KR101334745B1 - 스위치드 릴럭턴스 모터의 스위칭 각 제어장치 - Google Patents

스위치드 릴럭턴스 모터의 스위칭 각 제어장치 Download PDF

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Abstract

이 발명은 스위칭 각과 토크 특성 및 스위칭 각과 효율 특성을 이용하여 스위치드 릴럭턴스 모터의 단일펄스 구동시 최대 효율을 얻기 위한 최적의 스위칭 각을 찾아 모터를 제어하는 장치에 관한 것이다.
이 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 스위칭 각 제어장치는, 스위치드 릴럭턴스 모터의 지령속도(ω*)와 실제속도(ω)와의 속도오차를 출력하는 속도오차출력부와, 상기 속도오차에 따른 평균토크 지령치(Te *)를 출력하는 PI속도제어기와, 평균토크별 턴 온 선행 각 정보를 저장하며 상기 PI속도제어기로부터 입력되는 상기 평균토크 지령치(Te *)에 따른 다수의 턴 온 선행 각을 출력하는 스위칭 각 출력부와, 효율별 턴 온 선행 각 정보를 저장하며 상기 스위칭 각 출력부에서 출력되는 다수의 턴 온 선행 각 중 최대 효율의 턴 온 선행 각을 이용하여 스위치 턴 온 각(θon)을 출력하는 최대효율 스위칭 각 출력부와, 상기 최대효율 스위칭 각 출력부에서 출력되는 스위치 턴 온 각(θon)을 이용하여 상기 스위치드 릴럭턴스 모터를 구동하는 모터구동부를 포함한다.

Description

스위치드 릴럭턴스 모터의 스위칭 각 제어장치 {Control of Switching Angles of a Switched Reluctance Motors}
이 발명은 스위치드 릴럭턴스 모터의 스위칭 각 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스위칭 각과 토크 특성 및 스위칭 각과 효율 특성을 이용하여 스위치드 릴럭턴스 모터의 단일펄스 구동시 최대 효율을 얻기 위한 최적의 스위칭 각을 찾아 모터를 제어하는 장치에 관한 것이다.
최근 직류전동기가 주로 사용되어 왔던 모든 분야에서 브러시(brush)가 없는 브러시리스(brushless) 타입의 전동기로 대체되고 있다. 이 브러시리스 타입의 전동기로서, BLDC(Brushless DC electric motor)와 같은 영구자석형 전동기와, 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)와 같은 릴럭턴스 토크를 이용한 전동기가 연구되고 있다. 이 중, 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)는 고정자에만 권선이 감겨져 있고 영구자석이나 권선이 없는 회전자를 포함한 간단한 자기적 구조로서, 견고하고 다른 전동기보다 생산단가를 낮출 수 있는 장점이 있다. 최근 영구자석의 주재료가 되는 희토류 광물의 급격한 가격 상승으로 인해 스위치드 릴럭턴스 모터에 대한 관심과 연구가 더욱 활발히 진행되고 있다.
도 1은 일반적인 2상 스위치드 릴럭턴스 모터 및 그 구동회로를 도시한 구성도이다.
2상 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)는 두 개의 마주보는 고정자 극을 포함하며, 이 고정자 극에 각각 코일이 감겨있고, 두 코일이 직렬연결되어 하나의 상 권선을 이룬다. SRM 내부에는 회전자가 위치한다. 도 1에 도시된 SRM은 2개의 상 권선 즉, A상 권선과 B상 권선으로 이루어지며, 각 상 권선을 구동하기 위해 각 상 권선당 2개의 스위칭 소자와 2개의 다이오드가 연결된다. 도 1에 도시된 2상 SRM 구동회로의 동작을 설명하면, 입력교류전원은 브릿지다이오드에서 전파정류되고 평활커패시터(Cdc)에 의해 평활되어 직류전원으로 변환된다. 이 직류전원을 이용하여 고정자 극의 A상 권선과 B상 권선이 번갈아 여자되어, SRM의 내부의 회전자가 자기적 영향으로 회전된다.
도 2는 일반적인 스위치드 릴럭턴스 모터에서 고정자(stator)와 회전자(rotor)의 상대적 위치에 따른 인덕턴스와 전류변화율을 도시한 도면이다.
