KR100317828B1 - A servo controller and control method using the same for driving Permanent Magnet Type Servo Motor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영구자석형 서보모터 구동용 서보컨트롤러 및 그 모터의 구동 제어방법에 관한 것으로서, 펄스폭변조회로(10)의 단속제어신호에 의거한 인버터(20)의 출력신호에 따라 구동되는 영구자석형 동기전동기(30)에 있어서, 지령속도()와 상기 전동기(30)의 회전속도(ωr)를 비교하여 전류지령치(,)를 결정하는 전류지령치결정부(50); 측정된 정지 3상 좌표계의 상전류()를 동기 2상 좌표계의 전류()로 상 및 좌표변환하는 좌표변환부(70); 상기 결정된 전류지령치와 상기 측정전류()를 비교하여 지령전압을 출력하되, 그 지령전압에 포함된 간섭성분을 보상하여 보상된 지령전압()을 출력하는 전류제어기보상부(80); 상기 보상된 지령전압과 최대출력전압(Vs,max)을 비교하여 최종지령전압()을 결정하는 전압명령보상부(90); 및 상기 최종지령전압의 상/좌표를 역변환하여 상기 펄스폭변조회로(10)에 상기 단속제어신호를 생성하는 정지 3상 좌표계의 최종 지령전압신호()로 제공하는 좌표역변환부(100)를 포함하여 구성되어, 서보 컨트롤러의 신뢰성을 향상시키고 소형,저가격화 하는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servo controller for driving a permanent magnet type servomotor and a driving control method of the motor. In the type synchronous motor 30, the command speed ( ) Is compared with the rotational speed (ω r ) of the motor 30 and the current command value ( , A current command value determining unit 50 determining (); Phase current of the measured static three-phase coordinate system ) In the synchronous two-phase coordinate system Coordinate transformation unit 70 for transforming the image and coordinates; The determined current command value and the measured current ( ) And outputs the command voltage, but compensates for the interference component included in the command voltage. Current controller compensation unit 80 for outputting; Compared with the compensated command voltage and the maximum output voltage (V s, max ) the final command voltage ( A voltage command compensator 90 for determining C); And a final command voltage signal of the stationary three-phase coordinate system for generating the intermittent control signal to the pulse width modulation circuit 10 by inverting the phase / coordinate of the final command voltage ( It is configured to include a coordinate inverse conversion unit 100 to provide, to improve the reliability of the servo controller, there is an effect of reducing the size, low cost.

Description

영구자석형 서보 모터 구동용 서보 컨트롤러 및 그 서보 컨트롤러를 이용한 서보 모터 구동 제어 방법{A servo controller and control method using the same for driving Permanent Magnet Type Servo Motor}Servo controller for permanent magnet type servo motor driving and servo motor driving control method using the servo controller {A servo controller and control method using the same for driving Permanent Magnet Type Servo Motor}

본 발명은 영구자석형 서보 모터( Permanent Magnet Type Servo Motor ) 구동용 서보 컨트롤러( Servo Controller ) 및 그 서보 컨트롤러를 이용한 서보 모터의 구동 제어방법에 관한 것으로서, 특히 표면부착형 영구자석 동기 모터( SPMSM : Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor )를 구동하기 위한 서보 컨트롤러 및 그 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servo controller for driving a Permanent Magnet Type Servo Motor and a drive control method of a servo motor using the servo controller, and in particular, a surface-mounted permanent magnet synchronous motor (SPMSM). The present invention relates to a servo controller for driving a surface-mounted permanent magnet synchronous motor and a control method thereof.

서보( Servo )란 '물체의 위치, 방위, 자세등을 제어량으로 하고, 목표치의 임의 변화에 추종하도록 구성된 제어계' 라고 정의된다. 서보모터란 빈번하게 변화하는 위치나 속도의 지령치에 대해서 신속하고 정확하게 추종할 수 있도록 설계된 모터를 의미한다. 이와 같은 서보모터는 큰 가감속을 가져야하며 그렇게 하기 위해서는 토크가 크고 관성모멘트가 작아야 한다.Servo is defined as' a control system configured to control the position, orientation, posture, etc. of an object as a control amount and follow an arbitrary change in a target value. A servomotor is a motor designed to quickly and accurately follow a command value of a frequently changing position or speed. Such servomotors must have a large acceleration and deceleration, and in order to do so, the torque and the moment of inertia must be small.

초기에는 제어기술의 낙후로 인하여, 제어가 쉽고 구현이 용이한 직류 모터를 가변속 서보모터로 많이 사용하였다. 이 직류 모터는 입력전압 즉, 전기자 전류에 비례하는 토크( torque )의 발생으로 인해 제어가 용이하지만, 전기자에 전류를 공급하기 위해서 브러쉬( brush )를 사용함으로써 회전에 의한 마모와 스파크의 발생으로 인하여 유지 보수가 필요하고 작업 환경의 제한과 고속 운전의 어려움이 있었다. 1970년대 초에 개발되어 1980년대 초기에 이르러 완벽하게 제어 알고리즘이확립된 벡터제어이론과, 80년대 중전력 응용분야를 대상으로 개발된 절연게이트 바이폴라 트랜지스터( IGBT ) 등의 전력용 반도체 소자의 발전, 및 DSP( Digital Signal Processor )와 같은 고성능 디지털 마이크로 프로세서의 발달 등으로 인하여 상기 직류 모터의 단점을 해결하는 교류서보모터 시스템이 개발 및 발전되었다. 그 교류서보모터는 유지보수가 필요없고 고속회전이 가능한 장점이 있으며, 크게 유도전동기와 영구자석형 동기전동기로 대별된다. 상기 유도전동기는 다른 전동기에 비해 가격이 저렴하고 구조적으로 간단하며 튼튼하고 제작이 용이하다는 장점이 있으나, 상기 영구자석형 전동기에 비해 효율, 속응성 및 출력밀도가 떨어지는 단점이 있다.In the early days, due to the deterioration of control technology, DC motors, which are easy to control and easy to implement, were used as variable speed servo motors. This DC motor is easy to control due to the generation of torque, which is proportional to the input voltage, that is, the armature current.However, by using a brush to supply current to the armature, Maintenance was required, and there were limitations in the working environment and difficulties in high speed operation. The development of power semiconductor devices such as vector control theory developed in the early 1970s and perfect control algorithms in the early 1980s, and insulated gate bipolar transistors (IGBTs) developed for medium power applications in the 80s, Due to the development of a high performance digital microprocessor such as a digital signal processor (DSP), an AC servo motor system that solves the shortcomings of the DC motor has been developed and developed. The AC servo motor is maintenance free and has the advantage of being able to rotate at high speed. It is mainly classified into induction motor and permanent magnet synchronous motor. The induction motor has the advantage of being cheaper, structurally simple, robust and easy to manufacture than other electric motors, but has a disadvantage in that efficiency, rapid response and output density are lower than those of the permanent magnet motor.

