황선환 연구실
경남대학교 전기공학과
황선환 교수
인버터 고장진단
다상 PMSM 구동
dq축 전류제어
황선환 교수 연구실
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황선환 연구실
경남대학교 전기공학과 황선환 교수
황선환 연구실은 전력변환장치의 전동기 구동 제어와 인버터 신뢰성 진단을 핵심 기술로 수행합니다. SRF-PLL 기반 계통 동기화에서 오프셋 오차가 측정 및 제어에 미치는 영향을 보정하는 알고리즘을 연구하고, 단상 영구자석 동기전동기에 대해 SOGI와 all-pass filter를 활용한 가상 dq축 전류 생성 및 센서리스 각속도 오차에 따른 전류제어 특성을 분석합니다. 또한 다상 PMSM 구동에서 인버터 스위치 개방 고장을 직류단 전류 기반 신호처리와 신호 주입 방식으로 검출하는 기법을 개발합니다. 배전 자동화 분야에서는 FRTU를 활용한 가상 HILS 시스템으로 실시간 기능검증을 수행합니다.
인버터 고장진단다상 PMSM 구동dq축 전류제어SRF-PLLSOGI 기반 신호처리
대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
다상 전동기 인버터 고장검출 및 신뢰성 향상 제어 연구
Fault Detection and Reliability Enhancement Control for Multi-phase Motor Inverter Systems
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다상 전동기 인버터 고장검출 및 신뢰성 향상 제어 연구
Fault Detection and Reliability Enhancement Control for Multi-phase Motor Inverter Systems
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전력변환 제어를 위한 동기화·전류제어 알고리즘 연구
Synchronization and Current Control Algorithms for Power Conversion Systems
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배전 자동화를 위한 가상 HILS 실시간 검증 연구
Real-time Verification for Distribution Automation Using Virtual HILS
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
5개년 연도별 논문 게재 수
8총합
5개년 연도별 피인용 수
2총합
주요 논문
5
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2025A Study of Switch Open Fault Detection Method of Asymmetric Six-Phase PMSM Using DC-Link Current
Jin-Jae Shin, So-Young Jun, Seon-Hwan Hwang
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
본 논문에서는 비대칭 6상 PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor) 구동 시스템에서 인버터 스위치 개방 고장 시의 토크 방정식과 전류 특성을 분석하고, 이를 기반으로 직류단 전류 특성을 활용한 스위치 개방 고장 검출기법을 제안하였다. 기존의 전압 감지 센서를 활용한 하드웨어 기반 스위치 개방 고장 검출 방식은 추가적인 전압 센서 및 절연 회로 구성이 필요하다는 단점이 있다. 이에 반해 본 논문에서 제안된 스위치 개방 고장 검출 기법은 인버터의 스위치 개방 고장 발생 시 직류단 전류에 맥동이 발생하는 현상을 통해 개방 고장 발생 여부를 판단하고, 상전류의 반주기 소멸 현상을 통해 개방 고장 발생 위치를 식별한다. 제안된 스위치 개방 고장 검출 기법은 기존 전압 감지 센서 기반의 스위치 개방 고장 검출 방식과 달리, 추가적인 하드웨어 구성이 없어도 스위치 개방 고장 검출이 가능하다. 제안된 스위치 개방 고장 검출 알고리즘은 실험을 통해 유효성을 검증하였다.
