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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.
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전류 제어형 PWM 인버어터에 의해 구동되는 유도전동기 서어보 운전시스템의 고성능 제어에 관한 연구
元忠淵,金泰勳 成均館大學校 科學技術硏究所 1989 論文集 Vol.40 No.1
In this paper, the vector control or the field oriented control system of current controlled PWM inverter fed induction motor servo drive system is proposed to obtain good dynamic response. The good dynamic response, however, depends on the controllability of the stator current. In this paper, an optimum current control strategy is proposed, which provides better dynamic response for current control. In order to realize this aim, the authors are adopted the current controlled PWM inverter with hysteresis controller. The controller produces a PWM Voltage waveform based on a comparison of the actual phase currents with a reference current. The time optimal controller is used as a outer loop of the vector control loop to regulate position and/or speed of induction motor. A simple set of switching trajectory is easily obtained by solving a second order state equation. The validity of the optimal control strategy is verified by digital simulation.
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원충연,장수진,이태원,이병국,김수석,Won, Chung-Yuen,Jang, Su-Jin,Lee, Tae-Won,Lee, Byoung-Kuk,Kim, Soo-Suck 한국조명전기설비학회 2006 조명·전기설비학회논문지 Vol.20 No.5
양방향 컨버터는 연료전지 발전 시스템의 인버터 dc link와 저전압 배터리를 연결시켜 준다. 방전 모드(boost)에서는 저전압(battery: 48[V])측에서 고전압(dc link: 380[V])측으로, 충전 모드(buck)에서는 저전압측 배터리로 전력이 전달된다. 본 논문에서는 방전모드 시 MOSFET으로 구성된 1.5[kW] 능동 클램프 전류원 풀 브리지 컨버터가 동작하고 배터리 충전 시 IGBT로 구성된 전압원 하프 브리지 컨버터가 동작한다. The bi-directional converter interfaces the low voltage battery to the inverter do link of FC generation system. When power flows from the low voltage side(battery: 48[V]) to the high voltage side(dc link: 380[V]), the circuit works in discharge mode (boost) to power the high voltage side load; otherwise, it works in charge mode (buck) to charge the low voltage side battery. In this paper, the 1.5[kW] active clamp current-fed full bridge converter employing MOSFETs is operated to discharge the battery whereas a voltage-fed half bridge converter employing IGBTs is operated to charge the battery.
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2 Hall-ICs를 이용한 Slotless PM Brushless DC Motor의 정밀속도제어를 위한 PLL 제어방식
원충연,윤용호,이승준,김영란,최유영 전력전자학회 2005 전력전자학회 논문지 Vol.10 No.2
The high performance drives of the slotless Permanent Magnet Brushless DC(PM BLDC) motor can be achieved by the current control, where the currents flow according to the rotor position and the current phase is suitably controlled according to the operational condition. Rotor position information can be provided by Hall-IC or sensorless algorithm. So, the Hall-ICs are set up in this motor to detect the main flux from the rotor. Instead of using three Hall-ICs and encoder, this paper uses only two Hall-ICs for the permanent magnet rotor position and the speed feedback signals, and uses a micro-controller of 16-bit type (80C196KC). Also because of low resolution obtained by using Hall-IC even low-cost and simple structure, to improve the wide range of speed response characteristic more exactly, we propose the rotor position signal synthesizer using PLL circuit based on two Hall-ICs. 최근 각종 산업기기 및 자동화기기에는 회전자가 영구자석으로 구성된 브러시리스 전동기의 사용이 증가하고 있다. 그러나 회전자가 영구자석으로 이루어진 BLDC전동기의 경우 회전자 위치 판별 센서는 필수 요소이다. PM BLDC 전동기의 속도제어를 수행함에 있어 기존의 엔코더와 Hall-IC 3개를 이용하지 않고, 2개의 Hall-IC로 3상 motor의 나머지 한상의 Hall-IC 신호를 추정하였다. 또한 사용된 PM BLDC motor는 고속속도를 가지는 특성을 가지고 있지만 Hall-IC를 이용하여 속도제어를 하기 때문에 속도의 오차 량이 상당히 크다는 단점을 가지고 있다. 따라서 이러한 단점을 개선하기 위해 저가의 PLL회로를 적용하였다. 또한 실험을 통하여 그 타당성을 검증하였다.
