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KR20190104875A - Integrated circuit for controlling motor - Google Patents

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KR20190104875A
KR20190104875A KR1020190009114A KR20190009114A KR20190104875A KR 20190104875 A KR20190104875 A KR 20190104875A KR 1020190009114 A KR1020190009114 A KR 1020190009114A KR 20190009114 A KR20190009114 A KR 20190009114A KR 20190104875 A KR20190104875 A KR 20190104875A
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voltage
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사리 마에카와
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가부시끼가이샤 도시바
도시바 디바이스 앤 스토리지 가부시키가이샤
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Abstract

실시 형태의 모터 제어용 집적 회로는, 동기 전동기의 상 전류를 검출하기 위해 직류부에 배치되는 전류 검출부와, 상기 동기 전동기의 회전 위치에 추종하도록, 3상의 PWM 듀티 명령을 생성하는 듀티 생성부와, 상기 PWM 듀티 명령에 기초하여, 각 상의 신호 펄스를 발생시키는 중심의 위상이 서로 상이한 3상의 PWM 신호 패턴을 생성하는 PWM 생성부와, 상기 PWM 듀티 명령에 기초하여, 상기 상 전류의 검출 타이밍 신호를 생성하는 검출 타이밍 신호 생성부와, 상기 전류 검출부에 발생한 신호와 상기 검출 타이밍 신호에 기초하여 상기 동기 전동기의 상 전류를 검출하고, 다시 상기 상 전류의 변화량을 검출하는 전류 변화량 검출부와, 이 전류 변화량 검출부에 의해 검출된 변화량에 기초하여, 상기 동기 전동기의 회전 위치에 동기한 신호를 연산하는 회전 위치 연산부를 구비한다.An integrated circuit for motor control of an embodiment includes a current detector disposed in a direct current unit for detecting a phase current of a synchronous motor, a duty generator for generating a three-phase PWM duty instruction so as to follow the rotation position of the synchronous motor; A PWM generator for generating three-phase PWM signal patterns having different phases from the center of the signal pulses based on the PWM duty command; and a detection timing signal of the phase current based on the PWM duty command. A current change amount detection unit for detecting a phase current of the synchronous motor based on a signal generated by the current detection unit and a signal generated by the current detection unit and the detection timing signal, and further detecting a change amount of the phase current; Rotation phase for calculating a signal synchronized with the rotation position of the synchronous motor based on the amount of change detected by the detection unit. And a value calculating unit.

Figure P1020190009114
Figure P1020190009114

Description

모터 제어용 집적 회로 {INTEGRATED CIRCUIT FOR CONTROLLING MOTOR}Integrated Circuits for Motor Control {INTEGRATED CIRCUIT FOR CONTROLLING MOTOR}

본 발명의 실시 형태는 모터 제어용 집적 회로에 관한 것이다.Embodiment of this invention relates to the integrated circuit for motor control.

종래, 영구 자석 동기 모터의 회전 위치를 중속 내지 고속 영역에 있어서 추정하는 방법으로서는, 예를 들어 영구 자석 동기 모터의 속도에 비례하는 유기 전압이나 회전자 자속을 영구 자석 동기 모터로의 입력 전압과 전류로부터 연산하고, 유기 전압에 기초하여 추정하는 방법이 널리 사용되고 있다. 이와 같은 추정 방식에서는, 인버터가 인가하는 모터의 구동 전압을 연산에 사용하는 것 외에, 산출한 유기 전압이나 그것에 준한 신호로부터 회전 위치를 산출하기 위해 PI 제어기나 옵저버를 사용할 필요가 있고, 그들 제어기에 게인 등의 파라미터를 설계·조정할 필요도 있다.Conventionally, as a method of estimating the rotational position of a permanent magnet synchronous motor in a medium to high speed region, for example, an induced voltage or a rotor magnetic flux proportional to the speed of the permanent magnet synchronous motor is input to the permanent magnet synchronous motor. The method of calculating from and estimating based on the induced voltage is widely used. In this estimation method, in addition to using the drive voltage of the motor applied by the inverter for calculation, it is necessary to use a PI controller or observer to calculate the rotation position from the calculated induced voltage or a signal corresponding thereto. It is also necessary to design and adjust parameters such as gain.

또한, 모터의 구동 상태나 설정한 파라미터에 따라서는, 센서리스 제어가 불안정화되는 문제가 있어, 순수한 위치 센서인 리졸버, 인코더나 홀 센서 등의 대용으로 하기 위해서는, 고도의 설계 기술이나 경험을 요한다.In addition, there is a problem that the sensorless control becomes unstable depending on the driving state of the motor and the set parameters. In order to substitute a pure position sensor, a resolver, an encoder, a hall sensor, or the like, highly advanced design skills and experience are required.

또한, 중속 내지 고속 영역의 센서리스 구동 방식으로서, 120도 통전에 있어서 무통전 구간에 발생하는 유기 전압의 위상을 검출하고, 이것에 기초하여 통전상을 전환하는 방식이 있다. 이 방식에 의하면, 제어기의 설계 등을 행하지 않고 센서리스 구동을 실현할 수 있다. 그러나, 통전 방식이 120도 통전에 한정되고, 모터 전류가 변형되어 소음이 악화되는 것 외에, 극저속 영역에서는 센서리스 구동을 할 수 없다는 과제가 있다.Moreover, as a sensorless drive system of the medium speed to the high speed region, there is a system that detects the phase of the induced voltage generated in the non-energized section in the 120 degree energization, and switches the energized phase based on this. According to this system, sensorless driving can be realized without designing a controller or the like. However, there is a problem that the energization method is limited to 120 degree energization, the motor current is deformed and the noise deteriorates, and sensorless driving cannot be performed in the ultra low speed region.

일본 특허 공개 제2007-336641호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2007-336641

특허 문헌 1(일본 특허 공개 제2007-336641호 공보)에는, 전압 벡터 인가 중의 전류 변화량을 사용하여 위치를 검출하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는, 분해능은 작지만 제어 파라미터의 조정 없이 센서리스 사인파 구동이 가능해진다.Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-336641) discloses a method of detecting a position using an amount of current change during application of a voltage vector. In this method, although the resolution is small, the sensorless sinusoidal drive can be performed without adjusting the control parameters.