상기 영구자석형 (서보)전동기는 역기전력 및 전류파형에 따라 크게 영구자석동기모터( PMSM : Permanent Magnet Synchronous Motor )와 브러시레스 직류모터( BLDC : BrushLess DC motor )로 구분되는 데, 일반적으로 상기 BLDC는 저속에서의 맥동 토크가 심하기 때문에 정도가 낮은 응용분야 및 속도제어에 주로 사용되고, 고정도, 고분해능이 요구되는 서보 시스템에는 상기 PMSM이 주로 사용되고 있다. 상기 PMSM은 회전자의 자석 취부 방법에 따라 표면부착형 PMSM( SPMSM : Surface-mounted PMSM )과 내부부착형 PMSM ( IPMSM : Interior-mounted PMSM )으로 구분된다.The permanent magnet type (servo) motor is classified into a permanent magnet synchronous motor (PMSM) and a brushless DC motor (BLDC) according to a counter electromotive force and a current waveform. Since the pulsating torque at low speed is severe, it is mainly used for low precision applications and speed control, and the PMSM is mainly used for servo systems requiring high accuracy and high resolution. The PMSM is classified into a surface-mounted PMSM (SPMSM) and an interior-mounted PMSM (IPMSM) according to a magnet mounting method of the rotor.

상기와 같이 세분되는 영구자석형 서보전동기는 직류모터와 반대의 구조로, 회전자는 영구자석으로 되어 외부전원에 의하지 않고 자속이 발생되므로 전력소모를 최소화하고 전체 시스템의 효율 향상을 기대할 수 있다. 또한, 상기 영구자석형서보전동기는 내고압 절연물의 개발 및 페라이트 자석이 성능 향상과 고성능 희토류 자석의 개발에 따라 출력이 증대되어 고토크와 소형화를 이루게 되었으며, 구조적인 면에서도 고정자에게만 전원이 공급되기 때문에 케이스를 통한 방열로 다른 전동기에 비해 우수한 냉각 특성을 가지고 있다.Permanent magnet servo motors, which are subdivided as described above, have a structure opposite to that of a DC motor, and the rotor becomes a permanent magnet so that magnetic flux is generated regardless of an external power source, thereby minimizing power consumption and improving overall system efficiency. In addition, the permanent magnet servo motor has a high torque and miniaturization due to the development of high pressure insulator and ferrite magnets with improved performance and development of high performance rare earth magnets, resulting in high torque and miniaturization. Because of the heat dissipation through the case has excellent cooling characteristics compared to other motors.

한편 최근의 생산라인은 생산성 증대와 품질 향상을 위해 자동화 요구가 꾸준히 증가하고 있으며, 이에 따라 공장 자동화기기 및 공작 기계 등은 고속 및 고정밀의 속도 및 위치제어를 필요로 한다. 이와 같은 고속 및 고정밀의 속도 및 위치제어를 위해서는 상기 서보 모터와 이 모터의 구동 및 제어를 위한 서보 컨트롤러가 필요하다. 그러나, 종래의 서보 컨트롤러는 가격이 고가이기 때문에 이것을 이용한 제품 및 설비의 가격상승을 초래하는 단점이 있었다.On the other hand, in recent production lines, the demand for automation is steadily increasing to increase productivity and quality, and thus, factory automation equipment and machine tools require high speed and high precision speed and position control. Such high speed and high precision speed and position control requires the servo motor and a servo controller for driving and controlling the motor. However, since the conventional servo controller is expensive, there is a disadvantage in that the price of products and equipment using the same increases.

본 발명은 상기한 종래 서보 컨트롤러의 문제점을 해결하기 위하여 창작한 것으로서, 그 목적은 상기와 같은 장점을 가진 영구자석형 서보모터를 보다 효과적으로 구동 및 제어할 수 있도록 하고, 복잡한 알고리즘의 간단한 소프트웨어에 의한 구현 및 제어회로의 단순화로, 신뢰성을 향상시키고 저가격화 된 영구자석형 서보모터 구동용 서보 컨트롤러 및 그 서보 컨트롤러를 이용한 서보모터 구동 제어방법을 제공하고자 하는 것이다.The present invention was created to solve the above problems of the conventional servo controller, the object of which is to drive and control the permanent magnet servomotor having the above advantages more effectively, and by a simple software of a complex algorithm By simplifying the implementation and control circuit, it is to provide a servo controller for driving a permanent magnet type servomotor with improved reliability and low cost, and a servo motor driving control method using the servo controller.

도 1은 본 발명을 위한 전동기의 극 수를 2극으로 가정한 영구자석 동기 전동기의 등가 모델,1 is an equivalent model of a permanent magnet synchronous motor assuming the number of poles of the motor for the present invention to two poles,

도 2는 도 1의 등가 회로도,2 is an equivalent circuit diagram of FIG. 1;

도 3은 도 2에 의한 2상 직교 좌표계,3 is a two-phase rectangular coordinate system according to FIG.

도 4는 표면부착형 영구자석 동기 모터의 전압과 전류에 대한 제한 궤적을 나타낸 도면,4 is a view showing the limit trajectories for the voltage and current of the surface-mounted permanent magnet synchronous motor,

도 5는 본 발명에 따른 전류제어기 보상부의 보상 구성도,5 is a compensation block diagram of a current controller compensation unit according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 전압명령 보상을 설명하는 흐름도,6 is a flowchart illustrating voltage command compensation according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 영구자석형 동기 전동기용 서보 컨트롤러의 구성도,7 is a configuration diagram of a servo controller for a permanent magnet synchronous motor according to the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 영구자석형 동기 전동기의 구동 제어방법을 설명하는 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a driving control method of a permanent magnet synchronous motor according to the present invention.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

10 : 펄스폭 변조회로부 20 : 인버터10: pulse width modulation circuit 20: inverter

30 : 영구자석형 동기전동기 40 : 속도 검출부30: permanent magnet synchronous motor 40: speed detection unit

41 : 엔코더 50 : 전류지령치 결정부41: encoder 50: current command value determination unit

60 : 아날로그/디지털 변환부 70 : 좌표 변환부60: analog / digital conversion unit 70: coordinate conversion unit

80 : 전류제어기 보상부 90 : 전압명령 보상부80: current controller compensation unit 90: voltage command compensation unit

