KR100441315B1 - 교류전동기용가변속제어장치 - Google Patents

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Abstract

교류 전동기를 실험적으로 회전시키지 않고 교류 전동기의 2차 저항을 용이하게 연산하는 교류 전동기의 횡벡터(trans-vector) 제어기를 제공한다.
2차 저항 연산 장치(31) 및 2차 저항 연산 장치(41-44) 중 하나를 포함하는 가변속 제어 회로(30)는 직류 여자 전류를 변화시키고, 직류 여자 상태로 유도 전동기(2)의 시동 직전에 교류 신호 발생기로부터 출력된 작은 진폭의 교류 신호를 기준 전류치에 중첩시켜 유도 전동기(2)의 2차 저항을 연산한다.

Description

교류 전동기용 가변속 제어 장치{VARIABLE SPEED CONTROLLER FOR AC MOTOR}
본 발명은 전력 변환기로부터 공급되는 전압 및 전류를 검출하고, 그 검출치를 각각 임의의 고정된 M-축 성분과 M-축 성분에 수직인 T-축 성분으로 분해하며, 이들 M-축 성분과 T-축 성분에 기초하여 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행하는 교류 전동기의 가변속 제어 장치에 관한 것이다.
도 31은 교류 전동기의 종래의 가변속 제어기의 블록도이다.
도 31에 있어서, 참조 번호 1은 PWM 인버터와 괌은 전력 변환기를 나타내고, 2는 교류 전동기와 같은 유도 전동기를 나타내며, 3은 전력 변환기(1)로부터 유도 전동기(2)까지 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출기를 나타내고, 4는 유도 전동기(2)의 회전 속도를 검출하는 펄스 발생기를 포함하는 속도 검출기를 나타내며, 10은 가변속 제어 회로를 나타낸다.
가변속 제어 회로(10)는 기준치 발생기(11)로부터 공급되는 기준 속도(ωr *)와 속도 검출기(4)에 의해 검출된 실제 속도(ωr) 사이의 차의 비례 적분 연산을 실행하고, 유도 전동기(2)의 기준 토오크 전류치, 즉, 기준 T-축 전류치(iT *)를 출력하는 속도 조절기(12)와; 속도 조절기(12)의 출력과, 기준치 발생기(11)로부터 공급된 기준 2차 자기 플럭스(φ2 *)와, 2차 저항 설정 장치(13)로부터 설정된 설정 2차 저항(R2 *)에 기초하여 기준 슬립 주파수(ωs *)를 계산하는 슬립 주파수 연산 장치(14)와; 기준 슬립 주파수(ωs *)와 실제 속도(ωr)의 합인 기준 1차 각주파수(ω1 *)를 출력하는 가산기(15)와; 기준 1차 각주파수(ω1 *)를 적분하고 기준 위상각(θ*)을 출력하는 적분기(16)와; 유도 전동기(2)의 자계에 평행한 M-축 성분인 실제 M-축 전류치와, M-축에 수직인 T-축 성분인 실제 T-축 전류치를 연산하기 위해, 기준 위상각(θ*)에 기초하여 전류 검출기(3)에 의해 검출된 전류의 좌표 변환을 실행하는 좌표 변환기(17)와; 기준 T-축 전류치(iT *)와 실제 T-축 전류치(iT) 사이의 차의 비례 적분 연산을 실행하고 기준 T-축 전압치(vT *)를 출력하는 T-축 전류 조절기(18)와; 기준치 발생기(11)로부터 공급된 기준 M-축 전류치(iM *)와 실제 M-축 전류치(iM) 사이의 차의 비례 적분 연산을 실행하고 기준 M-축 전압치(vM *)를출력하는 M-축 전류 조절기(19)와; 기준 위상각(θ*)에 기초하여 기준 T-축 전압치(vT *)와 기준 M-축 전압치(vM *)의 좌표 변환을 실행하고 전력 변환기(1)에 공급되는 기준 1차 전압치(v1 *)를 발생하는 좌표 변환기(20)를 포함한다.
도 31의 가변속 제어 회로(10)는 통칭되는 슬립 주파수 횡벡터 제어를 실행한다. 공지된 기술을 가변속 제어 회로(10)의 구성 장치에 채용하고 있기 때문에, 구성 장치의 상세한 구조는 설명하지 않는다.
가변속 제어 회로(10)의 슬립 주파수 연산 장치(14)는 아래 수학식 1을 연산한다.
Figure pat00001
설정 2차 저항(R2*)이 실제 2차 저항(R2)과 동일하지 않은 경우 또는 유도 전동기(2)의 2차 저항(R2)이 공지되어 있지 않은 경우, 연산된 기준 슬립 주파수(ωs *)에 오차가 생기게 되고, 유도 전동기(2)의 토오크 제어에도 오차가 생기게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 2차 저항 설정 장치(13)의 설정치를 유도 전동기(2)를 회전시키면서 컷 앤드 트라이법(cut and try method)에 의해 조정하는 것이 있다.
일본 특허 공보 제H07-67320호는 검출된 전류치, 검출된 전압치 및 실제 속도치에 기초하여 적응 상태 관측기에서 더 정확하게 2차 저항(R2)을 구하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 상기 방법에 의해서는 유도 전동기를 회전, 가속 및 감속시키기 위해 2차 저항(R2)의 동일성을 식별할 필요가 있다.
전술한 바에 의하면, 본 발명의 목적은 유도 전동기를 회전시키지 않고 교류 전동기로서의 유도 전동기의 2차 저항을 구하는 교류 전동기의 가변속 제어기를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 교류 전동기의 가변속 제어기의 제1 실시예의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 교류 전동기의 가변속 제어기의 제2 실시예의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 교류 전동기의 가변속 제어기의 제3 실시예의 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 교류 전동기의 가변속 제어기의 제4 실시예의 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 교류 전동기의 가변속 제어기의 제5 실시예의 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 교류 전동기의 가변속 제어기의 제6 실시예의 블록도.
도 7은 본 발명에 따른 교류 전동기의 가변속 제어기의 제7 실시예의 블록도.
도 8은 본 발명에 따른 교류 전동기의 가변속 제어기의 제8 실시예의 블록도.
도 9는 본 발명에 따른 교류 전동기의 가변속 제어기의 제9 실시예의 블록도.
도 10은 본 발명에 따른 교류 전동기의 가변속 제어기의 제10 실시예의 블록도.
도 11은 본 발명에 따른 교류 전동기의 가변속 제어기의 제11 실시예의 블록도.
도 12는 본 발명에 따른 교류 전동기의 가변속 제어기의 제12 실시예의 블록도.
도 13은 유도 전동기가 회전되기 직전의 유도 전동기의 시동시의 등가 회로도.
도 14는 도 1 및 도 4에 도시되어 있는 가변속 제어기에 사용되는 2차 저항 연산 장치의 회로도.
도 15는 도 14의 2차 저항 연산 장치의 동작을 설명하기 위한 파형도.
도 16은 도 2 및 도 5에 도시되어 있는 가변속 제어기에 사용되는 2차 저항 연산 장치의 회로도.
도 17은 도 3 및 도 6에 도시되어 있는 가변속 제어기에 사용되는 2차 저항 연산 장치의 회로도.
도 18은 도 14의 2차 저항 연산 장치의 대신에 사용되는 다른 2차 저항 연산 장치의 회로도.
도 19는 도 16의 2차 저항 연산 장치의 대신에 사용되는 다른 2차 저항 연산장치의 회로도.
도 20은 도 17의 2차 저항 연산 장치의 대신에 사용되는 다른 2차 저항 연산 장치의 회로도.
도 21은 도 14 또는 도 18의 2차 저항 연산 장치의 대신에 사용되는 또 다른 2차 저항 연산 장치의 회로도.
도 22는 도 16 또는 도 19의 2차 저항 연산 장치의 대신에 사용되는 또 다른 2차 저항 연산 장치의 회로도.
도 23은 도 17 또는 도 20의 2차 저항 연산 장치의 대신에 사용되는 또 다른 2차 저항 연산 장치의 회로도.
도 24는 도 14의 2차 저항 연산 장치의 대신에 사용되는 또 다른 2차 저항 연산 장치의 회로도.
도 25는 도 16의 2차 저항 연산 장치의 대신에 사용되는 또 다른 2차 저항 연산 장치의 회로도.
도 26은 도 17의 2차 저항 연산 장치의 대신에 사용되는 또 다른 2차 저항 연산 장치의 회로도.
도 27은 도 14의 2차 저항 연산 장치의 대신에 사용되는 또 다른 2차 저항 연산 장치의 회로도.
도 28은 교류 신호 발생기의 동작을 설명하기 위한 파형도.
도 29는 도 16의 2차 저항 연산 장치의 대신에 사용되는 또 다른 2차 저항 연산 장치의 회로도.
도 30은 도 17의 2차 저항 연산 장치의 대신에 사용되는 또 다른 2차 저항 연산 장치의 회로도.
