매입형 영구자석 동기 전동기의 고조파 전류 제어 성 능 향상을 위한 다중 동기 좌표계 전류 제어기

Title
매입형 영구자석 동기 전동기의 고조파 전류 제어 성 능 향상을 위한 다중 동기 좌표계 전류 제어기
Other Titles
Multiple Synchronous Reference Frame Current Controller to Improve Harmonic Current Control Performance of Interior Permanent Magnet Synchronous Motors
Author
이윤재
Alternative Author(s)
Yunjae Lee
Advisor(s)
윤영두
Issue Date
2024. 2
Publisher
한양대학교 대학원
Degree
Master
Abstract
최근 전기전자 설비들의 고조파를 제어 및 저감하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 전동기의 경우 고조파로 인한 전류 리플 및 토크 리플로 인해 발생하는 손실 때문에 전동기의 성능과 효율이 저하된다. 또한 센서리스나 제정수 추정 시 고조파로 인한 영향으로 인해 알고리즘의 정확도에 문제가 발생한다. 본 논문은 매입형 영구자석 동기 전동기의 고조파 전류 제어를 위한 다중 동기 좌표계 전류 제어기를 제안한다. 매입형 영구자석 동기 전동기는 돌극성이 존재하고 자속 포화 현상이 나타난다. 기존의 다중 동기 좌표계 전류 제어기는 돌극성과 자속 포화 현상에 대한 고려가 부족했기 때문에 돌극성이 존재하고 자속 포화 현상이 발생하는 전동기에는 다중 동기 좌표계 전류 제어기 사용 시 고조파 전류 제어 성능이 제한되었다. 본 논문에서는 전동기의 돌극성을 고려하여 기준 동기 좌표계에서 제어기를 설계하였으며 제어기 이득을 회전 변환 앞에 배치하여 회전 변환 행렬로 인해 기준 동기 좌표계에서의 제어기 인덕턴스 이득이 변화하지 않도록 하였다. 그리고 전동기의 자속 포화 현상을 고려하기 위해 동적 인덕턴스와 겉보기 인덕턴스에 대한 제어기 이득항을 분리하여 추가하였다. 복소 벡터로 설계된 전동기 플랜트는 동적 인덕턴스 항과 겉보기 인덕턴스 항이 포함이 되어있기 때문에 다중 동기 좌표계 전류 제어기에 두 항을 추가하여 다중 동기 좌표계 전류 제어기의 영점과 전동기 플랜트의 극점을 상쇄시켜 안정적인 제어기 응답을 얻었다. 제안된 다중 동기 좌표계 전류 제어기는 17kW IPMSM에서 얻은 고조파 전류 저감 및 제어 실험 결과로 입증한다.
URI
http://hanyang.dcollection.net/common/orgView/200000721593https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/189107
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