영구자석 동기전동기를 이용한 고효율 회생 시스템에 대한 연구

Abstract

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.