표제지
목차
요약 11
1. 서론 12
2. 본론 13
2.1. 철도 차량시스템의 모델링 13
2.1.1. 전동차의 공전(Slip)현상 13
2.1.2. 회전자 속도 추정기 15
2.1.3. 철도 차량시스템의 모델링 19
2.1.4. Anti-Slip 제어 시스템 22
2.2. 철도차량 견인전동기 제어 24
2.2.1. 견인전동기 특성 24
2.2.2. 유도전동기의 토크-속도 특성 26
2.2.3. 전력회로의 구성과 구동력 제어 방법 27
3. 전력회로의 구성과 구동력 제어 방법 30
3.1. 전압모델 자속 제어기 31
3.2. 폐루프 자속 크기 보상기 33
3.3. 회전자 속도 제어기 36
3.4. 최소차원 상태관측기 37
3.5. 자속 추정기 40
3.5.1. 전압. 전류 모델을 혼용한 자속 추정방식 40
3.5.2. 공간전압벡터 PWM 기법에 의한 전류제어 41
4. 시뮬레이션 45
4.1. 직접 벡터제어와 간접 벡터제어로 시뮬레이션 45
4.2. 외란을 갖는 전력 변환기 시스템의 시뮬레이션 54
5. 실험결과 62
6. 결론 78
참고문헌 80
Abstract 84
표 1. 유도전동기 파라미터Table. 45
표 2. 기본 시뮬레이션 설정 45
그림 2-1. 레일-바퀴사이의 점착특성 14
그림 2-2. 점착력과 공전속도 사이의 특성곡선 15
그림 2-3. 회전자 속도 추정기 16
그림 2-4. 철도차량시스템의 등가모델 19
그림 2-5. 철도차량시스템의 등가모델 블록도 21
그림 2-6. 점착력과 공전속도 특성곡선 23
그림 2-7. 부하토크 외란 관측기를 이용한 안티슬립(anti-slip) PI토크제어 시스템 24
그림 2-8. 견인전동기의 토크-속도 곡선 25
그림 2-9. 견인시스템의 전력회로 구성 28
그림 3-1. 전압모델 자속 제어기 33
그림 3-2. 폐루프 자속 보상기 34
그림 3-3. 추정자속과 역기전력의 벡터도 36
그림 3-4. 회전자 속도 제어기 37
그림 3-5. 최소차원 관측기 블록도 39
그림 3-6. 전류, 전압모델 자속 추정을 혼용한 자속 추정기 41
그림 3-7. 3상 전압형 인버터 42
그림 3-8. 공간 전압 벡터도 42
그림 4-1. 직접 벡터제어 자속추정 시뮬레이션 블록도 46
그림 4-2. 간접 벡터제어 자속추정 시뮬레이션 블록도 46
그림 4-3. 직접 벡터제어 시뮬레이션 "A" 에서 속도 및 자속 추정 47
그림 4-4. 직접 벡터제어 시뮬레이션 "B" 에서 속도 및 자속 추정 48
그림 4-5. 간접벡터제어 시뮬레이션 "A" 에서 속도 및 자속 추정 49
그림 4-6. 간접벡터제어 시뮬레이션 "B" 에서 속도 및 자속 추정 50
그림 4-7. 직접벡터제어 시뮬레이션 "C" 에서 속도 및 자속 추정 51
그림 4-8. 직접벡터제어 시뮬레이션 "D" 에서 속도 및 자속 추정 52
그림 4-9. 간접벡터시뮬레이션 "C" 에서 속도 및 자속 추정 53
그림 4-10. 간접벡터제어 시뮬레이션 "D" 에서 속도 및 자속 추정 54
그림 4-11. PI제어기의 속도-토크 파형 54
그림 4-12. 부하토크 관측기의 속도-토크 파형 55
그림 4-13. 피드포워드(Feedforward) 외란상쇄 관측기의 속도-토크 파형 56
그림 4-14. Feedforward 외란상쇄 관측기의 상쇄량 56
그림 4-15. 안티슬립(Anti-Slip) PI 토크 제어를 하지 않은 경우의 특성 57
그림 4-16. 안티슬립(Anti-Slip) PI 토크 제어를 한 경우의 특성 58
그림 4-17. PI 제어기의 속도와 토크파형 59
그림 4-18. PI 제어기의 속도와 토크파형 60
그림 4-19. Feedforward 외란상쇄 관측기의 속도와 토크 파형 61
그림 4-20. Feedforward 외란상쇄 관측기의 상쇄량 61
그림 5-1. 전체시스템 블록도 63
그림 5-2. 제어기의 블록 구성도 65
그림 5-3. 안티슬립(Anti-Slip) 제어를 하지 않은 경우의 파형 66
그림 5-4. 안티슬립(Anti-Slip) 제어를 한 경우의 파형 66
그림 5-5. 안티슬립(Anti-Slip) 제어를 하지 않은 경우 파형 67
그림 5-6. 안티슬립(Anti-Slip) 제어를 한 경우 파형 67
그림 5-7. 안티슬립(Anti-Slip) 제어를 하지 않은 경우 파형 68
그림 5-8. 안티슬립(Anti-Slip) 제어를 한 경우 파형 69
그림 5-9. 회전자가 정지했을 때 출력 69
그림 5-10. IM의 전류제어응답 70
그림 5-11. 유도전동기의 제동측정 71
그림 5-12. 유도전동기 제동력을 낮추었을 때 71
그림 5-13. 유도전동기 구동방향 부하 토크 72
그림 5-14. 유도전동기 역 방향 부하 토크 73
그림 5-15. 유도전동기 제동 토크가 작을 때 (구동방향의 부하 토크) 74
그림 5-16. 유도전동기 제동 토크가 작을 때(역 방향의 부하 토크) 74
그림 5-17. 부하 토크 추정기의 응답... 75
그림 5-18. 부하 토크 추정기의 응답... 76
그림 5-19. 유도전동기 실험장치 77