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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이근호
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수24
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전동기는 다양한 분야에서 중요한 역할을 하고 있다. DC 전동기는 구동이 간단하여 복잡한 제어가 필요하지 않아 다양한 장치에 적용되지만 내구성이 떨어지는 단점이 있다. 교류 전동기는 DC 모터보다 내구성이 뛰어나며 높은 성능과 효율을 달성하지만 이는 정밀하고 복잡한 제어가 수반되어야 한다. 최근에는 교류 전동기 제어를 위한 고성능 마이크로 컨트롤러가 발전하고, 가격도 저렴해지면서 내구성과 성능을 요구하는 다양한 분야에 교류 전동기가 채용되고 있다. 특히 교류 전동기 중 회전자가 회전 자계와 동기 하여 회전하는 동기 전동기는 다른 방식의 교류 전동기보다 작은 크기로 높은 성능을 달성하며 효율성 또한 뛰어나므로 차량에 적용하기 적합하다. 이러한 동기 전동기가 최대의 성능과 최대의 효율로 제어되기 위해선 정확한 회전자 절대 위치 정보가 필요하다. 따라서 회전자의 절대 위치를 파악하기 위해 다양한 전기각 오프셋 검출 방
법을 사용하고 있지만 지금까지 연구되어 있는 방법에는 정밀성에 한계가 있었다. 이러한 오프셋 오차를 없애고자 제작 단계부터 규격화하여 생산하지만 여전히 공차에 의한 오차가 존재한다. 만약 오차를 정밀하게 보정해주지 못하면 최적의 제어가 되지 못해 효율이 저하되고 특히 고속에서 목표한 성능에 도달하지 못하는 문제가 발생한다.
본 논문에서는 기존의 전기각 오프셋 검출하는 방법의 장단점을 분석하고 새롭게 역기전력을 통한 전기각 오프셋 정밀 검출 방법을 제안한다. 그리고 이러한 전기각 오프셋 검출 방법을 활용하여 최적의 전기각 오프셋 검출 방법을 도출하였다. MATLAB Simulink와 MPC5643L MCU를 사용한 인버터로 검출 기법의 타당함을 검증하였다.
법을 사용하고 있지만 지금까지 연구되어 있는 방법에는 정밀성에 한계가 있었다. 이러한 오프셋 오차를 없애고자 제작 단계부터 규격화하여 생산하지만 여전히 공차에 의한 오차가 존재한다. 만약 오차를 정밀하게 보정해주지 못하면 최적의 제어가 되지 못해 효율이 저하되고 특히 고속에서 목표한 성능에 도달하지 못하는 문제가 발생한다.
본 논문에서는 기존의 전기각 오프셋 검출하는 방법의 장단점을 분석하고 새롭게 역기전력을 통한 전기각 오프셋 정밀 검출 방법을 제안한다. 그리고 이러한 전기각 오프셋 검출 방법을 활용하여 최적의 전기각 오프셋 검출 방법을 도출하였다. MATLAB Simulink와 MPC5643L MCU를 사용한 인버터로 검출 기법의 타당함을 검증하였다.
목차
1. 서론 11.1 연구 배경 및 필요성 11.2 연구의 목적 21.3 논문의 구성 32. 영구자석동기전동기의구동원리및제어기법 42.1 영구자석 동기전동기의 구동 원리 42.1.1 영구자석 동기전동기의 구조 42.1.2 영구자석 동기 전동기의 구동 원리 52.1.3 영구자석 동기 전동기의 좌표변환 및 벡터 제어 62.2 동기 전동기의 초기각 추정 112.2.1 a상 전류 인가를 통한 초기각 정렬법 132.2.2 인덕턴스 포화 현상을 이용한 초기각 추정 기법 142.2.3 토크센서를 이용한 오프셋 보정 방법 162.3 제안된 초기각 추정 방법 172.3.1 제안된 추정 방법의 원리 172.3.2 제안된 초기각 추정 방법의 실험 조건 232.4 실험 방법 242.4.1 최초 회전자 위치의 대략적 판별 - STEP 1 242.4.2 정밀한 회전자 위치 판단 - STEP 2 252.4.3 반대 방향 확인 - STEP 3 262.4.4 오프셋 계산 및 적용 - STEP 4 263. 제안된초기각정밀추정방법시뮬레이션 273.1 Simulink 모델링 273.2 시뮬레이션 결과 283.2.1 오프셋 에러가 없을경우 283.2.2 +45 deg 의 임의의 오프셋을 설정한 경우 293.2.3 LPF 로 처리한 45 deg 오프셋 시뮬레이션 결과 304. 제안된초기각정밀추정방법실험결과 324.1 실험 조건 324.1.1 실험에 사용된 전동기 324.1.2 실험장치 구성 334.2 실험 결과 344.2.1 1차 및 2차 실험 결과 344.2.2 3차 실험 결과 394.3 추가 실험 결과 - 무부하 속도제어 구동 415. 결론 46참고문헌 47Abstract 48
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