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KR101972874B1 - 전동기 구동 제어 장치 및 전동기 구동 제어 방법 - Google Patents

전동기 구동 제어 장치 및 전동기 구동 제어 방법 Download PDF

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KR101972874B1
KR101972874B1 KR1020140090420A KR20140090420A KR101972874B1 KR 101972874 B1 KR101972874 B1 KR 101972874B1 KR 1020140090420 A KR1020140090420 A KR 1020140090420A KR 20140090420 A KR20140090420 A KR 20140090420A KR 101972874 B1 KR101972874 B1 KR 101972874B1
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synchronous coordinate
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홍성민
정세종
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현대일렉트릭앤에너지시스템(주)
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Abstract

본 발명의 일 실시 형태는 전동기 구동 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 전동기에 인가되는 교류전압에 따른 교류전류를 입력 받아 동기좌표계의 전류로 변환하는 동기좌표계 변환부; 동기좌표계 변환부의 출력전류를 입력 받아 전동기의 V/F 제어를 위한 동기좌표계의 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령을 생성하는 전류 지령 생성부; 및 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령을 입력 받아 전동기의 구동을 제어하기 위한 구동 제어 신호를 생성하는 구동 신호 생성부; 를 포함하고, 전류 지령 생성부는 전동기의 운전주파수가 기 설정된 주파수보다 높을 경우, 동기좌표계 변환부의 실제 출력전류의 값으로 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령으로 생성하는 전동기 구동 제어 장치를 제안한다.

Description

전동기 구동 제어 장치 및 전동기 구동 제어 방법{APPARATUS AND METOHD FOR MOTOR DRIVE CONTROL}
본 발명은 전동기 구동 제어 장치 및 전동기 구동 제어 방법에 관한 것이다.
최근, 전동기 구동 제어 기술의 급격한 발전에 따라, 유지 및 보수가 매우 간편한 유도전동기의 이용이 더욱 확대되고 있다.
이러한 유도전동기의 제어 기술 중에서 V/F 제어 인버터는 벡터제어 인버터의 광범위한 보급에도 불구하고 그 고유의 장점으로 인하여 여전히 유도전동기 구동 시스템으로 널리 이용되고 있다. 그러므로, 상기 V/F 제어 인버터가 가지는 장점을 더욱 살리기 위하여, 하기 문제점을 극복하는 것은 V/F 제어 인버터를 더 잘 이용할 수 있도록 하는 또 하나의 좋은 대안이 될 수 있다.
상기 V/F 제어 인버터의 문제점 중의 대표적인 것들로는 고정자 저항의 영향으로 인한 저속영역에서의 토크 생성문제와 정상상태 무부하 혹은 경부하 조건 운전 시의 전동기 진동 현상 등을 들 수 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는, 전동기 구동 제어 장치 및 전동기 구동 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 전동기에 인가되는 교류전압에 따른 교류전류를 입력 받아 동기좌표계의 전류로 변환하는 동기좌표계 변환부; 상기 동기좌표계 변환부의 출력전류를 입력 받아 상기 전동기의 V/F 제어(Voltage/Frequency control)를 위한 동기좌표계의 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령을 생성하는 전류 지령 생성부; 및 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령을 입력 받아 상기 전동기의 구동을 제어하기 위한 구동 제어 신호를 생성하는 구동 신호 생성부; 를 포함하고, 상기 전류 지령 생성부는 상기 전동기의 운전주파수가 기 설정된 주파수보다 높을 경우, 상기 동기좌표계 변환부의 실제 출력전류의 값으로 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령으로 생성하는 전동기 구동 제어 장치를 제안한다.
또한, 상기 전류 지령 생성부는, 상기 상기 전동기의 운전주파수가 기 설정된 주파수보다 높고 상기 동기좌표계 변환부의 출력전류의 값이 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 a배 값보다 작을 경우, 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 a배 값을 생성하고, 상기 전동기의 운전주파수가 기 설정된 주파수보다 높고 상기 동기좌표계 변환부의 출력전류의 값이 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 b배 값보다 클 경우, 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 b배 값을 생성하고, 상기 a는 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 최소 비율이고, 상기 b는 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 최대 비율일 수 있다.
