본 논문에서는 3상 영구자석형 동기전동기를 구동하는 3상 전압형 인버터에서 운전 효율을 높이기 위하여 운전 방식 간의 전환 기법에 대하여 연구하였다. 이를 위해서 먼저 기본적으로 널리 사용되어 온 정현파 전류 운전 방식과 고효율 운전 방식인 120 도 ...
본 논문에서는 3상 영구자석형 동기전동기를 구동하는 3상 전압형 인버터에서 운전 효율을 높이기 위하여 운전 방식 간의 전환 기법에 대하여 연구하였다. 이를 위해서 먼저 기본적으로 널리 사용되어 온 정현파 전류 운전 방식과 고효율 운전 방식인 120 도 통전 방식 및 150도 통전 방식에 대하여 각각 기술하였으며, 이 운전 방식들의 PWM 기법들에 따라 구동하는 경우에 대해서 인버터의 스위칭 소자에 대한 손실, 전 동기의 상전류 THD를 비교 분석하기 위하여 시뮬레이션을 수행하였다. 이 시뮬레이 션 결과를 바탕으로 120도 통전 방식에서는 PWM-ON-PWM 기법과 150도 통전 방 식에서는 SADPWM2 기법을 선정하였으며, 정현파 전류 운전 방식에서는 전압 변조 성능이 가장 우수한 SVPWM 기법을 선정하였다. 이렇게 선정된 PWM 기법을 사용 하여 3가지 운전 방식의 속도 제어 특성에 대해서도 시뮬레이션과 실험을 통하여 비 교 분석하고 이것에 대한 특성을 파악하였는데, 정현파 전류 운전 방식이 가장 우수 한 성능을 보였으며 120도 통전 방식과 150도 통전 방식은 비슷한 성능을 확인할 수 있었다. 또한, 각각의 운전 특성을 적절히 사용하기 위하여 운전 방식 간의 전환을 수 행하기 위한 기법에 대하여 설명하였는데, 이것은 전동기가 정지하지 않고 정상적인 운전 상태에서 실시간으로 수행되며, 운전 방식 간의 전환 시점에서 발생되는 과도 상태를 최소화하기 위하여 제어 알고리즘에서의 제어 변수에 대한 초기화 방법에 대 해서 서술하였다. 이를 바탕으로 정현파 전류 운전 방식과 120도 통전 방식 간의 전 환과 정현파 전류 운전 방식과 150도 통전 방식 간의 전환에 대해서 각각 시뮬레이션 과 실험을 실시하였으며 전환 시점에서 회전 속도의 변동이 최소화되며 전환이 안정 적으로 이루어지는 것을 확인하였다
본 논문에서는 3상 영구자석형 동기전동기를 구동하는 3상 전압형 인버터에서 운전 효율을 높이기 위하여 운전 방식 간의 전환 기법에 대하여 연구하였다. 이를 위해서 먼저 기본적으로 널리 사용되어 온 정현파 전류 운전 방식과 고효율 운전 방식인 120 도 통전 방식 및 150도 통전 방식에 대하여 각각 기술하였으며, 이 운전 방식들의 PWM 기법들에 따라 구동하는 경우에 대해서 인버터의 스위칭 소자에 대한 손실, 전 동기의 상전류 THD를 비교 분석하기 위하여 시뮬레이션을 수행하였다. 이 시뮬레이 션 결과를 바탕으로 120도 통전 방식에서는 PWM-ON-PWM 기법과 150도 통전 방 식에서는 SADPWM2 기법을 선정하였으며, 정현파 전류 운전 방식에서는 전압 변조 성능이 가장 우수한 SVPWM 기법을 선정하였다. 이렇게 선정된 PWM 기법을 사용 하여 3가지 운전 방식의 속도 제어 특성에 대해서도 시뮬레이션과 실험을 통하여 비 교 분석하고 이것에 대한 특성을 파악하였는데, 정현파 전류 운전 방식이 가장 우수 한 성능을 보였으며 120도 통전 방식과 150도 통전 방식은 비슷한 성능을 확인할 수 있었다. 또한, 각각의 운전 특성을 적절히 사용하기 위하여 운전 방식 간의 전환을 수 행하기 위한 기법에 대하여 설명하였는데, 이것은 전동기가 정지하지 않고 정상적인 운전 상태에서 실시간으로 수행되며, 운전 방식 간의 전환 시점에서 발생되는 과도 상태를 최소화하기 위하여 제어 알고리즘에서의 제어 변수에 대한 초기화 방법에 대 해서 서술하였다. 이를 바탕으로 정현파 전류 운전 방식과 120도 통전 방식 간의 전 환과 정현파 전류 운전 방식과 150도 통전 방식 간의 전환에 대해서 각각 시뮬레이션 과 실험을 실시하였으며 전환 시점에서 회전 속도의 변동이 최소화되며 전환이 안정 적으로 이루어지는 것을 확인하였다
In this paper, transition control between driving methods is studied in order to improve operation efficiency in 3-phase voltage-source inverter which drives 3-phase permanent magnet synchronous motor. For this purpose, we first describe a sinusoidal-wave current driving method used basi...