그러나, 특허문헌 1에서는, 전류를 검출하기 위해 인버터 회로에 션트 저항을 3개 배치할 필요가 있다. 소형 모터나 가전 분야의 모터 등 간이한 구성으로 모터 드라이브 시스템을 구축하기 위해서는 저비용화가 중시된다. 그 때문에, 직류부에 단일의 션트 저항을 배치하는 1션트 전류 검출 방식이 사용되는 경우가 많고, 그 검출 방식에 대응한 위치 센서리스 제어 방식이 요망된다.However, in patent document 1, it is necessary to arrange | position three shunt resistors to an inverter circuit in order to detect an electric current. In order to build a motor drive system with a simple configuration such as a small motor or a motor in the home appliance field, cost reduction is important. Therefore, a single shunt current detection method in which a single shunt resistor is arranged in the direct current part is often used, and a position sensorless control method corresponding to the detection method is desired.

그래서, 1션트 전류 검출 방식에 대응한 위치 센서리스 제어를 실행 가능한 모터 제어용 집적 회로를 제공한다.Thus, an integrated circuit for motor control capable of performing position sensorless control corresponding to a single shunt current detection method is provided.

실시 형태의 모터 제어용 집적 회로는, 동기 전동기의 상 전류를 검출하기 위해 직류부에 배치되는 전류 검출부와,An integrated circuit for motor control of an embodiment includes a current detector disposed in a direct current unit for detecting a phase current of a synchronous motor;

상기 동기 전동기의 회전 위치에 추종하도록, 3상의 PWM 듀티 명령을 생성하는 듀티 생성부와,A duty generator for generating a three-phase PWM duty instruction so as to follow the rotational position of the synchronous motor;

상기 PWM 듀티 명령에 기초하여, 각 상의 신호 펄스를 발생시키는 중심의 위상이 서로 상이한 3상의 PWM 신호 패턴을 생성하는 PWM 생성부와,A PWM generator for generating a three-phase PWM signal pattern having different phases from a center of generating a signal pulse of each phase based on the PWM duty command;

상기 PWM 듀티 명령에 기초하여, 상기 상 전류의 검출 타이밍 신호를 생성하는 검출 타이밍 신호 생성부와,A detection timing signal generator that generates a detection timing signal of the phase current based on the PWM duty command;

상기 전류 검출부에 발생한 신호와 상기 검출 타이밍 신호에 기초하여 상기 동기 전동기의 상 전류를 검출하고, 다시 상기 상 전류의 변화량을 검출하는 전류 변화량 검출부와,A current change amount detecting unit detecting a phase current of the synchronous motor based on the signal generated in the current detecting unit and the detection timing signal, and further detecting a change amount of the phase current;

이 전류 변화량 검출부에 의해 검출된 변화량에 기초하여, 상기 동기 전동기의 회전 위치에 동기한 신호를 연산하는 회전 위치 연산부를 구비한다.On the basis of the change amount detected by this current change amount detection part, the rotation position calculation part which computes the signal synchronized with the rotation position of the said synchronous motor is provided.

도 1은 일 실시 형태에 있어서, 모터 구동 제어 장치의 구성을 나타내는 기능 블록도이다.
도 2는 PWM 캐리어로서 사용하는 3상 삼각파를 나타내는 파형도이다.
도 3은 인버터 회로를 구성하는 스위칭 소자의 온 상태를 공간 벡터로 나타낸 도면이다.
도 4는 각 전압 벡터 발생 시의 상 전압의 크기를 직류 전압 VDC를 사용하여 나타내는 도면이다.
도 5는 각 전압 섹터에 있어서 발생하는 전압 벡터의 크기와, 검출 가능한 유기 전압의 상을 나타내는 도면이다.
도 6은 일반적인 삼각파 비교법을 사용한 경우에 발생하는 전압 벡터의 발생률을 나타내는 도면이다.
도 7은 3상 삼각파 비교법을 사용한 경우에 발생하는 전압 벡터의 발생률을 나타내는 도면이다.
도 8은 전압 벡터 V0, V1, V2 각각에 대응하는 U, V상 상측의 PWM 신호와 직류 전류 IDC, 전류 검출 타이밍 t1 내지 t4를 나타내는 도면이다.
도 9는 종래의 삼각파 비교법에 있어서의 PWM 신호 파형 및 직류 전류 IDC를 나타내는 도면이다.
도 10은 3상 삼각파 비교법에 있어서의 PWM 신호 파형 및 직류 전류 IDC를 나타내는 도면이다.
도 11은 회전 위치 검출 장치가 행하는 처리 내용을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 스텝 S1에 있어서의 위치 검출 연산의 내용을 나타내는 흐름도이다.
도 13은 각 부의 동작 파형을 나타내는 도면이다.
1 is a functional block diagram showing a configuration of a motor drive control device in one embodiment.
2 is a waveform diagram illustrating a three-phase triangle wave used as a PWM carrier.
3 is a diagram illustrating a space state of an on state of a switching device configuring an inverter circuit.
4 is a diagram showing the magnitude of the phase voltage at the time of generating each voltage vector using the DC voltage V DC .
5 is a diagram showing the magnitude of the voltage vector generated in each voltage sector and the phase of the detectable induced voltage.
FIG. 6 is a diagram illustrating an incidence rate of a voltage vector generated when a general triangular wave comparison method is used. FIG.
Fig. 7 is a graph showing the incidence rate of the voltage vectors generated when the three-phase triangle wave comparison method is used.
FIG. 8 is a diagram showing PWM signals on the upper U and V phases corresponding to the voltage vectors V0, V1, and V2, DC current I DC , and current detection timings t1 to t4.
9 is a diagram showing a PWM signal waveform and a direct current I DC in a conventional triangle wave comparison method.
10 is a diagram showing a PWM signal waveform and a direct current I DC in a three-phase triangle wave comparison method.
It is a flowchart which shows the process content which a rotation position detection apparatus performs.
12 is a flowchart showing the contents of the position detection operation in step S1.
Fig. 13 is a diagram showing operational waveforms of each part.

이하, 일 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 모터 구동 제어 장치의 구성을 나타내는 기능 블록도이다. 직류 전원(1)은 회전자에 영구 자석을 구비하는 영구 자석 동기 모터(2)를 구동하는 전력원이다. 직류 전원(1)은 교류 전원을 직류로 변환한 것이어도 된다. 인버터 회로(3)는 6개의 스위칭 소자, 예를 들어 N채널 MOSFET4U+, 4Y+, 4W+, 4U-, 4Y-, 4W-를 3상 브리지 접속하여 구성되어 있고, 후술하는 PWM 생성부(5)에서 생성되는 3상분 6개의 스위칭 신호에 기초하여, 모터(2)를 구동하는 전압을 생성한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one Embodiment is described with reference to drawings. 1 is a functional block diagram showing the configuration of a motor drive control apparatus. The DC power supply 1 is a power source for driving the permanent magnet synchronous motor 2 having a permanent magnet in the rotor. The DC power supply 1 may be a product obtained by converting AC power to DC. The inverter circuit 3 is configured by three-phase bridge connection of six switching elements, for example, N-channel MOSFETs 4U +, 4Y +, 4W +, 4U-, 4Y-, and 4W-, and is generated by the PWM generator 5 described later. The voltage for driving the motor 2 is generated on the basis of the three switching phase six switching signals.

