세계적으로 환경문제가 대두되면서 유럽, 미국, 일본, 중국 등 곳곳에서 자동차의 환경 규제가 강화되고 있다. 특히, 중국에서도 유로 6에 해당 하는 환경 규제인 국 VI가 2017년 북경시 도입에 이어 확대되고 있다. 이로 인해 자동차 업계에서는 기존 내연기관에서 벗어나 전기 자동차 개발에 힘을 쏟고 있다. 이러한 전기 자동차와 같은 구동 시스템에서는 단위 부피당 출력 밀도가 높은 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)가 주로 사용되고 있다. ...
세계적으로 환경문제가 대두되면서 유럽, 미국, 일본, 중국 등 곳곳에서 자동차의 환경 규제가 강화되고 있다. 특히, 중국에서도 유로 6에 해당 하는 환경 규제인 국 VI가 2017년 북경시 도입에 이어 확대되고 있다. 이로 인해 자동차 업계에서는 기존 내연기관에서 벗어나 전기 자동차 개발에 힘을 쏟고 있다. 이러한 전기 자동차와 같은 구동 시스템에서는 단위 부피당 출력 밀도가 높은 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)가 주로 사용되고 있다. HEV 및 EV와 같은 시스템에서 구동되는 매입형 영구자석 동기전동기와 같은 경우 광범위한 온도 영역에서 구동된다. 매입형 영구자석 동기전동기의 경우 구조상 표면형 영구자석 동기전동기 보다는 온도의 영향을 덜 받지만, HEV 및 EV와 같은 넓은 온도 영역에서 구동되는 경우 온도에 대한 대책이 있어야한다. 이러한 온도에 대한 대책이 없을 경우 토크 제어 성능 및 효율이 저하되는 결과를 초래할 수 있다. 특히, 윈휠 모터(In-Wheel Motor)와 같은 높은 토크 제어 정밀도가 요구되는 경우 문제가 될 수 있다. 기존의 토크 제어 연구에서는 자속 포화를 방지하기 위한 연구가 이루어져 왔다. 실시간 인덕턴스 추정 기반 토크 제어 방법과 테이블을 이용하는 방법이 있었다. 실시간 인덕턴스 추정을 이용하는 방법은 연산량이 많고 구현이 복잡하여 실시간으로 제어에 반영하기에 무리가 있어, 주로 테이블을 이용하여 토크 제어가 이루어지고 있었다. 특히, 직류 단 전압 변동에 강인한 자속-토크 매핑 기반의 토크 제어에 대해 폭 넓은 연구가 진행되고 있었다. 하지만, 기존의 자속-토크 매핑 기반의 토크 제어는 하나의 온도 영역에서 측정한 데이터 기반으로 룩업 테이블을 형성하기 때문에 온도 변화에 따라 출력 토크 변동이 있는 문제점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 IPMSM의 온도에 따른 파라미터 및 제어 특성을 분석하였고, 기존의 자속-토크 룩업 테이블 기반 토크 제어에서 2개의 온도 영역의 자속-토크 룩업 테이블을 사용하여 토크 정밀도를 향상시켰다. 또한, IPMSM의 온도에 따른 파라미터 변동 특성을 분석하여 계산에 의해 자속-토크 룩업 테이블 형성하는 방법을 소개하였다. 하나의 기준 온도에 대해 실측한 데이터 기반으로 나머지 온도 영역의 자속-토크 룩업 테이블을 계산으로 형성하여 특정 온도에서의 토크 정밀도 향상에 대해 연구하였다.
세계적으로 환경문제가 대두되면서 유럽, 미국, 일본, 중국 등 곳곳에서 자동차의 환경 규제가 강화되고 있다. 특히, 중국에서도 유로 6에 해당 하는 환경 규제인 국 VI가 2017년 북경시 도입에 이어 확대되고 있다. 이로 인해 자동차 업계에서는 기존 내연기관에서 벗어나 전기 자동차 개발에 힘을 쏟고 있다. 이러한 전기 자동차와 같은 구동 시스템에서는 단위 부피당 출력 밀도가 높은 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)가 주로 사용되고 있다. HEV 및 EV와 같은 시스템에서 구동되는 매입형 영구자석 동기전동기와 같은 경우 광범위한 온도 영역에서 구동된다. 매입형 영구자석 동기전동기의 경우 구조상 표면형 영구자석 동기전동기 보다는 온도의 영향을 덜 받지만, HEV 및 EV와 같은 넓은 온도 영역에서 구동되는 경우 온도에 대한 대책이 있어야한다. 이러한 온도에 대한 대책이 없을 경우 토크 제어 성능 및 효율이 저하되는 결과를 초래할 수 있다. 특히, 윈휠 모터(In-Wheel Motor)와 같은 높은 토크 제어 정밀도가 요구되는 경우 문제가 될 수 있다. 기존의 토크 제어 연구에서는 자속 포화를 방지하기 위한 연구가 이루어져 왔다. 실시간 인덕턴스 추정 기반 토크 제어 방법과 테이블을 이용하는 방법이 있었다. 실시간 인덕턴스 추정을 이용하는 방법은 연산량이 많고 구현이 복잡하여 실시간으로 제어에 반영하기에 무리가 있어, 주로 테이블을 이용하여 토크 제어가 이루어지고 있었다. 특히, 직류 단 전압 변동에 강인한 자속-토크 매핑 기반의 토크 제어에 대해 폭 넓은 연구가 진행되고 있었다. 하지만, 기존의 자속-토크 매핑 기반의 토크 제어는 하나의 온도 영역에서 측정한 데이터 기반으로 룩업 테이블을 형성하기 때문에 온도 변화에 따라 출력 토크 변동이 있는 문제점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 IPMSM의 온도에 따른 파라미터 및 제어 특성을 분석하였고, 기존의 자속-토크 룩업 테이블 기반 토크 제어에서 2개의 온도 영역의 자속-토크 룩업 테이블을 사용하여 토크 정밀도를 향상시켰다. 또한, IPMSM의 온도에 따른 파라미터 변동 특성을 분석하여 계산에 의해 자속-토크 룩업 테이블 형성하는 방법을 소개하였다. 하나의 기준 온도에 대해 실측한 데이터 기반으로 나머지 온도 영역의 자속-토크 룩업 테이블을 계산으로 형성하여 특정 온도에서의 토크 정밀도 향상에 대해 연구하였다.