In this paper, transition control between driving methods is studied in order to improve operation efficiency in 3-phase voltage-source inverter which drives 3-phase permanent magnet synchronous motor. For this purpose, we first describe a sinusoidal-wave current driving method used basically, 120-degree conduction method and 150-degree conduction method for high efficiency operation. Then, loss in switching element of inverter and THD of motor phase currents are compared and analyzed by computer simulation according to PWM techniques of these driving methods. Based on the simulation results, we selected SVPWM technique in sinusoidal-wave current driving method for best voltage modulation performance operation, PWM-ON-PWM technique for 120-degree conduction method, and SADPWM2 technique for 150-degree conduction method for high efficiency operation. Therefore, we compared speed control characteristics of three kinds of driving methods by simulation and experiment using selected PWM techniques. Sinusoidal-wave current driving method showed best performance and 120-degree conduction method and 150-degree conduction method showed similar performance. In addition, the techniques for transition control between driving methods have been described in order to appropriately use advantages of each of driving methods. The transition control is performed in a state in which motor is not stopped, and initialization technique of control variables in control algorithm is described in order to minimize transient state variation occurring in transition control period between driving methods. In this technique, motor speed fluctuation occurs at transition point when transition control is performed from sinusoidal-wave current driving method to 120-degree conduction method or 150-degree conduction method due to measurement error of Thetar or error of Vds and Vqs . To solve this problem, we proposed the technique of using the correction factor k. Based on this theory, simulations and experiments were carried out for transition control between sinusoidal-wave current driving method and 120-degree conduction method, and transition control between sinusoidal-wave current driving method and 150-degree conduction method. The results show that speed control is well performed and ripples of motor speed are minimized.
In this paper, transition control between driving methods is studied in order to improve operation efficiency in 3-phase voltage-source inverter which drives 3-phase permanent magnet synchronous motor. For this purpose, we first describe a sinusoidal-wave current driving method used basically, 120-degree conduction method and 150-degree conduction method for high efficiency operation. Then, loss in switching element of inverter and THD of motor phase currents are compared and analyzed by computer simulation according to PWM techniques of these driving methods. Based on the simulation results, we selected SVPWM technique in sinusoidal-wave current driving method for best voltage modulation performance operation, PWM-ON-PWM technique for 120-degree conduction method, and SADPWM2 technique for 150-degree conduction method for high efficiency operation. Therefore, we compared speed control characteristics of three kinds of driving methods by simulation and experiment using selected PWM techniques. Sinusoidal-wave current driving method showed best performance and 120-degree conduction method and 150-degree conduction method showed similar performance. In addition, the techniques for transition control between driving methods have been described in order to appropriately use advantages of each of driving methods. The transition control is performed in a state in which motor is not stopped, and initialization technique of control variables in control algorithm is described in order to minimize transient state variation occurring in transition control period between driving methods. In this technique, motor speed fluctuation occurs at transition point when transition control is performed from sinusoidal-wave current driving method to 120-degree conduction method or 150-degree conduction method due to measurement error of Thetar or error of Vds and Vqs . To solve this problem, we proposed the technique of using the correction factor k. Based on this theory, simulations and experiments were carried out for transition control between sinusoidal-wave current driving method and 120-degree conduction method, and transition control between sinusoidal-wave current driving method and 150-degree conduction method. The results show that speed control is well performed and ripples of motor speed are minimized.
주제어
#PMSM, INVERTER, SADPWM, Transition Control Technique, 150도 통전 방식, 운전 방식 전환 기법, 전환 기법
학위논문 정보
저자
이승용
학위수여기관
공주대학교 일반대학원
학위구분
국내박사
학과
전기전자제어공학과
발행연도
2020
총페이지
xi,183p
키워드
PMSM, INVERTER, SADPWM, Transition Control Technique, 150도 통전 방식, 운전 방식 전환 기법, 전환 기법
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