또한, 상기 기 설정된 주파수는 5Hz이고, 상기 a는 0.5이고, 상기 b는 1.5일 수 있다.
본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 전동기의 V/F 제어(Voltage/Frequency control)를 위하여 동기좌표계의 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령을 생성하는 전류 지령 생성단계; 상기 전동기의 운전주파수가 기 설정된 주파수보다 높을 경우, 상기 동기좌표계의 실제 전류의 값으로 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령을 변경시키는 전류 지령 변경단계; 및 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령을 이용하여 상기 전동기의 구동을 제어하기 위한 구동 제어 신호를 생성하는 구동 신호 생성 단계; 를 포함하는 전동기 구동 제어 방법을 제안한다.
또한, 상기 전류 지령 변경단계는, 상기 동기좌표계의 실제 전류의 값이 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 a배 값보다 작을 경우, 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령을 a배 값으로 변경하고, 상기 동기좌표계의 실제 전류의 값이 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 b배 값보다 클 경우, 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령을 b배 값으로 변경하고, 상기 a는 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 최소 비율이고, 상기 b는 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 최대 비율일 수 있다.
또한, 상기 기 설정된 주파수는 5Hz이고, 상기 a는 0.5이고, 상기 b는 1.5일 수 있다.
전동기의 운전주파수가 높을 경우 상기 D축 전류 지령의 값을 실제 출력전류의 값으로 함으로써, 펄스 폭 변조에 의한 전압 지령 및 기계적 공진에 의해 경부하 진동을 억제할 수 있다.
또한, 상기 D축 전류 지령의 최소값과 최대값을 설정함으로써, 인버터가 안정적으로 상기 전동기를 제어할 수 있다.
한편, 상기 전동기의 운전주파수가 낮을 경우 상기 D축 전류 지령을 그대로 이용함으로써, 기동토크를 원활하게 생성을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전동기 구동 제어 장치 및 동작을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전동기 구동 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 예를 들어, 본 발명의 발명자가 기재한 논문인 2014년 7월 공지된 전력전자학술대회 논문 중 [V/F 운전시 전동기 경부하 진동 개선] 논문에 이하 내용에 대한 보다 구체적인 설명이 기재되어 있으나, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되어 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 구동 제어 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 전동기 구동 제어 장치(100)는 인버터(200) 및 전동기(300)와 함께 동작할 수 있다.
전동기 구동 제어 장치(100)는 상기 인버터(200)의 출력을 받고 상기 인버터(200)에 구동 제어 신호를 제공하여 인버터(200)에 포함된 스위치의 스위칭을 제어할 수 있다. 여기서, 상기 구동 제어 신호는 펄스 폭 변조 신호(PWM, Pulse Width Modulation) 일 수 있다. 이러한 경우, 소정의 기준 파형(예컨대, 삼각파)에 가변적인 직류 레벨을 적용하여 펄스 폭 변조 신호의 듀티를 조절할 수 있다.
인버터(200)는, 상기 전동기(300)가 동작하도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 인버터(200)는 상기 구동 제어 신호에 따라 직류 전압을 복수 상 교류 전압으로 변환하여 상기 전동기(300)의 코일(상기 복수 상에 대응)들에 각각 인가하여 자기장을 발생시키도록 할 수 있다. 구체적으로, 상기 전동기(300)의 고정자는 극성을 가지는 영구자석이고, 회전자는 3개의 코일을 가졌다고 하면, 상기 인버터(200)는 회전자의 3개의 코일(3상)에 순차적으로 상 전압을 인가하여 자기장을 발생시킬 수 있다. 따라서, 발생한 자기장에 의하여 회전자는 소정의 극성을 가지게 되고 또한 각 상마다 순차적으로 극성을 가지게 되므로, 회전자는 고정자를 중심으로 회전을 수행하게 되는 것이다.