전압 검출부(6)는 직류 전원(1)의 전압 Vdc를 검출한다. 전류 검출부(7)는 인버터 회로(3)의 마이너스측 전원선과 직류 전원(1)의 마이너스측 단자 사이에 접속되어 있다. 전류 검출부(7)는 일반적으로 션트 저항이나 홀 CT 등을 사용한 전류 센서 및 신호 처리 회로로 구성되어, 모터(2)에 흐르는 직류 전류 Idc를 검출한다.The voltage detector 6 detects the voltage Vdc of the DC power supply 1. The current detection unit 7 is connected between the negative side power supply line of the inverter circuit 3 and the negative side terminal of the DC power supply 1. The current detector 7 is generally composed of a current sensor and a signal processing circuit using a shunt resistor, a hall CT, or the like, and detects a DC current Idc flowing through the motor 2.

전류 변화량 검출부(8)는 후술하는 전압 섹터 및 검출 타이밍 신호 생성부(9)로부터 입력되는 검출 타이밍 신호 t1 내지 t4에 기초하여 직류 전류 Idc를 4회 검출하고, 2회 마다의 검출값의 차분값을 변화량 dIDC1, dIDC2로서 산출한다. 유기 전압 연산부(10)는 변화량 dIDC1, dIDC2에 기초하여, 3상 중 어느 2상의 유기 전압을 Enow, Epre로서 연산한다.The current change amount detection section 8 detects the DC current Idc four times based on the voltage sector and the detection timing signals t1 to t4 input from the detection timing signal generator 9 described later, and the difference value of the detection value every two times. Is calculated as the variations dI DC1 and dI DC2 . The induced voltage calculating unit 10 calculates the induced voltages of any two phases of the three phases as E now and E pre based on the variations dI DC1 and dI DC2 .

회전 위치 연산부(11)는 2상의 유기 전압 Enow, Epre로부터 나머지 1상의 유기 전압을 구하고, 얻어진 3상의 유기 전압으로부터 모터(2)의 회전 위치 검출값 θc를 산출한다. 3상 전압 명령값 생성부(12)는 상위의 제어 장치로부터 부여되는 명령값인 전압 진폭 명령값 Vamp 및 전압 위상 명령값 φv와 회전 위치 θc로부터, 3상의 전압 명령값 Vu, Vv, Vw를 생성한다.The rotation position calculator 11 obtains the remaining one phase of the induced voltage from the two-phase induced voltages E now and E pre , and calculates the rotation position detection value θc of the motor 2 from the obtained three-phase induced voltage. The three-phase voltage command value generator 12 generates three-phase voltage command values Vu, Vv, and Vw from the voltage amplitude command value Vamp and the voltage phase command value φv and the rotation position θc, which are command values given from the upper control device. do.

듀티 생성부(13)는 3상 전압 명령값 Vu, Vv, Vw를 직류 전압 Vdc로 나눔으로써 각 상의 변조 명령, 듀티 명령 Du, Dv, Dw를 연산한다. 캐리어 생성부(14)는, PWM 제어에 사용하는 캐리어, 반송파로서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 각 상 사이의 위상차가 120도가 되는 3상 삼각파 신호를 PWM 생성부(5)에 출력한다. 도 2에서는, 삼각파의 밸리를 기준으로 하여 각 상의 PWM 신호 펄스를 발생시키고 있다.The duty generator 13 calculates the modulation commands, the duty commands Du, Dv, and Dw of each phase by dividing the three-phase voltage command values Vu, Vv, and Vw by the DC voltage V dc . As shown in FIG. 2, the carrier generation unit 14 outputs, to the PWM generation unit 5, a three-phase triangle wave signal having a phase difference of 120 degrees as a carrier and a carrier wave used for PWM control. In Fig. 2, PWM signal pulses of each phase are generated based on the valley of the triangular wave.

PWM 생성부(5)는 3상 변조 명령 Du, Dv, Dw와, 캐리어 생성부(14)로부터 입력되는 3상 삼각파를 비교하여 각 상의 PWM 신호 펄스를 생성한다. 1상 당의 펄스에는 데드 타임이 부가되고, 각각 3상 상하의 N채널 MOSFET4에 출력하는 스위칭 신호 U+, U-, V+, V-, W+, W-를 생성한다.The PWM generator 5 compares the three-phase modulation commands Du, Dv, and Dw with the three-phase triangle wave input from the carrier generator 14 to generate PWM signal pulses for each phase. Dead time is added to the pulse per phase, and the switching signals U +, U-, V +, V-, W +, and W- which are output to the N-channel MOSFETs 4 above and below each of three phases are generated.

전압 섹터 및 검출 타이밍 신호 생성부(9)에는 3상 변조 명령 Du, Dv, Dw가 입력되어 있다. 당해 신호 생성부(9)는 3상 변조 명령 Du, Dv, Dw에 기초하여 전기각 주기를 6등분한 전압 섹터 (0) 내지 (5)를 (1)식에 나타내는 조건에서 판별하고, 그 판별 결과를 전류 변화량 검출부(8), 유기 전압 연산부(10) 및 회전 위치 연산부(11)에 출력한다.The three-phase modulation commands Du, Dv, and Dw are input to the voltage sector and the detection timing signal generator 9. The signal generator 9 discriminates the voltage sectors (0) to (5) obtained by dividing the electric periods into six equal parts on the basis of the three-phase modulation commands Du, Dv, and Dw under the conditions shown in the equation (1), and discriminates them. The result is output to the current change amount detecting section 8, the induced voltage calculating section 10, and the rotation position calculating section 11.

Figure pat00001
Figure pat00001

그리고, 전술한 검출 타이밍 신호 t1 내지 t4에 대해서도, 전압 섹터 (0) 내지 (5)의 판별 결과에 따라 생성한다.The detection timing signals t1 to t4 described above are also generated in accordance with the determination result of the voltage sectors (0) to (5).