도 31은 교류 전동기의 종래의 가변속 제어기의 블록도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 전력 변환기
2 : 유도 전동기
3 : 전류 검출기
4 : 속도 검출기
10, 30, 50, 60, 70 : 가변속 제어 회로
11, 71 : 기준치 발생기
12 : 속도 조절기
13 : 2차 저항 설정 장치
14 : 슬립 주파수 연산 장치
15, 32 : 가산기
16 : 적분기
17, 20, 34 : 좌표 변환기
18 : T-축 전류 조절기
19 : M-축 전류 조절기
31, 101 : 교류 신호 발생기
33 : 전압 검출기
35 : 유도 전압 연산 장치
41, 42, 43, 44, 51, 52, 53, 54, 61, 62, 63, 64 : 2차 저항 연산 장치
80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150 : 가변속 제어 회로
102, 111, 121 : 2차 저항 연산 장치
본 발명의 특징에 따르면, 교류 전동기의 가변속 제어기가 제공되고 있는데, 이 가변속 제어기는 전력 변환기로부터 공급되는 상기 교류 전동기의 실제 전압과 실제 전류를 검출하는 검출기와, 실제 전압을 M-축 전압 성분과 M-축 전압 성분에 수직인 T-축 전압 성분으로 분해하고, 실제 전류를 M-축 전류 성분과 M-축 전류 성분에 수직인 T-축 전류 성분으로 분해하는 좌표 변환기를 구비하고, 상기 M-축 성분과 상기 T-축 성분에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행하는 가변속 제어기에 있어서: 상기 전동기의 시동시에 회전 직전의 소정의 기간 중에 작은 진폭을 갖는 교류 신호를 발생하는 교류 신호 발생기와; 기준 M-축 전류치, 기준 속도치 및 기준 2차 자기 플럭스치를 발생하는 기준치 발생기와; 상기 교류 신호와 상기 기준 M-축 전류치를 가산하는 제1 가산기와; 상기 제1 가산기의 출력과 실제 M-축 전류치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 M-축 전류 조절기와; 상기 기준 속도치와 상기 교류 전동기의 실제 속도치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 속도 조절기와; 상기 속도 조절기의 출력과 실제 T-축 전류치의 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 T-축 전류 조절기와; 상기 전력 변환기의 게이트 신호를 발생하기 위해 상기 T-축 전류 조절기의 출력, 상기 M-축 전류 조절기의 출력 및 기준 위상각치에 기초하여 좌표 변환을 실행하는 좌표 변환기와; 상기 실제 M-축 전류치와 실제 M-축 전압치에 기초하여 상기 교류 전동기의 유도 M-축 전압치를 연산하는 유도 전압 연산 장치와; 상기 기준 2차 자기 플럭스치, 상기 속도 조절기의 출력 및 연산된 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 슬립 주파수를 연산하는 슬립 주파수 연산 장치와; 상기 슬립 주파수와 상기 실제 속도치를 가산하는 제2 가산기와; 상기 제2 가산기의 출력을 적분하고 상기 기준 위상각치로서 상기 적분의 결과를 출력하는 적분기와; 상기 교류 신호가 발생될 때, 상기 교류 신호, 실제 M-축 전류치 및 상기 연산된 유도 M-축 전압치가 입력되고, 고역 필터를 통과하는 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 2차 저항치를 승산하며, 상기 연산된 유도 M-축 전압치에서 상기 승산 결과를 감산하고, 오차 신호를 구하기 위해 상기 감산 결과와 상기 교류 신호를 승산하며, 신규 연산된 2차 저항치를 구하기 위해 상기 오차 신호의 적분 또는 비례 적분 연산을 실행하고, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 기억시키며, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 출력하는 2차 저항 연산 장치를 포함하며; 상기 가변속 제어기는 상기 교류 전동기가 회전할 때 상기 기억된 연산 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 교류 전동기의 가변속 제어기가 제공되고 있는데, 이 가변속 제어기는 전력 변환기로부터 공급되는 상기 교류 전동기의 실제 전압과 실제 전류를 검출하는 검출기와, 실제 전압을 M-축 전압 성분과 M-축 전압 성분에 수직인 T-축 전압 성분으로 분해하고, 실제 전류를 M-축 전류 성분과 M-축 전류 성분에 수직인 T-축 전류 성분으로 분해하는 좌표 변환기를 구비하고, 상기 M-축 성분과 상기 T-축 성분에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터를 실행하는 가변속 제어기에 있어서: 상기 전동기의 시동시에 회전 직전의 소정의 기간 중에 작은 진폭을 갖는 교류 신호를 발생하는 교류 신호 발생기와; 기준 M-축 전류치, 기준 속도치 및 기준 2차 자기 플럭스치를 발생하는 기준치 발생기와; 상기 교류 신호와 상기 기준 M-축 전류치를 가산하는 제1 가산기와; 상기 제1 가산기의 출력과 실제 M-축 전류치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 M-축 전류 조절기와; 상기 기준 속도치와 상기 교류 전동기의 실제 속도치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 속도 조절기와; 상기 속도 조절기의 출력과 실제 T-축 전류치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 T-축 전류 조절기와; 상기 전력 변환기의 게이트 신호를 발생하기 위해 상기 T-축 전류 조절기의 출력, 상기 M-축 전류 조절기의 출력 및 기준 위상각치에 기초하여 좌표 변환을 실행하는 좌표 변환기와; 상기 실제 M-축 전류치와 실제 M-축 전압치에 기초하여 상기 교류 전동기의 유도된 M-축 전압치를 연산하는 유도 전압 연산 장치와; 상기 기준 2차 자기 플럭스치, 상기 속도 조절기의 출력 및 연산된 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 슬립 주파수를 연산하는 슬립 주파수 연산 장치와; 상기 슬립 주파수와 상기 실제 속도치를 가산하는 제2 가산기와; 상기 제2 가산기의 출력을 적분하고 상기 기준 위상각치로서 상기 적분의결과를 출력하는 적분기와; 상기 교류 신호가 발생될 때 상기 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 유도 M-축 전압치가 입력되고, 고역 필터를 통과하는 상기 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 2차 저항치를 승산하며, 상기 연산된 유도 M-축 전압치에서 상기 승산의 결과를 감산하고, 오차 신호를 구하기 위해 상기 감산 결과와 고역 필터를 통과하는 상기 실제 M-축 전류치를 승산하며, 신규 연산된 2차 저항치를 구하기 위해 상기 오차 신호의 적분 또는 비례 적분 연산을 실행하고, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 기억시키며, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 출력하는 2차 저항 연산 장치를 포함하고; 상기 가변속 제어기는 상기 교류 전동기가 회전할 때 상기 기억된 연산 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 교류 전동기의 가변속 제어기가 제공되고 있는데, 이 가변속 제어기는 전력 변환기로부터 공급되는 상기 교류 전동기의 실제 전압과 실제 전류를 검출하는 검출기와, 상기 실제 전압을 M-축 전압 성분과 M-축 전압 성분에 수직인 T-축 전압 성분으로 분해하고, 상기 실제 전류를 M-축 전류 성분과 M-축 전류 성분에 수직인 T-축 전류 성분으로 분해하는 좌표 변환기를 구비하고, 상기 M-축 성분과 상기 T-축 성분에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행하는 가변속 제어기에 있어서: 상기 전동기의 시동시에 회전 직전의 소정의 기간 중에 작은 진폭을 갖는 교류 신호를 발생하는 교류 신호 발생기와; 기준 M-축 전류치, 기준 속도치 및 기준 2차 자기 플럭스치를 발생하는 기준치 발생기와; 상기 교류 신호와 상기 기준 M-축 전류치를 가산하는 제1 가산기와; 상기 제1 가산기의 출력과 실제 M-축 전류치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 M-축 전류 조절기와; 상기 기준 속도치와 상기 교류 전동기의 실제 속도치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 속도 조절기와; 상기 속도 조절기의 출력과 실제 T-축 전류치의 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 T-축 전류 조절기와; 상기 전력 변환기의 게이트 신호를 발생하기 위해 상기 T-축 전류 조절기의 출력, 상기 M-축 전류 조절기의 출력 및 기준 위상각치에 기초하여 좌표 변환을 실행하는 좌표 변환기와; 상기 실제 M-축 전류치와 실제 M-축 전압치에 기초하여 상기 교류 전동기의 유도 M-축 전압치를 연산하는 유도 전압 연산 장치와; 상기 기준 2차 자기 플럭스치, 상기 속도 조절기의 출력 및 연산된 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 슬립 주파수를 연산하는 슬립 주파수 연산 장치와; 상기 슬립 주파수와 상기 실제 속도치를 가산하는 제2 가산기와; 상기 제2 가산기의 출력을 적분하고 상기 기준 위상각치로서 상기 적분의 결과를 출력하는 적분기와; 상기 교류 신호가 발생될 때, 상기 기준 M-축 전류치, 상기 실제 M-축 전류치 및 상기 연산된 유도 M-축 전압치가 입력되고, 고역 필터를 통과하는 상기 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 2차 저항치를 승산하며, 상기 연산된 유도 M-축 전압치에서 상기 승산 결과를 감산하고, 상기 실제 M-축 전류치에서 상기 기준 M-축 전류치를 감산하며, 오차 신호를 구하기 위해 상기 감산 결과들을 승산하고, 신규 연산된 2차 저항치를 구하기 위해 상기 오차 신호의 적분 또는 비례 적분 연산을 실행하며, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 기억시키고, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 출력하는 2차 저항 연산 장치를 포함하며; 상기 가변속 제어기는 상기 교류 전동기가 회전할 때 상기 기억된 연산 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 교류 전동기의 가변속 제어기가 제공되고 있는데, 이 가변속 제어기는 전력 변환기로부터 공급되는 상기 교류 전동기의 실제 전압과 실제 전류를 검출하는 검출기와, 상기 실제 전압을 M-축 전압 성분과 M-축 전압 성분에 수직인 T-축 