최근 매입형 영구자석 동기전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)는 기존의 유도전동기와 달리 회전자가 영구자석으로 되어 있어 외부전원에 의하지 않고 자속이 발생되어 회전자의 동손이 적고 유지 및 보수의 용이함과 고효율, 고출력 등의 장점으로 인해 최근 하이브리드 자동차(HEV), 차세대 고속철도 등 첨단 산업에 점차 널리 적용되고 있는 추세이다. 이러한 첨단 산업의 급속한 발전에 따라 모터 드라이브에 적용되는 ...
최근 매입형 영구자석 동기전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)는 기존의 유도전동기와 달리 회전자가 영구자석으로 되어 있어 외부전원에 의하지 않고 자속이 발생되어 회전자의 동손이 적고 유지 및 보수의 용이함과 고효율, 고출력 등의 장점으로 인해 최근 하이브리드 자동차(HEV), 차세대 고속철도 등 첨단 산업에 점차 널리 적용되고 있는 추세이다. 이러한 첨단 산업의 급속한 발전에 따라 모터 드라이브에 적용되는 인버터의 고압 대용량화를 위한 연구가 현재 진행되고 있으며 기존의 2-레벨의 단점을 보완한 멀티레벨 인버터토폴로지에 대한 연구가 현재 진행되고 있다. NPC형 3-레벨 인버터는 이러한 멀티레벨 인버터 토폴로지 중 가장 대표적인 토폴로지로 자리잡고 있다. 본 논문에서는 NPC형 3-레벨 인버터를 사용하는 IPMSM구동 인버터시스템에서 발생되는 가청 소음원을 저감하기 위해 공간벡터 변조방식을 기반으로 한 RPWM기법을 제안하였다. RPWM기법은 스위칭 주파수의 정수배에 집중된 고조파성분을 전 대역으로 분산시켜 전체적인 노이즈 성분과 전자기적 소음을 크게 감소시킬 수 있다. 이를 입증하기 위해 모의실험은 Matlab/Simulink를 이용하여 R-L부하와 IPMSM구동 시스템에 각각 제안한 방식을 적용하여 시뮬레이션 하였고 구축된 시뮬레이터의 성능을 입증하기 위해 인버터 축소모델을 제작하여 고성능 DSP인 TMS320F28835를 이용한 R-L부하 및 IPMSM구동 인버터시스템 실험을 진행하였다. 이를 통해 기존의 2-레벨과 NPC형 3-레벨 인버터의 출력 고조파 성분의 비교 및 고정주파수 SVPWM과 제안한 공간벡터 기반 RPWM의 고조파 성분을 비교 분석 하였다.
최근 매입형 영구자석 동기전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)는 기존의 유도전동기와 달리 회전자가 영구자석으로 되어 있어 외부전원에 의하지 않고 자속이 발생되어 회전자의 동손이 적고 유지 및 보수의 용이함과 고효율, 고출력 등의 장점으로 인해 최근 하이브리드 자동차(HEV), 차세대 고속철도 등 첨단 산업에 점차 널리 적용되고 있는 추세이다. 이러한 첨단 산업의 급속한 발전에 따라 모터 드라이브에 적용되는 인버터의 고압 대용량화를 위한 연구가 현재 진행되고 있으며 기존의 2-레벨의 단점을 보완한 멀티레벨 인버터 토폴로지에 대한 연구가 현재 진행되고 있다. NPC형 3-레벨 인버터는 이러한 멀티레벨 인버터 토폴로지 중 가장 대표적인 토폴로지로 자리잡고 있다. 본 논문에서는 NPC형 3-레벨 인버터를 사용하는 IPMSM구동 인버터시스템에서 발생되는 가청 소음원을 저감하기 위해 공간벡터 변조방식을 기반으로 한 RPWM기법을 제안하였다. RPWM기법은 스위칭 주파수의 정수배에 집중된 고조파성분을 전 대역으로 분산시켜 전체적인 노이즈 성분과 전자기적 소음을 크게 감소시킬 수 있다. 이를 입증하기 위해 모의실험은 Matlab/Simulink를 이용하여 R-L부하와 IPMSM구동 시스템에 각각 제안한 방식을 적용하여 시뮬레이션 하였고 구축된 시뮬레이터의 성능을 입증하기 위해 인버터 축소모델을 제작하여 고성능 DSP인 TMS320F28835를 이용한 R-L부하 및 IPMSM구동 인버터시스템 실험을 진행하였다. 이를 통해 기존의 2-레벨과 NPC형 3-레벨 인버터의 출력 고조파 성분의 비교 및 고정주파수 SVPWM과 제안한 공간벡터 기반 RPWM의 고조파 성분을 비교 분석 하였다.