상기 인버터(200)는 전원 및 복수의 스위치를 포함할 수 있다. 여기서, 전원은 상기 전동기(300)의 회전력으로 전환될 전기에너지를 전압 및 전류의 형태로 공급할 수 있다. 그리고, 상기 복수의 스위치는 + 전원단에 연결되는 복수의 상위 스위치 소자(Q1~Q3)와, 상위 스위치 소자(Q1~Q3) 각각과, 전원단 사이에 구비되는 복수의 하위 스위치 소자(Q4~Q6)로 이루어지며, 각 상위 스위치 소자(Q1~Q3)와 하위 스위치 소자(Q4~Q6)의 접점은 상기 전동기(300)의 각 코일(Ias,Ibs,Ics)에 연결될 수 있다.
또한, 복수의 스위치는 상기 구동 제어 신호에 따라 스위칭을 함으로써, 직류 전압을 복수 상 교류 전압으로 변환시킬 수 있다. 예를 들어, 복수의 스위치는 트랜지스터와 다이오드를 포함할 수 있으며, 상기 트랜지스터는 전력용량 및 스위칭 시간 등을 고려하여 IGBT 또는 FET를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 구동 제어 신호가 상기 트랜지스터의 게이트 단자에 입력됨으로써, 스위칭을 수행할 수 있다.
구체적인 동작을 설명하면, 상기 인버터(200)의 상위 스위치 소자(Q1~Q3)는 차례로 턴 온되고, 하위 스위치 소자(Q4~Q6)는 연결된 상위 스위치 소자(Q4~Q6)와 반대의 상태로 온/오프 동작하는데, 이때, 스위치 소자(Q1)가 턴온 되면, 전동기(300)의 Ias 코일에 +전압이 인가되고, 동작 중, 스위치 소자(Q6)가 턴온 되면서 Ics 코일에는 -전압이 인가된다. 이에, Ias 코일과 Ics 코일 간에 반대 극성의 자기력이 발생하고, 자기력의 상호 작용에 의하여 회전자가 60도 회전한다. 이어서, 스위치 소자(Q1)는 오프 되고, 스위치 소자(Q2)가 온 되면서, Ics 코일에 발생한 자기력과 반대 극성의 자기력이 Ibs 코일에 발생하고, 이 자기력에 의하여 전동기(300)가 60도 더 회전한다. 마찬가지로, 스위치 소자(Q2)가 온 상태인 동안, 스위치 소자(Q6)가 오프 되고, 스위치 소자(Q4)가 온 되면서, Ias코일에 Ibs 코일의 자기력과 반대 극성의 자기력이 발생하여, 회전자가 60도 더 회전한다. 다음으로, 스위치 소자(Q2)가 오프 되면서, 스위치 소자(Q3)가 온 되어, Ias 코일과 Ics 코일에 반대 극성의 자기력이 발생하고, 이에 전동기(300)가 60도 더 회전하고, 이어 스위치 소자(Q4)가 오프 되고 스위치 소자(Q5)가 온 되어, Ias 코일과 Ibs 코일의 자기력에 의해 회전자가 다시 60도 회전한다.
이러한 과정이 반복되어 이루어지면서, 회전자가 계속 회전하여 전동기(300)가 동작한다.
전동기(300)는, 상기 구동 제어 신호에 따른 상기 인버터(200)의 제어에 의해 전술한 과정들이 반복되어 이루어지면서, 회전자가 계속 회전 동작을 수행할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 구동 제어 장치(100)의 구체적인 구성을 설명한다.
도 1을 참조하면, 전동기 구동 제어 장치(100)는, 동기좌표계 변환부(110), 전류 지령 생성부(120) 및 구동 신호 생성부(130)를 포함할 수 있다.
동기좌표계 변환부(110)는, 전동기(300)에 인가되는 교류전압에 따른 교류전류를 입력 받아 동기좌표계의 전류로 변환할 수 있다. 상기 동기좌표계의 전류를 통해, D축 전류 지령 및 Q축 전류 지령으로 나눠질 수 있다.
