KR101296788B1

KR101296788B1 - 가변 릴럭턴스 기기의 회전자 위치 검출 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101296788B1
Application number: KR1020060095283A
Authority: KR
Inventors: 레오 맥클레랜드 마이클
Original assignee: 니덱 에스알 드라이브즈 리미티드
Priority date: 2005-10-04
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2013-08-13
Also published as: EP1772959A1; US20070075672A1; JP2007104897A; KR20070038000A; JP5160060B2; CN1945960B; CN1945960A; GB0520178D0; EP1772959B1; US7388345B2; DE602006010644D1

Abstract

전자기기는 물리적(하드웨어) 회전자 위치 트랜스듀서와 소프트웨어 위치 검출 알고리즘의 결합에 의해 제어된다. 물리적 트랜스듀서는 적은 수의 센서를 구비하여 고속에서만 정확한 정보를 제공한다. 소프트웨어 알고리즘은 고속에서 충분한 정보를 제공하지 못하는 저가의 프로세서에 의해 수행된다. 컨트롤러는 광범위한 속도 범위에서 작동하는 경제적인 드라이브를 생산하기 위해 두 가지 위치 검출기로부터의 정보를 결합한다.

스위치드 릴럭턴스 머신(Switched Reluctance Machine), 회전자(Rotor), 위치(Position)

Description

가변 릴럭턴스 기기의 회전자 위치 검출 시스템 및 방법{System and Method for Rotor Position Detection in a Variable Reluctance Machine}

도 1은 종래의 스위치드 릴럭턴스 드라이브를 나타내는 도면,

도 2는 도 1의 컨버터의 한 상에 대한 구성도,

도 3은 3상 4극 시스템에 대한 종래의 위치 트랜스듀서를 나타내는 도면,

도 4는 도 3의 트랜스듀서의 출력을 나타내는 도면,

도 5는 파라미터로서 회전자 위치와 함께 전형적인 쇄교자속과 위상전류 간의 그래프를 나타내는 도면,

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 드라이브 시스템을 나타내는 도면,

도 7은 본 발명에 사용되기에 적합한 위치 트랜스듀서를 나타내는 도면,

도 8은 도 7의 트랜스듀서로부터 출력을 나타내는 도면,

도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 스테이트차트 다이어그램이다.

본 발명은 전자기기, 특히 스위치드 릴럭턴스 기기(Switched Reluctance Machine)에서의 회전자(Rotor) 위치 검출에 관한 것이다.

스위치드 릴럭턴스 기기의 일반적인 취급은 티제이 밀러(TJE Miller)에 의한 "스위치드 릴럭턴스 기기의 전자 제어(Electronic Control of Switched Reluctance Machines)"(Newness, 2001) 등의 여러 논문에서 찾아볼 수 있는데, 이 논문은 여기에서 참조문헌으로 사용된다. 이 시스템의 제어 및 작동에 대한 더 상세한 내용은 1993년 6월 21-24일 독일 누른버그(Nurnberg)에서 개최된 PCIM'93에서 제이엠 스테펜슨(J.M. Stephenson) 및 알제이 블레이크(R.J. Blake)에 의해 발표된 "스위치드 릴럭턴스 모터의 특성, 디자인 및 응용(The Characteristics, Design And Applications of Switched Reluctance Motors)"에 개시되어 있다. 이 논문에는 스위치드 릴럭턴스 기기의 여자화(Energisation)의 초핑(Chopping) 및 싱글 펄스(Single-Pulse) 모드가 저속 및 고속 각각에서 그 기기의 작동을 위해 개시되어 있다.

도 1은 종래의 스위치드 릴럭턴스 드라이브를 개략적으로 도시한 것이다.