일반적으로 스위치드 릴럭턴스 모터에서, 회전자가 회전자 극과 고정자 극이 서로 어긋난 위치(0<θ<θ1)에 위치하면 인덕턴스는 최소값이 된다. 회전자가 이동하여 고정자 극과 회전자 극이 일치하기 시작하는 지점(θ=θ1)에 위치하면 인덕턴스가 최소값에서 증가하기 시작한다. 그러다가 회전자가 고정자 극과 회전자 극이 완전히 일치하는 지점(θ=θ2)에 위치하면 인덕턴스가 최대값이 되어 일정해지기 시작한다. 또한, 회전자가 계속 이동하여 고정자 극과 회전자 극이 다시 어긋나기 시작하면(θ>θ3) 인덕턴스는 점차 감소하고, 고정자 극과 회전자 극이 완전히 어긋나면 인덕턴스는 최소값이 된다.
스위치드 릴럭턴스 모터의 토크는 인덕턴스의 기울기(dL/dθ)에 비례하므로, 인덕턴스가 증가하는 θ1 ~ θ2 구간에서는 정(+)의 토크가 발생하고, 인덕턴스가 감소하는 θ3 ~ θ4 구간에서는 부(-)의 토크가 발생한다. 따라서, 정(+)의 토크가 발생하기 전에 각 상 권선에 전류펄스를 인가하고, 부(-)의 토크가 발생하기 전에 전류펄스를 모두 소멸시켜야 한다. 이와 같은 전류펄스가 인가되는 기간은 스위칭 각(스위치 턴 온 각 및 스위치 턴 오프 각)에 의해 결정되며, 이 스위칭 각에 의해 모터의 효율이 결정된다.
즉, 고정자 극과 회전자 극이 일치하기 시작하는 지점에서 전류펄스가 지령치에 도달하도록 스위치 턴 온 각이 결정되어야 하고, 고정자 극과 회전자 극이 완전히 일치하기 전에 전류펄스가 소멸되도록 스위치 턴 오프 각이 결정되어야 모터가 최대 효율로 구동하게 된다.
도 3은 스위치드 릴럭턴스 모터의 스위칭 각(턴 온 각 및 턴 오프 각)을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
θa는 고정자 극과 회전자 극이 서로 겹쳐서 인덕턴스가 최대값이 될 때의 회전자의 각 위치로서, 최대 인덕턴스 각이다. θu는 고정자 극과 회전자 극이 서로 어긋나 인덕턴스가 최소값이 될 때의 회전자의 각 위치로서, 최소 인덕턴스 각이다. θon은 스위치가 턴 온될 때의 회전자의 각 위치로서, 스위치 턴 온 각(점호 각이라고도 함)이다. θoff는 스위치가 턴 오프될 때의 회전자의 각 위치로서, 스위치 턴 오프 각(소호 각이라고도 함)이다. θdwell은 스위치 턴 온 각과 스위치 턴 오프 각 사이의 간격으로서, 도통 각이다. θadv는 최소 인덕턴스 각(θu)과 스위치 턴 온 각(θon) 사이의 간격으로서, 턴 온 선행 각이다. θcom은 최대 인덕턴스 각(θa)과 스위치 턴 오프 각(θoff) 사이의 간격으로서, 턴 오프 선행 각이다.
최적의 스위칭 각을 찾는 다양한 기술들이 제시되고 있는 바, 대부분의 종래 기술은 스위치 턴 온 각 또는 스위치 턴 오프 각 하나만을 계산하여 선정하고, 나머지는 고정된 값을 사용한다.
종래에 주로 사용되는 전압방정식을 이용하여 스위치 턴 온 각을 찾는 방법을 설명한다.
스위치드 릴럭턴스 토크는 인덕턴스의 기울기(dL/dθ)에 비례하므로 기울기가 0인 θu 이전 구간에서는 토크가 발생하지 않고, 고정자 극과 회전자 극이 겹쳐지기 시작하는 θu 이후부터 토크가 발생한다. θu 지점에서 원하는 최대 순시 지령 토크를 얻으려면 θu 지점에서의 상 전류는 지령치에 도달해야 한다.
따라서, 실제 스위치 턴 온 각(θon)은 θu 로부터 턴 온 선행 각(θadv)만큼 앞선 지점이어야 하는데, 전압방정식을 이용하여 인덕턴스의 증가율과 전류변화율과의 관계를 통하여 턴 온 각을 구하는 과정은 다음과 같다.
각 상 간의 자기적 결합을 무시하면, 스위치드 릴럭턴스 모터의 전압방정식은 아래의 수학식 1과 같다.
