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문제 정의
- 기동 시에만 사용하는 보조권선을 정상상태에서도 사용함으 로써 권선 이용을 향상시키는 벡터제어의 원리를 제시한다. 즉 보조권선을 하나의 상으로 취급하면 단상 유도전동기 를 불평형 2상 유도전동기로 볼 수 있고, 이에 따라 모델링하여 해석하면 3상 유도전동기의 벡터제어시 수반되는 3상을 2 상으로 변환하는 상변환이 필요 없게 된다.
- 그러나 이 보조권선은 기동시에만 사용되므로 전동기 권선이용율이 떨어지며, 기동이 된 후에는 교번자계에 의해 토크 맥동이 크게 나타나게 된다. 본 논문에서는 기동시에만 사용되는 보조권선을 정상 상태에서도 사용하는 단상 유도전동기의 가변속 구동 시스템을 제안하였다. 시뮬레이션을 통하여 단상 유도전동기의 가변속 구동의 가능성을 확인하였고, 1마력급 단상 유도전동기 구동 시스템을 제작하여 실험을 통해 제안한 방법의 타당성과 유용성을 입증하였다.
- 본 논문에서는 한 개의 IPM으로 PFC(Power Factor Correction)와 단상 유도전동기 가변속제어 모두를 이룰 수 있는 시스템을 제시하고, 단상 유도전 동기의 벡터제어에 의한 동 특성 향상을 위해 새로운 해석방법을 제안하였으며, 1마력급 단상 유도전동기 구동시스템을 제작하여 실험을 통해서 제안한 해석방법의 타당성을 입증하였다.
- 본 논문에서는 회전자 측으로 환산한 동기속도 회전 좌표계 에서의 전동기 모델을 제안하고, 동기속도 회전 좌표축을 회전자 자속에 일치시켰을 때 단상 유도전동기의 벡터제어 가능성을 수식으로 나타내었다. 시뮬레이션과 실험을 통해 커패시터 기동형 단상 유도전동기의 전전압구동시의 특성과 벡터제어롤 수행한 경우의 특성을 비교 검토하였다.
- 그러나, 단상 유도전동기의 경우 주권선과 보조권선의 비대칭으로 인해 자속성분과 토크성분으로 분리하기 위한 또 다른 대책이 마련되어야 한다. 본 논문에서는 회전자 측으로 환산한 등가회로를 도입하여, 간단하게 벡터제어를 구현하는 방법을 제시하였다.
가설 설정
- 단상 유도전 동기를 비대칭 2상기로 해석하기 위해서 다음과 같이 가정한다. 회전자는 농형 회전자로 등가 대칭 2상권선으로 간주하여 유효권 선수가 M 인정현 분포권으로 되어 있으며, 고정자 측은 주권선(qs 축)과 보조 권선(ds 축)이 유효권 선수는 Ms, N& 로 다르지만 공간적으로 90° 떨어져 정현분포권으로 감겨 있는 비대칭 2상기로 가정한다.
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