KR20150144254A - Apparatus for driving SRM and Controlling Method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 SRM모터의 구동장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an SRM motor driving apparatus and a control method thereof.
스위치드 릴럭턴스 모터(switched reluctance motor: 이하, SRM 이라 함.)는 스위칭 제어장치가 결합된 형태의 모터로서, 고정자와 회전자 모두가 돌극형 구조로 되어있다. BACKGROUND ART A switched reluctance motor (hereinafter referred to as SRM) is a motor in which a switching control device is combined, and both a stator and a rotor are of a stator type.
특히, 고정자 부분에만 권선이 감겨져 있으며, 회전자 부분에는 어떠한 형태의 권선이나 영구자석도 존해하지 않으므로 구조가 간단하다.Particularly, the winding is wound only on the stator part, and the structure is simple since the rotor part does not depend on any type of winding or permanent magnet.
이러한 구조상의 특징으로 인해, 제작 생산적인 측면에서 상당한 이점을 가지고 있으며, 직류모터와 같이 기동특성이 좋고, 토오크(Torque)가 큰 반면에, 유지, 보수의 필요성이 적으며, 단위 체적당 토오크, 효율 및 컨버터의 정격등 많은 부분에서 우수한 특성을 가지고 있는바, 사용분야가 점차 증가하고 있는 추세이다. Due to such a structural feature, it has a considerable advantage in terms of production and production, and has a good starting characteristic such as a direct current motor, a large torque, a small need for maintenance and repair, and a torque per unit volume, Efficiency, and the rating of the converter. As a result, the field of application is gradually increasing.
이와 같은 스위치드 릴럭턴스 모터는 단상, 2상, 3상등의 다양한 형태가 있으며, 특히, 2상 SRM은 3상 SRM에 비해 구동회로가 간단하여, 팬, 블로워 및 컴프레서등의 응용분야에서 크게 주목받고 있다.Such a switched reluctance motor has various types of single-phase, two-phase, and three-phase motors. Particularly, a two-phase SRM has a drive circuit that is simpler than a three-phase SRM and has attracted a great deal of attention in applications such as fans, blowers, and compressors have.
그리고, 이러한 2상 SRM의 스위칭 장치는 고정자 권선의 전류를 단방향으로 제어하기 위해 많은 방식들이 제안되어 사용되고 있으며, 상기 제안된 방식으로 기존의 교류 전동기 구동을 위한 비대칭 브릿지 컨버터를 이용한 스위칭 장치등이 있었다. In the switching device of the two-phase SRM, many methods for controlling the current of the stator winding in a unidirectional manner have been proposed and used. In the proposed method, there is a switching device using an asymmetrical bridge converter for driving a conventional AC motor .
나아가, 상기 비대칭 브릿지 컨버터는 SRM 구동용 컨버터 중에서 제어의 다양성이 가장 뛰어나며 각 상의 전류 제어가 독립적이어서 두 상의 전류 중첩이 가능하여, 고전압, 대용량에 적합하고, 스위치의 정격전압이 상대적으로 낮다.
Furthermore, the asymmetric bridge converter has the most variety of control among the SRM driving converters, and the current control of each phase is independent, so that current superposition of the two phases is possible, which is suitable for high voltage and large capacity, and the rated voltage of the switch is relatively low.
본 발명은 SRM을 구동함에 있어서, 상기 SRM의 각 권선에 전류를 인가하는 컨버터에 흐르는 전류의 크기가 큰 경우, 이에 따른 상기 컨버터를 구성하는 소자에서의 전력손실을 개선하기 위함이다.
The present invention is intended to improve the power loss in the elements constituting the converter when the magnitude of the current flowing through the converter for applying current to each winding of the SRM is large in driving the SRM.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 SRM 구동장치는 컨버터의 전류순환부에 동기정류방식을 이용한 동기정류 스위치를 이용하여, 상기 SRM의 각 상권선에 흐르는 상전류가 큰 경우의 도통손실(전력손실)을 보다 효과적으로줄일 수 있다.
According to an aspect of the present invention, there is provided an SRM driving apparatus including a synchronous rectification switch that uses a synchronous rectification method in a current circulating unit of a converter, (Power loss) can be more effectively reduced.
즉, 본 발명에 따른 SRM 구동장치는 스위칭 동작을 통해, 전원부로부터 공급되는 직류전압을 SRM의 각 상권선에 인가하는 컨버터와 상기 컨버터의 스위칭 동작을 제어하는 제어부로 구성된다.
That is, the SRM driving apparatus according to the present invention includes a converter for applying a DC voltage supplied from a power source unit to each phase line of the SRM through a switching operation, and a control unit for controlling the switching operation of the converter.
그리고, 상기 컨버터는 상기 스위칭 동작을 통해, 상기 SRM의 각 상권선에 상기 직류전압을 인가하는 스위칭부 와 상기 스위칭 동작중, 상기 SRM의 각 상권선에 흐르는 전류를 일정방향으로 순환시키기 위한 전류순환부로 구성된다.
The converter includes a switching unit for applying the direct current voltage to each of the phase line of the SRM through the switching operation and a switching unit for switching the current circulation for circulating the current flowing in each phase line of the SRM in a predetermined direction ≪ / RTI >
나아가, 상기 전류순환부는 상기 SRM의 각 상권선의 일단에 교차로 연결되어 있는 다이오드 와 동기정류 스위치를 포함하며, 상기 동기정류 스위치는 상기 SRM의 어느 하나의 상권선과 상기 제 4 스위치의 접점에 일단이 연결되고, 상가 SRM의 다른 하나의 상권선과 상기 제 1 스위치의 접점에 타단이 연결된다. 여기에서, 상기 동기정류 스위치는 MOSFET(Metal-oxide semiconductor)일수 있다.
Further, the current circulation unit includes a diode and a synchronous rectification switch which are alternately connected to one end of each phase line of the SRM, and the synchronous rectification switch has one end connected to the contact point of one of the phase line and the fourth switch of the SRM And the other end is connected to another phase line of the commercial SRM and a contact of the first switch. Here, the synchronous rectification switch may be a metal-oxide semiconductor (MOSFET).
또한, 제어부는 상기 동기정류 스위치의 동작 타이밍이 상기 제 3 스위치 와 상기 제 4 스위치의 동작 타이밍에 동기화되도록 제어하며, 컨트롤러 와 PWM 신호발생모듈로 구성된다.
The control unit controls the operation timing of the synchronous rectification switch to be synchronized with the operation timing of the third switch and the fourth switch, and comprises a controller and a PWM signal generation module.
보다 구체적으로, 상기 컨트롤러는 상기 제 4 스위치의 턴온(ON) 타이밍에 상기 동기정류 스위치의 턴온(ON) 타이밍을 동기화 하며, 상기 제 3 스위치의 턴온(ON) 타이밍에 상기 동기정류 스위치의 턴오프(OFF) 타이밍을 동기화하기 위한 제어신호를 생성한다. More specifically, the controller synchronizes the turn-on (ON) timing of the synchronous rectification switch with the turn-on (ON) timing of the fourth switch, and turns on (ON) (OFF) timing.
그리고, 상기 PWM 신호발생모듈은 상기 컨트롤러의 제어신호에 기초하여, 상기 동기정류 스위치의 턴온(ON) 과 턴오프(OFF) 동작을 제어하기 위한 PWM 신호를 생성하여, 상기 동기정류 스위치에 인가한다.
