KR101214443B1 - 제어각 신호에 대한 보상이 가능한 인버터의 출력 제어 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

제어각 신호에 대한 보상이 가능한 인버터의 출력 제어 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제어각 신호에 대한 보상이 가능한 인버터의 출력 제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고속 전동기에 적용시킨 공간 벡터 펄스 폭 변조 방식(SVPWM)의 3상 인버터의 출력을 제어할 때 CPU 성능이 느린 경우나 펄스 폭 변조 스위칭 주기가 연산주기보다 짧은 경우, 제어각 신호에 대하여 출력전압의 각주파수, 펄스 폭 변조 스위칭 주기 및 상기 제어각 신호로 전류제어를 시작한 이후의 펄스 폭 변조 스위칭 주기 수행 횟수를 이용하여 보상을 하는 구성을 포함하는 인버터의 출력 제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

제어각 신호에 대한 보상이 가능한 인버터의 출력 제어 시스템 및 그 제어방법 {A Output Control System Of Inverter Using Phase Angle Compensation And A Output Control Method Thereof}
본 발명은 제어각 신호에 대한 보상이 가능한 인버터의 출력 제어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 좌표계 변환에 있어서 이용되는 제어각 신호에 대해 보상각도를 결정하고 이를 보상해줌으로써 공간 벡터 펄스 폭 변조 방식의 3상 인버터의 출력을 제어하는 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 사용되는 3상 펄스 폭 변조 인버터는 매 스위칭 주기마다 새로운 펄스 폭 변조 패턴을 연산하여 전압을 출력하게 된다. 출력전압 결정과정에 있어서, 대체로 토크제어 또는 전류제어 연산을 수행하여 최종 출력전압을 구하고, 위상 변환을 통하여 출력 펄스 폭 변조 패턴을 구한 후에 펄스 폭 변조 파형을 출력하는 과정을 거치게 된다. 특히, 공간 벡터 펄스 폭 변조 인버터의 출력의 경우 좌우대칭으로 이루어져 있어서 좌우 중 어느 한쪽에서 펄스 폭 변조 패턴을 연산하고 다른 쪽에서도 동일하게 반복하는 경우가 있다. 출력 전압의 기본파 주파수가 높지 않은 경우에는 큰 문제가 되지 않으며, 여분의 연산시간을 추가로 확보할 수 있는 장점이 있다.
그러나 복잡한 공간 벡터 펄스 폭 변조 알고리즘을 채용한 3상 인버터 수행에 있어서 CPU 성능이 느린 경우나 펄스 폭 변조 스위칭 주기가 연산주기보다 짧은 경우, 상기 토크제어 또는 전류제어 연산을 하게 되면 다음 연산이 수행되기 전까지 이전에 구한 값을 동일하게 출력하여야 한다. 즉, 고속전동기나 극수가 많은 전동기에 적용시키는 경우에는 운전주파수가 높아져 매주기마다 변하는 위상의 변화가 크게 증가하게 되고, 같은 위상의 전압 벡터를 반복해서 출력하게 되면 출력전압의 왜곡이 증가하여 인버터 또는 부하에 나쁜 영향을 미치게 되는 문제가 생긴다.
따라서, 본 발명은 종래 인버터의 출력이 일정시간 동일하게 나오게 됨에 따른 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 전류제어나 토크제어를 통하여 출력전압을 구하는 주기보다 펄스 폭 변조 출력주기가 빠른 경우에 있어서 펄스 폭 변조 출력주기마다 현재 전동기의 각주파수를 이용하여 제어각을 수정하고, 이전에 계산된 출력전압에서 수정된 제어각을 이용하여 위상 변환하여 출력전압 및 펄스 폭 변조 패턴을 구하는 계산만 수행함으로써, 연산 시간은 줄이고 출력전압의 왜곡은 최소화시키는 출력 제어가 가능한 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 공간 벡터 펄스 폭 변조 방식의 3상 인버터의 출력 제어시스템에 있어서,
제어각
Figure 112011031852162-pat00001
신호와 보상각도
Figure 112011031852162-pat00002
를 이용하여 보상된 제어각
Figure 112011031852162-pat00003
신호를 얻어내는 보상부; 및 동기 d축 및 q축 지령 전압에 대하여 상기 보상된 제어각
Figure 112011031852162-pat00004
신호를 이용하여 정지 d축 및 q축 지령 전압으로 변환하는 좌표계역변환부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어각 신호에 대한 보상이 가능한 인버터의 출력 제어 시스템을 제공한다.