100 : 좌표 역변환부100: coordinate inverse transform unit

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 영구자석형 서보모터 구동용 서보 컨트롤러는, 펄스폭 변조 회로( PWM Circuit )의 제어신호에 따라 입력되는 전원을 단속하여 출력하는 인버터와, 그 인버터의 출력 신호에 의해 구동되는 영구 자석형 동기 전동기에 있어서, 지령속도와 속도 검출 수단에 의해 검출된 상기 전동기의 회전속도를 비교하여 전류 지령치를 결정하는 전류 지령치 결정수단; 아날로그/디지털(A/D) 컨버터를 통해 측정한 각 상의 전류를 상변환 및 좌표변환하는 좌표 변환수단; 상기 결정된 전류 지령치와 상변환 및 좌표변환된 측정 전류를 비교하여 지령전압을 출력하되, 그 지령전압에 포함된 간섭성분을 보상하여 보상된 지령전압을 출력하는 전류제어기 보상수단; 상기 보상된 지령전압과 기 결정된 최대 출력전압을 비교하여 최종 지령전압을 결정하는 전압명령 보상수단; 및 상기 최종 지령전압의 상 및 좌표를 역변환하여 상기 펄스폭 변조회로에 상기 제어신호를 생성하기 위한 신호로 제공하는 좌표 역변환수단을 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, a servo controller for driving a permanent magnet servomotor according to the present invention includes an inverter for intermittently outputting and outputting power input according to a control signal of a pulse width modulation circuit (PWM circuit), and A permanent magnet synchronous motor driven by an output signal, comprising: current command value determining means for comparing a command speed with a rotational speed of the motor detected by the speed detecting means to determine a current command value; Coordinate conversion means for phase-converting and coordinate-converting the current of each phase measured by an analog / digital (A / D) converter; Current controller compensation means for outputting a command voltage by comparing the determined current command value with the phase-converted and coordinate-converted measured current, and compensating for interference components included in the command voltage to output a compensated command voltage; Voltage command compensation means for comparing the compensated command voltage with a predetermined maximum output voltage to determine a final command voltage; And inverse transform means for inversely transforming the phase and coordinates of the final command voltage and providing the pulse width modulation circuit as a signal for generating the control signal.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 영구자석형 서보모터 구동 제어방법은, 지령속도와 측정속도의 차이값에 대응하는 2상 동기 좌표계의 각 축의 지령전류를 결정하는 지령전류 결정단계; 모터의 각 상의 전류를 측정하여 2상 동기 좌표계의 각 축의 전류로 변환하는 좌표 변환단계; 상기 지령전류 및 좌표 변환된 상기 측정전류를 비교하고 그 차이에 대응하는 지령전압을 구하되, 그 지령전압에 포함된 간섭성분을 보상하여 보상된 지령전압을 생성 결정하는 지령전압 생성 및 간섭성분 보상단계; 상기 보상된 지령전압이 기 설정된 최대 출력 전압을 초과할 시 그 지령전압의 출력을 재조정하여 각 축의 최종 지령전압을 결정하는 최종지령전압 결정단계; 상기 2상 동기 좌표계의 각 축의 최종 지령전압을 3상 정지 좌표계의 각 상의 최종 지령전압으로 변환하는 좌표 역변환단계; 및 상기 최종 지령전압에 대응하는 인버터 구동제어신호를 발생하여 상기 모터를 구동하는 인버터의 스위치 단속 신호로 출력하는 구동제어신호 출력단계를 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, a permanent magnet servomotor drive control method according to the present invention includes: a command current determining step of determining a command current of each axis of a two-phase synchronous coordinate system corresponding to a difference between a command speed and a measurement speed; A coordinate conversion step of measuring a current of each phase of the motor and converting the current into a current of each axis of the two-phase synchronous coordinate system; Comparing the command current and the measured current converted by coordinates, and obtaining a command voltage corresponding to the difference, compensating an interference component included in the command voltage to generate a compensated command voltage and generating a compensated command voltage. step; A final command voltage determining step of determining a final command voltage of each axis by readjusting the output of the command voltage when the compensated command voltage exceeds a preset maximum output voltage; A coordinate reverse conversion step of converting a final command voltage of each axis of the two-phase synchronous coordinate system into a final command voltage of each phase of the three-phase stop coordinate system; And a drive control signal output step of generating an inverter drive control signal corresponding to the final command voltage and outputting the inverter drive control signal as a switch interruption signal of the inverter for driving the motor.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영구자석형 서보모터 구동용 서보 컨트롤러 및 그 서보 컨트롤러를 이용한 서보모터 구동 제어방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a servo controller for driving a permanent magnet servo motor and a servo motor drive control method using the servo controller according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명을 위한 전동기의 극 수를 2극으로 가정한 영구자석 동기 전동기의 등가 모델로서, 동 도면에서, 고정자의 권선은 a, b 및 c로 표시되어 있으며 쇄교자속의 방향을 도시하기 위해 직축( d-axis )과 횡축( q-axis )의 개념을 도입하고 이를 각각 영문자 d 및 q로 표시하였다. 여기서, 직축방향은 자속이 직접 쇄교하는 방향을 가리키며 영구자석으로 계자를 공급받는 경우 자석의 북극( N pole )이 가리키는 방향에 해당한다. 반면 횡축은 상기 직축과 전기적으로 90°이격 된 방향을 지시하게 된다.1 is an equivalent model of a permanent magnet synchronous motor assuming the number of poles of the motor for the present invention as two poles, in which the windings of the stator are denoted by a, b and c to show the direction of the linkage flux. For this purpose, the concept of d-axis and q-axis was introduced and denoted by the letters d and q, respectively. Here, the direction of the direct axis refers to the direction in which the magnetic flux is directly bridged and corresponds to the direction indicated by the north pole (N pole) of the magnet when the field is supplied to the permanent magnet. On the other hand, the horizontal axis indicates a direction electrically 90 ° away from the linear axis.

영구자석의 기자력원을 일정 전류원에 의한 것처럼 생각하면 영구자석 동기전동기의 모델링을 간략화 시킬 수 있다. 이러한 개념하에서 도 1의 영구자석 동기전동기를 등가적으로 표현한 회로가 도 2에 도시되어 있다.Considering the magnetomotive source of the permanent magnet as a constant current source can simplify the modeling of the permanent magnet synchronous motor. Under this concept, a circuit equivalently representing the permanent magnet synchronous motor of FIG. 1 is shown in FIG.

영구자석 교류 전동기는, 회전자 측은 일정한 자속의 영구자석으로 구성되어 있으므로 별도의 해석이 필요없고, 고정자에 대한 전압 방정식만 유도하면 된다.도 2의 등가회로로부터 고정자의 각 상을 쇄교하는 전체 자속을,그리고라 하면 각 상에 대한 3상 정지 좌표계에서의 전압 방정식은 다음의 식 (1)과 같다.In the permanent magnet AC motor, since the rotor is composed of permanent magnets of constant magnetic flux, no separate analysis is required, and only a voltage equation for the stator is derived. An entire circuit that links each phase of the stator from the equivalent circuit of FIG. Magnetic flux , And In this case, the voltage equation in the three-phase stationary coordinate system for each phase is given by the following equation (1).

여기서 Vs= [ ]T이고, λs= [ ]T이며,,그리고는 자기 인덕턴스, 다른 상과 쇄교하는 상호 인덕턴스 및 회전자의 자속에 의한 상호 인덕턴스로 이루어진다.Where Vs= [ ]TAnd λs= [ ]TIs,,AndIs composed of magnetic inductance, mutual inductance in linkage with other phases, and mutual inductance by magnetic flux of the rotor.

동특성 분석을 쉽게하기 위하여 3상의 전압 방정식을 2상의 전압 방정식으로 변환하는 방법을 이용한다. 대표적인 방법으로 고정자축을 기준 좌표로 하는 고정 정지 좌표계( Stationary frame )와 동기 속도로 회전하는 회전자를 기준 좌표로 하는 동기 좌표계( Synchronous frame )의 분석 방법이 있다.In order to make the dynamic analysis easier, the method of converting three-phase voltage equation into two-phase voltage equation is used. Representative methods include a stationary frame having a stator axis as a reference coordinate and a method of analyzing a synchronous coordinate system having a rotor rotating at a synchronous speed as a reference coordinate.

도 3은 도 2에 의한 2상 직교 좌표계로서, 실수축을 ds축 허수축을 qs축으로 하면 고정자 3상을 등가적으로 정지된 고정자 2상으로 생각할 수 있기 때문에, 도 3과 같이 회전자의 위치와 무관한 고정 2상 좌표계로 된다. 또한, 회전자의 자속방향을 dr축이라 하고 이 축과 수직인 방향을 qr축 이라고 하면 이 좌표계는 동기 속도로 회전하는 동기 좌표계가 된다. 상기 고정 정지 좌표계와 상기 동기 좌표계의 관계를 나타내면 다음과 같다.3 is a two-phase Cartesian coordinate system according to FIG. 2, and if the real axis is the d s imaginary axis as the q s axis, the stator three phase can be considered as the stator two phase equivalently stopped. It is a fixed two-phase coordinate system independent of the position of. If the magnetic flux direction of the rotor is referred to as the d r axis and the direction perpendicular to this axis is referred to as the q r axis, this coordinate system becomes a synchronous coordinate system that rotates at a synchronous speed. The relationship between the fixed stop coordinate system and the synchronous coordinate system is as follows.