As global environmental problems arise, automobile environmental regulations are being strengthened in Europe, America, Japan, and China. Especially, in China, the VI of the environmental regulation, which is equivalent to Euro 6, is expanding after the introduction of Beijing in 2017. As a result, ...
As global environmental problems arise, automobile environmental regulations are being strengthened in Europe, America, Japan, and China. Especially, in China, the VI of the environmental regulation, which is equivalent to Euro 6, is expanding after the introduction of Beijing in 2017. As a result, the automobile industry is devoting itself to the development of electric vehicles from existing internal combustion engines. In a drive system such as an electric vehicle, a permanent magnet synchronous motor (IPMSM) having a high output density per unit volume is mainly used. In the case of a recessed permanent magnet synchronous motor driven in a system such as HEV and EV, it is driven in a wide temperature range. Recessed permanent magnet synchronous motors are less influenced by temperature than permanent permanent magnet synchronous motors in construction, but there is a need for measures against temperature when driven in a wide temperature range such as HEV and EV. Without such measures, the torque control performance and efficiency may be degraded. Particularly, it may become a problem when a high torque control precision such as a win-wheel motor (in-wheel motor) is required. Conventional torque control research has been conducted to prevent magnetic flux saturation. There is a method of using a torque control method and a table based on real-time inductance estimation. Since the method using real-time inductance estimation has a large amount of computation and is complicated in implementation, it is difficult to reflect it in real-time control, and torque control is mainly performed by using a table. In particular, extensive research has been conducted on torque control based on magnetic flux-torque mapping that is robust against DC voltage variations. However, since the conventional flux-torque mapping-based torque control forms a look-up table based on data measured in one temperature range, there is a problem that output torque fluctuates depending on the temperature change. Therefore, in this paper, we analyze the parameters and control characteristics of IPMSM according to temperature and improve the torque accuracy by using the flux - torque lookup table of two temperature ranges in the conventional torque control based on the flux - torque lookup table. In addition, a method of forming a magnetic flux-torque lookup table by analyzing parameter variation characteristics according to temperature of IPMSM was introduced. We have studied the improvement of the torque accuracy at a specific temperature by calculating the flux - torque lookup table in the remaining temperature range based on the measured data for one reference temperature.
As global environmental problems arise, automobile environmental regulations are being strengthened in Europe, America, Japan, and China. Especially, in China, the VI of the environmental regulation, which is equivalent to Euro 6, is expanding after the introduction of Beijing in 2017. As a result, the automobile industry is devoting itself to the development of electric vehicles from existing internal combustion engines. In a drive system such as an electric vehicle, a permanent magnet synchronous motor (IPMSM) having a high output density per unit volume is mainly used. In the case of a recessed permanent magnet synchronous motor driven in a system such as HEV and EV, it is driven in a wide temperature range. Recessed permanent magnet synchronous motors are less influenced by temperature than permanent permanent magnet synchronous motors in construction, but there is a need for measures against temperature when driven in a wide temperature range such as HEV and EV. Without such measures, the torque control performance and efficiency may be degraded. Particularly, it may become a problem when a high torque control precision such as a win-wheel motor (in-wheel motor) is required. Conventional torque control research has been conducted to prevent magnetic flux saturation. There is a method of using a torque control method and a table based on real-time inductance estimation. Since the method using real-time inductance estimation has a large amount of computation and is complicated in implementation, it is difficult to reflect it in real-time control, and torque control is mainly performed by using a table. In particular, extensive research has been conducted on torque control based on magnetic flux-torque mapping that is robust against DC voltage variations. However, since the conventional flux-torque mapping-based torque control forms a look-up table based on data measured in one temperature range, there is a problem that output torque fluctuates depending on the temperature change. Therefore, in this paper, we analyze the parameters and control characteristics of IPMSM according to temperature and improve the torque accuracy by using the flux - torque lookup table of two temperature ranges in the conventional torque control based on the flux - torque lookup table. In addition, a method of forming a magnetic flux-torque lookup table by analyzing parameter variation characteristics according to temperature of IPMSM was introduced. We have studied the improvement of the torque accuracy at a specific temperature by calculating the flux - torque lookup table in the remaining temperature range based on the measured data for one reference temperature.
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