The PWM signal generation module generates a PWM signal for controlling the ON and OFF operations of the synchronous rectification switch based on the control signal of the controller and applies the PWM signal to the synchronous rectification switch .
이를 통해, 본 발명에 따른 SRM 구동장치는 동기정류방식에 기초한 상기 동기정류 스위치(SSYNC)를 통해, 종래의 제 2 다이오드(D2)에 의한 도통손실(전력손실)을 보다 효과적으로 개선할 수 있는바(약, 80%이상 줄일 수 있음), 전체회로의 전력효율향상 및 열발생의 감소에 의한 내구성을 확보할 수 있다.
Thus, the SRM driving apparatus according to the present invention can more effectively improve the conduction loss (power loss) by the conventional second diode D 2 through the synchronous rectification switch S SYNC based on the synchronous rectification method (Approximately 80% or more reduction), the power efficiency of the entire circuit can be improved, and the durability due to the reduction of heat generation can be ensured.
도 1은 본 발명의 일시예에 따른 모터의 구동장치를 나타낸 블록도이다.
도 2a는 종래의 컨버터의 회로구성을 나타낸 도면이며, 도 2b는 종래의 SRM의 각 상에 있어서의 컨버터에 포함된 스위치 작동순서를 나타낸 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일시예에 따른 컨버터의 회로구성을 나타낸 도면이며, 도 3b는 본 발명에 따른 컨버터의 전류크기에 따른 전력손실의 정도를 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 4j 는 본 발명의 일시예에 따른 컨버터의 스위칭 동작에 따른 전류루프를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일시예에 따른 SRM 각 상에 있어서의 컨버터를 구성하는 소자들의 전류 및 전압을 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a block diagram showing a motor driving apparatus according to a temporary example of the present invention.
FIG. 2A is a diagram showing a circuit configuration of a conventional converter, and FIG. 2B is a diagram showing a switch operation procedure included in a converter in each phase of a conventional SRM.
FIG. 3A shows a circuit configuration of a converter according to a temporal example of the present invention, and FIG. 3B shows a degree of power loss according to a current magnitude of a converter according to the present invention.
4A to 4J are views showing a current loop according to a switching operation of a converter according to a temporal example of the present invention.
5 is a diagram showing currents and voltages of elements constituting a converter in each phase of SRM according to a temporal example of the present invention.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. Also, the terms "one side,"" first, ""first,"" second, "and the like are used to distinguish one element from another, no. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of related arts which may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명인 모터의 구동장치 및 그 제어방법에 대한 일실시예를 상세히 설명하기로 하며, 상기 모터는 2상 스위치드 릴럭턴스 모터(switched reluctance motor: 이하, SRM 이라 함.)를 의미한다. 여기에서, SRM은 2상(A상,B상) SRM을 기준으로 설명할 것이나, 2개이상의 상권선을 갖는 경우에도 해당한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a motor driving apparatus and a control method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein the motor is a two-phase switched reluctance motor . Here, the SRM will be described with reference to the two-phase (A-phase, B-phase) SRM, but it also applies to a case having two or more phase lines.
도 1은 본 발명의 일시예에 따른 SRM의 구동장치를 나타낸 블록도이며, 정류부(110), 컨버터(120) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.
FIG. 1 is a block diagram showing a driving apparatus for an SRM according to a temporal example of the present invention, and may include a rectifying
정류부(110)는 전원부(100)의 상용전압(VI)(AC)을 정류하여, 직류(DC)전압을 생성하며, 상기 상용전압(VI)을 평활(직류전압의 역률을 개선하고, 노이즈를 흡수함)하는 평활커패시터(미도시)와 상기 평활된 상용전압(VI)을 정류하는 브릿지 정류회로(미도시)를 포함할 수 있다.
The rectifying
컨버터(120)는 스위칭 동작을 통해, 상기 직류전압을 SRM(130)의 각 상에 인가하며, 상기 스위칭 동작을 통해, SRM(130)의 각 상권선에 상기 직류전압을 인가하는 스위칭부(S1 내지 S4) 및 상기 스위칭 동작중, SRM(130)의 각 상권선에 흐르는 전류를 일정방향으로 순환시키기 위한 전류순환부(SSYNC, D)를 포함한다.
The
스위칭부(S1 내지 S4)는 SRM(140)의 어느 하나의 상권선의 상부에 직렬연결된 제 1 스위치(S1), SRM(140)의 어느 하나의 상권선의 하부에 직렬연결된 제 2 스위치(S2), SRM(140)의 다른 하나의 상권선의 상부에 직렬연결된 제 3 스위치(S3) 및 SRM(140)의 다른 하나의 상권선의 하부에 직렬연결된 제 4 스위치(S4)를 포함한다.
The switching units S1 to S4 include a first switch S1 connected in series to one of the phase lines of the
전류순환부(SSYNC, D)는 2개의 상권선(A상권선,B상권선)의 양단에 교차연결되어 있는 다이오드(D)과 동기정류 스위치(SSYNC)를 포함하며, 다이오드()는 SRM(140)의 어느 하나의 상권선(A상권선)과 제 1 스위치(S1)의 접점에 양극이 연결되고, SRM(140)의 다른 하나의 상권선(B상권선)과 제 3 스위치(S3)의 접점에 음극이 연결된다.
The current circulating unit S SYNC and D includes a diode D and a synchronous rectification switch SYNC which are cross-connected to both ends of two phase-change lines A phase and B phase windings, An anode is connected to a contact point of one of the phase line (A-phase line) and the first switch S1 of the
또한, 동기정류 스위치(SSYNC)는 SRM(140)의 어느 하나의 상권선(A상권선)과 제 4 스위치(S4)의 접점에 일단이 연결되고, SRM(140)의 다른 하나의 상권선(B상권선)과 제 1 스위치(S1)의 접점에 타단이 연결된다. 여기에서, 동기정류 스위치(SSYNC)는 MOSFET(Metal-oxide semiconductor)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
One end of the synchronous rectification switch S SYNC is connected to the contact point of any one of the phase line A and the fourth switch S4 of the
제어부(140)는 SRM(130)의 구동상태(회전자(미도시)의 위치와 속도)에 따라, 컨버터(120)의 스위칭 동작을 제어한다. 즉, 제어부(140)는 SRM(140)의 구동상태에 따라, 컨버터(120)의 스위칭부() 와 전류순환부()의 스위칭 동작을 제어하여, 상기 직류전압이 SRM(140)의 각 상권선에 순차적으로 인가되도록 제어한다. The
여기에서, 제어부(140)는 MCU(Micro Controller Unit)일 수 있고, 컨버터(120)의 제 1 및 2 상하부스위치(S1 내지 S4)에 인가할 PWM 신호를 생성하는 PWM신호발생모듈(142) 과 PWM 신호발생모듈을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 컨트롤러(141)를 포함한다.
The
나아가, 제어부(140)는 동기정류 스위치(SSYNC)의 동작 타이밍이 스위칭부(S1~S4)의 동작 타이밍이 동기화되도록 제어한다. 즉, 제어부(140)는 동기정류 스위치(SSYNC)의 동작 타이밍이 제 3 스위치(S3) 와 제 4 스위치(S4)의 동작 타이밍에 동기화되도록 제어한다.