먼저, 고정 정지 좌표계의 전압 방정식을 평면상에서 실수값과 허수값으로 분해하여 도 3에서 정의한 ds- qs축 상에서의 값으로 나타내면 다음의 식 (2)와 같다.First, the voltage equation of the fixed stationary coordinate system is decomposed into real and imaginary values on a plane and represented as a value on the d s -q s axis defined in FIG. 3 by the following equation (2).

여기서, Lds= Lqs= (3/2)Lo이고. ψf= λfIF(고정자 권선에 쇄교하는 영구 자석에 의한 자속 상수)이다.Where L ds = L qs = (3/2) L o . ψ f = λ f I F (magnetic flux constant by permanent magnets that link to stator windings).

상기 식 (2)에 나타낸 바와 같이 2상 정지 좌표계 방법을 이용해서는 영구자석 동기전동기의 과도 특성을 해석하기 힘들다. 따라서, 회전자를 기준으로 한 동기 좌표계에서는 좌표축( dr- qr축 )이 동기 속도로 회전하고 있으므로 동기 속도로 회전하고 있는 고정자의 전압과 전류 벡터는 회전자 축에서 볼 때 직류값과 같이 일정한 값으로 된다. 이것은 2상 정지 좌표계에서 볼 수 있듯이 회전자의 위치에 관련된 항은 모두 상수값이 되므로 하기 식 (3)과 같이 수식을 더욱 간략화 할 수있다.As shown in Equation (2), it is difficult to analyze the transient characteristics of the permanent magnet synchronous motor using the two-phase stationary coordinate system method. Therefore, in the synchronous coordinate system based on the rotor, the coordinate axis (d r -q r axis) is rotating at the synchronous speed, so the voltage and current vectors of the stator rotating at the synchronous speed are similar to the DC values when viewed from the rotor axis. It is a constant value. As can be seen in the two-phase stationary coordinate system, all terms related to the position of the rotor become constant values, so the equation can be further simplified as shown in Equation (3) below.

여기서, ωr은 동기 각속도,,는 d,q축 단자전압,,는 d,q 축 고정자 전류, Lds, Lqs는 d,q축 인덕턴스, Rs는 고정자 저항, ψf는 영구자석에 의한 쇄교자속이다.Where ω r is the synchronous angular velocity, , D, q-axis terminal voltage, , D is the d, q-axis stator current, L ds , L qs is the d, q-axis inductance, Rs is the stator resistance, and ψ f is the linkage flux by the permanent magnet.

한편, 동기 전동기의 토크 방정식은 전동기의 출력으로부터 구할 수 있는 바, 3상 입력에 의한 순시 입력을 Pin이라 하면 그 값은 다음의 식 (4)와 같다.On the other hand, the torque equation of the synchronous motor can be obtained from the output of the motor. If the instantaneous input by the three-phase input is P in , the value is given by the following equation (4).

상기 식 (3)을 식 (4)에 대입하여 정리하면 다음의 식 (5)와 같다.Substituting Equation (3) into Equation (4) and arranging it is as in Equation (5) below.

상기 식(5)의 우변에서 첫 번째 항은 동손을, 두 번째 항은 자계 에너지 변환율을 나타내고, 세 번째 항은 기계적인 출력을 나타낸다. 따라서 기계적 출력 Pout는 다음의 식 (6)과 같다.On the right side of Equation (5), the first term represents the copper loss, the second term represents the magnetic energy conversion rate, and the third term represents the mechanical output. Therefore, the mechanical output P out is given by the following equation (6).

또한, Pout= ωmTe이고, ωr=(P/2)ωm이므로, 토크 방정식은 다음의 식 (7)과 같다.In addition, since P out = ω m T e and ω r = (P / 2) ω m , the torque equation is as follows.

그리고 전동기의 기계적 운동 방정식은 다음의 식 (8)과 같다.The mechanical motion equation of the motor is given by the following equation (8).

여기서, TL은 부하토크, J는 관성 모멘트, B는 마찰 계수이다.Where T L is the load torque, J is the moment of inertia, and B is the friction coefficient.

이어, 상기와 같이 정의된 전압 및 전류 방정식을 기초로 영구자석 동기 전동기의 전류 및 전압 제어기 설계를 위한 수식들을 정의하도록 한다.Subsequently, the equations for designing the current and voltage controller of the permanent magnet synchronous motor will be defined based on the voltage and current equations defined above.

먼저, 영구자석 동기 전동기의 전압과 전류 제한치에 대한 수식을 다음과 같이 정의한다.First, the formula for the voltage and current limit of the permanent magnet synchronous motor is defined as follows.

최대전압 Vs,max는 DC 링크 전압과 PWM방식에 따라 결정되어 지는데, 공간벡터 PWM방식을 적용할 때 이용 가능한 최대 전압은이 되며, 최대 전류 Is,max는 인버터의 전류 정격과 전동기의 열 정격에 의해서 결정된다. 이를 수식으로 표현하면 하기 식 (9) 및 식 (10)과 같다.The maximum voltage V s, max is determined by the DC link voltage and PWM method. The maximum voltage available when applying the space vector PWM method is The maximum current I s, max is determined by the current rating of the inverter and the thermal rating of the motor. If this is expressed by a formula, it is as following Formula (9) and Formula (10).

다음, 정상 상태에서의 전압 방정식을 다음과 같이 정의한다.Next, the voltage equation at steady state is defined as follows.

속도가 정격속도 이상으로 증가하게 됨에 따라 (상기 식(3)과 같은 2상 동기 좌표계에서의) 전압 방정식에서 저항 성분에 의한 전압 강하 성분은 무시가 가능하고, 이때의 정상 상태 전압 방정식은 하기 식 (11) 및 식 (12)와 같이 간략히 표현할 수 있다.As the speed increases above the rated speed, the voltage drop component due to the resistance component can be ignored in the voltage equation (in a two-phase synchronous coordinate system such as Equation (3) above), and the steady state voltage equation is It can be expressed briefly as (11) and (12).

상기 식 (11) 및 (12)에서, 영구자석 동기 전동기의 종류가 SMPSM인 경우 Lds= Lqs= Ls이다. 따라서 정상 상태의 전압 제한식은 다음의 식 (13) 및 식 (14)로 바꿀 수 있다.In the above formulas (11) and (12), L ds = L qs = L s when the type of permanent magnet synchronous motor is SMPSM. Therefore, the steady-state voltage limiting equation can be changed into the following equations (13) and (14).

상기 식 (14)에 의해 전압 제한 방정식은 도 4에 도시한 바와 같이 원궤적을 갖는 다는 것을 알 수 있으며, 반경이이고, 중심점이에 있다는 것을 알 수 있다. 여기서 반경은 속도의 함수이므로 속도가 증가할수록 반경이 작아짐을 알 수 있으며 이는 곧 전압의 여유도( margin )가 줄어든 다는 것을 알 수 있다.It can be seen from Equation (14) that the voltage limiting equation has a circular locus as shown in FIG. , The center point It can be seen that. Since the radius is a function of the velocity, it can be seen that as the velocity increases, the radius decreases, which in turn decreases the voltage margin.

다음, 상기 식 (7) 및 식 (10)을 이용하여 단위 전류당 최대토크제어를 위한 방정식( 정토크 영역에서의 최대 토크 제어 방정식)을 다음과 같이 얻는다.Next, using equations (7) and (10), equations for maximum torque control per unit current (maximum torque control equation in the constant torque range) are obtained as follows.