전압 성분으로 분해하고, 상기 실제 전류를 M-축 전류 성분과 M-축 전류 성분에 수직인 T-축 전류 성분으로 분해하는 좌표 변환기를 구비하고, 상기 M-축 성분과 상기 T-축 성분에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행하는 가변속 제어기에 있어서; 상기 전동기의 시동시에 회전 직전의 소정의 기간 중에 작은 진폭을 갖는 교류 신호를 발생하는 교류 신호 발생기와; 기준 M-축 전류치, 기준 T-축 전압치 및 기준 위상각을 발생하는 기준치 발생기와; 상기 교류 신호와 상기 기준 M-축 전류치를 가산하는 가산기와; 상기 가산기의 출력과 실제 M-축 전류치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 전류 조절기와; 상기 전력 변환기의 게이트 신호를 구하기 위해 상기 전류 조절기의 출력, 상기 기준 T-축 전압치 및 기준 위상각치에 기초하여 좌표 변환을 실행하는 좌표 변환기와; 상기 실제 M-축 전류치와 실제 M-축 전압치에 기초하여 상기 교류 전동기의 유도 M-축 전압치를 연산하는 유도 전압 연산 장치와; 상기 교류 신호가 발생될 때, 상기 교류 신호, 실제 M-축 전류치 및 상기 연산된 유도 M-축 전압치가 입력되고, 고역 필터를 통과하는 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 2차 저항치를 승산하며, 상기 연산된 유도 M-축 전압치에서 상기 승산 결과를 감산하고, 오차 신호를 구하기 위해 상기 감산 결과와 상기 교류 신호를 승산하며, 신규 연산된 2차 저항치를 구하기 위해 상기 오차 신호의 적분 또는 비례 적분 연산을 실행하고, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 기억시키며, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 출력하는 2차 저항 연산 장치를 포함하고; 상기 가변속 제어기는 상기 교류 전동기가 회전할 때 상기 기억된 연산 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 교류 전동기의 가변속 제어기가 제공되고 있는데, 이 가변속 제어기는 전력 변환기로부터 공급되는 상기 교류 전동기의 실제 전압과 실제 전류를 검출하는 검출기와, 상기 실제 전압을 M-축 전압 성분과 M-축 전압 성분에 수직인 T-축 전압 성분으로 분해하고, 상기 실제 전류를 M-축 전류 성분과 M-축 전류 성분에 수직인 T-축 전류 성분으로 분해하는 좌표 변환기를 구비하고, 상기 M-축 성분과 상기 T-축 성분에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행하는 가변속 제어기에 있어서: 상기 전동기의 시동시에 회전 직전의 소정의 기간 중에 작은 진폭을 갖는 교류 신호를 발생하는 교류 신호 발생기와; 기준 M-축 전류치, 기준 T-축 전압치 및 기준 위상각을 발생하는 기준치 발생기와; 상기 교류 신호와 상기 기준 M-축 전류치를 가산하는 가산기와; 상기 가산기의 출력과 실제 M-축 전류치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 전류 조절기와; 상기 전력 변환기의 게이트 신호를 구하기 위해 상기 전류 조절기의 출력, 상기 기준 T-축 전압치 및 기준 위상각치에 기초하여 좌표 변환을 실행하는 좌표 변환기와; 상기 실제 M-축 전류치와 실제 M-축 전압치에 기초하여 상기 교류 전동기의 유도 M-축 전압치를 연산하는 유도 전압 연산 장치와; 상기 교류 신호가 발생될 때, 상기 실제 M-축 전류치 및 상기 연산된 유도 M-축 전압치가 입력되고, 고역 필터를 통과하는 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 2차 저항치를 승산하며, 상기 연산된 유도 M-축 전압치에서 상기 승산 결과를 감산하고, 오차 신호를 구하기 위해 상기 감산 결과와 고역필터를 통과하는 실제 M-축 전류치를 승산하며, 신규 연산된 2차 저항치를 구하기 위해 상기 오차 신호의 적분 또는 비례 적분 연산을 실행하고, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 기억시키며, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 출력하는 2차 저항 연산 장치를 포함하고; 상기 가변속 제어기는 상기 교류 전동기가 회전할 때 상기 기억된 연산 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 교류 전동기의 가변속 제어기가 제공되고 있는데, 이 가변속 제어기는 전력 변환기로부터 공급되는 상기 교류 전동기의 실제 전압과 실제 전류를 검출하는 검출기와, 상기 실제 전압을 M-축 전압 성분과 M-축 전압 성분에 수직인 T-축 전압 성분으로 분해하고, 상기 실제 전류를 M-축 전류 성분과 M-축 전류 성분에 수직인 T-축 전류 성분으로 분해하는 좌표 변환기를 구비하고, 상기 M-축 성분과 상기 T-축 성분에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행하는 가변속 제어기에 있어서: 상기 전동기의 시동시에 회전 직전의 소정의 기간 중에 작은 진폭을 갖는 교류 신호를 발생하는 교류 신호 발생기와; 기준 M-축 전류치, 기준 T-축 전압치 및 기준 위상각을 발생하는 기준치 발생기와; 상기 교류 신호와 상기 기준 M-축 전류치를 가산하는 가산기와; 상기 가산기의 출력과 실제 M-축 전류치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 전류 조절기와; 상기 전력 변환기의 게이트 신호를 구하기 위해 상기 전류 조절기의 출력, 상기 기준 T-축 전압치 및 기준 위상각치에 기초하여 좌표 변환을 실행하는 좌표 변환기와; 상기 실제 M-축 전류치와 실제 M-축 전압치에 기초하여 상기 교류 전동기의 유도 M-축 전압치를연산하는 유도 전압 연산 장치와; 상기 교류 신호가 발생될 때, 상기 기준 M-축 전류치, 상기 실제 M-축 전류치 및 상기 연산된 유도 M-축 전압치가 입력되고, 고역 필터를 통과하는 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 2차 저항치를 승산하며, 상기 연산된 유도 M-축 전압치에서 상기 승산 결과를 감산하고, 상기 실제 M-축 전류치에서 상기 기준 M-축 전류치를 감산하며, 오차 신호를 구하기 위해 상기 감산 결과들을 승산하고, 신규 연산된 2차 저항치를 구하기 위해 상기 오차 신호의 적분 또는 비례 적분 연산을 실행하며, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 기억시키고, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 출력하는 2차 저항 연산 장치를 포함하고; 상기 가변속 제어기는 상기 교류 전동기가 회전할 때 상기 기억된 연산 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행한다.
2차 저항 연산 장치의 고역 필터가 연산된 2차 저항치에 기초하여 컷오프 주파수를 소정치로 조정하는 조정 수단을 포함하는 이점이 있다.
상기 2차 저항 연산 장치는 신규의 실제 M-축 전류치 또는 신규의 연산된 유도 M-축 전류치를 얻기 위해 또는 신규의 실제 및 연산된 유도 M-축 전류치를 얻기 위해 상기 실제 M-축 전류치 및 상기 연산된 유도 M-축 전류치중 하나 또는 모두를 필터링하는 하나 또는 복수 개의 고역 필터를 포함하고, 상기 하나의 신규한 전류치 또는 복수 개의 신규한 전류치에 기초하여 상기 연산된 2차 저항치를 연산하는 이점 이 있다.
상기 교류 신호 발생기는 상기 교류 신호를 상승과 하강에 동기하여 소정 시간폭을 갖는 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 발생기와, 상기 펄스 신호가 입력되고 상기 펄스 신호 발생기가 상기 펄스 신호를 발생할 때 상기 2차 저항치의 연산을 정지시키는 2차 저항 연산 장치를 포함하는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 교류 전동기의 가변속 제어기의 제1 실시예의 블록도이다. 도 1에 도 31의 것과 동일한 장치가 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 1을 참조하면, 가변속 제어 회로(30)는 기준치 발생기(11), 속도 조절기(12), 슬립 주파수 연산 장치(14), 가산기(15), 적분기(16), 좌표 변환기(17), T-축 전류 조절기(18), M-축 전류 조절기(19) 및 좌표 변환기(20)를 포함한다.
상기 가변속 제어 회로(30)는 상기 유도 전동기(2)의 시동시의 상기 유도 전동기(2)의 회전 직전에 소정의 기간 동안 작은 진폭을 갖는 교류 신호(ΔiM *)를 발생하는 교류 신호 발생기(31)와; 상기 기준치 발생기(11)로부터 공급되는 상기 기준 M-축 전류치(iM *)와 상기 교류 신호(ΔiM *)를 가산하고, 신규의 기준 M-축 전류치(iM **)를 출력하는 가산기(32)와; 상기 유도 전동기(2)의 양단에서 검출된 검출 전압치를 출력하는 전압 검출기(33)와; 전술한 기준 위상각(θ*)에 기초하여 상기 검출 전압치의 좌표 변환을 실행하고, 실제 M-축 전압치(VM)를 출력하는 좌표 변환기(34)와; 상기 실제 M-축 전압치(VM)와 상기 좌표 변환기(17)로부터 공급되는 실제 M-축 전류치(iM)에 기초하여 연산된 유도 M-축 전압치(eM *)를 연산하는 유도 전압 연산 장치(35)와; 상기 교류 신호(ΔiM *)가 발생될 때, 상기 교류 신호(ΔiM *), 연산된 유도 M-축 전압치(eM *) 및 실제 M-축 전류치(iM)에 기초하여 상기 연산된 2차 저항(R2 **)을 연산하고, 연산될 때 매시간 상기 연산된 2차 저항(R2 **)을 기억시키며, 상기 기억된 연산 2차 저항(R2 **)을 출력하는 2차 저항 연산 장치(41,42,43,44) 중 어느 하나의 2차 저항 연산 장치도 포함한다.
도 2는 본 발명에 따르는 교류 전동기의 가변속 제어기의 제 2 실시예의 블록도이다. 도 2에서 도 1의 것과 동일한 장치에는 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 2를 참조하면, 가변속 제어 회로(50)는 기준치 발생기(11), 속도 조절기(12), 슬립 주파수 연산 장치(14), 가산기(15), 적분기(16), 좌표 변환기(17), T-축 전류 조절기(18), M-축 전류 조절기(19), 좌표 변환기(20), 교류 신호 발생기(31), 가산기(32), 전압 검출기(33), 좌표 변환기(34) 및 유도 전압 연산 장치(35)를 포함한다. 상기 가변속 제어 회로(50)는 교류 신호(ΔiM *)가 발생될 때 연산된 유도 M-축 전압치(eM *)와 실제 M-축 전류치(iM)에 기초하여 연산된 2차 저항(R2 **)을 연산하고, 연산될 때 매시간 상기 연산된 2차 저항(R2 **)을 기억시키며, 상기 기억된 연산 2차 저항(R2 **)을 출력하는 2차 저항 연산 장치(51,52,53,54)중 어느 하나의 2차 저항 연산 장치도 포함한다.