종래의 스위치드 릴럭턴스 드라이브는 직류(DC) 전원 공급부(11)를 포함하는데, 이것은 배터리나 또는 정류되고 필터링된 교류(AC) 메인 전원일 수 있다. 전원 공급부(11)에 의해 공급되는 직류(DC) 전압은 전자 제어 유닛(14)의 제어 하에 전력 컨버터(13)에 의해 모터(12)의 위상 권선(16) 양단에서 스위칭된다. 가장 많이 알려진 컨버터 구성(Topology) 중의 하나가 도 2에 도시되어 있는데, 그 기기의 위상 권선 16은 버스바(Busbar)(26, 27) 양단에 두 개의 스위칭 소자(21, 22)와 직렬로 연결되어 있다. 버스바 26 및 27을 합하여 컨버터의 "DC 링크(Link)"라 한다. 에너지 복구 다이오드(Energy Recovery Diode)(23, 24)는 스위치 소자 21과 22가 열려 있을 때, 권선 전류가 DC 링크에서 역류할 수 있도록 위상 권선에 연결되어 있다. "DC 링크 커패시터"로 알려진 커패시터(25)는 전원 공급부로부터 유도될 수도 전원 공급부로 돌아갈 수도 없는 DC 링크 전류의 교류 성분(리플 전류(ripple current))을 발생시키거나 또는 가라앉히기 위해 DC 링크의 양단에 연결된다. 실제적으로 커패시터(25)는 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 커패시터로 구성될 수도 있다. 병렬 연결인 경우, 그 다수의 커패시터 중 몇몇은 컨버터의 도처에 분산 배치될 수 있다. 저항(28)은 전류 피드백 신호를 제공하기 위해 하단 스위치(22)와 직렬로 연결될 수 있다. 다상 시스템(Multiphase System)은 전형적으로 그 전자 기기의 위상들을 여자화시키기 위해 병렬로 연결된 도 2의 다수의 페이스 렉(Phase Legs)을 사용한다.

스위치드 릴럭턴스 기기의 성능은 회전자 위치와 관련된 위상 여자화(Phase Energisation)의 정확한 시간에 크게 의존한다. 회전자 위치 검출은 일반적으로 도 1에 개략적으로 도시된 트랜스듀서(15), 예컨대 기기 회전자 위에 장착된 회전하는 톱니 모양의 디스크를 사용하여 이루어지는데, 그것은 고정자(Stator) 위에 장착된 광센서나 마그네틱 센서 또는 다른 종류의 센서와 협력을 하게 된다. 도 3은 4극 회전자를 사용하는 3상 시스템의 전형적인 배치도를 나타낸 것이다. 고정자와 비교한 회전자의 상대적인 위치를 나타내는 신호는 도 4에 도시된 것처럼 각각의 센서에 의해 생성된다. 각각의 센서에 의해 생성된 신호들은 정확한 위상 여자화가 이루어지도록 하기 위해 도시된 것처럼 서로 결합된 후 제어 회로로 제공된다. 미국 등록특허 제 5652494 호에는 디지털 램프(Digital Ramps)를 발생시키기 위해 이 신 호들을 사용하는 방법이 개시되어 있는데, 디지털 램프로부터 여자화와 비여자화(De-energisation)를 위한 정확한 순간이 결정될 수 있다. 이 시스템은 간단하고, 만약 회전자의 속도가 충분히 크다면, 여러 응용 분야에서 잘 작동한다. 그러나 각각의 상을 위한 센서의 필요성은 작은 시스템의 기계적인 설계 및 디자인을 복잡하게 할 수 있다. 왜냐하면, 그 디스크 둘레에 배열되는 정확한 위치에 각각의 센서를 위치시키기 위해서는 공간이 필요하고, 추가적인 비용이 없이는 그 센서들을 소형화하는 것이 불가능하기 때문이다. 이 시스템의 또 다른 단점은 각도 분해능(Angular Resolution)을 제한한다는 것인데, 이것은 저속에서 토크 리플(Torque Ripple)을 발생시킬 수 있다.

따라서 회전자 위치 트랜스듀서(RPT: Rotor Position Transducer, 이하 "RPT"라 함) 없이 소프트웨어 컨트롤러에서 작동하는 위치 검출 알고리즘을 사용하기 위한 다양한 방법들이 제안되었다. 이 방법들 중 몇몇은 영국 브라이톤(Brighton)의 1993년 9월 13-16일자 유럽 전력전자 회의(European Power Electronics Conference)에서 더블유 에프 레이(W F Ray)와 아이 에이치 알-바하들리(I H Al-Bahadly)에 의해 6권 7-13페이지에 수록된 "센서없이 스위치드 릴럭턴스 모터의 회전자 위치를 결정하는 방법(Sensorless Method for Determining the Rotor Position of Switched Reluctance Motors)"에서 검토되었는데, 이는 본 발명의 참조문헌이 된다. 이 방법들 중 많은 수는 하나 또는 그 이상의 상에서 위상 쇄교자속(Phase Flux-Linkage)(즉, 시간에 대한 적용 전압의 적분) 및 전류(예컨대, 도 1의 전류 트랜스듀서 18로부터 유도된 전류)를 측정하는 방법을 사용한다. 위치 는 각도와 전류의 함수로서의 그 기기의 인덕턴스(Inductance)의 변화량에 대한 지식을 이용하여 계산된다. 이 특성은 쇄교자속/각도/전류 테이블로서 저장될 수 있고, 도 5에 그래프로서 그려진다. 이 데이터의 저장은 큰 메모리 어레이 사용 및/또는 저장된 지점들 사이의 데이터에 대한 보간(Interpolation)을 위해 추가적인 시스템 오버헤드를 수반하므로 불리하다.