Furthermore, the
보다 구체적으로, 컨트롤러(141)는 제 4 스위치(S4)의 턴온(ON) 타이밍에 동기정류 스위치(SSYNC)의 턴온(ON) 타이밍을 동기화 하며, 제 3 스위치(S3)의 턴온(ON) 타이밍에 동기정류 스위치(SSYNC)의 턴오프(OFF) 타이밍을 동기화하기 위한 제어신호를 생성하한다. More specifically, the
그리고, PWM 신호발생모듈(142)은 컨트롤러(141)의 제어신호에 기초하여, 동기정류 스위치(SSYNC)의 턴온(ON) 과 턴오프(OFF) 동작을 제어하기 위한 PWM 신호를 생성하여, 동기정류 스위치(SSYNC)에 인가한다.
The PWM
이하, 도 2a 내지 도 3b를 참고하여, 본 발명에 따른 SRM의 컨버터에 대해 보다 상세히 설명할 것이다.
Hereinafter, the converter of the SRM according to the present invention will be described in more detail with reference to Figs. 2A to 3B.
도 2a는 종래의 컨버터의 회로구성을 나타낸 도면이며, 도 2b는 종래의 SRM의 각 상에 있어서의 컨버터에 포함된 스위치 작동순서를 나타낸 도면이다. FIG. 2A is a diagram showing a circuit configuration of a conventional converter, and FIG. 2B is a diagram showing a switch operation sequence included in a converter in each phase of a conventional SRM.
또한, 도 3a는 본 발명의 일시예에 따른 컨버터의 회로구성을 나타낸 도면이며, 도 3b는 본 발명에 따른 컨버터의 전류크기에 따른 전력손실의 정도를 나타낸 도면이다.
3A is a diagram showing a circuit configuration of a converter according to a temporal example of the present invention, and FIG. 3B is a diagram showing the degree of power loss according to the current magnitude of the converter according to the present invention.
도 2a 에 도시된 바와 같이, 종래의 SRM의 컨버터(120)는 2상 SRM(130)의 2개의 상권선(미도시) 각각에 상하로 직렬 연결되어 있는 한쌍의 스위치, 2개의 상권선의 양단에 교차연결되어 있는 제 1 다이오드(D1)과 제 2 다이오드(D2)를 포함한)다. 2A, the
그리고, 도 2b에 도시된 바와 같이, 종래의 SRM의 컨버터(120)는 제 1 스위치(S1) 와 제 4 스위치(S4) 및 제 2 스위치(S2)와 제 3 스위치(S3)가 상호 180°위상차를 유지하며, 온(ON)될 수 있으며, 엔코더 파형을 기준으로 제 2 스위치(S2) 와 제 3 스위치(S3)의 온(ON)시점을 제어하여, 선행각을 조절하고, 제 1 스위치(S1)와 제 4 스위치(S4)의 온(ON)시점을 제어하여, 도통각을 조절한다.
2B, the
하지만, 종래의 SRM 컨버터(120)는 제 1 스위치 내지 제 4 스위치(S1 내지 S4)의 스위칭 동작시, 영전압 스위칭 방식(Zero Voltage Switching)을 통해, 상기 스위칭 동작시의 전력손실을 줄일 수 있었으나, 제 2 다이오드(D2)에 흐르는 전류(IF)의 크기가 큰 경우에는 하기의 [수학식 1]에서와 같이, 제 2 다이오드(D2)에 의한 전력손실(PLOSS( DIODE ))이 증가함에 따라, 컨버터(120)의 전체적인 전력효율성 감소 및 열발생등의 문제점이 있었다. 여기에서, VF 는 제 2 다이오드(D2)의 Forward voltage drop으로서, 다이오드 성질에 따라, 결정될 수 있다(예를들면,VF = 1[v]).However, in the
[수학식 1][Equation 1]
예를들면, 제 2 다이오드(D2)를 흐르는 전류의 크기가 8 [A]이고, VF 가 1[v]인 경우, 제 2 다이오드(D2)에 의한 전력손실(PLOSS ( DIODE ))은 8 [W]가 발생한다.
For example, when the magnitude of the current flowing through the second diode D 2 is 8 [A] and V F The power loss (P LOSS ( DIODE ) ) by the second diode (D 2 ) is 8 [W].
도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일시예에 따른 컨버터(120)는 1) A상의 권선에 상하로 직렬 연결되어 있는 제 1 스위치(S1) 와 제 2 스위치(S2), 2) B상의 권선에 상하로 직렬 연결되어 있는 제 3 스위치(S3) 와 제 4 스위치(S4), 및 상기 2개의 상권선의 양단에 교차연결되어 있는 다이오드(D1)과 동기정류 스위치(SSYNC)를 포함하며, 보다 상세한 구동방법에 대해서는 후술하도록 한다. 3A, the
이에 따라, 컨버터(120)는 제 2 다이오드(D2) 대신 동기정류 스위치(SSYNC)를 이용한 동기정류방식(Synchronous rectification)을 통해, 컨버터(120)의 전체적인 전력효율성을 확보하고, 열발생에 의한 오작동등을 방지할 수 있다. Accordingly, the
상기 동기정류방식에 의한 동기정류 스위치(SSYNC)에서의 전력손실(PLOSS ( SYNC ))은 하기의 [수학식 2] 와 같이 나타낼 수 있다. The power loss (P LOSS ( SYNC ) ) in the synchronous rectification switch ( SYNC ) by the synchronous rectification method can be expressed by the following formula (2).
[수학식 2]&Quot; (2) "
여기에서, Rds = 모스펫(Mos Fet)의 드레인(d)과 소스(s)간의 내부저항을 의미하며, IS = 동기정류 스위치(SSYNC)를 흐르는 전류를 의미한다.Here, R ds denotes the internal resistance between the drain (d) and the source (s) of the MOS FET, and I S = current flowing through the synchronous rectification switch S SYNC .
예를들면, 동기정류 스위치(SSYNC)를 흐르는 전류(IS)가 8 [A]이고, Rds 가 10 [mΩ]인 경우, 동기정류 스위치(SSYNC)에서의 전력손실(PLOSS ( SYNC ))은 0.64 [W]가 발생한다.
For example, when the current I S flowing through the synchronous rectification switch S SYNC is 8 [A] and
즉, 도 3b에 도시된 바와같이, 종래의 SRM의 컨버터(120)에 있어서, 제 2 다이오드(D2)에 의한 전력손실은 제 2 다이오드(D2)에 흐르는 전류(IF)의 크기에 비례하여, 증가한다(D 그래프).That is, in the SRM of the
하지만, 동기정류 스위치(SSYNC)에 의한 전력손실은 상기 [수학식 2]에서와 같이, 동기전류 스위치(SSYNC)를 흐르는 전류의 크기에 비례하여 증가하지 않는다(S 그래프). However, the power loss due to the synchronous rectification switch S SYNC does not increase in proportion to the magnitude of the current flowing in the synchronous current switch S SYNC , as in the above-mentioned formula (2) (S graph).
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 SRM(130)의 구동장치는 동기정류방식에 기초한 상기 동기정류 스위치(SSYNC)를 통해, 종래의 제 2 다이오드(D2)에 의한 도통손실(전력손실)을 보다 효과적으로 개선할 수 있는바(약, 80%이상 줄일 수 있음), 전체회로의 전력효율향상 및 열발생의 감소에 의한 내구성을 확보할 수 있다.
Therefore, the driving apparatus of the
이하, 도 4a 내지 4f 및 도 5를 참고하여, 본 발명의 일실시예에 따른 SRM의 구동장치의 제어방법에 대해 보다 상세히 설명할 것이다.
