KR100679360B1 - 브러쉬리스 모터 제어를 위한 위상선도 각도 최적화 시스템 - Google Patents

브러쉬리스 모터 제어를 위한 위상선도 각도 최적화 시스템 Download PDF

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웨이브크레스트 래버러토리스, 엘엘씨
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Abstract

각 위상 권선에 전압을 인가하도록 제어 신호를 생성하기 위한 컨트롤러를 구비한 다상 영구자석 모터에 대한 제어 시스템. 컨트롤러는 역 기전력에 대해 위상선도 각도만큼 앞선 위상 전류의 값을 결정하기 위한 전류 값 계산기와 모터의 출력 토크를 최대화하며 위상 전류를 최소화하도록 최적화된 위상선도 각도를 생성하기 위한 위상선도 최적화 회로를 포함한다. 위상 선도 최적화 회로는 모터의 각 위상에 대한 최적화된 위상선도 각도를 결정한다

Description

브러쉬리스 모터 제어를 위한 위상선도 각도 최적화 시스템 {PHASE ADVANCE ANGLE OPTIMIZATION FOR BRUSHLESS MOTOR CONTROL}
본 발명은 진행 중인 2001년 4월 5일 출원된 Mslov et al.의 미국 출원 번호 09/826,423, 진행 중인 2001년 4월 5일 출원된 Mslov et al.의 미국 출원 번호 09/826,422, 2001년 10월 1일 출원된 Mslov et al.의 미국 출원 번호 09/966,102, 2001년 11월 27일 출원된 Pyntikov et al.의 미국 출원 번호 09/993,596 및 2002년 6월 19일 출원된 Mslov et al.의 미국 출원 번호 10/173,610에 관련된 문제를 포함하고, 모두 본 발명에 양도되었다. 이들 출원에 개시된 내용은 본 발명의 참조로서 편입된다.
본 발명은 회전식 전기 모터에 관한 것으로서, 특히 브러쉬리스 영구 자석 모터를 제어하기 위하여 위상선도 각도(phase advance angle)를 최적화하는 것이다.
상기 함께 진행중인 특허출원들은 효율적 전기 모터 드라이브를 개발하는 과제를 기술한다. 모터 권선(motor windings)에 전기적으로 제어되어 펄스화된 전압을 함으로써 모터 특성을 유연하게 관리할 수 있다. 펄스 폭, 작업량 주기, 적절한 고정자 권선에 에너지 소스를 바뀌어 적용하는 것 등을 조절함으로써, 기능적으로 더 많은 다양성을 얻을 수 있다. 이러한 권선과 함께 영구자석을 사용하는 것은 전류 소비를 제한한 경우에 이점이 있다.
차량 운전 시 최소 전력소비에서 최대 토크 출력 능력을 유지하면서, 넓은 속도 범위에서 부드럽게 동작하도록 하는 것은 가장 바람직하다. 상기 진행중인 출원들에서 기술된 모터 구조 배열은 이러한 목표에 기여한다. 증가된 자속 밀도를 제공하기 위하여 전자석 코어 세그먼트는 환형 링에 격리되어 자기적으로 투자할 수 있는 구조로 구성될 수 있다. 전자석 코어 세그먼트의 격리는 자속 손실이나 다른 자석 요소의 유해한 트랜스포머 간섭 효과(transformer interference effects)를 최소화하여 자기 코어에서 자속의 개별집중을 허용한다.
브러쉬리스 모터(bruchless motor) 운용에서 정밀하게 조정된 성능은 전류 피드백 요소와 결합된 비선형 피드포워드 보상(nonlinear feedforward compensation)의 결합과 관련한다. 그러나, 피드포워드 보상 표현은 일반적으로 도 1의 개별적 모터 위상에 대한 등가 회로도에서 기술된 위상 저항(phase resistance), 위상 자기 인덕턴스(phase self-inductance) 그리고 이와 유사한 다양한 매개변수에 크게 의존한다. Vi(t)는 각각의 위상 전압 입력값으로 정의하며, Ri는 위상 당(當)(per-phase) 권선 저항으로 정의하고, Li는 위상 당 자기 인덕턴스를 나타낸다. Ei(t)는 위상 당 모터의 저항하는 역 기전력 전압을 나타내며, 다음의 식으로 근사 값을 얻을 수 있다.
Figure 112005042035070-pct00001
여기서, Kei는 위상 당 역 기전력 계수를 정의하고,
Figure 112005042035070-pct00002
(t)는 회전자 속도를 나타내며, Nr은 영구자석 쌍(pair)의 수를 정의하고,
Figure 112005042035070-pct00003
i(t)는 i번째 위상 권선과 회전자 기준점 사이의 상대적 변위를 나타낸다.
전압 Vi(t)는 다음과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112005042035070-pct00004
Figure 112005042035070-pct00005
여기서,
Vi(t)는 권선을 지나는 전압;
Ii(t)는 위상 전류;
Ri는 권선 저항;
Ei(t)는 역 기전력;
Li는 권선 자기 인덕턴스; 및
Ns는 고정자 위상 권선의 수이다.
전압 Vi(t)는 제한된 전압을 갖는 정류된 DC 전원에 의해 공급된다. 역 기전력은 모터 속도에 비례하기 때문에, 특정 속도 이상에서 위상 전류 Ii(t)의 제한이 있다.
공극(air gap)에서 자기 자속 분포(magnetic flux distribution)를 사인 곡 선으로 가정하면, 역 기전력과 위상 전류의 정상파(steady-state) 행동은 다음과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112005042035070-pct00006
Figure 112005042035070-pct00007
Figure 112005042035070-pct00008
그리고 전체 평균 토크는
Figure 112005042035070-pct00009
여기서,
Nr는 PM 극 쌍(pole pair)의 수;
Kei는 역 기전력 계수;
Figure 112005042035070-pct00010
는 회전자 속도;
Figure 112005042035070-pct00011
i는 회전자 구조에 의존한 오프셋 각도;
Figure 112005042035070-pct00012
는 전체 평균 토크 출력; 및
Kei는 토크 계수이다.
따라서, 토크 출력은 또한 전력 공급의 제약조건에 의해 제한된다. 위상선도(phase advance) 제어 기술은 최대 전력 공급 전압에 의해 제한된 동작 속도 범위를 확장하기 위해서 사용되었다. 역 기전력과 같은 위상의 사인곡선형 전기자(armature) 전류(또는 위상 전류)를 형성하는 대신, 전기자 전류의 위상 각도는 역 기전력보다 선행된다.
