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퍼지 제어기를 이용한 약계자 영역에서 스핀들 유도전동기의 속도제어 개선
유재성,신수철,윤주만,원충연,김상훈,Yu, Jae-Sung,Sin, Soo-Cheol,Yoon, Ju-Man,Won, Chung-Yuen,Kim, Sang-Hoon 한국조명전기설비학회 2005 조명·전기설비학회논문지 Vol.19 No.8
본 논문은 약계자 영역에서 퍼지제어기를 이용하는 스핀들 유도전동기의 속도제어 방법을 제안한다. 제안된 퍼지제어기 기반의 스핀들 유도전동기의 성능은 기존의 PI 제어기를 기반으로 한 드라이브 구동 시스템과 비교되었다. 퍼지제어기를 사용하는 구동 드라이브 시스템은 기존의 PI 제어기를 사용하는 스핀들 유도전동기 드라이브 시스템보다 고성능 운전이 가능함을 시뮬레이션 및 실험결과로 확인하였다. This paper presents a new speed control scheme of the spindle induction motor(IM) using fuzzy controller(FC) in field weakening region. The implementation of the proposed FC based spindle Induction Motor(IM) is compared to those obtained from the conventional PI controller based drive system. The simulation and experimental results show that the FC is the high performance more than the conventional PI speed controller in the spindle drive systems.
배터리형 외과수술용 핸드피스 브러시리스 직류 전동기 구동 드라이브
유재성(Yu jae-sung),박종찬(Park jong-chan) 대한전기학회 2007 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2007 No.11
외과수술용 핸드피스는 현재 국내 · 외 병원에서 사용되고 있는 수술 장비 중 필수 보유 장비이다. 선진수술 기법인 인공관절 대체 수술 시 뼈(Bone)절단, 다듬질, 구멍 등, 초 섬세 가공을 목적으로 하는 기기이다. 기존의 공압식(Air Type)은 수술 시 많은 양의 질소(N2 Gas)가 소모됨으로써 질소탱크 보관에 많은 공간이 필요하고 잦은 교체를 필요로 한다. 또한 기계소음과 공압식 호스의 이동으로 시술자와 환자사이에 불편함이 발생하고 감염의 위험성이 있으므로 최근에는 충전식을 선호하고 있다. 이러한 이유로 기존의 공압식을 대체할 배터리형 외과수술용 핸드피스를 연구하게 되었다.
프로그래머블 저역통과 필터를 이용한 비돌극형 영구자석 동기전동기 센서리스 벡터제어
유재성(Jae-Sung Yu),이동엽(Dong-Yup Lee),이병국(Byoung-Kuk Lee),원충연(Chung-Yuen Won) 한국조명·전기설비학회 2006 조명·전기설비학회논문지 Vol.20 No.10
본 논문은 회전자 위치와 속도 정보를 가진 고정자 자속을 추정할 수 있는 프로그래머블 저역통과 필터를 이용한 비돌극 영구자석형 동기전동기의 센서리스 벡터제어를 제안한다. PLPF를 사용한 PMSM의 센서리스 벡터제어는 LPF와 순수적분기가 갖는 DC 드리프트 문제를 해결할 수 있다. 또한 PLPF는 정확한 회전자 위치와 속도 추정을 위해 위상과 이득 보상기를 갖는다. 그러므로, 드리프트와 옵셋 문제는 PLPF로써 해결되기 때문에 위치 및 속도의 정보는 정확히 추정된다. 실험결과는 정격속도의 10[%]이상과 부하상태에서 좋은 성능을 보여준다. This paper proposes the sensorless vector control scheme of a Non-salient permanent-magnet synchronus motor (SPMSM) using programmable low pass filter (PLPF) to estimate a stator flux with the information of a rotor position and speed. The sesorless vector control of PMSM using PLPF can solves the dc drift problem associated with a pure integrator and a LPF. Also, the PLPF has the phase and gain compensator to estimate exactly rotor position and speed. Therefore, the information of a position and speed is exactly estimated because the drift and offset problems are solved by the PLPF. The experimental results show good performance over the 10[%] of the rated speed and under load condition.
영구자석 동기 모터를 위한 풀 퍼지 로직 기반 벡터제어
유재성(Jae-Sung Yu),유영환(Young-Hwan Yoo),이병국(Byoung-Kuk Lee),원충연(Chung-Yuen Won) 한국조명·전기설비학회 2006 조명·전기설비학회논문지 Vol.20 No.10
본 논문에서는 영구자석 동기전동기(PMSM)를 위한 풀 퍼지 로직을 기반으로 한 벡터제어를 제안한다. 퍼지 로직 제어기(FLC)를 기반으로 한 PMSM 드라이버의 성능은 부하, 속도 지령의 스텝 변화와 같은 여러 가지의 조건에서 PI제어기와 비교, 연구되었다. 실험 및 시뮬레이션에서 퍼지 로직 제어기는 속도 제어기 및 전류 제어기에 적용하였다. 고성능 드라이버 시스템에 기존의 PI제어기를 대신할 수 있음을 실험결과에 보였다. This paper proposes a full fuzzy-logic-based vector control for a permanent-magnet synchronous motor (PMSM). The high-performance of the proposed fuzzy logic control (FLC)-based PMSM drive are investigated and compared with the conventional proportional-integral (PI) controller at different conditions, such as step change in command speed and load, and etc. In the experimental and simulation, the FLC is employed in the speed and current controller. The experimental results show to be a suitable replacement of the conventional PI controller for the high-performance drive system.
