KR0157938B1 - 유도전동기의 자속 발생장치 - Google Patents

유도전동기의 자속 발생장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유도전동기의 자속 발생장치에 관한 것으로, 종래의 장치는 자속을 구하기 위해 순수적분을 해야만 하는데, 이와같이 순수적분을 하게되면 전압의 오프셋이나 시스템의 잡음에 의해 적분기가 포화되버리므로 정확한 자속연산이 불가능한 문제점이 있었다. 본 발명의 목적은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 유도전동기의 자속 발생장치에 있어서, 자속연산부를 정지좌표계의 전류와 고정자의 등가저항을 곱한 값과 정지좌표계의 전압을 입력받아 이를 감산 및 적분하여 고정자자속을 출력하는 고정자자속연산부와, 정지좌표계의 전류와 누설인덕턴스를 곱한 누설자속과 고정자자속연산부의 고정자자속을 입력받아 이를 제5감산기를 통해 감산하고 이에 상수를 곱하여 회전자의 자속을 출력하는 회전자자속연산부와, 동기좌표계전류를 소정의 연산자와 곱하여 자속기준치 크기를 구하고 이를 상기 자속위상연산부의 자속의 위상과 곱하여 자속기준치를 출력하는 자속기준치연산부와, 자속기준치연산부의 자속기준치와 상기 회전자자속연산부의 출력신호를 감산 및 비례적분제어를 함으로써 보상전압을 구하여 이를 상기 고정자자속연산부에 인가하는 보상전압연산부로 구성하여 기준자속과 실제자속을 비교하여 적분할 시 오프셋전압을 순시로 보상하게 함으로써 적분기의 포화를 막을 수 있어 정확한 자속을 구할 수 있도록 한 것이다.

Description

유도전동기의 자속 발생장치
제1도는 종래 유도전동기의 자속 발생장치의 블록도.
제2도는 제1도에 있어서, 자속연산부의 상세 블럭도.
제3도는 본 발명에 의한 유도전동기의 자속 발생장치의 상세 블록 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 고정자자속 발생부 102 : 회전자자속 발생부
103 : 자속기준치 발생부 104 : 보상전압 발생부
본 발명은 유도전동기의 자속 발생장치에 관한 것으로, 특히 기준자속과 실제자속의 차인 자속 에러값을 보상하여 정확한 자속을 발생하도록 하는 유도전동기의 자속 발생장치에 관한 것이다.
현재 여러분야에서 유도전동기가 사용되고 있다. 이 유도전동기를 고성능으로 제어하기 위해서 벡터제어가 사용되고 있는데, 이 벡터제어를 정확히 하기 위해서는 유도전동기의 정확한 자속정보가 필수적이다. 왜냐하면 자속정보가 부정확할 경우에는 유도전동기의 고성능 제어를 실현하기가 어렵기 때문이다.
일반적으로 벡터제어시 자속을 일정하게 놓고 제어를 하고 있지만 저속운전시와 과도상태 또는 고속의 약계자 영역운전시에는 자속을 일정하게 할 수 없으므로 이때는 추정을 통해 올바른 자속을 구하고 있다.
