KR101941976B1

KR101941976B1 - 전동기 제어장치

Info

Publication number: KR101941976B1
Application number: KR1020170120308A
Authority: KR
Inventors: 설승기; 권용철; 이주현
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2019-01-24
Also published as: US11177750B2; WO2019059648A1; US20200366228A1; JP2020534777A; JP7032522B2

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 제어장치는, 전동기 구동을 위한 토크지령과 전동기의 기본파 전류에 기반하여 전압 지령 신호를 생성하는 전류 제어기, 상기 전압 지령 신호에 주입하기 위한 고주파 전압 신호를 생성하는 고주파 전압 생성기, 상기 전압 지령 신호 및 고주파 전압 신호에 기반하여 전동기에 전압을 인가하는 인버터, 상기 전동기의 전류 신호에 기반하여 추정 좌표계 상에서 상기 전동기의 회전자의 추정각을 생성하는 각추정기 및 상기 전류 신호(i_sig)에 제1 보상 신호(i_comp)를 더하는 보상기를 포함하되, 상기 제1 보상 신호(i_comp)는 토크지령 및 추정각에 관련될 수 있다.

Description

전동기 제어장치{MOTOR CONTROL APPARATUS}

본 방법은 전동기 제어장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전류 신호를 보상하고 고주파 전압 신호를 주입하는 각을 변화시킨 위치 센서리스 전동기 제어장치에 관련된다.

일반적으로 각종 산업기기에는 구동력을 발생시키기 위해서 전동기가 구비된다. 이러한 전동기들은 공급되는 전류, 회전축의 회전수 등을 감지하여 이를 보상하거나 제어함으로써 발생하는 토크를 조정하게 된다. 예컨대, 전동기의 한 종류인 교류 전동기는 고정자에 교류 전류를 흐르게 하여 전동기를 제어할 수 있다. 교류 전류 생성을 위해서는 주파수와 위상에 대한 기준이 필요하며 이는 회전자의 위치 정보 혹은 속도 정보와 관련이 있다. 따라서, 전동기 회전자의 정확한 위치정보를 얻기 위해서는 리졸버(resolver), 엔코더(encoder) 등과 같은 센서를 전동기의 회전자 축에 부착해야 한다. 그러나, 리졸버, 엔코더 등과 같은 센서는 일반적으로 가격이 고가일 뿐만 아니라, 별도의 복잡한 하드웨어가 제어회로에 부착되어야 하는 단점이 있다. 또한, 상기 센서들은 진동 및 습도 등의 주위환경에 대한 영향을 많이 받기 때문에 사용환경에 제한을 받고, 전동기의 회전축에 센서가 부착됨으로써 전동기의 크기 증대와 같은 부수적인 문제도 발생한다.

이러한 문제점을 피하기 위해서 전동기 회전자의 위치를 파악하는 센서를 구비하지 않고도, 전동기의 각 파라미터값을 이용하여 원하는 토크를 발생할 수 있도록 제어할 수 있는 센서리스 전동기(Sensorless motor)가 많이 사용되고 있으며 특히 전동기가 정지해 있거나 낮은 속도로 운전되고 있을 때는 신호주입을 통한 위치 정보 추정 기술이 많이 활용되고 있다.

도 1은 종래 센서리스 전동기에서 회전자의 위치 정보를 추정하기 위해 측정되는 신호를 나타낸다. 도 1을 참조하면 전동기의 추정 동기 좌표계에서 특정 고주파 신호 전압을 인가함에 따라 전동기 고정자에는 추정 동기 좌표계 상의 dq축에 인가된 전압과 같은 주파수의 전류가 나타나며, 이러한 전류의 추정 좌표계에서의 크기는 타원 형태를 나타내게 된다. 종래에는 이러한 타원 형태의 전류의 장축과 단축을 비교하여 회전자의 위치(θ)를 추정하였다.

도 2는 각 운전점에 따른 인가된 고조파 전압에 의한 전동기 전류의 궤적을 나타내는 도이다. 도 2를 참조하면 부하 전류가 증가함에 따라 전동기가 자기적(Magnetically)으로 포화(Saturation)되면 해당 운전점에서 인덕턴스가 변화하여 전류 궤적의 형태가 변화한다. 예컨대 L_dqh=0이고 ΔL=(L_d-L_q)/2=0인 경우(21) 전류 궤적은 원형이 되어 장축과 단축 전류 크기 비교를 통한 회전자의 위치 추정이 불가능해지며 원형이 아니더라도 타원 형태의 전류에 있어서도 장축과 단축의 차이가 적은 경우 각오차가 크게 발생된다.

이와 같이 전동기의 고 토크 영역에서 자기적 포화로 인해 센서리스 전동기 운전시 발생하는 각오차를 해결하기 위해서 아래와 같은 방식이 이용되고 있다.

예컨대 L_dqh에 의한 각오차가 q축 전류에 비례하는 성분임을 이용하여 각추정기의 출력에 보상값을 더하는 방법(비특허문헌 1)이 이용되고 있다.

그러나 이러한 종래 방식에 있어서도 전류 증가에 따른 각 추정 불능을 해결하지는 못하며, 추정된 회전자 위치(각)와 실제 회전자 위치 사이의 각오차가 여전히 발생되는 문제가 존재한다.

미국등록특허 US8,330,402 B2

Z. Q. Zhu, Y. Li, D. Howe, and C. M. Bingham, "Compensation for rotor position estimation error due to cross-coupling magnetic saturation in signal injection based sensorless control of PM brushless AC motors," in Proc.Int. Elect. Mach. Drives Conf. (IEMDC), May 2007, pp. 208213.

