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모터 구동 장치의 가청 스위칭 소음 저감을 위한 2상 및 3상 랜덤 펄스 위치 PWM기법의 성능 비교
위석오,정영국,나석환,임영철 전력전자학회 2002 전력전자학회 논문지 Vol.7 No.3
In this paper, a comparative study on the performance of two-phase and three-phase randomized pulse position PWM scheme for mitigation of audible switching acoustic noise in motor drives is done. In the randomized pulse position PWM, each of two-phase or three-phase PWM pulses is located randomly in each switching interval. Simulation and experimental efforts were executed to investigate the spread effects of power spectra of inverter output voltage, waveforms of ripple current and audible switching acoustic noise. As results, two-phase RPWM scheme is more effective from the viewpoint of switching loss and ease of implementation while the three-phase RPWM scheme is more effective from the viewpoint of the spread effects of power spectra. Also, from the view point of the audible switching acoustic noise in motor drives, two-phase and three-phase RPWM schemes are nearly the same. 본 연구에서는 모터 구동 장치로부터 발생되는 가청 스위칭 소음을 저감하기 위한 2상 및 3상 랜덤 펄스 위치 PWM기법의 성능을 비교하고 있다. 랜덤 펄스 위치 PWM기법은 2상 또는 3상 펄스들을 변조 구간내의 임의의 위치에 랜덤하게 배치하고 인버터 스위칭에 의하여 고조파의 스펙트럼을 광역화하는 RPWM기법이다. 시뮬레이션과 실험에 의하여 인버터 출력 전압의 고조파 스펙트럼과 맥동 전류 파형 그리고 모터의 가청 스위칭 소음의 저감 효과를 비교 검토하였다. 스위칭 손실 및 연산시간 그리고 구현의 용이성에서 3상 RPWM보다는 2상 RPWM이 양호하며, 고조파의 광대역화 측면에서는 3상 RPWM이 보다 좋은 성능을 지니고 있음을 알 수 있었다. 또한 가청 스위칭 소음저감은 2상 RPWM과 3상 RPWM이 거의 유사한 성능을 갖고 있음이 확인되었다.
魏昔吾,鄭榮國,羅碩煥,任永徹 전력전자학회 2002 전력전자학회 논문지 Vol.7 No.2
In this paper, a new two-phase space vector RPWM(Random PWM) is proposed. In the proposed RPWM, each of two-phase PWM pulses is located randomly in each switching interval. Based on the space vector modulation technique, the duty ratio of the pulses is calculated. Along with the randomization of the PWM pulses, we can obtain the effects of spread spectra of inverter output voltage, d.c link current and audible switching acoustic noise as in the case of randomly changed switching frequency. To verify the validity of the proposed two-phase RPWM scheme, the experiment based on the C167 micro-controller was executed. The performance of the proposed scheme was compared with traditional PWM schemes experimentally. 본 연구에서는 각 상의 PWM 펄스를 개별적으로 랜덤하게 위치시킬 수 있는 새로운 2상 공간벡터 RPWM (Random PWM) 기법을 제안하고 있다. 제안된 방식은 각 2상 펄스들을 변조 구간 내에서 임의의 위치에 랜덤하게 배치하고 이를 기준으로 한 인버터 스위칭에 의해 고조파의 스펙트럼을 광대역화 하는 RPWM 기법이다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위하여, 16비트 고성능 마이크로 콘트롤러 C167 기반의 실험을 수행하였다. 제안된 2상 RPWM에 의한 인버터 출력 선간 전압과 직류 링크 전류의 고조파 스펙트럼 및 모터의 가청 스위칭 소음 저감효과를 종전의 방식과 비교 검토하였으며, 제안된 방법의 우수성을 입증할 수 있었다.