Hereinafter, a method of controlling the SRM driving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4A to 4F and FIG.
도 4a 내지 4j 는 본 발명의 일시예에 따른 컨버터의 스위칭 동작에 따른 전류루프를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일시예에 따른 SRM 각 상에 있어서의 컨버터를 구성하는 소자들의 전류 및 전압을 나타낸 도면이다.
4A to 4J are views showing a current loop according to a switching operation of a converter according to a temporal example of the present invention. FIG. 5 is a graph showing current and voltage of elements constituting the converter in the SRM phase according to a temporal example of the present invention Fig.
본 발명의 일실시예에 따른 SRM의 제어방법은 스위칭 동작을 통해, 전원부(100)로부터 공급되는 직류전압을 SRM(130)의 어느 하나의 상권선에 인가하는 구동단계 와 상기 스위칭 동작을 제어하여, 상기 SRM(130)의 다른 상권선에 상기 직류전압을 순차적으로 인가하는 상전환단계를 포함한다.
A method of controlling an SRM according to an embodiment of the present invention includes a driving step of applying a DC voltage supplied from a
(1) 상기 구동단계는 1) SRM(130)의 어느 하나의 상권선에 전압을 인가하는 에너지 전달단계 와 2) 상기 상권선에 흐르는 상전류를 일정한 방향으로 순환시키는 제 1 순환전류단계를 포함한다.
(1) The driving step includes 1) an energy transfer step of applying a voltage to any one of the phase line of the
① 상기 에너지 전달단계는 상기 어느 하나의 상권선의 상부에 직렬연결된 제 1 스위치를 턴온(ON)시키는 단계 및 상기 SRM의 어느 하나의 상권선의 하부에 직렬연결된 제 2 스위치를 턴온(ON)시키는 단계를 포함한다.
(1) In the energy transferring step, a step of turning on a first switch connected in series to the upper part of one of the phase winding lines and a second switch connected in series to the lower part of one of the phase winding lines of the SRM are turned on .
보다 구체적으로, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 에너지 전달단계(제 1 구간( T1 ~ T2 )(도 5 참조)에서, 제어부(140)의 제어신호에 의해, 컨버터(120)의 제 1 스위치(S1) 와 제 2 스위치가 각각 턴온(ON) 된다. More specifically, as shown in FIG. 4A, the energy transfer step (the first section T 1 ~ T 2 The first switch S1 and the second switch of the
그리고, 상기 스위칭을 통해 직류전압(Vdc)이 A상권선에 인가됨에 따라, 제 1 스위치(S1) , A상 권선 및 제 2 스위치(S2)에는 순환전류(IA1)가 흐르게 된다. As the DC voltage V dc is applied to the A phase coil line through the switching, the circulating current I A1 flows through the first switch S1, the A phase coil, and the second switch S2.
여기에서, 전류 IS1 과 전류 IS2 는 동일한 전류크기를 갖고, 상기 전류 IS1 과 전류 IS2 는 A상권선에서의 유도되는 속도기전력에 의해 점차 감소할 수 있다. Here, the current I S1 Overcurrent I S2 Has the same current magnitude, and the current I S1 Overcurrent I S2 Can be gradually reduced by the induced electromotive force at the A phase winding.
여기에서, 동기정류 스위치 전압(VSYNC) 과 제 4 스위치(S4) 전압(VS4)에는 각각 Vdc / 2 [V]이 인가되며, 제 3 스위칭 전압 과 다이오드(D)에도 각각 Vdc / 2 [V]이 유지된다.
Here, the synchronization control switch voltage (V SYNC) and a fourth switch (S4) voltage (V S4) are respectively applied to the V dc / 2 [V], in the third switching voltage and a diode (D) each V dc / 2 [V] is maintained.
② 상기 제 1 순환전류단계는 ⅰ단계) 제 1 스위치(S1)를 턴오프(OFF)시키며, 제 2 스위치(S2)의 턴온(ON)을 유지시키는 제 1-1 순환전류단계, ⅱ단계) 상기 제 2 스위치의 턴온(ON)을 유지시키며, 상기 SRM의 다른 하나의 상권선의 하부에 직렬연결된 제 4 스위치를 턴온(ON)시키는 제 1-2 순환전류 단계 및 ⅲ단계)상기 제 2 스위치를 턴오프(OFF)시키며, 상기 제 4 스위치의 턴온(ON)을 유지시키는 제 1-3 순환전류 단계를 포함한다.
(Ii) the first circulating current step is a step (i) a first circulating current step of turning off the first switch S1 and keeping the second switch S2 turned on, (ii) A second circulating current step of turning on the second switch and turning on a fourth switch connected in series to the lower part of the other phase line of the SRM; and iii) And the third circulation current step of turning on the fourth switch.
여기에서, 상기 제 1 - 2 순환전류 단계(ⅱ)는 동기정류 스위치(SSYNC)의 턴온(ON) 타이밍이 상기 제 4 스위치(S4)의 턴온(ON) 타이밍에 동기화 된다. 그리고, 상기 제 1 - 3 순환전류 단계(ⅲ)는 동기정류 스위치(SSYNC)의 턴온(ON) 타이밍이 상기 제 3 스위치의 턴온(ON) 타이밍에 동기화된다.
Here, the first-second circulating current step (ii) is synchronized with the turn-on (ON) timing of the fourth switch S4 when the synchronous rectification switch S SYNC is turned on. The third-third circulating current step (iii) is synchronized with the turn-on timing of the third switch when the synchronous rectification switch S SYNC is turned on.
즉, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 1-1 순환전류단계(제 2 구간( T2 ~ T3 )(도 5 참조)는 제어부(140)의 제어신호에 따라, 컨버터(120)의 제 1 스위치(S1)가 오프(OFF)되며, 제 2 스위치(S2)는 온(ON)상태를 유지한다. That is, as shown in FIG. 4B, the first circulating current phase (the second section T 2 to T 3 ) (see FIG. 5) is controlled by the
이때, 제 4 스위치 전압(VS4) 과 동기정류 스위치 전압(VSC)은 0 [V]로 수렴하므로, 제 1 스위치 전압(VS1)에는 구동전압(Vdc)이 인가된다. At this time, since the fourth switch voltage V S4 and the synchronous rectification switch voltage V SC converge to 0 V, the drive voltage V dc is applied to the first switch voltage V S1 .
여기에서, A상권선-> 제 2 스위치(S2) -> 제 4 스위치(S4)의 내부다이오드-> 동기정류 스위치(SSYNC)의 내부다이오드로 구성되는 전류루프를 통해, 순환전류( IS_D ) 가 흐르며, 전류 IS _D , 전류 IS2 및 전류 IS4 _D 는 동일한 크기 와 방향을 갖는다.
Here, through the current loop composed of the inner diode of the A phase winding line -> the second switch S2 -> the fourth switch S4, and the inner diode of the synchronous rectification switch S SYNC , the circulation current I S_D ) The flows, the current I S _D, current I S2 And current I S4 _D They have the same size and orientation.