이상의 구성에 있어서, 모터(2) 및 인버터 회로(3)를 제외한 것이, 회전 위치 검출 장치(15)를 구성하고 있다. 그리고, 회전 위치 검출 장치(15)에 인버터 회로(3)를 더한 것이 모터 구동 제어 장치(16)를 구성하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 회전 위치 검출 장치(15)는 마이크로컴퓨터의 내부에 하드웨어적으로 구성되어 있다. 즉, 모터(2)의 속도 제어나 전류 제어 등은 소프트웨어에 의해 실현하고, 회전 위치 검출 장치(15)를 하드웨어 또는 그것에 준하는 구성으로 하여 마이크로컴퓨터나 집적 회로의 내부에 마련한다.In the above structure, the thing except the motor 2 and the inverter circuit 3 comprises the rotation position detection apparatus 15. As shown in FIG. In addition, the inverter circuit 3 is added to the rotation position detecting device 15 to constitute the motor drive control device 16. In addition, in this embodiment, the rotation position detection apparatus 15 is comprised in the inside of a microcomputer by hardware. That is, the speed control, the current control, etc. of the motor 2 are implemented by software, and the rotation position detection apparatus 15 is provided in the inside of a microcomputer or an integrated circuit by making into hardware or a structure equivalent to it.

이어서, 본 실시 형태에 있어서 회전 위치를 검출하는 원리를 설명한다. 회전 위치의 검출은 모터의 회전에 의해 발생하는 유기 전압(EMF: electro motive force)을 사용한다. (2)식은 영구 자석 동기 모터의 3상 전압 방정식을 나타내고 있다. 우변 제3항이 유기 전압항이고, 회전 위치 θ의 정보가 포함되어 있다.Next, the principle of detecting a rotation position in this embodiment is demonstrated. The detection of the rotational position uses an electromotive force (EMF) generated by the rotation of the motor. Equation (2) shows the three-phase voltage equation of a permanent magnet synchronous motor. The right side term 3 is an induced voltage term, and contains the information of rotation position (theta).

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, 도 3에 나타내는 공간 벡터도에 있어서의 각 전압 벡터 발생 시의 상 전압의 크기는 직류 전압 VDC를 사용하여 도 4에 나타낸 바와 같이 나타낼 수 있다. 그리고, 전압 벡터 V1(100) 인가 시의 U상 전압 방정식은 (3)식이 된다.Here, the magnitude of the phase voltage at the time of occurrence of each voltage vector in the space vector diagram shown in FIG. 3 can be expressed as shown in FIG. 4 using the DC voltage V DC . Then, the U-phase voltage equation at the time of applying the voltage vector V 1 (100) becomes (3).

Figure pat00003
Figure pat00003

이때 발생하는 전류 변화량 dIu를 dIu(100)라고 표기하고, (3)식을 변형하면 (4)식이 얻어진다.The amount of current change dI u generated at this time is expressed as dI u (100) , and the equation (3) is modified to obtain the equation (4).

Figure pat00004
Figure pat00004

마찬가지로, 도 3에 나타내는 공간 벡터도에 있어서의 전압 벡터 V2(110) 인가 시의 W상 전류 변화량을 dIw(110)라고 하면, (5)식이 된다.Similarly, if the amount of change in the W-phase current at the time of applying the voltage vector V 2 (110) in the space vector diagram shown in FIG. 3 is dIw (110), equation (5) is obtained.

Figure pat00005
Figure pat00005

또한, 영구 자석의 자속에 대하여 모터의 돌극성의 영향이 작다고 가정하고,In addition, it is assumed that the influence of the polarity of the motor on the magnetic flux of the permanent magnet is small,

Lu=Lw=L과 근사한다. 또한, (4)식에 (5)식을 더하면, 상 전류의 총합은 제로이기 때문에 (6)식을 얻는다.Approximates L u = L w = L In addition, when equation (5) is added to equation (4), equation (6) is obtained because the sum of the phase currents is zero.

Figure pat00006
Figure pat00006

마찬가지로, 전압 벡터 V2(110) 및 V3(010) 시의 전류 변화량의 합은 (7)식으로 나타낼 수 있다.Similarly, the sum of the amount of current change in the voltage vectors V 2 (110) and V 3 (010) can be expressed by the equation (7).

Figure pat00007
Figure pat00007

또한, 상 전류 및 유기 전압의 총합은 제로이기 때문에, -(6)식 -(7)식을 연산하면, (8)식을 얻는다.In addition, since the sum total of a phase current and an induced voltage is zero, when-(6) Formula-(7) Formula is computed, (8) Formula is obtained.

Figure pat00008
Figure pat00008

여기서, 모터의 회전 속도 ω가 어느 정도 빠른 상태에서는, (6), (7), (8)식의 우변은 제1항《제2항이 되기 때문에, 저항에 의한 전압 강하인 우변 제1항을 제로와 근사시킬 수 있다. 이들을 3상의 유기 전압 Eu, Ev, Ew로서 나타내면 (9)식이 얻어진다.Here, in the state in which the rotational speed ω of the motor is somewhat high, the right side of the equations (6), (7), and (8) becomes the first term < Can be approximated with zero. When these are represented as the three-phase organic voltages E u , E v , and E w , the equation (9) is obtained.

Figure pat00009
Figure pat00009

즉, 전압 벡터 인가 중의 전류 변화량을 사용하면, 각각 위상차가 2π/3인 3상 유기 전압을 검출할 수 있다. 또한, 검출한 3상 유기 전압을 (10)식으로 3상/2상 변환하고, (11)식으로 역정접을 연산함으로써 회전 위치 θc를 구할 수 있다.In other words, by using the amount of current change during voltage vector application, it is possible to detect three-phase induced voltages each having a phase difference of 2π / 3. In addition, rotation position (theta) c can be calculated | required by converting the detected three-phase induced voltage into three phase / two phase by (10) Formula, and calculating reverse tangent by (11) Formula.