본 발명의 일 실시예에 의하면 인덕턴스가 운전점에 따라서 변화하는 현상을 고려하여 각추정기에 입력되는 신호의 크기 또는 형태를 수정함으로써 고 토크 영역에서도 회전자의 위치를 정확히 추정하여 제어할 수 있다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 전류 신호(i_sig)는, 전동기 전류에서 상기 고주파 전압 신호의 주파수에 대응되는 부분의 신호를 추출한 것이고, 상기 전류 신호(i_sig)는, 상기 추정 좌표계의 추정 q축 성분일 수 있다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 각추정기는 상기 전류 신호와 제1 보상 신호의 합인 제1 보상전류 신호(i_sig’)에 기반하여 상기 전동기의 회전자의 추정각을 생성하고, 상기 전류 신호(i_sig)는 토크지령, 상기 전동기의 회전자의 위치, 및 제1 각오차에 대한 함수이고, 상기 제1 각오차는 상기 추정각과 상기 회전자의 위치의 차이이고, 상기 제1 보상 신호는 아래의 식으로 표현될 수 있다.

제1 보상 신호(i_comp)=(-1)*전류 신호(i_sig)_,여기서, 제1 각오차=0 °

바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 전동기의 회전자의 위치와 토크지령에 대한 대응관계 참조표를 저장하는 참조표 저장소를 더 포함할 수 있다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 보상기는, 상기 참조표 저장소에 저장된 대응관계 참조표와 현재 토크지령을 기초로 상기 제1 보상 신호를 생성할 수 있다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 제1 좌표 변환기 및 제2 좌표 변환기를 더 포함하되, 제1 좌표 변환기는 상기 추정각에 기반하여 전압 지령 신호와 고주파 전압 신호의 합을 추정된 동기 좌표계에서 정지 좌표계로 기준 좌표 변환하고, 제2 좌표 변환기는 상기 추정각에 기반하여 기본파 전류를 정지 좌표계에서 추정된 동기 좌표계로 기준 좌표 변환할 수 있다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 고주파 전압 생성기는, 상기 추정 좌표계 상의 추정 d축으로 상기 고주파 전압 신호를 생성하고, 상기 전동기의 전류 신호는 추정 좌표계 상의 추정 q 축 성분일 수 있다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 전류 제어기로 입력되는 상기 기본파 전류는 추정 좌표계상의 추정 d축 및 추정 q축 성분일 수 있다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 고주파 전압 생성기는, 추정 좌표계를 주입각만큼 회전한 주입 좌표계의 주입 d축으로 상기 고주파 전압 신호를 생성할 수 있다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 전류 신호는 상기 주입 좌표계의 주입 q축 성분일 수 있다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 전류 신호는 토크지령, 상기 회전자의 위치, 상기 주입각 및 제2 각오차에 대한 함수로 표현되고, 상기 제2 각오차는 상기 주입각과 상기 회전자의 위치의 차이일 수 있다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 전류 신호(i_sig)에 제2 보상 신호(i_comp’)를 더하는 보상기를 더 포함하되, 상기 각추정기는 상기 전류 신호와 제2 보상 신호의 합인 보상전류 신호(i_sig”)에 기반하여 상기 전동기의 회전자의 추정각을 생성하고, 상기 제2 보상 신호는 아래의 식으로 표현될 수 있다.

제2 보상 신호(i_comp’)=(-1)*전류 신호(i_sig)_,여기서, 제1 각오차=0 °

바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 주입 d축은 추정 d축보다 주입각만큼 앞서는 것일 수 있다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 전동기에 있어서, 상기 전동기의 회전자의 위치에 따른 토크지령 및 주입각에 대한 대응관계 참조표를 저장하는 참조표 저장소를 더 포함할 수 있다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 보상기는, 상기 참조표 저장소에 저장된 대응관계 참조표와 현재 토크지령을 기초로 제2 보상 신호를 생성할 수 있다.

바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 주입각은, 제1 각오차가 0이고, 제2 보상전류 신호가 상기 제1 각오차를 기준으로 양의 기울기를 가지면서 0이 되는 값의 범위 내에서 결정될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 각추정기에 입력되는 전류 신호에 보상값을 더하고, 고주파 전압을 주입하고 전류 리플을 검출하는 축(주입축)과 회전자의 위치를 추정하는 축(추정축)을 함께 이용함으로써 어떠한 운전점에 대하여도 전동기의 회전자의 위치를 정확히 추정할 수 있다.

도 1은 종래 센서리스 전동기에서 회전자의 위치 정보를 추정하기 위해 측정되는 신호를 나타낸다.
도 2는 각 운전점에 따른 특정 고주파 인가 전압에 대한 전동기 전류 궤적을 나타내는 도이다.
도 3은 각오차(

)에 따라서 전류 운전점이 변화되는 것을 설명하기 위한 도이다.
도 4a 내지 도 4c는 회전자의 위치(

)를 0°로 고정했을 때 운전점에 따른 인덕턴스를 나타낸다.
도 5a 내지 도 5j는 특정 회전자 위치에서 토크지령 및 각오차에 따른 전류 신호(i_sig)을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 제어장치(100)의 블록도이다.
도 7a 내지 도 7j는 다양한 회전자 위치에 있어서 토크지령과 각오차에 따른 제1 보상전류 신호(i_sig’)를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 제어장치(100)의 블록도이다.
도 9는 실제 회전자 위치를 나타내는 동기 좌표계(dr,qr), 추정 동기 좌표계

및 주입 좌표계(di, qi)의 관계를 나타낸다.
도 10a 및 도 10b는 회전자의 위치가 36°이고 주입각이 각 0°, 30°일 때 제1 각오차(

)와 토크지령(T_e ^*)에 대한 전류 신호(i_sig)를 나타낸다.
도 11a 내지 도 11j는 본 발명의 일 실시예에 따라 토크지령이 소정의 값(1pu)일 때, 제1 각오차(

)와 주입각(

)에 따른 전류 신호

를 나타낸다.
도 12a 내지 도 12j는 본 발명의 일 실시예에 따라서 도 11a 내지 도 11j에 나타나는 전류 신호(i_sig)에 제2 보상 신호(i_comp’)가 적용된 제2 보상전류 신호(i_sig”)를 나타낸다.
도 13a 내지 도 13j는 주입축 적용 및 전류 신호(도 11a 내지 도 11j)가 보상된 제2 보상전류 신호를 나타낸다.
도 14a 및 도 14b는 종래 방식과 본 발명에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 전동기의 속도를 150 r / min로 일정하게 제어하면서 전동기에 토크지령을 2pu/s 기울기로 상승시킨 실험 결과를 나타낸다.
도 16a 및 도 16b는 종래 방식과 본 발명에 따른 회전자 위치 추정의 실험 결과를 각각 나타낸다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다.