예를 들면, Henry et al의 미국 특허 6,373,211은 사인곡선으로 여기된 영구자석 모터에 대한 동작 속도 범위를 확장시키는 방법을 기술하고 있다. 이 방법은 감소된 위상 전류에서 동작의 확장된 속도 범위를 이루도록 위상선도를 이용한다. 이런 확장된 속도 범위는 전류 벡터와 역 기전력 벡터 사이의 위상선도 각도(phase advance angle)
Figure 112005042035070-pct00013
를 조절함으로써 제공된다. 미리 계산된 한 세트의 표는 다른 속도에서 다른 토크 값을 저장하기 위해 사용된다. 전류 위상선도 각도는 토크 명령(torque command)과 측정된 속도에 기초하여 계산된다.
그러나, Henry et al. 기술은 최소 위상 전류를 갖는 최대 토크 출력을 얻기 위하여 최적화된 위상선도 각도의 값을 만들지는 않는다. 대신, 최대 토크 Tmax 설정하는 것을 개시한다. 이후, 속도
Figure 112005042035070-pct00014
와 요구되거나 명령된 토크 Tcmd를 읽는다. 만약 명령 토크 Tcmd가 그 속도
Figure 112005042035070-pct00015
에서 가능한 최대 토크 Tmax보다 크면, 그 명령 토크 Tcmd는 감소 된다. 위상선도 각도는 명령 토크 Tcmd의 감소된 값에 대해 계산된다. 따라서, 종래의 위상선도 기술은 감소된 위상 전류에서 확장된 동작 속도 범위를 얻기 위한 위상선도 각도를 제공한다. 그러나, 이런 종래기술은 전력 소비를 최소화하도록 위상선도 각도와 위상 전류의 크기를 최적화하는 것을 가르치지 않는다.
전력 능력이 탑재된 공급에 의해 제한된 차량 운전 환경에서, 최소 전력 소비에서 최대 토크 출력을 얻는 것이 가장 바람직하다. 상기 진행중인 출원에서 기술된 모터 구조 배열은 이러한 목적에 기여한다. 그런 출원에서 기술된 것처럼, 증 가된 자속 밀도를 제공하기 위하여 전자석 코어 세그먼트는 환형 링에 격리되어 자기적으로 투자할 수 있는 구조로 구성될 수 있다.
따라서, 모터가 최소 전력 소비에서 증가된 토크 출력을 전달하도록 위상선도 최적화의 필요성은 존재한다.
더욱이, 종래 위상선도 기술은 다상 모터의 각 위상에 대한 위상선도 최적화를 제공하지 않는다. 그러나, 역학적 또는 제조적 허용 오차(mechanical/manufacturing tolerance)와 다른 구조적 특성에 의해 영향을 받는 현상 때문에, 각 모터 위상은 각 회로 요소에 대한 범위 값으로 나타날 것이다. 회로 매개변수의 크기에 영향을 미칠 수 있는 요소들은 전자석 코어의 순 자속 연동 장치와; 전기적 회로에 대한 코어의 인덕턴스에서 요동과; 단면적과 권선 장력과 같은 제조 허용 오차 상 변화에 때문에 위상 권선의 저항의 변화와; (물질 등급과 그것의 처리 및 마무리 히스토리에 관련된) 코어의 투자율(permeability)의 변화와; (균일하거나 뒤섞여 감긴) 위상 권선 기술이나 각 고정자 코어에서 코일의 구조 품질과; 전자석 및 영구자석 상호작용의 위치(즉, 자기 회로의 투자도)와; 영구자석 회전자 자석 하부 어셈블리에 종속하는 공극 자속 밀도의 변화와; 자속 밀도 잔류물과; 외부 자기장에 의한 자기장 바이어스와; 코일의 형태(직사각형, 원형 또는 나선형)와; 코일에서 얻어지는 권선 요소와; 코어의 단면 허용치에 대체될 수 있는 코어 입체에서 얻어지는 제조 허용 오차와; 코일을 통하여 감긴 유효 길이를 포함한다.
일반적으로, 모터 제어 방법은 전체 모터에 매개변수가 균일하다고 가정한 다. 하나의 중간 매개변수 값은 모터의 회로 요소를 대표한다. 이런 매개변수 방법은 개별적 위상 보상 과정 내에서 매개변수 값의 미스매치(mismatch)에 의해 제어 방법의 과도한 보상이나 부족한 보상 때문에 종종 추적 성능에 열화를 유도한다. 이와 같이 가정된 매개변수는 자발적 강자성체로 격리된 코어 요소로서 구비된 고정자 구조와 심지어 크게 불일치 하는 경향이 있다.
따라서, 최소 전력 소비에서 모터 토크 출력을 극대화하기 위하여 위상선도 각도의 최적화와 위상 전류 크기의 최적화를 만드는 위상선도 최적화 기술에 대한 필요성은 존재하고, 그리고 개별 위상 권선과 고정자 위상 요소 구조의 매개변수 변화의 원인이 된다.
본 발명은 함께 출원중인 발명에서 기술된 분리되고 강자성체로 격리된 개별적 고정자 코어 요소 구조를 유지하면서, 이런 필요사항을 수행한다. 개별적 위상 회로 요소에 대해 출력 토크를 최대화하고 위상 전류를 최소화하는 위상선도 각도 최적화 방법을 실현하기 위한 본 발명은 각 위상 제어 회로가 그것에 대응하는 권선과 구조에 거의 일치하도록 하여 특정 사용자에 의해 고 정밀 제어능력이 요구된 토크에 대한 최적 토크 제어 방법을 제공한다. 이러한 능력은 역 기전력에 대해 위상선도 각도만큼 앞선 위상 전류의 값을 결정하기 위한 전류 값 계산기와 모터의 출력 토크를 최대화하며 위상 전류를 최소화하도록 최적화된 위상선도 각도의 값을 생성하기 위하여 위상선도 최적화 회로를 포함하는 위상 권선에 전압을 인가하도록 제어 신호를 생성하기 위한 컨트롤러를 성립시킴으로써, 적어도 부분적으로는, 얻을 수 있다.