Figure 112012071022391-pat00001
여기서, vph는 상 전압, iph는 상 전류, R은 상 권선 저항, L은 인덕턴스, ω는 회전자 속도, θ는 회전자의 위치이다.
최적의 스위치 턴 온 각은 스위치 턴 온 이후 상 전류가 증가하기 시작하여 고정자 극과 회전자 극이 겹쳐지기 시작하는 지점(즉, 인덕턴스가 증가하기 시작하는 지점)에서 상 전류가 지령치에 도달되도록 결정되어야 한다.
스위치드 릴럭턴스 모터가 저속으로 운전할 경우, 고정자 극과 회전자 극이 서로 겹치지 않은 구간(즉, 최소 인덕턴스 구간)에서의 역기전력이 0이고, 저속에서 회전할 때 역기전력은 매우 작기 때문에 무시할 수 있다. 또한, 권선저항에 의한 전압강하는 DC 입력전압에 비해 매우 작으므로 무시할 수 있다. 이러한 전제조건을 반영하면 수학식 1을 아래의 수학식 2와 같이 변경할 수 있다.
Figure 112012071022391-pat00002
위 수학식 2로부터 지령치 전류, DC 입력전압, 최소 인덕턴스 값을 사용하면 수학식 3과 같은 턴 온 선행 각(turn on advance angle)이 얻어진다.
Figure 112012071022391-pat00003
그리고, 이 턴 온 선행 각으로부터 수학식 4와 같이 스위치 턴 온 각을 구할 수 있다.
Figure 112012071022391-pat00004
상술한 바와 같이 종래의 전압방정식을 이용하여 스위치 턴 온 각을 얻는 방법은, 역기전력과 권선저항에 의한 전압강하를 무시한 조건에서 계산된다. 그러나, 회전자가 고속으로 회전할 경우 역기전력이 무시할 수 없을 만큼 커지고, DC 입력전압이 작을 경우 권선저항에 의한 전압강하도 무시할 수 없기 때문에, 전압방정식을 통해 구한 턴 온 선행 각과 실제 턴 온 선행 각과의 오차가 커지는 문제점이 발생한다.
모터가 고속으로 구동할 경우, 전류 제어가 불가능하므로 스위칭 각이 유일한 모터의 제어 파라미터인데, 고속 회전할 경우 계산된 턴 온 선행 각과 실제 턴 온 선행 각과의 오차가 커져서, 이에 대한 추가적인 보정이 필요하다.
아울러, 종래의 스위치 턴 오프 각은 모터의 파라미터를 고려하여 수학식 5와 같은 다향식을 통해 결정된다.
Figure 112012071022391-pat00005
여기서, k1, k2, k3, k4는 모터의 파라미터를 고려하여 정해진 계수이다.
이상과 같이 종래의 전압방정식을 이용한 스위칭 각 제어기술은, 고속 운전시 계산된 스위치 턴 온 각과 실제 스위치 턴 온 각에 오차가 발생하기 때문에 모터 효율이 저하되거나 별도의 오차 보정 알고리즘을 사용해야 하는 문제점이 있다.
이 발명의 목적은 다양한 운전조건(가변 부하, 가변 토크, 가변 속도)에서 최대 효율의 스위치 턴 온 각 및 스위치 턴 오프 각을 실시간으로 제어하는 장치를 제공하기 위한 것이다.
이 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 스위칭 각 제어장치는, 스위치드 릴럭턴스 모터의 지령속도(ω*)와 실제속도(ω)와의 속도오차를 출력하는 속도오차출력부와,
상기 속도오차에 따른 평균토크 지령치(Te *)를 출력하는 PI속도제어기와,
평균토크별 턴 온 선행 각 정보를 저장하며 상기 PI속도제어기로부터 입력되는 상기 평균토크 지령치(Te *)에 따른 다수의 턴 온 선행 각을 출력하는 스위칭 각 출력부와,
효율별 턴 온 선행 각 정보를 저장하며 상기 스위칭 각 출력부에서 출력되는 다수의 턴 온 선행 각 중 최대 효율의 턴 온 선행 각을 이용하여 스위치 턴 온 각(θon)을 출력하는 최대효율 스위칭 각 출력부와,
상기 최대효율 스위칭 각 출력부에서 출력되는 스위치 턴 온 각(θon)을 이용하여 상기 스위치드 릴럭턴스 모터를 구동하는 모터구동부를 포함한 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 이 발명에 따르면, 스위칭 각과 토크 룩업 테이블과 스위칭 각과 효율 룩업 테이블을 이용하여 토크에 따른 최대 효율의 스위칭 각을 찾을 수 있기 때문에 역기전력이나 권선저항에 따른 오차가 발생하지 않고, 다항식의 수식을 사용하지 않아 복잡한 계산이 필요없으며 매우 간단하게 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 2상 스위치드 릴럭턴스 모터 및 그 구동회로를 도시한 구성도이다.
