AJOU Central Library Repository: 철도차량용 매입형 영구자석 동기 전동기의 넓은 속도 영역에서 센서리스 제어에 관한 연구

Graduate School of Ajou University Department of Electronic Engineering 3. Theses(Master)

철도차량용 매입형 영구자석 동기 전동기의 넓은 속도 영역에서 센서리스 제어에 관한 연구

Abstract: 본 논문에서는 철도차량용 매입형 영구자석 동기 전동기의 넓은 속도 영역에서 센서리스 제어를 제안한다. 저속 영역에서는 회전중인 전동기에 연속적인 고주파 신호를 주입하고 측정 좌표계를 이용한 신호처리방법으로 회전자 위치 정보를 추출한다. 중고속 영역에서의 회전자 위치 정보는 확장형 역기전력 모델(Extended Back Electro-Motive-Force, EEMF)의 외란 관측기를 이용한다. 기존에 넓은 속도 범위에서 두 속도 영역 간의 전환 알고리즘은 센서리스 운전을 위해 특정 속도에서 이루어졌다. 그러나, 이 전환 알고리즘은 IPMSM의 부하 상태나 파라미터 변동으로 인해 전환 지점이 변동될 수 있고, 또한 속도 오버슈트가 발생할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 두 속도 영역 간의 안정적인 전환을 위해 새롭고 간단한 가중 함수를 제안한다. 제안된 전환 알고리즘은 실험을 통해 그 효용성을 검증하였다.

Alternative Abstract: This paper presents the sensorless control of interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) for the wide-speed-range operation of railway traction motors. For the low speed range, a continuous high frequency signal injection is applied to the motor to extract the rotor position by the signal processing method using the measure axis. For the middle and high speed range, the rotor position is estimated by using the disturbance observer based on the extended back electro-motive-force (EEMF) model. The previous transition algorithm between two speed ranges is carried out at a specific operation point for the wide-speed-range operation. Such transition algorithm, however, could change the speed transition point due to the parameter variations of IPMSM and occur the speed overshoot during the load changes. Therefore, this paper proposes a new and simple weighting function for the stable transition operation between two speed ranges. The experiments are carried out to show the effectiveness of the proposed algorithm.

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