도 3은 본 발명에 따르는 교류 전동기의 가변속 제어기의 제 3 실시예의 블록도이다. 도 3에서 도 1의 것과 동일한 장치에는 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 3을 참조하면, 가변속 제어 회로(60)는 기준치 발생기(11), 속도 조절기(12), 슬립 주파수 연산 장치(14), 가산기(15), 적분기(16), 좌표 변환기(17), T-축 전류 조절기(18), M-축 전류 조절기(19), 좌표 변환기(20), 교류 신호 발생기(31), 가산기(32), 전압 검출기(33), 좌표 변환기(34) 및 유도 전압 연산 장치(35)를 포함한다. 상기 가변속 제어 회로(60)는 교류 신호(ΔiM *)가 발생될 때, 기준 M-축 전류치(iM *), 연산된 유도 M-축 전압치(eM *) 및 실제 M-축 전류치(iM)에 기초하여 연산된 2차 저항(R2 **)을 연산하고, 연산될 때 매시간 상기 연산된 2차 저항(R2 **)을 기억시키며, 상기 기억된 연산 2차 저항(R2 **)을 출력하는 2차 저항 연산 장치(61,62,63,64) 중 어느 하나의 2차 저항 연산 장치도 포함한다.
도 4는 본 발명에 따르는 교류 전동기의 가변속 제어기의 제 4 실시예의 블록도이다. 도 4에서 도 1의 것과 동일한 장치에는 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 4를 참조하면, 가변속 제어 회로(70)는 소정의 기준 M-축 전류치(iM *), 기준 T-축 전압치(vT *) 및 기준 위상각(θ*)을 발생하는 기준치 발생기(71)와; 상기 기준 위상각(θ*)에 기초하여 좌표 변환을 실행하는 좌표 변환기(17)와; M-축 전류 조절기(19)와; 상기 M-축 전류 조절기(19)로부터 출력되는 기준 M-축 전압치(vM *), 기준 T-축 전압치(vT *) 및 기준 위상각(θ*)에 기초하여 좌표 변환을 실행하는 좌표 변환기(20)와; 교류 신호 발생기(31)와; 상기 기준 M-축 전류치(iM *)와 상기 교류 신호(ΔiM *)를 가산하고, 신규의 기준 M-축 전류치(iM **)를 출력하는 가산기(32)와; 전압 검출기(33)와; 기준 위상각(θ*)에 기초하여 좌표 변환을 실행하고, 실제 M-축 전압치(VM)를 출력하는 좌표 변환기(34)와; 유도 전압 연산 장치(35)와; 2차 저항 연산 장치(41,42,43,44) 중 어느 하나의 2차 저항 연산 장치도 포함한다.
도 5는 본 발명에 따른 교류 전동기의 가변속 제어기의 제5 실시예의 블록도이다. 도 5에서 도 2 또는 도 4의 것과 동일한 장치에는 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 5를 참조하면, 가변속 제어 회로(80)는 기준치 발생기(71)와; 좌표 변환기(17)와; M-축 전류 조절기(19)와; 좌표 변환기(20)와; 교류 신호 발생기(31)와; 가산기(32)와; 전압 검출기(33)와; 좌표 변환기(34)와; 유도 전압 연산 장치(35)와; 2차 저항 연산 장치(51,52,53,54) 중 어느 하나의 2차 저항 연산 장치를 포함한다.
도 6은 본 발명에 따른 교류 전동기의 가변속 제어기의 제6 실시예의 블록도이다. 도 6에서 도 3 또는 도 4의 것과 동일한 장치에는 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 6을 참조하면, 가변속 제어 회로(90)는 기준치 발생기(71)와; 좌표 변환기(17)와; M-축 전류 조절기(19)와; 좌표 변환기(20)와; 교류 신호 발생기(31)와; 가산기(32)와; 전압 검출기(33)와; 좌표 변환기(34)와; 유도 전압 연산 장치(35)와; 2차 저항 연산 장치(61,62,63,64) 중 어느 하나의 2차 저항 연산 장치를 포함한다.
도 7은 본 발명에 따른 교류 전동기의 가변속 제어기의 제7 실시예의 블록도이다. 도 7에서 도 1의 것과 동일한 장치에는 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 7을 참조하면, 가변속 제어 회로(100)는 기준치 발생기(11), 속도 조절기(12), 슬립 주파수 연산 장치(14), 가산기(15), 적분기(16), 좌표 변환기(17), T-축 전류 조절기(18), M-축 전류 조절기(19), 좌표 변환기(20), 가산기(32), 전압 검출기(33), 좌표 변환기(34) 및 유도 전압 연산 장치(35)를 포함한다. 상기 가변속 제어 회로(100)는 상기 유도 전동기(2)의 시동시의 상기 유도 전동기(2)의 회전 직전에 소정의 기간 동안 작은 진폭을 갖는 교류 신호(ΔiM *)를 발생하고, 상기 교류 신호(ΔiM *)의 상승과 하강에 동기하여 소정의 시간폭을 갖는 펄스 신호를 발생하는 교류 신호 발생기(101)와; 상기 펄스 신호가 존재하지 않을 때, 상기 교류 신호(ΔiM *), 유도 M-축 전압치(eM *) 및 실제 M-축 전류치(iM)에 기초하여 상기 연산된 2차 저항(R2 **)을 연산하고, 연산될 때 매시간 상기 연산된 2차 저항(R2 **)을 기억시키며, 상기 기억된 연산 2차 저항(R2 **)을 출력하는 2차 저항 연산 장치(102)도 포함한다.
도 8은 본 발명에 따르는 교류 전동기의 가변속 제어기의 제 8 실시예의 블록도이다. 도 8에서 도 1의 것과 동일한 장치에는 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 8을 참조하면, 가변속 제어 회로(110)는 기준치 발생기(11), 속도 조절기(12), 슬립 주파수 연산 장치(14), 가산기(15), 적분기(16), 좌표 변환기(17), T-축 전류 조절기(18), M-축 전류 조절기(19), 좌표 변환기(20), 가산기(32), 전압 검출기(33), 좌표 변환기(34), 유도 전압 연산 장치(35) 및 교류 신호 발생기(101)를 포함한다. 상기 가변속 제어 회로(110)는 상기 교류 신호 발생기(101)로부터 발생된 펄스 신호가 존재하지 않을 때, 상기 연산된 유도 M-축전압치(eM *) 및 실제 M-축 전류치(iM)에 기초하여 연산된 2차 저항(R2 **)를 연산하고, 연산될 때 매시간 상기 연산된 2차 저항(R2 **)을 기억시키며, 상기 펄스 신호가 존재할 때 상술된 연산을 정지시키고, 상기 기억된 연산 2차 저항(R2 **)을 출력하는 2차 저항 연산 장치(111)도 포함한다.
도 9는 본 발명에 따르는 교류 전동기의 가변속 제어기의 제 9 실시예의 블록도이다. 도 9에서 도 1의 것과 동일한 장치에는 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 9를 참조하면, 가변속 제어 회로(120)는 기준치 발생기(11), 속도 조절기(12), 슬립 주파수 연산 장치(14), 가산기(15), 적분기(16), 좌표 변환기(17), T-축 전류 조절기(18), M-축 전류 조절기(19), 좌표 변환기(20), 가산기(32), 전압 검출기(33), 좌표 변환기(34), 유도 전압 연산 장치(35) 및 교류 신호 발생기(101)를 포함한다. 상기 가변속 제어 회로(110)는 상기 교류 신호 발생기(101)로부터 발생된 펄스 신호가 존재하지 않을 때, 상기 기준 M-축 전류치(iM *), 연산된 유도 M-축 전압치(eM *) 및 실제 M-축 전류치(iM)에 기초하여 연산된 2차 저항(R2 **)를 연산하고, 연산될 때 매시간 상기 연산된 2차 저항(R2 **)을 기억시키며, 상기 펄스 신호가 존재할 때 상술된 연산을 정지시키고, 상기 기억된 연산 2차 저항(R2 **)을 출력하는 2차 저항 연산 장치(121)를 또한 포함한다.
도 10은 본 발명에 따르는 교류 전동기의 가변속 제어기의 제 10 실시예의 블록도이다. 도 10에서 도 4 또는 도 7의 것과 동일한 장치에는 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 10을 참조하면, 가변속 제어 회로(130)는 기준치 발생기(71), 좌표 변환기(17), M-축 전류 조절기(19), 좌표 변환기(20), 가산기(32), 전압 검출기(33), 좌표 변환기(34), 유도 전압 연산 장치(35), 교류 신호 발생기(101) 및 2차 저항 연산 장치(102)를 포함한다.
도 11은 본 발명에 따르는 교류 전동기의 가변속 제어기의 제 11 실시예의 블록도이다. 도 11에서 도 5 또는 도 8의 것과 동일한 장치에는 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 11을 참조하면, 가변속 제어 회로(140)는 기준치 발생기(71), 좌표 변환기(17), M-축 전류 조절기(19), 좌표 변환기(20), 가산기(32), 전압 검출기(33), 좌표 변환기(34), 유도 전압 연산 장치(35), 교류 신호 발생기(101) 및 2차 저항 연산 장치(111)를 포함한다.
도 12는 본 발명에 따르는 교류 전동기의 가변속 제어기의 제 12 실시예의 블록도이다. 도 12에서 도 6 또는 도 9의 것과 동일한 장치에는 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 12를 참조하면, 가변속 제어 회로(150)는 기준치 발생기(71), 좌표 변환기(17), M-축 전류 조절기(19), 좌표 변환기(20), 가산기(32), 전압 검출기(33), 좌표 변환기(34), 유도 전압 연산 장치(35), 교류 신호 발생기(101) 및 2차 저항 연산 장치(121)를 포함한다.
도 4 내지 도 6 및 도 10 내지 도 12의 가변속 제어기는 통칭 속도-센서없는 횡벡터 제어를 실행한다.
이제, 본 발명의 가변속 제어기의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 아래에 설명할 것이다.
도 13은 유도 전동기(2)의 시동시에 유도 전동기(2)의 회전 직전의, 즉, 유도 전동기(2)의 직류 여자 상태일 때의 등가 회로이다.
상기 실제 M-축 전류치(IM)에서 상기 실제 유도 M-축 전류치(EM)까지의 전달 함수(EM(s)/IM(s))는 아래 수학식 2로 표시된다.
Figure pat00002
여기에서, τ2(=LM/R2)는 2차 시간 상수이고, LM은 여자 인덕턴스이며, R2는 2차 저항치이다.
수학식 2의 역 라플라스 변환에 의해, 실제 유도 M-축 전압치(eM)과 실제 M-축 전류치(iM) 사이의 관계가 아래의 수학식 3으로 표시된다.