다음으로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 제 1-2 순환전류 단계(제 3 구간(T3 ~ T4)(도 5 참조)에서, 제어부(140)의 제어신호에 따라, 컨버터(120)의 제 2 스위치(S2)는 턴온(ON)상태가 유지되며, 제 4 스위치(S4)는 턴온(ON)된다. Next, as shown in FIG. 4C, the second circulating current phase (third interval T 3 ~ T 4) (see Fig. 5) in accordance with a control signal of the
이때, 동기정류 스위치(SSYNC)는 제 4 스위치(S4)가 턴온(ON)되는 타이밍에 동기화되어, 턴온(ON)될 수 있으며, 제 1 스위치(S1)엔 직류전압(Vdc)이 유지된다.
At this time, the synchronous rectification switch S SYNC can be turned on in synchronization with the timing at which the fourth switch S4 is turned on, and the DC voltage V dc is maintained in the first switch S1 do.
여기에서, A상권선-> 제 2 스위치(S2) -> 제 4 스위치(S4)-> 동기정류 스위치(SSYNC)로 구성되는 전류루프를 통해, 순환전류 IS 가 흐른다. 여기에서, 전류 IS , 전류 IS2 및 전류 IS4 는 동일한 크기 와 방향을 갖는다.Here, through the current loop composed of the A phase winding line-> the second switch S2 -> the fourth switch S4 -> the synchronous rectification switch S SYNC , the circulation current I S Flows. Here, the current I S , Current I S2 And current I S4 The They have the same size and orientation.
또한, A상권선에 흐르는 상기 순환전류( IS , IS2 , IS4 )는 시간이 지남에 따라, 하기의 [수학식 3]에 따라, SRM의 회전속도에 따른 속도기전력이 증가하고, 이에 따라, 상기 순환전류 변화의 기울기가 감소하여, 상기 순환전류는 점차 감소하게 된다. Further, the circulating current ( I S , I S2 , I S4 ) increases with time as the speed electromotive force according to the rotational speed of the SRM increases according to the following formula (3), whereby the slope of the cyclic current change decreases, and the cyclic current gradually decreases .
[수학식 3]&Quot; (3) "
이때, 제 4 스위치(S4)는 제 2 구간( T2 ~ T3 )(도 5 참조)에서, 제 4 스위치(S4)의 내부다이오드를 통해, 순환전류(IS4 _D )가 흐르는 과정에서, 제 4 스위치 전압(VS4)이 0 [V]에 수렴한 후에, 턴온(ON)된다. At this time, the fourth switch S4 is turned on in the second period T 2 to T 3 5), the fourth switch voltage V S4 converges to 0 [V] in the course of the circulating current I S4 _D flowing through the internal diode of the
이에 따라, 제 4 스위치 전압(VS4)이 O [V]으로 수렴되기 전에, 제 4 스위치(S4)가 턴온(ON)이 되어, 제 4 스위치 전압(VS4)과 제 4 스위치 전류(IS4)간의 스위칭 과정에서 발생할 수 있는 전력손실(스위칭손실)을 방지할 수 있는 영전압 스위칭(ZVS)을 수행할 수 있다.
Thus, before the fourth switch voltage V S4 converges to 0 [V], the fourth switch S4 is turned on, and the fourth switch voltage V S4 and the fourth switch current I (ZVS) that can prevent a power loss (switching loss) that may occur in a switching process between the first and second switching devices ( S4 , S4 ).
그리고, 도 4d에 도시된 바와 같이, 1-3 순환전류단계(제 4구간 (T4 ~ T5 )(도 5 참조))에서, 제어부(140)의 제어신호에 따라, 컨버터(120)의 제 2 스위치(S2)는 오프(OFF)되며, 제 4 스위치(S4)는 온(ON)상태가 유지된다.4D, in accordance with the control signal of the
여기에서, 동기정류 스위치(SSYNC)는 온(ON)상태가 유지되며, 제 1 스위치(S1)엔 직류전압(Vdc)이 유지된다.
Here, the synchronous rectification switch S SYNC is maintained in the ON state, and the DC voltage V dc is held in the
또한, 제 4 스위치(S4)-> 동기정류 스위치(SSYNC)-> A상권선-> 다이오드(D) -> 제 3 스위치(S3)의 내부다이오드로 구성되는 전류루프가 형성되며, 상기 전류루프를 통해, 순환전류 IS 가 흐른다. 여기에서, 전류 IS , 전류 IS3 _D 및 전류 IS4 는 동일한 크기 와 방향을 갖는다.
Further, a current loop is formed, which is composed of the fourth switch S4, the synchronous rectification switch S SYNC , the A phase current line, the diode D and the internal diode of the third switch S3, Through the loop, the circulating current I S Flows. Here, the current I S , Current I S3 _D and current I S4 The They have the same size and orientation.
이때, A상권선엔 음전압(-Vdc )이 인가됨에 따라, A상권선을 흐르는 순환전류 IS 는 점차 감소하며, B상권선에는 구동전압(Vdc)이 인가됨에 따라, 전류 IB1의 크기가 점차 증가하나, A 상권선에 흐르는 순환전류 IS 보다는 크기가 작다.
At this time, as the negative voltage (-V dc ) is applied to the A phase winding line, the circulating current I S The As the driving voltage V dc is applied to the B phase winding line, the magnitude of the current I B1 gradually increases, but the circulating current I S flowing in the A phase winding line gradually increases Smaller than.
(2) 상기 상전환단계는 1) 상기 스위칭 동작을 제어하여, 상기 SRM의 다른 하나의 상권선에 전압을 인가하는 에너지 전환단계 와 2) 상기 상권선에 흐르는 상전류를 일정한 방향으로 순환시키는 제 2 순환전류단계를 포함한다.
(2) The phase-changing step includes: 1) an energy conversion step of controlling the switching operation to apply a voltage to another phase-change line of the SRM; and 2) a second phase- And a circulating current step.
① 상기 에너지 전환단계는 상기 다른 하나의 상권선의 상부에 직렬연결된 제 3 스위치(S3)를 턴온(ON)시키는 단계 및 상기 다른 하나의 상권선의 하부에 직렬연결된 제 4 스위치(S4)를 턴온(ON)시키는 단계를 포함한다.
1) turning on the third switch S3 connected in series to the upper portion of the other phase winding line and turning on the fourth switch S4 connected in series to the lower portion of the other phase winding; ).
즉, 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 에너지 전환단계(제 5 구간(T5 ~ T6 )(도 5 참조))에서, 제어부(140)의 제어신호에 따라, 컨버터(120)의 제 4 스위치(S4)는 온(ON)상태가 유지되며, 제 3 스위치(S3)는 온(ON)된다. That is, as shown in FIG. 4E, the energy conversion step (fifth period T 5 ~ T 6) (Fig. 5)), the response to the control signal of the
이때, 동기정류 스위치(SSYNC)는 제 3 스위치(S3)가 온(ON)되는 타이밍에 동기화되어, 오프(OFF)되며, 제 1 스위치(S1)의 전압엔 직류전압(Vdc)이 인가된다. At this time, the synchronous rectification switch S SYNC is synchronized with the timing at which the third switch S3 is turned ON, and the voltage of the first switch S1 is set to the DC voltage V dc do.
여기에서, 동기정류 스위치(SSYNC)의 내부다이오드-> A상권선-> 다이오드(D)로 이루어진 전류루프 와 제 3 스위치(S3) -> B상권선 -> 제 4 스위치(S4)로 이루어진 전류루프가 형성된다.
Here, the current loop composed of the internal diode -> the A phase current line -> the diode D of the synchronous rectification switch S SYNC and the third switch S3 -> the B phase current line -> the fourth switch S4 A current loop is formed.
