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신경회로망을 이용한 IPMSM의 효율 최적화 제어
Efficiency Optimization Control of IPMSM using Neural Network

최정식   (순천대학교 공대 전기공학과UU0000840  ); 고재섭   (순천대학교 공대 전기공학과UU0000840  ); 정동화   (순천대학교 공대 전기공학과UU0000840  );
  • 초록

    IPMSM 드라이브는 하중 비에 대한 출력이 우수하여 전기자동차 등 응용분야에서 관심이 증가하고 있다. 이러한 응용분야에서 최대 효율을 얻기 위하여 본 논문은 신경회로망 제어기법을 제시한다. 동손과 철손으로 구성된 제어가능한 전기적 손실은 신경회로망의 오류 역전파 알고리즘(EBPA)를 이용하여 최소화시킬 수 있다. 손실의 최소화는 IPMSM 드라이브의 효율 최적화 제어를 가능하게 한다. 본 논문에서는 신경회로망의 EBPA를 이용하여 전동기 구동에 대하여 d축 인덕턴스, 전기자 저항, 역기전력 상수 변화와 같은 파라미터 변동을 시간으로 계산하여 고성능 및 강인성 제어를 제시한다. 제시한 알고리즘은 IPMSM 드라이브 시스템에 적용하고 효율최적화 제어에 의해 제어된 동작특성을 분석하여 논문의 타당성을 입증한다.


    Interior permanent magnet synchronous motor(IPMSM) has become a popular choice in electric vehicle applications and so of due to their excellent power to weight ratio. To obtain maximum efficiency in these applications, this paper proposes the neural network control method. The controllable electrical loss which consists of the copper loss and the iron loss can be minimized by the error back propagation algorithm(EBPA) of neural network. The minimization of loss is possible to realize eHciency optimization control for the IPMSM drive. This paper proposes high performance and robust control through a real time calculation of parameter variation such as variation of back emf constant, armature resistance and d-axis inductance about the motor operation. Proposed algorithm is applied IPMSM drive system, prove validity through analysis operating characteristics con011ed by efficiency optimization control.


  • 주제어

    IPMSM drive .   Efficiency optimization control .   Neural network .   EBPA .   Armature resistance .   d-axis inductance.  

  • 참고문헌 (18)

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    3. J. C. Lee, H. G. Lee, Y. S. Lee and S. M. Nam, D. H. Chung, 'Speed estimation and control of induction motor drive using hybrid intelligent control,' International Conference ICPE'04, No. 3, pp. 181-185, 2004 
    4. J. C. Lee, H. G. Lee and S. M. Nam, D. H. Chung, 'Speed control of induction motor drive using adaptive FNN controller,' International Conference ICEMS'04, Conference No. PI-5(430-M09-052), 2004. [CD no. 2] 
    5. 남수명, 정동화, 'AFLC에 의한 유도전동기 드라이브의 ANN 센서리스 제어,' The Journal of KIIEE, Vol. 20, No. 1, pp. 57-64, 2006     
    6. 최정식, 고재섭, 정동화, 'HAI 제어기에 의한 SynRM 드라이브의 효율 최적화 제어,' The Journal of KIIEE, Vol. 20, No. 4, pp. 98-106, 2006     
    7. F. F. Bernal, A. G. Cerrade and R. Faure, 'Model-based loss minimization for DC and AC vector controlled motors including core saturation,' IEEE Trans. on IA, Vol. 36, No. 3, pp. 755-763, 2000 
    8. N. Urasaki, T. Senjyu and K. Uezato, 'High efficiency drive for PMSM based on accurate mathematical model,' in Proc. IPEC-Tokyo 2000, Vol. 3, pp. 1207-1212, 1000 
    9. A. Kusko and D. Galler, 'Control means for minimization of losses in ac and dc motor drives,' IEEE Trans. IA, Vol. 19, pp. 561-570, 1983 
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    11. R. S. Colby and D. W. Novotny, 'Efficiency-optimizing permanent-magnet synchronous motor drive,' IEEE Trans., IA, Vol. 24, pp. 462-469, 1988 
    12. Y. Nakamura, T. Kudo, F. Ishibashi and S. Hibino, 'High-efficiency drive due to power factor control of a permanent magnet synchronous motor,' IEEE Trans., PE, Vol. 10, pp. 247-253, 1995 
    13. J. Davoine, R. Parret and H. Le-Huy, 'Operation of a self controlled synchronous motor without a shaft position sensor,' IEEE Trans., IA, Vol. 19, No. 2, pp. 217-222, 1993 
    14. S. Bolognani, R. Oboe and M. Zigliotto, 'DSP-based extended kalman filter estimation of speed and rotor position of a PM synchronous motor,' IEEE Conf. IECI, pp. 2097-2102, 1994 
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    16. S. Morimoto, Y. Tong, Y. Taketa and T. Hirasa, 'Loss minimization control of permanent magnet synchronous motor drives,' IEEE Trans. on IE, Vol. 41, No. 5, pp. 511-517, 1994 
    17. C. Mademlis, J. Xypteras and N. Margaris, 'Loss Minimization in surface permanent magnet synchronous motor drive,' IEEE Trans. on IE, Vol. 47, No. 1, pp. 115-122, 2000 
    18. R. Wu and G. R. Slemon, 'A permanent magnet motor drive without shaft sensor,' IEEE Trans. IA, Vol. 27, pp. 1005-1011, 1991 

 저자의 다른 논문

  • 최정식 (23)

    1. 2006 "NNPI 제어기를 이용한 IPMSM 드라이브의 속도 제어" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers 20 (7): 65~73    
    2. 2006 "HAI 제어기에 의한 SynRM 드라이브의 효율 최적화 제어" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers 20 (4): 98~106    
    3. 2006 "유도전동기의 고성능 제어를 위한 적응 퍼지-뉴로 제어기" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers 20 (3): 53~61    
    4. 2007 "FAM 제어기를 이용한 IPMSM 드라이브의 하이브리드 PI 제어기" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering 13 (3): 192~197    
    5. 2007 "신경회로망을 이용한 IPMSM 드라이브의 STPI 제어기" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SC, 시스템 및 제어 44 (2): 24~31    
    6. 2007 "하이브리드 인공지능 제어기에 의한 SynRM의 효율 최적화 제어" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers 21 (5): 1~9    
    7. 2007 "적응학습 퍼지-신경회로망에 의한 IPMSM의 최대토크 제어" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers 21 (5): 32~43    
    8. 2007 "태양광 발전 시스템의 추적식 및 MPPT 제어기 개발" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers 21 (8): 54~63    
    9. 2008 "태양 추적시스템을 위한 PC 기반의 퍼지제어기 설계" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers 22 (5): 86~94    
    10. 2009 "PSA 알고리즘에 의한 태양광 추적시스템의 효율분석" 照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers 23 (10): 36~44    
  • 고재섭 (42)

  • 정동화 (71)

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