMSM 드라이브의 HIPI 제어기를 제시한다. 제시된 제어기는 ANN을 이용하여 속도를 추정하고, 시스템 외란에 대해서 IPMSM 드라이브의 고성능 속도제어를 제시한다. PI 제어기의 이득값은 모든 동작상태에서 ALM-FNN에 의해 최적화 되어진다. 제시된 제어기는 다양한 동작상태에 대한 분석을 통해 타당성을 입증한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.65-73
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• 2006

본 논문은 신경회로망을 이용한 IPMSM 드라이브의 속도제어를 제시한다. 일반적으로 수치 제어된 기계에서 PI 제어기는 고정된 이득값으로 처리한다. PI 제어기의 고정된 이득값은 어떤 동작조건에서는 양호하게 수행된다. 고정된 이득값을 가진 PI 제어기의 강인성 향상을 위하여 신경회로망을 기초로 하는 새로운 제어 방법인 NNPI 제어기를 제시한다. NNPI 제어기는 속도, 부하토크 및 관성과 같은 파리미터 변동에 대하여 오버슈트를 감소시키고 상승 시간 및 정상상태에 빠르게 도달한다. 또한 본 논문에서는 신경회로망을 사용하여 IPMSM의 속도를 제어하고 ANN 제어기를 사용하여 속도를 추정한다. 신경회로망의 역전파 알고리즘 방법은 전동기의 속도를 실시간으로 추정하는데 사용된다. IPMSM의 속도제어기 결과는 제시된 이득값 조절의 타당성을 입증한다. 그리고 NNPI 제어기는 광범위한 동작상태와 부하 외란에 대하여 고정된 이득값보다 우수한 성능을 가진다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.40-49
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• 2008

IPMSM 드라이브는 하중 비에 대한 출력이 우수하여 전기자동차 등 응용분야에서 관심이 증가하고 있다. 이러한 응용분야에서 최대 효율을 얻기 위하여 본 논문은 신경회로망 제어기법을 제시한다. 동손과 철손으로 구성된 제어가능한 전기적 손실은 신경회로망의 오류 역전파 알고리즘(EBPA)를 이용하여 최소화시킬 수 있다. 손실의 최소화는 IPMSM 드라이브의 효율 최적화 제어를 가능하게 한다. 본 논문에서는 신경회로망의 EBPA를 이용하여 전동기 구동에 대하여 d축 인덕턴스, 전기자 저항, 역기전력 상수 변화와 같은 파라미터 변동을 시간으로 계산하여 고성능 및 강인성 제어를 제시한다. 제시한 알고리즘은 IPMSM 드라이브 시스템에 적용하고 효율최적화 제어에 의해 제어된 동작특성을 분석하여 논문의 타당성을 입증한다.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권6호
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• pp.2150-2161
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• 2016

Mechanical and electrical parameter uncertainties cause dynamic and static estimation errors of the rotor speed and position, resulting in performance deterioration of sensorless control systems. This paper applies an extended nonlinear observer to interior permanent magnet synchronous motors (IPMSM) for the simultaneous estimation of the rotor speed and position. Two compensation methods are proposed to improve the observer performance against parameter uncertainties: an on-line rotational inertia adjustment approach that employs the gradient descent algorithm to suppress dynamic estimation errors, and an equivalent flux error compensation approach to eliminate static estimation errors caused by inaccurate electrical parameters. The effectiveness of the proposed control strategy is demonstrated by experimental tests.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권2호
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• pp.600-608
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• 2014

This paper presents estimation of d-axis and q-axis inductance of an interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) by using an extended Kalman filter (EKF). The EKF is widely used for control applications including the motor sensorless control and parameter estimation. The motor parameters can be changed by temperature and air-gap flux. In particular, the variation of the inductance affects torque characteristics like the maximum torque per ampere (MTPA) control. Therefore, by estimating the parameters, it is possible to improve the torque characteristics of the motor. The performance of the proposed estimator is verified by simulations and experimental results based on an 11kW PMSM drive system.

• 전력전자학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.401-408
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• 2012

A simple on-line elimination strategy of the dead time and inverter nonlinearity using the current slope information is presented for a PWM inverter-fed IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) drive. In a PWM inverter-fed IPMSM drive, a dead time is inserted to prevent a breakdown of switching device. This distorts the inverter output voltage, resulting in a current distortion and torque ripple. In addition to the dead time, inverter nonlinearity exists in switching devices of the PWM inverter, which is generally dependent on operating conditions such as the temperature, DC link voltage, and current. The proposed scheme is based on the fact that the d-axis current ripple is mainly caused by the dead time and inverter nonlinearity. To eliminate such an influence, the current slope information is determined. The obtained current slope information is processed by the PI controller to estimate the disturbance caused by the dead time and inverter nonlinearity. The overall system is implemented using DSP TMS320F28335 and the validity of the proposed algorithm is verified through the simulation and experiments. Without requiring any additional hardware, the proposed scheme can effectively eliminate the dead time and inverter nonlinearity even in the presence of the parameter uncertainty.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권2호
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• pp.24-31
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• 2007

본 논문은 신경회로망을 이용한 IPMSM 드라이브의 자기동조 PI 제어기를 제시한다. 일반적으로 수치제어장치 처리는 고정된 이득값을 가진 PI 제어기를 이용한다. 고정된 이득값을 가진 PI 제어기는 어떠한 환경에서는 양호하게 동작할 수 도 있다. 고정된 이득값을 가진 PI 제어기의 강인성을 증가시키기 위하여 신경회로망을 기반으로한 새로운 방법인 STPI 제어기를 제시하였다. STPI 제어기는 속도, 부하토크, 관성과 같은 파라비터가 갑자기 변화하였을 때 오버슈트, 상승시간, 안정화시간을 최소화한다. 또한 본 논문에서는 신경회로망을 이용하여 속도를 제어하고 ANN 제어기를 이용하여 속도를 추정한다. 신경회로망의 역전파 알고리즘 기법은 전동기 속도의 실시간 추정을 제시한다. IPMSM의 속도제어의 결과는 이득값 동조의 효용성을 보여준다. 그리고 STPI 제어기는 고정된 이득값을 가진 PI 제어기에 비하여 강인성 광범위한 운전영역 부하 왜란등에 대하여 우수한 성능을 나타낸다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제26권12호
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• pp.9-20
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• 2012

This paper proposes the efficiency optimization control of interior permanent magnet synchronous motor(IPMSM) drive using series connected-fuzzy neural network PI(SC-FNPI) controller. The PI controller is generally used to control IPMSM drive in industrial field. However, the PI controller has problem which is falling control performance about parameter variation such as command speed, load torque and inertia due to fixed gain of PI controller. Therefore, to improve performance of PI controller, this paper proposes SC-FNPI controller adjusted input of PI controller by FNN controller according to operating conditions. Also, this paper proposes efficiency optimization control which is improving efficiency with minimize loss. The SC-FNPI controller proposed in this paper is compared control performance with conventional FNN and PI controller about command speed, load torque and inertia variation. And the efficiency optimization control is compared with $i_d=0$ control about loss and efficiency. The SC-FNPI controller proposed in this paper shows more excellent control performance for rising time, overshoot and steady-state error. Also efficiency optimization control is increased efficiency by reducing loss.