또한, 제 3 스위치(S3) 와 제 4 스위치(S4)에는 B상권선에 흐르는 전류(IB2) 와 A상 권선에 흐르는 전류의 차이에 해당하는 전류(IS3 , IS4 )가 흐르며, A상권선을 흐르는 순환전류 IA5 는 점차 감소하여, B상권선에 흐르는 전류 IB2의 크기보다 작게된다.
The third switch S3 and the fourth switch S4 are supplied with a current I S3 corresponding to the difference between the current I B2 flowing in the B phase winding line and the current flowing in the A phase winding, , I S4 ) flows, and the circulating current I A5 The And becomes smaller than the magnitude of the current I B2 flowing in the B phase winding line.
다음으로, 도 4f에 도시된 바와 같이, 제 6 구간(T6 ~ T7 )(도 5 참조)에서는 제 4 스위치(S4) 와 제 3 스위치(S3)의 온(ON)상태가 유지되며, 제 3 스위치(S3), B상권선 및 제 4 스위치(S4)로 구성된 전류루프가 형성된다. Next, as shown in FIG. 4F, the sixth section T 6 ~ T 7) (see Fig. 5), the fourth switch (S4) and the remains is turned on (ON) state of the third switch (S3), a third switch (S3), B-phase winding and the fourth switch (S4) A current loop is formed.
이에 따라, 상기 전류루프에는 순환전류(IB3)가 흐르게 되며, 전류 IS3 , 전류 IB3 및 전류 IS4 는 동일한 전류크기를 갖고, 상기 전류 IB3 는 속도기전력에 의해 점차 감소할 수 있다. Accordingly, the circulating current I B3 flows through the current loop, and the current I S3 , Current I B3 And current I S4 Have the same current magnitude, and the current I B3 Can be gradually decreased by the speed electromotive force.
여기에서, 동기정류 스위치 전압(VSYNC) 과 제 4 스위치(S4) 전압(VS4)은 각각 Vdc / 2 [V]을 갖으며, 제 3 스위칭 전압(VS3) 과 다이오드(D)에도 각각 Vdc / 2 [V]이 유지된다.
Here, the synchronous rectification switch voltage V SYNC and the fourth switch S4 voltage V S4 have V dc / 2 [V], respectively, and the third switching voltage V S3 and the diode D V dc / 2 [V], respectively.
② 상기 제 2 순환전류단계는 ⅰ단계) 상기 제 4 스위치를 턴오프(OFF)시키며, 제 3 스위치의 턴온(ON)을 유지시키는 제 2-1 순환전류단계, ⅱ단계) 상기 제 3 스위치의 턴온(ON)을 유지시키며, 상기 제 1 스위치를 턴온(ON)시키는 제 2-2 순환전류 단계 및 ⅲ단계) 상기 제 3 스위치를 턴오프(OFF)시키며, 상기 제 4 스위치의 턴온(ON)을 유지시키는 제 2-3 순환전류 단계를 포함한다.
(2) the second circulating current step includes (i) a second-1 circulating-current step of turning off the fourth switch and keeping the third switch turned on, (ii) (2) a second circulating current step for turning on the first switch while keeping the first switch turned on and (iii) a third switch for turning on the fourth switch, And a second circulating current step for maintaining the second circulating current.
상기 제 2 - 2 순환전류 단계(ⅱ단계)는 동기정류 스위치(SSYNC)의 턴온(ON) 타이밍이 상기 제 1 스위치의 턴온(ON) 타이밍에 동기화 되며, 상기 제 2 - 3 순환전류 단계(ⅲ단계)는 동기정류 스위치()의 턴온(ON) 타이밍이 상기 제 2 스위치의 턴온(ON) 타이밍에 동기화된다.
The second-2 circulating current step (step ii) is a step in which the timing of turning on of the synchronous rectification switch S SYNC is synchronized with the timing of turning on of the first switch, Step iii) is synchronized with the timing of turning on (ON) timing of the synchronous rectification switch ().
즉, 도 4g에 도시된 바와 같이, 상기 제 2-1 순환전류단계(⑦ 구간(T7 ~ T8)(도 5참조)는 1) 제 3 스위치(S3)가 온(ON)상태를 유지한 상태에서, 제 4 스위치(S4)가 오프(0FF)되며, 제 3 스위치(S3)-> 동기정류 스위치(SSYNC)의 내부다이오드 -> 제 1 스위치(S1)의 내부다이오드로 구성된 전류루프가 형성된다. In other words, Fig., The second-first step circulating current, as shown in 4g (see ⑦ interval (T 7 ~ T 8) (Fig. 5): 1) the switch maintains a state 3 (S3) is turned on (ON) The fourth switch S4 is turned OFF and the current loop composed of the internal diode of the first switch S1 and the internal diode of the third switch S3 to the synchronous rectification switch S SYNC .
이때, 상기 전류루프에는 순환전류(IB4 )가 흐르며, 전류 IS3 , 전류 IB4 및 전류 ISYNC _D 는 동일한 전류크기를 갖고, 상기 전류 IB4 는 속도기전력에 의해 점차 감소하게 된다.
At this time, the circulation current I B4 ) Flows, and the current I S3 , Current I B4 And current I SYNC _D has the same amount of current, the current I B4 Is gradually decreased by the speed electromotive force.
그리고, 도 4h에 도시된 바와 같이, 상기 제 2-2 순환전류단계(⑧ 구간(T8 ~ T9)(도 5참조)는 제 3 스위치(S3)는 온(ON)상태가 유지되며, 제 1 스위치(S1)가 온(ON)된다. And, as shown in Figure 4h, the second-second cycle current step (⑧ sections (see T 8 T 9 ~) (Fig. 5) the third switch (S3) is turned on (ON), and the status is maintained, The first switch S1 is turned ON.
이때, 동기정류 스위치(SSYNC)는 제 1 스위치(S1)가 온(ON)되는 타이밍에 동기화되어, 온(ON)될 수 있으며, 제 4 스위치(S4)엔 구동전압(Vdc)에 근접한 전압에 인가된다.At this time, the synchronous rectification switch (S SYNC) comprises a first switch (S1) is turned on (ON) is synchronized to the timing, and may be turned on (ON) is a fourth switch (S4) yen close to the drive voltage (V dc) Lt; / RTI >
여기에서, 제 3 스위치(S3) -> B상권선 -> 동기정류 스위치(SSYNC)-> 제 1 스위치(S1)로 순환되는 전류루프가 형성된다. Here, a current loop is formed which is circulated to the third switch S3, the B phase current line, the synchronous rectification switch S SYNC , and the first switch S1.
다음으로, 도 4i에 도시된 바와 같이, 상기 제 2-3 순환전류단계( ⑨구간(T8 ~ T9)(도 5참조)은 제 1 스위치(S1)는 온(ON)상태가 유지되며, 제 3 스위치(S3)는 오프(OFF)된다. Next, as shown in Figure 4i, wherein the circulating current step 2-3 (⑨ sections (see T 8 T 9 ~) (Figure 5) comprises a first switch (S1) is turned on (ON) state is held and , And the third switch S3 is turned off.
이때, B상권선 -> 동기정류 스위치(SSYNC) -> 제 1 스위치(S1) -> 제 2 스위치(S2)의 내부다이오드로 구성된 전류류프 와 A상권선 -> 다이오드(D)로 구성된 전류루프가 형성된다. At this time, the current composed of the current loop consisting of the internal diodes of the B phase current line-> synchronous rectification switch ( SYNC ) -> the first switch S1 -> the second switch S2 and the A phase current line -> the diode D A loop is formed.
