전력전자 캡스톤주제고민

안녕하세요 캡스톤을 앞둔 학부생이며 현대차/모비스를 목표로 하고 있습니다. 다음 다섯가지중에 전기차 최신동향을 고려해서 추천하시는 주제 있는지 여쭙고싶습니다! 꼭 이 주제가아닌 다른주제여도 좋습니다. 감사합니다.

1) MTPA + 약자속(Field Weakening) + MTPV (EV 핵심)

• 뭐가 다르냐: FOC는 “전류를 dq로 제어”가 끝이라면, EV는 토크지령을 받았을 때 id,iqi_d,i_qid​,iq​를 어떻게 뽑아야 효율/전압한계/고속영역을 최적으로 가는지가 핵심이야.

• 난이도 포인트: 전압제약, 전류제약, 고속에서 역기전력 커짐, 자속약화, 포화로 Ld,LqL_d,L_qLd​,Lq​ 변함 → 테이블 기반(lookup) + 온라인 보정까지 가면 고급.

• 캡스톤 강점: “저속~고속 전영역 토크 유지/최고속 확장”이 그래프로 바로 보임.

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2) 센서리스 제어(엔코더 없이)

• 고속: back-EMF 기반 관측기(PLL/SMO/Luenberger 등)

• 저속/정지: PMSM 센서리스의 꽃 = 고주파 주입(HFI, saliency 이용)

• 난이도 포인트: 저속에서 back-EMF가 거의 0이라 관측이 안 됨 → HFI 설계/필터링/NVH(소음)까지 고려해야 함.

• 캡스톤 강점: “엔코더 제거”는 산업적으로도 임팩트가 커서 발표가 강함.

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3) MPC 기반 구동(FCS-MPC / Predictive Current or Torque Control)

• 뭐가 다르냐: PI 전류루프+SVPWM 대신, 인버터 스위칭(8개 상태)을 예측 평가해서 비용함수 최소 스위칭을 직접 선택.

• 차별화 포인트: 제약(전류 제한/스위칭 손실)과 목표(전류오차/토크리플)를 비용함수에 넣어 “한 번에” 다루는 느낌.

• 난이도 포인트: 모델/지연/가중치 튜닝, 스위칭 주파수 가변 억제(스위칭 페널티 항) 등.

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4) DTC-SVM(직접토크제어 + SVM) for PMSM

• “FOC처럼 전류를 정밀히 맞추는 루프” 대신, 토크/자속을 직접 제어하고 SVM으로 리플을 줄이는 방식.

• 난이도 포인트: 토크/자속 추정기, 저속 추정 안정성, 리플/NVH 최적화.

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5) 토크리플/NVH 저감(실무형 차별화)

• EV는 “토크 정확도”만큼 **소음/진동(NVH)**이 중요해서 여기서 실력 차가 나.

• 예시 아이디어

  • **고조파 전류 주입(6k±1 등)**으로 토크리플 상쇄

  • 각도 오차/센서 오프셋 보정

  • 인버터 비선형(데드타임/전압강하) 보상 + 저속 토크 품질 개선

• 캡스톤에서 성과가 파형(토크리플, 전류 THD, 소음지표)로 잘 보임.