KR101931446B1 - Method and apparatus for distinguishing type of motor and diagnosing demagnetization of motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터보 냉동기에 탑재된 모터의 종류를 판별하고, 모터가 영구자석 전동기로 판별된 경우 해당 모터의 감자 여부를 진단하는 모터 판별 및 감자 진단 방법과 이를 수행하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motor discrimination method and a potato diagnosing method for discriminating the type of a motor mounted on a turbo chiller and diagnosing whether or not the motor is potatoed when the motor is discriminated as a permanent magnet motor.
터보 냉동기(turbo chiller)는 저압의 냉매를 흡입하여 고압의 냉매로 압축함으로써 공기를 냉각하는 공기 조화 장치의 일종이다. 이와 같은 터보 냉동기에는 냉매를 압축하는 압축기가 구비되고, 압축기에는 모터의 구동력에 의해 회전하여 냉매를 압축하는 임펠러(impeller)가 구비된다.A turbo chiller is a type of air conditioner that sucks low-pressure refrigerant and compresses it with high-pressure refrigerant to cool the air. The turbo chiller includes a compressor for compressing a refrigerant. The compressor is provided with an impeller which rotates by a driving force of the motor to compress the refrigerant.
이와 같은 터보 냉동기에 탑재되는 모터는 크게 유도 전동기(induction motor)와 영구자석 전동기(permanent magnet motor)로 분류된다.The motors mounted on the turbo chiller are classified into induction motors and permanent magnet motors.
유도 전동기와 영구자석 전동기를 구동하기 위한 알고리즘은 서로 다르므로, 종래에는 유도 전동기를 구동하기 위한 구동 장치와 영구자석 전동기를 구동하기 위한 구동 장치를 따로 설계하여 터보 냉동기에 탑재하였다.Since the algorithms for driving the induction motor and the permanent magnet motor are different from each other, conventionally, a driving device for driving the induction motor and a driving device for driving the permanent magnet motor have been separately designed and mounted on the turbo refrigerator.
이에 따라, 종래 터보 냉동기는 모터에 대한 호환성이 낮은 문제점이 있었고, 모터가 교체될 때마다 모터 구동 장치도 함께 교체해야 하는 번거로움이 있었다.Accordingly, the conventional turbo chiller has a problem in that compatibility with the motor is low, and the motor drive unit must be replaced every time the motor is replaced.
한편, 영구자석 전동기의 경우 전동기 내부에 구비된 영구자석의 회전에 따라 구동력을 생성한다. 이 때, 영구자석은 온도가 상승함에 따라 자속이 약해지고 이와 같은 현상을 감자(demagnetization)라 한다.On the other hand, in the case of the permanent magnet motor, a driving force is generated in accordance with the rotation of the permanent magnet provided inside the motor. At this time, the magnetic flux weakens as the temperature rises and the phenomenon is called demagnetization.
영구자석에 감자가 발생하면 터보 냉동기의 성능이 저하되므로 사용자는 영구자석의 감자 여부를 신속하게 파악할 필요성이 있다.When potatoes are generated on the permanent magnets, the performance of the turbo chiller is deteriorated, so that it is necessary for the user to quickly grasp whether or not the permanent magnets are potatoes.
그러나, 종래 터보 냉동기에 탑재된 모터 구동 장치는 영구자석 전동기의 감자를 파악하지 못하므로 감자에 의한 터보 냉동기의 성능 저하를 예방할 수 없는 문제점이 있다.However, since the motor driving apparatus mounted on the conventional turbo chiller can not grasp the potato of the permanent magnet motor, the performance of the turbo chiller due to the potato can not be prevented.
본 발명은 터보 냉동기를 구동하기 이전에 해당 터보 냉동기에 탑재된 모터의 종류를 파악할 수 있는 모터 판별 및 감자 진단 방법과 이를 수행하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a motor discrimination method and a potato diagnosing method capable of identifying a type of a motor mounted on the turbo chiller prior to driving the turbo chiller and an apparatus for performing the same.
또한, 본 발명은 터보 냉동기에 탑재된 모터가 영구자석 전동기인 경우 모터의 감자 여부를 진단할 수 있는 모터 판별 및 감자 진단 방법과 이를 수행하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a motor discrimination method and a potentiometer diagnosing method capable of diagnosing whether or not a motor mounted in a turbo chiller is a permanent magnet motor.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description and more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.
본 발명은 테스트 PWM 신호를 생성하여 인버터에 인가하는 테스트 신호 인가부 및 테스트 PWM 신호가 차단된 후 인버터의 출력 전압에 기초하여 모터의 종류를 판별하는 마이컴을 포함함으로써, 터보 냉동기에 탑재된 모터의 종류를 파악할 수 있다.The present invention includes a test signal applying unit for generating a test PWM signal and applying the test PWM signal to the inverter, and a microcomputer for determining the type of the motor based on the output voltage of the inverter after the test PWM signal is cut off. The type can be grasped.
또한, 본 발명은 모터에 인가되는 구동 PWM 신호를 차단하고 회전자의 속도가 특정 속도로 감소하였을 때의 인버터의 출력 전압에 기초하여 모터의 감자 여부를 진단하는 마이컴을 포함함으로써, 터보 냉동기에 탑재된 모터의 감자 여부를 진단할 수 있다.Further, the present invention includes a microcomputer for detecting whether or not the motor is powered on, based on the output voltage of the inverter when the speed of the rotor is reduced to a specific speed by intercepting the driving PWM signal applied to the motor, It is possible to diagnose whether or not the motor is potatoed.
본 발명은 터보 냉동기를 구동하기 이전에 해당 터보 냉동기에 탑재된 모터의 종류를 파악하고 파악된 모터의 종류에 따라 인버터를 제어함으로써, 각 모터를 구동하기 위한 장치를 따로 설계할 필요가 없으므로 터보 냉동기의 모터에 대한 호환성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.It is not necessary to separately design a device for driving each motor by controlling the inverter according to the type of the motor that is mounted on the turbo chiller prior to driving the turbo chiller. Thereby improving the compatibility with the motor of FIG.
또한, 본 발명은 터보 냉동기에 탑재된 모터가 영구자석 전동기인 경우 모터의 감자 여부를 진단함으로써, 영구자석의 감자로 인한 터보 냉동기의 성능 저하를 예방할 수 있는 효과가 있다.Further, in the present invention, when the motor installed in the turbo chiller is a permanent magnet motor, the performance of the turbo chiller due to the potato of the permanent magnet can be prevented by diagnosing whether or not the motor is potatoed.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 판별 및 감자 진단 장치를 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 마이컴의 일 예를 도시한 도면.
도 3은 도 1에 도시된 마이컴의 다른 예를 도시한 도면.
도 4는 모터의 종류에 따른 선간전압을 도시한 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 판별 및 감자 진단 방법을 도시한 순서도.
도 6은 인버터의 출력 전압에 기초하여 모터의 종류를 판별하는 과정을 도시한 순서도.
도 7은 회전자의 속도 및 인버터의 출력 전압에 기초하여 모터의 감자 여부를 진단하는 과정을 도시한 순서도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a motor discriminating and potato diagnosing apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a view showing an example of the microcomputer shown in FIG. 1;
3 is a view showing another example of the microcomputer shown in Fig. 1. Fig.
4 is a graph showing the line voltage according to the type of the motor.
5 is a flowchart showing a motor discrimination method and a potato diagnosing method according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart showing a process of determining the type of a motor based on an output voltage of an inverter.
7 is a flowchart showing a process of diagnosing whether or not the motor is powered on based on the speed of the rotor and the output voltage of the inverter.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings, which are not intended to limit the scope of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to denote the same or similar elements.
