초록 ▼

II. 연구개발의 목적 및 필요성
고속철도 차량의 수송능력을 증가시키기 위해서는 빠른 가감속 특성과 고속 운전 영역을 필요로 한다. 이에 대한 연구로 차량의 고속화를 위하여 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)를 사용하는 동력분산식 추진제어시스템의 개발이 수행되고 있다. IPMSM은 영구자석이 회전자에 매입되어 있어 고속 동작에서의 영구 자석의 이탈과 같은 문제가 제거되어 구조적으로 안정성이 크며, 자기적 돌극성(Magnetic Saliency)이 좋아 출력/토크 밀도가 우수하여 고효율 운전을 가능하게 하고 유효 공극은 작아

II. 연구개발의 목적 및 필요성
고속철도 차량의 수송능력을 증가시키기 위해서는 빠른 가감속 특성과 고속 운전 영역을 필요로 한다. 이에 대한 연구로 차량의 고속화를 위하여 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)를 사용하는 동력분산식 추진제어시스템의 개발이 수행되고 있다. IPMSM은 영구자석이 회전자에 매입되어 있어 고속 동작에서의 영구 자석의 이탈과 같은 문제가 제거되어 구조적으로 안정성이 크며, 자기적 돌극성(Magnetic Saliency)이 좋아 출력/토크 밀도가 우수하여 고효율 운전을 가능하게 하고 유효 공극은 작아 전기자 반작용 효과가 좋은 장점이 있다.
영구자석형 동기전동기(PMSM)를 적용한 추진 시스템을 철도차량에 적용하기 위해서는 PWM 인버터를 적용하여야 한다. 본 연구에서는 2level 인버터와 3level 인버터의 회로방식에 대해서 고찰하고 각 회로방식에 대한 PWM 제어방식을 연구하여 영구자석형 동기전동기(PMSM)를 구동하는 인버터의 효율 개선을 목적으로 한다. 또한, 일반적으로 고정 주파수의 PWM 기법은 스위칭 주파수의 원치 않는 정수배 고조파를 발생시키고 EMI문제와 인버터 구동장치의 근본적인 스위칭 소음을 유발하고 있다. 이와 같은 고정주파수의 PWM 기법은 RPWM (Random PWM)에 의하여 해결 가능하다. RPWM 기법은 인버터 전압 및 전류 그리고 소음 및 진동 스펙트럼의 광대역화를 실현할 수 있어서 전력전자 응용 분야에서 주목을 받고 있다. 따라서 영구자석형 동기전동기의 인버터 운전시 발생되는 스위칭 소음원을 저감하기 위하여 랜덤변조(RPWM) 제어 기법을 이용한 소음원 저감 인버터 최적제어 알고리즘을 개발한다.

Abstract ▼

II. Objectives and necessities
Compared to induction machines, PMSM has advantages in high efficiency, high performance, low maintenance cost and expenses. So far, no PMSM has been applied to the high speed train system.
The main objective of the research is to develop inverter circuit topolog

II. Objectives and necessities
Compared to induction machines, PMSM has advantages in high efficiency, high performance, low maintenance cost and expenses. So far, no PMSM has been applied to the high speed train system.
The main objective of the research is to develop inverter circuit topologies and PWM techniques to improve inverter system efficiency and their performance. In this study vector control algorithms including sensorless control are also developed. Then the PWM techniques and circuit topologies of the inverters including 2-level and 3-level inverters are studied. The noise reduction techniques of the inverters using PWM techniques are also studied.