In this paper, a high - efficiency regenerative system using a permanent magnet synchronous motor is studied to improve the traveling distance of an electric car or a hybrid vehicle. Regenerative braking is performed by using a Six-step commutation braking control method or a Field Oriented Control method. In this study, we tried to recover the maximum power by generating an appropriate current reference according to the speed using the Field Oriented Control method. Existing studies for high-efficiency regenerative braking have been studied in the constant torque region. In this study, we propose the optimal current reference generation method in the whole region of the motor by extending to the flux weakening region.
In this case, the generated current command is determined by the internal parameters of the motor. Instead of using the modeled parameters for control purposes, the motor parameters varying in real time using the disturbance observer are estimated, and the estimated current parameters are substituted into the current command generation function, Braking was performed. Such an electric motor parameter estimation method can diagnose the fault of the electric motor because the parameter which varies in real time can be known.
The proposed system is simulated by using MatLab and Simulink. Experiments have been carried out using 400W permanent magnet synchronous motor for actual performance verification.
본 논문에서는 전기자동차 또는 하이브리드 자동차의 주행거리 향상을 위해 영구자석 동기전동기를 이용한 고효율 회생 시스템에 대하여 연구를 진행하였다. 회생제동은 6 단계 정류 제동 제어 방법 또는 자속기준 제어 기법을 이용하여 수행 되어 질수 있는데 본 연구에서는 자속 기준 제어 기법을 이용해 속도에 따라 적절한 전류 지령을 생성해주어 최대의 파워를 회수하고자 한다. 기존의 고효율 회생 연구들은 정토크 영역에서만 연구 되었는데, 본 연구에서는 약자속 영역까지 확장하여 전동기 전영역에서 고효율 회생을 하기 위한 최적의 전류 지령 생성법을 제안하고자 한다.
이때 생성되는 전류 지령의 경우 전동기 내부 파라미터에 의해 결정되는데 제어 목적으로 모델링된 노미널 파라미터를 사용하는 것이 아니라 외란 관측기를 이용해 실시간으로 가변하는 전동기 파라미터를 추정하고 이를 다시 전류 지령 생성함수에 대입하여 고효율 회생제동을 수행하고자 하였다. 이와 같은 전동기 파라미터 추정방법은 실시간으로 가변하는 파라미터를 알수 있기 때문에 전동기의 고장진단 또한 가능하다. 제안된 시스템은 메틀랩과 시뮬링크를 통해 시뮬레이션 되었고 실제 성능 검증을 위해 400W 영구자석 동기전동기를 이용해 실험이 수행되었다.
