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다상 BLDC 모터 드라이브 시스템의 개방 고장 시 토크 리플 저감 방법
Torque Ripple Reduction Method of Multi-phase BLDC Motor Drive Systems under Open Fault Conditions 원문보기

전력전자학회 2020년도 춘계학술대회, 2020 Aug. 18, 2020년, pp.52 - 54  

박현철 (전북대학교) ,  서용석 (전북대학교)

초록
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다상 BLDC 모니터는 높은 효율, 단위 전류당 높은 토크 밀도 및 비교적 쉬운 제어 특성으로 인해 동일 크기, 동일 무게에서 더 높은 출력을 요구하는 대형 트랙션 또는 선박 추진 응용 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있다. 선박 등의 대용량 추진 시스템은 안정적인 운전 성능을 위해 모터의 일부 상 고장의 경우에도 시스템의 안정적인 동작이 중요한 이슈가 되고 있다. 본 논문에서는 모터의 한 상에서 고장이 발생한 경우 BLDC 모터의 정상인 상 전류의 위상각을 제어하여 토크 리플을 저감하는 제어 방법을 제안한다. 제안된 방법은 토크 리플에 큰 영향을 미치는 출력 토크의 2차 고조파 성분의 합이 영이 되도록 정상인 상 전류의 위상각을 제어하여 가능한 범위 내에서 최대 출력 토크를 얻음과 동시에 토크 리플 성분을 최소화한다. 본 논문에서 제안한 방법은 12상 BLDC 모터의 HILs 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 모터의 상 개방 고장이 발생하면 짝수 배에 해당하는 고차 고조파 성분이 발생하며 그 중 저차 고조파에 해당하는 2차 성분이 큰 비중을 차지한다. 본 논문에서는 2 차 고조파의 합을 0으로 만들고 고장 조건 하에서 최소 토크 리플을 갖는 새로운 제어 전략을 제안한다.
  • 본 논문에서는 다상 BLDC 모터 구동 시스템을 위한 새로운 고장 허용 제어 기법을 제안한다. BLDC 모터의 사다리꼴 형상의 전압 및 전류 고조파 성분이 토크 리플에 미치는 영향을 분석하였다.
  •  BLDC 모터의 사다리꼴 형상의 전압 및 전류 고조파 성분이 토크 리플에 미치는 영향을 분석하였다. 새로 제안 된 고장 허용 제어 방법은 모터의 개방회로 고장 조건에서 정상 위상 전류의 진폭 및 위상각을 제어하여 토크 리플을 줄이는 것을 목표로 한다. 고장이 발생한 위상에 의해 생성되는 리플 성분을 보상하기 위해 2 개의 위상권선을 선택하여 제어한다.
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