32-33 2025 [춘계학술대회]
| 제목 | 이중 3상 동기전동기의 속도 제어 전략에 관한 연구 |
|---|---|
| 분야 | 모빌리티 동력 및 구동시스템 |
| 언어 | Korean |
| 저자 | 신도영(국민대학교), 김철민(국민대학교), 이예찬(국민대학교), 이근호(국민대학교) |
| Key Words | Dual Three-Phase Permanent Machine, Speed Control |
| 초록 |
전기 추진 기반의 항공기 시스템은 고신뢰성, 고효율, 고정밀 제어를 요구하며, 이에 따라 모터 구동 시스템의 구조적 및 제어적 진화가 필수적으로 수반되고 있다. 특히 항공기 내에서는 단일 고정자 권선을 갖는 3상 동기 전동기보다, 이중 3상 동기 전동기(Dual Three-Phase Synchronous Motor)가 고장 허용성(fault tolerance) 및 다중성(redundancy) 측면에서 유리하여 주요 구성요소로 주목받고 있다. 이중 3상 구조는 하나의 회전자와 두 개의 전기적으로 독립된 3상 고정자 권선을 포함하며, 각 권선에 독립된 인버터를 적용함으로써 한 쪽 권선 또는 인버터의 결함 발생 시에도 부분 운전을 유지할 수 있는 이점이 있다. 본 연구에서는 0°전기각 간격으로 배치된 동위상 구조의 이중 3상 동기 전동기를 대상으로, 이중 인버터 기반의 속도 제어 기법을 제안한다. 그러나 각 인버터가 독립적으로 속도계산을 수행하는 경우, 계산 과정에서 발생하는 미세한 속도 리플 차이로 인해 두 인버터 간의 토크 출력 불균형이 유발될 수 있으며, 이는 전체 시스템의 제어 안정성을 저하시킬 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 두 인버터의 속도 지령치를 비교 및 동기화하여, 동일한 속도 기준과 전류 지령을 사용함으로써 제어 일관성을 -확보하는 방법을 도입하였다. 제안된 제어 기법은 각 권선군에 독립적인 전류 제어 루프를 유지하면서도, 상위 속도 제어 계층에서 지령을 일치시킴으로써 출력 균형과 제어 성능을 동시에 만족시킨다. 이는 항공기 응용에 요구되는 높은 신뢰성과 안정적 동작 조건을 충족시키는 동시에, 이중 3상 구조의 실질적인 장점을 제어 측면에서 극대화할 수 있는 기반이 된다. 이 논문은 산업통상자원부가 지원한‘이종기술융합형’으로 지원을 받아 수행된 연구 결과입니다. [과제명: 통합형 전기엔진 탑재용 가변형 동기 PWM 기법을 적용한 전류 전고조파 왜율 3% 이하 제어부 개발 / 과제고유번호: 2410002454] |
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