즉, 상기 식(7)에 식 (10)을 대입하면 하기 식 (15)를 얻고,That is, when Formula (10) is substituted into Formula (7), Formula (15) is obtained.

상기 식 (15)로부터 하기 식 (16)과 같은 과정을 거쳐 하기 식 (17)을 얻을 수 있다.The following formula (17) can be obtained from the above formula (15) through the same process as the following formula (16).

다음, 정출력 영역에서의 제어를 위한 방정식을 다음과 같이 얻는다.Next, the equation for control in the constant power area is obtained as follows.

정출력 영역에서는 전압에 대한 제한을 받으므로, 정상 상태에서의 전압 방정식은 하기 식 (18)과 같으며, 이 식은 상기 식(11)(12)와 동일식이다.Since the voltage is limited in the constant output region, the voltage equation in the steady state is as shown in the following equation (18), which is the same as the above equations (11) and (12).

상기 식 (18)에서 하기 식 (19)와 같은 전압 제한식( 이 식은 상기 식 (9)와 동일식 임 )을 적용하여 다음과 같이 제어기를 구할 수 있다.In the formula (18), by applying a voltage limiting formula such as the following formula (19) (this formula is the same as the formula (9)) can be obtained as follows.

즉, 상기 식 (19)에서 하기 식 (20)이 도출되고,That is, the following formula (20) is derived from the above formula (19),

상기 식 (20)을 상기 식 (18)에 대입하고 하기 식 (21)과 같은 과정을 거쳐 하기 식 (22)를 구할 수 있으며,Substituting Equation (20) into Equation (18) and going through the same process as Equation (21) below, Equation (22) can be obtained.

= =

상기 식 (22)에서, √ 안이 0 이상이어야 하는 조건으로부터 (정출력 영역에서의 전류 제어를 위한) 하기 식(23)이 도출된다.In the above formula (22), the following formula (23) is derived (for current control in the constant output region) from the condition that the inside of?

이어, 이상과 같이 영구자석 동기 전동기의 전압 및 전류 제어기 설계를 위하여 도출한 수학식들에 의거하여, 전류 제어기의 보상 및 전압 지령치에 대한 보상에 대하여 설명한다.Next, the compensation of the current controller and the compensation for the voltage command value will be described based on the equations derived for the voltage and current controller design of the permanent magnet synchronous motor as described above.

먼저, 전류 제어기 보상에 대하여 설명한다.First, the current controller compensation will be described.

상기 식 (3)에서 보면, d축의 전압 성분과 q축의 전압 성분에는 서로 다른 성분인을 각각 포함하고 있다. 즉, d축 전압인항에서는 q축 전류에 의한 영향이 존재하고 q축 전압인항에서는 dcnr 전류에 의한 영향이 존재하기 때문에, d축 및 q축의 전류 성분은 d축 및 q축의 전압 성분인에 의해서 서로 독립적으로 제어될 수 없다.In the formula (3), the voltage component of the d-axis Voltage component of and q axis There are different ingredients Wow Each contains. That is, d-axis voltage In the term, there is an influence by the q-axis current and the q-axis voltage Since there is an effect of dcnr current in the term, the current component of the d-axis and q-axis is the voltage component of the d-axis and the q-axis. Wow Can not be controlled independently of each other.

PMSM에서 이러한 상호 결합 성분은 상대적으로 큰 인덕턴스 성분 때문에 매우 크게 나타나고 더욱이 속도가 커질수록 이 성분에 의한 효과는 커지게 된다. 따라서, 상기 성분은 고속 영역의 약계자 영역에서 운전시 전류와 토크 동특성에 영향을 주게되므로 그 간섭 성분을 보상해 주어야만 한다. d축과 q축 전류 제어기 출력에 보상해 주어야 할 전압 성분은 각각 Vdo, Vqo와 같으며 하기 식 (24) 및 식 (25)와 같다.In PMSM, these mutual coupling components appear very large due to their relatively large inductance components, and the higher the speed, the greater the effect of these components. Therefore, since the component affects the current and torque dynamic characteristics during operation in the field weakening region of the high speed region, the component must compensate for the interference component. The voltage components to be compensated for the d-axis and q-axis current controller outputs are equal to V do and V qo , respectively, and are given by Equations (24) and (25).

즉, 상기와 같은 전류 제어기 보상 관계는 도 5에 도시된 바와 같이, 측정한 d 축의 전류와 q 축의 전류에 각 축의 인덕턴스 및 속도를 각각 곱하여 출력 전압을 보상해 주도록 하는 바, 이와 같이 보상된 각 축의 전압 지령치를 표시하면 하기 식 (26)과 같다.That is, as shown in FIG. 5, the current controller compensation relationship is measured in the d-axis current. And q-axis current Multiplied by the inductance and speed of each axis to compensate for the output voltage. Wow In the following formula (26).

여기서, Gcd, Gcq는 PI제어기 이다.Where G cd and G cq are PI controllers.

다음, 도 6을 참조로 약계자 영역에서의 전압 지령치를 조정하여 출력전압 지령치를 결정하는 방법에 대하여 설명한다. 즉, 약계자 영역에서 출력 전압 Vo는 Vs,max와 같도록 유지되고 단자전압 Va는 전압 제한치 Vs,max와 거의 같도록 유지되지만, 전압 명령치는 과도 상태 구간에서는 인버터에서 이용 가능한 출력전압을 초과하게 되는 바, 이 경우 d, q축 전류 제어기는 포화 상태가 되어 상호 영향을 주게되고, 이에 의해 과도 특성이 나빠지며 실제 전류가 지령 전류치를 추종하지 않을 수 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 6과 같은 전압 명령치 보상 방법을 수행한다.Next, the voltage command value in the field weakening area with reference to FIG. Wow Adjust the output voltage setpoint Wow It will be described how to determine. That is, in the field weakening area, the output voltage V o is kept equal to V s, max and the terminal voltage V a is kept almost equal to the voltage limit V s, max , but the voltage command value Wow In the transient state, the output voltage available from the inverter exceeds the bar. In this case, the d and q-axis current controllers become saturated and have mutual influences, thereby deteriorating the transient characteristics and the actual current following the command current value. You can't. Therefore, to solve this problem, the voltage command value compensation method as shown in FIG. 6 is performed.

먼저, 상기 식 (25)에 의해 각 축의 전압 지령치( 또는 지령전압이라 칭 함)가 결정되면, 이에 의한 지령전압()과 DC링크 전압과 PWM 방식에 따라 결정되는 최대출력전압( Vsmax)을 비교하고(S1), 상기 지령전압이 상기 최대출력전압보다 작으면 상기 전압 지령치를 보상없이 그대로 출력전압 지령치( 또는, 최종 지령전압이라 칭함 )로 하고(S2), 크면 상기 각 축의 전압 지령치를 다음과 같이 조정한다.First, the voltage command value (or command voltage) of each axis is expressed by the equation (25). Wow Is determined, Wow Command voltage by ) And the maximum output voltage (V smax ) determined according to the DC link voltage and the PWM method (S1), and if the command voltage is smaller than the maximum output voltage, the voltage command value Wow Output voltage command value (or called final command voltage) without compensation Wow (S2), when large, the voltage command value of each axis Wow Adjust as follows.

