스페인 에이바르의 바스크 대학교(UPV/EHU-University of the Basque Country) 엔지니어링 학부는 Patxi Alkorta 교수가 그의 연구 과제를 보호하고 더 발전한 모처 제어장치를 연구하게 한 곳이다. 이 제어장치들은 모터의 오류를 수정하고 성능을 개선하도록 설계된 유닛이다. 연구진들은 최신의 모델을 원했고 그것을 개발하여 유도모터(induction motor)에 적용할 수 있게 되었고, 이를 통해 그것을 이론에서 현실로 적용하는 데 성공했다. 이를 위해, 그는 에이바르의 바스크 대학교에 있는 실험적 플랫폼을 사용했다. "이 제어장치들은 이전에 사용되었던 것이지만, 나는 그것을 유도모터 사용에 적용했으며 그 작업이 실제로 적용 가능하고 적절하다는 것을 증명해 보였다."라고 Alkorta 교수는 말했다. 그의 연구 제목은 전기모터용 발전한 제어장치의 개발과 적용(Development and implementation of advanced control devices for electric motors)이다.
3상의 비동기(asynchronous) 또는 유도모터는 현재 산업계에서 가장 널리 사용되고 있는 모터 형식이다. "세계적으로 소비되는 대부분의 전기 파워는 실제로 비동기 모터에 의해 사용된다."라고 Alkorta 교수는 설명했다. 그렇기 때문에, 작동법을 최적화시켜 다른 것들 중에서 그것이 가능한 한 가장 적은 양의 에너지를 소비하고 전력비용을 절감할 수 있도록 하는 것이 매우 중요하다. 제어장치가 이러한 일을 이루는데 많은 도움이 된다.
속도와 위치 Alkorta 교수는 속도와 위치를 조정할 수 있도록 특별히 도움을 줄 수 있는 발전한 제어장치에 초점을 맞추었다. 첫째로, 각각의 모터가 특정 속도에서 작동되어 제작되도록 함으로써, 시간에 의해 야기될 수 있는 산화, 마찰 등의 어떠한 변화에도 관리가 가능하도록 보증하는 것이 가능하게 되었다. 둘째로, 위치와 관련해서도 비슷한 방식이다. 예를 들어, 만약 모터가 30도 회전이 필요하다면, 표면적으로는 일단 회전한 다음 새로운 위치에서 고정 상태를 유지해야할 필요성은 크게 없지만 실제로는 축 부하와 같은 위험이 존재하게 된다. Alkorta 교수가 설명하는 것처럼, "제어장치의 역할은 그 부하의 영향을 경감시키는 것이다. 제어장치가 더 우수해지면, 축에의 영향은 더 작아진다는 사실을 주목해야 한다."
속도와 위치 문제를 수정하기 위해, 연구진들은 많은 학자들의 제안에 기반을 두어 그것들을 유도모터에 적용하기 위해 조정함으로써 몇 개의 발전한 제어장치를 평가하고 시험했다. "나는 그것들을 세부적으로 조정하였고 몇 가지 변화사항을 포함한 각각의 경우에 맞는 세 가지 버전을 만들어 내었다. 나는 몇 가지 실험을 완료했으며 실질적인 효과가 있다는 사실을 알게 되었다."라고 그는 지적했다.
특별히, 그는 두 가지 형태의 발전한 제어장치로 작업을 진행했다. 그것은 슬라이딩 모드 가변구조 제어장치(liding Mode Variable Structure Control Devices)와 일반 예측 제어장치(Generalized Predictive Control Devices)이다. 첫 번째 형태의 장치로는, 시간 때문에 모터에게 발생하는 변화 즉, 예측 불가능한 관성, 마찰 등등의 변화를 경감시키는 것이 가능하다. 두 번째 형태의 장치를 통해서는, 앞으로 모터에게 필요할 것으로 예상되는 성능 변화를 사전에 미리 결정되는 방식이다. 달리 말하면, 첫 번째 형태의 제어장치는 예를 들어, 모터가 동일한 작동 각도를 유지하기 위해서는 앞으로 더 많은 회전이 필요할 것인가를 알게 해 줄 것이다. 두 번째 형태의 제어장치는 이렇게 작동하기 위해 기계가 사전에 점차적으로 준비할 수 있도록 하는 것이다.
동시에, Alkorta 교수는 이러한 모델에 기반을 두고 개발된 버전들을 실험적으로 평가했고 이것이 그의 논문 결과의 많은 부분을 구성하고 있다. 연구기간동안, 그는 에이바르의 바스크 대학교 엔지니어링 학부에 있는 실험적 플랫폼을 사용했다. 이 시험시설은 [Ei-IM-1]이라고 불리며 7.5kW의 상업적 유모모터에 그 기반을 두고 있다. 이 연구시설은 실제 4~5년 전에 Alkorta 교수와 그의 일부 동료에 의해 시작되었고 이러한 종류의 시험이 진행된 곳이다. 이 연구시설을 통해, 연구진들은 속도와 위치를 모니터링하기 위해 개발된 이러한 발전한 제어장치가 실제 산업 영역에 적용 가능하도록 성능 평가를 할 수 있었다.
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