Recently, Interior Permanent Magnet Synchronous Motor recently tends to be widely applied to cutting-edge industry such as HEV, next-generation high-speed railroad, etc. Because the rotor is made by permanent magnet unlike the existing induction motor, magnetic flux is generated without depending on...
Recently, Interior Permanent Magnet Synchronous Motor recently tends to be widely applied to cutting-edge industry such as HEV, next-generation high-speed railroad, etc. Because the rotor is made by permanent magnet unlike the existing induction motor, magnetic flux is generated without depending on external power, copper loss of rotor is low, maintenance and repair are easy and there are high efficiency, high capability, etc. As the cutting-edge industry is rapidly developed, the research for high-pressure and high-capacity of inverter applied to motor drive is currently conducted and the research for multi-level inverter topology complementing existing 2-level shortcoming is currently conducted. NPC type 3-level inverter becomes the most representative topology among the multi-level inverter topology. In this research, RPWM for the NPC type 3-level inverter system based on space vector modulation method is suggested to reduce audible noise source occurred in IPMSM driven inverter system. RPWM can reduce greatly the whole noise components and electromagnetic noise by dispersing harmonic content concentrating integer multiple of switching frequency to the whole bands. The proposed system is analyzed using the developed simulator based on Matlab/Simulink. Then the experimental system that consists of R-L load, IPMSM, NPC 3-level inverter system and TMS320F28835 is built. To prove the performance of established simulator, inverter minimization model was manufactured and experiment of R-L load and IPMSM driving inverter system with TMS320F28835, high-performance DSP, was conducted. Finally, output harmonic contents of 2-level and NPC 3-level inverter system were compared using simulation and experimental data. The compared results indicated that audible noise contents of the proposed NPC type inverter driven IPMSM system using SVPWM and RPWM is much lower than the conventional 2-level inverter driven IPMSM system.
Recently, Interior Permanent Magnet Synchronous Motor recently tends to be widely applied to cutting-edge industry such as HEV, next-generation high-speed railroad, etc. Because the rotor is made by permanent magnet unlike the existing induction motor, magnetic flux is generated without depending on external power, copper loss of rotor is low, maintenance and repair are easy and there are high efficiency, high capability, etc. As the cutting-edge industry is rapidly developed, the research for high-pressure and high-capacity of inverter applied to motor drive is currently conducted and the research for multi-level inverter topology complementing existing 2-level shortcoming is currently conducted. NPC type 3-level inverter becomes the most representative topology among the multi-level inverter topology. In this research, RPWM for the NPC type 3-level inverter system based on space vector modulation method is suggested to reduce audible noise source occurred in IPMSM driven inverter system. RPWM can reduce greatly the whole noise components and electromagnetic noise by dispersing harmonic content concentrating integer multiple of switching frequency to the whole bands. The proposed system is analyzed using the developed simulator based on Matlab/Simulink. Then the experimental system that consists of R-L load, IPMSM, NPC 3-level inverter system and TMS320F28835 is built. To prove the performance of established simulator, inverter minimization model was manufactured and experiment of R-L load and IPMSM driving inverter system with TMS320F28835, high-performance DSP, was conducted. Finally, output harmonic contents of 2-level and NPC 3-level inverter system were compared using simulation and experimental data. The compared results indicated that audible noise contents of the proposed NPC type inverter driven IPMSM system using SVPWM and RPWM is much lower than the conventional 2-level inverter driven IPMSM system.
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