KR100329268B1 - 에스알엠 드라이버 - Google Patents

에스알엠 드라이버 Download PDF

Info

Publication number
KR100329268B1
KR100329268B1 KR1020000016624A KR20000016624A KR100329268B1 KR 100329268 B1 KR100329268 B1 KR 100329268B1 KR 1020000016624 A KR1020000016624 A KR 1020000016624A KR 20000016624 A KR20000016624 A KR 20000016624A KR 100329268 B1 KR100329268 B1 KR 100329268B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
driver
switching element
motor
potato
Prior art date
Application number
KR1020000016624A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010094399A (ko
Inventor
임준영
Original Assignee
구자홍
엘지전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 구자홍, 엘지전자주식회사 filed Critical 구자홍
Priority to KR1020000016624A priority Critical patent/KR100329268B1/ko
Publication of KR20010094399A publication Critical patent/KR20010094399A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100329268B1 publication Critical patent/KR100329268B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/08—Reluctance motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/0085—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for high speeds, e.g. above nominal speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2209/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the waveform of the supplied voltage or current

Abstract

본 발명은 에스알엠(Switched Reluctance Motor) 드라이버에 관한 것으로서, 입력 전원을 평활 하여 직류 전압을 공급하는 DC링크 캐패시터, 상기 DC링크 캐패시터와 병렬로 연결된 모터 권선, 상기 모터 권선과 직렬로 연결된 상, 하부 스위칭 소자 및 상기 상부 스위칭 소자의 일측단과 상기 하부 스위칭 소자의 일측단 사이에 연결된 제 1다이오드와 상기 상부 스위칭 소자의 타측단과 상기 하부 스위치의 타측단 사이에 연결된 제 2 다이오드로 구성된 에스알엠 드라이버에 있어서,
상기 상부 스위치와 직렬로 연결된 인덕터와 상기 상, 하부 스위칭 소자, 상기 모터 권선, 상기 인덕터와 병렬 연결된 부가 전원 축적 캐패시터를 구비하여 여자 전압과 감자 전압을 다르게 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 본 발명에 의하면 능동소자의 사용 없이 여자 전압과 감자 전압을 달리함으로써, 상전류를 빨리 제거함으로서 발생할 수 있는 역토오크를 방지할 수 있으며, 모터의 고속 / 고효율의 운전이 가능해진다. 또한, 능동소자를 사용하지 않음으로 인해, 비용절감에도 효과가 있다

