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다상 영구자석 동기 전동기의 자기 및 상호 인덕턴스 계산

한국자기학회지, Volume 27, Number 1, 28 Feb 2017, Pages 9-17
이치우 * (부산대학교 전기컴퓨터공학부)
Abstract

다상 전동기는 기존의 3상 전동기와 비교하여 높은 신뢰성과 성능의 이점 때문에 고 신뢰성을 요하는 전장과 특수기기 분야에서 많은 관심을 갖고 있다. 본 연구에서는 다상 전동기들 중 5상 영구자석 동기 전동기를 이용하여 전동기 제어의 주요 변수인 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스를 수식을 통한 추정 방법을 다룬다. 최근 대부분의 고효율 구동 전동기들은 FOC(Field Orinted Control)와 DTC(Direct Torque Control) 제어를 이용하므로 전압 방정식에서 가장 중요한 인덕턴스를 정확하게 추정하는 것이 중
요하다. 인덕턴스를 수식적으로 계산하기 위해서 본 연구에서는 WFT(Winding Function Theory)를 적용하였다. 계산된 인덕턴스의 결과 값의 타당성 유무를 확인하기 위하여 유한요소해석과 비교 하였으며 약 3 %의 편차를 가지는 것을 확인하였다. 최종적으로 WFT를 이용하여 계산된 인덕턴스를 FOC와 DTC 제어에 필요한 값인 d축과 q축 인덕턴스로 변환하는 과정을 소개한다.

A multi-phase electric machine has gained distinct interest due to its high reliability compared to a three-phase structure, and in this paper, self and mutual inductances in a five-phase permanent magnet synchronous machine (PMSM) are estimated by an analytical method. Recently, most of high-performance operations are implemented by field oriented control and/or direct torque control, and
inductance for those controls is one of the key parameters in the voltage equation of phase windings. Winding function theory (WFT) is employed to calculate the inductance of phase windings, and it is verified that the result of the analytical method has a deviation of approximately 3% compared to finite element analysis. Finally, in this paper, the way to obtain direct and quadrature inductance values are introduced from the analytical inductance calculated by WFT.

 

Keywords: 다상; 영구자석 동기 전동기; 인덕턴스; winding function theory; multi-phase; permanent magnet synchronous motor; inductance; winding function theory
DOI: https://doi.org/10.4283/JKMS.2017.27.1.009