부하 전류 변화에 따른 인덕턴스 변동을 고려한 센서리스 구동용 매입자석 동기전동기(IPMSM)설계

Abstract

본 논문에서는 센서리스 구동용 영구자석 매입형 동기전동기(IPMSM)의 설계를 제안하였다. 센서리스 구동 시 영속 또는 저속에서는 역기전력이 매우 작기 때문에 인덕턴스에 기반한 초기 회전자 위치 추정을 한다. IPMSM은 역돌극성을 갖는 전동기로서 d축에서 인덕턴스가 최소인 특성을 갖는다. 하지만 부하 전류에 따라 자기포화가 발생하여 자기적 중성점이 이동한다면 인덕턴스의 최소 지점이 바뀌는 경우가 발생한다. 이는 인덕턴스에 기반을 둔 센서리스 제어 시 초기 회전자 위치 추정의 오류의 원인이 된다. 본 논문에서는 부하 변동에 따른 인덕턴스 위상각 변화를 줄이는 설계 방법을 제안한다. 유한 요소해석(FEA)을 통해 인덕턴스 Profile을 산출하여 제안된 방법의 타당성을 검증하였다.