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고정자 자속 추정과 PLL을 이용한 동기모터의 센서리스 속도 제어
Sensorless Speed Control of PMSM using Stator Flux Estimation and PLL 원문보기

반도체디스플레이기술학회지 = Journal of the semiconductor & display technology, v.14 no.2, 2015년, pp.35 - 40  

김민호 (청주대학교 전자공학과) ,  양오 (청주대학교 반도체공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents the sensorless position control of the Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) using stator flux estimation and Phase Lock Loop (PLL). The field current and the torque current are required in order to perform the vector control of the PMSM. At this time, it is necessary for the...

주제어

#PMSM   #Sensorless   #PLL   #Speed control   #flux estimation  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 위상고정루프(PLL)을 이용하여 센서가 없는 영구자석 동기모터의 속도 제어를 구현하였다. 이를 위해 본 논문의 제어 알고리즘에서는 3상 전류 정보에 따른 Vdse, Vqse의 정보를 가지고 고정자 자속을 추정하며, 추정된 고정 자속을 통해 간접적으로 회전자 위치를 추정하여 위치 검출기 없이 모터를 구동하는 방법을 제안하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
영구자석 동기 모터의 특징은 무엇인가? 최근 들어 영구자석 동기 모터(PMSM)는 높은 효율,체적 대비 큰 토크 성능 그리고 안정성을 갖추고 있어 관심이 증대되고 있으며 이에 대한 많은 연구가 진행 되고 있다[1]. PMSM은 고효율의 고속 제어를 위한 벡터제어를 사용한다.
위치 검출기의 단점은 무엇인가? 정확한 위치 정보를 얻기 위해서는 회전자의 전자식 위치검출기를 부착하여야 한다. 그러나 위치 검출기는 회전하는 위치를 연속적으로 검출할 수 있다는 장점이 있으나 그 가격이 매우 고가이기 때문에 전체 시스템의 가격을 크게 상승시킬 뿐만 아니라 별도의 복잡한 하드웨어가 제어기에 구성되어야 하는 단점이 있다. 또한 주위 환경의 영향을 많이 받고, 검출기를 전동기 축에 부착함으로써 전동기 크기의 증대 및 가공성 저하의 문제가 발생하게 되는 단점이 있다[2].
PMSM을 벡터 제어로 구동하기 위해 계자분 전류와 토크분 전류로 나누어 제어해야 하는 이유는 무엇인가? PMSM은 고효율의 고속 제어를 위한 벡터제어를 사용한다. 이 때, 전류센서를 통해 전류의 크기를 피드백 받아야 하는데 매입된 영구 자석에서 역기전력이 발생하여 전류에 간섭을 일으켜 정상적인 전류의 값을 받을 수 없다. 따라서, PMSM을 벡터 제어로 구동하기 위해서는 계자분 전류와 토크분 전류로 나누어서 각각 제어를 해주어야 한다.
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참고문헌 (9)

  1. D.-C. Lim, D.-M. Lee, "A Novel Parameter Estimation Algorithm for Interior Permanent Magnet Synchronous Motors", Transactions of the KIPE, Vol. 18. No 3. pp. 289-295, June 2013. 

  2. W.-T. Joung, H.-S. Kang, Y.-S. Kim, "Sensorless Control for a Interior Permanent Magnet Synchronous Motor base on an Instantaneous Reactive Power", KIEE Summer Conference, 2005. 07.18-20. pp.1447. 

  3. M. J. Corley, Robert D. Lorenz, "Rotor Position and Velocity Estimation for a Salient-Pole Permanent Magnet Synchronous Machine at Standstill and High Speeds", IEEE transaction on industry application, vol.34, NO 4, 1998. 

  4. M. Tursini, R. Petrella, F. Parasiliti, "Sensorless Control of an IPM Synchronous Motor for City-Scooter Applications", IEEE 2003. 

  5. I. D. Kim, "Analysis and Modeling of Two-Phase Boost DC-DC Converter", KIEE, The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers 46(9), pp. 1356-1364, 1997.9. 

  6. I. H. Kim, K. J. Jung, Y. I. Son, "Design of controller for DC/DC boost converter using PI observer", KIEE, Electrical Machinery & Energy Conversion System Society Annual Conference, pp. 1650-1651, 2009.7. 

  7. J. M. Lee, K. D. Lee, D. C. Lee "Anti-Windup of PI Controller for DC Motor Drives", KIEE, KIEE Summer Conference pp. 498-500, 1996.7. 

  8. W. I. Youn, J. W. Choi, H. K. Kim, "A New Antiwindup Strategy for PI Speed Controllers", KIEE, Electrical Machinery & Energy Conversion System Society Annual Spring Conference, pp 140-142, 2005.4. 

  9. ERA, "Design Master of Power Circuit - Rectifier Circuit to Switching Regulator", pp. 4-68, 2008. 8. 

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