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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 원충연
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 성균관대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수21
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2018
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본 논문에서는 영구자석 동기전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)가 발전기모드로 구동되어 제동될 때 전동기에 인가되는 전류에 따라 최대회생에너지를 고려한 개선된 제동기법에 대해 서술하였다.
일반적으로 모터는 크게 전동기모드와 발전기모드로 분류되며, 발전기모드로 구동할 때 회생제동을 수행하게 된다. 회생제동이란 모터가 가지고 있는 운동에너지를 감속 시에 다른 형태의 에너지형태로 일시 축적하였다가 다시 재사용하는 것을 의미한다. 이러한 기술은 엘리베이터, 팬, 전동열차, 전기자동차 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며, 이는 전력비용 절감 및 에너지 효율을 한층 높일 수 있는 장점을 가지고 있다. 하지만 사용된 에너지를 100% 회생은 불가능하기 때문에 최대한 회생되는 에너지의 양을 늘리는 연구가 현재 큰 관심을 가지고 있는 중이다.
본 논문은 먼저 저속영역에서 고정자 저항의 전압강하의 영향으로 인해 회생이 불가능한 영역이 존재하여 에너지를 회생하지 못하고 손실되는 것을 정의하였다. 그리고 영구자석 동기전동기의 기존 제어기법을 수행하여 문제가 발생하는 것을 확인하였다. 본 논문에서는 표면부착형 영구자석 동기전동기(Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor, SPMSM)에서 주로 사용되는 제어기법인 d축 전류 영제어()기법과 매입형 영구자석 동기전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)에서 주로 사용되는 제어기법인 최대토크/전류제어기법을 언급하였다. 그리고 각각의 두 기법에 대하여 최대회생에너지를 분석하였는데, d축 전류 영제어기법의 경우 q축 전류와 회생에너지의 관계를 이용하였다. 그러나 IPMSM의 경우 마그네틱 토크뿐만 아니라 릴럭턴스 토크도 사용함으로써 d축 전류까지 고려하기 때문에 d축, q축 전류 및 회생에너지의 관계를 3차원으로 분석하여 제안하는 제동기법을 서술하였다. 마지막으로 본 논문에서 정의한 제안하는 기법들과 기존의 기법들을 이용하여 발생하던 기존의 문제점과 개선된 결과확인 및 회생되는 에너지의 양을 시뮬레이션과 실험을 통하여 비교분석하였다.
일반적으로 모터는 크게 전동기모드와 발전기모드로 분류되며, 발전기모드로 구동할 때 회생제동을 수행하게 된다. 회생제동이란 모터가 가지고 있는 운동에너지를 감속 시에 다른 형태의 에너지형태로 일시 축적하였다가 다시 재사용하는 것을 의미한다. 이러한 기술은 엘리베이터, 팬, 전동열차, 전기자동차 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며, 이는 전력비용 절감 및 에너지 효율을 한층 높일 수 있는 장점을 가지고 있다. 하지만 사용된 에너지를 100% 회생은 불가능하기 때문에 최대한 회생되는 에너지의 양을 늘리는 연구가 현재 큰 관심을 가지고 있는 중이다.
본 논문은 먼저 저속영역에서 고정자 저항의 전압강하의 영향으로 인해 회생이 불가능한 영역이 존재하여 에너지를 회생하지 못하고 손실되는 것을 정의하였다. 그리고 영구자석 동기전동기의 기존 제어기법을 수행하여 문제가 발생하는 것을 확인하였다. 본 논문에서는 표면부착형 영구자석 동기전동기(Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor, SPMSM)에서 주로 사용되는 제어기법인 d축 전류 영제어()기법과 매입형 영구자석 동기전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)에서 주로 사용되는 제어기법인 최대토크/전류제어기법을 언급하였다. 그리고 각각의 두 기법에 대하여 최대회생에너지를 분석하였는데, d축 전류 영제어기법의 경우 q축 전류와 회생에너지의 관계를 이용하였다. 그러나 IPMSM의 경우 마그네틱 토크뿐만 아니라 릴럭턴스 토크도 사용함으로써 d축 전류까지 고려하기 때문에 d축, q축 전류 및 회생에너지의 관계를 3차원으로 분석하여 제안하는 제동기법을 서술하였다. 마지막으로 본 논문에서 정의한 제안하는 기법들과 기존의 기법들을 이용하여 발생하던 기존의 문제점과 개선된 결과확인 및 회생되는 에너지의 양을 시뮬레이션과 실험을 통하여 비교분석하였다.
목차
제1장 서 론 11.1 연구배경 및 필요성 11.2 연구내용 및 구성 5제2장 영구자석 동기전동기의 모델링 62.1 영구자석 동기전동기의 종류에 따른 구조 및 특성 62.2 영구자석 동기전동기의 수학적 모델링 82.3 영구자석 동기전동기의 d-q 변환 142.3.1 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM) 142.3.2 표면부착형 영구자석 동기전동기(SPMSM) 21제3장 영구자석 동기전동기의 벡터제어 253.1 옵셋(Offset)전압을 이용한 변조 방식 253.1.1 옵셋 전압을 이용한 변조 방식의 개념 253.1.2 대칭 공간 벡터 전압 변조 기법의 구현 293.2 전동기의 순시토크 제어 323.2.1 표면부착형 영구자석 동기전동기(SPMSM)의 벡터제어 333.2.2 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)의 벡터제어 35제4장 제안한 영구자석 동기전동기의 최대회생에너지 제어 알고리즘 404.1 SPMSM의 제안하는 제어 알고리즘 404.2 IPMSM의 제안하는 제어 알고리즘 47제5장 시뮬레이션 결과 535.1 시뮬레이션의 개요 535.2 SPMSM의 제안된 기법의 시뮬레이션 결과 545.3 IPMSM의 제안된 기법의 시뮬레이션 결과 60제6장 실험 결과 656.1 전체 실험 장치의 구성 656.1.1 SPMSM의 실험 시스템의 구성 656.1.2 IPMSM의 실험 시스템의 구성 686.2 PMSM 실험 결과 706.2.1 고정자 저항에 영향 받는 회생 불가능한 영역 실험 결과 706.2.2 회생에너지의 양 비교 실험 결과 72제7장 결 론 79참고문헌 81Abstract 86
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