Figure pat00003
도 14는 도 1 및 도 4에 도시되어 있는 가변속 제어기에 사용되는 2차 저항 연산 장치(41)의 회로도이다.
상기 교류 신호(ΔiM *), 실제 M-축 전류치(iM) 및 연산된 유도 M-축 전압치(eM *)는 2차 저항 연산 장치(41)에 입력된다. 상기 2차 저항 연산 장치(41)는 고역 필터(41a), 승산기(41b), 가산기(41c), 승산기(41d), 조정 회로(41e) 및 기억 회로(41f)를 포함한다. 상기 승산기(41b)는 상기 실제 M-축 전류치(iM)가 상기 고역 필터(41a)를 통과하도록 함으로써 얻어지는 값(iM')과 상기 연산된 2차 저항(R2 **)을 승산한다. 상기 가산기(41c)는 상기 연산된 유도 M-축 전압치(eM *)로부터 상기 승산기(41b)의 출력을 감산함으로써 값(eM')을 계산한다. 상기 승산기(41d)는 상기 값(eM')과 상기 교류 신호(ΔiM *)를 승산함으로써 오차 신호(ε)를 얻는다. 상기 기억 회로(41f)는 상기 오차 신호(ε)의 적분 또는 비례 적분 연산에 의해 상기 조정 회로(41e)에서 얻어진 값을 신규의 2차 저항(R2 **)으로 기억시킨다. 상기 기억회로(41f)는 상기 신규의 2차 저항(R2 **)이 얻어질 때마다 상기 신규의 2차 저항(R2 **)을 출력한다.
상기 2차 저항 연산 장치(41)의 동작을 아래에 설명할 것이다.
아래의 설명을 간단히 하기 위해, 상기 고역 필터(41a)의 컷오프 주파수(fc)에 대응하는 시간 상수(1/2πfc)는 2차 시간 상수(τ2)와 동일한 것으로 가정한다. 이어서, 상술한 eM'는 아래의 수학식 4로 표시된다.
Figure pat00004
수학식 4에 수학식 3을 대입함으로써, eM'는 아래 수학식 5로 표시된다.
Figure pat00005
상기 iM이 직류량일 때 정적 상태에서 eM'가 0이지만, eM'는 도 1 내지 도 6에 도시되어 있는 교류 신호 발생기(31)로부터의 교류 신호(ΔiM *)에 의해 야기되는 교류 성분(ΔiM)에 기인하여 과도적으로 변화한다. 이어서, 아래의 관계가 도 15에 도시되어 있는 그 동작 파형이 eM'와 ΔiM사이에 유지된다.
R2 **>R2인 경우, eM'와 ΔiM은 반대 부호이다(도 15의 (d) 참조).
R2 **<R2인 경우, eM'와 ΔiM은 동일 부호이다(도 15의 (c) 참조).
따라서, 승산기(41d)에서 ΔiM *(도 15의 (a) 참조)와 같은 ΔiM과 동일 부호를 갖는 신호 또는 ΔiM과 eM'와의 승산에 의해 얻어지는 오차 신호(ε)는 아래의 관계를 갖는다.
R2 **>R2인 경우, ε<0.
R2 **<R2인 경우, ε>0.
상기 조정 회로(41e)는 아래 수학식 6에 의해 기술되는 동작을 실행한다.
Figure pat00006
여기에서, KP는 비례 시간 상수이고, KI는 적분 시간 상수이다. 상기 조정 회로(41e)가 적분 연산만을 실행하는 경우, 수학식 6의 KP는 0으로 설정된다.
상기 2차 저항 연산 장치(41)에서 상기 수학식 6을 연산함으로써, 상기 연산된 2차 저항(R2 **)는 상기 2차 저항(R2)에 수속(收束)한다.
도 1 내지 도 12의 유도 전압 연산 장치(35)는 아래 수학식 7에 의해 기술되는 연산을 실행한다.
Figure pat00007
여기에서, R1 *는 도 13의 등가 회로에서의 유도 전동기(2)의 1차 저항(R1)에 기초하는 1차 저항의 설정치이고, Lσ*는 도 13의 등가 회로에서의 유도 전동기(2)의 누설 인덕턴스(Lσ)에 기초하는 누설 인덕턴스의 설정치이다.
도 16은 도 2 및 도 5에 도시되어 있는 가변속 제어기에 사용되는 2차 저항 연산 장치(51)의 회로도이다. 도 16에서 도 14의 것과 동일한 구성 장치에는 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
실제 M-축 전류치(iM) 및 연산된 유도 M-축 전압치(eM *)는 2차 저항 연산 장치(51)에 입력된다. 상기 2차 저항 연산 장치(51)는 고역 필터(41a), 승산기(41b), 가산기(41c), 승산기(51a), 조정 회로(41e) 및 기억 회로(41f)를 포함한다. 상기 승산기(41b)는 상기 고역 필터(41a)를 통과하는 실제 M-축 전류치(iM)를 생성함으로써 얻어지는 값(iM')과 상기 연산된 2차 저항(R2 **)을 승산한다. 상기 가산기(41c)는 상기 연산된 유도 M-축 전압치(eM *)로부터 상기 승산기(41b)의 출력을 감산함으로써 값(eM')을 계산한다. 상기 승산기(51a)는 상기 값(eM')과 상술한 값(iM')을 승산함으로써 오차 신호(ε)를 얻는다. 상기 기억 회로(41f)는 상기 오차 신호(ε)의 적분 또는 비례 적분 연산에 의해 상기 조정 회로(41e)에서 얻어진 값을 신규의 2차 저항(R2 **)으로 기억시킨다. 상기 기억 회로(41f)는 상기 신규의 2차 저항(R2 **)이 얻어질 때마다 상기 신규의 2차 저항(R2 **)을 출력한다.
상기 2차 저항 연산 장치(51)는 상기 승산기(51a)에서의 iM'와 같은 ΔiM과 동일한 부호를 갖는 신호 또는 ΔiM과 수학식 6을 참조하여 설명된 eM'을 승산함으로써 오차 신호(ε)를 얻고, 상기 오차 신호(ε)가 입력되는 상기 조정 회로(41e)내의 2차 저항(R2)로 상기 연산된 2차 저항(R2 **)을 수속하게 한다.
도 17은 도 3 및 도 6에 도시되어 있는 가변속 제어기에 사용되는 2차 저항 연산 장치(61)의 회로도이다. 도 17에서 도 14의 것과 동일한 구성 장치에는 동일 참조 번호로 표시되어 있다.
기준 M-축 전류치(iM *), 실제 M-축 전류치(iM) 및 연산된 유도 M-축 전압치(eM *)가 상기 2차 저항 연산 장치(61)로 입력된다. 상기 2차 저항 연산 장치(61)는 고역 필터(41a), 승산기(41b), 가산기(41c), 다른 가산기(61a), 승산기(61b), 조정 회로(41e) 및 기억 회로(41f)를 포함한다. 상기 승산기(41b)는 상기 고역 필터(41a)를 통과하는 실제 M-축 전류치(iM)를 생성함으로써 얻어지는값(iM')과 상기 연산된 2차 저항(R2 **)을 승산한다. 상기 가산기(41c)는 상기 연산된 유도 M-축 전압치(eM *)로부터 상기 승산기(41b)의 출력을 감산함으로써 값(eM')을 계산한다. 상기 가산기(61a)는 상기 실제 M-축 전류치(iM)로부터 상기 기준 M-축 전류치(iM *)를 감산한다. 상기 승산기(61b)는 상기 값(eM')과 상기 가산기(61a)의 출력을 승산함으로써 오차 신호(ε)를 얻는다. 상기 기억 회로(41f)는 상기 오차 신호(ε)의 적분 또는 비례 적분 연산에 의해 상기 조정 회로(41e)에서 얻어진 값을 신규의 2차 저항(R2 **)으로 기억시킨다. 상기 기억 회로(41f)는 상기 신규의 2차 저항(R2 **)이 얻어질 때마다 상기 신규의 2차 저항(R2 **)을 출력한다.
상기 2차 저항 연산 장치(61)는 수학식 5를 참조하여 설명된 eM'와 ΔiM또는 상기 승산기(61b)내의 상기 가산기(61a)의 출력과 같은 ΔiM과 동일 부호의 신호를 승산함으로써 상기 오차 신호(ε)를 얻고, 상기 연산된 2차 저항(R2 **)이 상기 오차 신호(ε)가 입력되는 상기 조정 회로(41e)의 상기 2차 저항(R2)에 수속하게 한다.
도 4 내지 도 6의 2차 저항 연산 장치는 통칭 속도-센서없는 횡벡터 제어를 실행한다. 상기 기준 T-축 전압치(vT *)와 상기 기준치 발생기(71)이 공급하는 기준위상각(θ*)를 발생하기 위해 상기 2차 저항 연산 장치로부터 상기 유도 전동기(2)의 2차 저항(R2)으로 출력되는 상기 연산된 2차 저항(R2 **)을 수속하게 할 필요가 있다는 것은 당업자에게 공지되어 있다.
상술한 2차 저항 연산 장치(41,51,61)에서 상기 고역 필터(41a)의 컷오프 주파수(fc)에 대응하는 시간 상수(1/2 πfc)는 상기 2차 시간 상수(τ2)와 동일하도록 설정된다. 상기 시간 상수(1/2 πfc)는 아래에 설명되는 바와 같이 상기 2차 시간 상수(τ2)와 동일하게 되도록 자동적으로 조정될 수 있다.
도 18은 도 14의 2차 저항 연산 장치(41) 대신에 사용되는 다른 2차 저항 연산 장치(42)의 회로도이다.
도 18을 참조하면, 상기 연산된 2차 저항(R2 **)과 상기 여자 인덕턴스(LM)의 설정치의 역수를 승산함으로써 얻어지는 값은 상기 2차 저항 연산 장치(42)의 상기 상수 이득 회로(42b)에 의한 상기 2차 시간 상수(1/τ2)의 역수와 동일하게 된다. 상기 2차 저항 연산 장치(42)는 이 τ2에 기초하여 고역 필터(42a)의 컷오프 주파수(fc)에 대응하는 시간 상수(1/2 πfc= τ2 *)를 조정한다.
