자화 인덕턴스 보상구조를 가지는 속도센서없는 벡터 제어시스템

초록

유도전동기의 벡터제어구조는 고성능 적용에 있어서 우수한 성능으로 주목을 받아왔다. 우수한 벡터제어의 성능은 순시적인 회전자자속의 위치와 크기의 정확한 정보에 의존하며 이것은 유도전동기의 파라메타에 대한 우선적인 지식을 요구한다. 그러나, 유도전동기는 온도변화에 따른 저항값과 주자속 포화에 따른 자화인덕턴스의 변화를 수반한다. 이와같은 변동은 실제 전동기와 제어기모델의 파라메타 불일치로 자속과 토크의 비간섭제어를 확보하지못하여 제어 시스템의 성능 저하를 초래한다. 특히 주자속 포화의 경우 실제 전동기 설계시 자화곡선의 선형적인 뿐만아니라 비선형적인 부분까지 포함될 수밖에 없으므로 포화에 따른 자화인덕턴스의 변동은 어느정도 필연적이다. 따라서, 유도전동기의 고성능, 고정도 벡터제어를 행하기 위해서는 파라메타변동을 고려한 제어구조가 필수적이다. 본 논문에서는 중요한 파라메타 변동의 원인 중 하나인 자속포화에 따른 자화인덕턴스의 변동을 유도전동기 전류모델에 근거하여 추정된 회전자 자속을 이용한 무효전력량을 관측함으로써 보상해주는 방법을 제시한다. 또한, 무효전력량을 이용하여 보상된 자화인덕턴스가 포함된 전압모델에 근거하여계산된 토크분 전류와 지령된 토크분 전류와의 에러를 이용한 속도센서없는 벡터제어구조를 행한다.