• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제53권11호
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• pp.664-670
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• 2004

This paper presents a new velocity estimation strategy of a non-salient permanent magnet synchronous motor (PMSM) drive without high frequency signal injection or special PWM pattern. This approach is based on the d-axis current regulator output voltage of the drive system that has the information of rotor position error. The rotor velocity can be estimated through a rotor position tracking PI controller that controls the position error to zero. For zero and low speed operation, PI controller gains of rotor position tracking controller have a variable structure according to the estimated rotor velocity. In order to boost the bandwidth of PI controller around zero speed, a loop recovery technique is applied to the control system. The proposed method only requires the flux linkage of permanent magnet and is insensitive to the parameter estimation error and variation. The designers can easily determine the possible operating range with a desired bandwidth and perform the vector control even at low speeds. The experimental results show the satisfactory operation of the proposed sensorless algorithm under rated load conditions.

• 전력전자학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.349-356
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• 2021

Permanent magnet synchronous motors are mainly used in the traction of electric vehicle and home application products including air-conditioners and refrigerators. For sensorless control without rotor position sensors, I-F control is applied for initial starting at low speeds, and mode is changed to sensorless control when the rotor speed is sufficiently accelerated for estimating rotor position. When the mode is changed to the sensorless control from the open-loop starting, the initial integral value of the speed controller should be considered by load condition; otherwise, the transition to sensorless control may fail. The sensorless transfer algorithm of PM synchronous motor based on load condition for smooth transition is proposed. The performance of the proposed sensorless transfer algorithm was verified by experiments.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.289-290
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• 2010

In this paper, a sturdy on the controller for super high speed PMSM is described. To drive PMSM at 60000rpm, the MRAS based sensorless control algorithm is applied. The control board was designed using TMS320F28335 and the performance verified by experiments.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.168-175
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• 2009

본 논문은 에어포일 베어링을 적용한 45,000[rpm]/22[kW]급 초고속 영구자석형 동기전동기의 센서리스 제어을 위한 개선된 알고리즘을 제안한다. 에어포일 베어링이 적용된 전동기를 정지상태에서 초기 기동시 부터 고속영역까지 전 속도 영역에 걸쳐 센서리스 알고리즘을 구현하기 위하여 반복 적응자속관측기를 제안하여 회전자의 회전각 및 속도를 실시간으로 추정하여 센서리스 제어 알고리즘을 구현하였다. 기존 적응자속관측기의 주파수 응답특성을 개선하고 넓은 속도 범위에서 안정된 응답을 얻기 위하여 속도에 따른 회전자의 추정 위치각과 실제 회전각과의 오차를 시뮬레이션을 통하여 분석한 후 안정된 위상지연 특성을 나타내는 반복 횟수를 얻고 전류제어 주기 내에서 관측기를 반복 수행하여 적응자속관측기의 동특성 성능을 개선하는 알고리즘을 제안하였다. 또한 제안된 반복 적응 자속관측기를 적용한 센서리스 알고리즘의 타당성을 입증하기 위하여 실험을 통하여 검증하였다.

• 전기학회논문지P
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• 제51권3호
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• pp.126-131
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• 2002

This paper is proposed to position and speed control of interior permanent magnet synchronous motor(IPMSM) drive without mechanical sensor. The rotor position, which is an essential component of any vector control schemes, is calculated through the instantaneous stator flux position and an estimated flux value of rotating reference frame. A closed-loop state observer is implemented to compute the speed feedback signal. The validity of the proposed sensorless scheme is confirmed by simulation and its dynamic performance is examined in detail.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.543-551
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• 2019

