다중모터 구동에서의 벡터제어

초록

전기철도차량, 전기차량, 공장생산 라인 등 다양한 산업영역에서 유도전동기는 구동원으로 사용하고 있으며 이를 위한 제어기법으로 순시토크제어가 가능한 벡터제어기법이 폭넓게 사용되고 있다. 이 경우 비용 공간상의 이유로 한 대의 인버터로 여러 대의 모터를 일괄 구동시키고 있다. 전기철도차량의 경우에도 일괄구동 방식을 주로 사용하고 있으며 제어방식에 있어서도 벡터제어 방식을 사용하고 있다. 이중 간접벡터제어가 여러 가지 이유로 많이 사용되고 있다. 벡터 제어방식에 의해 제어할 경우 중요한 요소인 회전자 자속각 계산이 필수 적이다. 간접벡터의 경우 슬립속도와 전동기의 속도를 필요로 하게되는데 일괄제어 방식에 의해 병렬 구동되는 경우 모터간 부하불균형, 미끄럼 현상 등에 의해 모터간의 속도차이 발생할 수 있다. 이 경우 기준 모터의 속도를 계산하는 방식에 의해서 회전자 자속각 계산이 정확히 수행되지 않아 벡터제어가 적절히 수행되지 않고 이에 따라 전체 시스템이 불안정해질 수 있는 것이다. 또한 병렬 구동되고 있는 모터들 간의 모터상수가 다를 경우 벡터제어에 요구되는 모터상수의 불일치에 의해 불안정 구동특성이 발생할 수 있다. 이런 특성을 시뮬레이션을 통해 보이고 이를 개선하기 위한 벡터제어방식을 제안한다.