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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 공경철.
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 서강대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수15
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현재 BLDC 전동기는 고효율, 고출력밀도, 고속 운전 등의 장점으로 가전제품, 정보통신기기, 자동차 산업, 의료기기 등 다양한 분야에서 폭넓게 사용되고 있다. 또한 기계적인 접촉 구조인 정류자와 브러시를 이용하는 직류 전동기에 비해 BLDC 전동기는 전자기적 잡음과 기계적 소음이 적고 수명이 길다는 장점이 있다. BLDC 전동기의 구동을 위해서는 홀센서(hall sensor)와 같이 회전자의 위치 정보를 얻어 동기화시키기 위한 센서가 필수적으로 요구된다. BLDC 전동기는 홀센서의 신호로부터 회전자의 위치를 6개 구간으로 나누어 구동되며, 연속적인 회전을 위해 홀센서의 신호 조합에 따라 요구되는 상(phase)을 선정하여 구동 회로인 인버터로 여자한다. BLDC 전동기의 구동 시에는 2상 여자 방식을 통해 두상만 여자되고 나머지 한 상은 여자되지 않는다. 2상 여자 방식에 의해 상전환이 진행 될 때 이상적인 경우 홀센서의 신호 검출과 동시에 상전환이 진행되어야 한다. 하지만 전동기의 권선 인덕턴스의 영향으로 인해 상전류는 상전환 시점 보다 지연되어 나타난다. 특히 인덕턴스가 크고 고속으로 운전할수록 상전류의 지연각은 증가하여 BLDC 전동기의 효율 감소 및 토크 성능 감소 등의 문제로 이어지게 된다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 진상각 보상(phase advance angle compensator)이 대두 되었으며 진상각 보상을 통해 고속에서 전동기의 토크 증가 및 효율 향상의 결과가 수식 및 시뮬레이션을 통해 검증 및 연구되어왔다
본 논문에서는 증분형 엔코더(incremental encoder)를 이용한 진상각 보상을 통해 고속 영역에서 BLDC 전동기의 토크 성능 및 효율을 증진시키는 방법에 대해 제안하고자 한다. 최근 증분형 엔코더의 기술발달로 정밀도가 향상되고 가성비가 뛰어나 전동기를 활용한 피드백 제어 시스템에 대다수 장착이 되고 있어 충분히 활용가치가 있다. 권선 인덕턴스에 의한 상전류 지연각과 전동기 회전 속도의 관계를 도출하고, 효율에 미치는 영향에 대해 수식적으로 모델링한다. 또한 진상각 보상을 실시간으로 구현하기 위해서 증분형 엔코더의 특성과 논리회로를 활용한 진상각 보상 드라이버 설계를 제안한다. 따라서 진상각 보상 알고리즘과 진상각 전동기 드라이버를 통해 BLDC 전동기의 고속 영역에서 효율 향상을 검증하고자 한다.
본 논문에서는 증분형 엔코더(incremental encoder)를 이용한 진상각 보상을 통해 고속 영역에서 BLDC 전동기의 토크 성능 및 효율을 증진시키는 방법에 대해 제안하고자 한다. 최근 증분형 엔코더의 기술발달로 정밀도가 향상되고 가성비가 뛰어나 전동기를 활용한 피드백 제어 시스템에 대다수 장착이 되고 있어 충분히 활용가치가 있다. 권선 인덕턴스에 의한 상전류 지연각과 전동기 회전 속도의 관계를 도출하고, 효율에 미치는 영향에 대해 수식적으로 모델링한다. 또한 진상각 보상을 실시간으로 구현하기 위해서 증분형 엔코더의 특성과 논리회로를 활용한 진상각 보상 드라이버 설계를 제안한다. 따라서 진상각 보상 알고리즘과 진상각 전동기 드라이버를 통해 BLDC 전동기의 고속 영역에서 효율 향상을 검증하고자 한다.
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