위상선도 최적화 프로세스는 권선 리액턴스, 토크 계수 및 각 위상과 관련된 위상 종속 역 기전력을 포함하는 위상 종속 매개변수에 기초하여 개별 위상 권선과 고정자 위상 요소 구조에서 매개변수 변화의 원인이 되도록 모터의 각 위상에 대해 수행될 수 있다. 컨트롤러는 특정 위상 매개변수가 각각이 생성된 제어 전압 출력을 대체하는 통합 실행 구조에서 작동될 수 있다. 대안적으로, 컨트롤러는 각 고정자 위상에 대한 개별적 제어 회로에 의해 제공될 수 있다. 각 위상 회로 구조는 각각의 위상 권선에 대한 제어 신호를 생성하도록 특정 위상에 대한 위상선도 각도의 최적 값을 이용한다.
위상선도 최적화 회로는 주어진 속도에 대해 최대 토크 값을 결정하기 위한 제 1 최적화 섹션과 위상선도 각도의 최적 값과 위상 전류의 최적 크기를 생성하기 위한 최대 토크 값에 반응하는 제 2 최적화 섹션을 포함할 수 있다. 제 2 최적화 섹션은 주어진 속도와 사용자에 의해 요구된 토크에 대한 위상 전류를 최소화한다.
본 발명의 방법에 따르면, 코어 요소에 형성된 다수의 고정자 위상 권선과 회전자를 구비한 다상 모터의 실시간 제어를 위한 방법에 있어서,
희망 토크를 표현한 토크 명령 신호를 입력하는 단계와,
희망 토크를 얻기 위해 요구된 위상 전류를 결정하는 단계와,
희망 토크를 얻기 위하여 각 권선에 전압을 인가하도록 요구된 제어 전압을 위상 전류에 기초하여 결정하는 단계와,
만약 요구된 제어 전압이 공급 전력 전압을 초과하면, 역 기전력에 대해 위상선도 각도만큼 위상 전류의 위상을 선도하는 단계와,
모터의 출력 토크를 최대화하고 위상 전류를 최소화하기 위하여 최적화된 위상선도 각도를 희망 토크에 기초하여 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
최적 위상선도 각은 희망 토크와 모터 속도에 반응하여 참조표를 사용하여 결정될 수 있다.
본 발명의 모터 제어는 다양하게 설계하는 모터에 이점을 제공하고, 각각의 고정 위상 요소가 강자성체로 격리된 고정자 전기자석과, 서로 직접적인 접촉으로부터 분리되고 개별적 위상 권선으로 형성된 전자석 코어 요소를 포함하는 모터에 적용될 수 있다.
본 발명은 특히 전기 견인 제어 동작과 같은 다양한 사용자 입력을 추적하도록 의도된 모터에 적용하는데 장점이 있다. 토크 명령 입력 신호에 반응하여 각각의 위상 희망 전류 궤도는 각 위상에 대해 특정 매개변수를 포함하는 식에 따라 컨트롤러에 의해 선택된다.
본 발명의 다른 장점은 본 발명을 수행하여 예기된 최선 실시 예를 단순히 설명하여 본 발명의 바람직한 실시예만 도시되고 기술되어 있는 후술하는 상세한 설명으로부터 당업자라면 자명하게 이해될 것이다. 이와 같이 이해될 수 있는 것처럼, 본 발명은 다른 실시 예도 가능할 것이고, 이것의 여러 설명들은 본 발명에서 벗어남 없이 다양하고 명백한 관점에 변경이 가능할 것이다. 따라서, 도면과 설명은 제한적이지 않고, 사실상 기술적인 것으로 간주 될 것이다.
도 1은 개별 모터 위상에 대한 등가 회로도.
도 2는 본 발명에 따른 모터 제어 시스템의 블록도.
도 3은 도 2의 시스템에 의해 제어된 모터의 개별 고정자 코어 세그먼트 권선에 대한 스위치 세트와 드라이버의 부분적 회로도.
도 4는 도 2의 제어 시스템에서 사용되기 적합한 모터 구조의 3차원 단면도.
도 5는 위상선도 각도를 가질 때와 없을 때의 토크-속도 특성을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 위상선도 기술을 도시하는 회로도.
도 7은 도 2의 제어 시스템에서 사용되기 위한 토크 제어 방법을 도시하는 블록도.
도 8은 도 7의 위상선도 각도 최적화 블록을 도시하는 블록도.
도 9 및 10은 도 8의 제 1 최적화 섹션에 의해 수행된 위상선도 각도의 최적화를 도시한 도면들.
도 11 및 12는 도 8의 제 2 최적화 섹션에 의해 수행된 위상선도 각도의 최적화를 도시한 도면들.
도 13은 도 7의 컨트롤러 방법의 변화를 도시하는 부분 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 모터 제어 시스템의 블록도이다. 다상 모터(10)은 회전자 (20)과 고정자(30)를 포함한다. 고정자는 전기적 스위치 세트(42)를 경유하여 DC 전원( 40)으로부터 공급된 전류를 구동시켜 스위치 가능하도록 전력이 인가되는 다수의 위상 권선을 갖는다. 스위치 세트는 게이트 드라이버(46)를 경유하여 컨트롤러(44)에 연결된다. 컨트롤러(44)는 하나 이상의 유저 입력과 동작 중 감지된 모터 상태에 대한 다수의 입력을 갖는다. 각 위상 권선에서 전류는 컨트롤러(44)에 제공되는 다수의 전류 센서 48 출력의 각각에 의해 감지된다. 이러한 목적 또는 대안으로서 컨트롤러는 다수의 입력을 가질 수 있고, 전류 센서로부터 신호는 다중화되고 하나의 컨트롤러 입력에 연결될 수 있다. 회전자 위치 센서(47)는 컨트롤러(44)에 위치 신호를 제공하도록 그것의 다른 입력에 연결된다. 또한, 위치 센서의 출력은 컨트롤러(44)의 다른 입력에 인가토록 하기 위하여 위치 신호를 속도 신호로 변환하는 속도 근사기(50)에 적용된다. 순서 컨트롤러는 Texas Instrument의 디지털 신호 프로세서 TMS320LF2407APG와 같은 마이크로 프로세서나 동등한 마이크로 컨트롤러를 포함할 수 있다. 스위치 세트는 International Rectifier IRFIZ48N-ND와 같은 다수의 모오스펫(MOSFET) H-브리지를 포함할 수 있다. 게이트 드라이버는 Intersil MOSFET 게이트 드라이버 HIP40821B를 포함할 수 있다. 위치 센서는 홀 효과 장치(Allegro Microsystems 92B5308), 거대 자기 저항(GMR) 센서, 전기 용량의 회전자 센서, 리드 스위치, 비정질 센서를 포함하는 펄스 와이어 센서, 해결기, 광 센서 등의 어느 공지된 감지부를 포함할 수 있다. F. W. Bell SM-15와 같은 홀 현상 (Hall Effect) 전류 센서는 전류 센서(48)에 이용될 수 있다. 속도 감지기( 50)은 감지된 각 위치 신호의 시간에 대한 미분의 근사값을 제공한다.