본 발명은 터보 냉동기(turbo chiller)에 탑재된 모터의 종류를 판별하고, 모터가 영구자석 전동기로 판별되었을 때, 해당 모터의 감자 여부를 진단하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for discriminating the type of motor mounted on a turbo chiller and diagnosing whether the motor is potatoed when the motor is discriminated as a permanent magnet motor.
터보 냉동기는 저압의 냉매를 흡입하여 고압의 냉매로 압축함으로써 공기를 냉각하는 공기 조화 장치의 일종이다. 이와 같은 터보 냉동기에는 냉매를 압축하는 압축기가 구비되고, 압축기에는 모터의 구동력에 의해 회전하여 냉매를 압축하는 임펠러(impeller)가 구비된다.The turbo chiller is a type of air conditioner that sucks low-pressure refrigerant and compresses it with high-pressure refrigerant to cool the air. The turbo chiller includes a compressor for compressing a refrigerant. The compressor is provided with an impeller which rotates by a driving force of the motor to compress the refrigerant.
터보 냉동기에 탑재되는 모터는 크게 유도 전동기(induction motor)와 영구자석 전동기(permanent magnet motor)로 분류될 수 있다.The motors mounted on the turbo chiller can be largely classified into induction motors and permanent magnet motors.
유도 전동기와 영구자석 전동기를 구동하는 장치는 하드웨어적으로 동일하게 설계될 수 있다. 다만, 각각의 전동기를 구동하기 위한 알고리즘이 서로 다르므로 터보 냉동기를 구동하기 이전에 해당 터보 냉동기에 탑재된 모터의 종류를 파악해야 한다.The induction motor and the device for driving the permanent magnet motor can be designed in the same hardware. However, since the algorithms for driving the respective motors are different from each other, it is necessary to grasp the type of the motor mounted on the turbo chiller before driving the turbo chiller.
한편, 영구자석 전동기의 경우 전동기 내부에 구비된 영구자석의 회전에 따라 구동력을 생성한다. 이 때, 영구자석은 온도가 상승함에 따라 자속이 약해지고 이와 같은 현상을 감자(demagnetization)라 한다.On the other hand, in the case of the permanent magnet motor, a driving force is generated in accordance with the rotation of the permanent magnet provided inside the motor. At this time, the magnetic flux weakens as the temperature rises and the phenomenon is called demagnetization.
영구자석에 감자가 발생하면 터보 냉동기의 성능이 저하되므로 사용자는 영구자석의 감자 여부를 신속하게 파악하여 대응해야 한다.If potatoes are generated on the permanent magnets, the performance of the turbo chiller is deteriorated. Therefore, the user must promptly determine whether the permanent magnets are potatoes or not.
이에 따라, 후술하는 모터 판별 및 감자 진단 장치는 터보 냉동기 내에 구비되어 모터를 구동하는 장치로서, 모터의 종류를 판별하고 모터의 감자 여부를 진단하는 장치에 관한 것이다. Accordingly, a motor discriminating and potato diagnosing apparatus, which will be described later, is an apparatus for driving a motor provided in a turbo chiller, and relates to an apparatus for discriminating the type of motor and diagnosing whether or not the motor is potatoed.
이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 판별 및 감자 진단 장치와 이를 구성하는 각 구성요소를 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the motor discriminating and potato diagnosing apparatus according to the embodiment of the present invention and the constituent elements thereof will be described in detail with reference to FIG. 1 to FIG.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 판별 및 감자 진단 장치를 도시한 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 마이컴의 일 예를 도시한 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 마이컴의 다른 예를 도시한 도면이다. 또한, 도 4는 모터의 종류에 따른 선간전압을 도시한 그래프이다.1 is a block diagram of a motor discriminating and potato diagnosing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing an example of the microcomputer shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing another example of the microcomputer shown in FIG. 4 is a graph showing the line voltage according to the type of the motor.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 판별 및 감자 진단 장치(100)는 모터(110), 인버터(120), 테스트 신호 인가부(130) 및 마이컴(140)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 판별 및 진단 장치(100)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 1에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.Referring to FIG. 1, a motor discriminating and potato diagnosing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may include a
먼저, 모터 판별 및 감자 진단 장치(100)를 구성하는 구성요소 중에서 모터(110) 및 인버터(120)를 구체적으로 설명하도록 한다.First, the
모터(110)는 코일이 권선된 고정자(stator) 및 코일에서 발생된 자기장에 의해 회전하는 회전자(rotor)를 포함할 수 있다.The
일 예에서, 모터(110)가 유도 전동기인 경우 회전자에는 코일이 권선될 수 있다. 이 때, 고정자에는 여자 전류에 의한 자계가 형성되고, 회전자에는 고정자에 형성되는 자계에 의한 유도 전류가 발생할 수 있다. 유도 전류는 회전자에 자계를 형성하고, 회전자는 회전자 및 고정자에 각각 형성되는 자계간의 토크에 의해 회전할 수 있다.In one example, if the
다른 예에서, 모터(110)가 영구자석 전동기인 경우 회전자는 영구자석일 수 있다. 이 때, 고정자에는 여자 전류에 의한 자계가 형성되고, 영구자석은 고정자에 형성된 자계에 동기되어 회전할 수 있다.In another example, if the
이와 달리, 영구자석 전동기는 코일이 권선된 회전자가, 영구자석으로 이루어진 고정자에 형성된 자계에 동기되어 회전할 수도 있다.Alternatively, the permanent magnet motor may rotate in synchronism with the magnetic field formed in the stator formed by the rotor and the permanent magnet.
인버터(120)는 코일에 구동 전류를 출력할 수 있다. 여기서 구동 전류는 모터(110)의 회전자를 회전시키기 위한 자계를 형성하는 전류로서, 전술한 여자 전류일 수 있다.The
인버터(120)는 후술하는 테스트 신호 인가부(130) 또는 마이컴(140)에서 제공되는 PWM 신호에 따라 동작하여 직류 전압(VDC)을 교류 전류로 출력할 수 있다. 또한, 인버터(120)는 PWM 신호에 따라 동작하여 직류 전압(VDC)을 펄스 형태의 전류로 출력할 수도 있다.The
이를 위해, 인버터(120)는 PWM 신호에 따라 스위칭 동작을 수행하는 복수의 전력 스위칭 소자를 포함할 수 있고, 전력 스위칭 소자는 예를 들어 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)일 수 있다.To this end, the
인버터(120)에 포함된 전력 스위칭 소자는 각 상(U, V, W)에 대한 PWM 신호에 따라 온 및 오프 동작을 수행함으로써, 직류 전압(VDC)을 구동 전류로 변환하여 모터(110)에 제공할 수 있다.The power switching device included in the
다음으로, 도 2 내지 도 4를 참조하여 모터 판별 및 감자 진단 장치(100)를 구성하는 구성요소 중에서 테스트 신호 인가부(130) 및 마이컴(140)을 구체적으로 설명하도록 한다.Next, the test
도 2를 참조하면, 테스트 신호 인가부(130)는 테스트 PWM 신호를 생성하고, 생성된 테스트 PWM 신호를 인버터(120)에 미리 설정된 시간동안 인가할 수 있다. 테스트 PWM 신호는 터보 냉동기를 구동하기 이전에 모터(110)의 종류를 파악하기 위해 인가하는 신호로서, 사용자에 의해 설정된 임의의 지령값에 따라 생성될 수 있다.Referring to FIG. 2, the test
보다 구체적으로, 테스트 PWM 신호는 테스트 전류 지령(I*) 및 테스트 주파수 지령(f*)에 따라 생성될 수 있다. 다시 말해 테스트 신호 인가부(130)는, 사용자에 의해 미리 설정된 테스트 전류 지령(I*) 및 테스트 주파수 지령(f*)에 따라 테스트 PWM 신호를 생성하고, 생성된 테스트 PWM 신호를 인버터(120)에 인가할 수 있다.More specifically, the test PWM signal may be generated according to the test current command I * and the test frequency command f * . In other words, the test
이 때, 테스트 전류 지령(I*)은 회전자를 회전시킬 수 있는 최소한의 토크를 출력하기 위한 전류 값 이상으로 설정될 수 있다. 또한, 테스트 주파수 지령(f*)은 회전자의 목표 회전 속도에 따라 설정될 수 있다.At this time, the test current command I * may be set to be equal to or larger than the current value for outputting the minimum torque capable of rotating the rotor. Further, the test frequency command f * may be set in accordance with the target rotational speed of the rotor.
