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인버터의 A상 및 B상에 대한 실제 전류의 측정값을 수신받는 입력부; 및제어부를 포함하되,상기 제어부는,상기 수신된 실제 전류의 측정값을 기초로 추정 전류를 산출하고, 상기 수신된 실제 전류의 순시무효전력(Instantaneous Reactive Power)을 산출하며, 상기 산출된 추정 전류의 순시무효전력을 산출하여 회전자의 위치 정보를 추정하는 순시무효전력부;상기 추정된 회전자의 위치 정보 중 추정 토크 및 추정 자속을 비례적분(Proportional Integral, PI) 제어를 이용하여 선형화된 토크 지령치 및 선형화된 자속 지령치를 산출하는 제1 궤환 선형화부;상기 산출된 토크 지령치 및 자속 지령치를 기초로 궤환 선형화(Feedback Linearization)를 이용하여 추정 전압을 산출하는 제2 궤환 선형화부;상기 산출된 추정 전압을 기초로 컨버터 전압을 산출하는 컨버터 전압 산출부; 및상기 산출된 컨버터 전압을 기초로 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 이용하여 직접 토크 제어(Direct Torque Control, DTC)를 하는 PWM 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤환 선형화와 순시무효전력을 이용한 영구자석 동기 전동기의 센서리스 직접 토크 제어 장치
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제 1항에 있어서,상기 순시무효전력부는,상기 추정 전류가 상기 실제 전류를 기초로 상기 회전자의 위치 오차 및 각속도 오차를 산출하고, 상기 산출된 위치 오차 및 각속도 오차를 기초로 상기 회전자의 토크, 자속 및 회전 각도를 추정하는 것을 특징으로 하는 궤환 선형화와 순시무효전력을 이용한 영구자석 동기 전동기의 센서리스 직접 토크 제어 장치
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제 2항에 있어서,상기 순시무효전력부는,상기 실제 무효전력과 상기 추정 무효전력의 오차를 기초로 하기 수학식을 이용하여 보상값(C)을 결정하는 것을 특징으로 하는 궤환 선형화와 순시무효전력을 이용한 영구자석 동기 전동기의 센서리스 직접 토크 제어 장치: [수학식]여기서, 는 비례이득을 의미하고, 는 적분이득을 의미하며, 는 미분 연산자를 의미하고, 는 실제 무효전력과 추정 무효전력의 차를 의미한다
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제 3항에 있어서,상기 비례이득은 하기 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 궤환 선형화와 순시무효전력을 이용한 영구자석 동기 전동기의 센서리스 직접 토크 제어 장치:[조건식]여기서, 는 추정 무효전력을 의미하고, 는 실제 무효전력을 의미하며, 는 회전자 좌표계의 고정자 q축 추정 전류를 의미하고, 는 회전자의 회전 각도 오차를 의미하며, 는 회전자의 쇄교 자속을 의미하고, 는 회전자의 추정 각속도를 의미한다
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제 1항에 있어서,상기 제1 궤환 선형화부는,상기 영구자석 동기 전동기의 토크 및 자속 크기에 대한 변동분을 분리하여 비선형 시스템을 선형화하는 것을 특징으로 하는 궤환 선형화와 순시무효전력을 이용한 영구자석 동기 전동기의 센서리스 직접 토크 제어 장치
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제 1항에 있어서,상기 제2 궤환 선형화부는,상기 토크 지령치 및 상기 자속 지령치를 기초로 궤환 선형화를 이용하여 토크 및 자속의 변수들을 디커플링(decoupling)하고, 상기 영구자석 동기 전동기의 제어를 위한 고정 전압 요소를 하기 수학식과 같이 산출하는 것을 특징으로 하는 궤환 선형화와 순시무효전력을 이용한 영구자석 동기 전동기의 센서리스 직접 토크 제어 장치:[수학식]여기서, 는 회전자 좌표축 q축 전압 지령치를 의미하고, 는 회전자 좌표축 d축 전압 지령치를 의미하며, 는 전체 q축 고정자 인덕턴스를 의미하고, 는 영구자석 쇄교 자속을 의미하며, 는 선형화된 q축 입력 지령치(토크 지령치)를 의미하고, 는 영구자석 동기기 각속도를 의미하며, 는 전체 d축 고정자 인덕턴스를 의미하고, 는 회전자 좌표계의 고정자 d축 전류를 의미한다
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제 1항에 있어서,상기 컨버터 전압 산출부는 상기 회전자의 위치정보 중 상기 회전자의 추정 회전 각도를 기초로 상기 인버터의 컨버터 전압을 산출하는 것을 특징으로 하는 궤환 선형화와 순시무효전력을 이용한 영구자석 동기 전동기의 센서리스 직접 토크 제어 장치
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제 1항에 있어서,상기 PWM 제어부는 상기 토크 지령치 및 상기 자속 지령치와 상기 추정 토크 및 상기 추정 자속의 오차를 기초로 고정자 전압 벡터를 직접적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 궤환 선형화와 순시무효전력을 이용한 영구자석 동기 전동기의 센서리스 직접 토크 제어 장치
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제 1항에 있어서,상기 PWM 제어부는 쇄교 자속을 일정하게 유지하고, 상기 토크 지령치를 추종하는 방향으로 스위칭 패턴을 결정하여 상권선 전류와 상기 쇄교 자속에 의한 상기 토크 지령치를 추종하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 궤환 선형화와 순시무효전력을 이용한 영구자석 동기 전동기의 센서리스 직접 토크 제어 장치
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인버터의 A상 및 B상에 대한 실제 전류의 측정값을 수신받는 단계;상기 수신된 실제 전류의 측정값을 기초로 추정 전류를 산출하고, 상기 수신된 실제 전류의 순시무효전력을 산출하며, 상기 산출된 추정 전류의 순시무효전력을 산출하여 회전자의 위치 정보를 추정하는 단계;상기 추정된 회전자의 위치 정보 중 추정 토크 및 추정 자속을 기초로 비례적분(Proportional Integral, PI) 제어를 하여 선형화된 토크 지령치 및 선형화된 자속 지령치을 산출하는 단계;상기 산출된 토크 지령치 및 자속 지령치를 기초로 궤환 선형화(Feedback Linearization)를 이용하여 추정 전압을 산출하는 단계;상기 산출된 추정 전압을 기초로 컨버터 전압을 산출하는 단계; 및상기 산출된 컨버터 전압을 기초로 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 이용하여 직접 토크 제어(Direct Torque Control, DTC)를 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 궤환 선형화와 순시무효전력을 이용한 영구자석 동기 전동기의 센서리스 직접 토크 제어 방법
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