고주파 전압 주입에 기반한 매입형 영구자석 동기 전동기의 센서리스 제어를 위한 새로운 회전자 위치 추정 기법

Abstract

영구자석 동기 전동기를 구동하기 위해서는 필수적으로 회전자 위치 정보가 필요하다. 회전자 위치 정보는 추가적인 위치 센서를 이용하여 알 수 있지만, 그에 따른 많은 문제가 존재한다. 그렇기 때문에 위치 센서 없이 회전자 위치 정보를 추정하기 위한 기법에 대한 연구가 활발히 진행되었다. 기존의 회전자 위치 추정 기법으로 헤테로다인 기법과 인덕턴스 계산을 이용하는 기법이 주로 사용되었으며, 이러한 기법은 시간 지연 또는 전류 샘플링에 관한 문제점을 가지고 있다. 이러한 단점을 개선하기 위하여 본 논문에서는 회전하는 고주파 전압 주입에 기반한 매입형 영구자석 동기 전동기의 센서리스 제어를 위한 새로운 회전자 위치 추정 기법을 제안한다. 이 기법은 필터에 의한 시간 지연이 없으며, 보다 적은 수의 전압과 전류 값을 사용하기 때문에 전류 샘플링에 관한 문제를 개선하였다. 또한 주입 전압의 주파수를 PWM 스위칭 주기의 절반까지 상승시킴으로써, 제어기의 대역폭을 높게 확보하여 센서리스 제어의 동특성을 향상시켰다. 실험을 통하여 제안된 기법의 타당성을 증명하였다.