여기서 상기 보상각도
Figure 112011031852162-pat00005
는 출력전압의 각주파수
Figure 112011031852162-pat00006
, 펄스 폭 변조 스위칭 주기
Figure 112011031852162-pat00007
및 상기 제어각
Figure 112011031852162-pat00008
신호로 전류제어를 시작한 이후의 상기 펄스 폭 스위칭 주기 수행 횟수
Figure 112011031852162-pat00009
의 곱으로 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 동기 d축 및 q축 지령 전압을 구하는 주기보다 상기 펄스 폭 변조 스위칭 주기
Figure 112011031852162-pat00010
가 빠른 경우, 상기 펄스 폭 변조 스위칭 주기
Figure 112011031852162-pat00011
마다 상기 보상부, 상기 좌표계역변환부 및 상기 공간 벡터 펄스 폭 변조 방식의 3상 인버터의 출력을 구하는 계산만 별도로 수행하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, 공간 벡터 펄스 폭 변조 방식의 3상 인버터의 출력 제어방법에 있어서,
(a) 제어각
Figure 112011031852162-pat00012
신호와 보상각도
Figure 112011031852162-pat00013
를 이용하여 보상된 제어각
Figure 112011031852162-pat00014
신호를 얻는 단계; 및 (b) 동기 d축 및 q축 지령 전압을 상기 보상된 제어각
Figure 112011031852162-pat00015
신호를 이용하여 정지 d축 및 q축 지령 전압으로 변환하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어각 신호에 대한 보상이 가능한 인버터의 출력 제어방법을 제공한다.
여기서, 상기 (a)단계는, (a1) 출력전압의 각주파수
Figure 112011031852162-pat00016
, 펄스 폭 변조 스위칭 주기
Figure 112011031852162-pat00017
및 상기 제어각
Figure 112011031852162-pat00018
신호로 전류제어를 시작한 이후의 상기 펄스 폭 스위칭 주기 수행 횟수
Figure 112011031852162-pat00019
의 곱을 상기 보상각도
Figure 112011031852162-pat00020
로 결정하는 단계; 및 (a2) 상기 제어각
Figure 112011031852162-pat00021
신호에 보상각도
Figure 112011031852162-pat00022
를 합하여 보상된 제어각
Figure 112011031852162-pat00023
신호를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명 제어각 신호에 대한 보상이 가능한 인버터의 출력 제어 시스템을 이용하면, 보상된 제어각 신호를 제공해줌에 따라 펄스 폭 변조 출력파형의 왜곡을 최소화하여 높은 주파수 출력 시에도 안정된 전압 값을 얻을 수가 있으며, 제어대상이 될 수 있는 고속전동기의 속도 및 토크를 안정하게 유지시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고속 전동기에 적용시킨 공간 벡터 펄스 폭 변조 방식의 3상 인버터의 출력 제어 시스템의 구성을 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 보상부의 구성을 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 출력전압을 구하는 주기보다 펄스 폭 변조 출력주기가 빠른 경우의 출력 제어 시스템의 구성을 나타낸 블록도,
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 보상부에서 연산 처리되는 과정을 예시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고속 전동기에 적용시킨 공간 벡터 펄스 폭 변조 방식의 3상 인버터의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하며, 이 경우에는 해당 부분의 상세한 설명에서 그 의미를 명확히 기재한다. 그러나 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어가 포괄할 수 있는 의미까지 파악하여 해석되어야 한다.