한편, 인버터(120)는 테스트 신호 인가부(130)와 선택적으로 접속될 수 있다. 인버터(120)가 테스트 신호 인가부(130)와 접속된 경우 인버터(120)는 오픈 루프(open loop) 제어될 수 있다.Meanwhile, the
테스트 신호 인가부(130)는 테스트 PWM 신호를 미리 설정된 시간동안 인버터(120)에 인가하고, 미리 설정된 시간이 도과하면 테스트 PWM 신호를 차단할 수 있다. 이에 따라, 인버터(120)는 미리 설정된 시간에만 모터(110)에 구동 전류를 출력할 수 있다.The test
마이컴(140)은 미리 설정된 시간이 도과한 이후 인버터(120)의 출력 전압에 기초하여 모터(110)의 종류를 판별할 수 있다.The
마이컴(140)은 미리 설정된 시간이 도과한 후 전압 센서(미도시)로부터 인버터(120)의 출력 전압을 제공받을 수 있다. 전압 센서는 미리 설정된 측정 주기에 따라 인버터(120)의 출력 전압을 측정할 수 있고, 매 측정 주기마다 측정된 출력 전압을 마이컴(140)에 제공할 수 있다.The
마이컴(140)은 전압 센서로부터 제공된 출력 전압에 기초하여 인버터(120)가 구동하는 모터(110)의 종류를 판별할 수 있다.The
도 4를 참조하면, 모터(110)가 유도 전동기일 때, 테스트 PWM 신호가 t1 시점에 차단되면 각 상의 출력 전압은 곧바로 0이 되고, 임의의 두 상에 대한 선간 전압 또한 곧바로 0이 될 수 있다.Referring to FIG. 4, when the
이와 달리, 모터(110)가 영구자석 전동기의 일종인 BLDC(Brushless DC) 모터일 때, 테스트 PWM 신호가 t1 시점에 차단되면 각 상에 역기전력이 발생하고, 임의의 두 상에 대한 선간 전압은 사다리꼴 형상의 교류 파형으로 출력될 수 있다.Alternatively, when the
다시 말해, 미리 설정된 시간이 도과한 후 t2 시점에 측정된 인버터(120)의 출력 전압은, 모터(110)가 유도 전동기일 때에는 0에 근사하는 반면 모터(110)가 영구자석 전동기인 경우 일정 주기로 변화하는 특정 값을 가질 수 있다.In other words, the output voltage of the
이에 따라, 마이컴(140)은 테스트 PWM 신호가 차단된 후 인버터(120)의 출력 전압이 0이 아닌 특정 값을 갖는 경우 모터(110)를 영구자석 전동기로 판별할 수 있다. 또한, 마이컴(140)은 PWM 신호가 차단된 후 인버터(120)의 출력 전압이 0인 경우 모터(110)를 유도 전동기로 판별할 수 있다.Accordingly, when the output voltage of the
또한, 마이컴(140)은 테스트 PWM 신호가 차단된 후 측정된 인버터(120)의 출력 전압이 미리 설정된 값 이상이면 모터(110)를 영구 자석 전동기로 판별할 수 있다. 반면에 마이컴(140)은 테스트 PWM 신호가 차단된 후 측정된 인버터(120)의 출력 전압이 미리 설정된 값 미만이면 모터(110)를 유도 전동기로 판별할 수 있다.The
여기서 유도 전동기와 영구자석 전동기를 구별하기 위한 미리 설정된 값은 0에 근사하여 설정될 수 있다.Here, a preset value for distinguishing the induction motor and the permanent magnet motor may be set to approximately zero.
한편, 전술한 바와 같이 PWM 신호가 차단된 후 영구자석 전동기(예를 들어, BLDC)의 역기전력은 교류 파형으로서 0을 지나는 지점이 존재할 수 있다. 이에 따라, 모터(110)가 영구자석 전동기인 경우에도, 측정 시점에 따라 인버터(120)의 출력 전압이 0에 근사할 수 있다.On the other hand, there may be a point where the counter electromotive force of the permanent magnet motor (for example, BLDC) passes 0 as an AC waveform after the PWM signal is cut off as described above. Accordingly, even when the
다시 말해, 모터(110)가 영구자석 전동기인 경우에도 마이컴(140)은 해당 모터(110)를 유도 전동기로 판별할 수 있다.In other words, even when the
이를 방지하기 위하여, 마이컴(140)은 인버터(120)의 출력 전압이 일정 횟수 이상 미리 설정된 값 이상이면 모터(110)를 영구자석 전동기로 판별할 수 있다. 또한, 마이컴(140)은 인버터(120)의 출력 전압이 일정 횟수 이상 미리 설정된 값 미만이면 모터(110)를 유도 전동기로 판별할 수 있다.In order to prevent this, the
한편, 마이컴(140)은 모터(110)가 영구자석 전동기로 판별된 경우, 역기전력의 파형에 따라 해당 모터(110)가 BLDC인지 PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor)인지 여부를 더 판별할 수 있다.The
도 4에 도시된 바와 같이 PWM 신호가 차단된 BLDC의 역기전력은 사다리꼴 형상의 교류 파형일 수 있다. 한편, 도면에는 도시되지 않았지만 PMSM의 역기전력은 정현파일 수 있다.As shown in FIG. 4, the counter electromotive force of the BLDC in which the PWM signal is interrupted may be a trapezoidal AC waveform. On the other hand, although not shown in the drawing, the counter electromotive force of the PMSM can be a sinusoidal file.
이에 따라, 마이컴(140)은 PWM 신호가 차단된 후 인버터(120)의 출력 전압의 파형이 사다리꼴 형상이면 해당 모터(110)를 BLDC로 판별할 수 있고, 출력 전압의 파형이 정현파이면 해당 모터(110)를 PMSM으로 판별할 수 있다.Accordingly, if the waveform of the output voltage of the
보다 구체적으로, 마이컴(140)은 전압 센서로부터 제공받은 다수의 측정값 중에서 시간적으로 연속되는 둘 이상의 측정값이 동일한 경우 해당 모터(110)를 BLDC로 판별할 수 있다. 반면에, 마이컴(140)은 시간적으로 연속되는 두 개의 측정값이 모두 다르면 해당 모터(110)를 PMSM으로 판별할 수 있다.More specifically, the
일반적으로 전압 센서의 측정 주기는 역기전력의 주기보다 매우 짧을 수 있다. 이에 따라, 역기전력의 반주기 내에서 다수의 측정값이 생성될 수 있다.In general, the measurement period of the voltage sensor may be much shorter than the period of the counter electromotive force. Accordingly, a plurality of measurement values can be generated within half a period of the counter electromotive force.