도 3은 개별 고정자 코어 세그먼트 권선에 대한 스위치 세트와 구동기의 부 분적 회로도이다. 고정자 위상 권선(34)는 4 개의 FET의 브리지 회로에서 연결된다. 이것은 예를 들면 바이폴라 트랜지스터(bipolar transistors)와 같은 다양하게 알려진 전자적 스위칭 요소 중 어떤 것이든 적절한 방향에서 구동 전류를 고정자 권선(34)으로 향하게 하는데 사용될 수 있을 것으로 이해된다. FET(53)과 FET(55)는 전원의 맞은 편에 직렬로 연결되고, FET(54)와 FET(56)도 직렬로 연결된다. 고정자 권선(34)은 두 직렬 FET 회로의 연결 노드 사이에 결합된다. 게이트 드라이버(46)는 활성 신호가 FET의 게이트 단자에 적용되도록 순서 컨트롤러 44로부터 접수된 제어 신호에 반응한다. FET(53)과 FET(56)은 일 방향의 모터 전류 흐름에 동시에 활성화된다. FET(54)와 FET(55)은 반대 방향의 전류 흐름에 동시에 활성화된다. 게이트 드라이버(46)은 둘 중 하나로 순서 컨트롤러(44)와 통합될 수 있다.
본 발명의 모터는 예를 들면, 자동차, 모터사이클, 자전거 또는 이와 유사한 차량 바퀴를 구동하는데 사용되는데 적합하다. 도 4는 고정자가 고정 샤프트에 단단하게 장착되고 바퀴를 구동시키기 위한 회전자에 의해 둘러싸여 차량 바퀴 내에 구비될 수 있는 모터 구조의 단면도이다. 모터(10)는 방사형 공극에 의해 고정자로부터 분리된 환형 영구자석 회전자(20)를 포함한다. 회전자와 고정자는 중심이 고정 샤프트에 위치된 회전자의 회전 축에 대해 동심원으로 구성된다. 고정자는 강자성체로 격리된 다수의 요소 또는 고정자 그룹을 포함한다. 서로 직접 접촉되는 것으로부터 분리되어 자기적으로 투자 가능한 물질로 만들어진 코어 세그먼트(32)는 각 극에 형성된 각각의 권선 부분(34)을 갖는다. 이런 예로서, 공극의 주변을 따라 두 개의 돌출된 전자석으로 이루어진 7개 고정자 그룹은 도시되어 있다. 회전자는 공극 주위에 분포되고 환형 후면 플레이트(24)에 부착된 다수의 영구자석(22)를 포함한다. 이런 구조를 구체화하는 모터에 대한 더 자세한 논의는 위에서 언급된 Maslov et al.의 09/966,102 출원을 참조한다. 그러나, 차량 환경은 본 발명의 모터가 적용될 수 있는 다양한 특별한 적용들 중 단지 예에 불과한 것으로 이해되어야 한다. 또한, 아래에서 더욱 자세히 설명되는 본 발명의 개념은 모든 위상 권선을 지지하는 단일 고정자 코어를 포함하는 다른 영구자석 구조에 적용될 수 있다.
차량 구동 적용 예에서, 컨트롤러에 대한 하나의 사용자 입력은 사용자의 트로틀(throttle) 명령에 의해 지시된 필요 토크를 나타낸다. 트로틀 증가는 토크의 증가에 의해 실현되는 속도를 증가시키는 명령으로 지시한다. 컨트롤러 프로세스에 대한 다른 외부 입력은 운전자가 브레이크 페달이나 핸들을 조작할 때 발생되는 브레이크 신호를 포함할 수 있다. 프로세서는 모터 구동을 즉시 비활성화시킴으로써 반응할 수 있고, 대신에 토크와 속도를 감소하도록 제어 신호를 변경할 수 있다. 분리된 외부 비활성 신호는 운전자 명령에 즉각적으로 반응하도록 적용될 수 있다.
제어 시스템의 토크 추적 기능은 운전 환경, 도로 경사, 지형 등에서 변화와 같은 외부적 조건을 변경시키는 것을 통하여 일정한 입력 명령에 대한 정상 상태 조작을 유지하여야 한다. 제어 시스템은 토크 명령의 변화에 정확하고 부드럽게 적응하도록 운전자 트로틀 입력에 반응하여야 한다.
컨트롤러(44)의 출력에서 제어 전압 Vi(t)는 사용자 요청 토크를 얻도록 필요로 한 계산된 전압 값을 나타낸다. 제어 전압 Vi(t)이 DC 전원에 의해 공급됨에 따라, 제어 전압의 최대값은 DC 전원 공급의 최대 전압에 의해 제한된다. 만약 사용자 요청 토크를 얻는데 필요한 계산된 제어 전압이 최대 전원 공급 전압보다 크면, 위상선도 제어 기술은 모터의 출력 토크를 최대화하도록 사용된다. 일반적으로 이루어진 것처럼 역 기전력과 동일 위상으로 사인곡선 위상 전류를 규정하는 대신에, 위상 전류의 위상 각도는 토크 출력을 최대화하기 위하여 위상선도 각도만큼 역 기전력에 대해 고의적으로 전진하게 된다.
도 5의 도면은 위상선도 각도를 가질 때와 없을 때의 토크-속도 특성을 기술한다. 곡선 1은 위상 전류의 위상의 전진 없이 다른 속도에서 다다를 수 있는 최대 토크 값을 나타낸다. 이 곡선은 모터의 기본 속도 위치를 정의한다. 이 곡선의 오른쪽과 위쪽의 어느 동작점은 위상선도 각도가 도입되지 않으면 다다를 수 없다.
곡선 2는 위상 선도 각도의 적절한 선택을 이용한 다양한 속도에 대해 다다를 수 있는 최대 토크 값을 나타낸다. 도 5로부터 명확한 것처럼 모터의 동작 범위는 기본 속도를 훨씬 넘어서 확장된다.