상기 d축의 전압 지령치와 d축 전류에 의한 q축 전압 보상치인 상기 Vqo의 합성치()와 상기 최대출력전압 Vsmax를 비교한 후(S3), 상기가 상기 Vsmax보다 작으면 d축 전압은 상기 d축 전압 지령치를 보상없이 그대로 d축의 출력전압 지령치로 하고 q축 출력전압 지령치가 되도록 조정하여 출력하며(S4), 상기가 상기 Vsmax보다 크면 q축의 출력전압 지령치는 상기 q축 전압 보상치인 Vqo가 되도록 조정출력하고 d축 출력전압 지령치가 되도록 조정하여 출력한다(S5).Voltage command value of the d-axis Synthesis of values and the V qo hit by the q-axis voltage compensation according to the d-axis current ( ) And the maximum output voltage V smax (S3), and Is smaller than V smax , the d-axis voltage is equal to the d-axis voltage command value. Output voltage command value of d axis without compensation Q-axis output voltage setpoint Is Adjust to output to (S4), the Is greater than V smax , the output voltage command value on the q-axis Adjust the output such that the q-axis voltage compensation hit V qo, and the output d-axis voltage command value Is The output is adjusted to be (S5).

도 7은 본 발명에 따른 영구자석형 서보모터 구동용 서보 컨트롤러의 구성도로서, 입력된 전원을 펄스폭 변조 회로( PWM Circuit )(10)의 단속제어신호에 따라 단속하여 출력하는 인버터(20)와, 그 인버터(20)의 출력 신호에 의해 구동되는 영구 자석형 동기 전동기( PMSM )(30)에 있어서, 전압 또는 펄스로 지령되는 지령속도()와 엔코더(41)를 통하여 속도 검출부(40)에 의해 검출된 상기 전동기(30)의 회전속도(ωr)를 비교하여 전류 지령치(,)를 결정하는 전류 지령치 결정부(50); 아날로그/디지털(A/D) 컨버터(60)를 통해 측정한 정지 3상 좌표계의 2개의 상 전류()를 동기 2상 좌표계의 전류()로 상변환 및 좌표변환하는 좌표 변환부(70); 상기 전류 지령치 결정부(50)에 의해 결정된 전류 지령치(,)와 상기 좌표 변환부(70)에 의해 상변환 및 좌표변환된 측정 전류()를 비교하여 지령전압을 출력하되, 그 지령전압에 포함된 간섭성분( 즉, 각 상의 전압성분에 포함된 타 상의 속도 및 전류에 따른 전압성분 )을 보상하여 상기 식 (26)과 같이 보상된 지령전압()을 출력하는 전류제어기 보상부(80); 상기 보상된 지령전압()과, 상기 식 (9)에 의거하여 상기 전원의 DC 링크전압과 상기 펄스폭 변조회로(10)의 방식에 따라 결정되는 최대 출력전압(Vs,max)을 비교하여 최종 지령전압()을 결정하는 전압명령 보상부(90); 및 동기 2상 좌표계의 상기최종 지령전압()의 상 및 좌표를 역변환하여 상기 펄스폭 변조회로(10)에 상기 단속제어신호를 생성하기 위한 정지 3상 좌표계의 최종 지령전압 신호()로 제공하는 좌표 역변환부(100)를 포함하여 구성된다.7 is a configuration diagram of a servo controller for driving a permanent magnet servomotor according to the present invention, wherein an inverter 20 intermittently outputs the input power according to an interruption control signal of a pulse width modulation circuit (PWM circuit) 10. And a command speed (commanded by voltage or pulse) in the permanent magnet synchronous motor (PMSM) 30 driven by the output signal of the inverter 20. ) And the rotational speed ω r of the motor 30 detected by the speed detector 40 through the encoder 41 to compare the current command value ( , A current command value determining unit 50 determining (); Two phase currents of the static three-phase coordinate system measured by the analog-to-digital (A / D) converter 60 ) In the synchronous two-phase coordinate system Coordinate transformation unit 70 for the phase transformation and coordinate transformation to the; Current command value determined by the current command value determination unit 50 ( , ) And the measured current (phase-converted and coordinate-converted by the coordinate transformation unit 70) ) And outputs a command voltage, and compensates for the interference component (that is, the voltage component according to the speed and current of the other phase included in the voltage component of each phase) and compensates as shown in Equation (26). Command voltage ( A current controller compensator 80 for outputting; The compensated command voltage ( ) And the maximum command voltage (V s, max ) determined according to the method of the pulse width modulation circuit 10 with the DC link voltage of the power supply based on Equation (9). A voltage command compensator 90 for determining C); And the final command voltage of the synchronous two-phase coordinate system ( Final command voltage signal of the stationary three-phase coordinate system for generating the intermittent control signal to the pulse width modulation circuit It is configured to include a coordinate inverse transform unit 100 to provide.

상기 전류제어기 보상부(80)에서, 상기 간섭성분의 보상에 대하여는 도 5 및 상기 식(24)(25)(26)을 참조로 상술한 바와 같으며, 상기 전압명령 보상부(90)에서, 상기 최종 지령전압()을 결정하는 방법은 도 6을 참조로 상술한 바와 같다.In the current controller compensation unit 80, the compensation of the interference component is as described above with reference to FIG. 5 and the equations (24), 25 and 26, and in the voltage command compensation unit 90, The final command voltage ( ) Is the same as described above with reference to FIG.

도 8은 본 발명에 따른 영구자석형 서보모터 구동 제어방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 도 7과 같은 본 발명의 서보 컨트롤러에 적용하기 위한 방법이므로, 도 7과 같은 본 발명의 서보 컨트롤러의 동작 설명과 병행하여 도 8의 흐름도를 설명하도록 한다.FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of controlling a permanent magnet servo motor driving according to the present invention. Since the method is applied to the servo controller of the present invention as shown in FIG. 7, the operation of the servo controller of the present invention as shown in FIG. 7 is described. In parallel with this, the flowchart of FIG. 8 will be described.

먼저, 전압 또는 펄스로 속도()를 지령하고(S10), 상기 PMSM(30)의 모터 축에 취부된 상기 엔코더(41)를 4 채배하여 상기 PMSM(30)의 회전 속도()를 측정한 후(S11), 상기 지령속도()와 상기 엔코더(41)를 통하여 상기 속도 검출부(40)에 의해 검출된 회전속도()를 상기 전류지령치 결정부(50)의 PI제어기에 입력하면 상기 PI제어기는 그 입력된 신호에 대응하는 q축의 지령전류()를 생성 결정하여 출력하며(S12), 그 지령전류()는 상기 전류지령치 결정부(50)의 리미터( LIMITER )에 입력되어 출력이 제한되고, 이때 d축의 지령전류()는 0( zero )이다(S13).First, the speed as voltage or pulse ( Command) (S10), four encoders 41 mounted on the motor shaft of the PMSM 30 are removed, and the rotational speed of the PMSM 30 After measuring (S11), the command speed ( ) And the rotational speed detected by the speed detector 40 through the encoder 41 ) Is inputted to the PI controller of the current command value determining unit 50, the PI controller outputs a command current (q-axis) corresponding to the input signal. ) Is generated and determined (S12), and the command current ( ) Is input to the limiter LIMITER of the current command value determining unit 50 and the output is limited, and the command current of the d-axis ( ) Is 0 (zero) (S13).