역기전력의 파형이 사다리꼴 형상인 경우, 사다리꼴의 윗변에 대응하는 파형 구간에서는 역기전력이 일정한 값을 가질 수 있다. 이와 달리, 역기전력의 파형이 정현파인 경우, 시간적으로 인접한 두 측정값은 항상 다를 수 있다.When the waveform of the counter electromotive force is a trapezoidal shape, the counter electromotive force can have a constant value in the waveform section corresponding to the upper side of the trapezoid. Alternatively, if the waveform of the counter-electromotive force is sinusoidal, then the two temporally adjacent measurements may always be different.
이에 따라, 마이컴(140)은 시간적으로 인접한 둘 이상의 측정값이 동일한지 여부에 따라 영구자석 모터(110)를 BLDC 또는 PMSM으로 더 판별할 수 있다.Accordingly, the
영구자석 전동기의 종류로서 전술한 BLDC 및 PMSM은 당해 기술분야에서 일반적으로 알려진 전동기이므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.The above-described BLDC and PMSM, which are types of permanent magnet electric motors, are generally known in the art, so a detailed description thereof will be omitted here.
다시 도 2를 참조하면, 마이컴(140)은 판별된 모터(110)의 종류에 따라 인버터(120)에 구동 PWM 신호를 인가할 수 있다.Referring again to FIG. 2, the
이 때, 인버터(120)와 테스트 신호 인가부(130)의 접속은 차단될 수 있다. 다시 말해, 마이컴(140)에 의해 모터(110)의 종류가 판별되면 인버터(120)와 테스트 신호 인가부(130)는 전기적으로 분리될 수 있다.At this time, the connection between the
모터(110)가 유도 전동기로 판별된 경우 마이컴(140)은 메모리에 저장된 유도 전동기의 구동 알고리즘에 따라 인버터(120)에 구동 PWM 신호를 인가할 수 있다.When the
보다 구체적으로, 마이컴(140)은 각 상에 대한 구동 PWM 신호의 펄스 폭을 제어하여 인버터(120)에 제공할 수 있다. 인버터(120)는 구동 PWM 신호의 펄스 폭에 따라 구동 전류의 크기를 제어하여 유도 전동기에 출력할 수 있다.More specifically, the
각 상(U, V, W)의 구동 전류는 유도 전동기의 고정자에 권선된 3상 코일에 인가될 수 있고, 고정자에는 구동 전류에 의한 회전 자계(rotating field)가 형성될 수 있다. 회전자에 권선된 코일에는 고정자의 회전 자계에 의한 유도 전류가 발생할 수 있고, 이에 따라 회전자에도 자계가 형성될 수 있다.The driving currents of the phases U, V and W can be applied to the three-phase coil wound on the stator of the induction motor, and a rotating field due to the driving current can be formed on the stator. An induced current due to the rotating magnetic field of the stator may be generated in the coil wound on the rotor, and thus a magnetic field may be formed in the rotor.
이 때, 회전자 및 고정자에 각각 형성된 자계간의 토크에 의해 회전자가 회전함으로써 유도 전동기는 구동될 수 있다.At this time, the induction motor can be driven by the rotation of the rotor by the torque between the magnetic field formed in the rotor and the stator, respectively.
모터(110)가 영구자석 전동기로 판별된 경우 마이컴(140)은 메모리에 저장된 영구자석 전동기의 구동 알고리즘에 따라 인버터(120)에 구동 PWM 신호를 인가할 수 있다.When the
보다 구체적으로, 마이컴(140)은 각 상에 대한 구동 PWM 신호의 온 및 오프 주기를 제어하여 인버터(120)에 제공할 수 있다. 인버터(120)는 구동 PWM 신호의 온 및 오프 상태에 따라 전력 스위칭 소자를 제어하여 구동 전류를 생성할 수 있다.More specifically, the
생성된 구동 전류는 영구자석 전동기의 고정자에 권선된 코일에 일정한 방향으로 인가될 수 있고, 이에 따라 특정 방향의 자기장을 발생시킬 수 있다. 이 때, 영구자석(회전자)이 고정자에 발생된 자기장에 따라 회전함으로써 영구자석 전동기는 구동될 수 있다.The generated drive current can be applied to the coil wound on the stator of the permanent magnet motor in a constant direction, thereby generating a magnetic field in a specific direction. At this time, the permanent magnet motor can be driven by rotating the permanent magnet (rotor) in accordance with the magnetic field generated in the stator.
마이컴(140)은 폐 루프(closed loop) 제어를 통해 구동 PWM 신호를 생성할 수 있다. 즉, 인버터(120)는 터보 냉동기 구동 이전에는 테스트 신호 인가부(130)와 접속되어 오픈 루프 제어되고, 모터(110)의 종류가 판별된 이후에는 테스트 신호 인가부(130)와 분리되어 폐 루프 제어될 수 있다.The
다시 도 2를 참조하면, 인버터(120)의 폐 루프 제어를 위해 마이컴(140)은 위치 추정부(141), 속도 산출부(142), 지령치 생성부(143), PWM 신호 생성부(144) 및 축변환부(145)를 포함할 수 있다.2, the
도 2에 도시된 마이컴(140)의 구성은 일 예시에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 2에 도시된 예시에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.The configuration of the
한편, 도 2 및 도 3에 도시된 구동 전류(Iabc) 및 출력 전압(Vabc)은 각각 3상 전류(Ia, Ib, Ic) 및 3상 전압(Va, Vb, Vc)을 하나의 파라미터로 나타낸 것이다. 다시 말해, 구동 전류(Iabc) 및 출력 전압(Vabc)은 각각 하나의 파라미터로 표현되어 있으나, 구동 전류(Iabc)는 3상 전류(Ia, Ib, Ic)를 포괄할 수 있고, 출력 전압(Vabc)은 3상 전압(Va, Vb, Vc)을 포괄할 수 있다.The driving current I abc and the output voltage V abc shown in FIGS. 2 and 3 are three-phase currents I a , I b and I c and three-phase voltages V a , V b and V c c ) as one parameter. In other words, although the driving current I abc and the output voltage V abc are each expressed by one parameter, the driving current I abc may include the three-phase currents I a , I b , and I c And the output voltage V abc can include the three-phase voltages V a , V b , and V c .
위치 추정부(141)는 구동 전류(Iabc) 및 인버터(120)의 출력 전압(Vabc) 중 적어도 하나에 기초하여 회전자의 전기각 위치()를 추정할 수 있다.The
위치 추정부(141)는 전류 센서(미도시)로부터 구동 전류(Iabc)를 제공받을 수 있고, 전압 센서로부터 출력 전압(Vabc)을 제공받을 수 있다. 위치 추정부(141)는 제공된 구동 전류(Iabc) 및 출력 전압(Vabc) 중 적어도 하나에 기초하여 회전자의 위치를 추정할 수 있고, 추정된 회전자의 위치에 기초하여 회전자의 전기각 위치()를 추정할 수 있다.The
속도 산출부(142)는 추정된 전기각 위치()에 기초하여 회전자의 속도()를 산출할 수 있다. 보다 구체적으로, 속도 산출부(142)는 회전자의 위치를 시간(예를 들어, 측정 주기)으로 나누어 회전자의 속도()를 산출할 수 있다.The
지령치 생성부(143)는 산출된 회전자의 속도() 및 목표 속도값()에 기초하여 전류 지령치를 생성하고, 생성된 전류 지령치 및 구동 전류에 기초하여 목표 지령치를 생성할 수 있다.The command
여기서 목표 속도값()은 사용자 또는 외부 디바이스로부터 입력되는 값으로서, 회전자의 회전 속도에 대한 목표값일 수 있다.Here, the target speed value ( Is a value input from a user or an external device and may be a target value for the rotational speed of the rotor.