제1도는 종래 유도전동기의 자속 발생장치의 블록도로서, 이에 도시된 바와같이, 유도전동기(60)의 회전속도(ωr)를 검출하여 출력하는 엔코더(70)와, 외부에서 인가되는 기준속도(ωr*)에 상기 엔코더(70)에서 출력되는 유도전동기(60)의 회전속도(ωr)가 추종하도록 회전좌표계의 기준전류(Ieqs*)를 발생하여 출력하는 속도 제어부(10)와, 상기 속도제어부(10)로 부터 출력되는 회전좌표계의 기준전류(Ieqs*) 및 외부에서 인가되는 회전좌표계의 기준전류(Ieds*)에 상기 유도전동기(60)의 회전좌표계 전류(Ieqs)(Ieds)가 추종하도록 회전좌표계의 전압(Veqs)(Veds)을 발생하여 출력하는 전류 제어부(20)와, 입력되는 자속의 위상(θe)에 의해 상기 전류 제어부(20)로 부터 출력되는 회전좌표계 전압(Veqs,Veds)을 고정좌표계의 전압(Vsqs,Vsds)으로 각각 변환하여 출력하는 좌표 변환부(30)와, 상기 좌표 변환부(30)로 부터 출력되는 고정좌표계의 2상전압(Vsqs)(Vsds)을 3상전압(Vas,Vbs,Vcs)으로 변환하여 출력하는 2상/3상 전압 변환부(40)와, 상기 2상/3상 전압 변환부(40)로 부터 출력되는 3상전압(Vas,Vbs,Vcs)을 상기 유도전동기(60)의 구동에 적합한 펄스폭변조신호(PWM)로 변환하여 출력하는 PWM인버터(50)와, 상기 유도전동기(60)에 흐르는 전류(Ias,Ics)를 검출하여 출력하는 전류 검출부(55)와, 상기 전류 검출부(55)로 부터 출력되는 전류(Ias,Ics)를 2상전류(Isqs,Isds)로 변환하여 출력하는 3상/2상 전류 변환부(80)와, 상기 3상/2상 전류 변환부(80)로 부터 출력되는 2상전류(Isqs,Isds)를 회전좌표계의 전류(Ieqs,Ieds)로 각각 변환하여 상기 전류 제어부(20)로 출력하는 좌표(90)와, 상기 좌표 변환부(30)로 부터 출력되는 전압(Vsqs,Vsds) 및 상기 3상/2상 전류 변환부(80)로 부터 출력되는 전류(Isqs,Isds)를 연산하여 고정좌표계의 자속(λsqr)(λsdr)을 발생하여 출력하는 자속 발생부(100)와, 입력되는 자속의 위상(θe)에 의해 상기 자속 발생부(100)로 부터 출력되는 자속(λsqr,λsdr)을 회전좌표계의 자속(λedr)으로 변환하여 출력하는 좌표 변환부(110)와, 상기 좌표 변환부(110)로 부터 출력되는 자속(λedr)과 상기 좌표 변환부(90)로 부터 출력되는 전류(Ieqs), 상기 유도전동기(60)의 여자인덕턴스(Lm) 그리고 회전자 시정수(Tr)를 연산하여 슬립주파수(ωsl)를 출력하는 슬립주파수 연산부(120)와, 상기 엔코더(70)로 부터 출력되는 유도전동기(60)의 회전속도(ωr)와 상기 슬립주파수 연산부(120)에서 출력되는 슬립주파수(ωsl)를 연산하여 자속의 위상(θe)을 발생하고, 그 발생된 자속의 위상을 상기 좌표 변환부(30)(90)(110)로 각각 출력하는 자속위상 발생부(130)로 구성된다.
상기 속도 제어부(10)는 외부에서 입력되는 기준속도(ωr*)와 엔코더(70)에서 출력되는 유도전도기(60)의 회전속도(ωr)를 감산하여 유도전동기(60)의 회전속 에러값을 출력하는 제1감산기(11)와, 상기 제1감산기(11)에서 출력되는 회전속 에러값을 보상하기 위해 그 에러값을 비례적분하여 회전좌표계의 기준전류(Ieqs*)를 출력하는 PI제어기(12)로 구성한다.
그리고, 상기 전류 제어부(20)는 상기 속도 제어부(10)에서 출력되는 회전좌표계의 기준전류(Ieqs*)에서 상기 좌표 변환부(90)에서 출력되는 전류(Ieqs)를 감산하여 전류 에러값을 출력하는 제2감산기(21)와, 외부로 부터 인가되는 회전좌표계의 기준전류(Ieds*)에서 상기 좌표 변환부(90)에서 출력되는 (Ieds)를 감산하는 제3감산기(22)와, 상기 제2감산기(21)로 부터 출력되는 전류 에러값을 보상하기 위해 그 전류 에러값을 비례적분하여 회전좌표계의 전압(Veqs)을 출력하는 제2PI제어기(23)와, 상기 제3감산기(22)로 부터 출력되는 전류 에러값을 보상하기 위해 그 전류 에러값을 비례적분하여 회전좌표계의 전압(Veds)을 출력하는 제3PI제어기(24)로 구성된다.
