계자권선형 동기전동기의 인덕턴스 비선형성을 고려한 제어 특성 분석

초록

본 논문은 계자권선형 동기전동기 (Wound Field Synchronous Motor, WFSM)의 인덕턴스 비선형성 특징에 대해 서술한다. 또한, WFSM 제어 시 인덕턴스 비선형성에 의해 발생하는 제어적 특성에 대하여 분석한다. WFSM은 계자권선에 전류를 흘려 계자자속을 발생시킨다는 특징이 있다. 따라서, 계자전류의 크기에 따라 회전자의 자기 포화도가 변화하게 되며, 자기 포화도의 변화에 따라 WFSM의 고정자 인덕턴스의 비선형성이 나타나게 된다. 또한, 자기 포화도의 변화로 인해 WFSM의 돌극성이 변화하여 출력 토크 특성이 변화한다. 본 논문에서는 WFSM의 모델링 수식을 통해 인덕턴스 비선형성에 따른 제어 특성 변화를 분석한다. 또한, WFSM의 FEA 해석을 이용하여 얻은 인덕턴스 데이터 기반 PLECS 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.