지령치 생성부(143)는 회전자의 속도() 및 목표 속도값()에 기초하여 속도 지령치를 산출하고, 산출된 속도 지령치에 기초하여 전류 지령치를 생성할 수 있다.The command
지령치 생성부(143)는 생성된 전류 지령치 및 구동 전류()에 기초하여 목표 지령치를 생성할 수 있다. 여기서 목표 지령치는 전압 지령치 및 주파수 지령치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The command
목표 지령치 생성의 기초가 되는 구동 전류()는 3상 구동 전류(Ia, Ib, Ic)를 축변환하여 생성될 수 있다.The drive current (< RTI ID = 0.0 > Can be generated by axially transforming the three-phase drive currents I a , I b , and I c .
보다 구체적으로, 축변환부(145)는 전류 센서로부터 3상 구동 전류(Ia, Ib, Ic)를 제공받아 정지 좌표계의 2상 전류로 축변환할 수 있다. 또한, 축변환부(145)는 정지 좌표계의 2상 전류를 회전 좌표계의 2상 전류()로 축변환할 수 있다.More specifically, the
지령치 생성부(143)는 회전 좌표계로 축변환된 q축, d축 전류()와 기 생성된 전류 지령치에 기초하여 목표 지령치를 생성할 수 있다.The setpoint
PWM 신호 생성부(144)는 목표 지령치에 기초하여 구동 PWM 신호를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, PWM 신호 생성부(144)는 목표 지령치에 따라 구동 PWM 신호의 펄스 폭을 제어할 수 있다. 또한, PWM 신호 생성부(144)는 목표 지령치에 따라 구동 PWM 신호의 온 및 오프 주기를 제어할 수 있다.The PWM
이와 같은 폐 루프 제어를 통해 회전자의 속도()는 목표 속도값()을 추종할 수 있다.This closed-loop control allows the speed of the rotor ) Is the target speed value ) Can be followed.
다시 도 3를 참조하면, 인버터(120)의 폐 루프 제어를 위해 마이컴(140)은 도 2에 도시된 바와 달리 지령치 생성부(143), PWM 신호 생성부(144) 및 축변환부(145)만을 포함할 수 있다.3, the
여기서 PWM 신호 생성부(144) 및 축변환부(145)는 도 2에 도시된 각 구성요소와 동일하므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.Here, the PWM
도 3에 도시된 마이컴(140)은 도 2에 도시된 위치 추정부(141) 및 속도 산출부(142)를 포함하지 않을 수 있다. 이 경우, 본 발명은 회전자의 속도()를 측정하는 홀센서(150)를 더 포함할 수 있다.The
홀센서(Hall sensor, 150)는 자기장의 세기에 따라 전압이 변하는 소자를 포함할 수 있고, 전압이 변화하는 주기를 이용하여 회전자의 속도()를 측정할 수 있다.
이 때, 마이컴(140)은 구동 전류(Iabc) 및 홀센서(150)에 의해 측정된 회전자의 속도()에 기초하여 인버터(120)에 구동 PWM 신호를 인가할 수 있다.At this time, the
보다 구체적으로, 지령치 생성부(143)는 홀센서(150)로부터 회전자의 속도()를 제공받고, 회전자의 속도()와 목표 속도값()에 기초하여 속도 지령치를 산출하고, 산출된 속도 지령치에 기초하여 전류 지령치를 생성할 수 있다.More specifically, the command
이후, 전류 지령치에 기초하여 목표 지령치를 생성하는 방법은 전술한 바와 같으므로 여기서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.Hereinafter, the method of generating the target command value based on the current command value is as described above, and thus a detailed description thereof will be omitted.
상술한 바와 같이, 본 발명은 터보 냉동기를 구동하기 이전에 해당 터보 냉동기에 탑재된 모터의 종류를 파악하고 파악된 모터의 종류에 따라 인버터(120)를 제어함으로써, 각 모터를 구동하기 위한 장치를 따로 설계할 필요가 없으므로 터보 냉동기의 모터에 대한 호환성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, before the turbo chiller is driven, the type of the motor mounted on the turbo chiller is determined and an
마이컴(140)은 모터(110)가 영구자석 전동기로 판별되면, 모터(110)에 인가되는 구동 PWM 신호를 차단하고, 회전자의 속도가 미리 설정된 속도일 때의 인버터(120)의 출력 전압에 기초하여 모터(110)의 감자 여부를 진단할 수 있다.When the
모터(110)가 영구자석 전동기로 판별되면 마이컴(140)은 영구자석 전동기의 구동 알고리즘에 따라 인버터(120)에 구동 PWM 신호를 인가할 수 있다.When the
영구자석 전동기가 구동 중일 때, 마이컴(140)은 모터(110)에 인가되는 구동 PWM 신호를 차단할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 2에 도시된 PWM 신호 생성부(144)는 인버터(120)에 제공되는 구동 PWM 신호를 차단할 수 있다.When the permanent magnet motor is being driven, the
마이컴(140)은 사용자 입력에 따라 구동 PWM 신호를 차단할 수도 있고, 마이컴(140)이 모터(110)를 자동으로 구동하는 경우 미리 설정된 시간에 구동 PWM 신호를 차단할 수도 있다.The
일 예에서, 사용자가 터보 냉동기의 구동을 중지하고자 하는 경우, 사용자는 마이컴(140)에 구동 PWM 신호 차단을 위한 사용자 입력을 제공할 수 있고, 이에 따라 마이컴(140)은 구동 PWM 신호를 차단할 수 있다.In one example, if the user wishes to stop driving the turbo chiller, the user may provide a user input to the
다른 예에서, 터보 냉동기가 일정한 시간 간격으로 구동되는 경우 마이컴(140)은 터보 냉동기의 구동이 종료되는 시점에 구동 PWM 신호를 차단할 수도 있다.In another example, when the turbo chiller is driven at a predetermined time interval, the
구동 PWM 신호가 차단되면 구동 전류는 모터(110)로 출력되지 않을 수 있고, 이에 따라 회전자의 속도는 감소할 수 있다.When the drive PWM signal is interrupted, the drive current may not be output to the
마이컴(140)은 회전자의 속도가 미리 설정된 속도로 감소하였을 때의 인버터(120)의 출력 전압에 기초하여 모터(110)의 감자 여부를 진단할 수 있다.The
보다 구체적으로, 마이컴(140)은 구동 PWM 신호가 차단되면 회전자의 속도를 산출하고 산출된 회전자의 속도와 미리 설정된 속도를 비교할 수 있다. 회전자의 속도를 산출하는 방법은 도 2를 참조하여 설명한 바 있으므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.More specifically, when the driving PWM signal is interrupted, the
또한, 마이컴(140)은 구동 PWM 신호가 차단되면 홀센서(150)로부터 회전자의 속도를 제공받고 제공된 회전자의 속도와 미리 설정된 속도를 비교할 수 있다. 홀센서(150)가 회전자의 속도를 측정하는 방법은 도 3을 참조하여 설명한 바 있으므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.When the driving PWM signal is interrupted, the
미리 설정된 속도는 터보 냉동기가 구동중일 때의 회전자의 속도보다 낮게 설정될 수 있다. 다시 말해, 미리 설정된 속도는 구동 PWM 신호가 차단되기 이전의 회전자의 속도보다 낮게 설정될 수 있다.The preset speed may be set lower than the speed of the rotor when the turbo chiller is running. In other words, the predetermined speed may be set lower than the speed of the rotor before the drive PWM signal is shut off.