위상선도 기술은 도 6에서 도시된 원형도에서 기하학적으로 기술된다. 음영된 원 1은 제한된 DC 전원 공급 전압 때문에 제한되고 주어진 속도에 적용 가능한 전류 동작 공간을 나타낸다. 작은 원 2는 모터의 최대 전류 속도 Imax에 의해 제한된 전류 작동 공간을 도시한다. 실제 정상파 전류는 두 원의 중첩된 영역 내에 발생한다.
원 2의 반지름과 같은 길이를 갖는 전류 벡터와 역 기전력 방향에 따라 형성 된 q 축 사이의 각도에 의해 도 6에 표현된 선도 위상 각도 값 αmax는 q 축에 투사된 전류 벡터에 비례하는 최대 토크 Tmax를 제공하는 위상선도 각도에 대응한다.
도 7은 감지된 모터 동작 상태뿐만 아니라 개별적 회로 매개변수 값을 고려하는 피드포워드 보상 표현을 사용한 토크 컨트롤러 방법을 도시하는 블록도이다. 정확한 토크 추적을 위하여, 위상 당 요구된 전류 궤적은 다음 식에 따라서 선택된다.
Figure 112005042035070-pct00016
여기서, Idi는 위상 당 요구된 전류 궤도를 정의하고, Iopti는 위상 당 최적 전류 크기이며, Nr은 영구자석의 극 쌍의 수이고, θi는 i번째 위상 권선과 회전자 기준점 사이의 상대적 변위를 나타내며, αopti는 위상 당 최적 위상선도 각도이다.
요구된 위상 전류를 전개하기 위하여, 다음 위상 당 전압 제어 표현은 위상 권선에 대한 드라이버에 적용된다.
Figure 112005042035070-pct00017
도 7은 컨트롤러가 토크 명령 입력과 위상 전류 센서, 위치 센서 및 속도 측정기로부터 받은 신호를 이용하여 실시간 전압 제어 표현의 요소를 유도함으로써 일반적으로 참조 번호(60)에 의해 지시된 방법을 나타낸다. 트로틀에 반응하는 외부 사용자 요청(희망) 토크 명령 Tcmd는 모터가 토크 명령 Tcmd에 대응하는 사용자 요 청 토크를 전개하도록 필요로 한 위상 당 전류 Idi(t)을 결정하기 위하여 컨트롤러 기능 블록(62)에 이용되는 위상 당 최적 위상선도 각 αopti와 위상 당 최적 위상 전류 크기 Iopti를 결정하는 위상선도 각도 최적화 블록(61)에 입력된다. 또한, 위상선도 각도 최적화 블록(61)은 속도 근사기(50)으로부터 제공된 모터 속도 ω(t)를 받는다. 아래 더 자세히 언급된 것처럼, 위상선도 각도 최적화 블록(61)은 각 컨트롤러 방법(60), 즉 다상 모터(10)의 i번째 위상에 대한 최적 위상선도 각도 αopti와 최적 위상 전류 크기 Iopti를 결정하기 위하여 컨트롤러(44)에서 제공된 2차원 참조표에 의해 구현될 수 있다.
회전자 위치 θ는 회전자 위치에 기반으로 된 여기 각도 θi(t), 영구자석의 극 쌍 수(Nr), 고정자 위상의 수(Ns) 및 특정 위상의 위상지연을 표현하는 출력을 생성하는 컨트롤러 기능 블록(64)에 입력된다. 컨트롤러 기능 블록(64)의 출력은 컨트롤 기능 블록(62)에 입력된다. 따라서, 받아들여진 여기 입력 각도를 사용하여, 컨트롤러 기능 블록(62)는 토크 명령 Tcmd에 대응하는 모터가 사용자 요청 토크를 전개하도록 필요로 한 위상 당 전류 Idi(t)를 다음 식으로 결정한다.
Figure 112005042035070-pct00018
컨트롤러 기능 블록(66)은 위상 전류 추적 오류 신호 ei(t)을 출력하기 위하여 블록(62)로 받은 희망 위상 전류 Idi(t)과 감지된 위상 전류 Ii(t) 사이에 차이 를 계산한다. 이런 오류 신호는 컨트롤러 기능 블록(68)에서 이득 요소 ks에 의해 곱해진다. 전류 피드백 이득의 효과는 측정 노이즈와 어느 모델 매개변수가 부정확함 때문에 시스템 교란의 거절을 통하여 전체적 시스템의 건전성을 증가한다. 블록(68)의 출력은 컨트롤러 기능 블록(70)에 입력된다. 블록(70)은 위상 권선 34의 선택되어 통제된 전압 인가를 위하여 게이트 드라이버(46)에 전압 신호 Vi(t)에 따른 시간을 출력한다. Vi(t)는 인덕턴스, 유도된 역 기전력과 저항에 대한 보상하는 요소를 갖는다.
위상 권선 내에 인덕턴스의 존재에 대한 보상을 위하여, LidIdi/dt는 위상 전압 계산에서 추가되도록 컨트롤러 기능 블록(70)에 입력되되, dIdi/dt는 요구된 위상 전류 Idi(t)의 시간에 대한 미분 값으로 정의한다. LidIdi/dt의 결정은 접수된 입력 값 αopti, Iopti, θ(t)와 ω(t)을 적용한 컨트롤러 기능 블록(72)에서 이루어진다. 블록(72)은 LdIdi/dt = IoptiLiNr ωcos(Nrθi+ αopti)을 결정한다.
유도된 역 기전력에 대한 보상을 위하여, Ei는 컨트롤러 기능 블록(74)으로부터 기능 블록(70)으로 위상 전압 계산에 입력 값으로 추가된다. 역 기전력 보상 값은 역 기전력 계수 Kei을 이용한 기능 블록(74)에 입력 값으로 받아들여진 회전자 각도와 속도로부터 유도된다. 위상 권선 저항과 기생 저항에 의한 전압 강하를 보상하기 위하여, RiIi(t)는 컨트롤러 기능 블록(76)으로부터 기능 블록(70)에 위상 전압 계산에서 입력 값으로 추가된다.
