• 전력전자학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.142-149
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• 2010

매입형 영구자석 동기 전동기는 높은 효율과 빠른 동특성, 넓은 정출력 운전 영역 등의 장점 때문에 다양한 산업 분야에서 각광을 받고 있다. 특히 매입형 영구자석 동기기의 단위 전류당 최대 토크(Maximum Torque Per Ampere, MTPA) 운전 방법은 전동기의 최대 효율 운전을 위해서 필수적인 운전방법이 되었다. 이론적인 MTPA 운전점은 전동기의 제 정수에 의해 결정되는데, 매입형 영구자석 동기 전동기는 온도와 운전 영역에 따라 전동기 제 정수의 변화가 심하여 정확한 MTPA 운전을 하기 위해서는 전동기의 전 운전 영역에 대한 전동기 제 정수를 미리 알고 있어야 한다. 본 논문에서는 신호 주입 개념을 도입한 새로운 MTPA 운전 방법을 제안한다. 전류에 높은 주파수의 신호를 주입하여 그 주입된 신호에 의한 반응을 확인함으로 MTPA 운전점을 판별하게 된다. 이 방법은 전동기 제 정수 변동에 강인하며, 간단한 신호처리 과정을 통하여 MTPA 운전을 할 수 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.653-658
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• 2022

본 논문에서는 온도 변화로 인한 영구자석 쇄교 자속 변화를 고려한 PMSM 드라이브의 MTPA(Maximum Torque per Ampere) 제어 알고리즘을 제시한다. 영구자석 쇄교 자속은 고정자 쇄교 관측기를 통해 실시간으로 추정되고, 추정된 영구자석 쇄교 자속으로부터 토크 오차 보정 계수가 계산된다. 2차원 MTPA look-up table(LUT)은 토크 오차를 보상하기 위해 영구자석 쇄교 자속 변화를 반영하는 MTPA 전류 궤적을 달성하기 위해 개발되었다. 제안된 PMSM의 MTPA 제어 알고리즘은 시뮬레이션을 통해 검증된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.5128-5134
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• 2011

본 논문에서는 HEV용 영구자석 매립형 동기전동기의 단위전류 당 최대토크 운전을 위한 dq 전류 궤적에 대하여 고찰하였다. 전동기 상수로부터의 단위전류 당 최대토크 운전을 위한 dq 전류를 해석하고, 이를 바탕으로 영구자석의 자속 및 dq 인덕턴스 등의 전동기 상수가 변할 경우 단위전류 당 최대토크 운전점의 변화를 고찰하였다. 또한 단위전류 당 최대토크 제어를 위한 dq 전류의 궤적을 실험을 통하여 검증하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권4호
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• pp.956-967
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• 2019

This paper introduces a virtual signal injected maximum torque per ampere (MTPA) control strategy for direct-torque-controlled five-phase interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) drives. The key of the proposed method is that a high frequency signal is injected virtually into the stator flux linkage. Then the responding stator current is calculated and regulated to compensate the amplitude of the flux linkage. This is done according to the relationship between the stator current and the stator flux linkage. Since the proposed method does not inject any real signals into the motor, it does not cause any of the problems associated with high-frequency signals, such as additional copper loss and extra torque ripple. Simulation and experimental results are offered to verify the effectiveness of the proposed method.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2009년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.102-104
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• 2009

