유도전동기 벡터제어 및 유도전동기 모사장치 설계

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 유도전동기의 모델 설명 및 벡터 제어를 정리하고 유도 전동기의 모사장치 설계를 제안한다. 유도전동기의 회전 원리 및 전동기의 등가모델을 수식으로 나타내고, 이를 dq 축 모델에 의한 방정식으로 나타낸다. dq축 방정식으로 나타난 전동기는 자속 성분과 토크 성분이 각각을 분리 제어 할 수 있게 되고, 자속 성분과 토크 성분을 제어하기 위한 전류 제어기를 설계 한다. 지령 전류는 속도 제어기와 자속 제어기를 통해 얻을 수 있다. 유도 전동기의 제어를 통한 출력은 모의실험 및 실험의 비교를 통하여 결과를 분석 하였다.
이러한 유도 전동기를 실제 시스템에 적용하기 전에 모의실험을 통한 제어 시스템의 특성을 파악해야 한다. 하지만 기존 모사장치는 전류제어를 기반으로 하여 인버터에 전류 제어 기능이 있는 경우 전류 제어 기능의 충돌로 전동기의 특성을 모사 할 수 없기 때문에 본 논문에서는 전압제어를 기반으로 한 유도전동기의 실시간 시뮬레이터를 제안한다. 제안된 시뮬레이터는 유도전동기를 구성하는 고정자저항, 고정자 인덕턴스 및 유기전압을 모사하기 위하여 LCL 필터와 PWM 정류기로 구성되어있다. 커패시터 전압을 유도전동기의 역기전력 성분을 모사하도록 제어하였다. 회전자 정보는 고정자 전류를 통하여 dq축 방정식을 통하여 계산하는 형식을 사용 하였다. 모사장치의 동작 및 모사 특성은 모의실험을 통하여 유도전동기의 모의실험 결과와 비교, 분석 하였다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 ..................................................................................... 1
• Ⅳ. 유도 전동기의 벡터제어 .............................................3
• 2.1 유도 전동기의 이해 ............................................... 3
• 2.1.1 유도 전동기의 동작 원리 ...................................... 3
• 2.1.2 유도 전동기의 등가회로 ........................................ 4
• 2.1.3 유도 전동기의 쇄교 자속 .................................... 6
• 2.1.4 유도 전동기의 dq축 모델 ..................................... 8
• 2.2 유도전동기의 벡터제어 ......................................... 1 1
• 2.2.1 유도 전동기의 자속 추정 ..................................... 1 2
• 2.2.2 유도 전동기의 자속 제어기 ................................ 14
• 2.2.3 유도 전동기의 속도 제어기 ................................ 16
• 2.2.4 유도 전동기의 전류 제어기 ................................ 17
• 2.3 모의실험 및 실험 결과 ......................................... 20
• Ⅲ. 유도 전동기 모사장치 ......................................... 28
• 3.1 모사장치 구현 ............................................................ 28
• 3.1.1 모사장치의 등가 회로 ............................................ 28
• 3.1.2 모사장치의 커패시터 전압 .................................... 30
• 3.1.3 모사장치의 전압 제어기 ........................................ 33
• 3.1.4 모사장치의 전류 제어기 ........................................ 35
• 3.1.5 모사장치의 파라메타 선정 .................................... 36
• 3.1.6 모사장치의 회전자 정보.......................................... 38
• 3.2 모의해석 결과 ............................................................ 39
• Ⅴ. 결 론 ................................................................................... 45
• 참고문헌 ............................................................................................ 46
• Abstract ............................................................................................ 48