https://doi.org/10.5762/kais.2025.26.1.860
Link (geometry)
Current (fluid)
Control theory (sociology)
Fault (geology)
Phase (matter)
Computer science
Fault detection and isolation
Topology (electrical circuits)
Physics
Electrical engineering
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2025Paper Switch Open Fault Detection of Dual 3-phase Inverter Based on DC Signal Injection
Taegyun Kwon, Jin-Chan Baek, So-Young Jun, Seon-Hwan Hwang
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
본 논문은 듀얼 3상 인버터의 스위치 개방에 따른 운전 특성을 분석하고, 고정자 전압 지령에 직류 신호를 주입하여 고장을 검출하는 기법을 제안하였다. 3상 모터 기반의 다상 모터 구동 시스템은 고출력, 고효율, 고신뢰성을 요구하는 항공 및 방위 산업 등 다양한 분야에서 널리 활용되고 있다. 이러한 시스템은 다수의 스위칭 소자를 포함하는 전력 변환 장치로 구성되며, 스위칭 소자 고장 발생 시 운전 성능 저하 및 효율 감소와 같은 문제를 초래할 수 있다. 이를 해결하기 위하여 본 연구에서는 고정자 전압 지령에 직류 신호를 주입하고, 전류 변화와 수학적 모델링을 통해 스위치 개방 고장의 유무를 검출할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 추가적인 하드웨어 구성 없이 기존 시스템에 간단한 소프트웨어만으로 구현 가능하다는 장점을 지닌다. 또한, 다양한 실험을 통해 알고리즘의 동작 특성 및 검출 성능이 검증되었으며, 안정성과 신뢰성을 입증하였다. 본 연구는 다상 모터 구동 시스템의 신뢰성 향상에 기여하며, 고장 검출 기술의 발전에 있어 실질적인 의미를 제공할 것으로 기대된다.
https://doi.org/10.5762/kais.2025.26.1.29
Dual (grammatical number)
Inverter
SIGNAL (programming language)
Fault detection and isolation
Fault (geology)
Phase (matter)
Computer science
Electronic engineering
Electrical engineering
Engineering
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2023Characteristics Analysis of DQ-axis Currents Control According to Estimated Angular Velocity Error of Single-phase Permanent Magnet Synchronous Motor
Hyeon-Ah Jo, So-Young Jun, Seon-Hwan Hwang
Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
본 논문은 단상 영구자석 동기전동기(SP-PMSM)에 dq축 전류 제어를 적용할 때, 가상 q축 전류 생성 기법을 이용하여 현재의 제어 특성을 분석한다. 일반적으로 동기 기준 프레임 dq축 전류 제어는 3상 AC 모터의 벡터 제어에서 널리 사용되며, 이를 SP-PMSM의 전류 제어에 적용할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 SP-PMSM의 dq축 전류 제어를 위한 가상 q축 전류 성분을 생성하기 위해 all-pass filter(APF)와 second-order generalized integrator(SOGI)라는 대표적인 기법을 적용하고, 그 운전 특성을 고찰한다. 또한 가상 q축 성분을 적용할 때, SP-PMSM의 센서리스 운전에서의 추정 각속도 오차에 따른 전류 제어 특성을 조사한다. 그 결과, dq축 전류 제어 기법을 SP-PMSM의 운전에 적용하였고, 가상 q축 성분의 생성과 추정 각속도 오차에 따른 운전 특성은 다양한 실험을 통해 검증되었다.
http://dx.doi.org/10.5207/jieie.2023.37.6.075
Control theory (sociology)
Vector control
Current (fluid)
Rotating reference frame
Angular velocity
Integrator
Physics
Magnet
Phase (matter)
Synchronous motor
최신 정부 과제
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1
주관|
2019년 3월-2020년 12월
|1,223,530,000원연료전지 상용차용 200 kW급 스택 열관리를 위한 고전압 고용량 전동식 워터펌프 개발
본 과제는 수소 연료전지를 사용하는 상용차(버스, 트럭 등)의 핵심 부품인 스택의 열을 효율적으로 관리하기 위해 개발되는 연구임. 특히 200 kW급 고출력 스택의 온도를 안정적으로 유지하기 위한 고전압, 고용량 전동식 워터펌프 기술을 개발하는 것을 목표로 함.
