본 논문에서는 영구자석형 동기 전동기의 토크리플을 저감하기 위해 고조파 전류를 이용하는 방법에 대해 다룬다. 전동기의 토크리플은 진동/ 소음의 원인이 되므로 자기회로 설계 단계에서 토크리플 저감설계가 함께 수행 되고 있다. 본 논문에서는 제어적인 측면에서 토크리플을 저감하기 위한 방안으로써 전동기의 운전시 적절한 고조파 전류를 입력하는 방법을 제안한다. 고조파 전류를 이용한 토크리플 저감 효과를 극대화 하기 위하여 six-step 구동 방식으로 설계된 전동기를 sine wave구동으로 운전하였다. 해석적인 방법을 통한 토크리플 저감을 수행하고 실험적으로 이를 구현함으로써 그 효과를 검증하였다. ...
본 논문에서는 영구자석형 동기 전동기의 토크리플을 저감하기 위해 고조파 전류를 이용하는 방법에 대해 다룬다. 전동기의 토크리플은 진동/ 소음의 원인이 되므로 자기회로 설계 단계에서 토크리플 저감설계가 함께 수행 되고 있다. 본 논문에서는 제어적인 측면에서 토크리플을 저감하기 위한 방안으로써 전동기의 운전시 적절한 고조파 전류를 입력하는 방법을 제안한다. 고조파 전류를 이용한 토크리플 저감 효과를 극대화 하기 위하여 six-step 구동 방식으로 설계된 전동기를 sine wave구동으로 운전하였다. 해석적인 방법을 통한 토크리플 저감을 수행하고 실험적으로 이를 구현함으로써 그 효과를 검증하였다. 해석적 방법의 경우 유한 요소 해석을 이용하여 전류크기에 따른 토크 프로파일을 구성하고 각 회전자 위치 별 일정 토크를 내기 위한 순시치 전류를 산정한다. 이렇게 산정된 전류는 고조파를 많이 포함하게 되며 이 고조파 전류를 입력으로 하여 토크리플이 저감됨을 확인하였다. 실험적인 검증의 경우 2단계로 진행 되었으며 먼저 회전자를 구속한 상태에서 각 상에 DC전류를 입력하여 회전자 위치 별 토크를 측정하여 토크리플 저감 효과를 검증하였다. 그리고 운전상태에서 이를 적용하기 위해 전류크기에 따른 각 차수의 고조파를 함수화하여 전동기 제어상에 적용하였다.
본 논문에서는 영구자석형 동기 전동기의 토크리플을 저감하기 위해 고조파 전류를 이용하는 방법에 대해 다룬다. 전동기의 토크리플은 진동/ 소음의 원인이 되므로 자기회로 설계 단계에서 토크리플 저감설계가 함께 수행 되고 있다. 본 논문에서는 제어적인 측면에서 토크리플을 저감하기 위한 방안으로써 전동기의 운전시 적절한 고조파 전류를 입력하는 방법을 제안한다. 고조파 전류를 이용한 토크리플 저감 효과를 극대화 하기 위하여 six-step 구동 방식으로 설계된 전동기를 sine wave구동으로 운전하였다. 해석적인 방법을 통한 토크리플 저감을 수행하고 실험적으로 이를 구현함으로써 그 효과를 검증하였다. 해석적 방법의 경우 유한 요소 해석을 이용하여 전류크기에 따른 토크 프로파일을 구성하고 각 회전자 위치 별 일정 토크를 내기 위한 순시치 전류를 산정한다. 이렇게 산정된 전류는 고조파를 많이 포함하게 되며 이 고조파 전류를 입력으로 하여 토크리플이 저감됨을 확인하였다. 실험적인 검증의 경우 2단계로 진행 되었으며 먼저 회전자를 구속한 상태에서 각 상에 DC전류를 입력하여 회전자 위치 별 토크를 측정하여 토크리플 저감 효과를 검증하였다. 그리고 운전상태에서 이를 적용하기 위해 전류크기에 따른 각 차수의 고조파를 함수화하여 전동기 제어상에 적용하였다.
This paper deals with torque ripple reduction in permanent magnet synchronous motor using harmonic current injection. Torque ripple is the source of noise and vibration and generally reduced in the design stage of magnetic circuit. In the aspect of current control, torque ripple also can be reduced ...
This paper deals with torque ripple reduction in permanent magnet synchronous motor using harmonic current injection. Torque ripple is the source of noise and vibration and generally reduced in the design stage of magnetic circuit. In the aspect of current control, torque ripple also can be reduced and this paper presents how to calculate the input current to reduce torque ripple, its effectiveness, and experimental verification. To maximize the effect of torque ripple reduction, instead of sine-wave drive motor, 6-step drive motor is used. The result of torque ripple reduction is obtained by analysis then verified by experimental results. By using 2-dimensional finite element method in magneto-static field, torque waves are calculated for various input currents, and then instantaneous currents corresponding to rotor positions for torque ripple reduction are estimated. Unlike the current wave for sine wave drive, the estimated current wave for torque ripple reduction contains high harmonic components, and the effectiveness is proved by analysis. The analysis results are also verified by experimental results. The experimental verifications are conducted in two steps. Firstly, output torque is measured by locked rotor test. The locked rotor test is close condition to analysis. In the locked rotor test, DC currents corresponding to rotor positions are supplied to each phase and axial torque is measured. Secondly, output torque wave is measured when the rotor actually rotating, this condition is a real case. In both experiments, the effectiveness of presented method is clearly proved.
This paper deals with torque ripple reduction in permanent magnet synchronous motor using harmonic current injection. Torque ripple is the source of noise and vibration and generally reduced in the design stage of magnetic circuit. In the aspect of current control, torque ripple also can be reduced and this paper presents how to calculate the input current to reduce torque ripple, its effectiveness, and experimental verification. To maximize the effect of torque ripple reduction, instead of sine-wave drive motor, 6-step drive motor is used. The result of torque ripple reduction is obtained by analysis then verified by experimental results. By using 2-dimensional finite element method in magneto-static field, torque waves are calculated for various input currents, and then instantaneous currents corresponding to rotor positions for torque ripple reduction are estimated. Unlike the current wave for sine wave drive, the estimated current wave for torque ripple reduction contains high harmonic components, and the effectiveness is proved by analysis. The analysis results are also verified by experimental results. The experimental verifications are conducted in two steps. Firstly, output torque is measured by locked rotor test. The locked rotor test is close condition to analysis. In the locked rotor test, DC currents corresponding to rotor positions are supplied to each phase and axial torque is measured. Secondly, output torque wave is measured when the rotor actually rotating, this condition is a real case. In both experiments, the effectiveness of presented method is clearly proved.
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