영구자석 직류전동기의 센서리스 속도제어에 관한 연구
A Study on the Sensorless Speed Control of Permanent Magnet Direct Current Motor
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초록
본 논문은 수식모델과 히스테리시스 제어기를 사용하여 엔코더, 속도추정기 및 PI 제어기가 필요 없는 새로운 영구자석 직류전동기 센서리스 속도제어 방법을 제안한다. 본 논문의 제어는 영구자석직류전동기와 수식모델의 토크 차이를 억제하도록 전압을 인가함으로써 전동기의 속도를 설정치인 수식모델의 속도에 추종시키는 방법이며, 순시 토크 제어에 히스테리시스 제어기를 사용하였다. 히스테리시스 제어기는 수식모델 토크 지령치와 전기자전압 및 전류 정보를 이용하여 추정한 전동기 토크를 비교하여 오차를 계산한 후, 히스테리시스 밴드를 거쳐 그 오차를 최소화하는 전압을 선정하여 전동기에 출력하는 방법이다. 본 논문은 제안한 방식의 이론적인 배경 및 타당성에 대해 기술하였으며 실험을 통해 제안된 방식의 우수성을 검증하였다.
Abstract
This paper proposes a new sensorless speed control scheme of permanent magnet DC motor using a numerical model and hysteresis controller, which requires neither shaft encoder, speed estimator nor PI controllers. By supplying the identical instantaneous voltage to both model and motor in the direction of reducing torque difference, the rotor speed approaches to the model speed, namely setting value and the system can control motor speed precisely. As the numerical model whose electric parameters are the same as those of the actual motor is adopted, the armature rotating speed can be converged to the setting value by controlling torque on both sides to be equalized. And the hysteresis controller controls torque by restricting the torque errors within respective hysteresis bands, and motor torque are controlled by the armature voltage. The experiment results indicate good speed and load responses from the low speed range to the high, show accurate speed changing performance.
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