매입형 영구자석 동기 전동기는 높은 효율과 빠른 동특성, 넓은 정출력 운전 영역 등의 장점 때문에 다양한 산업 분야에서 각광을 받고 있다. 특히 최대 효율 운전을 위해서 매입형 영구자석 동기기의 단위전류당 최대 토크(Maximum Torque Per Ampere, MTPA) 운전 방법에 대한 많은 연구들이 수행되어져 왔다. 이론적인 MTPA 운전점은 전동기의 제 정수에 의해 결정되는데, 매입형 영구자석 동기 전동기는 온도와 운전 영역에 따라 전동기제 정수의 변화가 극심하여 정확한 MTPA 운전을 하기 위해서는 전동기의 전 운전 영역에 대한 전동기 제정수를 미리 알고 있어야 한다. 실시간으로 전동기 제 정수를 추정하여 MTPA 운전점을 알아내는 방법도 제안되었으나 대부분 복잡한 비선형 방법이 적용되고 있다. 본 논문에서는 신호 주입 개념을 도입한 새로운 MTPA 운전 방법을 제안한다. 전류에 높은 주파수의 신호를 주입하여 그 주입된 신호에 의한 반응을 확인함으로 MTPA 운전점을 판별하게 된다. 이 방법은 전동기 제 정수 변동에 강인하며, 간단한 신호처리 과정만으로 MTPA 운전을 할 수 있다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.1474-1477
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• 2005

This paper is proposed maximum torque per ampere of induction motor using fuzzy-neural networks controller. Operation of maximum torque per ampere is achieved when, at a given torque and speed, the slip frequency is adjusted to that so that the stator current amplitude is minimized. This paper introduces a induction motor drive system with fuzzy-neural networks controller. A neural network-based architecture is described for fuzzy logic control. The characteristic rule and their membership function of fuzzy system are represented as the processing nodes in the neural network structure. This paper is proposed the analysis as well as the simulation results to verify the effectiveness of the new method.

• 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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• 제12권4호
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• pp.291-299
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• 2007

영구자석 동기전동기를 단위 전류 당 최대 토크 운전 점에서 운전하기 위해서는 전동기의 상전류 및 온도에 따라 변화하는 인덕턴스 및 역기전력 상수와 같은 전동기의 파라미터들에 대한 정확한 값을 알고 있어야 한다. 전동기 파라미터의 온라인 추정을 위한 적응 추정 기법은 정확한 값을 추정하는 데 어려움이 있고 복잡한 수학 연산을 필요로 하기 때문에 실질적인 응용에는 적합하지 못하다. 본 논문의 목적은 느린 동적 부하를 가지는 벡터 제어 영구자석 동기전동기 구동장치를 위한 단순한 단위 전류 당 최대 토크 운전 점 추적 제어 전략을 제안하는 것이다. 제안된 방식은 전류 위상각을 조절하고 지령 전력의 변화를 관측함으로써 단위 전류 당 최대 토크 운전 점들을 찾아간다. 전류 위상각 조절 전략은 부하 변동이 지령 전력에 미치는 영향을 감지할 수 있도록 설계된다. 따라서, 제안된 방식은 부하 변동에 관계없이 영구자석 동기전동기의 단위 전류 당 최대 토크 운전 점들을 추적할 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안된 방식의 효용성을 보인다.

• 전기학회논문지P
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• 제52권1호
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• pp.1-8
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• 2003

The paper proposes instantaneous torque control of IPMSM for maximum torque drive of torque and current plane. The control scheme is based on the mathematical model of the motor and is applicable to the constant torque and field weakening operations. The scheme allows the motor to be driven with maximum torque per ampere(MTPA) characteristic below base speed and it maintains the maximum voltage limit of the motor wide field weakening and the motor current limit under all conditions of operation accurately. For each control mode, a condition that determines the optimal d-axis current $^id$ for maximum torque operation is derived. The proposed control algorithm is applied to IPMSM drive system for drive of wide speed range, the operating characteristics controlled that maximum torque control are examined in detail by simulation.

• 전력전자학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.18-25
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• 2013

In this paper, a nonlinear controller based on adaptive back-stepping method is proposed for high performance operation of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM). First, in order to improve the performance of speed tracking, a nonlinear back-stepping controller is designed. In addition, since it is difficult to achieve the high quality control performance without considering parameter variation, a parameter estimator is included to adapt to the variation of load torque in real time. Finally, for the efficiency of power consumption of the motor, controller is designed to operate motor with the minimum current for the required maximum torque. The proposed controller is tested through experiment with a 1-hp Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM) for the angular velocity reference tracking performance and load torque volatility estimation, and to test the Maximum Torque per Ampere (MTPA) operation. The result verifies the efficacy of the proposed controller.