여기에서, A상권선의 양단에는 양의 구동전압(+Vdc) 이 인가되어, A상권선을 흐르는 전류는 점차 증가하게 되며, B상권선의 양단에는 음의 구동전압(- Vdc)이 인가되어, B상권선을 흐르는 전류는 점차 감소하게 된다. In this case, a positive driving voltage (+ V dc ) is applied to both ends of the A phase winding line, the current flowing through the A phase winding phase line gradually increases, and a negative driving voltage (- V dc ) is applied, and the current flowing through the B phase winding line gradually decreases.
그리고, 도 4j에 도시된 바와 같이, ⑩구간(T9 ~ T10)(도 5참조)에서, 제 1 스위치(S1)는 온(ON)상태가 유지되며, 제 2 스위치(S2)은 온(ON)된다. 이때, 동기정류 스위치(SSYNC)는 제 2 스위치(S2)가 온(ON)되는 타이밍에 동기화되어, 오프(OFF)된다. And, as shown in Figure 4j, ⑩ interval (T 9 ~ T 10) (Fig. 5), the first switch (S1) is turned on (ON), and the status is maintained, the second switch (S2) is turned on (ON). At this time, the synchronous rectification switch S SYNC is turned off in synchronization with the timing at which the second switch S2 is turned on.
이후에는 상술한 A상의 에너지 전달단계 및 제 1 순환전류단계(제 1 구간 내지 6구간(T1 ~ T7 )(도 5 참조)가 동일하게 수행되며, 이에 딸, SRM(130)의 회전자(미도시)는 회전하게 된다. Thereafter, the above-described energy transfer phase of the A phase and the first circulation current phase (the first to sixth intervals T 1 ~ T 7 (See FIG. 5) are performed in the same manner, and the rotor (not shown) of the
이상 본 발명을 구제적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명이 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다. 즉, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in detail with reference to the exemplary embodiments, it is to be understood that the present invention is not limited thereto and that the present invention is not limited thereto. It is evident that it can be modified or improved. That is, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
10 : SRM 구동장치
100 : 상용전원 110 : 정류부
120: 컨버터 130 : SRM
140 : 제어부 141 : 컨트롤러
142 : PWM 신호 발생모듈10: SRM drive device
100: commercial power supply 110: rectifying part
120: converter 130: SRM
140: controller 141: controller
142: PWM signal generating module
Claims (20)
상기 SRM의 구동상태에 따라, 상기 컨버터의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 SRM의 구동장치.
A converter for applying a DC voltage supplied from the power supply unit to each phase line of a switched reluctance motor (hereinafter referred to as SRM) through a switching operation;
And a control unit for controlling a switching operation of the converter according to a driving state of the SRM.
상기 전원부로부터 공급되는 상용전압(AC)을 정류하여, 직류전압을 생성하며, 상기 직류전압을 상기 컨버터에 인가하는 정류부를 더 포함하는 SRM의 구동장치.
The method according to claim 1,
Further comprising: a rectifying unit rectifying a commercial voltage (AC) supplied from the power supply unit to generate a DC voltage, and applying the DC voltage to the converter.
상기 컨버터는
상기 스위칭 동작을 통해, 상기 SRM의 각 상권선에 상기 직류전압을 인가하는 스위칭부; 및
상기 스위칭 동작중, 상기 SRM의 각 상권선에 흐르는 전류를 일정방향으로 순환시키기 위한 전류순환부를 포함하는 SRM의 구동장치.
The method according to claim 1,
The converter
A switching unit for applying the DC voltage to each phase line of the SRM through the switching operation; And
And a current circulation unit for circulating currents flowing through the respective phase line of the SRM in a predetermined direction during the switching operation.
상기 전류순환부는
상기 SRM의 각 상권선의 일단에 교차로 연결되어 있는 다이오드 와 동기정류 스위치를 포함하는 SRM의 구동장치.
The method of claim 4,
The current circulating unit
And a diode and a synchronous rectification switch which are alternately connected to one end of each phase line of the SRM.
상기 스위칭부는
상기 SRM의 어느 하나의 상권선의 상부에 직렬연결된 제 1 스위치;
상기 SRM의 어느 하나의 상권선의 하부에 직렬연결된 제 2 스위치;
상기 SRM의 다른 하나의 상권선의 상부에 직렬연결된 제 3 스위치;및
상기 SRM의 다른 하나의 상권선의 하부에 직렬연결된 제 4 스위치를 포함하는 SRM의 구동장치.
The method of claim 4,
The switching unit
A first switch connected in series to an upper portion of one of the phase lines of the SRM;
A second switch connected in series to a lower portion of any one of the phase lines of the SRM;
A third switch serially connected to the upper portion of the other phase line of the SRM;
And a fourth switch connected in series to the lower part of the other phase line of the SRM.
상기 다이오드는
상기 SRM의 어느 하나의 상권선과 상기 제 1 스위치의 접점에 양극이 연결되고, 상기 SRM의 다른 하나의 상권선과 상기 제 3 스위치의 접점에 음극이 연결되며,
상기 동기정류 스위치는
상기 SRM의 어느 하나의 상권선과 상기 제 4 스위치의 접점에 일단이 연결되고, 상가 SRM의 다른 하나의 상권선과 상기 제 1 스위치의 접점에 타단이 연결되는 SRM의 구동장치.
The method of claim 5,
The diode
An anode is connected to a contact point of one of the phase-change wires and the first switch of the SRM, a cathode is connected to another contact of the phase-change wire and the third switch of the SRM,
The synchronous rectification switch
Wherein one end of the SRM is connected to one of the phase line of the SRM and the contact of the fourth switch and the other end of the phase SRM is connected to the contact of the first switch.
상기 동기정류 스위치는
MOSFET(Metal-oxide semiconductor)인 SRM의 구동장치.
The method of claim 6,
The synchronous rectification switch
A driving device of an SRM which is a metal-oxide semiconductor (MOSFET).
상기 제어부는
상기 동기정류 스위치의 동작 타이밍이 상기 스위칭부의 동작 타이밍이 동기화되도록 제어하는 SRM의 구동장치.
The method of claim 5,
The control unit
And the operation timing of the synchronous rectification switch is synchronized with the operation timing of the switching unit.
상기 제어부는
상기 동기정류 스위치의 동작 타이밍이 상기 제 3 스위치 와 상기 제 4 스위치의 동작 타이밍에 동기화되도록 제어하는 SRM의 구동장치.
The method of claim 8,
The control unit
And the operation timing of the synchronous rectification switch is synchronized with the operation timing of the third switch and the fourth switch.
상기 제어부는
상기 SRM의 구동상태에 따라, 상기 컨버터의 스위칭 동작을 제어하는 컨트롤러;및
상기 컨트롤러로부터 인가되는 제어신호에 기초하여, 상기 컨버터의 스위칭 동작을 제어하기 위한 PWM신호를 생성하여, 상기 컨버터에 인가하는 PWM 신호발생모듈을 포함하는 SRM의 구동장치.
The method of claim 9,
The control unit
A controller for controlling a switching operation of the converter according to a driving state of the SRM;
And a PWM signal generation module for generating a PWM signal for controlling the switching operation of the converter based on a control signal applied from the controller and applying the generated PWM signal to the converter.
