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[국내논문] 극 배치 기법을 이용한 표면 부착형 영구자석 동기 전동기의 고속 토크 제어
Fast Torque Control of Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motors using the Pole Placement Technique 원문보기

제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, v.19 no.12, 2013년, pp.1119 - 1124  

박효성 (서울과학기술대학교 전기정보공학과) ,  임재식 (전기연구원 전기추진본부) ,  한정호 (서울과학기술대학교 전기정보공학과) ,  송중호 (서울과학기술대학교 전기정보공학과) ,  이영일 (서울과학기술대학교 전기정보공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper we propose a novel torque control method for permanent magnet synchronous motors using the SVPWM (Space Vector PWM). The control law is described in the rotating d-q frame and is devised to track a given reference flux with which the reference torque is generated. The key feature of th...

주제어

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문제 정의

  • 본 논문에서는 새로운 SVPWM 기반의 DTC 방법을 제안한다. 제안되는 방법은 SVPWM의 지령 전압 벡터를 만들기 위해 다 변수 PI 형태의 제어기를 이용한다.
  • 본 논문에서는 속도에 무관하게 극 위치를 결정할 수 있는 PMSM의 제어 기법을 제시하였다. 또한 측정된 속도의 오차에 대한 분석을 수행하여 안정성을 보장하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
스위칭 테이블 기반의 DTC의 기본 원리는? 일반적인 DTC 기법은 스위칭 테이블을 기반으로 한 방법[1]이다. 스위칭 테이블 기반의 DTC의 기본 원리는 토크와 자속의 실제 값과 지령치 사이의 변화에 따라 고정자 전압 벡터를 선택하는 것이다. 이 DTC 기법은 매우 빠른 토크 응답을 가지지만, 큰 토크와 자속의 리플이 따른다.
DTC 기법의 장단점은? 스위칭 테이블 기반의 DTC의 기본 원리는 토크와 자속의 실제 값과 지령치 사이의 변화에 따라 고정자 전압 벡터를 선택하는 것이다. 이 DTC 기법은 매우 빠른 토크 응답을 가지지만, 큰 토크와 자속의 리플이 따른다. 또한 토크 리플을 크게 하지 않기 위해 매우 높은 스위칭 주파수가 요구되며, 모터의 속도와 부하토크의 변동에 따라 스위칭 주파수가 변한다.
PMSM의 벡터 제어방법은 어떤 기법에 의해 수행되는가? PMSM의 벡터 제어방법은 높은 동적 성능을 요구하는 응용분야에서 널리 사용되고 있다[17,18]. 이 벡터 제어는 모터 전류 피드백 컨트롤에 기반을둔 the coordinate control 기법에 의해 수행된다. 또한 직접 토크 제어(DTC)라 불리는 다른 고성능의 제어 방법이 PMSM 구동 분야에서 연구 되어 왔다[1-3].
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참고문헌 (18)

  1. L. Zhong, M. Rahman, W. Hu, and K. Lim, "Analysis of direct torque control in permanent magnet synchronous motor drives," IEEE Trans. Power Electron., vol. 12, no. 3, pp. 528-536, May 1997. 

  2. G.-D. Andeescu, C. Pitic, F. Blaabjerg, and I. Boldea, "Combined flux observer with signal injection enhancement for wide speed range sensorless direct torque control of IPMSM drives," IEEE Trans. on Energy Conversion, vol. 23, no. 2, pp. 393-402, 2008. 

  3. Y. W. Lee, D. H. Shin, and C. C. Chung, "PID controller with feedforward low pass filters for permanent magnet stepper motors," 2012 12th International Conference of Control, Automation and Systems, vol. 10, pp. 1597-1600, 2012 

  4. C. Lascu, I. Boldea, and F. Blaabjerg, "Direct torque control of sensorless induction motor drives: a sliding-mode approach," IEEE Trans. on Ind. Appl., vol. 40, no. 2, pp. 582-590, 2004. 

  5. K. B. Lee, F. Blaabjerg, and T. W. Yoon, "Speed-sensorless DTC-SVM for matrix converter drives with simple nonlinearity compensation," IEEE Trans. on Ind. Appl., vol. 43, no. 6, pp. 1639-1649, 2007. 

  6. J. S. Lee, C. H. Choi, J. K. Seok, and R. D. Lorenz, "Deadbeat direct torque control and flux control of interior PMSM with discrete time stator currentand stator flux linkage observer," IEEE Trans. Ind. Applic., vol. 47, no. 4, pp. 1749-1758, 2011. 

  7. T. Geyer, G. Papafotieu, and M. Morari, "Model predictive direct torque control-Part I: Concept, algorithm and analysis," IEEE Trans. on Ind. Electron., vol. 56, no. 6, pp. 1894-1905, 2009. 

  8. G. Papafotieu, J. Kley, K. Papdopoulous, P. Bohren, and M. Morari, "Model predictive direct torque control-Part II: Implementation and experimental evaluation," IEEE Trans. on Ind. Electron., vol. 56, no. 6, pp. 1906-1915, 2009. 

  9. I. Boldea and F. Blaabjerg, "Direct torque control via feedback linearization for permanent magnet synchronous motor drives," 13th International Conference on Optimization of Electrical and Electronic Equipment (OPTIM), 2012. 

  10. S. M. Fazeli, H. A. Zarchi, J. Soltani, and H. W. Ping, "Adaptive sliding mode speed control of surface permanent magnet synchronous motor using input output feedback linearization," Proc. ICEMS, pp. 1375-1380, 2008. 

  11. H. A. Zarchi, J. Soltani, and G. A. Markadeh, "Adaptive input-output feedback-linearization-based torque control of synchronous reluctance motor without mechanical sensor," IEEE Trans. Industrial Electronics, vol. 57, no. 1, pp. 375-384, 2010. 

  12. Y. Zhang and J. Zhu, "Direct torque control of permanent magnet synchronous motor with reduced torque ripple and commutation frequency," IEEE Trans. on Power Electronics, vol. 26, no. 1, pp. 235-248. 

  13. J.-K. Kang and S.-K. Sul, "New direct torque control of induction motor for minimum torque ripple and constant switching frequency," IEEE Trans. on Ind. Appl., vol. 35, no. 5, pp. 1076-1082, 1999. 

  14. K.-B. Lee, J. H. Song, I. Choy, and J.-Y. Yoo, "Torque ripple reduction in DTC of induction motor driven by three level inverter with low-switching frequency," IEEE Trans. on Power Electron., vol. 17, no. 2, pp. 255-264, 2002. 

  15. H. Miranda, P. Cortes, J. Yuz, and J. Rodriguez, "Predictive torque control of induction machines based on state space models," IEEE Trans. on Ind. Electron., vol. 56, no. 6, pp. 1916-1924, 2009. 

  16. J. Beerten, J. Verveckken, and J. Driesen, "Predictive direct torque control flux and torque ripple reduction," IEEE Trans. on Ind. Electron., vol. 57, no. 1, 2010. 

  17. D. W. Novotony and T. A. Lipo, "Vector control and dynamics of AC drives," New York: Oxford Univ. Press, 1996. 

  18. B.-H. Bae, S.-K. Sul, J.-H. Kwon, and J.-S. Byeon, "Implementation of sensorless vector control for super-highspeed PMSM of turbo-compressor," IEEE Trans on Industry Appl., vol. 39, no. 3, pp. 811-818, 2003. 

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