몇몇 방법들은 발생된 토크를 바꾸기 위해 초핑(Chopping) 전류 제어가 주요한 제어 전략이 되는 저속에서 이 데이터를 이용한다. 이 방법들은 통상적으로 토크가 발생하지 않는 위상에서 진단 펄스를 사용한다. 저속 작동에 적합한 한 방법은 1991년 이탈리아 피렌체에서 개최된 유럽 전력전자 회의 1권 390-393페이지에 수록된 "센서없는 스위치드 릴럭턴스 모터에서 정확한 회전자 위치 검출(Accurate Sensorless Rotor Position Detection in an S R Motor)"에서 N.M Mvungi와 J.M. Stephenson에 의해 제안된 것이다. 이 논문은 본 발명의 참조문헌이 된다.

다른 방법들이 고속에서 여자화(Energisation)의 싱글 펄스 모드에서 작동하는데, 이 방법들은 정상적인 작동을 방해하지 않고 여자화된 위상의 작동 전압과 전류를 모니터링한다. 고속에서 사용되는 전형적인 방법은 국제공개특허 제 WO 91/02401 호에 개시되어 있는데, 이는 본 발명의 참조문헌이 된다.

RPT 없이 작동하기 위해 기기 데이터의 이차원 어레이를 저장해야만 하는 것은 분명히 바람직하지 않다. 따라서 대다수의 각도에 따른 정보를 사용하지 않고 단지 한 각도에서의 데이터만을 저장하는 대안이 제시되었다. 이 중 한 방법은 유럽 특허 출원 제 EP-A 0573198 호에 기재되어 있는데, 이는 본 발명의 참조문헌이 된다. 이 방법은 원하는 지점으로부터 떨어진 계산된 차이에 따라 진단 지점을 조절함으로써 미리 정의된 각도에서 위상 쇄교자속과 전류를 감지하는 방식이다. 쇄교자속은 위상에 적용된 전압 측정량을 적분(시간에 관해)함으로써 추정된다. 이 바람직한 구현예에서는 두 개의 1차원 테이블이 저장되는데, 하나는 기준 회전자 각도에서 쇄교자속 대 전류이고, 다른 하나는 회전자 각도 대 전류와 관련하여 쇄교자속의 차동값(Differential)이다. 위상 전압과 전류를 모니터링함으로써, 예측된 기준 각으로부터의 차이가 룩-업 테이블(Look-up Table)을 참조하여 계산될 수 있고, 시스템 작동은 그 결과에 따라 조절될 수 있다.

위치 검출 알고리즘에 의해 요구될 때마다 쇄교자속이 충분히 정확하게 결정될 수 있다면, 이 방법은 믿을 만하다는 것이 입증되었다. 시스템에서의 요구되지 않는 노이즈와 인테그레이터(Integrator, 적분기)의 불안정성에 기인한 쇄교자속 인테그레이터 드리프트(Integrator Drift)를 피하기 위해, 전류가 0으로 떨어지고 위상 권선이 더 이상 어떠한 자속도 쇄교하지 않는 각각의 전도 주기의 끝에서 쇄교자속은 0으로 설정된다. 이 방법은 초기에 회전자가 언제 기준 위치에 있을 것인지를 예측하고, 그것이 기준 위치에 도달하였다고 믿어질 때 그 기기의 파라미터를 측정하고, 그 측정된 결과를 예측값에서의 에러를 파악하기 위해 이용함으로써 다음 기준 위치를 위한 새로운 예측값을 채택한다는 점에서 "예측/수정" 방법이라 일컫는다.