또한, 상기 회전속도()의 측정시점과 동일 시점에서, 상기 인버터의 3상 출력 전류 중 u상 및 v상 전류()를 상기 A/D 컨버터(60)를 통하여 측정하고 그 측정된 u상 및 v상 전류()는 상기 좌표변환부(70)를 통하여 동기 2상 좌표계의 d축 및 q축 전류()로 각각 변환 출력된다(S14).In addition, the rotation speed ( At the same time as the measurement time, u-phase and v-phase currents of the three-phase output current of the inverter ( ) Is measured through the A / D converter 60 and the measured u-phase and v-phase currents ( Is the d-axis and q-axis currents of the synchronous two-phase coordinate system through the coordinate transformation unit 70. Are converted to (S14).

이어, 상기 전류제어기 보상부(80)를 통하여, 상기 d축 및 q 축의 측정전류()와 지령전류()를 비교하고 그 차이에 대응하는 지령전압을 구하되, 그 지령전압에 포함된 간섭성분( 즉, 각 상의 전압성분에 포함된 타 상의 속도 및 전류에 따른 전압성분 )을 보상하여 상기 식 (26)과 같이 보상된 지령전압()을 출력한다(S15). 이 S15 단계에서 상세한 상기 간섭성분의 보상 방법은 도 5 및 상기 식(24)(25)(26)을 참조로 상술한 바와 같다.Then, through the current controller compensation unit 80, the measured current of the d-axis and q-axis ( ) And command current ( ) And calculate a reference voltage corresponding to the difference, and compensate for the interference component (that is, the voltage component according to the speed and current of the other phase included in the voltage component of each phase). Compensated reference voltage ) Is output (S15). The method of compensating for the interference component in detail at step S15 is as described above with reference to FIG. 5 and the equations (24), (25) and (26).

이어, 상기 전압명령 보상부(90)를 매개로 하여, 상기 보상된 지령전압()과, 상기 식 (9)에 의거하여 상기 전원의 DC 링크전압과 상기 펄스폭 변조회로(10)의 방식에 따라 결정되는 최대 출력전압(Vs,max)을 비교하여 최종 지령전압()을 결정하는 바(S16), 이 상기 최종 지령전압()을 생성하기 위한 S16 단계의 상세한 설명은 이미 도 6을 참조로 상술하였으므로 생략하기로 한다.Subsequently, the compensated command voltage, ) And the maximum command voltage (V s, max ) determined according to the method of the pulse width modulation circuit 10 with the DC link voltage of the power supply based on Equation (9). Determine (S16), the final command voltage ( The detailed description of the step S16 for generating) will be omitted since it has already been described above with reference to FIG. 6.

마지막으로, 상기 좌표 역변환부(100)를 통하여 상기 2상 동기좌표계의 d,q 축 최종 지령전압()을 3상 정지 좌표계의 u,v 및 w상 최종 지령전압()으로 변환하고(S17), 상기 펄스폭 변조 회로부(10)를 매개로상기 최종 지령전압()에 대응하는 펄스 수를 연산하고(S18) 그 연산된 펄스 수에 따른 펄스폭 제어신호 즉, 상기 인버터(20)의 스위치를 단속하기 위한 인버터 구동제어신호를 발생하여 출력한다(S19).Finally, the last command voltage (d, q-axis) of the two-phase synchronous coordinate system through the coordinate inverse transform unit 100 ) Is the u, v and w phase final command voltage ( (S17) and the final command voltage (V) via the pulse width modulation circuit unit 10 as a medium. ) And calculates and outputs a pulse width control signal corresponding to the calculated pulse number, that is, an inverter drive control signal for controlling the switch of the inverter 20 (S19).

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 영구자석형 서보모터 구동용 서보 컨트롤러 및 그 서보 컨트롤러를 이용한 서보모터 구동 제어방법에 의하면, 복잡한 알고리즘의 간단한 소프트웨어에 의한 구현 및 제어회로의 단순화로, 서보 컨트롤러의 신뢰성을 향상시키고 소형, 저가격화 하는 효과가 있다.As described in detail above, according to the servo controller for driving a permanent magnet type servomotor according to the present invention and a servomotor drive control method using the servocontroller, the servo controller can be implemented by simple software of a complex algorithm and by simplifying a control circuit. It has the effect of improving reliability and making it smaller and cheaper.

Claims (12)