또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

설명에 앞서, dq로 표시된 전류, 전압에 대해서 간단히 살펴본다. 교류 전동기 구동에 사용되는 전압과 전류는 교류성분이다. 3상 고정자 권선을 통과하는 전류는 전동기의 회전주파수와 같거나 비슷한 교류성분 전류인데, 각상은 서로 120도 위상 차가 존재하며, 위상 순서대로 UVW 혹은 RST로 표현한다. 복소수 공간 벡터(Complex space vector)라는 개념을 이용하여 이러한 전류 성분을 벡터로 표현할 수 있다. 벡터 이론에서, 평면에 존재하는 특정벡터는 2개의 기준 벡터의 합으로 표현될 수 있다. 이 원리를 이용하여 UVW 삼상 전류를 서로 90도 위상차가 나는 dq기준 전류 벡터를 이용하여 흔히 표현한다.

일반적으로 고주파 전압을 주입하는 센서리스 각 추정 방식은 추정 좌표계 상의 추정 d축에 고주파 전압(예컨대 구형파)을 주입하고 추정 q축 전류 리플을 감지하여 회전자의 위치(각도)를 추정한다. 이때, 추정 q축 전류 리플은 아래의 수학식 1과 같으며, 추정 q축 전류 리플을 클락 신호(그 크기가 +1, -1로 교번하는 구형파 신호,clk)로 나눠주면 각추정기로 입력되는 전류 신호(i_sig)가 아래의 수학식 2와 같이 나타난다.

[수학식 1]

[수학식 2]

수학식 1과 2에서 각오차(

)는 회전자의 위치(

)와 추정된 회전자의 위치(추정각

)의 차이로 아래의 수학식 3으로 정의될 수 있다.

[수학식 3]

한편 종래 I _Δ,

은 각오차(

)에 따라 변하지 않는다고 알려져 있다. 따라서 전류 신호(i_sig)는 각오차에 대하여 정현파의 형태를 나타낸다고 알려져 있다. 또한 각추정기(Observer)는 입력되는 전류 신호(i_sig)가 음수에서 양수로 영점 교차(zero up-crossing)하는 곳으로 수렴하도록 동작하여 회전자 위치를 추정한다. 따라서 정상상태에서 각오차는

로 수렴한다고 알려져 있다.

그러나 종래 알려진 바와 달리 실제 센서리스 운전시 전류 운전점은 각오차에 따라서 변화하며, 또 전동기 인덕턴스는 전류 운전점과 회전자 위치에 따라서 변화한다.

도 3은 각오차(

)에 따라서 전류 운전점이 변화되는 것을 설명하기 위한 도이다. 전동기가 단위 전류당 최대 토크(MTPA; Maximum Torque Per Ampere)로 운전하는 것을 가정하면, 토크지령에 의해 전류 운전점이 결정된다. 도 3에 있어서, 점선(31)은 동기 좌표계(dr,qr) 전류 평면 상에서 MTPA 곡선을 나타낸다. 이 경우 임의 토크지령에 대한 전류 운전점은 이 점선(31) 위의 한 점으로 결정된다.

그러나 센서리스 운전시 전류 제어는 추정 좌표계

를 기준으로 수행되기 때문에, 각오차가 발생하면 운전점이 각오차 (

)만큼 회전 이동된다. 따라서 사용자가 의도한 MTPA 곡선(31) 상의 토크의 운전점은 다른 곡선 (32) 상의 운전점으로 변경되는 문제가 발생한다.

도 4a 내지 도 4c는 회전자의 위치(

)를 0°로 고정했을 때 운전점에 따른 인덕턴스를 나타낸다. 도 4a 내지 도 4c 는 코모텍 社에서 제작한 8극 12슬롯 전동기에 대하여 유한 요소 해석 (Finite Element Analysis, FEA)을 통해 얻은 시뮬레이션 결과로서, 본 명세서에서 운전점에 따른 자속과 인덕턴스 변화를 설명하기 위한 용도로 이용될 뿐 본 발명의 내용이 해당 제품의 구조나 특징에 제한되는 것은 아니다.

도 4a 내지 도 4c를 참조하면 운전점에 따라서 인덕턴스가 비선형적으로 변화하는 것이 나타난다. 인덕턴스에는 회전자 위치에 따른 6고조파가 존재하므로 회전자 위치를 변화 시키면 도 4a 내지 도 4c의 파형도 변화된다.

이와 같이 전류 운전점은 토크지령뿐만 아니라 1) 각오차와 2) 회전자 위치의 영향도 받으므로 이를 고려하여 전동기 각을 추정하고 제어하는 것이 요구된다.

이를 위해 전동기 인덕턴스는 토크지령, 각오차, 회전자 위치에 대한 함수로 표현되어야 한다. 전동기 인덕턴스가 토크지령, 각오차, 회전자 위치에 대한 함수로 표현되는 경우 수학식 1과 2의 전류 신호는 아래의 수학식 4와 5와 같이 각각 표현될 수 있다.

[수학식 4]

[수학식 5]

수학식 4와 5를 참조하면 I _Δ,

도 각오차에 대한 함수이기 때문에, 전류 신호(i_sig)는 더 이상 각오차에 대해 정현적인 특성을 가지지 않는다. 즉 x축을 각오차, y축을 전류 신호(i_sig)로 표시할 때, 전류 신호(i_sig)는 정현파의 형태를 갖지 않는다.