이러한 방법들은 현재 통상적으로 사용되고 있기는 하지만, 컨트롤러에서의 상당한 프로세싱 용량(그것은 마이크로프로세서나 디지털 신호 처리기에 의해 제공 된다)이 필요하다. 가장 빠른 작동 속도에서의 연산 처리를 위한 시간이 기기의 인덕턴스 주기를 가로지르는 데에 소요되는 시간보다 훨씬 짧아야 하므로, 그러한 용량을 제공하기 위한 비용은 컨트롤러의 구성 비용 중 상당한 비중을 차지한다. 더 빠르고 고가의 프로세서를 사용하지 않는다면, 프로세서의 속도는 드라이브의 최고 속도를 제한할 수 있다.

따라서 넓은 속도 범위에서 작동할 수 있는 전자기기를 위한 회전자 위치 검출을 제공하는 비용 효율적인 방법이 필요로 된다.

본 발명은 수반되는 독립항에서 정의되고, 몇몇 바람직한 특징들은 종속 청구항에서 기술된다.

본 발명의 구현에서는 회전자, 회전자 위치 트랜스듀서 및 회전자 위치 트랜스듀서로부터 신호를 수신하고 수신된 신호 또는 회전자 위치 검출 알고리즘 중 어느 하나로부터 회전자 위치 정보를 유도할 수 있는 제어 수단을 구비한 전자기기 시스템을 제공한다.

본 발명은 각각 하드웨어와 소프트웨어에서 수행되는 두 개의 회전자 위치 검출 기술의 유리한 결합이다. 회전자 위치 검출 알고리즘만이 독립적으로 사용된다면 요구될 프로세싱 전력에 비해 전력 소모를 크게 줄일 수 있게 된다.

바람직하게는 하드웨어 회전자 위치 트랜스듀서와 소프트웨어 위치 검출 알고리즘의 역할이 그 기기의 큰 속도와 작은 속도 범위 사이에서 각각 분리된다. 그러나 본 발명의 더 바람직한 형태는 다중 위상 기기의 위상들 사이에서 저속의 범 위에 대해 역할을 분리한다. 이 기술에 의해, 회전자 위치 트랜스듀서는 단지 하나의 위상에 대해 독립적으로 사용될 수 있고, 이로써 그 위상에 대해서는 전류 트랜스듀서를 제거하는 것이 가능해진다.

본 발명의 구현에서는 낮은 속도까지 프로세서의 요구를 제한하는 것이 가능하므로 제어 수단에 있어서 상대적으로 저급의 프로세서를 사용한다. 이것은 이전에 높은 회전자 속도에서 필요했던 프로세싱 속도를 더 이상 제공할 필요가 없기 때문에 가능하다. 이는 프로세서의 용량이 믿을 만하지 않은 경우 RPT가 독립적으로 회전자 위치 검출 역할을 인수하게 되기 때문이다.

스위치드 릴럭턴스 기기의 위상 인덕턴스 사이클은 각 위상에 대한 인던턱스의 변동 주기, 예를 들어 고정자 극들과 관련 있는 각각의 회전자 극들이 완전히 일직선 상에 배열되는 최고값 사이를 의미한다. 기술되는 예시적인 구현예는 모터링 모드(Motoring Mode)에서의 3상 스위치드 릴럭턴스 드라이브를 사용하여 설명한다. 그러나 하나 이상의 임의의 위상의 수가 사용될 수 있고, 드라이브는 모터링 모드 또는 제너레이팅 모드(Generating Mode)도 가능하다.

도 6은 본 발명의 일실시예를 구현하는 스위치드 릴럭턴스 드라이브를 나타낸 도면이다.