본 발명인 제어각 신호에 대한 보상이 가능한 인버터의 출력 제어 시스템은 도 1에 본 발명의 실시예로 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고속 전동기에 적용시킨 공간 벡터 펄스 폭 변조 방식의 3상 인버터의 출력 제어 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 고속 전동기에 적용시킨 공간 벡터 펄스 폭 변조 방식의 3상 인버터의 출력 제어 시스템(100)은 ⅰ) 모터(195)에 흐르는 전류로부터 3상 출력 전류를 검출하는 전류검출부(170), ⅱ) 상기 검출된 3상 출력 전류를 2상 정지 d축 및 q축 전류로 변환하는 상변환부(180), ⅲ) 상기 변환된 정지 d축 및 q축 전류를 제어각
Figure 112011031852162-pat00024
신호를 이용하여 동기 d축 및 q축 전류로 변환하는 좌표계변환부(190), ⅳ) 동기 d축 및 q축 지령 전류와 상기 동기 d축 및 q축 전류의 차를 보상하여 동기 d축 및 q축 지령 전압을 생성하는 전류제어부(130), ⅴ) 상기 제어각
Figure 112011031852162-pat00025
신호와 보상각도
Figure 112011031852162-pat00026
를 이용하여 보상된 제어각
Figure 112011031852162-pat00027
신호를 얻어내는 보상부(140), ⅵ) 상기 동기 d축 및 q축 지령 전압을 상기 보상된 제어각
Figure 112011031852162-pat00028
신호를 이용하여 정지 d축 및 q축 지령 전압으로 역변환하는 좌표계역변환부(150), ⅶ) 상기 정지 d축 및 q축 지령 전압이 모터(195)에 흐르는 전류를 얻도록 연산하는 공간벡터 펄스 폭 변조(SVPWM) 인버터(160)를 포함하여 구성된다.
전류검출부(170)는 고속전동기의 모터(195)에 흐르는 전류로부터 3상 출력 전류
Figure 112011031852162-pat00029
Figure 112011031852162-pat00030
를 검출한다. 모터(195)에 흐르는 전류는 후술할 공간벡터 펄스 폭 변조 인버터(160)의 연산 결과에 의해 정해진다.
상변환부(180)은 상기 검출된 3상 출력 전류 (
Figure 112011031852162-pat00031
)를 2상 정지좌표계로 표현되는 정지 d축 및 q축 전류 (
Figure 112011031852162-pat00032
)로 변환한다.
좌표계변환부(190)는 상기 검출된 정지 d축 및 q축 전류(
Figure 112011031852162-pat00033
)를 제어각
Figure 112011031852162-pat00034
신호를 이용하여 동기좌표계로 표현되는 동기 d축 및 q축 전류 (
Figure 112011031852162-pat00035
)로 변환한다. 제어각
Figure 112011031852162-pat00036
신호는 고속전동기의 속도 제어기 또는 토크제어기(110)로부터 생성된다. 후술할 동기 d축 및 q축 지령 전류(
Figure 112011031852162-pat00037
)와 동기 d축 및 q축 전류(
Figure 112011031852162-pat00038
)의 차는 후술할 전류 제어부(130)로 귀환된다.
전류제어부(130)는 동기좌표계로 표현되는 동기 d축 및 q축 지령 전류(
Figure 112011031852162-pat00039
)와 상술한 동기 d축 및 q축 전류(
Figure 112011031852162-pat00040
)의 차를 보상하여 동기 d축 및 q축 지령 전압(
Figure 112011031852162-pat00041
)을 생성한다. 동기 d축 및 q축 지령 전류(
Figure 112011031852162-pat00042
)는 고속 전동기의 속도 제어기 또는 토크 제어기(110)로부터 발생된다.
보상부(140)는 상기 제어각
Figure 112011031852162-pat00043
신호와 보상각도
Figure 112011031852162-pat00044
를 이용하여 보상된 제어각
Figure 112011031852162-pat00045
신호를 얻는다. 보상된 제어각
Figure 112011031852162-pat00046
신호는 후술할 좌표계역변환부(150)에서 동기 d축 및 q축 지령 전압(
Figure 112011031852162-pat00047
)을 후술할 정지 d축 및 q축 지령 전압(
Figure 112011031852162-pat00048
)으로 역변환하는 데에 이용된다.