도 5a 내지 도 5j는 특정 회전자 위치에서 토크지령 및 각오차에 따른 전류 신호(i_sig)을 나타낸다. 도 5a 내지 도 5j를 참조하면 전류 신호(i_sig)는 각오차에 대하여 정현파 형태를 나타내지 않으며 비정형적인 형태로 변화하는 것을 알 수 있다.

도 5a 내지 도 5j를 더 참조하면, 영역(51)은 전류 신호(i_sig)가 음수인 부분을 나타낸다. 따라서 도 5a 내지 도 5j에서 화살표(52,53)는 전류 신호(i_sig)의 부호가 변경되는 지점(영점교차, zero crossing)을 나타낸다. 보다 구체적으로 화살표(52)는 각오차(

)가 증가할수록 전류 신호(i_sig)가 양수에서 음수로 변화하면서 0(A)인 지점을 지나는 것을 나타내고, 화살표 (53)은 각오차(

)가 증가할수록 전류 신호(i_sig)가 음수에서 양수로 변화하면서 0(A)인 지점을 지나는 것을 나타낸다. 설명의 편의를 위해서 본 명세서에서는 화살표(52)와 같이 양수에서 음수로 변화하면서 0을 지나는 것을 영점 하강 교차(zero down-crossing)로 언급하고, 화살표(53)와 같이 음수에서 양수로 변화하면서 0을 지나는 것을 영점 상승 교차(zero up-crossing)로 언급하도록 한다.

앞서 언급한 바와 같이 각추정기는 전류 신호(i_sig)가 영점 상승 교차 하는 점으로 추정 각을 수렴시키기 때문에 도 5a 내지 도 5j에 있어서 빗금 친 부분(55)이 각추정기의 수렴점으로 볼 수 있다. 예컨대 도 5h 및 도 5j를 참조하면 토크지령이 2pu인 경우 각오차는 약 20°와 약 24°임을 알 수 있다. 이와 같은 결과를 참조하면 회전자 위치에 따라서 동일한 토크지령에 대하여도 각오차는 다르게 나타나는 문제가 존재한다는 것을 알 수 있다. 따라서 회전자 위치와 이에 따라 변화하는 각오차를 고려하여 회전자의 각을 추정하는 방법이 요구된다.

제1 실시예(전류 신호 보상)

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 제어장치(100)의 블록도이다.

전동기(101)는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기 에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 장치이다. 전동기는 전원의 종류에 따라 직류전동기와 교류전동기로 분류될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서의 전동기(101)는 교류 전동기를 지칭한다. 교류전동기는 다시 3상 교류용과 단상 교류용으로 구분될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 교류 전동기의 종류를 특별히 제한하지는 않지만, 설명의 편의를 위하여 3상 교류 전동기 위주로 기술하기로 한다.

전동기 제어장치(100)는 센서리스 방식으로 전동기(101)의 회전자 위치를 추정하고 구동을 제어한다. 전동기 제어장치(100)는 전류 제어기(110), 고주파 전압 생성기(120), 인버터(140), 각추정기(180)를 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니며, 열거한 구성요소 중 일부만 또는 추가의 다른 요소도 포함할 수도 있다.

전류 제어기(110)는 전동기(101) 구동을 위한 토크지령(T_e ^*)과 전동기(101)의 기본파 전류(

)에 기반하여 기본파 전압 지령(

)을 생성한다. 전류 제어기(110)는 실제 전동기(101)의 기본파 전류(

)와 토크지령(T_e ^*)을 고려한 피드백을 통해, 기본파 전압 지령(

)을 생성함으로써 전동기(101)를 안정적으로 제어할 수 있다.

일 실시예에서는 전류 지령 생성기(MTPA 블록)를 더 포함할 수 있다. 전류 지령 생성기(MTPA)는 전동기의 회전자를 회전시키기 위한 기본파 전류 지령(

)을 생성할 수 있다. 구체적으로 전류 지령 생성기는 토크지령(T_e ^*)에 기반하여 필요한 기본파 전류 지령(

)을 생성할 수 있다. 다른 실시예에서 전류 지령 생성기는 각추정기(180)에서 추정된 전동기(101)의 회전자의 추정각(

)에 기반하여 기본파 전류 지령(

)을 생성할 수도 있다. 따라서 전류 제어기(110)는 전류 지령 생성기에서 생성된 기본파 전류 지령(

) 및/또는 기본파 전류(

)를 기초로 기본파 전압 지령(

)을 생성할 수 있다. 또한 전류 제어기(110)로 입력되는 기본파 전류(

)는 추정 좌표계 상의 추정 d축 및 추정q축 성분일 수 있다.

고주파 전압 생성기(120)는 전동기(101)의 센서리스 제어를 위해, 기본파 전압 지령(

)에 더해지는 고주파 전압 지령(

)을 생성할 수 있다. 고주파 전압 지령(

)은 전류 제어기(110)의 출력인 기본파 전압 지령에 의해 구동되는 전동기(101) 운전 주파수보다 더 높은 주파수이다.

고주파 전압 생성기(120)는 추정 좌표계 상의 추정 d축으로 고주파 전압 지령을 생성할 수 있다. 즉 주입되는 고주파 전압 지령(

)은 추정 d축 성분만을 포함할 수 있다. 기본파 전압 지령(

)과 고주파 전압 지령(

)은 가산기(10)에서 더해져 인버터(140)로 전달될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서 전동기 제어장치(100)는 제1 좌표 변환기(130) 또는 제2 좌표 변환기(150)를 더 포함할 수 있다.

제1 좌표 변환기(130)는 추정각(

)에 기반하여 기본파 전압 지령(

)과 고주파 전압 지령(

)의 합을 추정 동기 좌표계

에서 정지 좌표계로 기준 좌표 변환할 수 있다. 제2 좌표 변환기(150)는 추정각(

)에 기반하여 전동기(101)의 전류(

)를 정지 좌표계에서 추정 동기 좌표계로 기준 좌표 변환할 수 있다.

