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문제 정의
- 그러나 BLDC 전동기 응용 분야에서는 토크 리플 등의 영향으로 초정밀 제어를 요하는 서 보전 동기와 같은 산업응용 분야에 대한 적용에 제한 조건으로 작용하고 있다. 따라서 본 논문에서는 BLDC 전동기에서 외란 토크 관측기를 사용한 강인한 속도 제어 시스템의 적용 가능성을 알아보고자 한다. 또한 토크 리플을 줄이기 위하여 임계속도 이상에서 토크 리플 저감 방법으로 가장 널리 사용되고 있는 진 상각 제어 방법을 사용하였다.
- 따라서 본 논문에서는 상전류 전환 시 발생하는 토 크 리플을 줄이기 위한 가장 보편화된 방법으로 진상 각 제어 방법을 사용하여 제어하였다. 본 방법은 전류의 주입 시기를 앞당김으로써 전류의 기립을 빠르게 하여 전류의 모양을 좀 더 구형 파에 가깝게 제어할 수 있게 되며 토크 리플 또한 현저히 감소시킬 수 있다.
- 본 논문에서는 영구자석형 동기 전동기에 비하여 가격적으로 경쟁력이 있는 BLDC 전동기를 고성능 응용 분야게 응용하기 위한 연구를 진행하였다.
- 외란 토크의 정보는 상태 관측기에 의해 추정되며 추정된 외란 토크의 전류 성분을 보상해주는 방법으로 적용하게 된다. 제안된 전향 보상 방법은 다른 전동기의 전향 제어에서와 마찬가지로 외부에서 인가되는 외란에 대해서 속도 제어기의 이득 값이 작아도 속도 회복 특성을 현저하게 향상시킬 수 있음을 확인하고자 한다. 시뮬레이션과 실험을 통하여, BLDC 전동기를 위하여 제안된 속도제어기가 외란 토크의 영향에 강인한 속도 응답 특성을 가짐을 입증하였다.
- 제안한 방법의 타당성을 입증하기 위하여 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 인버터는 전력용 스위칭 소 자로 IPM (Intelligent Power Module)을 사용하였고, 알고리즘은 TMS320C31 (DSP) 을 사용하여 구현하였다.
가설 설정
- 본 연구에서 제안된 방법의 타당성을 입증하기 위하여 Advanced Continuous Simulation Language (ACSL)를 사용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 표 1은 3상 BLDC 전동기의 파라미터를 나타내고 있으며 3상 6 스위치 인버터의 동작에서 스위치는 이상적인 것으로 가정하였다. 기준 속도는 1500 [rpm]이다.
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