영구자석 동기 전동기는 출력 밀도가 높고 효율이 높다는 장점 때문에 적용 범위가 넓어지고 있다. 자동차나 로봇과 같은 고전력밀도, 고성능 전동기 구동 시스템뿐만 아니라 세탁기, 에어컨, 냉장고와 같은 비용 절감이 매우 중요한 시스템에도 영구자석 동기 전동기가 사용되고 있다. 비용 절감을 위해 회전자 위치 센서를 제거하는 센서리스 제어가 필요한데, 일반적으로 센서리스 제어는 전동기를 기동하는 조건에서는 사용하기 어렵다. 따라서 초기 기동에서는 전류 벡터를 임의의 속도로 회전시키는 I-F 속도 제어를 사용하고, 특정 속도 이상이 되면 센서리스 속도 제어로 절환해야 한다. I-F 속도 제어와 센서리스 속도 제어에서의 속도 제어 성능도 중요하지만 두 제어 기법이 절환되는 과도 상태에서도 속도 제어 성능을 유지해야 한다. 본 논문에서는 영구자석 동기 전동기의 센서리스 속도 제어를 위해 I-F 속도 제어에서 센서리스 속도 제어로의 절환 기법을 제안한다. 제안된 기법의 성능을 확인하기 위해 세탁기 구동 시스템에서 실험을 수행하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.954-960
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• 2020

본 논문은 단상 영구자석 동기전동기의 속도 가변형 비례공진 전류제어 기법을 제안한다. 단상 영구자석 동기전동기는 전자기적 특성상 고정자 전류와 역기전력의 위상차에 따른 부토크 및 영토크가 발생하며 센서리스 운전 시 낮은 고정자 저항과 인덕턴스로 인해 과전류 제한이 필요하다. 이러한 조건하에서 전류제어를 위해 3상 교류 전동기에 사용되는 벡터 제어를 이용할 경우, 좌표변환, 역좌표변환 및 가상의 dq축 성분을 생성하는 과정이 필요하다. 하지만, 단상 영구자석 동기전동기의 자기적 특성을 고려하여 제안한 속도 가변형 비례공진 전류제어 기법은 3상 교류 전동기에 사용되는 좌표변환 과정이 필요하지 않다. 본 논문에서는 가변 비례공진 전류제어 기법을 이용하여 안정적인 기동 성능을 확인하며 일정 속도 도달 시 위치 센서 없이 단상 영구자석 동기전동기의 수학적 모델 기반 센서리스 제어로 제안한 전류제어 기법의 효용성을 다수의 실험을 통해 검증하였다.

• 전기학회논문지
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• 제62권7호
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• pp.956-962
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• 2013

Recently, sensorless controls, which eliminate position and speed sensor in a permanent magnet synchronous motor drive, have been much studied. Most sensorless control algorithms are based on the back-EMF and speed estimations which are obtained from the voltage equations. Therefore, the sensorless control performance is largely affected by the parameter errors of a motor. This paper investigates a novel adaptive control with the parameter error compensation for the speed sensorless control of a permanent magnet synchronous motor. The proposed parameter estimation is obtained from the d-axis current error between the real and estimated currents. The proposed algorithm is verified through the simulation and experimentation.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.12-14
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• 2018

본 논문은 영구자석 동기전동기(PMSM) 센서리스 구동 시스템의 구동 재개 방법을 제안한다. PMSM의 센서리스 구동 시스템에서는 일반적으로 전동기의 역기전력을 기반으로 회전자의 속도와 위치를 추정한다. 하지만 PMSM이 회전 중인 상태에서 인버터의 동작이 중단된 경우에 구동을 재개하기 위해서는 회전자의 초기 속도 및 위치 정보가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 인버터의 영전압 벡터를 인가하여 발생된 전류를 이용해 회전자의 초기 속도 및 위치 정보를 추정하는 PMSM 센서리스 구동 시스템의 구동 재개 방법을 제안한다. 제안하는 방법의 타당성은 시뮬레이션을 통해 검증한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1140-1142
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• 2002

This paper is proposed to position and speed control of interior permanent magnet synchronous motor(IPMSM) drive without mechanical sensor. The rotor position, which is an essential component of any vector control schemes, is calculated through the instantaneous stator flux position and an estimated flux value of rotating reference frame. A closed-loop state observer is implemented to compute the speed feedback signal. The validity of the proposed sensorless scheme is confirmed by simulation and its dynamic performance is examined in detail.