도 8은 모터가 사용자 요청 토크 Tcmd을 전개하도록 필요로 한 위상 당 전류 Idi(t)를 결정하기 위하여 이용된 위상 당 최적 위상선도 각도 αopti와 위상 당 최적 위상 전류 크기 Iopti를 결정하는 위상선도 각도 최적화 블록(61)을 도시하는 블록도이다. 위상선도 각도 최적화 블록(61)은 토크 출력을 최대화하기 위한 제 1 최적화 섹션(82)과 위상 전류를 최소화하기 위한 제 2 최적화 섹션을 포함한다.
제 1 최적화 섹션(82)은 속도 근사기(50)으로부터 입력 값으로 제공된 현 속도 ω에서 최대 토크 출력 Tmax(ω)를 결정한다. 최적화 섹션(82)는 모터의 최대 전류 속도 Imax와 DC 전원 공급의 전압 Vc의 제한요소를 조건으로 주어진 속도에 대한 토크 출력을 최대화한다. 이것은 다음 수식으로 주어진다.
Figure 112005042035070-pct00019
Figure 112005042035070-pct00020
Figure 112005042035070-pct00021
Figure 112005042035070-pct00022
여기서,
αi는 위상선도 각도이고,
Xs ,i = LiNrω는 권선의 리액턴스이고,
Imax는 모터의 전류 속도이다.
각 제어 사이클 동안, 컨트롤러(44)는 위치 센서(47)로부터 회전자의 위치 신호를 검색한다. 이후, 공극에서 사인곡선 자속 분포를 가정하면, 역 기전력의 크기와 위상은 결졍된다. 이들 매개변수는 식 (1)-(3)에 기초하여 현재 속도 ω에서 최대 얻을 수 있는 토크 Tmas(ω)를 결정하기 위하여 속도 ω와 함께 제 1 최적화 섹션(82)로 입력된다. 사용자 요청 토크 명령 Tcmd와 함께, 최대 토크 Tmax(ω)의 결정된 값은 제 2 최적화 섹션(84)에 제공된다.
도 9는 주어진 속도에서 제 1 최적화 섹션(82)에 의해 수행된 최적화 프로세스의 결과로서 결정되는 위상선도 각도, 위상 전류 및 토크 출력을 나타내는 곡선을 도시한다. 모터 매개변수가 위상 종속 값이기 때문에 최적화는 각각의 위상에 대해 개별적으로 수행된다.
도 9에서 도시된 것처럼, 전체 속도 범위는 특징적인 특성을 갖는 세 영역으로 나누어질 수 있다. 저속 영역(예를 들면, 120rpm 이하)에서, 전류 속도 제한은 토크 출력 제한시 유세하다. 최적 위상선도 각은 영이고, 위상 전류는 허용된 최대 전류와 같다.
중속 영역(예를 들면, 120rpm에서 220rpm 사이)에서, 최대 전류와 DC 전원 공급 제한 요소 모두 활동적으로 된다. 그러므로, 플러스 위상선도는 토크를 최대화하도록 필요로 한다. 한편, 위상 전류는 허용된 최대 전류와 여전히 동일하다. 최적 위상선도 각도가 속도에 따라 증가하는 반면, 토크 출력은 속도가 증가함에 따라 감소한다.
고속 영역(예를 들면, 220rpm 이상)에서, DC 전원 공급 전압은 주요한 제한요소로 된다. 최대 토크 출력은 속도에 따라 계속 감소하고 위상선도는 계속 증가한다. 그러나, 위상 전류는 최대 허용된 전류 이하이다.
제 1 최적화 프로세스는 최대 위상선도 각도, 위상 전류 및 토크 출력에 대한 곡선군의 결과인 다양한 전류 속도에서 수행될 수 있다. 도 10은 주어진 속도에 대해 10A와 15A의 전류에서 얻어진 위상선도 각도, 위상 전류 및 토크를 나타내는 곡선을 기술한다.
제 2 최적화 섹션(84)은 희망 토크를 나타내는 사용자 요청 토크 명령 Tcmd과 함께 제 1 최적화 섹션(82)에 의해 결정된 최대 토크 값 Tmax(ω)을 가지고 제공된다. 이런 매개변수에 기초하여, 제 2 최적화 섹션(84)은 특정 속도와 희망 토크에 대한 위상 전류 Ii를 최소화함으로써 주어진 사용자 요청 토크 명령 Tcmd에 대한 위상 전류의 최적 크기와 최적 위상선도 각도를 다음과 같이 결정한다.
Figure 112005042035070-pct00023
Figure 112005042035070-pct00024
이것은 위상선도 각도를 최소화하는 것과 동일하다. 따라서, 전류 속도와 희망 토크에서 효율은 최대화된다.
따라서, 제 2 최적화 섹션(84)은 식 (4)와 (5)에 따라 위상 전류 크기와 위상선도 각도의 최적화 값을 결정한다.
도 11과 도 12는 두 속도 200 RPM과 250 RPM에서 주어진 토크 명령 Tcmd에 대한 최적화 프로세스의 결과를 각각 도시한다. 도 9와 유사하게, 도 11에서 사용자 요청 토크 명령 Tcmd의 범위는 세 영역으로 분할될 수 있다. 낮은 토크(28Nm)에 대해, 요청된 토크는 0(zero) 위상선도 각도로 이루어질 수 있다. 또한, 동일한 토크는 플러스 위상선도와 더 높은 전류의 조합을 이용한 낮은 효율에 의해 얻을 수 있다. 중간 영역(28과 56 Nm 사이)에서, 요청된 토크는 플러스 위상선도 각도로 얻을 수 있다. 또한, 동일한 토크는 더 큰 위상선도 각도와 더 높은 전류의 조합을 이용한 낮은 효율에 의해 얻을 수 있다. 높은 토크 영역(56Nm 이상)에서, 요청된 토크는 달성될 수 없다. 최대 달성할 수 있는 토크는 제 1 최적화 섹션(82)에 의해 수행된 최적화 프로세스를 이용하여 얻을 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 실시간으로 모터 제어를 지원하기 위하여 위상선도 각도 최적화 블록(61)은 위상 전류 크기와 위상선도 각도의 최적화 값을 제공하기 위하여 모터 속도와 사용자 요청 토크 명령 입력 값에 대응하는 2차원 참조표로 구현된다.
위상 전류 크기와 위상선도 각도의 최적화 값이 위상 권선의 리액턴스, 토크 계수 및 역 기전력과 같은 위상 종속 매개변수에 기초하여 결정되기 때문에, 제 1 및 제 2 최적화 섹션 82 및 84에 의해 수행된 최적화 프로세스는 각 위상 권선에 대한 제어 신호 Vi(t)를 결정하기 위하여 각각의 위상에 대해 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명의 위상선도 각도 최적화 프로세스는 개별 위상 권선과 고정자 위상 요소 구조의 매개변수 변화를 설명한다.