이 드라이브는 도 1에 도시된 것의 개량형이므로 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호가 부여된다. 컨트롤러(14')는 모터(12)의 속도 범위 중 어느 한 부분에서 작동할 수 있는 위치 검출 알고리즘에 할당된 섹션(62)을 가지고 있다. 섹 션(62)에 탑재된 프로세서는 저가이고 모터(12)의 속도 범위 중 고속 범위에서 회전자 위치를 결정할 정도로 충분히 빠르게 작동하지 않는다. 포지션 위치 검출 알고리즘에 추가하여, 드라이브는 하드웨어 회전자 위치 트랜스듀서(60)를 가지고 있는데, 이는 도 7에 보다 상세히 도시되어 있다. 회전자 위치 트랜스듀서(60)은 베인(Vane)(72) 둘레에 기기의 4개의 회전자 극에 대응하는 4 세트의 피쳐(Feature)를 가지고 있는 점에서 기본적으로 도 3에 도시된 것과 유사하지만, 피쳐들의 움직임에 반응하는 단지 하나의 광 또는 마그네틱 센서(스위치 형상)를 구비한다. 종래의 구성과 비교하여 줄어든 센서의 수로 인해 구성 비용이나 트랜스듀서를 장착시키는 데에 요구되는 공간을 줄일 수 있게 된다. 센서(70)는 도 8에 도시된 것처럼 회전자 각도를 기저로 플롯된 결과를 출력한다.

도 7의 트랜스듀서로부터의 신호는 그 기기의 세 가지 상들 중의 하나를 컨트롤하기에 충분한 정보를 포함하고 있지만, 나머지 두 상들과 관련된 어떠한 정보도 가지고 있지 않다. 만약 그 기기가 미지의 위치로부터 시작한다면, 정확한 위상을 여자화하여 충분한 토크를 생성하기에는 불충분한 정보이다. 동일한 문제가 회전자의 속도가 상대적으로 느리거나 또는 빠르게 변할 때에 발생한다. 큰 가속이나 감속 하에서 속도에 있어서의 아주 큰 변화가 트랜스듀서 출력의 반 사이클 내에 일어날 수 있는데, 이것은 위상에 적용되는 스위칭 각이 틀려지는 원인이 된다.

그러나 상대적으로 높은 속도에서는, 회전자에 저장된 에너지 및 단단히 연결된 부하가 속도의 갑작스런 변화를 방해하게 되고, 따라서 트랜스듀서의 주기 내에 파형을 보간하여 나머지 상들에 대한 파형들의 기대되는 시작점을 찾는 것이 가 능해진다. 그래서 만약 속도가 충분히 크다면, 완전한 셋트의 트랜스듀서 출력이 도 3에 도시된 것에 대응하여 합성될 수 있다. 그때, 위에서 언급한 것처럼, 미국 등록특허 제 5652494 호에 개시된 것과 동일한 시스템이 상들에 대한 정확한 스위칭 각을 결정하기 위해 사용될 수 있다.

도 6의 드라이브의 작동 방법은 제로(0)와 상대적으로 낮은 속도(일실시예에서는 드라이브의 속도 범위의 반까지)에서 회전자 위치가 위치 검출 알고리즘에 의해 결정된다. 토크 리플을 최소화하기 위해 선택적으로 토크-스무딩(Torque-Smoothing) 알고리즘이 함께 사용될 수 있다. 컨트롤러의 프로세서가 인덕턴스 주기 내에 요구되는 작동을 수행할 수 없을 정도에 이르는 기기 속도와 관련된 기결정된 임계값을 향해 속도가 증가할 때, 컨트롤러는 하드웨어와 소프트웨어 회전자 위치 검출 방법의 결과를 비교함으로써 하드웨어 트랜스듀서가 신뢰할 만한 회전자 위치 정보를 제공하고 있는지를 체크한다. 그 비교의 결과가 받아들일 수 있는 한계 이내라면, 컨트롤러는 하드웨어 위치 검출만을 사용하도록 전환된다. 속도가 최고 속도까지 상승하면 소프트웨어 검출기로부터의 위치 정보는 신뢰성이 크게 떨어지지만, 회전자 위치 트랜스듀서(RPT)가 회전자 위치 검출 역할을 담당하므로 전혀 문제가 되지 않는다. 이후에 속도가 그 임계값을 이하로 떨어지면, 컨트롤러는 소프트웨어 검출기로부터의 위치 정보를 사용하도록 복귀한다.

추가적인 구현예에서는, 이력 현상(Hysteresis)이 임계값 주변에서 도입되어 두 가지 회전자 위치 검출 기술에 대한 속도 범위가 오버랩된다. 이것은 컨트롤러가 두 모드 사이를 채터링(Chattering)하는 것을 방지한다. 도 9는 그 기술을 이행 하기 위해 사용되는 제어 방법에 대한 스테이트차트(Statechart) 다이어그램을 도시한 것이다. 이 방법에서 컨트롤러는 두 가지 타입의 검출기를 혼합하고, 수용할 수 있는 정확한 정보를 제공하는 속도 범위 내에서 각각을 이용한다.

