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BLDC 전동기의 센서리스 구동기술 원문보기

전력전자학회지 = The journal of the Korean Institute of Power Electronics, v.21 no.3, 2016년, pp.42 - 49  

김학원 (한국교통대 제어계측공학과)

초록이 없습니다.

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문제 정의

  • BLDCM의 역 기전력을 활용한 센서 리스 위치 감지 및 구동 방식을 보다 자세히 알아보자. 그림 2는 BLDCM의 각 상의 역기전력의 위치감지 위치와 상전환의 관계를 나타낸 것이다.
  • 본 논문에서는 BLDC 전동기의 역기전력 기반 센서리스 운전 방식에 대하여 소개하고, 센서리스 운전에 대한 이론적인 배경을 설명한다. 또한 BLDC 전동기의 다양한 응용 예에 대하여 소개하고자 한다.
  • 센서리스 운전이 제안된 바 있다. 본 논문에서는 BLDC 전동기의 역기전력 기반 센서리스 운전 방식에 대하여 소개하고, 센서리스 운전에 대한 이론적인 배경을 설명한다. 또한 BLDC 전동기의 다양한 응용 예에 대하여 소개하고자 한다.
  • BL DCM 의 경우 위치 센서가 필요하나 환경적 제약 또는 재료비의 저감을 위하여 센서리스 운전에 대한 적용이 확대되고 있다. 본 논문에서는 역기전력이 사다리꼴 형태의 BLDC 전동기의 센서 리스 구동에 대하여 살펴보았다. BLDC 전동기의 센서 리스 운전은 항상 전류가 구동되지 않는 개방상이 존재하며 , 개방 상의 단자전압 감지하여 역기전력의 영전압 시점을 감지하여 구동한다.
  • 이 방식을 적용하기 위해서는 PWM 상태에 따른 중성점의 전위를 구할 필요가 있다. 이에 따라 PWM 방식 및 중성점 전위를 살펴보자.

가설 설정

  • 그림 1(a) 에서 사다리꼴 모양은 역기전력을, 그리고 구형파 모양은 이상적인 구동 전류를 나타낸다. 그림 1(b) 는 PMSM의구동방식을 나타내며 역기전력 및 전류 모두 정현파 형상을 갖는다. 그림 1에서 알 수 있는 바와 역기전력은 회전자의 위치의 함수이므로 역기전력 정보를 이용하면 BLDCM 또는
  • 그림 7의 왼쪽은 역기전력이 음의 값에서 양의 값으로 상승하는 경우, 오른쪽은 역기전력이 양의 값에서 음의 값으로 감소하는 경우를 각각 나타내었다. 역기전력이 상승하는 경우는 위쪽 스위치가 PWM하는(상위 소자 PWM) 경우로 가정하였고, 역기전력이 하강하는 경우는 아래쪽 스위치가 PWM 한다고 가정하였다. 위쪽 스위치가 PWM하는 경우 개방상의 전압은 PWM On시 와 Off시 에 아래의 식(6)과 같다.
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참고문헌 (9)

  1. Pragasen Pillay and Ramu Krishnan, "Modeling, Simulation, and Analysis of Permanent-Magnet Motor Drives, Part II : The Brushless DC Motor Drive, IEEE Trans. on Industry Applications, Vol. 25, No.2, pp. 274-279, Mar./Apr. 1989. 

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  2. Myung Joon Nam, Hag Wone Kim, Kwan Yuhl Cho, "Inverter Losses Reduction for Rectangular Drive BLDCM using Synchronous Rectification," Trans. on KIPE, Vo1. 21, No. 2, pp. 117-125, Apr. 2016 

  3. Yong-Sin Jin, Hee-Keun Shin, Hag-Wone Kim, Hyung-Soo Mok, and Kwan-Yuhl Cho, Position Controller for Clutch Drive System of PHEV," Trans. on KIPE, Vol. 17, No. 2, pp. 166-173 Apr. 2012 

  4. Dong-Myung Lee, Hag-Wone Kim and Kwan-Youl Cho, "An Analysis of Position Detection Error of Sensorless Controller and Modeling of Drive System for Interior Permanent Magnet BLDC Motors," Trans. of KIPE, Vol. 12, No. 1, pp. 9-18, 2007. 

  5. Kwang-Woon Lee, Joon-Hwan Lee and Jae-Young Choi, "Position Sensorless Starting of BLDC Motor for Compressor," Trans. of KIPE, Vol. 11, No. 5, pp. 440-446, 2006. 

  6. Hag Wone Kim, Hee Keun Shin, Hung Soo Mok, Yong Kyun Lee, Kwan Yuhl Cho, Novel PWM Method with Low Ripple Current for Position Control Applications of BLDC Motors, Journal of Power Electronics, Vol. 11, No. 5, pp. 726-733, Sep. 2011 

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  7. Satoshi Ogasawara and Hirofumi Akagi, "An Approach to Position Sensorless Drive for Brushless dc Motors, IEEE Trans. on Industry Applications, Vol. 27, No. 5 pp. 928-933 Sep./Oct. 1991 

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  8. Julio G. Moreira. "Indirect Sensing for Rotor Flux Position of Permanent Magnet AC Motors Operation over a Wide Speed Range," IEEE Trans. on Industry Applications, Vol. 32, No. 6 pp. 1394-1401, Nov./Dec. 1996 

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  9. Kenichi I., Hideo U., Minoru K., Tsunehiro E., and Katsuo M., "Microcomputer Control for Sensorless Brushless Motor," IEEE Trans. on Indusry Applications, Vol. IA-21, No. 4, pp. 595-601, May/June 1985. 

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