동작에서 있어서, 컨트롤러 44는 각각의 위상 권선의 개별적 전압 인가에 대해 게이트 드라이버에 제어 신호 Vi(t)를 연속적으로 출력한다. 게이트 드라이버는 각각의 스위치 세트를 활성화시켜 권선이 선택된 순서가 컨트롤러에서 수립된 순서에 어울리게 된다. 그 순서는 도 2의 그림에서 오직 일반적으로 기술된 연결을 통하여 게이트 드라이버에 전송된다. 각 연속하는 제어 신호 Vi(t)는 대응하는 위상 권선에서 감지된 특정 전류, 즉각 감지된 회전자의 위치 및 속도, 그리고 각 위상에 대해 특별히 미리 결정되었던 모델 매개변수 Kei 및 Kτ,i와 관련된다. 따라서, 적절하게 감지된 모터 피드백 신호를 추가적으로 접수하여 각 얻어진 제어 신호 Vi(t)에 대해서, 컨트롤러는 제어 신호가 대응하는 특정 위상에 특정한 매개변수에 접근해야 한다. 그러므로, 컨트롤러는 다양한 고정자 위상 사이에서 개별적 위상 특성 차이에 대한 보상을 하는 능력을 갖는다. 전압 제어 루틴의 과 보상 또는 부족 보상을 방지하기 위하여, 이용되는 위상 당 회로 매개변수는 그들의 실제 값과 정확하게 일치된다.
위상 당 토크 계수 Kτ,i는 각 위상의 위상 당 토크 기여를 획득한다. 이 매개변수는 그 위상에 대해 적용되는 전류 당 발생된 유효 토크의 비율에 따라 비례 한다. 그 위상에 의해 전개된 토크는 효과적인 공극 자속 밀도를 생성하는 위상의 코어 물질에서 전개된 자속 밀도의 함수이다. 전자석 코어 기하 구조는 코어를 포화로 구동시키지 않고 물질에서 인덕턴스를 최적화하도록 코어의 각 부분에 대한 Ampere-turns의 함수인 전류 밀도에 의해 고려된다. 그러나, 코어 물질의 자성은 고정자 코어를 통하여 종종 비균질화한다. 만약 모터가 분리된 자발적 강자성체 전자석 코어로 구비된다면, 불일치는 더 심각해질 수 있다. 또한, 권선과 인덕턴스의 변화는 토크 계수와 역 기전력 계수의 매개변수를 결정하는데 기여한다. 만약 공기 포켓이 권선에 형성되면, 코어에 효과적인 자속 형성을 하락시킬 것이다. 높은 패킹 요소가 균일한 권선을 통하여 얻어질 수 있더라도, 와이어 제조 시 변화가 있을 수 있다. 따라서, 적은 모터 토크 계수와 적은 역 기전력 계수가 컨트롤러에 사용되면, 위상의 특성 변화는 전체 모터 출력 토크 변화를 발생시킨다. 도 7에서 나타난 토크 컨트롤러 방법은 각 위상에 대해 미리 결정된 위상 당 토크 계수와 역 기전력 계수를 적용함으로써 이런 문제를 피한다.
도 7에서 기술된 연산은 실시간 연속적으로 수행된다. 블록(62)에서 도시된 식은 바람직한 실시 예에서 토크를 추적하기 위하여 희망 전류를 제공하도록 선택되었다. 만약 토크 입력 명령에서 변화를 정확히 추적하는 것보다 팩터가 현저하다면, 이 식은 변경될 수 있다. 예를 들면, 어느 모터 적용에 있어서, 가속도와 감속도는 불필요하게 거친 동작 상태를 피하기 위하여 고려될 수 있다. 따라서, 블록(62)의 식은 추가적 고려에 적응하도록 변경될 수 있다.
도 7에서 기술된 컨트롤러 방법은 특정 위상 매개변수가 각각 발생된 제어 전압 출력을 대체하도록 통합된 실행 체계에서 수행될 수 있다. 또한, 컨트롤러(44)는 도 13의 부분 블록도에서 표현된 것처럼 각 고정자 위상에 대한 개별 제어 회로를 제공할 수 있다. Ns 모터 위상의 각각에 대해, 대응하는 제어 회로(60i)가 제공된다. 각 회로는 각 모터 위상에 대한 관련한 매개변수를 포함한다. 제어 회로는 적절한 모터 위상 전압 인가 순서에 따라 활성화되고, 제어 전압의 생성을 위해 감지된 모터 피드백 신호만을 필요로 한다.
본 발명은 다양한 용도에 대한 몇 가지 예로 바람직한 실시 예만을 도시하고 기술한다. 본 발명은 여기서 표현된 것처럼 발명 사상의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하고 다른 다양한 결합 및 환경에서 사용될 수 있을 것을 이해된다. 예를 들면, 도 7에서 기술된 제어 방법에 있어서, 원하는 위상 당 전류 Idi(t)는 참조표에 저장된 값을 참조하여 받아들여진 입력 값 Tcmd와 θ(t)로부터 실시간으로 결정될 수 있다. 참조 표는 각 고정자 위상에 대해 제공되었다. 또한, 식 (1)-(5)에 기초하여 실시간 최적화는 구현될 수 있거나, 인공 신경망과 같은 최적화 시스템은 최적 제어 매개변수를 얻기 위하여 사용될 수 있다.
상기와 같이 이해될 수 있는 것처럼, 본 발명의 모터는 차량 구동에 추가하여 넓은 적용 영역에서 이용될 수 있다. 차량 구동의 구현에 있어서, 고정자 주위에 회전자가 둘러싸인 것이 바람직하나, 다른 적용은 회전자를 둘러싸는 고정자의 사용 장점을 찾을 수 있다. 따라서, 각 내부와 외부 환경 부재가 고정자 또는 회전자를 포함할 수 있고, 전자석의 그룹 또는 영구자석의 그룹을 포함할 수 있는 것은 본 발명의 내에 있다.
본 발명이 모터의 각 전기적 위상에 대한 개별적 자석 회로의 예로서 개시되고 있더라도, 본 발명은 일반적인 자석 경로를 포함하는 모터와 같은 다른 모터 배열에도 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 위와 같이 표현된 것처럼 발명 사상의 범위내에서 변경과 수정을 할 수 있는 것으로 이해된다.