가변 속도 드라이브 시스템에서 하드웨어와 소프트웨어 위치 검출 양쪽 모두를 제공하는 것은 직관에 반한다. 그러나, 저속의 범위에서는 저가의 프로세서를 이용한 소프트웨어 검출을 사용하고 고속의 속도 범위에서는 하나의 센서를 이용한 하드웨어 검출을 사용함으로써, 본 발명은 이전 시스템보다 저렴한 비용으로 더 우수한 기능을 드라이브에 제공한다.

한 상에 하드웨어 RPT가 존재하므로, 단지 그 상에 대해서만 RPT로부터 위치 검출이 가능하고, 따라서 그 상에 대한 전류 센서를 제거할 수 있게 된다는 사실을 이용함으로써 그 이상의 비용 절약도 가능하다. 이것은 본 발명의 하이브리드(Hybrid) 형태인데, 이 형태에서 하드웨어 또는 소프트웨어 중 어느 하나가 저속의 범위에서 기기 사이클 내 회전자 위치 검출을 담당한다. 예를 들어, 3상 시스템은 한 상(Phase A)과 관련된 하나의 하드웨어 RPT 및 나머지 두 상(Phase B와 C)과 관련된 전류 센서(그 두 상과 관련하여 소프트웨어 위치 검출 알고리즘에 정보를 제공)를 구비한다. 이 기기의 시작이나 저속 운전에서는 서로 다른 상들에 대해 하드웨어 및 소프트웨어 시스템 모두로부터의 정보를 이용한다. 컨트롤러의 프로세서가 대처할 수 없는 고속에서, RPT의 출력은 이전처럼 다른 상들에 대해 멀티플렉스(Multiplex)된다. 당업자는 하드웨어와 소프트웨어 검출기의 다른 결합이 더 많은 수의 위상을 가지는 시스템에 대해 가능하다는 것을 생각할 수 있을 것이다.

이상에서는 스위치드 릴럭턴스 기기에 기반한 드라이브에 기초하여 설명하였으나, 본 발명이 이런 타입의 기기에 국한되지 않고, 하드웨어 또는 소프트웨어 위치 검출을 이용하여 작동할 수 있는 임의의 전자 드라이브, 예컨대, 인덕션에 기초한 드라이브, 즉 동기 또는 영구 자석 기기에 동일한 유용성으로 적용될 수 있다.

또한, 당업자라면 본 발명으로부터 이탈됨 없이 본 발명의 구성, 특히 컨트롤러에서 알고리즘의 세부적인 실행에 대한 구성을 변경하는 것이 가능할 것이다. 따라서 몇 가지 실시예에 대한 위에서의 설명은 제한의 목적이 아니라 예시의 목적으로 기술된 것이다. 위에서 설명된 작동에 대한 큰 변화 없이 그 드라이브를 약간 변경하는 것은 당업자에는 자명한 사항일 것이다. 예컨대, 이 방법은 회전 기기뿐만 아니라 선형 기기에도 적용될 수 있다. 본 발명은 단지 후술할 청구항의 영역 내에서 제한을 받아야 할 것이다.

본 발명에 따르면, 저속의 범위에서는 저가의 프로세서를 이용한 소프트웨어 검출을 사용하고 고속의 속도 범위에서는 하나의 센서를 이용한 하드웨어 검출을 사용함으로써 이전 시스템보다 저렴한 비용으로 더 우수한 기능을 드라이브에 제공한다.

또한, 한 상에서 하드웨어 RPT가 존재하므로, 단지 그 상에 대해서만 RPT로부터 위치 검출이 가능하고, 따라서 그 상에 대한 전류 센서를 제거할 수 있게 된다는 사실을 이용함으로써 그 이상의 비용 절약도 가능하다.