도 2는 일반적인 스위치드 릴럭턴스 모터에서 고정자(stator)와 회전자(rotor)의 상대적 위치에 따른 인덕턴스 변화와 전류변화율의 변화를 도시한 도면이다.
도 3은 스위치드 릴럭턴스 모터의 스위칭 각(턴 온 각 및 턴 오프 각)을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4는 이 발명의 원리를 설명하기 위하여 도시한 도면으로서, 평균 토크가 동일한 상태에서 다수의 스위칭 각에 따른 다수의 전류파형을 도시한 도면이다.
도 5는 이 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 스위칭 각 제어장치의 구성 블록도이다.
도 6은 이 발명에 따른 스위칭 각 출력부(53)에 저장된 평균토크별 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각의 관계 그래프이다.
도 7은 이 발명에 따른 최대효율 스위칭 각 출력부(54)에 저장된 효율별 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각의 관계 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하며 이 발명의 한 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 스위칭 각 제어장치를 보다 상세하게 설명한다.
도 4는 이 발명의 원리를 설정하기 위하여 도시한 도면으로서, 평균 토크가 동일한 상태에서 다수의 스위칭 각에 따른 다수의 전류파형을 도시한 도면이다.
도 4에서는 스위칭 각에 따른 상이한 전류파형 (1), (2), (3)이 도시되어 있는 바, 각 전류파형의 실효치는 다르지만, 평균토크는 동일하게 된다. 따라서, 토크 대 실효치 전류비(Torque per Ampere ratio : T/A 비)는 실효치 전류에 반비례한다. 즉, 동일한 평균토크를 발생하는 조건에서, 가장 적은 실효치 전류가 필요한 전류파형을 형성하는 스위칭 각이 최대 효율을 나타내는 스위칭 각이다.
도 4의 전류파형 (1)은 턴 온 선행 각이 가장 큰 경우(즉, 가장 먼저 턴 온되는 경우)이다. 이 경우, 전류 상승이 가장 크고 빠르게 이루어지지만 인덕턴스 증가율이 0인 구간(θon에서 θu 사이 구간) 즉, 토크가 0인 구간에서 전류가 많이 도통되기 때문에 동손이 증가하여 모터 효율이 저하된다. 따라서, 모터의 효율을 높이기 위해서는 스위치 턴 온 각을 다소 지연시켜야 한다.
반면, 스위치 턴 온 각을 전류파형 (2)와 같이 너무 많이 지연시킬 경우, 고정자 극과 회전자 극이 겹쳐지기 시작하는 지점(θu)에서 전류치가 지령치에 도달하지 못할 수 있다. 이 경우, 충분한 토크를 얻기 위해 스위치 턴 오프 각을 지연시켜야 하는데, 스위치 턴 오프 각을 지연시킬 경우, 인덕턴스 감소구간에서 전류가 소호되지 않아 부(-) 토크를 발생하게 될 우려가 있다. 또한, 최대 쇄교자속의 최대치가 커지고 철손이 증가할 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 스위칭 각(스위치 턴 온 각과 스위치 턴 오프 각)은 모터 손실(동손, 철손)에 직접적인 영향을 주기 때문에, 최대 효율의 전류파형을 얻기 위한 스위칭 각 제어가 매우 중요하다.
도 5는 이 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 스위칭 각 제어장치를 도시한 구성 블록도이다.
이 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 스위칭 각 제어장치는, 스위치드 릴럭턴스 모터의 지령속도(ω*)와 실제속도(ω)와의 속도오차를 출력하는 속도오차출력부(51)와, 속도오차에 따른 평균토크 지령치(Te *)를 출력하는 PI속도제어기(52)와, 평균토크별 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각 관계 정보를 저장하며 상기 PI속도제어기(52)로부터 입력되는 상기 평균토크 지령치(Te *)에 따른 다수의 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각을 출력하는 스위칭 각 출력부(53)와, 효율별 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각 관계 정보를 저장하며 상기 스위칭 각 출력부(53)에서 출력되는 다수의 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각 중 최대 효율의 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각을 이용하여 스위치 턴 온 각(θon) 및 스위치 턴 오프 각(θoff)을 출력하는 최대효율 스위칭 각 출력부(54)를 포함한다.
