PWM 방식에 따른 IPMSM 드라이버의 특성 분석

Abstract

본 논문은 교류 전동기 구동 시스템 및 각종 교류 전력 변환 장치에 필수적인 3상 인버터에서 전압 변조 방식(Pulse Width Modulation)에 따른 인버터의 특성을 비교 분석하는 것을 다루었다. 전력 전자 소자와 제어용 마이크로 프로세서의 발달과 함께 THPWM, 60DPWM 등과 같은 다양한 전압 변조 방식이 연구개발 되었지만 산업분야에서 주로 사용하는 전동기 구동 전압 변조 방식은 일반적으로 정현파 전압 변조 방식과 공간 벡터 전압 변조 방식이다. 저가형 시스템에 120(OFF)DPWM이 적용되는 경우가 있긴 하지만 일반적으로는 연속 전압 변조 방식을 주로 사용하고 있다. 불연속 전압 변조 방식은 스위칭 손실 면에서 유리한 점을 가짐에도 불구하고 연속 전압 변조 방식에 비해 사용빈도는 상대적으로 낮다. 이론적으로 확인할 수 있는 전류의 고조파 영향, 구현의 어려움 등의 문제가 언급이 되고 있지만 실제 하나의 모터를 대상으로 전압 변조 방식만을 변경하며 연구한 경우는 없었다. 따라서 본 논문은 고효율, 고출력 특성을 충족시키는 매입형 영구자석 동기전동기를 시험 모터를 선정하고 옵셋 전압으로 구현한 다양한 전압 변조 방식의 특성을 비교 분석한 후 전류, 속도구간에 따른 적절한 전압 변조 방식을 제안하였다.