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원충연,장수진,김용기,방효진,송상훈,안규복,Won, Chung-Yuen,Jang, Su-Jin,Kim, Yong-Ki,Bang, Hyo-Jin,Song, Sang-Hun,Ahn, Kyu-Bok 한국조명전기설비학회 2004 조명·전기설비학회논문지 Vol.18 No.5
본 논문에서는 전철시스템의 변전소에서 직류모선에 발생하는 잉여분의 직류전력을 교류전원 측으로 회생시킬 수 있는 직류전력 회생시스템을 제안한다. 제안된 직류 전철용 회생인버터 시스템은 인버터와 능동전력필터로 사용할 수 있다. 회생인버터 모드에서는 전철의 감속에 의해 회생되는 에너지를 재사용 할 수 있으며, 능동전력필터 모드에서는 변전소의 정류기에 의해 발생되는 고조파 왜곡을 보상하기 위해 사용할 수 있다. 전력용량과 스위칭 손실을 고려하여 시스템은 3상 PWM 인버터를 기반으로 설계되며 병렬인버터, 출력변압기와LCL필터로 구성된다. This paper proposes a dc power regenerating systems, which can generate the excessive dc power from dc bus line to ac supply in substations for traction system The proposed regeneration inverter system for dc traction can be used as both an inverter and an active power filter(APF). As an regeneration inverter mode, it can recycle regenerative energy caused by decelerating tractions and as an active power filter mode, it can compensate for harmonic distortion produced by the rectifier substation. From the viewpoint of both power capacity and switching losses, the system is designed on the basis of three phase PWM inverters and composed of parallel inverters, output transformers, and an LCL filter.
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마이크로프로세서에 의해 제어되는 연료전지용 전력변환 회로 설계
원충연,장수진,이원철,이태원,김수석,Won, Chung-Yuen,Jang, Su-Jin,Lee, Won-Chul,Lee, Tae-Won,Kim, Soo-Seok 한국조명전기설비학회 2004 조명·전기설비학회논문지 Vol.18 No.5
Recently, a fuel cell is remarkable for new generation system. The fuel cell is characterized by low voltage and high current. Therefor, for connecting to general load, it needs both a step up converter and an inverter. The proposed system consists of an isolated DC-DC converter to boost the fuel cell voltage to 380[Vdc] and a PWM inverter with LC filter to convert the dc voltage to single phase 220[Vac]. Also, bi-directional DC-DC converter for fuel cell generation system is composed to improve load response characteristic. In this paper, full bridge converter and the single phase inverter are designed and installed for fuel cell. Simulation and experiment verify that fuel cell generation system could be applied for the distributed generation. 최근, 연료전지는 새로운 발전시스템으로 주목받고 있다. 연료전지는 저전압/대전류의 전기적 특성을 가진다. 그러므로 일반 상용부하에 적용하기 위해서는 승압용 컨버터와 인버터가 필요하다. 제안된 시스템은 연료전지의 전압을 380[Vdc]로 승압하기 위한 절연형 DC-DC 컨버터와 단상 220[Vac]로 변환하기 위한 LC 필터를 가진 PWM 인버터로 구성된다. 또한, 연료전지 발전시스템용 양방향 DC-DC 컨버터는 부하 응답 특성을 개선시키기 위하여 구성하였다. 본 논문에서는 풀 브리지 컨버터와 단상 인버터를 설계하고 제작하였으며, 시뮬레이션과 실험을 통해 연료전지 발전 시스템이 분산전원에 적용이 가능함을 보여준다.
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