Description

에스알엠 드라이버 {Driver for Switched Reluctance Motor}
본 발명은 에스알엠(SRM : Switched Reluctance Motor) 드라이버에 관한 것으로서, 특히 능동 소자를 사용하지 않고 여자 전압과 감자 전압을 달리하여 전류를 빠르게 제거할 수 있도록 하는 에스알엠 드라이버에 관한 것이다.
SRM(Switched reluctance motor)은 현재 국내에서도 연구가 활발히 진행되고있는 모터의 일종으로서, 스위칭 제어 장치가 결합된 특수 형태의 모터로 분류되어진다.
또한, SRM은 고정자와 회전자 모두가 돌극형 구조를 하고 있으며, 각기 다른 갯수의 극을 가진다. 특히 고정자 부분에만 권선이 감겨져 있으며 회전자 부분에는 어떠한 형태의 권선 이나 영구 자석도 존재하지 않으므로 이러한 간단한 구조의 형태를 SRM의 가장 큰 특징으로 볼 수 있다.
상기와 같은 SRM의 구조상의 특징으로 인해 제작 생산적인 측면에서 상당한 이점을 갖고 있으며 또한, 직류 모터와 같이 기동 특성이 좋고 토오크가 큰 반면에 정기적으로 브러쉬를 교환 하는 등의 유지, 보수의 필요성이 적으며 인버터로 구동하는 유도 전동기와 비교할 때는 구동장치의 구조가 간단하며, 단위 체적당 토오크, 효율 및 컨버터의 정격등 많은 부분에서 우수한 특성을 지니고 있다.
아울러, 광범위한 가변속 범위의 초저속 운전을 요구하는 부분에 있어서는 아주 우수한 특성을 나타내므로 선진국을 중심으로 사용 분야가 증가되고 있는 추세이다.
도 1은 종래의 SRM 드라이버의 구조를 보여주는 상세 회로도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 SRM 드라이버는 입력되는 교류 전원을 평활하고, 그 평활한 직류 전압을 공급하는 DC 링크 캐패시터(101,102), 상기 DC 링크 캐패시터(101,102)와 병렬로 연결되고, SRM의 회전자 위치 신호에 따라 모터를 정방향 또는 역방향으로 회전시키기 위한 게이트 구동신호를 출력하는 스위치 구동부(미도시)의 구동 신호에 따라 온, 오프되는 직렬 연결된 상, 하부 스위칭소자(103,104), 상기 상, 하부 스위칭 소자(103,104)의 온, 오프 동작에 따라 토오크를 발생시키는 모터 권선(105) 및 상기 상부 스위칭 소자(103)의 일측단과 상기 하부 스위칭 소자(104)의 일측단 사이에 연결된 제 1다이오드(106), 상기 상부 스위치의 타측단과 상기 하부 스위치의 타측단 사이에 연결된 제 2 다이오드(107)로 구성되어 있다.
이하 상기와 같은 구성을 갖는 종래의 SRM 드라이버의 동작을 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 외부로부터 AC 전압이 공급되면 이를 DC 링크 캐패시터(101,102)에서 직류 전압으로 평활 한다. 이렇게 평활된 직류 전압은 모터 권선(105)으로 공급된다.
즉, SRM의 회전자(미도시), 고정자(미도시)의 위치에 따라 상부 및 하부 스위치(103,104)가 일정시간 온(ON) 되어 제 1, 제 2 DC 링크 캐패시터(101,102), 상부 스위칭 소자(103), 권선(105) 및 하부 스위칭 소자(104)로 전류 패스가 형성되어 모터 권선(305)에 전압을 여자 하여 고정자(미도시)에 자기력을 발생시켜 회전자(미도시)를 끌어당긴다. 이에 따라 SRM은 회전하게 된다.
이렇게 회전하다가 상부 및 하부 스위치(103,104)를 동시에 오프시키면 권선에 인가되었던 상전류가 제 1다이오드(106), 권선(105), 제 2다이오드(107) 및 DC 링크 캐패시터(101)를 통해 제거되게 된다.
이하 전압이 여자 되고 감자되는 것을 보다 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 외부로부터 상용 전압(AC) 220V가 인가되는 경우 DC 링크 캐패시터(101,102)는 대략 DC 310V가 되고, 상부 및 하부 스위칭 소자(103,104)가 온 되는 경우 여자 전압이 권선(105)에 인가된다. 이로 인해 모터 권선(105)에 흐르는 상전류도 서서히 증가하게 된다.
이후, 상부 및 하부 스위칭 소자(103,104)를 오프하게 되면 상기에서 설명한 바와 같이 여자 되었던 전압 DC 310과 동일한 크기의 감자 전압에 의해 상전류가 감소하게 된다.
그러나 상기와 같은 종래의 SRM 드라이버는 권선에 전류를 인가하는 여자 전압과 여자 되었던 전압을 제거하는 감자 전압이 동일하여 전류를 제거되는 시간(t)이 오래 걸리게 되고, 이렇게 오랫동안 상전류가 모터 권선에 남아 있으면, 고정자가 회전자를 역으로 끌어당기게 되는 역토오크가 발생하여 고속 동작을 하는 SRM에는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 능동 소자를 사용하지 않고 여자 전압과 감자 전압을 달리하여 전류를 빠르게 제거하여 고속, 고효율 운전이 가능한 에스알엠 드라이버를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 SRM 드라이버의 구조를 보여주는 상세 회로도.
도 2는 본 발명의 SRM 드라이버의 구조를 보여주는 상세 회로도.
도 3은 여자 전압과 감자 전압이 동일하였을 때의 종래와 감자 전압을 여자 전압보다 크게 했을 때 전류가 제거되는 속도의 차를 개략적으로 보여주기 위한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101,102,201 ... DC 링크 캐패시터 103,104,203,204 ... 스위칭 소자
