영구자석 동기 전동기 구동 시스템에서 DC 링크 단일 전류 센서를 사용하는 인버터의 기본파 전류 오차 최소화 = Minimizing Fundamental Current Errors in PMSM Drive Systems Using a DC-Link Single Current Sensor Inverters

국문 초록 (Abstract)

DC 링크에 단일 전류 센서를 사용하는 인버터 구조는 기존의 공간 벡터 펄스 폭 변조(SVPWM) 방식의 측정 제약으로 인해 전류 복원 오차가 발생한다. 이러한 부정확성은 기본파 전류 오차가 포함되어 있으며, 이는 영구자석 동기 전동기(PMSM) 제어 시스템에서 dq-축 전류에 평균 오차를 야기한다. 특히 초저 인덕턴스 PMSM에서는 이러한 문제가 더욱 심각해져 전동기 손상, 운전 범위 축소 및 에너지 손실 증가 등의 결과를 초래할 수 있다. 기존 연구들은 전동기 파라미터 정보를 기반으로 하는 예측기 또는 보상기를 제안하여 이 문제를 완화하려 노력했다. 그러나 이러한 접근 방식은 파라미터의 정확도에 매우 민감하여, 파라미터를 조금이라도 잘못 식별할 경우 기본파 전류 오차 문제를 오히려 악화시킬 수 있는 한계점이 있다. 본 논문은 전동기 파라미터에 의존하지 않고 기본파 전류 오차를 최소화하는 새로운 보상 방식을 제안한다. 제안된 방법은 PWM 방식 간의 전환 전략을 활용하여 실제 기본파 전류 오차를 측정하고, 이 측정값을 기반으로 보상 시퀀스를 적용하여 오차를 저감한다. 초저 인덕턴스 전동기 환경에서 수행된 실험 결과는 본 방식이 전동기의 정밀한 파라미터 정보 없이도 기본파 전류 오차를 현저히 감소시키며 우수한 성능을 달성함을 입증하였다.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 i
• 목 차 ii
• 표 목 차 iii
• 그림목차 iv
• 제 1 장 서론 1
• 1.1. 연구의 배경 및 개요 1
• 1.2. 논문의 구성 7
• 제 2 장 전류 복원 오차 및 기존 방식 분석 8
• 2.1. 전류 복원 과정 8
• 2.2. 전류 복원 오차 10
• 2.3. 모델 기반 보상기의 한계점 14
• 제 3 장 제안하는 방식 19
• 3.1. 기본파 전류 복원 PWM 방식 19
• 3.2. 새로운 영역 정의 및 영역 평균지점 22
• 3.3. 기본파 전류 오차 보상 과정 27
• 3.3.1. PWM 모드 전환 및 오차 측정 27
• 3.3.2. 보상 업데이트 주기 및 최종 보상 29
• 제 4 장 실험 결과 31
• 4.1. 실험 구성 31
• 4.2. 기본파 전류 오차 보상 성능 검증 32
• 4.3. 제어 성능 평가 39
• 제 5 장 결론 41
• 참고문헌 42
• Abstract 46