그리고, 자속위상 발생부(130)는 슬립주파수 연산부(120)에서 출력되는 슬립주파수(ωsl)와 엔코더(70)에서 출력되는 유도전동기(60)의 회전속도(ωr)를 가산하고, 그 가산된 각주파수(We)를 출력하는 가산기(131)와, 상기 가산기(131)에서 출력되는 각주파수(We)를 적분하여 자속의 위상(θe)을 상기 좌표 변환부(30)(90)(110)로 각각 출력하는 적분기(132)로 구성한다.
그리고, 자속 발생부(100)는, 제2도에 도시한 바와같이, 3상/2상 전류 변환부(80)에서 출력되는 고정좌표계의 전류(Isqds)와 고정자의 등가저항(Rs)을 곱하는 연산기(111)와, 상기 3상/2상 전류 변환부(80)에서 출력되는 고정좌표계의 (Isqds)와 상기 유도전동기(60)의 뉴설 인덕턴스(Lσ)를 곱하여 누설자속을 출력하는 연산기(112)와, 상기 좌표 변환부(30)에서 출력되는 고정좌표계의 전압(Vsqds)에서 상기 연산기(111)로 부터 출력되는 전압을 감산하여 역기전력을 출력하는 감산기(113)와, 상기 감산기(113)로 부터 출력되는 역기전력을 적분하여 고정좌표계의 고정자 자속(λsqds)을 출력하는 적분기(114)와, 상기 적분기(114)로 부터 출력되는 고정좌표계의 고정자 자속(λsqds)에서 상기 연산기(112)에서 출력되는 누설자속을 감산하여 출력하는 감산기(115)와, 상기 감산기(115)에서 출력되는 자속에 상수(Lr/Lm)와 곱하여 고정좌표계의 회전자 자속(λsqdr)을 구하는 연산기(116)로 구성된다.
이와같이 구성된 종래기술에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
고정밀 벡터제어를 위해서는 회전좌표게 전류(Ieqs,Ieds)가 기준전류(Ieqs*,Ieds*)에 잘 추종해야만 한다.
그렇게 하기 위해서는 슬립주파수(ωsl)를 정확히 계산하여 자속위상(θe)이 어긋나지 않도록 해야 한다.
먼저, 유도전동기(60)가 동작할 경우에 엔코더(70)는 상기 유도전동기(60)의 현재 회전속도(ωr)를 검출하여 속도 제어부(10)로 출력한다.
그러면 상기 속도 제어부의 제1감산기(10)의 제1감산기(11)는 외부에서 인가되는 기준속도(ωr*)에서 엔코더(70)에서 검출한 현재의 회전속도(ωr)를 감산하여 속도 에러값을 출력하고, 제1PI제어기(12)는 상기 제1감산기(11)에서 출력되는 속도 에러값을 보상하기 위해 그 속도 에러값을 비례적분하여 회전좌표계의 기준전류(Ieqs*)를 출력하게 된다.
이어서, 전류 제어부(20)에서의 제2감산기(21)는 상기 제1PI제어기(12)에서 출력되는 회전좌표계의 기준전류(Ieqs*)에서 뒤에 설명할 좌표 변환부(90)에서 출력되는 회전좌표계의 전류(Ieqs)를 감산하여 전류 에러값을 출력하고, 제3감산기(22)는 외부에서 인가되는 회전좌표계의 전류(Ieds*)에서 뒤에 설명할 좌표 변환부(90)에서 출력되는 회전좌표계의 전류(Ieds)를 감산하고, 그 감산된 전류 에러값을 출력하게 된다.
그러면, 제2PI제어기(23)는 상기 제2감산기(21)에서 출력되는 전류 에러값을 보상하기 위해 그 전류 에러값을 비례적분하여 회전좌표계의 전압(Veqs)을 출력하게 되고, 제3PI제어기(24)는 상기 제3감산기(22)에서 출력되는 전류 에러값을 보상하기 위해 그 전류 에러값을 비례적분하여 회전좌표계의 전압(Veds)을 출력하게된다.