인버터(140)는 전압 지령(

)에 기반하여 전동기(101)의 고정자에 전압(v_abcs)을 인가할 수 있다. 전동기(101)의 고정자는 인가된 전압(v_abcs)에 의해 고정자 전압이 회전 자계를 형성하여 회전자를 회전시킨다. 인버터(140)는 단상 인버터 또는 다상 인버터일 수 있다.

각추정기(180)는 전동기(101)의 전류 신호(i_sig)에 기반하여 추정 좌표계 상에서 전동기(101)의 회전자의 위치를 추정할 수 있다. 즉 각추정기(180)는 추정각(

)을 출력할 수 있다. 전류 신호(i_sig)는 전동기(101)의 전동기 전류(

)에서 고주파 전류 성분(

)을 추출하여 복조(demodulation)한 신호일 수 있다.

도 6을 참조하면 전동기 고정자로부터 획득한 전동기 전류(

)를 필터(160)를 통해 소정의 고주파 영역의 신호를 필터링하여 기본파 전류(

)가 생성될 수 있다. 필터(160)는 노치필터 또는 저역통과필터가 될 수 있다.

감산기(20)는 전동기 전류(

)에서 기본파 전류(

)를 감산함으로써 고주파 전류 (

)를 생성할 수 있다. 본 명세서에서 “전동기 전류”는 기본파 전류 또는 고조파 전류를 포함할 수 있으며,“전동기 전압”은 기본파 전압 또는 고조파 전압을 포함할 수 있다.

전류 신호(i_sig)는 고주파 전류(

)의 추정 q축 전류 리플에서 클락 신호를 나눈 결과이다.

앞서 설명한 바와 같이 전류 신호(i_sig)는 각오차에 따라 변화하는 값이다. 보다 구체적으로 전류 신호(i_sig)는 토크지령(T_e ^*), 회전자의 위치(

) 및 제1 각오차(추정각과 회전자의 위치(각도) 차이,

)에 따라서 변화되는 값이다. 따라서 전류 신호(i_sig)는 수학식 4와 5에서와 같이 토크지령(T_e ^*), 회전자의 위치(

) 및 제1 각오차(

)에 대한 함수로 표현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 제어장치(100)는 보상기(170)를 더 포함할 수 있다. 보상기(170)는 전류 신호(i_sig)에 제1 보상 신호(i_comp)를 더할 수 있다. 설명의 명확화를 위해 전류 신호(i_sig)와 제1 보상 신호(i_comp)의 합을 제1 보상전류 신호(i_sig’)라고 언급 한다. 이 경우 각추정기(180)에 입력되는 신호는 제1 보상전류 신호이다. 일 실시예에서 제1 보상전류 신호 또는 전류 신호는 증폭되어 각추정기(180)에 입력될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 보상기(170)는 제1 보상 신호(i_comp)를 전류 신호(i_sig)에 더함으로써 각추정기(170)에 대한 입력 신호를 변화시킬 수 있으며, 그 결과 각추정기(170)의 수렴점이 변화될 수 있다.

소정의 토크지령, 회전자 위치 값이 적용된 제1 보상 신호(i_comp)는 전류 신호(i_sig)의 파형을 변경시키지는 아니하고 크기를 변경시킬 수 있다.

일 실시예에 있어서, 제1 보상 신호(i_comp)는 각 토크지령(T_e ^*)과 회전자의 위치(

)에 대하여 각오차(

)가 0이 되도록 아래의 수학식 6과 같이 정해질 수 있다.

[수학식 6]

이 경우 제1 보상전류 신호(i_sig’)는 아래의 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.

[수학식 7]

보다 구체적으로 수학식 6으로 표현되는 제1 보상 신호(i_comp)는 토크지령과 추정각에 따라 결정되는 소정의 상수값으로서 전류 신호(i_sig)의 파형의 모양은 변경시키지는 아니하고 크기만 변경시킬 수 있다.

이렇게 생성된 제1 보상전류 신호(i_sig’)는 각추정기(180)로 입력되고, 각추정기(180)는 제1 보상전류 신호(i_sig’)를 기초로 회전자의 위치를 추정할 수 있다.

도 7a 내지 도 7j는 다양한 회전자 위치에 있어서 토크지령과 각오차에 따른 제1 보상전류 신호(i_sig’)를 나타낸다. 도 5a 내지 도 5j에서와 마찬가지로 도 7a 내지 도 7j에 있어서 영역(71)은 제1 보상전류 신호(i_sig’)가 음수인 부분을 나타내고, 화살표(73)는 제1 보상전류 신호(i_sig’)가 영점 상승 교차하는 부분을 나타낸다.

도 7a 내지 도 7j를 참조하면 각 회전자 위치 및 각 토크지령 범위에서 제1 보상전류 신호(i_sig’)는 각오차(

)가 0인 부분에서 영점 상승 교차하므로 각추정기(180)의 각오차(

)는 0이 됨을 알 수 있다. 즉 정확한 회전자 위치 추정이 이루어지게 된다.

수학식 6을 다시 참조하면, 제1 보상 신호는 토크지령(T_e ^*)과 추정각(

)에 대한 함수로 표현됨을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 제어장치(100)는 각 전동기의 토크지령(T_e ^*)과 추정각(

)에 대한 대응관계 참조표를 저장하는 참조표 저장소(175)를 더 포함할 수 있다. 보상기(170)는 참조표 저장소(175)에 저장된 대응관계 참조표와 현재 전류 제어기(110)에 입력된 토크지령(T_e ^*)과 추정각(

)을 기초로 제1 보상 신호(i_comp)를 생성할 수 있다.

개별 전동기마다 회전자의 위치에 따른 토크지령의 관계가 상이할 수 있으므로 전동기 시험을 통해 각오차가 0이 되는 개별 전동기에 대한 토크지령과 추정각의 대응관계 및 각 값(토크지령 값과 추정각 값)을 산출하여 미리 저장해 놓을 수 있다. 즉 개별 전동기에 대한 제1 보상 신호를 미리 준비하여 전동기 제어에 이용할 수 있다.