Claims (23)

  1. 코어 요소에 형성된 위상 권선을 포함한 다수의 고정자 위상 요소와 회전자를 구비한 다상 모터를 위한 제어 시스템에 있어서,
    역 기전력에 대해 위상선도 각도만큼 앞선 위상 전류의 값을 결정하기 위한 전류 결정 메커니즘 및
    상기 모터의 출력 토크를 최대화하며 상기 위상 전류를 최소화하도록 최적화된 상기 위상선도 각도를 생성하기 위한 위상선도 최적화 메커니즘
    을 구비하며, 상기 위상 권선에 전압을 인가하도록 제어 신호를 생성하는 컨트롤러
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다상 모터를 위한 제어 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 위상선도 최적화 메커니즘은 상기 모터의 각 위상에 대한 위상선도 각도를 최적화하기 위하여 구비되는 것을 특징으로 하는 다상 모터를 위한 제어 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 개별 위상 권선에 대한 제어 신호를 발생하기 위하여 특정 위상에 대한 위상선도 각도의 최적화 값을 이용하는 각 고정자 위상에 대한 개별적 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 다상 모터를 위한 제어 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    각 고정자 위상 요소의 코어는 강자성체로 격리된 고정자 전기자석과, 서로 직접적인 접촉으로부터 분리된 전기자석 코어 요소와, 각 코어 요소에 형성된 위상 권선을 포함하는 것을 특징으로 하는 다상 모터를 위한 제어 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 위상선도 최적화 메커니즘은 주어진 속도에 대한 최대 토크 값을 결정하기 위한 제 1 최적화 부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다상 모터를 위한 제어 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 위상선도 최적화 메커니즘은 상기 위상선도 각도의 최적화 값을 생성하기 위한 상기 최대 토크 값에 반응하는 제 2 최적화 부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다상 모터를 위한 제어 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 2 최적화 부는 상기 위상 전류의 최적화 크기를 더 생성하는 것을 특징으로 하는 다상 모터를 위한 제어 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 2 최적화 부는 주어진 속도와 사용자 요청 토크에 대한 상기 위상 전류를 최소화하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 다상 모터를 위한 제어 시스템.
  9. 희망 토크를 구하기 위해 상기 모터의 위상 권선에 전력을 인가하는데 요구되는 제어 전압을 결정하기 위한 제어 전압 계산기;
    역 기전력에 대해 위상선도 각도만큼 앞서며 상기 희망 토크로 표현된 위상 당 전류를 결정하기 위한 전류 계산기; 및
    상기 위상선도 각도의 위상 당 값을 결정하기 위하여 상기 희망 토크에 대응하는 토크 명령 신호에 반응하는 위상선도 결정 메커니즘
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다상 모터를 위한 제어 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 위상선도 결정 메커니즘은 상기 모터의 출력 토크를 최대화하고 주어진 희망 토크에 대한 각각의 위상 전류를 최소화하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 다상 모터를 위한 제어 시스템.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 위상선도 각도는 위상 종속 매개변수에 기초하여 결정되는 것을 특징으 로 하는 다상 모터를 위한 제어 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 위상 종속 매개변수는 위상 종속 토크 계수를 포함하는 것을 특징으로 하는 다상 모터를 위한 제어 시스템.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 위상 종속 매개변수는 각 위상에 관련된 위상 종속 역 기전력을 포함하는 것을 특징으로 하는 다상 모터를 위한 제어 시스템.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 위상 종속 매개변수는 상기 위상 권선의 리액턴스를 포함하는 것을 특징으로 하는 다 상 모터를 위한 제어 시스템.
  15. 코어 요소에 형성된 다수의 고정자 위상 권선과 회전자를 구비한 다 상 모터의 실시간 제어를 위한 방법에 있어서,
    희망 토크를 표현한 토크 명령 신호를 입력하는 단계;
    상기 희망 토크를 얻기 위해 요구된 위상 전류를 결정하는 단계;
    상기 희망 토크를 얻기 위하여 각 권선에 전압을 인가하도록 요구된 제어 전압을 상기 위상 전류에 기초하여 결정하는 단계;
    만약 상기 요구된 제어 전압이 공급 전력 전압을 초과하면, 역 기전력에 대해 위상선도 각도만큼 상기 위상 전류의 위상을 선도하는 단계; 및
    상기 모터의 출력 토크를 최대화하고 상기 위상 전류를 최소화하기 위하여 최적화된 상기 위상선도 각도를 상기 희망 토크에 기초하여 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다상 모터의 실시간 제어를 위한 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 위상선도 각도는 상기 모터의 각 위상에 대해 최적화되는 것을 특징으로 하는 다상 모터의 실시간 제어를 위한 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 최적화 단계는 주어진 속도에 대한 최대 토크 값을 결정하는 제 1 최적화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다상 모터의 실시간 제어를 위한 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 최적화 단계는 상기 최대 토크 값에 응하여 상기 위상선도 각도의 최적화 값을 생성하기 위한 제 2 최적화 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다상 모터의 실시간 제어를 위한 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 제 2 최적화 단계는 상기 위상 전류의 최적화 크기를 더 생성하는 것을 특징으로 하는 다상 모터의 실시간 제어를 위한 방법.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 위상선도 각도는 위상 종속 매개변수에 기초하여 최적화되는 것을 특징으로 하는 다상 모터의 실시간 제어를 위한 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 위상 종속 매개변수는 위상 종속 토크 계수를 포함하는 것을 특징으로 하는 다상 모터의 실시간 제어를 위한 방법.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 위상 종속 매개변수는 매 위상에 관련된 위상 종속 역 기전력을 포함하는 것을 특징으로 하는 다상 모터의 실시간 제어를 위한 방법.
  23. 제 20항에 있어서,
    상기 위상 종속 매개변수는 위상 권선의 리액턴스를 포함하는 것을 특징으로 하는 다상 모터의 실시간 제어를 위한 방법.
KR1020057014076A 2003-01-29 2004-01-29 브러쉬리스 모터 제어를 위한 위상선도 각도 최적화 시스템 KR100679360B1 (ko)

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US10/353,067 2003-01-29
US10/353,067 US7436139B2 (en) 2003-01-29 2003-01-29 Phase advance angle optimization for brushless motor control

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