마이컴(140)은 회전자의 속도가 미리 설정된 속도일 때의 인버터(120)의 출력 전압과 미리 설정된 범위를 비교하여 모터(110)의 감자 여부를 진단할 수 있다.The
보다 구체적으로, 회전자의 속도가 미리 설정된 속도까지 감소된 때 마이컴(140)은 전압 센서로부터 인버터(120)의 출력 전압을 제공받을 수 있다. 마이컴(140)은 제공된 인버터(120)의 출력 전압과 미리 설정된 범위를 비교할 수 있다.More specifically, when the speed of the rotor is reduced to a predetermined speed, the
마이컴(140)의 내부 메모리에는 영구자석 전동기의 회전자의 속도에 대응하는 기준 전압이 미리 저장될 수 있다. 다시 말해, 기준 전압은 회전자의 속도에 따른 인버터(120)의 출력 전압일 수 있다.A reference voltage corresponding to the speed of the rotor of the permanent magnet motor may be stored in the internal memory of the
마이컴(140)은 내부 메모리를 참조하여 미리 설정된 속도에 대응하는 기준 전압을 파악할 수 있다.The
한편, 미리 설정된 범위는 기준 전압에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 범위는 기준 전압 범위로 설정될 수 있다. 보다 구체적으로, 미리 설정된 속도가 5000[rpm]일 때, 5000[rpm]에 대응하는 기준 전압은 10[V]일 수 있다. 이 때, 미리 설정된 범위는 9 ~ 11[V]로 설정될 수 있다.On the other hand, the preset range can be set based on the reference voltage. For example, the predetermined range may be a reference voltage Lt; / RTI > More specifically, when the preset speed is 5000 [rpm], the reference voltage corresponding to 5000 [rpm] may be 10 [V]. At this time, the preset range can be set to 9 to 11 [V].
마이컴(140)은 회전자의 속도가 미리 설정된 속도일 때의 인버터(120)의 출력 전압이 미리 설정된 범위 이내이면 모터(110)에 감자가 발생하지 않았다고 진단할 수 있다. 또한, 마이컴(140)은 회전자의 속도가 미리 설정된 속도일 때의 인버터(120)의 출력 전압이 미리 설정된 범위 밖이면 모터(110)에 감자가 발생하였다고 진단할 수 있다.The
모터(110)에 감자가 발생하지 않은 경우, 인버터(120)의 출력 전압은 마이컴(140)의 내부 메모리에 저장된 기준 전압에 근사할 수 있다. 반면 모터(110)에 감자가 발생한 경우, 인버터(120)의 출력 전압과 마이컴(140)의 내부 메모리에 저장된 기준 전압간에 오차가 발생할 수 있다.The output voltage of the
일반적으로 모터(110)에 감자가 발생하면 인버터(120)의 출력 전압은 기준 전압보다 낮게 측정될 수 있다. 이에 따라, 마이컴(140)은 측정된 출력 전압이 전술한 미리 설정된 범위 밖이면 모터(110)에 감자가 발생하였다고 진단할 수 있다.Generally, when a potato is generated in the
상술한 바와 같이, 본 발명은 터보 냉동기에 탑재된 모터가 영구자석 전동기인 경우 모터의 감자 여부를 진단함으로써, 영구자석의 감자로 인한 터보 냉동기의 성능 저하를 예방할 수 있다.As described above, according to the present invention, if the motor mounted on the turbo chiller is a permanent magnet motor, the performance of the turbo chiller due to the potato of the permanent magnet can be prevented from being deteriorated.
이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 판별 및 감자 진단 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, a motor discrimination method and a potato diagnosing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 5 to FIG.
도 5 내지 도 7에 도시된 모터 판별 및 감자 진단 방법은 모터를 구동하는 인버터에 PWM 신호를 제공하는 제어 유닛에 의해 수행될 수 있다. 여기서 제어 유닛은 도 1에 도시된 테스트 신호 인가부(130) 및 마이컴(140)으로 구성될 수 있다.5 to 7 can be performed by a control unit that provides a PWM signal to an inverter that drives a motor. Here, the control unit may include the test
테스트 신호 인가부와 마이컴은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 바 있으므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.Since the test signal applying unit and the microcomputer have been described with reference to FIGS. 1 to 3, a detailed description thereof will be omitted here.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 판별 및 감자 진단 방법을 도시한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a motor discrimination method and a potato diagnosing method according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 제어 유닛은 테스트 PMW 신호를 생성하고 생성된 테스트 PWM 신호를 인버터에 미리 설정된 시간(ts)동안 인가할 수 있다(S510).5, the control unit can be applied for a preset period of time (t s) the test PWM signal generates a test signal and to generate a PMW inverter (S510).
다시 말해, 제어 유닛은 인버터에 테스트 PWM 신호를 미리 설정된 시간(ts)동안 인가한 후, 미리 설정된 시간(ts)이 도과하면 테스트 PWM 신호를 차단할 수 있다.In other words, the control unit can then if applied during the test PWM signal time (t s) is set in advance to the drive, the pre-set time (t s) dogwa block test PWM signal.
이어서, 제어 유닛은 테스트 PWM 신호를 차단한 후 인버터의 출력 전압에 기초하여 모터의 종류를 판별할 수 있다(S520).Subsequently, the control unit can determine the type of the motor based on the output voltage of the inverter after interrupting the test PWM signal (S520).
여기서 모터는 터보 냉동기에 탑재되는 모터로서, 유도 전동기 또는 영구자석 전동기로 구분될 수 있음은 전술한 바와 같다.Here, the motor is a motor mounted on the turbo chiller and can be divided into an induction motor or a permanent magnet motor as described above.
모터가 유도 전동기로 판별되면(S530), 제어 유닛은 내부 메모리에 저장된 유도 전동기의 구동 알고리즘에 따라 인버터에 구동 PWM 신호를 인가할 수 있다(S540).If the motor is determined to be an induction motor (S530), the control unit may apply a driving PWM signal to the inverter according to the driving algorithm of the induction motor stored in the internal memory (S540).
한편, 모터가 영구자석 전동기로 판별되면(S550), 제어 유닛은 내부 메모리에 저장된 영구자석 전동기의 구동 알고리즘에 따라 인버터에 구동 PWM 신호를 인가할 수 있다(S560).If the motor is determined to be a permanent magnet motor (S550), the control unit may apply a driving PWM signal to the inverter according to the driving algorithm of the permanent magnet motor stored in the internal memory (S560).
영구자석 전동기가 구동 중일 때, 제어 유닛은 모터에 인가되고 있는 구동 PWM 신호를 차단하고, 모터를 구성하는 회전자의 속도를 미리 설정된 속도() 와 비교할 수 있다(S570).When the permanent magnet motor is in operation, the control unit interrupts the drive PWM signal being applied to the motor and sets the speed of the rotor constituting the motor at a predetermined speed ( (S570).
이어서, 제어 유닛은 회전자의 속도가 미리 설정된 속도()일 때의 인버터의 출력 전압에 기초하여 모터의 감자 여부를 진단할 수 있다(S580).Then, the control unit determines whether the speed of the rotor exceeds a predetermined speed (Step S580). The output voltage of the inverter can be used to diagnose whether or not the motor is turned on.
이하에서는, 모터의 종류를 판별하는 과정을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the process of determining the type of motor will be described in more detail.