Figure pat00010
Figure pat00010

또한, 전압 벡터 V1, V2 인가 시의 전압 벡터를 사용하면 V상 유기 전압 Ev가 구해지지만, 모든 전압 벡터에 대하여 일반화하면, 도 5에 나타내는 관계가 된다. 즉, 발생하는 전압 벡터에 따라 검출할 수 있는 유기 전압상이 전환된다. 그리고, 전압 섹터마다 발생하는 전압 벡터는 상이하다. 예를 들어, 전압 섹터 (0)에서 발생하는 전압 벡터는 V1(100), V2(110)뿐이다. 이 때문에, (9)식에 있어서의 전류 변화량 중 dIu (100), dIw(110)만을 검출할 수 있고, dIv(010)는 검출할 수 없다. 또한, 엄밀하게는 다른 전압 벡터도 발생하지만, 여기서는, 전압 섹터마다 발생률이 가장 높아지는 2개의 전압 벡터를 추출하고 있다.In addition, when the voltage vectors at the time of application of the voltage vectors V1 and V2 are used, the V-phase induced voltage E v is obtained. However, when the voltage vectors V1 and V2 are generalized, the relationship shown in FIG. That is, the detected organic voltage phase is switched in accordance with the generated voltage vector. The voltage vector generated for each voltage sector is different. For example, the only voltage vectors occurring in voltage sector (0) are V 1 (100), V 2 (110). For this reason, only dI u (100) and dI w (110) can be detected in the amount of current change in (9), and dI v (010) cannot be detected. In addition, although strictly different voltage vectors are generated, two voltage vectors having the highest occurrence rate are extracted for each voltage sector.

그래서, 도 3에 나타내는 공간 벡터에 있어서, 전압 섹터가 전환되는 타이밍에 착안한다. 예를 들어, 전압 섹터가 (0)으로부터 (1)로 전환된 직후에는, 전압 섹터 (1)에서의 전압 벡터 V2(110), V3(010)이 발생하는 기간에 전류 변화량 dIw(110), dIv(010)를 검출할 수 있다. 이들에 의해, 금회의 유기 전압 Enow=Eu를 검출할 수 있다. 또한, 전환되기 전의 전압 섹터는 (0)이기 때문에, 전압 벡터 V1(100), V2(110)가 발생하는 기간에 전류 변화량 dIu (100), dIw(110)를 검출할 수 있다. 이들에 의해 유기 전압 Ev를 검출할 수 있다. 이것을 전회의 유기 전압 Epre로서 보존해 둔다.Therefore, attention is paid to the timing at which the voltage sector is switched in the space vector shown in FIG. For example, immediately after the voltage sector is switched from (0) to (1), in the period in which the voltage vectors V 2 (110) and V 3 (010) in the voltage sector (1) occur, the current change amount dI w ( 110) , dI v 010 may be detected. By these, the induced voltage E now = E u can be detected. In addition, since the voltage sector before switching is (0), the current variation amounts dI u (100) and dI w (110) can be detected in the period in which the voltage vectors V 1 (100) and V 2 (110) occur. . The organic voltage Ev can be detected by these. This is saved as the last induced voltage E pre .

그리고, 전압 섹터의 전환에 필요로 하는 시간을, 모터(2)가 회전하는 주기에 비교하여 매우 빠르다고 할 수 있는 제어 영역에 있어서 제로라고 간주하면, Enow(Eu)와 Epre(Ev)로부터, (9)식에 기초하여 3상째의 유기 전압 Ew가 구해진다. 3상의 유기 전압이 구해지면, (10), (11)식에 의해 회전 위치 θc가 구해진다.If the time required for switching the voltage sector is considered to be zero in the control region which can be said to be very fast compared to the cycle in which the motor 2 rotates, E now (E u ) and E pre (E v). ), The organic voltage E w in the third phase is obtained based on the expression (9). When the induced voltage of three phases is calculated | required, rotation position (theta) c is calculated | required by Formula (10), (11).

또한, (9)식 좌변의 각 상 전류 변화량은, 본 실시 형태에서는 직류 전류 IDC로부터 (12)식에 따라 구한다.Further, 9 is a left-hand side of each of the current change amount way, in the present embodiment is determined according to the 12 from the direct current I DC equation.

Figure pat00011
Figure pat00011

여기서 (12)식과 같이, 3상의 전류를 각 스위칭 패턴에 따라 검출하기 위해서는, 각 상 전류를 검출하기 위해 대응하는 전압 벡터를 발생시킬 필요가 있다. 3상의 PWM 신호를 생성하기 위해 일반적인 삼각파 비교법을 사용하면, 예를 들어 변조율이 0.3인 경우, 도 6에 나타낸 바와 같이 각 전압 벡터가 발생한다. 횡축은 전기각, 종축은 PWM1 주기 중에 있어서의 각 전압 벡터의 발생 비율이다. 이에 비해, 하기의 문헌에 나타나 있는 바와 같은 3상 삼각파를 캐리어로서 사용하면, 각 전압 벡터의 발생 비율은 도 7에 나타낸 바와 같이 증가한다.Here, in order to detect the three-phase current according to each switching pattern, as shown in (12), it is necessary to generate a corresponding voltage vector in order to detect each phase current. When a general triangular wave comparison method is used to generate a three-phase PWM signal, for example, when the modulation rate is 0.3, each voltage vector is generated as shown in FIG. The horizontal axis represents the electric angle, and the vertical axis represents the generation ratio of each voltage vector in the PWM1 period. In contrast, when a three-phase triangle wave as shown in the following document is used as a carrier, the generation rate of each voltage vector increases as shown in FIG.

문헌명: 「전기 학회 반도체 전력 변환 방식 조사 전문 위원회: 「반도체 전력 변환 회로」, 전기 학회(1987)」A document name: "Electric society semiconductor power conversion system investigation expert committee:" semiconductor power conversion circuit ", the electrical society (1987)"

예를 들어, 전류 변화량을 검출하기 위해 필요한 전압 벡터 발생 기간의 비율을 PWM 주기의 0.2로 하고, 도 6 중에 파선으로 나타낸다. 이 경우, 단일의 삼각파 캐리어 비교법에서는, 각 전압 벡터 V0 및 V7 이외는 0.2에 도달하고 있지 않아 검출할 수 없다. 이에 비해, 3상 삼각파 캐리어를 사용하면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 각 전압 섹터에 있어서 대응하는 상의 유기 전압을 검출하기 위해 필요한 2개의 전압 벡터가 0.2 이상으로 되어 있다. 이에 의해, 필요한 전류 변화량을 검출할 수 있게 된다.For example, the ratio of the voltage vector generation period required for detecting the amount of current change is set to 0.2 of the PWM period, and is indicated by a broken line in FIG. 6. In this case, the single triangle wave carrier comparison method does not reach 0.2 except for the voltage vectors V 0 and V 7 and cannot be detected. In contrast, when the three-phase triangle wave carrier is used, as shown in Fig. 7, two voltage vectors required for detecting the induced voltage of the corresponding phase in each voltage sector are 0.2 or more. This makes it possible to detect the required amount of current change.