스위치드 릴럭턴스 모터의 스위칭 각 제어장치는, 상기 속도오차를 기반으로 최대 쇄교 자속을 얻기 위한 여자구간 각(θdwell)을 계산하는 여자구간 각 제어기(56)와, 상기 최대효율 스위칭 각 출력부(54)에서 출력되는 스위치 턴 오프 각(θoff)과 상기 여자구간 각 제어기(56)에서 출력되는 여자구간 각(θdwell)을 이용하여 상기 스위치 턴 오프 각(θoff)을 보상하는 턴 오프 각 보상기(57)와, 상기 최대 효율 스위칭 각 출력부(54)에서 출력되는 스위치 턴 온 각(θon) 및 상기 턴 오프 각 보상기(57)에서 출력되는 보상된 스위치 턴 오프 각 사이에 상 전류를 공급하는 모터 구동부(58)를 더 포함한다.
도 6은 이 발명에 따른 스위칭 각 출력부(53)에 저장된 평균토크별 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각의 관계 그래프이고, 도 7은 이 발명에 따른 최대효율 스위칭 각 출력부(54)에 저장된 효율별 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각의 관계 그래프이다.
평균토크(Torque)별 턴 온 선행 각(Advance angle) 및 턴 오프 선행 각 관계(Com.angle)와, 효율(Efficiency)별 턴 온 선행 각(Advance angle) 및 턴 오프 선행 각(Com.angle)의 관계를 도출하는 방법을 설명한다.
우선, 유한요소해석툴을 이용하여 스위치드 릴럭턴스 모터의 자기 특성 및 토크 특성을 도출하고, 이를 기반으로 해당 스위치드 릴럭턴스 모터의 동적 시뮬레이션 모델을 만든다. 이때, 모터의 자기 특성 및 토크 특성을 매트랩(Matlab)에 적용하여 동적 시뮬레이션 모델을 만들 수 있다. 이 모터의 동적 시뮬레이션 모델을 이용하여 다양한 스위칭 각에 대한 전류실효치와 평균토크 3차원 데이터를 얻는다. 앞서 설명한 바와 같이 전류실효치는 모터의 효율과 직접적인 관계가 있으므로, 효율별 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각 관계 데이터를 얻을 수 있다.
모든 스위칭 각에 대한 시뮬레이션을 수행하기 어려우므로 약 5도 간격으로 실제 시뮬레이션을 수행하여 이산적인 결과값을 얻고, 그 외의 각도에 대한 결과값은 스플라인 보간법(spline interpolation)을 이용하여 도출한다.
스위칭 각 출력부(53) 및 최대효율 스위칭 각 출력부(54)는 커브피트(curve fit) 또는 룩업테이블(look up)로 구현될 수 있다.
여자구간 각 제어기(56)는 최대효율 스위칭 각 출력부(54)에서 출력되는 스위치 턴 오프 각을 보상하기 위해 사용된다. 여자구간 각 제어기는 속도오차를 기반으로 최대 쇄교 자속을 결정하고, 아래의 수학식 6을 이용하여 최대 쇄교 자속에 따른 최적의 여자구간 각을 계산한다.
Figure 112012071022391-pat00006
여기서, λp는 쇄교 자속이고, v는 입력전압, Ri는 권선저항에 의한 전압강하이다.
직류전원전압이 상 권선이 인가될 때 여자구간 동안의 쇄교 자속은 선형적으로 증가한다. 따라서, 최대 쇄교 자속시에서의 권선저항에 의한 전압강하는 무시할 수 있으며, 최대 쇄교 자속을 얻기 위한 여자구간 각(θdwell)은 아래의 수학식 7과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112012071022391-pat00007
상기와 같이 구성된 스위치드 릴럭턴스 모터의 스위칭 각 제어장치의 동작을 설명한다.
속도오차출력부(51) 스위치드 릴럭턴스 모터의 지령속도(ω*)와 실제속도(ω)와의 속도오차를 계산하여 PI속도제어기(52)에게 출력한다.
