영구자석 동기전동기의 넓은 운전영역에서 토크리플 저감 알고리즘에 대한 연구

국문 초록 (Abstract)

왜곡된 역기전력 및 데드타임은 영구자석 동기전동기의 토크리플을 발생시키는 주요 원인들 중 하나이다. 토크리플 소음과 진동을 유발하게 되고, 전동기를 사용하는 여러 제품에서 많은 이슈가 되고 있다. 특히 저속운전영역은 진동이 주요 이슈가 되고 고속운전영역에서는 소음이 주요 이슈가 된다.
본 논문은 MRAS관측기를 사용한 데드타임 보상 알고리즘과 왜곡된 역기전력에 의해 발생하는 토크리플을 넓은 운전영역에서 저감하는 알고리즘을 연구하였다. 먼저 데드타임 보상방법은 MRAS관측기를 사용하였다. 다음으론 왜곡된 역기전력에 의해 발생하는 토크리플을 저감하는 알고리즘은 전동기의 운전주파수 영역에 따라 보상방식이 다르게 된다. 저속에서는 전동기의 토크리플을 저감하기 위해 역기전력의 왜곡에 의한 토크리플을 줄일 수 있는 토크리플 보상 전류제어를 한다. 하지만 높은 주파수영역 운전 시 토크리플 보상전류의 주파수가 전류제어기의 대역폭에 근접하거나 대역폭보다 높아질 경우 토크리플 보상을 위한 고조파 전류제어가 어렵게 된다. 이 문제점을 해결하기 위해 고속운전 시에는 토크리플을 저감하는 하모닉 전압을 전압지령에 보상하고 전압제어를 통하여 저감한다. 그러나 위의 두 가지 방법은 보상전류 및 보상전압의 주파수가 전류제어기 대역폭 근처이면 보상이 잘 이루어지지 않게 된다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 본 논문에서는 전류보상과 전압보상을 동시에 적용하는 알고리즘을 제안한다.