상기 고역 필터(42a)의 출력(iM')은 아래 수학식 8로 표시된다.
Figure pat00008
도 19는 도 16의 2차 저항 연산 장치(51) 대신에 사용되는 다른 2차 저항 연산 장치(52)의 회로도이다.
상기 2차 저항 연산 장치(52)는 상기 2차 저항 연산 장치(52)가 상기 고역 필터(42a)와 상기 상수 이득 회로(42b)를 사용하는 상술한 τ2에 기초하여 상기 고역 필터(42a)의 컷오프 주파수(fc)를 설정하는 것을 제외하고는 상기 2차 저항 연산 장치(51)와 동일한 방식으로 동작한다.
도 20은 도 17의 2차 저항 연산 장치(61) 대신에 사용되는 다른 2차 저항 연산 장치(62)의 회로도이다.
상기 2차 저항 연산 장치(62)는 상기 고역 필터(42a)와 상기 상수 이득 회로(42b)를 사용하는 상술한 τ2에 기초하여 상기 고역 필터(42a)의 컷오프 주파수(fc)를 설정하는 것을 제외하고는 상기 2차 저항 연산 장치(61)와 동일한 방식으로 동작한다.
도 21은 도 14 또는 도 18의 2차 저항 연산 장치(41 또는 42) 대신에 사용되는 또 다른 2차 저항 연산 장치(43)의 회로도이다.
상기 2차 저항 연산 장치(43)는 상기 가산기(43a)의 실제 M-축 전류치(iM)로부터 1/LM의 적분 이득을 갖는 적분기(43b)에서 승산기(41b)의 출력(R2 **×iM')을 적분함으로써 얻어지는 값을 감산한다. 상기 2차 저항 연산 장치(43)는 상기 가산기(43a)의 출력을 iM'로 설정함으로써 수학식 8을 이해하기 위한 고역 필터(42a)의 기능을 얻는다.
도 22는 도 16 또는 도 19의 2차 저항 연산 장치(51 또는 52) 대신에 사용되는 또 다른 2차 저항 연산 장치의 회로도이다. 상기 2차 저항 연산 장치(53)는 상기 가산기(43a)와 적분기(43b)에 의해 상기 고역 필터(42a)의 기능을 얻는다.
도 23은 도 17 또는 도 20의 2차 저항 연산 장치(61 또는 62) 대신에 사용되는 또 다른 2차 저항 연산 장치(63)의 회로도이다. 상기 2차 저항 연산 장치(63)는 상기 가산기(43a) 및 적분기(43b)에 의해 상기 고역 필터(42a)의 기능을 얻는다.
이하, 입력 신호의 오프셋을 야기하는 직류 성분을 제거하기 위해 상기 고역 필터를 통과하는 오차 신호(ε)를 발생시키는 각 입력 신호중 적어도 하나를 생성함으로써 상기 연산된 2차 저항(R2 **)을 더 정확하게 얻는 것이 용이한 2차 저항 연산 장치가 설명될 것이다.
도 24는 도 14의 2차 저항 연산 장치(41) 대신에 사용되는 추가의 2차 저항 연산 장치의 회로도이다.
도 24를 참조하면, 고역 필터(44a,44b)가 승산기(41d)로 입력되는 신호로 부터 직류 성분을 제거하기 위해 승산기(41d)의 입력측에 삽입된다.
상기 고역 필터(44a,44b)는 2차 저항 연산 장치(42,43)의 승산기(41d)의 입력측에 삽입될 수도 있다.
도 25는 도 16의 2차 저항 연산 장치(51) 대신에 사용되는 추가의 2차 저항 연산 장치(54)의 회로도이다.
도 25를 참조하면, 고역 필터(54a,54b)가 승산기(51a)로 입력되는 신호로 부터 직류 성분을 제거하기 위해 승산기(51a)의 입력측에 삽입된다.
상기 고역 필터(54a,54b)는 2차 저항 연산 장치(52,53)의 승산기(51a)의 입력측에 삽입될 수도 있다.
도 26은 도 17의 2차 저항 연산 장치(61) 대신에 사용되는 추가의 2차 저항 연산 장치(64)의 회로도이다.
도 26을 참조하면, 고역 필터(64a,64b)가 승산기(61b)로 입력되는 신호로 부터 직류 성분을 제거하기 위해 승산기(61b)의 입력측에 삽입된다.
상기 고역 필터(64a,64b)는 2차 저항 연산 장치(62,63)의 승산기(61b)의 입력측에 삽입될 수도 있다.
도 7 내지 도 12의 가변속 제어기의 교류 신호 발생기(101)와 2차 저항 연산 장치(102,111,121)이 이하 상세하게 설명된다.
도 27은 2차 저항 연산 장치(102)의 회로도이다. 도 27에서 도 14의 것과 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 부호로 표시되어 있다.
도 27을 참조하면, 상기 2차 저항 연산 장치(102)에는 조정 회로(41e)의 대용으로 조정 회로(102a)가 구비되어 있다.
상기 2차 저항 연산 장치(102)의 동작은 상기 교류 신호 발생기(101)의 동작을 설명하기 위한 파형을 도시하는 도 28을 참조하여 설명될 것이다.
상기 유도 전압 연산 장치(35)는 상기 교류 신호 발생기(101)가 출력하는 도 28의 (a)에 도시되어 있는 교류 신호(ΔiM *)에 기초하여 실제 유도 전압치(eM *)를 출력하도록 상술한 수학식 7을 연산한다. 수학식 7의 우측의 제 3 항이 미분항이기 때문에, 과도적 오차가 상기 교류 신호(ΔiM *)의 상승 및 하강에서 실제 유도 전압치(eM *)에 기인될 수 있다. 상기 과도적 오차를 방지하기 위해, 상기 조정 회로(102a)에 의해 행해지는 수학식 6의 연산은 도 28의 (b)에 도시되어 있는 바와 같은 펄스 신호에 의해 기간(Td) 동안 정지된다.
도 18, 도 21 및 도 24에 도시되어 있는 2차 저항 연산 장치의 조정 회로(41e)는 조정 회로(102a)로 대체될 수 있다.
도 29는 2차 저항 연산 장치(111)의 회로도이다. 도 29에서 도 16의 것과 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 29를 참조하면, 상기 2차 저항 연산 장치(111)에는 조정 회로(41e)의 대용인 조정 회로(102a)가 구비되어 있다.
도 19, 도 22 및 도 25에 도시되어 있는 2차 저항 연산 장치의 조정 회로(41e)는 조정 회로(102a)로 대체될 수 있다.
도 30은 2차 저항 연산 장치(121)의 회로도이다. 도 30에서 도 17의 것과 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 30을 참조하면, 상기 2차 저항 연산 장치(121)에는 조정 회로(41e)의 대용인 조정 회로(102a)가 구비되어 있다.
도 20, 도 23 및 도 26에 도시되어 있는 2차 저항 연산 장치의 조정 회로(41e)는 조정 회로(102a)로 대체될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 2차 저항 연산 장치는 유도 전동기의 회전 직전의 직류 여자 기간중의 수초동안 여자 전류상으로 교류 신호 발생기로부터 공급된 작은 진폭을 갖는 교류 신호에 기초하여 변동 전류를 중첩함으로써 상기 전동기의 2차 저항을 정확하게 연산하는 것이 용이하다. 상기 전동기의 가변속 제어는 연산된 2차 저항에 기초한 횡벡터 제어에 의해 적절하게 행해질 수 있다.