전류 지령 생성부(120)는, 상기 동기좌표계 변환부(120)의 출력전류를 입력 받아 상기 전동기(300)의 V/F 제어(Voltage/Frequency control)를 위한 동기좌표계의 D축 전류 지령을 생성할 수 있다. 여기서, V/F 제어는 전압과 주파수의 비를 일정하게 유지하면서 상기 전동기(300)를 제어하는 기법이다. 즉, 전동기(300)의 자속은 전압에 비례하고 주파수에 반비례하므로, 전압과 주파수의 비를 일정하게 유지하면 상기 전동기의 자속을 일정하게 유지할 수 있다. 그리고, 전동기(300)의 토크는 자속과 전류의 곱이므로, 자속이 일정하면 전류로 토크를 효율적으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 전류 지령 생성부(120)는 상기 전동기(300)의 운전주파수가 기 설정된 주파수보다 높을 경우, 상기 동기좌표계 변환부의 실제 출력전류의 값으로 상기 D축 전류 지령으로 생성할 수 있다. 만일, 상기 전동기(300)의 운전주파수에 상관없이 D축 전류 지령을 그대로 이용하면, 운전주파수가 높을 때 펄스 폭 변조에 의한 전압 지령 및 기계적 공진에 의해 경부하 진동이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 전동기(300)의 운전주파수가 높을 때 상기 D축 전류 지령의 값을 실제 출력전류의 값으로 함으로써, 펄스 폭 변조에 의한 전압 지령 및 기계적 공진에 의해 경부하 진동을 억제할 수 있다.
반면, 상기 전동기(300)의 운전주파수가 낮을 경우, D축 전류 지령을 그대로 사용할 수 있다. 상기 전동기(300)가 낮은 주파수로 동작할 경우 기동토크를 원활하게 생성할 수 없을 수 있다. 따라서, 고정자 자속 성분 확보를 위하여 D축 전류 지령을 그대로 사용할 수 있다.
한편, 상기 D축 전류 지령의 값의 안정화 및 원활한 이용을 위해, 상기 실제 출력전류의 값은 정류기(미도시)에 의해 정류된 값일 수 있다.
또한, 상기 전류 지령 생성부는(120)는 상기 전동기(300)의 운전주파수가 기 설정된 주파수보다 높고 상기 동기좌표계 변환부(110)의 출력전류의 값이 상기 D축 전류 지령의 a배 값보다 작을 경우, 상기 D축 전류 지령의 a배 값인 D축 전류 지령을 생성하고, 상기 전동기(300)의 운전주파수가 기 설정된 주파수보다 높고 상기 동기좌표계 변환부(110)의 출력전류의 값이 상기 D축 전류 지령의 b배 값보다 클 경우, 상기 D축 전류 지령의 b배 값인 D축 전류 지령을 생성할 수 있다. 여기서, 상기 a는 상기 D축 전류 지령의 최소 비율이고, 상기 b는 상기 D축 전류 지령의 최대 비율일 수 있다.
즉, 상기 동기좌표계의 실제 전류의 값이 너무 작거나 너무 클 경우, 상기 인버터(200)의 동작이 불안정해질 수 있다. 예를 들어, 실제 전류의 값이 너무 작을 경우, 상기 인버터(200)에 포함된 복수의 스위치의 문턱 전압(Threshold Voltage) 등으로 인하여 스위칭 동작이 불안정해질 수 있다. 또한, 실제 전류의 값이 너무 클 경우, 상기 인버터(200)에 포함된 복수의 스위치의 항복 전압(Breakdown Voltage) 등으로 인하여 스위칭 동작이 불안정해질 수 있다. 따라서, 상기 D축 전류 지령의 최소값과 최대값을 각각 a배 및 b배로 설정함으로써, 상기 인버터(200)가 안정적으로 상기 전동기(300)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 기 설정된 주파수는 5Hz이고, 상기 a는 0.5이고, 상기 b는 1.5일 수 있다. 상기 값들은 상기 인버터(200)의 스위치 특성, 상기 전동기(300)의 속도-토크 특성 및 상기 전동기(300)가 포함되는 물건의 특성 등에 따라 달라질 수 있다.
