KR0128218Y1 - 유도 전동기의 자속 검출회로 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 유도 전동기의 간접벡터 제어에서 유도 전동기의 자속 검출에 관한 것으로, 일반적으로 사용되고 있는 유도 전동기 장치는 저역필터(4,5)를 사용함으로써 직류편차에 의한 영향을 줄였다 하더라도 영속도 근처의 저속영역에서는 PWM 인버터(2)의 출력전압이 작기 때문에 정확한 자 속의 검출이 불가능하게 된다.
이에 따라서 본 고안은 상기와 같은 종래의 유도 전동기 장치에 따르는 결함을 해결하기 위하여, 유도 전동기의 자속으로 인버터내의 자속 지령치와 전압 피이드백을 사용하여 만든 자속을 각각 저역필터를 거쳐 합한 결과를 사용함으로써 전 속도의 영역에서 유도 전동기의 자속을 정확히 검출할 수 있게 하는 유도 전동기의 자속 검출회로를 제공하는데 있다.

Description

유도 전동기의 자속 검출회로
제1도는 종래의 인버터 유도 전동기 회로도.
제2도는 본 고안의 유도 전동기의 자속 검출회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 브리지 정류 다이오드 2 : SPWM 인버터
4,5 : 저역필터 6 : 절연 트랜스포머
7,8 : 보상기 9 : 평활용 콘덴서
10,11 : 저역필터 12 : 적분기
13,14 : 싸인파 생성기
본 고안은 유도 전동기의 간접벡터 제어에서 유도 전동기의 자속검출에 관한 것으로, 특히 저속에서 자속검출을 수행하는데 적당하도록 한 유도 전동기의 자속 검출회로에 관한 것이다.
인버터 분야는 크게 속도 센서가 없는 범용 인버터와 속도센서를 갖는 벡터 제어형 인버터, 그리고 속도 센서가 없이 벡터제어를 하는 센서리스 인버터로 분류할 수 있다.
제1도는 일반적으로 사용되고 있는 인버터 유도 전동기 시스템으로서 인버터는 브리지 다이오드(1)와 평활 콘덴서(9), 그리고 PWM 인버터(2)로 구성되며, 인버터(2)의 3상 출력은 3상 유도 전동기(3)에 인가된다.
이때 유도 전동기의 자속검출을 위하여 PWM 인버터(2)의 출력은 절연 트랜스포머(6)에 입력되는데 상기 절연 트랜스포머(6)의 1차측은 Y결선, 2차측은 Δ결선이다.
2차측의 3단자중 한 단자를 그라운드에 연결하고 나머지 두 단자에서 전압신호를 검출한다. 그리고 A상과 C상 전압신호는 각 상의 저항성분(Rs)전압과 인덕턴스 성분(бL)전압을 빼서 저역필터(4,5)에 인가되며, 상기 저역필터(4,5)의 출력은 전동기 자속으로 사용된다.
상기와 같이 구성된 종래의 인버터 유도 전동기 장치에 대하여 그 동작과 문제점을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 유도 전동기의 공극자속은 다음의 식으로 주어진다.
여기에서 Φr은 공극자속, Vs는 전동기에 인가되는 전압, Rs는 고정자 저항, бL은 누설 인덕턴스, Lm은 상호 인덕턴스, Lr은 회전자 인덕턴스, is는 전동기에 인가되는 전류이다.
상기 식(1)은 순수한 적분기를 사용하였기 때문에 직류편차에 민감한 단점이 있어 저역필터를 사용하여 구현한 것이다. 즉, PWM 인버터(2)의 출력을 절연 트랜스포머(6)를 사용하여 절연하고 선간전압을 상전압으로 변환한다.
출력전압중 A상과 C상을 택하여 고정자 저항에 의한 전압강하와 누설인덕턴스에 의한 전압강하를 보상기(7,8)에 의해 보상해주어 저역필터(4,5)를 거치면 유도전동기의 A상과 C상에 자속이 된다.
