직접토크제어에 의한 브러시리스 직류전동기의 센서리스 속도제어

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 브러시리스 직류전동기의 센서리스 속도제어 방법에 관해 기술하며 센서리스 속도제어를 위해 직접토크제어 및 전류오차보상법을 사용하였다. 직접토크제어는 토크응답 속도가 빠르고 파라미터 변동에 강인하며 벡터제어 드라이브에 비해 하드웨어가 단순하고 적은 비용으로 시스템을 구성할 수 있다. 그리고 센서리스 속도제어를 위해 전류 오차보상법을 사용하였는데 이 제어법은 실제 전동기 및 수식모델 전동기의 두 고정자 전류가 똑같아 지도록 제어된 전압을 전동기에 인가하여 전동기의 속도를 추정하는 방법이다. 본 논문에서 사용한 제어법은 제어기 구성이 간단하며 PI 제어기도 필요 없는 강인한 제어를 수행할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 속도제어법의 검증을 위해 컴퓨터 모의실험을 실시하였으며 모의실험 결과 저속, 중속 및 고속영역에서의 양호한 속도특성 및 부하특성을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper describes sensorless speed control of brushless DC motors by using direct torque control. Direct torque control offers fast torque response, robust specification of parameter changes, and lower hardware and processing costs compared to vector-controlled drives. In this paper, the current error compensation method is applied to the sensorless speed control of a brushless DC motor. Through this control technique, the controlled stator voltage is applied to the brushless DC motor such that the error between the stator currents in the mathematical model and the actual motor can be forced to decay to zero as time proceeds, and therefore, the motor speed approaches the setting value. This paper discusses the composition of the controller, which can carry out robust speed control without any proportional-integral (PI) controllers. The simulation results show that the control system has good dynamic speed and load responses at wide ranges of speed.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 직접토크제어
• 3. 센서리스 속도제어
• 4. 컴퓨터 모의실험
• 5. 결론
• References

참고문헌 (Reference)

• 1 X. Shen, "Sensorless flux-weakening control of permanent-magnet brushless machines using third harmonic back EMF" 40 (40): 1629-1636, 2004
• 2 T. H. Kim, "Sensorless control of the BLDC motors from near-zero to high speeds" 19 (19): 1635-1645, 2004
• 3 오세진, "Sensorless Speed Control of Induction Motor using Current Compensation" 한국마린엔지니어링학회 27 (27): 503-510, 2003
• 4 N. Matsui, "Sensorless PM brushless DC motor drives" 43 (43): 300-308, 1996
• 5 T. G. Park, "Process fault isolation for linear systems with unknown inputs" 151 (151): 720-726, 2004
• 6 G. J. Su, "Low cost sensorless control of brushless DC motors with improved speed range" 19 : 296-302, 2004
• 7 T. G. Habetler, "Direct torque control of induction machines using space vector modulation" 28 (28): 1045-1053, 1992
• 8 B. Marx, "Design of observers for Takagi-Sugeno descriptor systems with unknown inputs and application to fault diagnosis" 1 (1): 1487-1495, 2007
• 9 Sunghoi Huh, "Design of a Robust Stable Flux Observer for Induction Motors" 대한전기학회 2 (2): 280-285, 2007
• 10 T. G. Park, "Actuator fault estimation with disturbance decoupling" 147 (147): 501-508, 2000
• 11 Q. Jiang, "A new phasedelay-free method to detect back EMF zerocrossing points for sensorless control of spindle motors" 41 (41): 2287-2294, 2005
• 12 Kai Xin, "A New Simple Sensorless Control Method for Switched Reluctance Motor Drives" 대한전기학회 1 (1): 52-57, 2006