유도전동기 병렬 구동을 위한 벡터제어 제어성능분석

초록

다양한 산업영역에서 직류전동기가 폭넓게 사용되어 왔지만 유지보수면 등 구조적인 면에서 강인한 유도전동기로 대체 되고 있다. 전기철도차량의 경우에도 기존의 직류 전동기에서 신규 철도전기차량은 유도전동기를 구동 원으로 하는 차량으로 대체되어 가고 있다. 유도전동기의 제어에 있어서 순시토크제어가 가능한 벡터제어기법이 폭넓게 활용되고 있다. 철도차량 및 산업영역에서 비용 공간상의 이유로 한 대의 인버터로 여러 대의 모터를 병렬로 구동하는 방법을 사용하고 있다. 벡터 제어방식에 의해 제어할 경우 회전자 자속각 추정이나 측정이 필수 적이다. 벡터제어방식 중 간접벡터제어방식이 여러 가지 이유로 많이 사용되고 있다. 간접벡터제어의 경우 회전자 자속각 추정시 슬립속도와 전동기의 속도를 필요로 하게되는데 일괄구동 방식에 의해 병렬 구동되는 경우 모터간 부하불균형, 미끄럼 현상 등에 의해 모터간의 속도차이 발생할 수 있다. 이 경우 기준 전동기의 속도를 계산하는 방식에 의해서 회전자 자속각 계산이 정확히 수행되지 않아 벡터제어가 적절히 수행되지 않고 이에 따라 전체 시스템이 불안정해질 수 있는 것이다. 이런 특성을 시뮬레이션을 통해 보이고 이를 개선하기 위한 벡터제어방식을 제안한다.