또한, 전류 변화량을 검출하기 위해 필요한 전압 벡터의 발생 기간은 인버터의 사양 등에 따라 상이하다. 도 8은 전압 벡터 V0(000), V1(100), V2(110)의 각각에 대응하는 스위칭 상태에 있어서, U, V상의 상측 PWM 신호와 직류 전류 IDC, 전류 검출 타이밍 t1 내지 t4를 나타내고 있다.Incidentally, the generation period of the voltage vector necessary for detecting the amount of change of current varies depending on the specification of the inverter or the like. FIG. 8 shows the upper PWM signal and the DC current I DC on the U and V phases, and the current detection timing t1 to the switching states corresponding to each of the voltage vectors V 0 (000), V 1 (100), and V 2 (110). t4 is shown.

예를 들어, 스위칭 상태가 전압 벡터 V0으로부터 V1로 변화되면, 전류 IDC에는 스위칭의 과도 상태에서 리플이 발생하기 때문에, 변화의 시점부터 어느 정도 시간이 경과한 타이밍 t1에서 전류 IDC의 1회째의 샘플링을 행한다. 이 대기 시간을 PWM 주기 Tpwm의 0.1로 하고 있다. 그것으로부터, 다시 주기 Tpwm의 0.1분 경과한 타이밍 t2에서 2회째의 샘플링을 행하여, 전류 변화량 ΔIDC를 구한다.For example, if the switching state is changed to V 1 from the voltage vector V 0, the current I DC is the because a ripple occurs in the transient state of switching, current I DC at the timing t1 by a certain amount of time has elapsed from the time of change The first sampling is performed. This waiting time is set to 0.1 of the PWM period T pwm . From this, the 2nd sampling is performed at timing t2 which passed 0.1 minute of the period Tpwm again, and the amount of change of current ΔI DC is obtained.

또한, 타이밍 t1, t2에서 검출되는 것은 U상(+)의 전류 변화량이고, 타이밍 t3, t4에서 검출되는 것은 W상(-)의 전류 변화량이다. 이와 같이, 고정밀도로 전류 IDC를 검출하기 위해서는, 특정한 전압 벡터가 발생하는 기간을 충분히 확보할 필요가 있지만, 3상 삼각파 캐리어를 사용하면 필요한 전압 벡터의 발생 기간을 충분히 확보할 수 있어, 회전 위치 θc의 검출이 가능해진다.In addition, what is detected at the timings t1 and t2 is the amount of current change in the U phase (+), and what is detected at the timings t3 and t4 is the amount of current change in the W phase (-). As described above, in order to detect the current I DC with high accuracy, it is necessary to secure a sufficient period for generating a specific voltage vector, but using a three-phase triangle wave carrier ensures a sufficient generation period for the required voltage vector, and thus the rotational position. θ c can be detected.

도 9, 도 10은 종래의 삼각파 비교법과 3상 삼각파 비교법에 있어서의 PWM 신호 파형 및 직류 전류 IDC를 나타내고 있다. 3상 삼각파 비교법에서는 120도 위상차의 PWM 신호가 생성되므로, 각 전압 벡터의 발생 시간이 증가함으로써, 직류 전류 IDC의 통전 시간이 도 9에 비교하여 증가하고 있음을 알 수 있다.9 and 10 show PWM signal waveforms and DC current I DC in the conventional triangular wave comparison method and the three-phase triangle wave comparison method. In the three-phase triangular wave comparison method, since a PWM signal having a phase difference of 120 degrees is generated, it is understood that the energization time of the DC current I DC is increased as compared with FIG. 9 by increasing the generation time of each voltage vector.

이어서, 본 실시 형태의 작용에 대하여 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명한다. 도 11 및 도 12는 여기까지 설명한 원리에 기초하여, 주로 회전 위치 검출 장치(14)가 행하는 처리 내용을 나타내는 흐름도이다. 우선, 회전 위치 연산부(11)가 도 12에 나타내는 위치 검출 연산을 행하면(S1), 듀티 생성부(13)가 각 상 듀티 Du, Dv, Dw를 산출한다(S2). 신호 생성부(9)는 현재의 전압 섹터를 「전회 섹터」에 대입하면(S3), (1)식에 기초하여 각 상 듀티 Du, Dv, Dw로부터 현재의 전압 섹터를 구한다(S4). PWM 생성부(5)는 3상 삼각파 캐리어와 각 상 듀티 Du, Dv, Dw에 기초하여 생성한 각 상 PWM 신호를 인버터 회로(3)에 출력한다(S5).Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 13. 11 and 12 are flowcharts showing the processing contents mainly performed by the rotation position detecting device 14 based on the principle described so far. First, when the rotation position calculating part 11 performs the position detection operation shown in FIG. 12 (S1), the duty generation part 13 calculates each phase duty D u , D v , D w (S2). When the signal generation unit 9 substitutes the current voltage sector into the "last sector" (S3), the current voltage sector is obtained from each phase duty D u , D v , D w based on the expression (1) (S4). ). The PWM generator 5 outputs to the inverter circuit 3 each phase PWM signal generated on the basis of the three-phase triangle wave carrier and the respective phase duties D u , D v , and D w (S5).

스텝 S1에 있어서의 위치 검출 연산은 도 12에 나타낸 바와 같이 실행된다. 전류 변화량 검출부(8)는, 직류 전류 IDC로부터, 그 시점의 전압 섹터에 대응한 2상의 전류 변화량 dIDC1, dIDC2를 구한다(S11). 유기 전압 연산부(10)는, 전회 검출한 유기 전압 Epre에 금회 검출한 유기 전압 Enow를 대입하면(S12), 전류 변화량 dIDC1, dIDC2로부터 금회의 유기 전압 Enow를 검출한다(S13).The position detection operation in step S1 is executed as shown in FIG. The current change amount detecting unit 8 obtains the two-phase current change amounts dI DC1 and dI DC2 corresponding to the voltage sector at that time from the DC current I DC (S11). Induced voltage calculation unit 10, and detects the induced voltage E now the current time from the last time when the detection of a current time detected in the induced voltage E pre substituting the induced voltage E now (S12), the current change amount dI DC1, dI DC2 (S13) .

계속해서, 현재의 전압 섹터와 전회의 전압 섹터가 상이한지 여부를 판단하여(S14), 동일한 전압 섹터라면(아니오), 처리를 종료한다. 한편, 전압 섹터가 상이하면(예), 유기 전압 Enow, Epre로부터 제3 상의 유기 전압 E3을 구한다(S15). 그리고, 유기 전압 Enow, Epre, E3을 (10)식에 의해 3상/2상 변환하고, (11)식의 역정접 연산을 행하여 회전 위치 θc를 구한다(S16).Subsequently, it is determined whether the current voltage sector and the previous voltage sector are different (S14), and if it is the same voltage sector (No), the process ends. On the other hand, when the voltage sectors are different (YES), the induced voltage E is obtained now, the induced voltage E 3 on the third from the pre E (S15). Then, the induced voltages E now , E pre , and E 3 are converted to three-phase and two-phase by the formula (10), and the inverse tangent calculation of the formula (11) is performed to obtain the rotation position θc (S16).