제2 실시예 (전류 신호 보상, 주입축 적용)

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전동기 제어장치(100)의 블록도이다.

도 7g를 다시 참조하면 회전자가 36°부근에 위치하고 토크지령이 2.2pu 인 경우, 제1 보상전류 신호(i_sig’)는 제 1 각오차가 0인 지점(

=0)에서 영점 상승 교차하지 않고, 0에 도달한 후 다시 감소하여 음수가 된다(화살표 73’참조). 이러한 운전점은 각추정기의 추정각이 수렴할 수 없는 지점이며, 이에 따라 추정각은 불안정한 지점으로 수렴하거나 발산하는 등의 문제가 생길 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 각추정기에 입력되는 전류 신호(또는 보상전류 신호)의 파형을 수정하여 각오차가 0인 지점에 근접하여 영점 하강 교차 부분이 위치하지 않도록 전류 신호를 제어하는 것이 필요하다.

도 8에 보인 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 제어장치(100)는 주입하는 고주파 전압 신호를 추정 d축이 아닌 다른 축(이하, 주입축)으로 변경함으로써 각추정기(180)에 입력되는 전류 신호(또는 보상전류 신호)의 파형을 변경할 수 있다. 즉 상술한 제1 실시예에서는 추정 d축(

)에 고주파 전압을 주입하고 이 때 발생하는 추정 q축(

)전류 리플의 크기를 각추정기 입력으로 사용했으나 도 8의 제2 실시예에서는 고주파 전압 신호를 주입하는 축을 변경한다. 제2 실시예는 주입각을 적용하는 경우와 주입각 적용과 함께 보상전류를 적용하는 경우 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이러한 제2 실시예에 있어서 전동기 제어장치(100)의 고주파 전압 생성기(120)는 주입 좌표계를 기준으로 주입 d 축에 고주파 전압 지령(

)을 인가하고, 각추정기(180)는 전류 신호(i_sig)의 주입 q축 성분을 기초로 회전자의 위치를 추정할 수 있다. 즉 추정 d축이 아닌 주입 d축(

)에 고주파 전압을 주입하고 이 때 발생하는 주입 q축(

)전류 리플의 크기를 각추정기(180) 입력으로 사용한다. 한편 이러한 경우에도 전류 제어기(110)는 추정 좌표계를 기준으로 기본파 전류(

)를 수신하여 판단하고 전압 지령(

)을 생성한다.

도 8을 참조하면 도 6의 전동기 제어장치(100)와 비교했을 때, 주입되는 고주파 전압 지령(

)의 주입 각(주입 d축)과 각추정기(180)로 입력되는 전류 신호(i_sig)및 보상 신호(i_comp)의 각(주입 q축)이 상이하다.

도 9는 실제 회전자 위치를 나타내는 동기 좌표계(dr,qr), 추정 동기 좌표계

및 주입 좌표계(di, qi)의 관계를 나타낸다. 도 9를 참조하면, 주입 d축은 추정 좌표계 d축보다 주입각(

)만큼 앞서는 것으로 정의하였다(다른 실시예에서는 그 반대일 수도 있다). 이 경우 제1 각오차(

), 주입각(

)과 제2 각오차(동기 d축과 주입d축의 차이,

) 사이의 관계는 아래 수학식 8과 같다.

[수학식 8]

설명의 명확화를 위해서

는 제1 각오차,

는 제2 각오차,

는 주입각인 것으로 용어를 정리한다.

주입 d축에 고주파 전압을 주입했을 때 주입 q축의 전류 리플을 클락 신호로 나눈 전류 신호(i_sig)를 제2 각오차(

)에 대한 함수로 표현하면 아래 수학식 9와 같다. 위에서 언급한 바와 같이, 전류 신호(i_sig)는 토크지령, 회전각 및 제1 각오차에 대한 함수로 표현되는 것을 알았다. 본 실시예에서는 주입각(

)이라는 새로운 변수를 적용하였으므로, 전류 신호는 아래 수학식 9와 같이 주입각을 더 포함하는 함수로 표현된다.

[수학식 9]

수학식 9를 참조하면, 3 변수에 대한 함수였던 수학식 5와 달리, 전류 신호(i_sig)는 4 변수에 대한 함수가 된다. 주입각을 트는 방법(추정각으로부터 주입각 만큼 좌표계를 회전)을 사용함으로써 어떤 각오차에 대응하는 전류 운전점이 주입각(

)만큼 회전 이동하는 효과가 생긴다. 따라서 전류 운전점에 의해 결정되는 I_Δ,

이 제1 각오차에 대해 기존과 다른 값을 가진다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 각오차(

)와 전류 운전점(달리 표현하면 토크지령) 사이의 대응관계를 변화시킴으로써 전류 신호(i_sig)의 개형을 변화시킬 수 있다.

수학식 9를 제1 각오차()에 대한 함수로 정리하면 아래의 수학식 10과 같다.

[수학식 10]

수학식 10을 참조하면 주입각(

)에 따라서 전류 신호(i_sig)의 파형이 변화됨을 알 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 회전자의 위치가 36°이고 주입각이 각 0°, 30°일 때 제1 각오차(

)와 토크지령(T_e ^*)에 대한 전류 신호(i_sig)를 나타낸다. 도 10a 및 도 10b에 있어서 영역(10-1)은 전류 신호(i_sig)가 음수인 부분을 나타낸다. 도 10a 및 도 10b를 참조하면 주입각(

)에 따라서 전류 신호(i_sig)의 파형이 변화됨을 알 수 있다.

따라서 각 토크지령(T_e ^*), 회전자 위치(

)에 따라 적절한 주입각(

)을 적용함으로써 전류 신호의 파형을 변화시킬 수 있고 그 결과 상술한 문제점(각오차가 0인 부분에 근접하여 영점 하강 교차 발생되는 문제)을 해결할 수 있다.

