초록 ▼

□ 연구개요
* 모델예측제어는 간편한 제어기법과 동시에 빠른 동특성 및 낮은 스위칭 주파수로 인한 스위칭 손실저감에 따른 시스템의 효율을 증대시킬 수 있다. 그러나 현대의 마이크로프로세서의 발달로 인해 신속한 연산처리가 가능하여 전력용 컨버터와 전동기 구동의 기존 제어 방식을 고려하여 본 연구에서는 2레벨 전압형 인버터로 구동하는 IPMSM의 전류제어기에 예측전류제어를 실제적으로 접목시켜 동특성 개선 및 스위칭 저감을 목표로 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 2D-LUT를 이용한 최적전류지령 생성기 구성

□ 연구개요
* 모델예측제어는 간편한 제어기법과 동시에 빠른 동특성 및 낮은 스위칭 주파수로 인한 스위칭 손실저감에 따른 시스템의 효율을 증대시킬 수 있다. 그러나 현대의 마이크로프로세서의 발달로 인해 신속한 연산처리가 가능하여 전력용 컨버터와 전동기 구동의 기존 제어 방식을 고려하여 본 연구에서는 2레벨 전압형 인버터로 구동하는 IPMSM의 전류제어기에 예측전류제어를 실제적으로 접목시켜 동특성 개선 및 스위칭 저감을 목표로 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 2D-LUT를 이용한 최적전류지령 생성기 구성
- 기존의 IPMSM의 수식적 기반의 전류지령 생성에 비하여 2D-LUT를 실험적으로 구성함으로 인해 IPMSM의 파라미터 변동에 강인하고, IPMSM의 운전영역에 관계없이 전류지령 생성에 수학적인 연산이 필요 없는 장점으로 인해 벡터 제어시스템의 강인성 및 동특성의 상승을 목표로 함
2. 연산량이 저감된 예측전류제어 구성 및 적용
- 기존의 모델 예측 전류제어에 비하여 연산량이 저감된 예측전류제어 기반의 실제적인 적용을 통하여 시스템의 안정성 및 제어적인 강인성 향상을 목적으로 함
3. 전류/토크 과도상태에서의 동특성 개선
- 기존의 PI전류제어기 기반의 벡터제어에서의 전류/토크 과도상태에서의 지연현상을 저감하기 위하여 모델 예측 전류제어를 적용하여 기존에 비하여 정토크 및 역토크 지령 인가 시 전류/토크 동특성의 향상을 목적으로 함.
4. 전류/토크 과도상태에서의 스위칭 손실 저감
- 배터리 용량에 대하여 전기자동차의 한정적인 주행거리를 고려하여 기존의 시스템에 비하여 인버터의 스위칭 손실 저감을 통하여 시스템의 효율개선을 목적으로 함
5. 제동토크 인가 시 배터리 충전 검증
- 제동토크 지령 인가 시 EV시스템에서 필수항목인 배터리 충전 검증과 스위칭 손실 및 동특성의 개선에 의한 회생에너지 량의 비교 검증을 목적으로 함

□ 연구개발결과의 중요성
* 기술적, 경제 산업적 측면
- 다양한 사양의 EV구동용 IPMSM의 벡터제어 호환성 충족 및 인버터 제어의 기술수준 제고
- IPMSM의 전류 및 토크 동특성 향상을 위한 선도 기술 확보
- 전류 및 토크 동특성 향상을 통한 제로 백 개선 및 오르막길에서의 차체 밀림현상 저감 기술 확보
- 스위칭 손실 저감을 통한 EV 구동용 파워트레인의 효율 개선 기술 확보
- 국내 EV용 파워트레인 공급 업체 및 완성업체 등에 소프트웨어 및 하드웨어 기술 이전
- 스위칭 손실 저감을 통한 방열 및 냉각 시스템 저감 기술 확보
- 간략화 된 제어 알고리즘을 통한 시스템의 안정성 및 저가형 MCU 적용가능
- 활용기관 – 국내 전기 자동차 완성 업체, 전기자동차 용 파워트레인 공급 업체

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 9