이어서, 좌표 변환부(30)는 자속위상 발생부(130)의 적분기(132)로 부터 출력되는 자속의 위상(θe)에 의해 상기 전류 제어부(20)에서 PI제어기(23)(24)로 부터 각각 출력되는 회전좌표계의 전압(Veqs)(Veds)을 고정좌표계의 전압(Vsqs)(Isds)으로 변환하여 출력하고, 그 출력된 전압(Vsqs)(Isds)은 2상/3상 전압 변환부(40)를 거쳐 3상의 전압(Vas)(Vbs)(Vcs)으로 변환시켜 출력한다.
그러면 PWM인버터(50)는 상기 2상/3상 전압 변환부(40)로 부터 출력되는 3상의 전압(Vas)(Vbs)(Vcs)을 입력받아 상기 유도전동기(60)을 구동시키기 위한 펄스폭 변호신호로 변환하고, 그 변환된 펄스폭 변조신호를 상기 유도전동기(60)에 인가하여 그 유도전동기(60)를 구동시키게 된다.
한편, 전류 검출부(55)는 상기 유도전동기(60)에 흐르는 전류(Ias)(Ics)를 검출하여 출력하고, 그 출력되는 전류(Ias)(Ics)는 3상/2상 전류 변환부(80)를 거쳐 고정좌표계의 2상전류(Isqs)(Isds)로 변환되어 출력된다.
상기 3상/2상 전류 변환부(80)를 거쳐 출력되는 고정좌표계의 2상전류(Isqs)(I sds)는 뒤에 설명할 자속위상 발생부(130)에서의 적분기(132)에서 출력되는 자속의 위상(θe)에 의해 회전좌표계의 전류(Ieqs)(Ieds)로 변환되어 상기 전류 제어부(20)의 감산기(21)(22)로 각각 인가된다.
한편 정확한 벡터제어를 위한 자속 발생부(100)는 좌표 변환부(30)에서 출력되는 고정좌표계의 전압(Vsqds) 및 3상/2상 전류 변환부(80)에서 출력되는 고정좌표계의 전류(Isqds)를 연산하여 자속(λsqds)을 발생하게 된다.
이에 대하여 제2도에 의거하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
3상/2상 전류 변환부(80)에서 출력되는 정지좌표계의 전류(Isqds)는 연산기(111)를 거쳐 고정자의 등가저항(Rs)과 곱셈되어 전압으로 감산기(113)에 입력되고, 상기 3상/2상 전류 변환부(80)에서 출력되는 정지좌표계의 전류(Isqds)는 연산기(112)를 거쳐 상기 유도전동기(60)의 누설 인덕턴스(Lσ)와 곱셈되어 누설자속으로 감산기(115)에 입력된다.
상기 감산기(113)는 상기 좌표 변환부(30)에서 출력되는 정지좌표계의 전압(Vsqds)에서 연산기(111)를 거쳐 입력되는 전압을 감산하여 역기전력을 출력한다.
이에 적분기(114)는 상기 감산기(113)에서 출력되는 역기전력을 적분하여 고정좌표계의 고정자 자속(λsqds)을 출력하고, 상기 감산기(115)는 상기 적분기(114)에서 출력되는 자속(λsqds)에서 상기 연산기(112)에서 출력되는 누설자속을 감산하여 출력한다.
그러면 연산기(116)는 상기 감산기(115)에서 출력되는 고정자의 자속에 상수(Lr/Lm)를 곱셈하여 회전자의 자속(λsqds)을 출력하게 된다.
여기서, Lr은 회전자의 인덕턴스이고, Lm은 여자 인덕턴스이다.
이와같이, 상기 자속 발생부(100)는 정지좌표계의 전압(Vsqs)(Vsds) 및 정지좌표계의 전류(Isqs)(Isds)를 다음식 (1)(2)와 같이 연산하여 자속(λsqr)(λsdr)을 발생하여 출력하게 된다.
이어서, 좌표 변환부(110)는 후술할 상기 자속위상 발생부(130)에서의 적분기(132)에서 출력되는 자속의 위상(θe)에 의해 상기 자속 발생부(100)에서 출력되는 고정좌표계의 자속(λsqr)(λsdr)을 다음식(3)과 같이 연산하여 회전좌표계의 자속(λ edr)으로 변환하여 출력하게 된다.