이하에서는 토크지령과 회전자 위치에 따라 필요한 주입각과 보상 신호의 값을 찾는 방법을 설명한다.

실질적으로 주입각과 보상 신호는 모두 토크지령과 회전자 위치에 따라 가변할 수 있는 요소이나, 설명의 단순화를 위해서 아래에서 주입각은 토크지령에 대하여만 변화하는 값으로 가정하고, 보상 신호는 제1 실시예에서와 같이 토크지령과 회전자 위치에 따라 변화하는 값으로 가정하여 설명한다.

도 11a 내지 도 11j는 본 발명의 일 실시예에 따라 토크지령이 소정 값(1pu)일 때, 제1 각오차(

)와 주입각(

)에 따른 전류 신호

를 나타낸다. 도 11a 내지 도 11j에 있어서, 굵은 선(11-1)은 전류 신호(i_sig)가 영점 상승 교차 하는 지점으로서 각추정기(180)는 이 지점으로 수렴점을 결정한다.

도 11a 내지 도 11j의 실시예는 보상 신호를 적용하지 않은 경우를 나타내는 것이다.

일 실시예에서, 각 주입각에 대하여 각추정기(180)가 각오차(

)가 0인 곳으로 수렴할 수 있도록 보상기(170)는 아래 수학식 11과 같이 제2 보상 신호(i_comp’)를 전류 신호(i_sig)에 적용할 수 있다.

[수학식 11]

그 결과 각추정기(180)는 전류 신호(i_sig)와 제2 보상 신호(i_comp’)의 합인 제2 보상전류 신호(i_sig”)를 수신하여 회전자의 위치를 추정할 수 있다.

도 12a 내지 도 12j는 본 발명의 일 실시예에 따라 토크지령이 소정 값(1pu)일 때, 제1 각오차(

)와 주입각(

)에 따른 전류 신호 i_sig에 수학식 11과 같이 제2 보상 신호(i_comp')를 더한 제2 보상전류 신호(i_sig'')를 나타낸다.

도 12a 내지 도 12j에 있어서, 제1 부분(12-1)은 제2 보상전류 신호(i_sig”)가 영점 상승 교차하는 부분으로서 각추정기(180)의 수렴점이 된다. 그러나 제2 부분(12-2)는 제2 보상전류 신호(i_sig”)가 영점 하강 교차하는 부분으로서 각추정기(180)의 수렴점이 될 수 없다.

따라서 제1 부분(12-1)에 해당되는 임의의 주입각을 적용함으로써 제1 각오차를 제거하면서 회전자의 위치를 추정할 수 있다. 예컨대 제1 부분(12-1)에 해당되는 주입각 범위에 대하여 중간값이 대표로 적용될 수 있으며 이 중간값이 미리 저장될 수 있다.

즉, 주입각은 제1 각오차가 0이고, 제2 보상전류 신호가 상기 제1 각오차를 기준으로 양의 기울기를 가지면서 0이 되는 값의 범위 내에서 결정될 수 있다.

도 12a 내지 도 12j는 특정 토크지령에 대하여 수행한 결과로서, 사용 가능한 모든 토크지령에 대하여 위 과정을 반복함으로써 각 토크지령에 대하여 적절한 주입각을 결정할 수 있다.

이에 따라서 전동기 제어장치 제조자는 개별 전동기에 대하여 회전자의 위치(

)에 따른, 토크지령(T_e ^*) 및 주입각(

)의 대응 관계 참조표를 생성할 수 있다. 이러한 대응 관계 참조표는 참조표 저장소(175)에 저장될 수 있으며, 보상기(170)는 참조표 저장소(175)에 저장된 대응관계 참조표를 이용하여 제2 보상 신호를 생성할 수 있다.

상술한 바와 같이 제1 각오차 해소를 위해 적용 가능한 주입각은 소정의 범위를 가지나 계산의 편의 및 데이터 저장 효율을 위해서 소정의 범위 내 중간값이 이용될 수도 있다.

도 13a 내지 도 13j는 본 발명의 제2 실시예에 따라 주입축 적용 및 전류 신호(도 11a 내지 도 11j)가 보상된 제2 보상전류 신호를 나타낸다. 구체적으로 도 13a 내지 도 13j는 각 회전자 위치(

)에서 제1 각오차(

)와 토크지령(T_e ^*)에 대한 제2 보상전류 신호(i_sig”)를 나타낸다.

도 13a 내지 도 13j를 참조하면 각추정기(180)로 입력되는 제2 보상전류 신호(i_sig”)는 각오차(

)가 0인 지점 부근에는 영점 하강 교차하는 부분이 없으므로 각오차(

)가 0인 지점으로 수월하게 수렴점이 결정될 수 있다.

시뮬레이션 및 실험결과 비교

도 14a 및 도 14b는 토크 지령이 -3.5 pu에서 3.5pu 사이에서 20pu/s 기울기로 변화하고 속도가 150r/min 인 경우 종래 방식과 본 발명에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 14a는 종래방식으로서 이를 참조하면 토크지령이 1.7pu에 다다르면 위치 추정이 불가하게 되는 것이 나타난다. 한편 도 14b는 본 발명에 따른 것으로서 이를 참조하면 모든 토크 범위에서 위치 추정은 안정적으로 이루어지고, 오차 범위도 10°를 넘지 않고 있다. 따라서 본 발명에 따를 경우 모든 토크 범위에서 센서리스 제어가 가능함이 나타난다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 전동기의 속도를 150 r/min로 일정하게 제어하면서 전동기에 토크지령을 2 pu/s 기울기로 상승시킨 실험 결과를 나타낸다.

도 15를 참조하면 토크지령이 2.3pu에 다다르면 추정 위치가 현저히 틀려지는 것을 보여주며, 이는 SISL(신호 주입 센서리스 제어) 실행 가능성 분석과 일치함을 나타낸다.

도 16a 및 도 16b는 종래 방식과 본 발명에 따른 회전자 위치 추정 결과를 각각 나타낸다.