Claims (24)

  1. 전력 변환기로부터 공급되는 교류 전동기의 실제 전압과 실제 전류를 검출하는 검출기와, 상기 실제 전압을 M-축 전압 성분과 상기 M-축 전압 성분에 수직인 T-축 전압 성분으로 분해하고 상기 실제 전류를 M-축 전류 성분과 상기 M-축 전류 성분에 수직인 T-축 전류 성분으로 분해하는 좌표 변환기를 구비하며, 상기 M-축 성분과 상기 T-축 성분에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행하는 교류 전동기의 가변속 제어 장치에 있어서:
    상기 전동기의 시동시에 회전 직전의 소정의 기간 중에 작은 진폭을 갖는 교류 신호를 발생하는 교류 신호 발생기와;
    기준 M-축 전류치, 기준 속도치 및 기준 2차 자기 플럭스치를 발생하는 기준치 발생기와;
    상기 교류 신호와 상기 기준 M-축 전류치를 가산하는 제 1 가산기와;
    상기 제 1 가산기의 출력과 상기 실제 M-축 전류치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 M-축 전류 조절기와;
    상기 기준 속도치와 상기 교류 전동기의 실제 속도치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 속도 조절기와;
    상기 속도 조절기의 출력과 상기 실제 T-축 전류치의 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 T-축 전류 조절기와;
    상기 T-축 전류 조절기의 출력, 상기 M-축 전류 조절기의 출력 및 기준 위상각치에 기초하여 좌표 변환을 실행하고, 그것에 의해 상기 전력 변환기의 게이트 신호를 발생하는 좌표 변환기와;
    상기 실제 M-축 전류치와 상기 실제 M-축 전압치에 기초하여 상기 교류 전동기의 유도 M-축 전압치를 연산하는 유도 전압 연산 장치와;
    상기 기준 2차 자기 플럭스치, 상기 속도 조절기의 출력 및 연산된 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 슬립 주파수를 연산하는 슬립 주파수 연산 장치와;
    상기 슬립 주파수와 상기 실제 속도치를 가산하는 제 2 가산기와;
    상기 제 2 가산기의 출력을 적분하고, 상기 적분의 결과를 상기 기준 위상각치로 출력하는 적분기와;
    상기 교류 신호가 발생될 때, 상기 교류 신호, 실제 M-축 전류치 및 상기 연산된 유도 M-축 전압치가 입력되고, 고역 필터를 통과하는 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 2차 저항치를 승산하며, 상기 연산된 유도 M-축 전압치에서 상기 승산 결과를 감산하고, 상기 감산 결과와 상기 교류 신호를 승산하여 그것에 의해 오차 신호를 구하며, 상기 오차 신호의 적분 또는 비례 적분 연산을 실행하여 그것에 의해 신규 연산된 2차 저항치를 구하고, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 기억시키며, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 출력하는 2차 저항 연산 장치를 포함하며;
    상기 교류 전동기가 회전할 때 상기 기억된 연산 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  2. 전력 변환기로부터 공급되는 교류 전동기의 실제 전압과 실제 전류를 검출하는 검출기와, 상기 실제 전압을 M-축 전압 성분과 상기 M-축 전압 성분에 수직인 T-축 전압 성분으로 분해하고 상기 실제 전류를 M-축 전류 성분과 상기 M-축 전류 성분에 수직인 T-축 전류 성분으로 분해하는 좌표 변환기를 구비하며, 상기 M-축 성분과 상기 T-축 성분에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터를 실행하는 교류 전동기의 가변속 제어 장치에 있어서:
    상기 전동기의 시동시에 회전 직전의 소정의 기간 중에 작은 진폭을 갖는 교류 신호를 발생하는 교류 신호 발생기와;
    기준 M-축 전류치, 기준 속도치 및 기준 2차 자기 플럭스치를 발생하는 기준치 발생기와;
    상기 교류 신호와 상기 기준 M-축 전류치를 가산하는 제 1 가산기와;
    상기 제 1 가산기의 출력과 상기 실제 M-축 전류치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 M-축 전류 조절기와;
    상기 기준 속도치와 상기 교류 전동기의 실제 속도치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 속도 조절기와;
    상기 속도 조절기의 출력과 상기 실제 T-축 전류치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 T-축 전류 조절기와;
    상기 T-축 전류 조절기의 출력, 상기 M-축 전류 조절기의 출력 및 기준 위상각치에 기초하여 좌표 변환을 실행하고, 그것에 의해 상기 전력 변환기의 게이트 신호를 발생하는 좌표 변환기와;
    상기 실제 M-축 전류치와 상기 실제 M-축 전압치에 기초하여 상기 교류 전동기의 유도된 M-축 전압치를 연산하는 유도 전압 연산 장치와;
    상기 기준 2차 자기 플럭스치, 상기 속도 조절기의 출력 및 연산된 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 슬립 주파수를 연산하는 슬립 주파수 연산 장치와;
    상기 슬립 주파수와 상기 실제 속도치를 가산하는 제 2 가산기와;
    상기 제 2 가산기의 출력을 적분하고, 상기 적분의 결과를 상기 기준 위상각치로 출력하는 적분기와;
    상기 교류 신호가 발생될 때 상기 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 유도 M-축 전압치가 입력되고, 고역 필터를 통과하는 상기 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 2차 저항치를 승산하며, 상기 연산된 유도 M-축 전압치에서 상기 승산의 결과를 감산하고, 상기 감산 결과와 고역 필터를 통과하는 상기 실제 M-축 전류치를 승산하여 그것에 의해 오차 신호를 구하며, 상기 오차 신호의 적분 또는 비례 적분 연산을 실행하여 그것에 의해 신규 연산된 2차 저항치를 구하고, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 기억시키며, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 출력하는 2차 저항 연산 장치를 포함하고;
    상기 교류 전동기가 회전할 때 상기 기억된 연산 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  3. 전력 변환기로부터 공급되는 교류 전동기의 실제 전압과 실제 전류를 검출하는 검출기와, 상기 실제 전압을 M-축 전압 성분과 상기 M-축 전압 성분에 수직인 T-축 전압 성분으로 분해하고 상기 실제 전류를 M-축 전류 성분과 상기 M-축 전류 성분에 수직인 T-축 전류 성분으로 분해하는 좌표 변환기를 구비하며, 상기 M-축 성분과 상기 T-축 성분에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터를 실행하는 교류 전동기의 가변속 제어 장치에 있어서:
    상기 전동기의 시동시에 회전 직전의 소정의 기간 중에 작은 진폭을 갖는 교류 신호를 발생하는 교류 신호 발생기와;
    기준 M-축 전류치, 기준 속도치 및 기준 2차 자기 플럭스치를 발생하는 기준치 발생기와;
    상기 교류 신호와 상기 기준 M-축 전류치를 가산하는 제 1 가산기와;
    상기 제 1 가산기의 출력과 상기 실제 M-축 전류치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 M-축 전류 조절기와;
    상기 기준 속도치와 상기 교류 전동기의 실제 속도치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 속도 조절기와;
    상기 속도 조절기의 출력과 실제 T-축 전류치의 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 T-축 전류 조절기와;
    상기 T-축 전류 조절기의 출력, 상기 M-축 전류 조절기의 출력 및 기준 위상각치에 기초하여 좌표 변환을 실행하고, 그것에 의해 상기 전력 변환기의 게이트 신호를 발생하는 좌표 변환기와;
    상기 실제 M-축 전류치와 상기 실제 M-축 전압치에 기초하여 상기 교류 전동기의 유도 M-축 전압치를 연산하는 유도 전압 연산 장치와;
    상기 기준 2차 자기 플럭스치, 상기 속도 조절기의 출력 및 연산된 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 슬립 주파수를 연산하는 슬립 주파수 연산 장치와;
    상기 슬립 주파수와 상기 실제 속도치를 가산하는 제 2 가산기와;
    상기 제 2 가산기의 출력을 적분하고, 상기 적분의 결과를 상기 기준 위상각치로 출력하는 적분기와;
    상기 교류 신호가 발생될 때, 상기 기준 M-축 전류치, 상기 실제 M-축 전류치 및 상기 연산된 유도 M-축 전압치가 입력되고, 고역 필터를 통과하는 상기 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 2차 저항치를 승산하며, 상기 연산된 유도 M-축 전압치에서 상기 승산 결과를 감산하고, 상기 실제 M-축 전류치에서 상기 기준 M-축 전류치를 감산하며, 상기 감산 결과들을 승산하여 그것에 의해 오차 신호를 구하고, 상기 오차 신호의 적분 또는 비례 적분 연산을 실행하여 그것에 의해 신규 연산된 2차 저항치를 구하며, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 기억시키고, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 출력하는 2차 저항 연산 장치를 포함하며;
    상기 교류 전동기가 회전할 때 상기 기억된 연산 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  4. 전력 변환기로부터 공급되는 교류 전동기의 실제 전압과 실제 전류를 검출하는 검출기와, 상기 실제 전압을 M-축 전압 신분과 상기 M-축 전압 성분에 수직인T-축 전압 성분으로 분해하고 상기 실제 전류를 M-축 전류 성분과 상기 M-축 전류 성분에 수직인 T-축 전류 성분으로 분해하는 좌표 변환기를 구비하며, 상기 M-축 성분과 상기 T-축 성분에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터를 실행하는 교류 전동기의 가변속 제어 장치에 있어서:
    상기 전동기의 시동시에 회전 직전의 소정의 기간 중에 작은 진폭을 갖는 교류 신호를 발생하는 교류 신호 발생기와;
    기준 M-축 전류치, 기준 T-축 전압치 및 기준 위상각을 발생하는 기준치 발생기와;
    상기 교류 신호와 상기 기준 M-축 전류치를 가산하는 가산기와;
    상기 가산기의 출력과 상기 실제 M-축 전류치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 전류 조절기와;
    상기 전류 조절기의 출력, 상기 기준 T-축 전압치 및 상기 기준 위상각치에 기초하여 좌표 변환을 실행하고, 그것에 의해 상기 전력 변환기의 게이트 신호를 구하는 좌표 변환기와;
    상기 실제 M-축 전류치와 상기 실제 M-축 전압치에 기초하여 상기 교류 전동기의 유도 M-축 전압치를 연산하는 유도 전압 연산 장치와;
    상기 교류 신호가 발생될 때, 상기 교류 신호, 상기 실제 M-축 전류치 및 상기 연산된 유도 M-축 전압치가 입력되고, 고역 필터를 통과하는 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 2차 저항치를 승산하며, 상기 연산된 유도 M-축 전압치에서 상기 승산 결과를 감산하고, 상기 감산 결과와 상기 교류 신호를 승산하여 그것에 의해오차 신호를 구하며, 상기 오차 신호의 적분 또는 비례 적분 연산을 실행하여 그것에 의해 신규 연산된 2차 저항치를 구하고, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 기억시키며, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 출력하는 2차 저항 연산 장치를 포함하고;
    상기 교류 전동기가 회전할 때 상기 기억된 연산 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치,
  5. 전력 변환기로부터 공급되는 교류 전동기의 실제 전압과 실제 전류를 검출하는 검출기와, 상기 실제 전압을 M-축 전압 성분과 상기 M-축 전압 성분에 수직인 T-축 전압 성분으로 분해하고 상기 실제 전류를 M-축 전류 성분과 상기 M-축 전류 성분에 수직인 T-축 전류 성분으로 분해하는 좌표 변환기를 구비하며, 상기 M-축 성분과 상기 T-축 성분에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터를 실행하는 교류 전동기의 가변속 제어 장치에 있어서:
    상기 전동기의 시동시에 회전 직전의 소정의 기간 중에 작은 진폭을 갖는 교류 신호를 발생하는 교류 신호 발생기와;
    기준 M-축 전류치, 기준 T-축 전압치 및 기준 위상각을 발생하는 기준치 발생기와;
    상기 교류 신호와 상기 기준 M-축 전류치를 가산하는 가산기와;
    상기 가산기의 출력과 상기 실제 M-축 전류치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 전류 조절기와;
    상기 전류 조절기의 출력, 상기 기준 T-축 전압치 및 상기 기준 위상각치에기초하여 좌표 변환을 실행하고, 그것에 의해 상기 전력 변환기의 게이트 신호를 구하는 좌표 변환기와;
    상기 실제 M-축 전류치와 상기 실제 M-축 전압치에 기초하여 상기 교류 전동기의 유도 M-축 전압치를 연산하는 유도 전압 연산 장치와;
    상기 교류 신호가 발생될 때, 상기 실제 M-축 전류치 및 상기 연산된 유도 M-축 전압치가 입력되고, 고역 필터를 통과하는 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 2차 저항치를 승산하며, 상기 연산된 유도 M-축 전압치에서 상기 승산 결과를 감산하고, 상기 감산 결과와 상기 고역 필터를 통과하는 상기 실제 M-축 전류치를 승산하여 그것에 의해 오차 신호를 구하며, 상기 오차 신호의 적분 또는 비례 적분 연산을 실행하여 그것에 의해 신규 연산된 2차 저항치를 구하고, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 기억시키며, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 출력하는 2차 저항 연산 장치를 포함하고;
    상기 교류 전동기가 회전할 때 상기 기억된 연산 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  6. 전력 변환기로부터 공급되는 교류 전동기의 실제 전압과 실제 전류를 검출하는 검출기와, 상기 실제 전압을 M-축 전압 성분과 상기 M-축 전압 성분에 수직인 T-축 전압 성분으로 분해하고 상기 실제 전류를 M-축 전류 성분과 상기 M-축 전류 성분에 수직인 T-축 전류 성분으로 분해하는 좌표 변환기를 구비하며, 상기 M-축 성분과 상기 T-축 성분에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터를 실행하는 교류 전동기의 가변속 제어 장치에 있어서:
    상기 전동기의 시동시에 회전 직전의 소정의 기간 중에 작은 진폭을 갖는 교류 신호를 발생하는 교류 신호 발생기와;
    기준 M-축 전류치, 기준 T-축 전압치 및 기준 위상각을 발생하는 기준치 발생기와;
    상기 교류 신호와 상기 기준 M-축 전류치를 가산하는 가산기와;
    상기 가산기의 출력과 상기 실제 M-축 전류치 사이의 차의 조절 연산을 실행하는 전류 조절기와;
    상기 전류 조절기의 출력, 상기 기준 T-축 전압치 및 상기 기준 위상각치에 기초하여 좌표 변환을 실행하고, 그것에 의해 상기 전력 변환기의 게이트 신호를 구하는 좌표 변환기와;
    상기 실제 M-축 전류치와 상기 실제 M-축 전압치에 기초하여 상기 교류 전동기의 유도 M-축 전압치를 연산하는 유도 전압 연산 장치와;
    상기 교류 신호가 발생될 때, 상기 기준 M-축 전류치, 상기 실제 M-축 전류치 및 상기 연산된 유도 M-축 전압치가 입력되고, 고역 필터를 통과하는 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 2차 저항치를 승산하며, 상기 연산된 유도 M-축 전압치에서 상기 승산 결과를 감산하고, 상기 실제 M-축 전류치에서 상기 기준 M-축 전류치를 감산하며, 상기 감산 결과들을 승산하여 그것에 의해 오차 신호를 구하고, 상기 오차 신호의 적분 또는 비례 적분 연산을 실행하여 그것에 의해 신규 연산된 2차 저항치를 구하며, 상기 신규 연산된 2차 저항치를 기억시키고, 상기 신규 연산된 2차저항치를 출력하는 2차 저항 연산 장치를 포함하며;
    상기 교류 전동기가 회전할 때 상기 기억된 연산 2차 저항치에 기초하여 상기 교류 전동기의 횡벡터 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 2차 저항 연산 장치의 상기 고역 필터는 상기 연산된 2차 저항치에 기초하여 컷오프 주파수를 소정치로 조정하는 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 2차 저항 연산 장치의 상기 고역 필터는 상기 연산된 2차 저항치에 기초하여 컷오프 주파수를 소정치로 조정하는 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기 2차 저항 연산 장치의 상기 고역 필터는 상기 연산된 2차 저항치에 기초하여 컷오프 주파수를 소정치로 조정하는 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  10. 제4항에 있어서, 상기 2차 저항 연산 장치의 상기 고역 필터는 상기 연산된 2차 저항치에 기초하여 컷오프 주파수를 소정치로 조정하는 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  11. 제5항에 있어서, 상기 2차 저항 연산 장치의 상기 고역 필터는 상기 연산된 2차 저항치에 기초하여 컷오프 주파수를 소정치로 조정하는 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  12. 제6항에 있어서, 상기 2차 저항 연산 장치의 상기 고역 필터는 상기 연산된 2차 저항치에 기초하여 컷오프 주파수를 소정치로 조정하는 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 2차 저항 연산 장치는 상기 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 유도 M-축 전류치 중 어느 하나 또는 모두를 필터링하여 신규의 실제 M-축 전류치 또는 신규의 연산된 유도 M-축 전류치를 구하거나 또는 신규의 실제 및 연산된 유도 M-축 전류치를 구하는 하나 또는 복수 개의 고역 필터를 포함하고, 상기 하나의 신규 전류치 또는 복수 개의 신규 전류치에 기초하여 상기 연산된 2차 저항치를 연산하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  14. 제2항에 있어서, 상기 2차 저항 연산 장치는 상기 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 유도 M-축 전류치 중 어느 하나 또는 모두를 필터링하여 신규의 실제 M-축 전류치 또는 신규의 연산된 유도 M-축 전류치를 구하거나 또는 신규의 실제 및 연산된 유도 M-축 전류치를 구하는 하나 또는 복수 개의 고역 필터를 포함하고, 상기 하나의 신규 전류치 또는 복수 개의 신규 전류치에 기초하여 상기 연산된 2차 저항치를 연산하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  15. 제3항에 있어서, 상기 2차 저항 연산 장치는 상기 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 유도 M-축 전류치 중 어느 하나 또는 모두를 필터링하여 신규의 실제 M-축 전류치 또는 신규의 연산된 유도 M-축 전류치를 구하거나 또는 신규의 실제 및 연산된 유도 M-축 전류치를 구하는 하나 또는 복수 개의 고역 필터를 포함하고, 상기 하나의 신규 전류치 또는 복수 개의 신규 전류치에 기초하여 상기 연산된 2차 저항치를 연산하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  16. 제4항에 있어서, 상기 2차 저항 연산 장치는 상기 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 유도 M-축 전류치중 어느 하나 또는 모두를 필터링하여 신규의 실제 M-축 전류치 또는 신규의 연산된 유도 M-축 전류치를 구하거나 또는 신규의 실제 및 연산된 유도 M-축 전류치를 구하는 하나 또는 복수 개의 고역 필터 또는 고역 필터를 포함하고, 상기 하나의 신규 전류치 또는 복수 개의 신규 전류치에 기초하여 상기 연산된 2차 저항치를 연산하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  17. 제5항에 있어서, 상기 2차 저항 연산 장치는 상기 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 유도 M-축 전류치중 어느 하나 또는 모두를 필터링하여 신규의 실제 M-축 전류치 또는 신규의 연산된 유도 M-축 전류치를 구하거나 또는 신규의 실제 및 연산된 유도 M-축 전류치를 구하는 하나 또는 복수 개의 고역 필터를 포함하고, 상기하나의 신규 전류치 또는 복수 개의 신규 전류치에 기초하여 상기 연산된 2차 저항치를 연산하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  18. 제6항에 있어서, 상기 2차 저항 연산 장치는 상기 실제 M-축 전류치와 상기 연산된 유도 M-축 전류치중 어느 하나 또는 모두를 필터링하여 신규의 실제 M-축 전류치 또는 신규의 연산된 유도 M-축 전류치를 구하거나 또는 신규의 실제 및 연산된 유도 M-축 전류치를 구하는 하나 또는 복수 개의 고역 필터를 포함하고, 상기 하나의 신규 전류치 또는 복수 개의 신규 전류치에 기초하여 상기 연산된 2차 저항치를 연산하는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 교류 신호 발생기는 상기 교류 신호의 상승 및 하강과 동기하는 소정 시간폭을 갖는 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 발생기를 포함하며, 상기 펄스 신호는 상기 2차 저항 연산 장치에 입력되고, 상기 2차 저항 연산 장치는 상기 펄스 신호 발생기가 상기 펄스 신호를 발생시킬 때 상기 2차 저항치의 연산을 정지시키는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  20. 제2항에 있어서, 상기 교류 신호 발생기는 상기 교류 신호의 상승 및 하강과 동기하는 소정 시간폭을 갖는 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 발생기를 포함하며, 상기 펄스 신호는 상기 2차 저항 연산 장치에 입력되고, 상기 2차 저항 연산 장치는 상기 펄스 신호 발생기가 상기 펄스 신호를 발생시킬 때 상기 2차 저항치의 연산을 정지시키는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  21. 제3항에 있어서, 상기 교류 신호 발생기는 상기 교류 신호의 상승 및 하강과 동기하는 소정 시간폭을 갖는 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 발생기를 포함하며, 상기 펄스 신호는 상기 2차 저항 연산 장치에 입력되고, 상기 2차 저항 연산 장치는 상기 펄스 신호 발생기가 상기 펄스 신호를 발생시킬 처 상기 2차 저항치의 연산을 정지시키는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  22. 제4항에 있어서, 상기 교류 신호 발생기는 상기 교류 신호의 상승 및 하강과 동기하는 소정 시간폭을 갖는 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 발생기를 포함하며, 상기 펄스 신호는 상기 2차 저항 연산 장치에 입력되고, 상기 2차 저항 연산 장치는 상기 펄스 신호 발생기가 상기 펄스 신호를 발생시킬 때 상기 2차 저항치의 연산을 정지시키는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  23. 제5항에 있어서, 상기 교류 신호 발생기는 상기 교류 신호의 상승 및 하강과 동기하는 소정 시간폭을 갖는 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 발생기를 포함하며, 상기 펄스 신호는 상기 2차 저항 연산 장치에 입력되고, 상기 2차 저항 연산 장치는 상기 펄스 신호 발생기가 상기 펄스 신호를 발생시킬 때 상기 2차 저항치의 연산을 정지시키는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
  24. 제6항에 있어서, 상기 교류 신호 발생기는 상기 교류 신호의 상승 및 하강과 동기하는 소정 시간폭을 갖는 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 발생기를 포함하며, 상기 펄스 신호는 상기 2차 저항 연산 장치에 입력되고, 상기 2차 저항 연산 장치는 상기 펄스 신호 발생기가 상기 펄스 신호를 발생시킬 때 상기 2차 저항치의 연산을 정지시키는 것을 특징으로 하는 가변속 제어 장치.
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