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6상 영구자석 동기 전동기의 고장 대응 운전 장치

  • 기술번호 : KST2022011461
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 두 개의 3상 권선이 비대칭형으로 배치되는 6상 영구자석 동기 전동기를 하나의 전동기로 모델링하여 비결합 벡터 공간 분해 제어(Decoupled Vector Space Decomposition Control)를 수행함으로써 두 3상 권선의 상호 간섭 성분을 제거하며, 인버터 고장 진단 결과에 따라 인버터 부하분담 비율을 조정하도록 제어하여 추가의 하드웨어 구성없이 고장 대응 운전을 수행할 수 있도록 하는 6상 영구자석 동기 전동기의 고장 대응 운전 장치에 관한 것이다. 본 발명의 6상 영구자석 동기 전동기의 고장 대응 운전 장치는, a상, b상, c상의 3상 권선으로 구성되는 제1 권선 그룹과, x상, y상, z상의 3상 권선으로 구성되는 제2 권선 그룹을 포함하되, 제1 권선 그룹과 제2 권선 그룹이 비대칭으로 구성되는 6상 영구자석 동기 전동기; 상기 제1 권선 그룹의 동작을 제어하는 제1 인버터; 상기 제2 권선 그룹의 동작을 제어하는 제2 인버터; 상기 제1 권선 그룹으로부터 검출된 각 상 전류(ia, ib, ic), 상기 제2 권선 그룹으로부터 검출된 각 상 전류(ix, iy, iz), 및 상기 6상 영구자석 동기 전동기의 회전각(θr)을 DQ 변환하여 D1-Q1축 좌표계의 전류(iD1, iQ1)와 D2-Q2축 좌표계의 전류(iD2, iQ2)로 변환하는 DQ 변환기; 토크 지령(Te*)에 따라 D1-Q1축 전류 지령(iD1*, iQ1*)을 생성하며 상기 D1-Q1축 좌표계의 전류(iD1, iQ1)를 궤환받아 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터의 동작을 제어하는 토크-전류 제어부; 및 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터의 고장 진단 결과에 따라 생성된 D2-Q2축 전류 지령(iD2*, iQ2*)에 따라 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터의 분담 비율을 제어하는 부하분담 비율 제어부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 두 개의 3상 권선이 비대칭형으로 배치되는 6상 영구자석 동기 전동기를 하나의 전동기로 모델링하여 토크-전류 제어를 위한 D1-Q1축 제어와 부하분담 비율을 조정하기 위한 D2-Q2축 제어를 분리한 비결합 벡터 공간 분해 제어(Decoupled Vector Space Decomposition Control)를 수행하며, D1-Q1축 제어를 통해 두 3상 권선 그룹 간의 상호 간섭 현상을 억제할 수 있으며, D2-Q2축 제어를 통해 부하분담 비율을 조정하면서 어느 하나의 인버터에 고장이 발생된 경우 추가의 전환 구성없이 나머지 하나의 인버터가 100%의 분담 비율로 신속하게 운전 전환되도록 할 수 있는 효과가 있다.
Int. CL H02P 29/028 (2016.01.01) H02P 27/06 (2006.01.01) H02P 25/22 (2006.01.01) H02P 21/22 (2016.01.01)
CPC H02P 29/028(2013.01) H02P 27/06(2013.01) H02P 25/22(2013.01) H02P 21/22(2013.01)
출원번호/일자 1020200188311 (2020.12.30)
출원인 주식회사 브이씨텍, 한국교통대학교산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2022-0096128 (2022.07.07) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2020.12.30)
심사청구항수 5

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 주식회사 브이씨텍 대한민국 경기 군포시 엘에스로**번길 ***, (
2 한국교통대학교산학협력단 대한민국 충청북도 충주시 대

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김성훈 인천광역시 서구
2 장원진 전북 정읍시
3 김학원 충북 충주시 중
4 조관열 충청북도 충주시 호암수청*로 **,
5 이용균 경기도 의왕시 백운중앙로 **, *
6 남명준 서울특별시 강동구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인 이노 대한민국 서울특별시 서초구 서초중앙로 ***, *층 (서초동, 신한국빌딩)