그러나, 이러한 회로는 저역필터(4,5)를 사용함으로써 직류편차에 의한 영향을 줄였다 하더라도 영속도 근처의 저속영역에서는 PWM 인버터(2)의 출력전압이 작기 때문에 정확한 자 속의 검출이 불가능하게 된다.
이에 따라서 본 고안은 상기와 같은 종래의 유도 전동기 장치에 따르는 결함을 해결하기 위하여, 유도 전동기의 자속으로 인버터내의 자속 지령치와 전압 피이드백을 사용하여 만든 자속을 각각 저역필터를 거쳐 합한 결과를 사용함으로써 전속도의 영역에서 유도 전동기의 자속을 정확히 검출할 수 있게 하는 유도 전동기의 자속 검출회로를 제공하는 데 있다.
제2도는 본 공안의 자속검출장치로서, 이에 도시한 바와 같이 제어하려는 자속 지령치 Φ*를 싸인파 생성기(13,14)에 인가하고 상기 싸인파 생성기(13)의 출력을 저역필터(10)에 인가한다.
그리고 또다른 싸인파 생성기(14)의 출력을 저역필터(11)에 인가하며, 상기 저역필터(4,10)의 출력을 서로 합하여 A상 자속Φas를 생성하며, 저역필터(5,11)의 출력을 서로 합하여 C 상 자속 Φcs를 생성한다.
상기와 같이 구성한 본 고안의 유도 전동기의 자속검출회로에 대하여 그 작용과 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
자속을 저속에서부터 고속에 이르기까지 전 영역에서 정확히 계산하기 위하여 다음 식을 사용한다.
상기 식(2)와 (3)의 우변에서 우측에 있는 식은 기존의 자속 검출장치에서 구현된 바와 같이 동작한다.
상기 식(2), (3)은 본 고안에 의해 구현된다.
즉, 자속 지령치 Φ*는 싸인파 생성기(13)를 거쳐 저역필터(10)에 인가되며, 자속 지령치 Φ*는 싸인파 생성기(14)를 거쳐 240°위상 지연된 사인파가 되어 저역필터(11)에 인가된다.
지역필터(10)의 출력을 A 상 전압 피이드백을 사용하여 계산한 자속과 더하여 전동기의 A상 자속으로 한다.
저역필터(11)의 출력을 C 상 전압 피이드백을 사용하여 계산한 자속과 더하여 전동기의 C상 자속으로 한다. 본 고안은 단지 전압 피이브백만을 사용하여 연산한 유도 전동기 자속이 영속도 근처의 저속영역에서 그 크기가 줄어들고 부정확한 점을 자속 지령치 Φ*를 사용하여 영속도 근처의 저속영역에서도 정확한 값을 연산하도록 한다.
이상에서와 같이 본 고안은 유도 전동기의 자속으로 인버터내의 자속 지령치와 전압 피이드백을 사용하여 만든 자속을 각각 저역필터를 거쳐 합한 결과를 사용함으로써 전 속도의 영역에서 유도 전동기의 자속을 정확히 검출할 수 있게 된다.

Claims (1)

  1. 유도 전동기에 인가되는 전압을 접지 분리된 신호로 만들기 위하여 사용하는 펄스 트랜지포머(6)와, 상기 신호에 고정자 저항과 누설 인덕턴스에 의한 전압 강하를 보상하는 보상기(7,8)와, 보상된 신호를 자속으로 변환하는 저역필터(4,5)와, 자속 지령치 Φ*를 싸인파로 변환하는 싸인파 생성기(13)와, 자속 지령치 Φ*를 240°지연된 싸인파로 만드는 싸인파 생성기(14)와, 상기 싸인파로 변환된 신호를 자속으로 변환하는 저역필터(10,11)로 구성된 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 자속 검출회로.
KR2019930003140U 1993-03-04 1993-03-04 유도 전동기의 자속 검출회로 KR0128218Y1 (ko)

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