도 13은 각 부의 동작 파형을 나타내고 있다. 각 상의 변조 명령에 기초하여, 3상 전류가 흘러 모터(2)가 구동되어 있다. 이때, 검출한 전류 변화량으로부터 유기 전압 연산부(10)에서 구한 금회의 유기 전압 Enow가 검출되어 있음을 알 수 있다. 파선이 각 전압 섹터가 전환되는 타이밍이고, 전압 섹터마다 검출한 유기 전압이 Eu, Ev, Ew로 전환되어 있다. 그리고, 전압 섹터의 전환 타이밍에서 금회의 유기 전압과 전회의 전압 섹터의 유기 전압으로부터 구한 회전 위치가 θc이다. 실제의 회전 위치 θ에 비해, 어느 정도의 오차가 있지만 전기각 1주기를 6분해능으로 위치를 검출할 수 있음을 알 수 있다.Fig. 13 shows the operation waveform of each part. Based on the modulation command of each phase, a three-phase current flows and the motor 2 is driven. At this time, it can be seen that the induced voltage E now obtained by the induced voltage calculating unit 10 has been detected from the detected amount of current change. The broken line is a timing at which each voltage sector is switched, and the induced voltage detected for each voltage sector is switched to E u , E v , E w . The rotational position obtained from the induced voltage of the current voltage and the induced voltage of the previous voltage sector at the switching timing of the voltage sector is θ c . Compared with the actual rotation position θ, although there is some error, it can be seen that the position can be detected with 6 resolutions for each cycle of electric angle.

이상과 같이 본 실시 형태에 따르면, 듀티 생성부(13)는 모터(2)의 회전 위치에 추종하도록 3상 듀티 명령 Du, Dv, Dw를 생성하고, PWM 생성부(5)는 3상 삼각파를 캐리어로서 사용하고, 3상 듀티 명령 Du, Dv, Dw로부터 각 상의 신호 펄스를 발생시키는 중심의 위상이 120도 상이한 3상의 PWM 신호 패턴을 생성한다. 신호 생성부(9)는 듀티 명령 Du, Dv, Dw에 기초하여 상 전류의 검출 타이밍 신호 t1 내지 t4를 생성한다.As described above, according to the present embodiment, the duty generator 13 generates a three-phase duty command D u , D v , D w to follow the rotational position of the motor 2, and the PWM generator 5 generates 3 The phase triangle wave is used as a carrier, and a three-phase PWM signal pattern is generated that is 120 degrees out of phase of the center for generating signal pulses of each phase from the three-phase duty commands D u , D v , and D w . The signal generator 9 generates the detection timing signals t1 to t4 of the phase currents based on the duty commands D u , D v , and D w .

전류 변화량 검출부(8)는 전류 검출부(7)에 발생한 신호와 검출 타이밍 신호 t1 내지 t4에 기초하여 모터(2)의 상 전류를 검출하고, 다시 그 상 전류의 변화량을 검출한다. 회전 위치 연산부(11)는 전류 변화량 검출부(8)에 의해 검출된 변화량에 기초하여, 모터(2)의 회전 위치에 동기한 신호를 연산한다. 이와 같이 구성하면, 모터(2)의 상수 설정이나 제어 게인의 조정 등이 불필요해져, 회전 위치를 검출한 전류 변화량으로부터 직접 연산으로 구할 수 있다.The current change amount detection section 8 detects the phase current of the motor 2 based on the signal generated in the current detection section 7 and the detection timing signals t1 to t4, and further detects the change amount of the phase current. The rotation position calculating part 11 calculates the signal synchronized with the rotation position of the motor 2 based on the change amount detected by the current change amount detection part 8. In this configuration, constant setting of the motor 2, adjustment of the control gain, and the like become unnecessary, and it can be obtained by direct calculation from the amount of current change in which the rotation position is detected.

또한, 유기 전압 연산부(10)는 상 전류의 변화량으로부터 3상의 유기 전압을 산출하면, 3상의 유기 전압을 직교 좌표계의 2상의 전압으로 변환하고, 2상의 전압에 대하여 역정접 연산을 행함으로써 회전 위치를 구한다. 구체적으로는, 3상의 PWM 신호 패턴에 있어서, 발생률이 높은 2개의 전압 벡터의 조에 따라 전기각 주기를 6등분한 전압 섹터 (0) 내지 (5)를 설정하고, 이행 전의 전압 섹터에 있어서 제1 상의 유기 전압 Epre를 연산하고, 이어서 이행한 전압 섹터에 있어서 제2 상의 유기 전압 Enow를 연산하고, 유기 전압 Epre, Enow로부터 제3 상의 유기 전압 E3을 연산한다. 이들 3상의 유기 전압을 직교 좌표계의 2상의 전압 Eα, Eβ로 변환하고, 2상의 전압에 대하여 역정접 연산 tan-1(Eα/Eβ)을 행함으로써 회전 위치 θc를 구한다. 이에 의해, 회전 위치 θc를 효율적으로 연산할 수 있다.In addition, when the induced voltage calculating unit 10 calculates the induced voltage of the three phases from the change amount of the phase current, it converts the induced voltage of the three phases into the voltage of the two phases of the Cartesian coordinate system and performs a reverse tangent operation on the voltage of the two phases to rotate the position Obtain Specifically, in the three-phase PWM signal pattern, voltage sectors (0) to (5) obtained by dividing the electric cycles into six equal parts are set in accordance with a pair of two voltage vectors having a high occurrence rate, and the first voltage sector in the voltage sector before the transition. The induced voltage E pre of the phase is calculated, and then the induced voltage E now of the second phase is calculated in the shifted voltage sector, and the induced voltage E 3 is calculated from the induced voltages E pre and E now . Converting the induced voltage on the second voltage to the three E α, E β on the orthogonal coordinate system, and by performing the arctangent operation tan -1 (Eα / Eβ) with respect to the voltage on the second obtained the rotational position θ c. Thereby, rotation position (theta) c can be calculated efficiently.