펄스폭 변조 회로( PWM Circuit )의 제어신호에 따라 입력되는 전원을 단속하여 출력하는 인버터와, 그 인버터의 출력 신호에 의해 구동되는 영구 자석형 동기 전동기에 있어서,In the inverter for interrupting and outputting the power input according to the control signal of the pulse width modulation circuit (PWM circuit), and the permanent magnet type synchronous motor driven by the output signal of the inverter, 지령속도와 속도 검출 수단에 의해 검출된 상기 전동기의 회전속도를 비교하여 전류 지령치를 결정하되, 그 전류 지령치를 정출력에서의 최대 출력전류 이하로 결정하는 전류 지령치 결정수단; Current command value determining means for comparing the command speed and the rotational speed of the motor detected by the speed detecting means to determine the current command value, and determining the current command value to be equal to or less than the maximum output current at the constant output ; 아날로그/디지털(A/D) 컨버터를 통해 측정한 각 상의 전류중 2개의 상 전류를 입력하여 정지 3상 좌표계에서 동기 2상 좌표계로상변환 및 좌표변환하는 좌표 변환수단;Coordinate conversion means for inputting two phase currents of each phase current measured through an analog / digital (A / D) converter and performing phase conversion and coordinate conversion from a stationary three-phase coordinate system to a synchronous two-phase coordinate system ; 상기 결정된 전류 지령치와 상변환 및 좌표변환된 측정 전류를 비교하여 지령전압을 출력하되, 그 지령전압에 포함된 간섭성분을 보상하여 보상된 지령전압을 출력하는 전류제어기 보상수단;Current controller compensation means for outputting a command voltage by comparing the determined current command value with the phase-converted and coordinate-converted measured current, and compensating for interference components included in the command voltage to output a compensated command voltage; 상기 보상된 지령전압과 기 결정된 최대 출력전압을 비교하여 최종 지령전압을 결정하되,상기 각 축의 보상된 지령전압의 제 1합성치와 상기 최대출력전압을 비교하고, 상기 제 1합성치가 상기 최대출력전압보다 작으면 상기 각 축의 지령전압을 조정없이 그대로 상기 최종 지령전압으로 출력하며, 상기 제 1합성치가 상기 최대출력전압보다 크면, 상기 최대출력전압이 일 축의 지령전압과 그 축의 전류에 의한 타 축의 전압 보상치와의 제 2합성치 보다 큰가를 비교하여, 상기 최대출력전압이 상기 제 2합성치 보다 크다고 판단되면, 상기 일 축의 지령전압을 조정없이 그대로 동일 축의 최종지령전압으로 출력하고, 타 축의 최종지령전압은 ( 여기서, V smax 는 최대출력전압, V q 는 타 축의 지령전압 )이 되도록 조정하여 출력하며, 상기 최대출력전압이 상기 제 2합성치 보다 작다고 판단되면, 일 축의 최종 지령전압은 ( 여기서, V smax 는 최대출력전압, V qo 는 타 축의 전압 보상치 )이 되도록 조정하여 출력하는전압명령 보상수단; 및The final command voltage is determined by comparing the compensated command voltage with a predetermined maximum output voltage, wherein a first synthesis value of the compensated command voltage of each axis is compared with the maximum output voltage, and the first synthesis value is the maximum output voltage. If it is less than the voltage, the command voltage of each axis is output as the final command voltage without adjustment. If the first synthesis value is larger than the maximum output voltage, the maximum output voltage is the value of the other axis by the command voltage of one axis and the current of that axis. If it is determined that the maximum output voltage is greater than the second synthesized value by comparing with the voltage compensation value greater than the second synthesized value, the command voltage of the one axis is output as the final command voltage of the same axis without adjustment, and Final command voltage Where V smax is the maximum output voltage and V q is the command voltage of the other axis, and is output. When it is determined that the maximum output voltage is smaller than the second synthesized value, the final command voltage of one axis is (V smax is the maximum output voltage, V qo is a voltage command compensation means for adjusting and outputting to be the voltage compensation value of the other axis) ; And 상기 최종 지령전압의 상 및 좌표를동기 2상 좌표계에서 정지 3상 좌표계로역변환하여 상기 펄스폭 변조회로에 상기 제어신호를 생성하기 위한 신호로 제공하는 좌표 역변환수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영구자석형 서보모터 구동용 서보 컨트롤러.And inversely converting means for converting the phases and coordinates of the final command voltage from a synchronous two-phase coordinate system to a stationary three-phase coordinate system as a signal for generating the control signal to the pulse width modulation circuit. Servo controller for driving magnet type servomotor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지령속도는 전압 또는 펄스로 지령하는 것을 특징으로 하는 영구자석형서보모터 구동용 서보 컨트롤러.And said command speed is commanded by a voltage or pulse. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 간섭 성분은 각 상의 전압성분에 포함된 타 상의 속도 및 전류에 따른 전압성분인 것을 특징으로 하는 영구자석형 서보모터 구동용 서보 컨트롤러.The interference component is a permanent magnet servo motor drive servo controller, characterized in that the voltage component according to the speed and current of the other phase included in the voltage component of each phase. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 최대 출력전압은 상기 전원 전압과 상기 펄스폭 변조회로의 펄스폭 변조방식에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 영구자석형 서보모터 구동용 서보 컨트롤러.The maximum output voltage is a permanent magnet servo motor drive servo controller, characterized in that determined according to the pulse width modulation method of the power supply voltage and the pulse width modulation circuit. 삭제delete 지령속도와 측정속도의 차이값에 대응하는 2상 동기 좌표계의 각 축의 지령전류를 결정하는 지령전류 결정단계;A command current determining step of determining a command current of each axis of the two-phase synchronous coordinate system corresponding to the difference between the command speed and the measurement speed; 모터의 각 상의 전류를 측정하여 2상 동기 좌표계의 각 축의 전류로 변환하는 좌표 변환단계;A coordinate conversion step of measuring a current of each phase of the motor and converting the current into a current of each axis of the two-phase synchronous coordinate system; 상기 지령전류 및 좌표 변환된 상기 측정전류를 비교하고 그 차이에 대응하는 지령전압을 구하되, 그 지령전압에 포함된 간섭성분을 보상하여 보상된 지령전압을 생성 결정하는 지령전압 생성 및 간섭성분 보상단계;Comparing the command current and the measured current converted by coordinates, and obtaining a command voltage corresponding to the difference, compensating an interference component included in the command voltage to generate a compensated command voltage and generating a compensated command voltage. step; 상기 보상된 지령전압이 기 설정된 최대 출력 전압을 초과할 시 그 지령전압의 출력을 재조정하여 각 축의 최종 지령전압을 결정하는 최종 지령전압 결정단계;A final command voltage determining step of determining the final command voltage of each axis by readjusting the output of the command voltage when the compensated command voltage exceeds a preset maximum output voltage; 상기 2상 동기 좌표계의 각 축의 최종 지령전압을 3상 정지 좌표계의 각 상의 최종 지령전압으로 변환하는 좌표 역변환단계; 및A coordinate reverse conversion step of converting a final command voltage of each axis of the two-phase synchronous coordinate system into a final command voltage of each phase of the three-phase stop coordinate system; And 상기 최종 지령전압에 대응하는 인버터 구동제어신호를 발생하여 상기 모터를 구동하는 인버터의 스위치 단속 신호로 출력하는 구동제어신호 출력단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영구자석형 서보 모터 구동 제어방법.And a drive control signal output step of generating an inverter drive control signal corresponding to the final command voltage and outputting the inverter drive control signal to the switch interrupt signal of the inverter for driving the motor. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 지령속도는 전압 또는 펄스로 지령함을 특징으로 하는 영구자석형 서보 모터 구동 제어방법.The command speed is a permanent magnet servo motor drive control method characterized in that the command by the voltage or pulse. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 측정속도는 상기 모터축에 증분형 엔코더를 취부하고 이를 4채배하여 측정함을 특징으로 하는 영구자석형 서보 모터 구동 제어방법.The measuring speed is a permanent magnet servo motor drive control method characterized in that the incremental encoder is mounted on the motor shaft and measured by multiplying it. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 간섭 성분은 2상 동기 좌표계의 각 축의 전압성분에 포함된 타 축의 속도 및 전류에 따른 전압성분인 것을 특징으로 하는 영구자석형 서보 모터 구동 제어방법.The interference component is a permanent magnet servo motor drive control method, characterized in that the voltage component according to the speed and current of the other axis included in the voltage component of each axis of the two-phase synchronous coordinate system. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 최대 출력전압은 상기 인버터의 DC링크전압과 펄스폭변조 방식에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 영구자석형 서보 모터 구동 제어방법.The maximum output voltage is a permanent magnet servo motor drive control method, characterized in that determined by the DC link voltage and the pulse width modulation scheme of the inverter. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 최종 지령전압 결정단계는,The final command voltage determination step, 상기 각 축의 지령전압의 제 1합성치와 상기 최대출력전압을 비교하는 단계;Comparing the first synthesized value of the command voltage of each axis with the maximum output voltage; 상기 제 1합성치가 상기 최대출력전압보다 작으면 상기 각 축의 지령전압을 조정없이 그대로 상기 최종 지령전압으로 출력하는 단계;If the first synthesis value is less than the maximum output voltage, outputting the command voltage of each axis as the final command voltage without adjustment; 상기 제 1합성치가 상기 최대출력전압보다 크면, 상기 최대출력전압이 일 축의 지령전압과 그 축의 전류에 의한 타 축의 전압 보상치와의 제 2합성치 보다 큰가를 비교·판단하는 단계;If the first synthesis value is greater than the maximum output voltage, comparing and determining whether the maximum output voltage is greater than a second synthesis value between the command voltage of one axis and the voltage compensation value of the other axis by the current of the axis; 상기 최대출력전압이 상기 제 2합성치 보다 크다고 판단되면, 상기 일 축의 지령전압을 조정없이 그대로 동일 축의 최종지령전압으로 출력하고, 타 축의 최종지령전압은( 여기서, Vsmax는 최대출력전압, Vq는 타 축의 지령전압 )이 되도록 조정하여 출력하는 단계; 및If it is determined that the maximum output voltage is larger than the second synthesis value, the command voltage of the one axis is output as the final command voltage of the same axis without adjustment, and the final command voltage of the other axis is (Wherein V smax is the maximum output voltage, V q is the command voltage of the other axis) and is outputted; And 상기 최대출력전압이 상기 제 2합성치 보다 작다고 판단되면, 일 축의 최종지령전압은( 여기서, Vqo는 타 축의 전압 보상치 )이 되도록 조정하여 출력하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영구자석형 서보 모터 구동 제어방법.If it is determined that the maximum output voltage is less than the second synthesis value, the final command voltage of one axis is (Where, V qo is the voltage compensation value of the other axis), and adjusting to output the permanent magnet servo drive control method characterized in that it comprises a.
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