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5상 5KW 표면부착형 영구자석 동기발전기(SPMSG) 개발
A Development of Surface Permanent Mount Synchronous Generator for 5 Phase 5KW 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.26 no.11, 2012년, pp.87 - 96  

정형우 (영남대학교 대학원) ,  김민회 (영남이공대학교 전기자동화과) ,  김동희 (영남대학교 전기공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper propose a development of surface permanent mount synchronous generator(SPMSG) for 5-phase 5Kw in order to study a polyphase ac machinery that keep hold of advantages more than traditional three-phase squirrel-cage induction motor, such as reducing a amplitude of torque pulsation decreasin...

주제어

#Five-Phase   #SPMSG   #Generator Design   #Generator Characteristics  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이에 따라 본 연구에서는 5상 교류전동기의 기계적인 특성을 조사하기 위한 전원시스템으로 시험용인 소형 5상 동기발전기를 설계 제작하여 개발하였으며, 연구 개발된 표면부착형 영구자석 동기발전기(Surface Permanent Mount Synchronous Generator, SPMSG)의 설계 및 제작기술에 따른 운전 특성을 고찰 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
인버터에 의해 구동되는 다상 전동기의 고정자의 권선을 집중권의 형태로 제작하는 이유는? 일반적으로 인버터에 의해 구동되는 다상 전동기는, 공급전원의 고유특성과 호환성의 우수한 특성, 코어의 활용도 개선, 단위면적 당 출력 증가 및 제작의 편의성 측면에서, 고정자의 권선을 집중권의 형태로 제작한다. 집중권을 가지는 전동기에서는 공극자속이 정현파 형태가 아닌 사다리꼴 형태의 파형으로 나타나게 되므로, 전동기에서 발생되는 역기전력도 사다리꼴 형태의 파형이 된다.
3상 전동기와 비교하여 5상 전동기가 가지고 있는 구조적인 관점에서의 큰 차이점은 무엇인가? 따라서 3상 전동기에 비해 5상 전동기는 구조적인 관점에서 2가지의 큰 차이점을 가지고 있다. 첫 번째로는 분포권을 사용하지 않고 집중권을 사용하며, 두 번째는 3차 공간 고조파 성분을 포함하고 있으므로 사다리꼴 형태의 역기전력이 나타나는 확연한 차이를 지니게 된다[9-12].
다상 전동기의 장점은? 다상 전동기(polyphase motor)는 일반적인 단상 전동기에 비해서 추가적인 자유도를 가진다는 장점을 가지고 있을 뿐만 아니라 산업분야에서 가장 많이 사용되고 있는 기존의 3상 전동기에 대비해서, (1) 같은 출력에서 상당전압의 변화 없이 상당 전류의 크기 저감, (2) 토크의 맥동주파수를 증가시킴으로써 토크 맥동 감소, (3) 인버터의 직류 링크전류에 고조파 성분을 저감하여 회전자의 고조파 성분 감소, (4) 전동기의 정격전력 변화 없이 상당 토크 크기 감소, (5) 높은 전류 밀도 공급이 가능하여 출력 토크의 크기 증가, (6) 시스템의 신뢰성을 증가 시킬 수 있는 등의 다양한 장점을 가지고 있다[7-8].
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참고문헌 (17)

  1. Min-Huei Kim, Nam-Hun Kim, Won-Sik Baik, "A Five-Phase Induction Motor Speed Control System Excluding Effects of 3rd Current Harmonics Component", Journal of Power Electronics, Vol. 11, No. 3, pp.294-303, 2011. 05. 31. 

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  2. 김민회, 최성운, "5상 유도전동기의 속도응답특성 개선을 위한 직접토크제어 시스템, 한국조명전기설비학회 논문 지, Vol. 26, No. 01, pp.66-74, 2012. 01. 31. 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. Min-Huei Kim, Nam-Hun Kim, Won-Sik Baik, "A Five-Phase IM Vector Control System including of 3rd Current Harmonics Component", 8th International Conference on Power Electronics (ICPE2011-ECCE Asia), pp.294-303, 2011. 05. 30. 

  4. 김민회, 김남훈, 백원식, "5상 유도전동기 구동을 위한 수정된 직접 토크제어 시스템(The Modified Direct Torque Control System for Five-Phase Induction motor Drives)", 한국조명전기설비학회 논문지, Vol. 23, No.02, pp.138- 147, 2009. 02. 25. 

    원문보기 상세보기 crossref

  5. N. Bianchi, S. Bolognani, and M. D. Pre, "Strategies for the fault-tolerant current control of a five-phase permanent-magnet motor,"IEEE Trans. on Ind .Appl.,Vol. 43, No. 4, pp. 960-970, Jul./Aug. 2007. 

    상세보기 crossref

  6. E. Levi, M. Jones, S. N. Vukosavic, and H. A. Toliyat, "Steady-state modeling of series-connected five-phase and six-phase two-motor drives," IEEE Trans. on Ind. Appl.,Vol.44, No.5,Sep./Oct.2008. 

  7. Y. Kats, "Adjustable-speed drives with multiphase motors," in Proc. IEEE Int. Electric Machines Drives Conference, pp. TC2/4.1-TC2/4.3, May 1997. 

  8. H.M. Ryu, J. H. Kim, and S. K. Sul, "Analysis of Multiphase Space Vector Pulse-Width Modulation Based on Multiple d-q Spaces Concept", IEEE Trans. on. Power Electronics, vol. 20, No. 6, Nov. 2005. 

  9. M. J. Duran, F. Salas, and M. R. Arahal, "Bifurcation Analysis of Five-Phase Induction Motor Drives With Third Harmonic Injection," IEEE Trans. on Ind. Electron, Vol. 55 , No. 5, pp. 2006-2014, May 2008. 

    상세보기 crossref

  10. H. Xu, H.A. Toliyat "Five-phase Induction Motor Drives With DSP-Based Control System" IEEE Trans on Power Electronics vol. 13, No.4, July 2002. 

  11. K. N. Pavithran, R. Parimelalagan, and M. Krishnamurthy, "Studies on inverter-fed five-phase induction motor drive," IEEE Trans. Power Electron.,Vol.3, No.3, pp.224-235, Apr. 1988. 

  12. L. Parsa and H. M. Toliyat, "Five-phase permanentmagnet motor drives," IEEE Trans. Ind. Appl., Vol.41, No.1, pp.30-37, Jan./Feb. 2005. 

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  13. H. A. Toliyat, "Analysis and simulation of five-phase variable speed induction motor drives under asymmetrical connections," IEEE Trans. Power Electronics, Vol.13, No.4, pp.748-756, Jul.1998. 

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  14. A. Iqbal, "Dynamic performance of a vector-controlled five-phase synchronous reluctance motor drive: an experimental investigation,"IET Electric Power Appl., Vol.2, No.5, pp.298-305, Sep. 2008. 

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  15. D.W. Novotny, T.A. Lipo, "Vector Control and Dynamics of AC Drives", Oxford University, Press, 1996. 

  16. H.A. Toliyat, "Analysis and Simulation of Five-Phase Variable Speed Induction Motor Drives Under Asymmetrical Connections", IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 13, No. 4, pp. 748-756, July, 1998. 

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  17. ANSYS, "Maxwell 2D/3D User's Guide with Simplorer and Ansoft RMxprt" ANSYS Korea, 2010. 

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