도 6은 인버터의 출력 전압에 기초하여 모터의 종류를 판별하는 과정을 도시한 순서도이다.6 is a flowchart showing a process of discriminating the type of motor based on the output voltage of the inverter.
도 6을 참조하면, 제어 유닛은 미리 설정된 시간(ts)이 도과하면 인버터의 출력 전압(Vo)을 측정할 수 있다(S521). 이를 위해 제어 유닛은 인버터의 3상 출력 전압(Vo)을 측정하는 전압 센서를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the control unit may measure the output voltage Vo of the inverter when the preset time t s is less than or equal to the preset time t s (S521). To this end, the control unit may further comprise a voltage sensor for measuring the three-phase output voltage Vo of the inverter.
이어서, 제어 유닛은 측정된 출력 전압(VO)과 미리 설정된 값(VS)을 비교할 수 있다(S522).Subsequently, the control unit may compare the measured output voltage (V O ) with a preset value (V S ) (S522).
비교 결과, 출력 전압(VO)이 미리 설정된 값(VS) 마만이면, 제어 유닛은 모터를 유도 전동기로 판별할 수 있다(S530). 반면에, 출력 전압(VO)이 미리 설정된 값(VS) 이상이면, 제어 유닛은 모터를 영구자석 전동기로 판별할 수 있다(S550).As a result of the comparison, if the output voltage V O is not equal to the preset value V S , the control unit can determine the motor as an induction motor (S530). On the other hand, if the output voltage V O is equal to or greater than the predetermined value V S , the control unit can determine the motor as a permanent magnet motor (S550).
이하에서는, 모터의 감자 여부를 진단하는 과정을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the process of diagnosing whether or not the motor is powered on will be described in more detail.
도 7은 회전자의 속도 및 인버터의 출력 전압에 기초하여 모터의 감자 여부를 진단하는 과정을 도시한 순서도이다.7 is a flowchart showing a process of diagnosing whether or not the motor is potato based on the speed of the rotor and the output voltage of the inverter.
도 7을 참조하면, 제어 유닛은 구동 PWM 신호를 차단한 후 회전자의 속도()를 산출하거나 측정할 수 있다(S571).Referring to FIG. 7, after the control unit interrupts the driving PWM signal, ) Or may be measured (S571).
제어 유닛이 회전자의 속도()를 산출하는 방법은 도 2를 참조하여 설명한 방법과 동일하고, 제어 유닛이 회전자의 속도()를 측정하는 방법은 도 3을 참조하여 설명한 방법과 동일하므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.If the control unit determines the speed of the rotor ( ) Is the same as the method described with reference to Fig. 2, and the control unit calculates the speed of the rotor ) Is the same as the method described with reference to FIG. 3, and thus a detailed description thereof will be omitted.
이어서, 제어 유닛은 회전자의 속도()가 미리 설정된 속도()와 동일한지 여부를 판단할 수 있다(S572).The control unit then determines the speed of the rotor ) Is at a preset speed ( (S572). ≪ / RTI >
회전자의 속도()가 미리 설정된 속도()와 동일하지 않으면, 제어 유닛은 회전자의 속도()가 미리 설정된 속도()와 동일해질 때까지 회전자의 속도()를 산출 또는 측정할 수 있다(S571).The speed of the rotor ( ) Is at a preset speed ( ), The control unit determines that the speed of the rotor ( ) Is at a preset speed ( ) Until it becomes equal to the rotor speed ) Can be calculated or measured (S571).
회전자의 속도()가 미리 설정된 속도()와 동일하면, 제어 유닛은 인버터의 출력 전압(VO)을 측정할 수 있다(S581).The speed of the rotor ( ) Is at a preset speed ( ), The control unit can measure the output voltage (V O ) of the inverter (S581).
이어서, 제어 유닛은 측정된 출력 전압(VO)이 미리 설정된 범위 이내인지 여부를 판단할 수 있다(S582).Subsequently, the control unit may determine whether the measured output voltage V O is within a predetermined range (S582).
판단 결과, 출력 전압(VO)이 미리 설정된 범위 이내이면, 제어 유닛은 모터에 감자가 발생하지 않았다고 진단(정상 진단)할 수 있다(S583). 반면에, 출력 전압(VO)이 미리 설정된 범위 밖이면, 제어 유닛은 모터에 감자가 발생하였다고 진단할 수 있다(S584).As a result of the determination, if the output voltage (V O ) is within the predetermined range, the control unit can diagnose (normal diagnosis) that no potato has occurred in the motor (S583). On the other hand, if the output voltage V O is out of the preset range, the control unit can diagnose that the motor has generated a potato (S584).
도 5에 도시된 단계(S510)는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 테스트 신호 인가부의 동작 방법과 동일할 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 단계(S520) 내지 단계(S580)는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 마이컴의 동작 방법과 동일할 수 있다.The step S510 shown in FIG. 5 may be the same as the operation method of the test signal applying unit described with reference to FIG. 2 and FIG. Steps S520 to S580 shown in FIG. 5 may be the same as those of the microcomputer described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.
도 6에 도시된 단계(S522)와 도 7에 도시된 단계(S572), 단계(S582) 내지 단계(S584)는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 마이컴의 동작 방법과 동일할 수 있다.Steps S522, S572, S582, and S584 shown in FIG. 6 may be the same as those of the microcomputer described with reference to FIG. 2 and FIG.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, But the present invention is not limited thereto.
110: 모터 120: 인버터
130: 테스트 신호 인가부 140: 마이컴 110: motor 120: inverter
130: Test signal application unit 140: Microcomputer
Claims (13)
상기 코일에 구동 전류를 출력하는 인버터;
사용자에 의해 미리 설정된 테스트 전류 지령 및 테스트 주파수 지령에 따라 테스트 PWM 신호를 생성하고 미리 설정된 시간 동안 상기 인버터와 선택적으로 연결되어 상기 생성된 테스트 PWM 신호를 상기 인버터에 상기 미리 설정된 시간동안 인가하는 테스트 신호 인가부; 및
상기 미리 설정된 시간이 도과한 이후, 상기 인버터에서 출력되는 출력 전압에 기초하여 상기 모터의 종류를 판별하고, 상기 판별된 모터의 종류에 따라 상기 인버터에 구동 PWM 신호를 인가하는 마이컴을 포함하고,
상기 마이컴은 상기 모터가 영구자석 전동기로 판별되면, 상기 모터에 인가되는 상기 구동 PWM 신호를 차단하고, 상기 회전자의 속도가 미리 설정된 속도일 때의 상기 인버터의 출력 전압에 기초하여 상기 모터의 감자 여부를 진단하는
모터 판별 및 감자 진단 장치.
A motor including a stator wound with a coil and a rotor rotated by a magnetic field generated in the coil;
An inverter for outputting a driving current to the coil;
Generating a test PWM signal according to a test current command and a test frequency command preset by a user, and generating a test signal for selectively supplying the generated test PWM signal to the inverter for the predetermined time, An authorization section; And
And a microcomputer for determining the type of the motor based on an output voltage output from the inverter and for applying a driving PWM signal to the inverter according to the determined type of the motor,
Wherein the microcomputer is configured to interrupt the drive PWM signal applied to the motor when the motor is determined to be a permanent magnet motor and to control the motor on the basis of an output voltage of the inverter when the speed of the rotor is a preset speed, To diagnose whether
Motor discrimination and potato diagnostics.
상기 테스트 신호 인가부는
테스트 전류 지령 및 테스트 주파수 지령에 따라 상기 테스트 PWM 신호를 생성하는 모터 판별 및 감자 진단 장치.
The method according to claim 1,
The test signal applying unit
And generates the test PWM signal according to a test current command and a test frequency command.
