Permanent-magnet synchronous motor is attracting attention as one of the most suitable motors for various industries because it not only has high power density, but it can be used semi-permanently and has low torque ripple. The permanent-magnet synchronous motor has a constant torque region and a constant power region operation called flux-weakening region. In this paper, current reference generator is suggested to improve performance of the motor and to be robust to changes in operation environment in flux-weakening region.
Conventional methods on the generation of a current reference in flux-weakening region have feed-forward and feed-back method. Among the conventional flux-weakening control, voltage feed-back is robust to change in the operating environment, but has a disadvantage in that the performance under transient state is poor. In this paper, we propose a current reference generator which improves the voltage feed-back method to overcome the problem under transient state. The conventional voltage feed-back method does not secure the voltage margin quickly in the transient state, which cause performance degradation. Simulation results show that the proposed method can secure the voltage margin quickly and improve the performance in the transient response state.
In order to verify the proposed method experimentally, the test bench for permanent magnet synchronous motor operation has been made. Experimental results show that the proposed method can improve performance of permanent synchronous motors in flux-weakening region.
영구 자석 동기 전동기는 출력 밀도가 높을 뿐만 아니라 반영구적으로 사용할 수 있고 토크 리플이 낮기 때문에 다양한 산업 분야에 가장 적합한 모터 중 하나로 주목 받고 있다. 영구 자석 동기 모터는 정토크 영역과 약자속 영역이라고 불리는 정출력 영역을 갖는다. 본 논문에서는 약자속 영역에서의 모터의 성능을 향상시키고 운전 환경 변화에 로버스트한 전류 지령 선택법를 제안한다.
약자속 영역에서 전류 지령을 생성하는 기존의 방법은 피드 포워드 및 피드 백 방법을 사용한다. 기존의 약자속 제어 방법 중 대표적인 전압 피드백은 동작 환경의 변화에 로버스트하지만 과도 상태에서의 성능이 떨어지는 단점이있다. 본 논문에서는 과도 상태에서의 성능을 향상시키기 위한 전류 지령 생성법을 제안한다. 기존의 전압 피드백 방식은 과도 상태에서 전압 마진을 신속하게 확보하지 못하기 때문에 성능이 저하된다. 시뮬레이션 결과는 제안 된 방법이 전압 마진을 신속하게 확보하고 과도 응답 상태에서 성능을 향상시킬 수 있음을 보여준다.
제안 된 방법을 실험적으로 검증하기 위하여 영구 자석 동기 전동기의 실험 세트를 제작 하였다. 실험 결과는 제안 된 방법이 자속 약화 영역에서 영구 동기 모터의 성능을 향상시킬 수 있음을 보여준다.
