본 논문은 에어포일 베어링을 적용한 45,000[rpm]/22[kW]급 초고속 영구자석형 동기전동기의 센서리스 제어을 위한 개선된 알고리즘을 제안한다. 에어포일 베어링이 적용된 전동기를 정지상태에서 초기 기동시 부터 고속영역까지 전 속도 영역에 걸쳐 센서리스 알고리즘을 구현하기 위하여 반복 적응자속관측기를 제안하여 회전자의 회전각 및 속도를 실시간으로 추정하여 센서리스 제어 알고리즘을 구현하였다. 기존 적응자속관측기의 주파수 응답특성을 개선하고 넓은 속도 범위에서 안정된 응답을 얻기 위하여 속도에 따른 회전자의 추정 위치각과 실제 회전각과의 오차를 시뮬레이션을 통하여 분석한 후 안정된 위상지연 특성을 나타내는 반복 횟수를 얻고 전류제어 주기 내에서 관측기를 반복 수행하여 적응자속관측기의 동특성 성능을 개선하는 알고리즘을 제안하였다. 또한 제안된 반복 적응 자속관측기를 적용한 센서리스 알고리즘의 타당성을 입증하기 위하여 실험을 통하여 검증하였다.
This paper proposes an enhanced algorithm for sensorless control of 45,000rpm/22kw type Permanent Magnetic Synchronous Motor (PMSM) with air-foil bearing. The proposed algorithm is based on iterative adaptive flux observer for sensorless control of the motor in wide speed range by on-line estimating angle and velocity of rotor. Simulation error between actual and estimated angle of rotor is analyzed to enhance characteristics of frequency response of conventional adaptive flux observer, which results in stable response in wide range of speed. Using the iteration number for stable phase-delay characteristics, the observer enhances the dynamic characteristics of the observer within current control period. The experiment results show the reliable performance of the proposed algorithm through starting to high speed operating range.
