본 논문에서는 BLDC 전동기 구동용 인버터의 한 상에서 개방된 형태의 스위치 고장이 발생하여도 구동 시스템의 제어 성능을 유지하기 위한 고장 허용 시스템이 제안되었다. 고장의 확인 방법은 실제 전류와 기준 전류의 오차를 이용하는 방법과 인버터 하단에 전압센서를 추가하는 방법 등 두 가지 형태가 제안되었다. 시스템의 재구성 방법은 고장이 발생한 상을 양방향 스위치에 의해 직류-링크 중성점과 연결하여 4 스위치 구동의 형태로 구성하였다. 제안한 고장 허용 시스템은 짧은 고장 검출 시간과 시스템 토폴로지의 재구성에 의해 고장 발생 후 제어 성능을 빠르게 회복하여 연속적인 시스템 운영이 가능하다. 제안한 고장 허용 시스템의 우수한 성능은 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.
In this paper, the fault tolerant system for BLDC motor has been proposed to maintain control performance under an open switch fault of inverter. The fault identification is proposed to two methods, which are using the difference between reference and actual current, and adding voltage sensors across lower legs of inverter. The reconfiguration scheme is achieved by the four-switch topology connecting a faulty leg to the middle point of DC-link using bidirectional switches. The proposed fault tolerant system quickly recovers control performance by short fault detecting time and reconfiguration of system topology. Therefore, continuous free operation of the BLDC motor drive system after faults is available. The superior performance of the proposed fault tolerant system is proved by simulation.