구동 신호 생성부(130)는, 상기 D축 전류 지령을 입력 받아 전동기(300)의 구동을 제어하기 위한 구동 제어 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 상기 구동 제어 신호는 펄스 폭 변조 신호(PWM, Pulse Width Modulation) 일 수 있다. 이러한 경우, 소정의 기준 파형(예컨대, 삼각파)에 가변적인 직류 레벨을 적용하여 펄스 폭 변조 신호의 듀티를 조절할 수 있다.
한편, 상기 구동 신호 생성부(130)는 Q축 전류 지령을 받을 수 있다. 전동기의 V/F 제어를 위하여, 상기 Q축 전류 지령은 주파수 대비 고정자의 전기적 각주파수 명령치에 비례하는 전압의 크기가 될 수 있다.
또한, 전술한 D축 전류 지령 및 Q축 전류 지령은 직교성이 있으므로, 서로 뒤바뀔 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 상기 전류 지령 생성부(120)에서 Q축 전류 지령을 생성할 수 있고, 상기 구동 신호 생성부(130)에서 D축 전류 지령을 받을 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 전동기 구동 제어 방법의 일 실시예를 설명한다. 본 발명에 따른 모터 구동 제어 방법의 일 실시예는 도 1을 참조하여 상술한 전동기 구동 제어 장치(100)에서 수행되므로, 상술한 설명과 동일하거나 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복적으로 설명하지 아니한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전동기 구동 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 전동기 구동 제어 방법은, 전류 지령 생성 단계(S10), 전류 지령 변경 단계(S20) 및 구동 신호 생성 단계(S30)를 포함할 수 있다.
전류 지령 생성 단계(S10)에서는, 상기 전동기 구동 제어 장치가, 전동기의 V/F 제어(Voltage/Frequency control)를 위하여 동기좌표계의 D축 전류 지령을 생성할 수 있다.
전류 지령 변경 단계(S20)에서는, 상기 전동기 구동 제어 장치가, 전동기의 운전주파수가 기 설정된 주파수보다 높을 경우, 상기 동기좌표계의 실제 전류의 값으로 상기 D축 전류 지령을 변경시킬 수 있다.
반면, 전동기의 운전주파수가 기 설정된 주파수보다 낮거나 같을 경우, 상기 D축 전류 지령을 변경하지 않고 그대로 사용할 수 있다. 상기 전동기가 낮은 주파수로 동작할 경우 토크를 원활하게 생성할 수 없을 수 있다. 따라서, 고정자 자속 성분 확보를 위하여 D축 전류 지령을 그대로 사용할 수 있다.
또한, 상기 전류 지령 변경단계(S20)에서는, 상기 전동기 구동 제어 장치가, 상기 동기좌표계의 실제 전류의 값이 상기 D축 전류 지령의 a배 값보다 작을 경우, 상기 D축 전류 지령을 상기 D축 전류 지령의 a배 값으로 변경하고, 상기 동기좌표계의 실제 전류의 값이 상기 D축 전류 지령의 b배 값보다 클 경우, 상기 D축 전류 지령을 상기 D축 전류 지령의 b배 값으로 변경할 수 있다. 여기서, 상기 a는 상기 D축 전류 지령의 최소 비율이고, 상기 b는 상기 D축 전류 지령의 최대 비율일 수 있다.
예를 들어, 상기 기 설정된 주파수는 5Hz이고, 상기 a는 0.5이고, 상기 b는 1.5일 수 있다.
구동 신호 생성 단계(S30)에서는, 상기 전동기 구동 제어 장치가, 상기 D축 전류 지령을 이용하여 상기 전동기의 구동을 제어하기 위한 구동 제어 신호를 생성할 수 있다.