도 16a 를 참조하면 관측기는 과전류 오류로 인해 전동기 제어기가 정지 하기 이전에 위치 추정을 상실한다. 그러나 도 16b의 경우 관측기는 ± 10 ° 범위 내에서 위치 오차를 유지하면서 3.5에서 3.5 pu의 전체 토크 범위에서 위치 추정 성능을 유지한다. 이것은 본 발명의 방법에 의해 전체 토크 범위의 센서리스 제어가 가능함을 나타낸다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 전동기 제어장치
101 : 전동기
110 : 전류 제어기
120 : 고주파 전압 생성기
130 : 제1 좌표 변환기
140 : 인버터
150 : 제2 좌표 변환기
160 : 필터
170 : 보상기
175 : 참조표 저장소
180 : 각추정기

Claims

전동기 구동을 위한 토크지령과 전동기의 기본파 전류에 기반하여 전압 지령 신호를 생성하는 전류 제어기;
상기 전압 지령 신호에 주입하기 위한 고주파 전압 신호를 생성하는 고주파 전압 생성기;
상기 전압 지령 신호 및 고주파 전압 신호에 기반하여 전동기에 전압을 인가하는 인버터;
상기 전동기의 전류 신호에 기반하여 추정 좌표계 상에서 상기 전동기의 회전자의 추정각을 생성하는 각추정기;
제1 좌표 변환기는 상기 추정각에 기반하여 전압 지령 신호와 고주파 전압 신호의 합을 추정된 동기 좌표계에서 정지 좌표계로 기준 좌표 변환하는 제1 좌표 변환기;
상기 추정각에 기반하여 기본파 전류를 정지 좌표계에서 추정된 동기 좌표계로 기준 좌표 변환하는 제2 좌표 변환기; 및
상기 전류 신호(i_sig)에 제1 보상 신호(i_comp)를 더하는 보상기를 포함하되,
상기 제1 보상 신호(i_comp)는 토크지령 및 추정각에 관련된 것을 특징으로 하는 전동기 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 전류 신호(i_sig)는, 전동기 전류에서 상기 고주파 전압 신호의 주파수에 대응되는 부분의 신호를 추출한 것으로,
상기 전류 신호(i_sig)는, 상기 추정 좌표계의 추정 q축 성분인 것을 특징으로 하는 전동기 제어장치.
제1항에 있어서,
상기 각추정기는 상기 전류 신호와 제1 보상 신호의 합인 제1 보상전류 신호(i_sig’)에 기반하여 상기 전동기의 회전자의 추정각을 생성하고,
상기 전류 신호(i_sig)는 토크지령, 상기 전동기의 회전자의 위치, 및 제1 각오차에 대한 함수이고, 상기 제1 각오차는 상기 추정각과 상기 회전자의 위치의 차이이고,
상기 제1 보상 신호는 아래의 식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 전동기 제어장치.

제1 보상 신호(i_comp)=(-1)*전류 신호(i_sig)_,여기서, 제1 각오차=0 °
제1항에 있어서,
상기 전동기의 회전자의 위치와 토크지령에 대한 대응관계 참조표를 저장하는 참조표 저장소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 제어장치.
제4항에 있어서,
상기 보상기는,
상기 참조표 저장소에 저장된 대응관계 참조표와 현재 토크지령을 기초로 상기 제1 보상 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전동기 제어장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 고주파 전압 생성기는,
상기 추정 좌표계 상의 추정 d축으로 상기 고주파 전압 신호를 생성하고,
상기 전동기의 전류 신호는 추정 좌표계 상의 추정 q 축 성분인 것을 특징으로 하는 전동기 제어장치.
제1항에 있어서,
상기 전류 제어기로 입력되는 상기 기본파 전류는 추정 좌표계상의 추정 d축 및 추정 q축 성분인 것을 특징으로 하는 전동기 제어장치.
제1항에 있어서,
상기 고주파 전압 생성기는,
추정 좌표계를 주입각만큼 회전한 주입 좌표계의 주입 d축으로 상기 고주파 전압 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전동기 제어장치.
제9항에 있어서,
상기 전류 신호는 상기 주입 좌표계의 주입 q축 성분인 것을 특징으로 하는 전동기 제어장치.
제9항에 있어서,
상기 전류 신호는 토크지령, 상기 회전자의 위치, 상기 주입각 및 제2 각오차에 대한 함수로 표현되고, 상기 제2 각오차는 상기 주입각과 상기 회전자의 위치의 차이인 것을 특징으로 하는 전동기 제어장치.
제11항에 있어서,
상기 전류 신호(i_sig)에 제2 보상 신호(i_comp’)를 더하는 보상기를 더 포함하되,
상기 각추정기는 상기 전류 신호와 제2 보상 신호의 합인 보상전류 신호(i_sig”)에 기반하여 상기 전동기의 회전자의 추정각을 생성하고,
상기 제2 보상 신호는 아래의 식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 전동기 제어장치.

제2 보상 신호(i_comp’)=(-1)*전류 신호(i_sig)_,여기서, 제1 각오차=0 °
제9항에 있어서,
상기 주입 d축은 추정 d축보다 주입각만큼 앞서는 것을 특징으로 하는 전동기 제어장치.
제12항에 있어서,
상기 전동기에 있어서, 상기 전동기의 회전자의 위치에 따른 토크지령 및 주입각에 대한 대응관계 참조표를 저장하는 참조표 저장소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 제어장치.
제14항에 있어서,
상기 보상기는,
상기 참조표 저장소에 저장된 대응관계 참조표와 현재 토크지령을 기초로 제2 보상 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전동기 제어장치.
제15항에 있어서,
상기 주입각은,
제1 각오차가 0이고, 제2 보상전류 신호가 상기 제1 각오차를 기준으로 양의 기울기를 가지면서 0이 되는 값의 범위 내에서 결정되는 것을 특징으로 하는 전동기 제어장치.