(그 밖의 실시 형태)(Other Embodiments)

3상의 PWM 신호를 본 실시 형태와 같이 발생시키기 위해서는, 3종의 캐리어를 사용하지 않고 위상 시프트 기능 등을 이용하여, 3상 삼각파를 사용한 경우와 등가인 상태를 실현해도 되고, 1종의 캐리어에 있어서 듀티를 설정하는 타이밍이나, 펄스 발생의 비교 극성 등을 변경하는 등의 방법을 이용해도 된다. 요는, 각 상 신호 펄스를 발생시키는 중심의 위상이 서로 120도 상이하도록, 3상의 PWM 신호 패턴을 발생시키면 된다.In order to generate a three-phase PWM signal as in the present embodiment, a state equivalent to the case of using a three-phase triangle wave may be realized by using a phase shift function or the like without using three kinds of carriers. The method of setting the duty, changing the polarity of pulse generation, etc. may be used. In other words, the three-phase PWM signal pattern may be generated so that the phases of the centers generating the respective phase signal pulses are different from each other by 120 degrees.

또한, 위상차는 반드시 120도로 할 필요는 없고, 동일 정도의 위상차, 대략 120도의 위상차를 부여하면 된다.In addition, the phase difference does not necessarily need to be 120 degrees, but what is necessary is just to provide the phase difference of the same grade and the phase difference of about 120 degree.

또한, 전류를 검출하는 타이밍은 PWM 캐리어의 주기에 일치시킬 필요는 없고, 예를 들어 캐리어 주기의 2배나 4배의 주기로 검출을 행해도 된다. 따라서, 전류 변화량 검출부에 입력하는 전류 검출 타이밍 신호는 캐리어로부터 얻어진 신호 그 자체일 필요는 없고, 별개의 타이머로 생성한 신호여도 된다.In addition, the timing which detects a current does not need to match the period of a PWM carrier, For example, you may detect in the period twice or four times a carrier period. Therefore, the current detection timing signal input to the current change amount detecting unit need not be a signal itself obtained from a carrier, but may be a signal generated by a separate timer.

전류 검출부는 션트 저항이어도 되고 CT여도 된다.The current detector may be a shunt resistor or a CT.

스위칭 소자는 MOSFET, IGBT, 파워 트랜지스터, SiC, GaN 등의 와이드 갭 반도체 등을 사용해도 된다.As the switching element, a wide gap semiconductor such as a MOSFET, an IGBT, a power transistor, SiC, or GaN may be used.

본 발명의 몇 가지의 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허 청구 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.While certain embodiments have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the inventions. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and spirit of the invention, and are included in the inventions described in the claims and their equivalents.

Claims (4)

동기 전동기의 상 전류를 검출하기 위해 직류부에 배치되는 전류 검출부와,
상기 동기 전동기의 회전 위치에 추종하도록, 3상의 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티 명령을 생성하는 듀티 생성부와,
상기 PWM 듀티 명령에 기초하여, 각 상의 신호 펄스를 발생시키는 중심의 위상이 서로 상이한 3상의 PWM 신호 패턴을 생성하는 PWM 생성부와,
상기 PWM 듀티 명령에 기초하여, 상기 상 전류의 검출 타이밍 신호를 생성하는 검출 타이밍 신호 생성부와,
상기 전류 검출부에 발생한 신호와 상기 검출 타이밍 신호에 기초하여 상기 동기 전동기의 상 전류를 검출하고, 다시 상기 상 전류의 변화량을 검출하는 전류 변화량 검출부와,
이 전류 변화량 검출부에 의해 검출된 변화량에 기초하여, 상기 동기 전동기의 회전 위치에 동기한 신호를 연산하는 회전 위치 연산부를 구비하는 모터 제어용 집적 회로.
A current detector disposed in the direct current section for detecting the phase current of the synchronous motor;
A duty generator for generating a three-phase pulse width modulation (PWM) duty command to follow the rotational position of the synchronous motor;
A PWM generator for generating a three-phase PWM signal pattern having different phases from a center of generating a signal pulse of each phase based on the PWM duty command;
A detection timing signal generator that generates a detection timing signal of the phase current based on the PWM duty command;
A current change amount detecting unit detecting a phase current of the synchronous motor based on the signal generated in the current detecting unit and the detection timing signal, and further detecting a change amount of the phase current;
And a rotation position calculating section for calculating a signal synchronized with the rotation position of the synchronous motor based on the amount of change detected by the current change amount detecting section.
제1항에 있어서, 상기 PWM 생성부는, 상기 중심의 위상이 서로 120도 상이한 3상의 PWM 신호 패턴을 생성하는 모터 제어용 집적 회로.The integrated circuit for controlling a motor of claim 1, wherein the PWM generator generates a three-phase PWM signal pattern in which the phases of the center are 120 degrees different from each other. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전 위치 연산부는, 상기 상 전류의 변화량으로부터 3상의 유기 전압을 산출하는 유기 전압 연산부를 구비하고,
상기 3상의 유기 전압을 직교 좌표계의 2상의 전압으로 변환하고,
상기 2상의 전압에 대하여 역정접 연산을 행함으로써 상기 회전 위치를 구하는 모터 제어용 집적 회로.
The said rotation position calculation part is provided with the organic voltage calculation part of Claim 1 or 2 which calculates the three phase induced voltage from the change amount of the said phase current,
Converts the induced voltage of the three phases into a voltage of two phases of a Cartesian coordinate system,
And a motor control integrated circuit for obtaining the rotation position by performing a reverse tangent operation on the voltage of the two phases.
제3항에 있어서, 상기 검출 타이밍 신호 생성부는, 상기 3상의 PWM 신호 패턴에 있어서, 발생률이 높은 상위 2개의 전압 벡터의 조에 따라 전기각 주기를 6등분한 6개의 전압 섹터를 설정하여 상기 회전 위치 연산부에 출력하고,
상기 유기 전압 연산부는, 이행 전의 전압 섹터에 있어서 제1 상의 유기 전압을 연산하고, 이어서 이행한 전압 섹터에 있어서 제2 상의 유기 전압을 연산하고, 상기 제1 상 및 제2 상의 유기 전압으로부터 제3 상의 유기 전압을 연산하는 모터 제어용 집적 회로.
4. The rotation position of claim 3, wherein the detection timing signal generator sets six voltage sectors that are divided into six equal electric cycles according to a pair of two high voltage vectors having high occurrence rates in the three-phase PWM signal pattern. Output to the calculation unit,
The induced voltage calculating unit calculates an induced voltage of the first phase in the voltage sector before the shift, and then calculates an induced voltage of the second phase in the shifted voltage sector, and generates a third voltage from the induced voltages of the first and second phases. Integrated circuit for motor control for calculating the induced voltage on the phase.
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