특히, 보상부(140)는 도 2에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 도 2는 본 발명의 실시예인 고속 전동기에 적용시킨 공간 벡터 펄스 폭 변조 방식의 3상 인버터의 출력 제어 시스템(100)에서의 보상부 구성을 나타낸 블록도이다.
고속전동기에서의 전류제어 주기는 펄스 폭 변조 발생 주기와 동일하거나 1/2 주기이고, 출력 전원의 주파수 또한 상용주파수의 2~3배가 되는 것이 대부분이다. 이 경우 펄스 폭 변조 스위칭 주파수에 비해 출력 전원의 주파수가 낮기 때문에 1~2 주기의 위상지연은 크게 문제가 되지 않을 수 있다.
그러나 고속전동기의 연산장치 성능이 낮아서 계산속도가 느리거나, 공간 벡터 펄스 폭 변조 제어 알고리즘의 복잡성으로 인해 연산량이 많아 연산주기가 길어지거나 또는 펄스 폭 변조 스위칭 주기가 연산주기보다 빠른 고속 스위칭의 경우 다음 전압값이 연산될 때까지 인버터의 출력은 동일한 전압벡터를 반복하여 출력하게 된다. 또한 출력 전압의 주파수가 높은 경우 반복된 동일 전압 벡터로 고조파의 증가와 위상 지연에 따른 제어 성능에 한계를 가져 불안정한 운전상태가 될 수 있는바, 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 도 2에 도시된 바와 같은 보상부(140)를 포함하여 구성된다.
도 2에서 보상부(140)는 보상처리부(210)와, 미분기(220) 및 보상처리부의 결과 값인 보상각도
Figure 112011031852162-pat00049
와 제어각
Figure 112011031852162-pat00050
을 더하여(230) 보상된 제어각
Figure 112011031852162-pat00051
신호를 얻는 구성을 포함한다. 보상처리부(210)에서는 출력전압의 각주파수
Figure 112011031852162-pat00052
, 펄스 폭 변조 스위칭 주기
Figure 112011031852162-pat00053
및 상기 제어각
Figure 112011031852162-pat00054
신호로 전류제어를 시작한 이후의 상기 펄스 폭 스위칭 주기 수행 횟수
Figure 112011031852162-pat00055
를 하기 식 (E1)과 같이 연산하여 보상각도
Figure 112011031852162-pat00056
값을 결정한다.
식 (E1) :
Figure 112011031852162-pat00057
이때 출력전압의 각주파수
Figure 112011031852162-pat00058
는 미분기(220)를 통해 제어각
Figure 112011031852162-pat00059
신호를 미분한 값으로부터 얻어지고, 여기서의 출력전압의 각주파수
Figure 112011031852162-pat00060
는 상기 전류제어부(130), 후술할 좌표계역변환부(150)나 공간벡터 펄스 폭 변조 인버터(160)에서 얻을 수 있다.