최종권리자

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번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2020.12.30 수리 (Accepted) 1-1-2020-1436468-19
2 [출원서 등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment
2020.12.31 수리 (Accepted) 1-1-2020-1440599-20
3 보정요구서
Request for Amendment
2021.01.04 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2021-0000182-02
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2022.04.25 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2022-0308635-16
5 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2022.06.24 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2022-0662378-33
6 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견서·답변서·소명서
2022.06.24 수리 (Accepted) 1-1-2022-0662386-09
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
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a상, b상, c상의 3상 권선으로 구성되는 제1 권선 그룹과, x상, y상, z상의 3상 권선으로 구성되는 제2 권선 그룹을 포함하되, 제1 권선 그룹과 제2 권선 그룹이 비대칭으로 구성되는 6상 영구자석 동기 전동기;상기 제1 권선 그룹의 동작을 제어하는 제1 인버터;상기 제2 권선 그룹의 동작을 제어하는 제2 인버터;상기 제1 권선 그룹으로부터 검출된 각 상 전류(ia, ib, ic), 상기 제2 권선 그룹으로부터 검출된 각 상 전류(ix, iy, iz), 및 상기 6상 영구자석 동기 전동기의 회전각(θr)을 DQ 변환하여 D1-Q1축 좌표계의 전류(iD1, iQ1)와 D2-Q2축 좌표계의 전류(iD2, iQ2)로 변환하는 DQ 변환기;토크 지령(Te*)에 따라 D1-Q1축 전류 지령(iD1*, iQ1*)을 생성하며 상기 D1-Q1축 좌표계의 전류(iD1, iQ1)를 궤환받아 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터의 동작을 제어하는 토크-전류 제어부; 및상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터의 고장 진단 결과에 따라 생성된 D2-Q2축 전류 지령(iD2*, iQ2*)에 따라 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터의 분담 비율을 제어하는 부하분담 비율 제어부를 포함하는 6상 영구자석 동기 전동기의 고장 대응 운전 장치
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제1항에 있어서,상기 DQ 변환기는 아래의 (수식 1)에 의해 상기 D1-Q1축 좌표계의 전류(iD1, iQ1)와 상기 D2-Q2축 좌표계의 전류(iD2, iQ2)를 모델링하는 6상 영구자석 동기 전동기의 고장 대응 운전 장치
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제2항에 있어서,상기 부하분담 비율 제어부는,상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터의 고장 진단 결과에 따라 아래의 (수식 2)의 범위에 있는 부하분담 상수(CLR)를 출력하는 고장 진단 운전 제어부;상기 Q1축 전류(iQ1)와 양의 부하분담 상수(CLR)를 곱셈하여 D2축 전류 지령(iD2*)을 생성하는 제1 인버터 부하분담 비율 조정부; 및상기 D1축 전류(iD1)와 음의 부하분담 상수(-CLR)를 곱셈하여 Q2축 전류 지령(iQ2*)을 생성하는 제2 인버터 부하분담 비율 조정부를 포함하는 6상 영구자석 동기 전동기의 고장 대응 운전 장치
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제3항에 있어서,상기 고장 진단 운전 제어부는, 상기 제2 인버터의 동작 불능 시에 상기 부하분담 상수(CLR)를 1로 설정하며, 상기 제1 인버터의 동작 불능 시에 상기 부하분담 상수(CLR)를 -1로 설정하는 6상 영구자석 동기 전동기의 고장 대응 운전 장치
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제2항에 있어서,상기 토크-전류 제어부는,토크 지령(Te*)에 따라 D1축 전류 지령(iD1*)과 Q1축 전류 지령(iQ1*)을 생성하는 토크 지령부;상기 D1축 전류 지령(iD1*)과 상기 DQ 변환기로부터 궤환된 상기 D1축 전류(iD1)의 차분을 입력받고 비례적분하여 D1축 전압 지령(uD1*)을 생성하는 제1 전류 제어부; 및상기 Q1축 전류 지령(iQ1*)과 상기 DQ 변환기로부터 궤환된 상기 Q1축 전류(iQ1)의 차분을 입력받고 비례적분하여 Q1축 전압 지령(uQ1*)을 생성하는 제2 전류 제어부를 포함하는 6상 영구자석 동기 전동기의 고장 대응 운전 장치
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제3항에 있어서,상기 부하분담 비율 제어부는,상기 D2축 전류 지령(iD2*)과 상기 DQ 변환기로부터 궤환된 상기 D2축 전류(iD2)의 차분을 입력받고 비례적분하여 D2축 전압 지령(uD2*)을 생성하는 제3 전류 제어부; 및상기 Q2축 전류 지령(iQ2*)과 상기 DQ 변환기로부터 궤환된 상기 Q2축 전류(iQ2)의 차분을 입력받고 비례적분하여 Q2축 전압 지령(uQ2*)을 생성하는 제4 전류 제어부를 더 포함하는 6상 영구자석 동기 전동기의 고장 대응 운전 장치
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제1항에 있어서,상기 토크-전류 제어부에서 출력되는 토크-전류 제어 지령(uD1*, uQ1*)과 상기 부하분담 비율 제어부에서 출력되는 부하분담 제어 지령(uD2*, uQ2*)을 입력받고, 상기 6상 영구자석 동기 전동기에서 검출되는 실제 회전각속도(ωr)에 따라 D1-Q1축 제어 전압(uD1, uQ1)과 D2-Q2축 제어 전압(uD2, uQ2)을 출력하는 비결합 벡터 공간 분해부;상기 D1-Q1축 제어 전압(uD1, uQ1)과 상기 D2-Q2축 제어 전압(uD2, uQ2)을 상기 제1 인버터 제어 전압(uabc)과 상기 제2 인버터 제어 전압(uxyz)으로 역변환하는 DQ 역변환기;상기 제1 인버터 제어 전압(uabc)에 따라 상기 제1 권선 그룹의 공간 벡터 제어를 위한 제1 PWM 신호를 생성하여 상기 제1 인버터에 공급하는 제1 PWM 신호 출력부; 및상기 제2 인버터 제어 전압(uxyz)에 따라 상기 제2 권선 그룹의 공간 벡터 제어를 위한 제2 PWM 신호를 생성하여 상기 제2 인버터에 공급하는 제2 PWM 신호 출력부를 더 포함하는 6상 영구자석 동기 전동기의 고장 대응 운전 장치
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패밀리정보가 없습니다
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 산업통상자원부 ㈜브이씨텍 시장자립형3세대xEV산업육성사업 전력기반 교통 수단 다양화를 위한 대형 전기버스용 240kw 저속 고토크모터 및 인버터 기술개발