그러면, 슬립 주파수 연산부(120)는 상기 좌표 변환부(110)에서 출력되는 회전자의 자속(λedr), 좌표 변환부(90)의 전류(Ieqs) 및 상수(Lm/Tr)를 다음과 같이 연산하여 슬립주파수(ωsl)를 발생하게 된다.
상기 슬립주파수 연산부(120)에서 발생된 슬립주파수(ωsl)는 자속위상 발생부(130)에서의 가산기(131)를 거쳐 상기 엔코더(70)에서 검출된 유도전동기의 회전속도(ωr)와 가산되어 각주파수(We)로 출력되고, 그 출력된 각주파수(We)는 적분기(132)를 거쳐 적분되어 자속의 위상(θe)으로 상기 좌표 변환부(30)(90)(110)로 각각 인가되게 된다.
그러나 상기에서와 같은 종래기술에서 식(1)(2)에서 보는 바와같이 자속을 발생시키기 위해서 순수적분을 해야하므로 인해 전압의 오프셋이나 시스템의 잡음에 의해 적분기가 포화되어 부정확한 자속이 발생되는 문제점이 있었다.
따라서, 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 회전좌표계 전류 및 자속의 위상을 연산하여 기준자속을 발생하고, 그 발생된 기준자속과 실제 발생된 자속의 차인 자속 에러값을 보상하여 정확한 자속을 발생하도록 하는 유도전동기의 발생장치를 제공함에 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입력되는 정지좌표계의 전류, 정지좌표계의 전압 및 보상전압을 연산하여 고정자 자속을 발생하여 출력하는 고정자자속 발생수단과, 상기 고정자자속 발생수단에 입력된 정지좌표계의 전류와 상기 고정자자속 발생수단으로 출력되는 고정자자속을 연산하여 회전자자속을 발생하는 회전자자속 발생수단과, 입력되는 회전좌표계 전류와 자속의 위상을 연산하여 기준자속을 발생하는 기준자속 발생수단과, 상기 기준자속 발생수단으로 부터 출력되는 기준자속과 상기 회전자자속 발생수단으로 부터 출력되는 회전자자속과의 차값인 자속 에러값을 보상하기 위해 보상전압을 상기 고정자자속 발생수단으로 출력하는 보상전압 발생수단으로 포함하여 구성한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제3도는 본 발명 유도전동기의 자속 발생장치에 대한 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 입력되는 정지좌표계의 전류(Isqds), 정지좌표계의 전압(Vsqds) 및 보상전압(ΔVqd)을 연사하여 고정자 자속(λsqds)을 발생하여 출력하는 고정자자속 발생부(101)와, 입력되는 정지좌표계의 전류(Isqds)와 상기 고정자자속 발생부(101)의 고정자 자속(λsqds)을 연산하여 회전자자속(λsqdr)을 발생하여 출력하는 회전자자속 발생부(102)와, 입력되는 회전좌표계 전류(Ieds)와 자속의 위상(θe)을 연산하여 기준자속(λsqdr*)을 발생하는 기준자속 발생부(103)와, 상기 기준자속 발생부(103)로 부터 출력되는 기준자속(λsqdr*)과 상기 회전자자속 발생부(102)로 부터 출력되는 회전자자속(λsqdr)과의 차값인 자속 에러값을 보상하기 위해 보상전압(ΔVqd)을 상기 고정자자속 발생부(101)로 출력하는 보상전압 발생부(104)로 구성한다.
그리고, 상기 고정자자속 발생부(101)는, 입력되는 정지좌표계의 전류(Isqds)와 고정자의 등가저항(Rs)를 곱셈하여 전압으로 출력하는 연산기(1)와, 입력되는 정지좌표계의 전압(Vsqds) 및 보상전압(ΔVqd)을 합산하고, 그 합산된 전압에서 상기 연산기(1)에서 출력되는 전압을 감산하는 감산기(101-1)와, 상기 감산기(101-1)에서 출력되는 전압을 적분하여 고정자 자속(λsqds)을 출력하는 적분기(101-2)로 구성한다.