또한, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 출력전압을 구하는 주기보다 펄스 폭 변조 출력주기가 빠른 경우의 출력 제어 시스템의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 보상부에서 연산 처리되는 과정을 예시한 도면이다. 구체적으로, 출력전압을 구하는 주기보다 펄스 폭 변조 출력주기가 빠른 경우, 펄스 폭 변조 스위칭주기마다 보상부(140), 좌표계역변환부(150) 및 공간벡터 펄스 폭 변조 (SVPWM) 인버터(160)가 동작하여 펄스 폭 변조 패턴을 구하는 계산만 별도로 수행된다. 물론 이 경우에도 상변환부(180)가 동작하여 전류제어부(130)에서 동기 d축 및 q축 지령 전압(
Figure 112011031852162-pat00061
)를 생성하는 동작은 별도로 수행되게 된다. 도 4에 도시된
Figure 112011031852162-pat00062
는 상변환부(180)가 동작하게 된 시점에서부터 전류제어부(130)에서 동기 d축 및 q축 지령 전압(
Figure 112011031852162-pat00063
)이 생성되는 때까지 걸리는 시간을 의미한다. 동기 d축 및 q축 지령 전압(
Figure 112011031852162-pat00064
)의 계산이 완료된 시점을 업데이트(update)라고 표시한다. 이에 따라 동기 d축 및 q축 지령 전압(
Figure 112011031852162-pat00065
)이 업데이트되기 이전이라도 펄스 폭 변조 스위칭 주기마다 보상된 제어각 신호에 의해 보상된 정지 d축 및 q축 지령 전압(
Figure 112011031852162-pat00066
)으로 역변환할 수 있게 된다. 도 4에서 도시된 것과 같이 매 펄스 폭 변조 스위칭 주기(↑)마다 보상부(140), 좌표계역변환부(150) 및 공간벡터 펄스 폭 변조 (SVPWM) 인버터(160) 동작이 이루어져 펄스 폭 변조 패턴을 구하는 계산만 하는 동작을 별도로 수행한다. 전류제어 신호의 매 주기마다 펄스 폭 변조 스위칭 주기는
Figure 112011031852162-pat00067
에 의하여 0, 1, 2, ..., n으로 그 수행 횟수가 세어진다. 종래 기술의 경우 보상되기 전의 제어각
Figure 112011031852162-pat00068
신호인
Figure 112011031852162-pat00069
가 좌표계역변환부(150) 및 좌표계변환부(190)에서 이용되지만, 본 발명에서는 보상되기 전의 제어각
Figure 112011031852162-pat00070
신호에 대해 보상부(140)에서 연산 처리하여 얻어지는 보상된 제어각
Figure 112011031852162-pat00071
신호가 좌표계역변환부(150)에서 이용된다.
한편, 좌표계역변환부(150)는 동기좌표계로 표현되는 상기 동기 d축 및 q축 지령 전압(
Figure 112011031852162-pat00072
)에 대해 상기 보상된 제어각
Figure 112011031852162-pat00073
신호를 이용하여 정지좌표계로 표현되는 정지 d축 및 q축 지령 전압(
Figure 112011031852162-pat00074
)으로 역변환하고, 역변환된 정지 d축 및 q축 지령 전압(
Figure 112011031852162-pat00075
)은 후술할 공간벡터 펄스 폭 변조 인버터(160)로 인가된다.
공간벡터 펄스 폭 변조(Space Vector Pulse Width Modulation : SVPWM) 인버터(160)는 공간벡터 펄스 폭 변조 알고리즘에 의해서 상기 정지 d축 및 q축 지령 전압(
Figure 112011031852162-pat00076
)에 대하여 연산을 하고, 그 연산결과에 따라서 모터(195)에 전류가 흐르게 한다. 상기에서 설명한 것처럼, 전류검출부(170)에서 고속전동기의 모터(195)에 흐르는 전류로부터 3상 출력 전류(
Figure 112011031852162-pat00077
)를 검출하고, 상기 검출된 3상 출력 전류(
Figure 112011031852162-pat00078
)를 상변환부(180)에서 2상 정지 d축 및 q축 전류(
Figure 112011031852162-pat00079
)로 변환한 후, 상기 변환된 정지 d축 및 q축 전류 (
Figure 112011031852162-pat00080
)를 좌표계변환부(190)에서 제어각 (
Figure 112011031852162-pat00081
)신호에 의해 동기 d축 및 q축 전류 (
Figure 112011031852162-pat00082
)로 다시 변환하는 과정을 거치며, 이는 전류제어부(130)로 피드백된다.