상기 마이컴은
상기 미리 설정된 시간이 도과한 후 측정된 상기 인버터의 출력 전압이 미리 설정된 값 이상이면 상기 모터를 상기 영구자석 전동기로 판별하는 모터 판별 및 감자 진단 장치.
The method according to claim 1,
The microcomputer
And judges the motor as the permanent magnet motor if the output voltage of the inverter measured after passing the predetermined time exceeds a preset value.
상기 마이컴은
상기 미리 설정된 시간이 도과한 후 측정된 상기 인버터의 출력 전압이 미리 설정된 값 미만이면 상기 모터를 유도 전동기로 판별하는 모터 판별 및 감자 진단 장치.
The method according to claim 1,
The microcomputer
And judging the motor as an induction motor when the output voltage of the inverter measured after the predetermined time passes is less than a preset value.
상기 마이컴은
상기 구동 전류 및 상기 인버터의 출력 전압 중 적어도 하나에 기초하여 상기 회전자의 전기각 위치를 추정하는 위치 추정부;
상기 추정된 전기각 위치에 기초하여 상기 회전자의 속도를 산출하는 속도 산출부;
상기 산출된 회전자의 속도 및 목표 속도값에 기초하여 전류 지령치를 생성하고, 상기 생성된 전류 지령치 및 상기 구동 전류에 기초하여 목표 지령치를 생성하는 지령치 생성부; 및
상기 목표 지령치에 기초하여 상기 구동 PWM 신호를 생성하는 PWM 신호 생성부를 포함하는 모터 판별 및 감자 진단 장치.
The method according to claim 1,
The microcomputer
A position estimator for estimating an electric angular position of the rotor based on at least one of the drive current and the output voltage of the inverter;
A speed calculating unit for calculating a speed of the rotor based on the estimated electric angular position;
An instruction value generation unit for generating a current instruction value based on the calculated speed and target speed value of the rotor and generating a target instruction value based on the generated current instruction value and the drive current; And
And a PWM signal generator for generating the drive PWM signal based on the target command value.
상기 마이컴은
상기 구동 PWM 신호가 차단되면 상기 회전자의 속도를 산출하고 상기 산출된 회전자의 속도와 상기 미리 설정된 속도를 비교하는 모터 판별 및 감자 진단 장치.
The method according to claim 1,
The microcomputer
And calculates the speed of the rotor when the drive PWM signal is interrupted, and compares the calculated speed of the rotor with the preset speed.
상기 회전자의 속도를 측정하는 홀센서를 더 포함하고,
상기 마이컴은 상기 구동 전류 및 상기 측정된 회전자의 속도에 기초하여 상기 인버터에 상기 구동 PWM 신호를 인가하는 모터 판별 및 감자 진단 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a hall sensor for measuring the speed of the rotor,
Wherein the microcomputer applies the driving PWM signal to the inverter based on the driving current and the measured speed of the rotor.
상기 마이컴은
상기 구동 PWM 신호가 차단되면 상기 홀센서로부터 상기 회전자의 속도를 제공받고 상기 제공된 회전자의 속도와 상기 미리 설정된 속도를 비교하는 모터 판별 및 감자 진단 장치.
8. The method of claim 7,
The microcomputer
Wherein the speed of the rotor is provided from the hall sensor when the driving PWM signal is interrupted, and the speed of the provided rotor is compared with the preset speed.
상기 마이컴은
상기 회전자의 속도가 미리 설정된 속도일 때의 상기 인버터의 출력 전압을 미리 설정된 범위와 비교하여 상기 모터의 감자 여부를 진단하는 모터 판별 및 감자 진단 장치.
The method according to claim 1,
The microcomputer
And comparing the output voltage of the inverter with a predetermined range when the speed of the rotor is a preset speed to diagnose whether or not the motor is to be potatoed.
상기 마이컴은
상기 인버터의 출력 전압이 상기 미리 설정된 범위 이내이면 상기 모터에 감자가 발생하지 않았다고 진단하고, 상기 인버터의 출력 전압이 상기 미리 설정된 범위 밖이면 상기 모터에 감자가 발생하였다고 진단하는 모터 판별 및 감자 진단 장치.
10. The method of claim 9,
The microcomputer
And diagnosing that no potato has occurred in the motor when the output voltage of the inverter is within the predetermined range and diagnosing that the motor has a potato when the output voltage of the inverter is out of the preset range, .
사용자에 의해 미리 설정된 테스트 전류 및 테스트 주파수 지령에 따라 상기 테스트 PWM 신호를 생성하고 상기 생성된 테스트 PWM 신호를 상기 인버터에 미리 설정된 시간동안 인가하는 단계;
상기 미리 설정된 시간이 도과한 이후, 상기 인버터에서 출력되는 출력 전압에 기초하여 상기 모터의 종류를 판별하는 단계;
상기 판별된 모터의 종류에 따라 상기 인버터에 상기 구동 PWM 신호를 인가하는 단계;
상기 모터가 영구자석 전동기로 판별되면, 상기 모터에 인가되는 상기 구동 PWM 신호를 차단하고, 상기 모터를 구성하는 회전자의 속도를 미리 설정된 속도와 비교하는 단계; 및
상기 회전자의 속도가 상기 미리 설정된 속도일 때의 상기 인버터의 출력 전압에 기초하여 상기 모터의 감자 여부를 진단하는 단계를 포함하는 모터 판별 및 감자 진단 방법.
A motor identification and potentiometer diagnostic method of a control unit for providing a test PWM signal or a drive PWM signal to an inverter for driving the motor,
Generating the test PWM signal according to a test current and a test frequency command preset by a user and applying the generated test PWM signal to the inverter for a preset time;
Determining a type of the motor based on an output voltage output from the inverter after the predetermined time has elapsed;
Applying the driving PWM signal to the inverter according to the discriminated motor type;
Interrupting the drive PWM signal applied to the motor when the motor is determined to be a permanent magnet motor and comparing the speed of the rotor constituting the motor with a preset speed; And
And diagnosing whether or not the motor is powered on based on an output voltage of the inverter when the speed of the rotor is the predetermined speed.
상기 미리 설정된 시간이 도과하면 상기 인버터의 출력 전압에 기초하여 상기 모터의 종류를 판별하는 단계는
상기 측정된 출력 전압이 미리 설정된 값 이상이면 상기 모터를 상기 영구자석 전동기로 판별하고, 상기 측정된 출력 전압이 상기 미리 설정된 값 미만이면 상기 모터를 유도 전동기로 판별하는 단계를 포함하는 모터 판별 및 감자 진단 방법.
12. The method of claim 11,
The step of discriminating the type of the motor based on the output voltage of the inverter when the predetermined time has elapsed
Determining the motor as the induction motor if the measured output voltage is equal to or greater than a preset value and discriminating the motor as the induction motor if the measured output voltage is less than the preset value; Diagnostic method.
상기 인버터의 출력 전압에 기초하여 상기 모터의 감자 여부를 진단하는 단계는
상기 측정된 출력 전압이 미리 설정된 범위 이내이면 상기 모터에 감자가 발생하지 않았다고 진단하고, 상기 측정된 출력 전압이 미리 설정된 범위 밖이면 상기 모터에 감자가 발생하였다고 진단하는 단계를 포함하는 모터 판별 및 감자 진단 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the step of diagnosing whether or not the motor is powered on based on an output voltage of the inverter
Diagnosing that the motor does not generate a potentiometer if the measured output voltage is within a predetermined range and diagnosing that a potato has occurred in the motor if the measured output voltage is outside a preset range, Diagnostic method.
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