고전력 동기전동기용 3레벨 인버터를 위한 센서리스 자속 기준 제어 설계

Abstract

차세대 고속 이동수단에 필요한 고전력 전동기에 대한 관 심이 꾸준히 증가하는 추세이다. 본 논문에서는 고전력 동기전 동기(PMSM) 구동에 필요한 전력 인버터의 제어 및 센서리스 제어기법을 적용한 자속 기준 제어(Field-oriented control)를 시뮬레이션을 통해 입증하였다. 고전력에서 인버터 스위치의 전력부담을 줄이기 위해 3-레벨 인버터를 설계하고, 벡터 제어 SVPWM 방식을 적용하였으며 고전력 및 고속 PMSM의 파라 미터에 맞추어 센서리스(sensorles) 제어기를 설계하였다. 센 서리스 제어에는 모델 기준 적응 시스템(MRAS)을 통해 속도 및 위치를 예측하여 모터를 제어하는 방식을 적용하였다. 가속 시 5초간 가가속도 값을 적용하여 필요 토크 및 속도제어를 Matlab/Simulink에서 설계 및 구현하고, 예측속도와 실제 모터 속도는 최대 0.01 rad의 오차를 나타났고, 67초 동안 목표 속도 50 rad/s까지 가속함을 확인하였다.