영구자석형 동기전동기의 저속도 영역에서 제어 성능 개선
원충연,유재성,전범수,황선모,김연층,이상석,Won, Chung-Yuen,Yu, Jae-Sung,Jun, Bum-Su,Hwang, Sun-Mo,Kim, Yuen-Chung,Lee, Song-Seok 한국조명전기설비학회 2005 조명·전기설비학회논문지 Vol.19 No.1
In this paper, improvement method of control performance by a full-order observer using reduced-order state equation is proposed in the low speed range. Full-order observer using reduced-order state equation is the motor speed and the disturbance torque observer. The proposed algorithm is very stable in the low speed range about 1.9[rpm]. The disturbance torque in the motor drive system degrades speed control performance in the low speed range. The proposed algorithm estimated both motor speed and disturbance torque. The estimated disturbance torque is used as a feedforward value in output of the speed controller, As a result, it improves the response of load torque in the low speed range(1.9rpm). 본 논문은 축소차원 상태방정식을 사용한 전차원 관측기를 이용하여 저속도 영역에서의 운전 성능 개선방법을 제안하였다. 축소차원 상태방정식을 사용한 전차원 관측기는 간단한 모터속도 및 외란토크 관측기이다. 제안한 알고리즘은 약 1.9[rpm]의 저속도에서 매우 안정적인 결과를 보였다. 모터구동 시스템에서 외란토크는 저속도 영역에서 속도제어 성능을 저하시킨다. 제안한 알고리즘은 모터속도와 외란토크를 모두 추정한다. 추정된 외란 토크는 속도제어기의 출력에 전향보상 값으로 사용되며, 그 결과 저속도 영역(1.9rpm)에서 부하토크 응답특성이 향상된 것을 확인하였다.
원충연,유재성,김진흥,전범수,황선모,Won, Chung-Yuen,Yu, Jae-Sung,Kim, Jin-Hong,Jun, Bum-Su,Hwang, Sun-Mo 한국조명전기설비학회 2004 조명·전기설비학회논문지 Vol.18 No.5
본 논문은 엘리베이터용 표면부착형 영구자석형 동기전동기의 속도제어를 기술하였다. 엘리베이터 전동기는 컴팩트하고 슬립형이 되어야 한다. 제안된 기법은 속도 및 토크제어를 위해 벡터제어 알고리즘을 사용하였으며, 속도제어기와 전류제어기에 windup 현상을 방지하기 위해 Anti-windup 기법을 적용하였다. 이 시스템은 컴팩트하고 저렴하게 설계하기 위하여 고속 32비트 DSP(TMS320C31-50), 고직접 논리소자 FPGA(EPF10K10TI144-3)로 수행되었다. 제안된 기법은 기계실 없는 엘리베이터용 3상 13.3[kW] 표면부착형 동기전동기로 시뮬레이션 및 실험을 통하여 결과를 확인하였다. This paper describes the speed control of the surface-mounted permanent-magent synchronous motors (SMPMSNM) for elevator drive. The elevator motor needs to be a compact and slim type. Essentially, the proposed scheme uses a vector control algorithm for a speed and torque control and Anti-windup technique is adopted to prevent a windup phenomenon. This system is implemented using a high speed 32-bit DSP (TMS320C31-50), a high-integrated logic device FPGA(EPF10K10TI144-3) to design compactly and inexpensively. The proposed scheme is verified by the results through digital simulation and experiments for a three-phase 13.3[kW] SMPMSM as a MRL(MachineRoomLess) elevator motor in the laboratory.
혼합형 디지털 자동 전압 조정 장치를 이용한 선박용 동기발전기의 출력전압제어
박상훈(Sang-Hoon Park),이상석(Sang-Seuk Lee),유재성(Jae-Sung Yu),이수원(Su-Won Lee),원충연(Chung-Yuen Won) 대한전기학회 2009 전기학회논문지 P Vol.58 No.4
In this paper, an exciter current control of a synchronous generator for ships using a compound type digital automatic voltage regulator (DVAR) in order to provide a constant output voltage of the generator is presented. The compound type DAVR is composed of a controller part to adjust output voltage and an power source unit to supply power to the exciter. The controller part, which generates the PWM switching pattern via the PI controller, drives a power MOSFET for bypass to limit the SG’s exciter current. The power source unit part is parallel connected to an output terminal of the generator through a reactor and a power CT. The residual magnetic flux of SG provides exciter current to the exciter through the reactor during the initial running or no load state and load current supplies field current to the exciter through the power CT during loading state. This paper confirmed an experiment to verify the validity of compound type DAVR system for controlling output voltage of synchronous generator.