가변형 APF를 이용한 단상 영구자석 동기전동기의 DQ모델 기반 기동운전에 관한 연구
Starting algorithm based on the DQ model of single-phase PMSM using variable APF
0
조회
0
다운로드
2
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 논문에서는 가변형 전역통과필터를 이용한 가상 DQ 모델 기반 단상 영구자석 동기전동기의 기동 알고리즘을 제안하고자 한다. 일반적으로 영구자석 동기전동기를 제어하기 위해서는 회전자의 위치정보가 필요하고 이를 위해 위치검출 센서를 이용하여 회전자 위치 정보를 얻을 수 있다. 하지만 위치검출 센서는 고가이며, 위치검출 센서를 취부하기 위한 추가적인 설치 공간 확보가 필요하다는 단점을 가지고 있다. 앞서 언급한 단점을 극복하기 위해 위치센서를 제거하여 영구자석 동기전동기의 전압 방정식으로부터 역기전력을 추정하고, 추정된 역기전력으로부터 회전자 위치를 구할 수 있다. 그러나 역기전력은 회전자 속도에 비례하여 영속 및 저속과 같은 낮은 속도에서는 회전자 위치를 추정하는데 한계를 갖는다. 본 논문에서는 가변형 전역통과필터를 이용하여 가상의 DQ축 모델을 기반한 전류제어를 통해 안정적인 초기 기동을 확보할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 실험을 통해 제안한 방법의 타당성과 유효성을 검증하였다.
Abstract
This paper presents the starting algorithm of single-phase permanent magnet synchronous motor(PMSM) for high- speed operating based on the virtaul DQ model by applying an all-pass filter. In general, the position information of rotor is needed to control PMSM, and the rotor position information can be obtained through the position detection sensor. However, the position detection sensor is expensive and has a disadvantage in that it requires additional space for mounting it. To overcome this disadvantage, the position sensor is removed to estimate the back electromotive force from the voltage equation of the permanent magnet synchronous motor, and the rotor position can be obtained from the estimated counter electromotive force. However, there is a limit to estimate the rotor position at low and zero speeds because the back electromotive force is proportional to the rotor speed. For high-speed operation using sensorless control, this paper proposes an algorithm that can generate the virtual DQ-axis by using the all-pass filter and secure the initial startup through current control. The validity and availability of the proposed method are verified through the experiment.
참고문헌 (11)
- 이광운, "Evaluation of Back-EMF Estimators for Sensorless Control of Permanent Magnet Synchronous Motors", Journal of Power Electronics, 12(4), pp.604~614 (2012), 전력전자학회[DOI]
- J. I. Ha, "Sensorless motor position estimation of an interior permanentmagnet motor from initial states", IEEE Transactions on Industry Applications, 39(3), pp.761~767 (2003)[DOI]
- L. I. Iepure, "Improved state observers for sensorless single phase BLDC-PM motor drives", IECON 2010-36th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, pp.870~875 (2010)
- S. Bentouati, "Influence of design parameters on the starting torque of a single-phase PM brushless DC motor", IEEE Transactions on Magnetics, 36(5), pp.3533~3536 (2000)[DOI]
- H. B. Ertan, "Calculation of some parameters of single phase PM motor for design optimization", IEEE Transactions on Energy Conversion, 2(3), pp.538~548 (2005)
- 이승주, "계통연계형 단상인버터의 Common Mode Noise 저감을 위한 Switching 방법", 전력전자학회 논문지, 21(1), pp.27~33 (2016), 전력전자학회[DOI]
- J. I. Ha, "The sensorless control technology based on signal injection of PMSM", The Transaction of the Korean Institute of Power Electronics, 21(3), pp.34~41 (2016)
- L. I. Iepure, "Hybrid I-f starting and observer-based sensorless control of single-phase BLDC-PM motor drives", IEEE Transactions on Industrial Electronics, 59(9), pp.3436~3444 (2012)[DOI]
- U. S. Seong, "Analysis of phase error effects between virtual two-phase voltages in SRF-PLL based on APF", International Conference on Power Electronics-ECCE Asia, pp.2215~2220 (2015)
- S. H. Kim, "Hysteresis Regulator, DC, AC, BLDC motor control" (2014), Bogdoo Pulishing Company
- S. G. Sul, "Contoller Design, Electrical Equipment Control Theory" (2012), Hongrung Publishing Company