유한요소법을 이용한 자기부상용 선형유도기의 운전 특성 분석법

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 유한요소법을 사용하여 자기부상열차용 선형 유도 전동기의 효율적인 운전곡선 도출 방법을 제안한 다. 긴 시간의 동특성 해석을 위해 선형유도기 모델을 선형에서 회전형 타입으로 변환하고, 제어시 필요한 슬립 파라미터를 전자장 해석을 통하여 효과적으로 도출하였다. 견인용 선형유도전동기는 인버터에 의해 저속의 정토크 영역에서는 전압/주 파수 (V/f) 일정제어를 수행하고, 고속에서의 정출력 영역에서는 전압을 고정시키고 주파수를 증가시키면서 제어한다. 따라 서 논문에서는 정토크 및 정출력 영역의 운전 특성을 도출하기 위해 각 구간에서 일정한 스텝으로 슬립특성 곡선을 도출하고, 차량의 운전 상태에 따른 슬립 및 주파수를 특성곡선의 보간법에 의해 결정한다. 본 방법을 이용하면 차량의 임의의 부하상 태에 따라 최적의 운전 지령을 제시할 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper proposes a novel analysis method on the driving performance of LIM (linear induction motor) by FEM (finite element method). First, a linear model was converted with a rotation model to perform the dynamic analysis for a long time. Through the FEM model, the slip parameter for the control algorithm could be induced effectively. The LIM for the traction system was performed at a constant V/f in the region of constant torque, and a constant V and variable f in the region of constant power. Several slip characteristic curves according to the voltage and frequency were calculated by FEM in advance. The driving performance was then induced by interpolating the slip characteristic curves according to the load of the vehicle.

참고문헌 (Reference)

1 이관우, "운전 중인 상태에 있는 22kV 전송선로 케이블의 열화 과정해석에 대한 연구" 한국인터넷방송통신학회 13 (13): 127-133, 2013

2 신범식, "안전성을 고려한 모델 기반 제어기 설계" 한국인터넷방송통신학회 13 (13): 9-14, 2013

3 D. Hall, "Transient Electromechanical Modeling for Short Secondary Linear Induction Machines" Institute of Electrical & Electronics Engineers (IEEE) 23 (23): 789-795, 2008

4 Zhang Qingjie, "Scheme design of high performance converting control of linear induction motor used for electromagnetic launch" 1-4, 2012

5 Zurong Zhang, "Peak thrust operation of linear induction machines from parameter identification" 375-379, 1995

6 A.A. Pourmoosa, "Equivalent circuit of Linear Induction Motor based on coupled-circuit model and optimization design using Imperialist Competitive Algorithm" 349-354, 2013

7 Wei Xu, "Equivalent Circuits for Single-Sided Linear Induction Motors" Institute of Electrical & Electronics Engineers (IEEE) 46 (46): 2410-2423, 2010

8 Jan Jamali, "End effect in linear induction and rotating electrical machines" Institute of Electrical & Electronics Engineers (IEEE) 18 (18): 440-447, 2003

9 Junfei Han, "Dynamic characteristics study of single-sided linear induction motor with finite element method" 439-444, 2008

10 Jia Zhao, "Design of HTS Linear Induction Motor using GA and the Finite Element Method" 527-531, 2010

11 남두희, "Barrier Free 보행안전시설 계획" 한국인터넷방송통신학회 13 (13): 217-223, 2013