105,205 ... 모터 권선 106,107,206,207 ... 다이오드
202 ... 부가 전원 축적 캐패시터 208 ... 인덕터
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 SRM 드라이버는,
입력 전원을 평활 하여 직류 전압을 공급하는 DC링크 캐패시터, 상기 DC링크 캐패시터와 병렬로 연결된 모터 권선, 상기 모터 권선과 직렬로 연결된 상, 하부스위칭 소자 및 상기 상부 스위칭 소자의 일측단과 상기 하부 스위칭 소자의 일측단 사이에 연결된 제 1다이오드와 상기 상부 스위칭 소자의 타측단과 상기 하부 스위칭 소자의 타측단 사이에 연결된 제 2 다이오드로 구성된 에스알엠 드라이버에 있어서,
상기 상부 스위칭 소자와 직렬로 연결된 인덕터와 상기 상, 하부 스위칭 소자, 상기 모터 권선, 상기 인덕터와 병렬 연결된 부가 전원 축적 캐패시터를 구비하여 여자 전압과 감자 전압을 다르게 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 감자 전압은 여자 전압보다 크며, 감자 전압의 크기는 인덕터의 크기로 조절하는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 SRM 드라이버의 구조를 보여주는 상세회로도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 SRM 드라이버는, 입력되는 교류 전원을 평활 하고, 그 평활한 직류 전압을 공급하는 DC 링크 캐패시터(201), 상기 DC 링크 캐패시터(201)와 병렬로 연결되고, SRM의 회전자 위치 신호에 따라 모터를 정방향 또는 역방향으로 회전시키기 위한 게이트 구동신호를 출력하는 스위치 구동부(미도시)의 구동 신호에 따라 온, 오프되는 직렬 연결된 상, 하부 스위칭 소자(203,204), 상기 상, 하부 스위칭 소자(203,204)의 온, 오프 동작에 따라 토오크를 발생시키는 모터 권선(205), 상기 모터 권선(205)과 캐패시터(201,202)와 연결되어 있는 다이오드(206,207), 인덕터(208) 및 상기 상, 하부 스위칭 소자(203,204), 모터 권선(205)과 인덕터(208)에 병렬 연결된 부가 전원 축적 캐패시터(202)로 구성되어 있다.
이하 상기와 같이 구성된 본 발명의 SRM 드라이버의 동작을 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 외부로부터 AC 전압이 공급되면 이를 DC 링크 캐패시터(201)에서 직류 전압으로 평활 한다. 이렇게 평활된 직류 전압은 고정자(미도시)를 감고 있는 모터 권선(205)으로 공급된다.
SRM의 회전자(미도시), 고정자(미도시)의 위치에 따라 상부 및 하부 스위칭 소자(203,204)가 일정시간 턴 온(ON) 되어 DC 링크 캐패시터(201), 상부 스위칭 소자(203), 모터 권선(205) 및 하부 스위칭 소자(204)로 전류 패스가 형성되어 모터 권선(205)에 전압을 여자 하게 되고, 모터 권선(205)에 상전류가 흐르게 된다.
이후, SRM의 회전자와 고정자의 위치에 따라 상부 및 하부 스위칭 소자(203,204)가 턴 오프(Off) 되면, 턴 온 시와는 반대로 DC 링크 캐패시터(201), 제 1다이오드(206), 모터 권선(205), 제 2다이오드(207) 및 인덕터(208)로 전류 패스가 형성되어 상전류를 제거하게 되는데, 인덕터의 특성상 일시적으로 전류를 블록킹(Blocking)하기 때문에 일정 전압이 부가 전원 축적 캐패시터(202)에 충전되게 된다.
따라서 부가 전원 축적 캐패시터의 전압(V2)은 다음 수학식 1과 같이 된다.
상기 수학식 1에서은 여자 전압이고,는 인덕터(208)의 전류 블록킹에의해 충전된 전압을 말한다.
이후 상기 부가 전원 축적 캐패시터(202)의 전압이 일정 이상이 되면 부가 전원 축적 캐패시터(202)에서 인덕터(308)를 통해 DC 링크 캐패시터(201)쪽으로 전류 패스가 형성되어 전류를 제거하게 된다.
상기에서 설명한 바와 같이 여자 전압에 비해 감자 전압이 높기 때문에 보다 빨리 전류를 제거할 수 있게 되는 것이다.
여기서 감자 전압이 여자 전압보다 크면 클수록 전류가 빨리 제거되긴 하지만, 감자 전압이 너무 크게 되면 소자들의 정격이 커져야 하므로 인덕터(308)의 크기를 조절하여 감자 전압을 최적화 하도록 한다.
본 발명에서는 감자 전압이 여자 전압보다 30 ~ 50V 높도록 인덕터의 크기를 조절한다.
도 3은 여자 전압과 감자 전압이 동일하였을 때의 종래와 감자 전압을 여자 전압보다 크게 했을 때 전류가 제거되는 속도의 차를 개략적으로 보여주기 위한 도면이다.
도 3에서 보는 바와 같이 여자 전압과 감자 전압이 동일했을 때 보다 감자 전압이 여자 전압보다 클 경우가 상전류가 제거되는 시간(t')이 빨라지는 것을 알 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 능동소자의 사용 없이 여자 전압과 감자 전압을 달리함으로써, 상전류를 빨리 제거함으로서 발생할 수 있는 역토오크를 방지할 수있으며, 모터의 고속/고 효율의 운전이 가능해진다.
또한, 능동소자를 사용하지 않음으로 인해, 비용절감에도 효과가 있다

