• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권5호
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• pp.1243-1250
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• 2013

A model of a permanent magnet synchronous motor (PMSM) with an inter turn short fault is proposed using a deformed flux model. The deformed flux model includes not only the fault winding flux information but also the inductance variation of the healthy winding considering the configuration of the winding distribution. With the deformed flux model and the positive sequence current assumption, the proposed model is derived in the positive and negative sequence synchronous reference frame (SRF). The finite elements method (FEM) simulation is applied to validate the proposed PMSM model with inter turn short fault.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권6호
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• pp.2326-2333
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• 2015

Stator turn faults in permanent magnet synchronous motors (PMSMs) are more dangerous than those in induction motors (IMs) because of the presence of spinning rotor magnets that can be turned off at will. Condition monitoring and fault detection and diagnosis of the PMSM have been receiving a growing amount of attention among scientists and engineers in the past few years. The aim of this study is to propose a new detection technique of stator winding faults in a three-phase PMSM. This technique is based on the image analysis and recognition of the stator current Concordia patterns, and will allow the identification of turn faults in the stator winding as well as its correspondent fault index severity. A test bench of a vector controlled PMSM motor behaviors under short circuited turn in two phases stator windings has been built. Some experimental results of the phase to phase short circuits have been performed for diagnosis purpose.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.94-105
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• 2010

인버터 구동 영구자석 동기전동기에서 고정자 권선과 인버터 스위치에 고장이 존재할 때 동작 중 실시간으로 고장을 검출하고 고장의 유형을 판별할 수 있는 진단 기법이 제시된다. 제안된 기법은 q축 전류의 2차 고조파를 실시간으로 관찰함으로써 이루어지며 고장이 없는 정상 조건에서의 고조파 데이터와 비교를 통해서 고장을 판별한다. 임의의 정상 동작 조건에서의 고조파 데이터는 선형 보간법을 이용해 구해진다. 고장 검출 시 진단 알고리즘은 고장 유형 판별모드로 전환되어 상전류의 파형 분석을 통해 고장의 유형을 판별한다. 제안된 고장 검출 기법의 타당성을 입증하기 위해 내부 권선 단락이 가능한 전동기가 제작되었으며 전체 시스템과 고조파 분석 및 고장 검출 알고리즘이 DSP TMS320F28335에 의해 구현된다. 제안된 방법은 부가적인 진단 장비를 요구하지 않으며 정상상태 조건이 만족된다면 동작 중 실시간으로 고장을 검출할 수 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.441-445
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• 2020

효율 및 제어성이 우수한 영구자석 전동기는 최근 자동차 조향장치 시스템용으로 많이 응용되고 있으며, 인버터 고장 발생 시에도 일정시간 운전이 가능하여 안전성과 신뢰성을 확보할 수 있도록 다양한 형태의 이중 3상 구조의 고정자 권선방법을 적용하고 있다. 본 논문에서는 진상 및 지상의 전류위상 변화 시 각각의 권선방법이 전동기 특성에 미치는 영향을 유한요소해석을 통해 분석하고, 그 결과 이중 3상 고정자 권선을 갖는 동기전동기 설계 시 특성 측면에서 가장 적절한 권선방법을 선정할 수 있도록 설계전략을 제시한다. 구체적으로 토크 및 효율 측면과 약계자 제어를 통한 정출력 영역 확대 측면, 그리고 저진동 및 저소음을 위한 토크 리플 저감 측면에서 각각 유리한 권선방법을 제시한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1206-1209
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• 2018

단층권을 갖는 12-Slot 10-Pole 영구자석 동기전동기는 고신뢰성이 요구되는 자동차 전기조향장치 시스템용으로 응용되고 있다. 하지만, 권선이 감겨져 있는 치에는 전류에 의한 기자력이 집중되는 구조이기 때문에 자기회로의 포화로 인한 기자력 감소가 발생하고, 이는 전동기의 성능을 저하시키게 된다. 본 논문에서는 이와 같은 단점을 개선하기 위해 고정자에 비대칭 치폭을 제안하고, 다양한 치폭 비 변경에 따른 전동기의 특성을 정밀 해석한다. 그 결과, 단층권을 갖는 자동차 전기조향장치용 PMSM 설계 시 특성 측면에서 가장 효율적인 치폭 비를 제시한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.167-178
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• 2010

영구자석 동기전동기에서 고정자 권선의 단락으로 인해 발생하는 권선 고장을 동작 중 실시간으로 검출할 수 있는 고장 진단 기법을 제시한다. 제안된 기법은 고조파 분석을 통해 q축 전류의 2차 고조파를 관찰함으로서 이루어지며 고장이 없는 정상 조건에서의 고조파 데이터와 비교를 통해서 고장을 판별한다. 임의의 정상 동작 조건에서의 고조파 데이터는 선형 보간법과 몇 개의 사전 측정된 고조파 데이터를 통해서 구해진다. 제안된 고장 검출 기법의 타당성을 입증하기 위해 내부 고정자의 권선 단락이 가능한 전동기가 제작되었으며 전체 구동 시스템과 고조파 분석 알고리즘 및 고장 검출 알고리즘이 DSP TMS320F28335에 의해 구현되어 실험이 수행된다. 제안된 방법은 부가적인 진단 장비를 필요로 하지 않으며 정상 상태 조건만 만족된다면 동작 중 실시간으로 고장을 검출할 수 있다.

• 전력전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.256-262
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• 2021

Six-phase motors can be used in industrial applications, such as an electric vehicle, due to their high reliability and low current magnitude per phase. An asymmetrical PMSM with two sets of three-phase windings is a commonly used structure for six-phase motors, with each winding set demonstrating a phase difference of 30°. Although the asymmetrical PMSM presents low torque ripples, its dynamic torque response deteriorates due to coupled components in the two three-phase windings. The decoupled VSD control is applied to eliminate the coupling effect. Load ratio control of two inverters for the six-phase PMSM is proposed in this study. DQ currents are controlled on the basis of two synchronous reference frames, and the six-phase drive system can be changed to a three-phase drive system when one inverter presents fault conditions. The operation and effectiveness of the proposed algorithm is verified through simulation and experiments. The six-phase drive system is transferred to a three-phase drive system by changing the current reference of the second DQ reference frame. Moreover, control of both torque and speed exhibits satisfactory performance before and after the mode change.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제6권3호
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• pp.356-363
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• 2011

Vibrations and noise in electrical machines are directly related to the characteristics of the radial forces on one hand, and mechanical behavior on the other [1, 4]. The characteristics of these forces depend on the air gap flux density, which is also influenced by other factors, such as stator slots and poles, saturation level, winding type, and certain faults. The aim of this work is to investigate the effect of eccentricity and demagnetization faults on electromagnetic noise generated by the external surface of Permanent Magnet Synchronous Machine [PMSM]. For this purpose, an analytical electromagnetic vibroacoustic model is developed. The results confirm the effect of eccentricity and demagnetization fault in generating some low modes radial forces.