Claims

가변 릴럭턴스 기기(Variable Reluctance Machine)에 있어서,

회전자(Rotor);

회전자 위치 트랜스듀서(Rotor Position Transducer); 및

상기 회전자 위치 트랜스듀서로부터 신호를 수신하고 상기 신호 또는 회전자 위치 검출 알고리즘 중 어느 하나로부터 회전자 위치 정보를 산출하는 제어 수단을 포함하되,

상기 제어수단은 상기 기기의 속도 범위 중 고속 범위에서는 상기 신호를 이용하여 상기 회전자 위치 정보를 산출하도록 작동하고, 저속 범위에서는 상기 회전자 위치 검출 알고리즘을 이용하여 상기 회전자 위치 정보를 산출하도록 작동하며,

상기 기기는 적어도 두 개의 상을 포함하고, 상기 회전자 위치 트랜스듀서는 기기의 단일 상에 대한 회전자의 위치를 나타내는 상기 신호를 생성하기 위해 상기 회전자의 움직임에 반응하는 단일 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 릴럭턴스 기기 시스템.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 제어 수단은 상기 고속 범위에서는 상기 신호로부터 상기 회전자 위치 정보를 산출하고, 상기 저속 범위에서는 적어도 한 상에 대해서는 상기 신호로부터, 나머지 상에 대해서는 상기 회전자 위치 검출 알고리즘으로부터 동시에 상기 회전자 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 가변 릴럭턴스 기기 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 고속 범위와 상기 저속 범위는 부분적으로 오버랩되는 것을 특징으로 하는 가변 릴럭턴스 기기 시스템.
삭제
삭제
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

위상전류를 감지하기 위해, 전류 센서가 상기 단일 상을 제외한 각각의 상과 관련하여 배치되는 것을 특징으로 가변 릴럭턴스 기기 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 제어 수단은 상기 저속 범위에서만 상기 위치 검출 알고리즘으로부터 상기 회전자 위치 정보를 산출할 수 있는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 릴럭턴스 기기 시스템.
삭제
회전자(Rotor), 회전자 위치 트랜스듀서(Rotor Position Transducer) 및 상기 회전자 위치 트랜스듀서로부터 신호를 수신하고 상기 신호 또는 회전자 위치 검출 알고리즘 중 어느 하나를 이용하여 회전자 위치 정보를 산출하는 제어 수단을 포함하는 가변 릴럭턴스 기기(Variable Reluctance Machine)에서 회전자 위치 정보를 산출하는 방법으로서,

상기 제어 수단은 상기 기기의 속도 범위 중 고속 범위에서는 상기 신호를 이용하여 상기 회전자 위치 정보를 산출하고, 저속 범위에서는 상기 회전자 위치 검출 알고리즘을 이용하여 상기 회전자 위치 정보를 산출하며,

상기 기기는 적어도 두 개의 상을 포함하고, 상기 회전자 위치 트랜스듀서는 기기의 단일 상에 대한 회전자의 위치를 나타내는 상기 신호를 생성하기 위해 상기 회전자의 움직임에 반응하는 단일 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 릴럭턴스 기기에서 회전자 위치 정보를 산출하는 방법.
삭제
제 10 항에 있어서,

상기 제어 수단은 상기 고속 범위 동안에는 상기 신호로부터 상기 회전자 위치 정보를 산출하고, 상기 저속 범위 동안에는 적어도 한 상에 대해서는 상기 신호로부터, 나머지 상에 대해서는 상기 회전자 위치 검출 알고리즘으로부터 동시에 상기 회전자 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 가변 릴럭턴스 기기(Variable Reluctance Machine)에서 회전자 위치 정보를 산출하는 방법.
제 10 항 또는 제 12 항에 있어서,

상기 고속 범위와 상기 저속 범위는 부분적으로 오버랩되는 것을 특징으로 하는 가변 릴럭턴스 기기(Variable Reluctance Machine)에서 회전자 위치 정보를 산출하는 방법.
삭제
삭제
제 10 항 또는 제 12 항에 있어서,

위상전류를 감지하기 위해, 전류 센서가 기기의 상기 단일 상을 제외한 각각의 상과 관련하여 배치되는 것을 특징으로 가변 릴럭턴스 기기(Variable Reluctance Machine)에서 회전자 위치 정보를 산출하는 방법.
제 10 항 또는 제 12 항에 있어서,

상기 제어 수단은 상기 저속 범위에서만 상기 위치 검출 알고리즘으로부터 상기 회전자 위치 정보를 산출할 수 있는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 릴럭턴스 기기(Variable Reluctance Machine)에서 회전자 위치 정보를 산출하는 방법.
삭제