고속 전동기에 적용시킨 공간 벡터 펄스 폭 변조 방식의 3상 인버터의 출력 제어 시스템(100)에서 제어각 (
Figure 112011031852162-pat00083
)신호에 대해 보상 연산 처리를 하는 보상부(140)를 포함함으로써, 특히, 전원의 출력 주파수가 높은 경우 또는 펄스 폭 변조 스위칭 주기가 전류제어 주기보다 빠른 경우에 있어서도 우수한 성능을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명인 제어각 신호에 대한 보상이 가능한 인버터의 출력 제어 방법은 도 5에 본 발명의 실시예로 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고속 전동기에 적용시킨 공간 벡터 펄스 폭 변조 방식의 3상 인버터의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
본 발명의 실시예에 따른 고속 전동기에 적용시킨 공간 벡터 펄스 폭 변조 방식의 3상 인버터의 출력 제어방법은 ⅰ) 동기 d축 및 q축 지령 전류와 제어각
Figure 112011031852162-pat00084
신호를 생성하는 단계, ⅱ) 모터에 흐르는 전류로부터 검출된 정지 d축 및 q축 전류에 대해 상기 제어각
Figure 112011031852162-pat00085
신호를 이용하여 동기 d축 및 q축 전류로 변환하는 단계, ⅲ) 상기 동기 d축 및 q축 지령 전류와 상기 변환된 동기 d축 및 q축 전류의 차를 보상하여 동기 d축 및 q축 지령 전압을 생성하는 단계, ⅳ) 상기 제어각
Figure 112011031852162-pat00086
신호와 보상각도
Figure 112011031852162-pat00087
를 이용하여 보상된 제어각
Figure 112011031852162-pat00088
신호를 얻는 단계, ⅴ) 상기 생성된 동기 d축 및 q축 지령 전압을 상기 보상된 제어각
Figure 112011031852162-pat00089
신호를 이용하여 정지 d축 및 q축 지령 전압으로 역변환하고, 보상된 3상 정지 출력전압을 얻도록 상기 역변환된 지령 전압을 공간벡터 펄스 폭 변조 인버터에 제공하는 단계를 포함하여 구성된다.
상기 ⅰ)단계에서 동기좌표계로 표현되는 동기 d축 및 q축 지령 전류 및 제어각
Figure 112011031852162-pat00090
이 생성된다(510, 520). 고속전동기의 속도제어기 또는 토크제어기로부터 상기 동기 d축 및 q축 지령 전류 및 제어각
Figure 112011031852162-pat00091
이 생성된다.
상기 ⅱ)단계(530)에서는 모터에 흐르는 전류로부터 검출(532)된 정지좌표계로 표현되는 정지 d축 및 q축 전류에 대해 상기 제어각
Figure 112011031852162-pat00092
신호를 이용하여 동기좌표계로 표현되는 동기 d축 및 q축 전류로 변환(534)한다.
이후 ⅲ)단계는 상기 동기 d축 및 q축 지령 전류와 상기 변환된 동기 d축 및 q축 전류의 차를 보상하여 동기좌표계로 표현되는 동기 d축 및 q축 지령 전압을 생성한다(540).
ⅳ)단계에서는 상기 제어각
Figure 112011031852162-pat00093
신호와 보상각도
Figure 112011031852162-pat00094
를 이용하여 보상된 제어각
Figure 112011031852162-pat00095
신호를 얻는다(550). 상기 보상각도
Figure 112011031852162-pat00096
는 출력전압의 각주파수
Figure 112011031852162-pat00097
, 펄스 폭 변조 스위칭 주기
Figure 112011031852162-pat00098
및 상기 주어진 제어각
Figure 112011031852162-pat00099
신호로 전류제어를 시작한 이후의 상기 펄스 폭 스위칭 주기 수행 횟수
Figure 112011031852162-pat00100
의 곱을 통해 얻어지고, 상기 제어각
Figure 112011031852162-pat00101
신호에 상기 보상각도
Figure 112011031852162-pat00102
를 합하여 보상된 제어각
Figure 112011031852162-pat00103
신호를 얻는다.
