모터 파라미터 산포를 고려한 고속 운전에서의 속도제한 제어기 구현

김경훈; 윤철; 권우현

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김경훈 윤철 권우현 (경북대학교)

저널정보: 대한전기학회 전기학회논문지 전기학회논문지 제66권 제11호

발행연도: 2017.11

수록면: 1,584 - 1,590 (7page)

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This paper presents a implementation method of reliable speed limitation controller considering motor parameter variation in high speed operation. In spinning process of drum washing machine, speed increase has to be limited when unallowable imbalance mass is detected. Otherwise, severe noise and vibration can happen because noise and vibration are proportional to imbalance mass. To detect imbalance mass, d-axis current magnitude is used. However, we have to compensate for back-emf and power supply variation by means of detecting them because d-axis current is affected by both of them. On the other hand, we have to carefully estimate back-emf because back-emf is affected by stator resistance variation and inverter voltage error. Stator resistance variation can happen by manufacturing process for mass production or temperature variation in running. And there are inverter voltage errors between command voltage from micro-computer to inverter and real voltage from inverter to motor because of rising and falling time delay and turn-on resistance of power semiconductor switch. To solve this problem, we propose 2-step align current injection method which is to inject step-wise current right before starting. By this method, we can simply obtain stator resistance by ratio of voltage without inverter voltage error and current, and we can measure inverter voltage error. So we can obtain more exact model current, and then by simple calculation with compensation gain, we can estimate more accurate motor back-emf. We show that this method works well. It is verified through experiments.

#Motor parameter compensation #PMSM #Stator resistance estimation #Flux weakening operation #Inverter voltage error

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N. Matsui, Sensorless PM Brushless DC Motor Drives, IEEE Trans. Industrial Electronics, Vol. ie-43.2, pp. 300-308, 1996, April. Mohamed Rashed, Peter F. A. MacConnell, A. Fraser Stronach, and Paul Acarnley, “Sensorless Indirect-Rotor- Field-Orientation Speed Control of a Permanent-Magnet Synchronous Motor With Stator-Resistance Estimation,” in IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 54, No 3, pp. 1664-1675, Jun. 2007. Kye-Lyong Kang, Jang-Mok Kim, Sang-Hyuk Kim, Geun-Bae Hwang, Kyung-Hoon Kim, “A Study on Sensorless Control of a PMSM using Sliding Mode Observer in High Speed Range,” in Trans. KIEE. Vol. 53B, No. 1, Jan. 2004. K. Y. Cho, S. B. Yang, and C. H. Hong, Sensorless control of a PM synchronous motor for direct drive washer without rotor position sensors, in IEE Proceedings - Electric Power Applcations, Vol. 151, No. 1, pp. 61, Jan. 2004. Jang-Mok Kim, Jong-Hwan Song, Seung-Ki Sul, “A New Robust SPMSM Control to Parameter Variation in Flux Weakening Region,” in Trans. KIEE. Vol. 48B, No. 5, May. 1999.[1] Y.J. Lee and J.I. Ha, “Analysis and Control of Mono Inverter Dual Parallel SPMSM Drive System,” Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), 2014 IEEE., pp. 4843-4849, Sep. 2014.

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