상기 컨트롤러는
상기 제 4 스위치의 턴온(ON) 타이밍에 상기 동기정류 스위치의 턴온(ON) 타이밍을 동기화 하며, 상기 제 3 스위치의 턴온(ON) 타이밍에 상기 동기정류 스위치의 턴오프(OFF) 타이밍을 동기화하기 위한 제어신호를 생성하고,
상기 PWM 신호발생모듈은
상기 컨트롤러의 제어신호에 기초하여, 상기 동기정류 스위치의 턴온(ON) 과 턴오프(OFF) 동작을 제어하기 위한 PWM 신호를 생성하여, 상기 동기정류 스위치에 인가하는 SRM의 구동장치.
The method of claim 10,
The controller
(ON) timing of the synchronous rectification switch at a timing when the fourth switch is turned on, and synchronizing the timing of turning off (turning off) the synchronous rectification switch at a timing of turning on the third switch Lt; RTI ID = 0.0 >
The PWM signal generation module
Generates a PWM signal for controlling the ON and OFF operations of the synchronous rectification switch based on the control signal of the controller and applies the generated PWM signal to the synchronous rectification switch.
상기 스위칭 동작을 제어하여, 상기 SRM의 다른 상권선에 상기 직류전압을 순차적으로 인가하는 상전환단계를 포함하는 SRM의 구동장치의 제어방법.
A driving step of applying, via a switching operation, a DC voltage supplied from a power supply unit to one of the phase winding lines of the SRM;
And a phase change step of controlling the switching operation to sequentially apply the direct current voltage to another phase line of the SRM.
상기 구동단계는
상기 SRM의 어느 하나의 상권선에 전압을 인가하는 에너지 전달단계;및
상기 상권선에 흐르는 상전류를 일정한 방향으로 순환시키는 제 1 순환전류단계를 포함하는 SRM의 구동장치의 제어방법.
The method of claim 12,
The driving step
An energy transfer step of applying a voltage to any one of the phase line of the SRM;
And a first circulating current step for circulating a phase current flowing through the phase winding line in a predetermined direction.
상기 에너지 전달단계는
상기 어느 하나의 상권선의 상부에 직렬연결된 제 1 스위치를 턴온(ON)시키는 단계;및
상기 SRM의 어느 하나의 상권선의 하부에 직렬연결된 제 2 스위치를 턴온(ON)시키는 단계를 포함하는 SRM의 구동장치의 제어방법.
14. The method of claim 13,
The energy transfer step
Turning on a first switch connected in series to any one of the phase winding lines;
And turning on a second switch connected in series to a lower portion of any one of the phase line of the SRM.
상기 순환전류단계는
상기 제 1 스위치를 턴오프(OFF)시키며, 제 2 스위치의 턴온(ON)을 유지시키는 제 1-1 순환전류단계;
상기 제 2 스위치의 턴온(ON)을 유지시키며, 상기 SRM의 다른 하나의 상권선의 하부에 직렬연결된 제 4 스위치를 턴온(ON)시키는 제 1-2 순환전류 단계;및
상기 제 2 스위치를 턴오프(OFF)시키며, 상기 제 4 스위치의 턴온(ON)을 유지시키는 제 1-3 순환전류 단계를 포함하는 SRM의 구동장치의 제어방법.
15. The method of claim 14,
The circulating current step
A first circulating current step of turning off the first switch and keeping the second switch turned on;
A second circulating current step of turning on the second switch and turning on a fourth switch connected in series to the lower part of the other phase line of the SRM;
And a third circulating current step of turning off the second switch and keeping the fourth switch turned on.
상기 제 1 - 2 순환전류 단계는
동기정류 스위치의 턴온(ON) 타이밍이 상기 제 4 스위치의 턴온(ON) 타이밍에 동기화 되며,
상기 제 1 - 3 순환전류 단계는
상기 동기정류 스위치의 턴온(ON) 타이밍이 상기 제 3 스위치의 턴온(ON) 타이밍에 동기화되는 SRM의 구동장치의 제어방법.
16. The method of claim 15,
The first-second circulating current step
The turn-on (ON) timing of the synchronous rectification switch is synchronized with the turn-on (ON) timing of the fourth switch,
The first -3 circulating current stage
(ON) timing of the synchronous rectification switch is synchronized with a timing of turning on (ON) the third switch.
상기 상전환단계는
상기 스위칭 동작을 제어하여, 상기 SRM의 다른 하나의 상권선에 전압을 인가하는 에너지 전환단계;및
상기 상권선에 흐르는 상전류를 일정한 방향으로 순환시키는 제 2 순환전류단계를 포함하는 SRM의 구동장치의 제어방법.
16. The method of claim 15,
The phase-
An energy conversion step of controlling the switching operation to apply a voltage to another phase line of the SRM,
And a second circulating current step for circulating the phase current flowing in the phase-shifting line in a predetermined direction.
상기 에너지 전환단계는
상기 다른 하나의 상권선의 상부에 직렬연결된 제 3 스위치를 턴온(ON)시키는 단계;및
상기 다른 하나의 상권선의 하부에 직렬연결된 제 4 스위치를 턴온(ON)시키는 단계를 포함하는 SRM의 구동장치의 제어방법.
18. The method of claim 17,
The energy conversion step
Turning on a third switch connected in series to the upper portion of the other phase winding line;
And turning on a fourth switch connected in series to a lower portion of the other phase winding line.
상기 제 2 순환전류단계는
상기 제 4 스위치를 턴오프(OFF)시키며, 제 3 스위치의 턴온(ON)을 유지시키는 제 2-1 순환전류단계;
상기 제 3 스위치의 턴온(ON)을 유지시키며, 상기 제 1 스위치를 턴온(ON)시키는 제 2-2 순환전류 단계;및
상기 제 3 스위치를 턴오프(OFF)시키며, 상기 제 4 스위치의 턴온(ON)을 유지시키는 제 2-3 순환전류 단계를 포함하는 SRM의 구동장치의 제어방법.
19. The method of claim 18,
The second circulating current step
A second-1 circulating current step of turning off the fourth switch and keeping the third switch turned on;
A second -2 circulating current step for turning on the third switch and turning on the first switch;
And a second-3rd circulating current step of turning off the third switch and keeping the fourth switch turned on.
상기 제 2 - 2 순환전류 단계는
상기 동기정류 스위치의 턴온(ON) 타이밍이 상기 제 1 스위치의 턴온(ON) 타이밍에 동기화 되며,
상기 제 2 - 3 순환전류 단계는
상기 동기정류 스위치의 턴온(ON) 타이밍이 상기 제 2 스위치의 턴온(ON) 타이밍에 동기화되는 SRM의 구동장치의 제어방법.The method of claim 19,
The second-2 circulating current stage
The ON timing of the synchronous rectification switch is synchronized with the ON timing of the first switch,
The second-3 circulating current stage
(ON) timing of the synchronous rectification switch is synchronized with a turn-on (ON) timing of the second switch.
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US14/699,030 US20150365035A1 (en) | 2014-06-16 | 2015-04-29 | Apparatus for driving switched reluctance motor and method of controlling the apparatus |
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CN114204878A (en) * | 2021-12-16 | 2022-03-18 | 河北工业大学 | A switch reluctance motor multi-mode drive control system and control method |
Citations (1)
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- 2014-08-11 KR KR1020140103913A patent/KR20150144254A/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20140811 |
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