마지막으로 ⅴ)단계는 상기 보상된 제어각
Figure 112011031852162-pat00104
신호를 이용하여 상기 생성된 동기 d축 및 q축 지령 전압을 정지좌표계로 표현되는 정지 d축 및 q축 지령 전압으로 역변환하고(560), 모터에 전류가 흐를 수 있도록 하기 위해서 상기 역변환된 지령 전압을 공간벡터 펄스 폭 변조 인버터에 제공한다(580). 공간벡터 펄스 폭 변조 알고리즘의 연산 결과에 따라 모터에 전류가 흐르게 된다.
이처럼 제어각 보상단계를 포함시킴으로써, 전원의 출력 주파수가 높은 경우 또는 펄스 폭 변조 스위칭 주기가 전류제어 주기보다 빠른 경우에 있어서도 분석의 신뢰성을 향상시키고, 안정된 운전상태를 유지시킬 수 있다.
비록 본 발명이 실시예와 몇몇 도면의 예시에 의해 설명되었지만, 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 원칙에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 공간 벡터 펄스 폭 변조 방식의 3상 인버터의 출력 제어 시스템에 있어서,
    제어각
    Figure 112012096837167-pat00133
    신호와 보상각도
    Figure 112012096837167-pat00134
    를 이용하여 보상된 제어각
    Figure 112012096837167-pat00135
    신호를 얻어내는 보상부; 및
    동기 d축 및 q축 지령 전압에 대하여 상기 보상된 제어각
    Figure 112012096837167-pat00136
    신호를 이용하여 정지 d축 및 q축 지령 전압으로 변환하는 좌표계역변환부;
    를 포함하며,
    상기 보상각도
    Figure 112012096837167-pat00109
    는 출력전압의 각주파수
    Figure 112012096837167-pat00110
    , 펄스 폭 변조 스위칭 주기
    Figure 112012096837167-pat00111
    및 상기 제어각
    Figure 112012096837167-pat00112
    신호로 전류제어를 시작한 이후의 상기 펄스 폭 스위칭 주기 수행 횟수
    Figure 112012096837167-pat00113
    의 곱으로 결정되는 것을 특징으로 하는 제어각 신호에 대한 보상이 가능한 인버터의 출력 제어 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 동기 d축 및 q축 지령 전압을 구하는 주기보다 상기 펄스 폭 변조 스위칭 주기
    Figure 112011031852162-pat00114
    가 빠른 경우, 상기 펄스 폭 변조 스위칭 주기
    Figure 112011031852162-pat00115
    마다 상기 보상부, 상기 좌표계역변환부 및 상기 공간 벡터 펄스 폭 변조 방식의 3상 인버터의 출력을 구하는 계산만 별도로 수행하는 것을 특징으로 하는 제어각 신호에 대한 보상이 가능한 인버터의 출력 제어 시스템.
  4. 삭제
  5. 공간 벡터 펄스 폭 변조 방식의 3상 인버터의 출력 제어방법에 있어서,
    (a) 제어각
    Figure 112012096837167-pat00137
    신호와 보상각도
    Figure 112012096837167-pat00138
    를 이용하여 보상된 제어각
    Figure 112012096837167-pat00139
    신호를 얻는 단계; 및
    (b) 동기 d축 및 q축 지령 전압을 상기 보상된 제어각
    Figure 112012096837167-pat00140
    신호를 이용하여 정지 d축 및 q축 지령 전압으로 변환하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 (a)단계는,
    (a1) 출력전압의 각주파수
    Figure 112012096837167-pat00120
    , 펄스 폭 변조 스위칭 주기
    Figure 112012096837167-pat00121
    및 상기 제어각
    Figure 112012096837167-pat00122
    신호로 전류제어를 시작한 이후의 상기 펄스 폭 스위칭 주기 수행 횟수
    Figure 112012096837167-pat00123
    의 곱을 상기 보상각도
    Figure 112012096837167-pat00124
    로 결정하는 단계; 및
    (a2) 상기 제어각
    Figure 112012096837167-pat00125
    신호에 보상각도
    Figure 112012096837167-pat00126
    를 합하여 보상된 제어각
    Figure 112012096837167-pat00127
    신호를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어각 신호에 대한 보상
    이 가능한 인버터의 출력 제어 시스템.
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