유도 전동기 센서리스 제어를 위한 Programmable Low-Pass Filter 기반의 향상된 고정자 자속 추정기

Abstract

본 논문은 유도 전동기 센서리스 제어를 위해 자속 추정기로 사용되는 Programmable Low-Pass Filter(PLPF)의 문제점 분석과 그 해결방안에 대한 연구이다. 기존의 PLPF는 추정된 동기 각속도를 차단 주파수로 사용하고 실제 동기 각속도가 추정 값과 동일하다는 가정하에서 순수 적분기와의 크기 및 위상 지연 오차를 보상한다. 하지만 추정된 동기 각속도가 실제 값과 일치하지 않는다면 이때 적용되는 크기와 위상 지연 보상은 적절하지 않게 되고, 결과적으로 PLPF는 순수 적분 기능을 제대로 수행할 수 없다. 본 논문은 이러한 문제점을 극복하고자 동기 각속도 오차가 고정자 자속의 위상 지연 오차와 비례함을 분석하고, 이를 통하여 동기 각속도 오차를 보상하는 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 유도 전동기의 센서리스 기동을 위해 정지 상태에서 전류 모델을 사용하여 정격 고정자 자속을 확보하였다. 전동기가 기동한 후에는 전압 모델로 전환해야 하기 때문에 전류 모델과 전압 모델 사이에 안정적인 전환이 요구된다. 본 논문은 전환 순간에 전류 모델과 PLPF 전압 모델의 초기 값을 결정하는 간단한 방법을 제안한다. 제안한 방법들의 타당성은 시뮬레이션과 실험을 통하여 검증하였다.