연구 목표는 400 LPM급 고용량/저소음 워터펌프와 800V급 고전압 펌프 구동 모터를 개발하는 것임. 또한, 고전압 대응 고신뢰성 제어기 및 제어기 일체형 Can-sealed 방식의 전동식 워터펌프 구조 및 조립 기술 개발을 포함함. 핵심 연구 내용은 고유량 전동식 워터펌프의 수력부 및 구조 개념 설계, 800V용 BLDC Motor 및 분리형/일체형 제어기 개발, 그리고 고전압 고유량 시험 환경 구축임. CFD 열유동 해석, FEM 구조강도 해석을 통해 성능을 최적화하고, 시작품의 신뢰성 및 내구성 검증을 수행함. 기대 효과는 개발된 고전압 전동식 워터펌프를 국내외 상용차 시장에 상용화하는 것임. 특히, 고전압 차량 배터리 환경 변화에 선제적으로 대응하여 차량 효율을 극대화하고, 관련 기술 패러다임을 이끌 수 있는 핵심 기술력 확보에 기여할 것으로 전망됨.
고유량펌프
수중베어링
전동식워터펌프
고전압
연료전지상용차
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주관|
2017년 5월-2019년 5월
|12,500,000원멀티전원 기반 단상 캐스케이드 멀티레벨 인버터의 제어기법 개발
본 과제는 배터리와 슈퍼 커패시터 같은 멀티전원을 활용해 단상 캐스케이드 멀티레벨 인버터의 전력을 안정적으로 변환·제어하는 기술 개발임.
연구 목표는 1차년도 멀티전원용 H-bridge 모듈형 전력변환시스템과 DSP 기반 제어보드, Simulink 기반 디지털 시뮬레이션 및 멀티전원별 전류-전압제어·캐스케이드 출력 제어 알고리즘 구축, 2차년도 PWM기법·전류제어와 전압 밸런싱·맥동저감, 양방향 전력제어기술 및 계통연계 기술 개발임. 기대효과는 고효율·소형·경량 전력변환장치 기반기술 확보와 UPS/비상발전·태양광 연계 운전상태 유지, ESS 계통연계 신뢰성 증대 및 보급 확대임
멀티전원
캐스케이드 멀티레벨
태양광발전
배터리
슈퍼 커패시터
전력분배제어
하이브리드 PWM 기법
3
주관|
2017년 5월-2019년 5월
|50,000,000원멀티전원 기반 단상 캐스케이드 멀티레벨 인버터의 제어기법 개발
본 과제는 배터리와 슈퍼 커패시터를 포함한 멀티전원을 단상 AC에 연결해 전력을 안정적으로 바꾸는 캐스케이드 멀티레벨 인버터 제어보드 및 전력변환시스템을 개발하는 연구임.
연구 목표는 1차년도 DSP 기반 제어보드 설계·제작, H-bridge 모듈형 전력변환시스템 설계·제작, Simulink 기반 디지털 시뮬레이션 및 멀티전원별 전류-전압제어·캐스케이드 출력 제어 알고리즘 개발, 2차년도 PWM 제어기법·전류제어 알고리즘 및 전력분배·전력품질 개선 알고리즘 개발에 있음. 기대 효과는 고효율·소형·경량화 전력변환장치 개발기술 확보, PSIM·SIMULINK 연동 설계·분석 기술 확보, 태양광 발전·UPS·비상발전·ESS 계통연계 운전의 신뢰성 증대 및 해외 시장 확대임
멀티전원
캐스케이드 멀티레벨
태양광발전
배터리
슈퍼 커패시터
전력분배제어
하이브리드 PWM 기법
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스위치의 개방 고장 검출을 위한 방법과 이를 수행하기 위한 컴퓨팅 장치 및 이를 이용한 다상 구동 시스템
상태
공개출원연도
2025출원번호
1020250026106비대칭 6상 영구자석 동기전동기의 직류단 전류를 이용한 고장검출장치 및 방법
상태
등록출원연도
2024출원번호
1020240026229비대칭 6상 영구자석 동기 전동기의 상별 스위치 고장 검출방법
상태
등록출원연도
2023출원번호
1020230084780