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 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 전동기 구동 제어 장치 110: 동기좌표계 변환부
120: 전류 지령 생성부 130: 구동 신호 생성부
200: 인버터 300: 전동기
S10: 전류 지령 생성 단계 S20: 전류 지령 변경 단계
S30: 구동 신호 생성 단계

Claims (6)

  1. 전동기에 인가되는 교류전압에 따른 교류전류를 입력 받아 동기좌표계의 전류로 변환하는 동기좌표계 변환부;
    상기 동기좌표계 변환부의 출력전류를 입력 받아 상기 전동기의 V/F 제어(Voltage/Frequency control)를 위한 동기좌표계의 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령을 생성하는 전류 지령 생성부; 및
    상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령을 입력 받아 상기 전동기의 구동을 제어하기 위한 구동 제어 신호를 생성하는 구동 신호 생성부; 를 포함하고,
    상기 전류 지령 생성부는 상기 전동기의 운전주파수가 기 설정된 주파수보다 높을 경우, 상기 동기좌표계 변환부의 실제 출력전류의 값에 따라 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 최소 비율 또는 최대 비율의 값을 생성하는 전동기 구동 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전류 지령 생성부는,
    상기 전동기의 운전주파수가 기 설정된 주파수보다 높고 상기 동기좌표계 변환부의 출력전류의 값이 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 a배 값보다 작을 경우, 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 a배 값을 생성하고,
    상기 전동기의 운전주파수가 기 설정된 주파수보다 높고 상기 동기좌표계 변환부의 출력전류의 값이 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 b배 값보다 클 경우, 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 b배 값을 생성하고,
    상기 a는 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 최소 비율이고, 상기 b는 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 최대 비율인 전동기 구동 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기 설정된 주파수는 5Hz이고, 상기 a는 0.5이고, 상기 b는 1.5인 전동기 구동 제어 장치.
  4. 전동기의 V/F 제어(Voltage/Frequency control)를 위하여 동기좌표계의 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령을 생성하는 전류 지령 생성단계;
    상기 전동기의 운전주파수가 기 설정된 주파수보다 높을 경우, 상기 동기좌표계의 실제 전류의 값으로 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령을 변경시키는 전류 지령 변경단계; 및
    상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령을 이용하여 상기 전동기의 구동을 제어하기 위한 구동 제어 신호를 생성하는 구동 신호 생성 단계; 를 포함하고,
    상기 전류 지령 변경 단계는 상기 동기좌표계의 실제 전류의 값에 따라 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령을 최소 비율 또는 최대 비율의 값으로 변경하는 전동기 구동 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전류 지령 변경단계는,
    상기 동기좌표계의 실제 전류의 값이 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 a배 값보다 작을 경우, 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령을 a배 값으로 변경하고,
    상기 동기좌표계의 실제 전류의 값이 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 b배 값보다 클 경우, 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령을 b배 값으로 변경하고,
    상기 a는 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 최소 비율이고, 상기 b는 상기 D축 전류 지령 또는 Q축 전류 지령의 최대 비율인 전동기 구동 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기 설정된 주파수는 5Hz이고, 상기 a는 0.5이고, 상기 b는 1.5인 전동기 구동 제어 방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003274682A (ja) 2002-02-26 2003-09-26 Lg Industrial Syst Co Ltd モータのトルク制御装置及びその方法
JP2004048886A (ja) * 2002-07-10 2004-02-12 Hitachi Ltd 同期電動機の駆動制御装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100951511B1 (ko) * 2008-03-10 2010-04-07 엘에스산전 주식회사 유도 전동기 제어 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003274682A (ja) 2002-02-26 2003-09-26 Lg Industrial Syst Co Ltd モータのトルク制御装置及びその方法
JP2004048886A (ja) * 2002-07-10 2004-02-12 Hitachi Ltd 同期電動機の駆動制御装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Gang-Youl Jeong, 전기학회논문지 B 53B(6), 2004.6, 402-408 (7 pages)
홍성민, 정세종, 전력전자학술대회논문집 , 2014.7, 375-376 (2 pages)

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