그리고 상기 회전자자속 발생부(102)는, 입력되는 고정좌표계 전류(Isqds)를 누설인덕턴스(Lσ)을 곱셈하여 누설자속을 출력하는 연산기(2)와, 상기 고정자자속 발생부(101)로 부터 출력되는 고정자자속(λsqds)에서 상기 연산기(2)로 부터 출력되는 누설자속을 감산하는 감산기(102-1)와, 상기 감산기(102-1)로 부터 출력되는 고정자 자속에 상수(Lr/Lm)을 곱셈하여 회전자 자속(λsqdr)을 출력하는 연산기(102-2)로 구성한다.
상기 기준자속 발생부(103)는 입력되는 회전좌표계 전류(Ieds)를 소정의 연산자(Lm/(TrS+1))로 곱셈하여 자속기준치(│λ*│)를 출력하는 연산기(103-2)와, 상기 연산기(103-2)에서 출력되는 자속기준치(│λ*│)와 입력되는 자속위상(θe)를 곱하여 기준자속(λsqdr*)을 출력하는 곱셈기(103-1)로 구성한다.
상기 보상전압 발생부(104)는 기준자속 발생부(103)로 부터 출력되는 기준자속(λsqdr*)와 회전자자속 발생부(102)로 부터 출력되는 회전자자속(λsqdr)을 감산하여 자속 에러값을 출력하는 감산기(104-1)와, 상기 감산기(104-1)로 부터 출력되는 자속 에러값을 보상하기 위해 그 자속 에러값을 비례적분하여 보상전압(ΔVqd)을 출력하는 PI제어기(104-2)로 구성한다.
이와같이 구성한 본 발명의 동작 및 작용효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1도에서의 3상/2상 전류 변환부(80)로 부터 출력되는 정지좌표계 전류(Isqds)가 고정자자속 발생부(101)에서의 연산기(1) 및 회전자자속 발생부(102)에서의 연산기(2)로 인가되면, 상기 연산기(1)는 그 인가된 정지좌표의 전류(Isqds)와 고정자의 등가저항(Rs)을 곱하여 전압을 감산기(101-1)에 인가한다.
상기 감산기(101-1)는 제1도에서의 좌표 변환부(30)로 부터 출력되는 정지좌표계 전압(Vsqds)와 뒤에 설명할 보상전압 발생부(104)에서의 PI제어기(104-2)로 부터 출력되는 보상전압(ΔVqd)을 합산한 후, 그 합산된 전압에서 상기 연산기(1)로 부터 출력되는 전압을 감산하고, 그 감산된 역기전력을 적분기(101-2)로 인가한다.
상기 적분기(101-2)는 상기 감산기(101-1)로 부터 출력되는 역기전력을 적분하여 고정자자속(λsqds)을 발생하여 회전자자속 발생부(102)에서의 감산기(102-1)에 인가한다.
한편, 상기 연산기(2)는 제1도에서의 3상/2상 전류 변환부(80)로 부터 인가된 정지좌표계의 전류(Isqds)에 누설인덕턴스(Lσ)를 곱하여 누설자속(IsqdsLσ)을 발생하여 상기 감산기(102-1)에 인가한다.
이에 따라 상기 감산기(102-1)는 상기 적분기(101-2)로 부터 출력되는 고정자 자속(λsqds)에서 상기 연산기(2)로 부터 출력되는 누설자속을 감산하여 고정자자속을 출력하고, 그 출력된 고정자자속은 상수(Lr/Lm)와 곱셈하여 회전자자속(λsqdr)으로 출력된다.
이와같이, 상기 회전자자속 발생부(102)는 상기 고정자자속 발생부(101)로 부터 출력되는 고정자자속(λsqds)과 제1도에서의 3상/2상 전류 변환부(80)로 부터 출력되는 정지좌표계 전류(Isqds)를 다음식(5)(6)과 같이 연산하여 회전자자속(λsqdr)을 발생하게 된다.
