유도전동기 병렬구동에서의 벡터제어

초록

유도전동기는 전기철도차량, 전기차량, 공장생산 라인 등 다양한 분야에서 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. 승객에게 안락한 승차감을 제공하고 레일과 바퀴사이에 미끄럼현상을 억제하기 위해 정확하고 속응성있는 토크제어가 요구되는데 이를 위해 벡터제어기법이 폭넓게 사용되고 있다. 이중 간접벡터제어가 여러 가지 이유로 많이 사용되고 있다. 간접벡터 제어방식에 의해 제어할 경우 중요한 요소인 회전자 자속각 계산시 전동기의 속도를 필요로 하게되는데 병렬 구동되는 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. 이런 불안정 특성을 시뮬레이션을 통해 보이고 이를 개선하기 위한 벡터제어방식을 제안한다. 본 논문에서는 회전자 자속의 위치를 알기 위해 회전자속도, 회전자저항, 고정자저항값이 요구되지 않는 새로운 벡터 제어 방법을 제시하고자 한다.