5상 유도전동기 구동을 위한 수정된 직접 토크제어 시스템 (The Modified Direct Torque Control System for Five-Phase Induction Motor Drives)

서지정보

· 발행기관 : 한국조명.전기설비학회
· 수록지 정보 : 조명.전기설비학회논문지 / 23권 / 2호 / 138 ~ 147페이지
· 저자명 : 김민회, 김남훈, 백원식

초록

본 논문에서는 5상 농형유도전동기(Five-phase squirrel-cage induction motor)의 수정된 직접 토크제어(Direct torque control, DTC) 시스템을 제안한다. 5상 유도전동기 구동은 추가적인 자유도로 인하여 개선된 특성이 얻어 짐과 동시에 일반적인 3상 유도전동기에 비해 토크의 맥동이 감소하며, 신뢰성 증가와 같은 장점을 가진다. 5상 유도전동기의 직접 토크제어는 인버터 구동시스템이 기존의 3상 인버터가 8개의 공간전압 벡터를 가지고 있는 것에 비해서 32개의 공간전압 벡터를 제공하기 때문에 여러 가지 장점이 있다. 그러나 5상 전동기의 경우는 제3 공간 고조파 성분으로 인하여 구조적인 단점을 가지고 있어 고조파 성분의 전류제어가 요구된다. 따라서 이 논문에서는 5상 유도전동기의 특성을 개선하기 위하여 제3 고조파 전류성분을 제어할 수 있는 수정된 직접 토크제어 시스템을 제시한다. 전통적인 5상 유도전동기의 직접 토크제어와 제안된 직접 토크제어 시스템의 운전특성을 검증하기 위하여, 디지털 제어기로 32[bit] 고정소수점 DSP인 TMS320F2812를 사용하여 2.2[kW] 5상 유도전동기의 속도제어 시스템을 구성하여 동특성을 관찰한 결과 우수한 특성이 얻어짐을 확인하였다.

영어초록

In this paper, improved direct torque control(DTC) system for five-phase squirrel-cage induction motor(IM) is proposed. Due to the additional degrees of freedom, five-phase IM drives present unique characteristics. Also five-phase motor drives possess many other advantages compared with the traditional three-phase motor drive system, such as reducing an amplitude of torque pulsation and increasing the reliability. The DTC method is advantageous when it is applied to the five-phase IM, because the five-phase inverter provides 32 space vectors in comparison to 8 space voltage vectors into the three-phase inverter. However, five-phase motor has structural drawback of 3rd space-harmonics current component, it is necessary to controlled 3rd harmonic current. So to control 3rd harmonic current and enhance dynamic characteristics of five-phase squirrel-cage IM drive, modified DTC method should be demanded. The characteristics and dynamic performance of traditional five-phase DTC are analyzed and new DTC for five-phase IM is presented. A more precise flux and torque control algorithm for the drives can be suggested and explained. For presenting the superior performance of the proposed direct torque control, experimental results are presented using a 32-[bit] fixed point TMS320F2812 digital signal processor with 2.2[kW] induction motor.

참고자료

· 없음