한편, 기준자속 발생부(103)에서의 연산기(103-2)는 제1도에서의 좌표변환부(90)로 부터 출력되는 회전좌표계 전류(Ieds)를 소정의 연산자(Lm/(TrS+1))로 곱셈하여 자속기준치(│λ*│)를 구하고, 그 구해진 자속준치(│λ*│)를 곱셈기(103-1)에 인가한다.
상기 곱셈기(103-1)는 상기 연산기(103-2)로 부터 출력되는 자속기준치(│λ*│)와 제1도에서의 자속위상 발생부(130)에서의 적분기(131)로 부터 출력되는 자속위상(θe)을 다음식(7)(8)과 같이 곱셈하여 기준자속(λsqdr*)을 발생하여 출력하게 된다.
이어서, 보상전압 발생부(104)에서의 감산기(104-1)는 상기 곱셈기(103-1)로 부터 출력되는 기준자속(λsqdr*)에서 상기 연산기(102-2)로 부터 출력되는 회전자자속(λsqdr)을 감산하여 자속 에러값을 PI제어기(104-2)로 인가한다.
상기 PI제어기(104-2)는 상기 감산기(104-1)로 부터 출력되는 자속 에러값을 보상하기 위해 그 자속 에러값을 다음식(9)(10)과 같이 비례적분 하여 보상전압(ΔVqd)을 발생하여 상기 고정자 자속발생부(101)에서의 감산기(101-1)에 인가한다.
여기서, Kp는 비례이득이고, Ki는 적분이득이다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이, 본 발명에 의한 유도전동기의 자속 발생장치는 자속기준치와 자속의 위상을 곱하여 기준자속을 발생하고, 그 발생된 발산하지 않는 기준자속과 오프셋에 의해 발산하려는 실제자속의 차이값인 자속 에러값을 보상하기 위해 보상전압을 발생하여 실제자속을 발생하는 과정에 피드백시켜 정확한 실제자속을 발생하므로써, 정확하고 안정된 고성능 벡터제어를 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 입력되는 정지좌표계의 전류, 정지좌표계의 전압 및 보상전압을 연산하여 고정자 자속을 발생하여 출력하는 고정자자속 발생수단과, 상기 고정자자속 발생수단에 입력된 정지좌표계의 전류와 상기 고정자자속 발생수단으로 출력되는 고정자자속을 연산하여 회전자자속을 발생하는 회전자자속 발생수단과, 입력되는 회전좌표계 전류와 자속의 위상을 연산하여 기준자속을 발생하는 기준자속 발생수단과, 상기 기준자속 발생수단으로 부터 출력되는 기준자속과 상기 회전자자속 발생수단으로 부터 출력되는 회전자자속과의 차값인 자속 에러값을 보상하기 위해 보상전압을 상기 고정자자속 발생수단으로 출력하는 보상전압 발생수단으로 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유도전동기의 자속 발생장치.
  2. 제1항에 있어서, 고정자자속 발생수단은 입력되는 정지좌표계의 전류와 고정자의 등가저항을 곱셈하여 전압으로 출력하는 연산기와, 입력되는 정지좌표계의 전압 및 상기 보상전압 발생수단으로 부터 출력되는 보상전압을 합산하고, 그 합산된 전압에서 상기 연산기로 부터 출력되는 전압을 감산하는 감산기와, 상기 감산기로 부터 출력되는 전압을 적분하여 고정자자속을 출력하는 적분기로 구성된 것을 특징으로 하는 유도전동기의 자속 발생장치.
  3. 제1항에 있어서, 보상전압 발생수단은 기준자속 발생수단으로 부터 출력되는 기준자속에서 회전자자속 발생수단으로 부터 출력되는 회전자자속을 감산하여 자속 에러값을 출력하는 감산기와, 상기 감산기로 부터 출력되는 자속 에러값을 보상하기 위해 그 자속 에러값을 비례적분하여 보상전압을 출력하는 PI제어기로 구성된 것을 특징으로 하는 유도전동기의 자속 발생장치.
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KR100959144B1 (ko) * 2002-12-09 2010-05-25 두산인프라코어 주식회사 에이씨 서보 드라이브의 파워라인 오결선 검출 회로

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