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본 논문은 BLDC 전동기의 효율 향상을 위한 최대 토크점 운전 기법을 제안한다. 제안된 방식은 기존의 IPM의 최대토크 운전 방식에서 착안하여 SPM의 구형파 운전방식에 최대토크 운전을 접목시켜 기존 SPM의 운전방식과는 달리 최대 토크 지점에 인가되는 유효전압을 상승시켜 최대토크 운전 방식을 활용하는데 그 목적이 있다. 이론적으로 SPM과 IPM의 최대토크 위치를 비교하여 보았을 때 SPM의 경우 릴럭턴스의 변화가 없으므로 자속에 의한 토크의 최대점이 SPM의 최대 토크 위치이고, IPM의 경우 릴럭턴스 토크와 자속에 의한 토크의 합이 최대가 되는 지점이 IPM의 최대토크 지점이다. 하지만 이는 ...

본 논문은 BLDC 전동기의 효율 향상을 위한 최대 토크점 운전 기법을 제안한다. 제안된 방식은 기존의 IPM의 최대토크 운전 방식에서 착안하여 SPM의 구형파 운전방식에 최대토크 운전을 접목시켜 기존 SPM의 운전방식과는 달리 최대 토크 지점에 인가되는 유효전압을 상승시켜 최대토크 운전 방식을 활용하는데 그 목적이 있다. 이론적으로 SPM과 IPM의 최대토크 위치를 비교하여 보았을 때 SPM의 경우 릴럭턴스의 변화가 없으므로 자속에 의한 토크의 최대점이 SPM의 최대 토크 위치이고, IPM의 경우 릴럭턴스 토크와 자속에 의한 토크의 합이 최대가 되는 지점이 IPM의 최대토크 지점이다. 하지만 이는 정현파 구동시 발생하는 결과이며 구형파 구동시의 결과는 달라지게 된다. 최대 토크지점을 활용하여 인버터에서 출력되는 유효전압을 상승시키는 방식으로써, 기존의 방식과 같은 양의 전류를 효율적으로 사용하는데 초점을 맞추어 효율을 향상 시켰다. 이를 위해 BLDC 전동기의 유한요소 해석을 통해 토크점을 도출해 냈으며, 여기서 도출된 토크점을 활용하여 최적의 유효전압 레퍼런스 값을 찾기 위하여 PSIM 시뮬레이션을 통해 확인하였다.
또한 제안된 방식의 동작 및 제어 방법에 대한 검증을 위해 범용 BLDC 전동기 드라이브의 시작기 모델을 제작 및 실험을 수행하여 본 논문의 타당성을 증명하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper proposes the maximum torque point operating method to improve efficiency of BLDC motors. The aim of the proposed method is to use the maximum torque operating method by increasing the effective voltage at the maximum torque point unlike existing SPM operating method.
The proposed meth...

This paper proposes the maximum torque point operating method to improve efficiency of BLDC motors. The aim of the proposed method is to use the maximum torque operating method by increasing the effective voltage at the maximum torque point unlike existing SPM operating method.
The proposed method is based on existing IPM maximum torque operating method grafting onto a square wave operating of SPM motors.
Theoretically compared with SPM and IPM, the maximum torque of SPM has only alignment torque because of not having reluctance variation. On the other hand, the case of IPM is the maximum torque point which is at a maximum sum point of reluctance and alignment torque.
As the method of increasing the effective output voltage from inverter using the maximum torque point, the proposed method is to improve efficiency of BLDC motors using the same amount of the existing current effectively.
For this method, the maximum torque point is carried out by FEA and then, the optimal effective voltage reference value is determined by PSIM.
In this paper, the prototype of general-purpose BLDC drive is manufactured and the performance characteristic and validity are verified.

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