I/f 속도제어 기반의 유도전동기 회전자 시정수 추정 기법

Abstract

본 논문은 위치 또는 속도 센서가 없는 경우 회전 상태에서 유도전동기의 회전자 시정수를 추정하는 방법을 제안한다. 회전자 시정수는 벡터 제어 및 센서리스 드라이브에 사용되므로 고성능 드라이브에는 정확한 회전자 시정수가 필요하다. 제안하는 방법은 고정자 전류와 고정자 자속의 관계를 통해 회전자 시정수를 추정하며. 고정자 자속은 자속 관측기를 통해 얻는다. I/f 속도 제어는 회전 상태에서 회전자 시정수를 추정하는 데 사용한다. 회전자 시정수는 고정자 전류에 대한 자속의 크기 응답 또는 위상 응답을 기반으로 추정할 수 있다. 본 논문에서는 두가지 방법을 사용해 회전자 시정수를 추정할 경우, 오차에 대한 추정 민감도를 분석하여 추정 기법을 선정한다. 제안하는 방법을 통해 고정자 전류 기준 좌표계에서 추가 신호를 주입하는 경우 관측 자속의 응답 특성을 분석한다. 이를 바탕으로 자속 관측기의 관측 주파수를 설정하고, 관측 자속의 크기 감소 및 위상지연을 보상한다. 제안된 유도전동기의 회전형 회전자 시정수 추정 방법은 3.7 kW, 11 kW 농형 유도 전동기를 사용하여 실험적으로 검증했다. |This paper proposes a method for estimating the rotor time constant of induction motors while rotating state when there is no position or speed sensor. Since rotor time constant is used for vector controls and sensorless drives, accurate rotor time constant is necessary for high-performance drives. The proposed method estimates the rotor time constant through the relationship between the stator current and the stator flux. The stator flux is obtained through a flux observer. I/f speed control was used to estimate the rotor time constant in the rotating state. A method of estimating the rotor time constant may proceed based on a magnitude response or a phase response. The estimation method is selected by analyzing the estimation sensitivity of error component. The flux observer operates in a stationary coordinate system. Through the proposed method, the response of the observed magnetic flux is analyzed when an additional signal is injected in the stator current reference coordinate system. Based on this, the observation frequency of the magnetic flux observer was set, and the size reduction and phase delay of the observed magnetic flux are compensated. The proposed estimation method was experimentally verified using 3.7 kW and 11 kW squirrel cage induction motors.