Claims (3)

  1. 입력 전원을 평활 하여 직류 전압을 공급하는 DC링크 캐패시터, 상기 DC링크 캐패시터와 병렬로 연결된 모터 권선, 상기 모터 권선과 직렬로 연결된 상, 하부 스위칭 소자 및 상기 상부 스위칭 소자의 일측단과 상기 하부 스위칭 소자의 일측단 사이에 연결된 제 1다이오드와 상기 상부 스위칭 소자의 타측단과 상기 하부 스위칭 소자의 타측단 사이에 연결된 제 2 다이오드로 구성된 에스알엠 드라이버에 있어서,
    상기 상부 스위칭 소자와 직렬로 연결된 인덕터와 상기 상, 하부 스위칭 소자, 상기 모터 권선, 상기 인덕터와 병렬 연결된 부가 전원 축적 캐패시터를 구비하여 여자 전압과 감자 전압을 다르게 하는 것을 특징으로 하는 에스알엠 드라이버.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감자 전압이 상기 여자 전압보다 큰 것을 특징으로 하는 에스알엠 드라이버.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 부가 전원 축적 캐패시터에 축적되는 전압은 상기 인덕터의 크기로 조절하는 것을 특징으로 하는 에스알엠 드라이버.
KR1020000016624A 2000-03-30 2000-03-30 에스알엠 드라이버 KR100329268B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000016624A KR100329268B1 (ko) 2000-03-30 2000-03-30 에스알엠 드라이버

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000016624A KR100329268B1 (ko) 2000-03-30 2000-03-30 에스알엠 드라이버

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010094399A KR20010094399A (ko) 2001-11-01
KR100329268B1 true KR100329268B1 (ko) 2002-03-18

Family

ID=19660328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000016624A KR100329268B1 (ko) 2000-03-30 2000-03-30 에스알엠 드라이버

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100329268B1 (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010094399A (ko) 2001-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6384564B1 (en) Electrical machines
EP1208643B1 (en) Control of an electrical reluctance machine
US5689164A (en) Resonant power electronic control of switched reluctance motor
KR100991923B1 (ko) 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동장치를 위한 패시브 컨버터
US6137256A (en) Soft turn-off controller for switched reluctance machines
KR20060091354A (ko) 속도가변형 모터
KR20130143705A (ko) 외부 또는 하이브리드 여기식 전기 기계의 작동 방법 및 장치
KR100329268B1 (ko) 에스알엠 드라이버
Dahmane et al. A novel boost capacitor circuit to enhance the performance of the switched reluctance motor
KR102299110B1 (ko) 전력 변환 회로
Wale et al. Novel converter topologies for a two-phase switched reluctance motor with fully pitched windings
WO2005062457A1 (en) Three-wire reversing system
KR102246884B1 (ko) 전력 변환 회로
JP4736155B2 (ja) インバータ装置
KR20200088549A (ko) Srm의 직접토크제어방법
KR20050108640A (ko) 콘덴서 운전형 단상 유도 전동기
KR100755314B1 (ko) 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 방법 및 장치
KR100304555B1 (ko) 에스알모터구동회로
KR20130124787A (ko) 2상 스위치 릴럭턴스 모터의 스위칭 제어 장치 및 그 방법
KR100657487B1 (ko) 속도가변형 모터
KR100354776B1 (ko) 단상 에스알엠 구동 방법.
Takahashi et al. Study of Switched Reluctance Motor Directly Driven by Commercial Three-phase Power Supply
KR20030042778A (ko) 에스알엠 구동용 멀티레벨 인버터
KR19990018243A (ko) 단상 에스알엠 및 그 구조
KR20230117464A (ko) 펄스형 전기 기계 제어를 위한 승압 변환기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090223

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee