영구자석 및 BLDC 모터 구동에서의 제어·센서리스·고장대응 연구

Control, Sensorless, and Fault-Tolerant Research for PMSM/BLDC Motor Drives

연구 내용

SPMSM·BLDC 모터 구동에서 PI 자동 튜닝과 공통모드 전압 저감, 상태관측기 기반 센서리스 제어 및 이중 3상 중복 제어를 구현하여 과도응답과 안정 운전을 개선하는 연구

영구자석 동기계와 BLDC 구동에서 발생하는 과도응답, 공통모드 전압, 센서 의존성과 고장 시 운전 지속성은 시스템 성능에 직접적인 영향을 줍니다. 본 연구는 시간영역 응답 지표를 활용한 PI 게인 자동 튜닝으로 과도 성능을 목표 범위에 수렴시키고, 다상 인버터의 변조 지수와 인터리브 각을 이용해 공통모드 전압 평균을 저감하는 제어를 구성합니다. 또한 상태관측기 기반 센서리스 제어와 센서 이상 시 대체 운전 알고리즘을 통합하여 위험 상황에서도 안정적인 전류·속도 제어가 가능하도록 연구를 수행합니다.

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연구 흐름

초기에는 PMSM·BLDC 구동의 제어 파라미터를 모터 파라미터 기반 근사식으로 설정하고, 시간영역 성능 지표를 기반으로 반복 보정하는 자동 튜닝 구조를 확립합니다. 이후 다상 인버터의 동작 자유도를 활용하여 공통모드 전압 생성 특성을 정리하고, 변조 지수에 따른 최적 인터리브 각 도출로 EMI 저감을 목표로 합니다. 이어서 델타 권선 BLDC에서 상태관측기 기반 센서리스 제어를 적용하고, 센서 오류가 발생하는 안전 요구 환경에서는 이중 3상 IPMSM의 중복 구조와 IF(전류-주파수) 센서리스 기반 비상 운전 절차로 확장합니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

EV 전동기 속도제어 알고리즘
PMSM 과도응답 제어 튜닝 자동화
BLDC 공통모드 전압 저감 제어
상태관측기 기반 센서리스 속도 추정
센서 고장 비상 운전 로직
이중 3상 중복 구동 전략
인버터 변조에 따른 EMI 저감
고신뢰 모터 구동 시스템 설계
하드웨어 실험 기반 제어 검증
다상 인버터 제어 파라미터 최적화