• Journal of Magnetics
• /
• 제17권2호
• /
• pp.109-114
• /
• 2012

The torque characteristics of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor (SPMSM) are analyzed in this study. The harmonics of the back electromotive force (EMF) and cogging torque are analyzed by the finite element method to study their effects on the torque ripple. Although low cogging torque can be achieved by varying geometric parameters such as the permanent magnet (PM) offset and notch depth on the stator teeth, the torque ripple is increased in some cases. The analysis results show that the ripple of the generated torque is determined by not only the amplitudes but also the phases of harmonics for the back EMF and cogging torque.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제24권8호
• /
• pp.27-31
• /
• 2010

EPS(Elctrical Power Steering)에서 전동기의 토크 리플은 조향장치의 진동 문제를 야기한다. 따라서 EPS에서 전동기의 토크 리플 저감은 중요한 문제이며, 본 논문에서는 EPS에서 사용하는 표면부착형 영구자석 동기전동기의 토크 리플 저감에 대해 논하였다. 유한요소법을 이용하여 영구자석과 고정자 슈의 형상 변화를 통해 역기전력을 분석하였으며 이를 바탕으로 토크 리플 저감 방안을 제시하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
• /
• 제13권6호
• /
• pp.2284-2291
• /
• 2018

This paper deals with optimum design of surface mounted permanent magnet synchronous motor (SPMSM) for automotive component. For a compact system structure, it was designed as a motor with a 14-pole 12-slot concentrated winding and hollow shaft. The motor is a thin type structure which stator outer diameter is relatively large compared to its axial length and is designed to have a high magnetic saturation for increasing the torque density. Since the high magnetic saturation in the stator core increases the axial leakage flux, a 3-dimensional (3-D) finite element analysis (FEA) is indispensable for torque analysis. However, optimum designs using 3-D FEA is inefficient in terms of time and cost. Therefore, equivalent 2-D FEA which is able to consider axial leakage flux is applied to the optimization to overcome the disadvantages of 3-D FEA. The structure for cost reduction is proposed and optimum design using equivalent 2-D FEA has been performed.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.44-49
• /
• 2011

본 논문에서는 표면부착형 영구자석 동기전동기를 위하여 강인한 디지털 속도제어기를 제안한다. 제안된 속도제어기는 부하 토크관측기를 필요로 하지 않는 간단하며 부하 외란에 둔감한 디지털 제어 기법을 사용하므로 제어성능의 저하 없이 쉽고 단순하게 구현될 수 있다. 제안된 제어 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여, 프로토타입 표면부착형 영구자석 구동시스템을 이용하여 시뮬레이션 및 실험을 하였다. 모터 파라미터 변동 하에서 수행된 시뮬레이션 및 실험결과를 통하여 제안된 기법이 표면부착형 영구자석 동기전동기의 속도를 정확하게 제어할 수 있음을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
• /
• pp.392-393
• /
• 2019

본 논문에서는 전기 보트 추진을 위한 SPMSM(Surface mounted Permanent Magnet Synchronous Motor) 구동 시스템을 개발하였다. 전차원 폐루프 관측기를 이용하여 외란 토크 관측기를 구성하고, 관측된 외란 성분을 속도 제어기 출력에 보상하여 속도 제어 성능을 향상시켰다. 리튬이온 배터리, 인버터 및 1kW SPMSM으로 구성된 전기 보트 추진 시스템을 이용한 구동 실험을 통해 추진용 전동기의 속도 제어 특성을 확인하였다.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제14권5호
• /
• pp.980-988
• /
• 2014

This paper proposes an online gain tuning algorithm for a robust sliding mode speed controller of surface-mounted permanent magnet synchronous motor (SPMSM) drives. The proposed controller is constructed by a fuzzy neural network control (FNNC) term and a sliding mode control (SMC) term. Based on a fuzzy neural network, the first term is designed to approximate the nonlinear factors while the second term is used to stabilize the system dynamics by employing an online tuning rule. Therefore, unlike conventional speed controllers, the proposed control scheme does not require any knowledge of the system parameters. As a result, it is very robust to system parameter variations. The stability evaluation of the proposed control system is fully described based on the Lyapunov theory and related lemmas. For comparison purposes, a conventional sliding mode control (SMC) scheme is also tested under the same conditions as the proposed control method. It can be seen from the experimental results that the proposed SMC scheme exhibits better control performance (i.e., faster and more robust dynamic behavior, and a smaller steady-state error) than the conventional SMC method.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
• /
• pp.426-427
• /
• 2018

본 논문에서는 철손을 고려한 SPMSM(Surface mounted Permanent Magnet Synchronous Motor)의 모델로부터 출력 토크를 향상시킬 수 있도록 하는 개선된 MTPA(Maximum Torque Per Ampere) 제어 기법을 제안하였다. d축 전류를 0으로 사용하는 SPMSM의 기존 MTPA 제어 방식보다 철손을 고려한 MTPA 전류로 운전하는 제안된 방식이 더 큰 출력 토크를 얻을 수 있음을 800W PMSM에 대한 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
• /
• pp.265-266
• /
• 2013

본 논문에서는 직접 토크 제어 방식(Direct Torque Control, DTC)을 이용하는 표면 부착형 영구자석 동기 전동기(Surface Mounted Permanent Magnet Synchronous Motor, SPMSM)의 전압과 전류 제한에 따른 운전 영역을 자속 평면에서 분석하고, 운전 영역에 따른 최대 토크 운전을 위한 최적의 자속 벡터 선정기법을 제안하였다.

• 전기학회논문지
• /
• 제65권12호
• /
• pp.2183-2188
• /
• 2016

This paper deals with the design process for an outer-rotor-type surface-mounted permanent magnet synchronous motor (SPMSM) used in continuous variable valve timing (CVVT) systems in automobiles with internal combustion engines. When the same size, outer-rotor-type SPMSMs generate larger torque and more stable than inner-rotor-type SPMSMs. For the initial design, space harmonic analysis (SHA) is used. In order to minimize the cogging torque, an optimization was conducted using Response Surface Methodology (RSM). At the end of the paper, Finite Element Analysis (FEA) is performed to verify the performance of the optimum model.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.240-248
• /
• 2017

This paper describes the development of a powertrain for a 20 kW experimental electric vehicle using a surface-mounted permanent magnet synchronous motor (SPMSM) and its application to a test vehicle. Two 10 kW SPMSMs are used in the powertrain, and two-level inverters are developed by using IGBTs to derive these motors. To control the SPMSM, a control board based on a TMS320F28335 DSP module, which has fast arithmetic function and floating point operator, is used. We develop a 100 V/40 A battery pack, which includes $32{\times}4$ LiFePO4 battery cells using commercial BMS. A commercial on-board charger with 220 V (AC) input and 100 V (DC) and 18 A output is used to charge the battery pack. The performance of the developed vehicle, such as acceleration availability, maximum speed, and maximum power, is estimated based on vehicle dynamics and verified through experiments.