PI속도제어기(52)는 속도오차에 따른 평균토크 지령치(Te *)를 도출하여 스위칭 각 출력부(53)에게 출력한다.
스위칭 각 출력부(53)는 도 6에 도시된 바와 같은 평균토크별 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각 관계 정보를 저장하고, PI속도제어기(52)로부터 입력되는 평균토크 지령치(Te *)에 따른 다수의 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각을 도출하여 최대효율 스위칭 각 출력부(54)에게 출력한다. 도 6은 동일한 평균토크에 대해 다수(예컨대, 6개)의 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각이 도출됨을 확인할 수 있다.
최대효율 스위칭 각 출력부(54)는 도 7에 도시된 바와 같은 효율별 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각 관계 정보를 저장하고, 상기 스위칭 각 출력부(53)에서 출력되는 다수의 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각 중 최대 효율의 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각을 도출하고, 이로부터 스위치 턴 온 각(θon) 및 스위치 턴 오프 각(θoff)을 출력한다. 도 7은 도 6에서 얻어진 6개의 턴 온 선행 각과 턴 오프 선행 각 중 '6' 번의 전류 실효치가 가장 작음을 확인할 수 있는 바, 이 '6' 번 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각이 최대효율의 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각임을 확인할 수 있다.
한편, 여자구간 각 제어기(56)는 상기 속도오차를 기반으로 최대 쇄교 자속을 얻기 위한 여자구간 각(θdwell)을 계산하여 턴 오프 각 보상기(57)에게 제공한다.
턴 오프 각 보상기(57)는 최대효율 스위칭 각 출력부(54)에서 출력되는 스위치 턴 오프 각(θoff)과 상기 여자구간 각 제어기(56)에서 출력되는 여자구간 각(θdwell)을 이용하여 상기 스위치 턴 오프 각(θoff)을 보상하여 모터 구동부(58)에게 제공한다.
모터 구동부(58)는 상기 최대 효율 스위칭 각 출력부(54)에서 출력되는 스위치 턴 온 각(θon) 및 상기 턴 오프 각 보상기(57)에서 출력되는 보상된 스위치 턴 오프 각 사이에 상 전류를 공급하여 스위치드 릴럭턴스 모터를 구동한다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
51 : 속도오차출력부 52 : PI속도제어기
53 : 스위칭 각 출력부 54 : 최대효율 스위칭 각 출력부
56 : 여자구간 각 제어기 57 : 턴 오프 각 보상기
58 : 모터 구동부

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 스위치드 릴럭턴스 모터의 지령속도(ω*)와 실제속도(ω)와의 속도오차를 출력하는 속도오차출력부와,
    상기 속도오차에 따른 평균토크 지령치(Te *)를 출력하는 PI속도제어기와,
    평균토크별 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각의 관계 정보를 저장하고, 상기 PI속도제어기로부터 입력되는 상기 평균토크 지령치(Te *)에 따른 다수의 턴 온 선행 각과 다수의 턴 오프 선행 각을 출력하는 스위칭 각 출력부와,
    효율별 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각의 관계 정보를 저장하고, 상기 스위칭 각 출력부에서 출력되는 다수의 턴 온 선행 각 및 다수의 턴 오프 선행 각 중 최대 효율의 턴 온 선행 각 및 턴 오프 선행 각을 이용하여 스위치 턴 온 각(θon) 및 스위치 턴 오프 각(θoff)을 출력하는 최대효율 스위칭 각 출력부와,
    상기 최대효율 스위칭 각 출력부에서 출력되는 상기 스위치 턴 온 각(θon)과 상기 스위치 턴 오프 각(θoff)을 이용하여 상기 스위치드 릴럭턴스 모터를 구동하는 모터구동부를 포함한 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 스위칭 각 제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 속도오차를 기반으로 최대 쇄교 자속을 얻기 위한 여자구간 각(θdwell)을 계산하는 여자구간 각 제어기와,
    상기 최대효율 스위칭 각 출력부에서 출력되는 스위치 턴 오프 각(θoff)과 상기 여자구간 각 제어기에서 출력되는 여자구간 각(θdwell)을 이용하여 상기 스위치 턴 오프 각(θoff)을 보상하는 턴 오프 각 보상기를 더 포함하고,
    상기 모터 구동부는 상기 턴 오프 각 보상기에서 출력되는 보상된 스위치 턴 오프 각을 이용하여 상기 스위치드 릴럭턴스 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 스위칭 각 제어장치.
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