KR101361551B1 - device and method for correcting phase error of resolver - Google Patents
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Abstract
레졸버 위상 오차 보정 장치 및 방법이 개시된다. 레졸버 위상 오차 보정 장치는, 전동기의 회전자가 미리 지정된 위상각만큼 회전한 후 정지되도록 하는 토크 지령 신호를 출력하는 지령신호 출력부; 상기 토크 지령 신호에 의해 회전자의 회전을 센싱한 레졸버의 센싱 신호에 상응하는 레졸버 위상각과 상기 토크 지령 신호에 상응하도록 미리 지정된 회전자 위상각간의 차이를 이용하여 위상 오차값을 산출하는 위상 오차값 산출부; 및 상기 전동기의 구동 중 입력되는 레졸버의 센싱 신호에 상응하는 레졸버 위상각에 상기 위상 오차값을 반영하여 회전자 위상각을 인식하는 제어부를 포함한다. 본 발명에 의해, 레졸버가 정위치에 장착되지 않더라도 보다 용이한 방법으로 레졸버와 회전자간의 위상 오차(즉, 레졸버와 회전자간의 위상이 불일치한 정도)를 검출하고 이를 보상함으로써 전동기가 최대 출력을 발생시킬 수 있다.A resolver phase error correction apparatus and method are disclosed. The resolver phase error correcting apparatus includes: a command signal output unit configured to output a torque command signal to stop the rotor of the motor by a predetermined phase angle after rotation; A phase that calculates a phase error value by using a difference between a resolver phase angle corresponding to a sensing signal of a resolver that senses rotation of the rotor by the torque command signal and a rotor phase angle predetermined to correspond to the torque command signal An error value calculator; And a controller configured to recognize the rotor phase angle by reflecting the phase error value in a resolver phase angle corresponding to a sensing signal of a resolver input while driving the motor. According to the present invention, even if the resolver is not mounted in the correct position, the motor can be detected and compensated for in a simpler manner by detecting and correcting the phase error between the resolver and the rotor (ie, the degree of phase mismatch between the resolver and the rotor). Can generate maximum output.
Description
본 발명은 레졸버 위상 오차 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a resolver phase error correction device and method.
전동기는 회전자 자속과 고정자의 전류를 이용하여 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 장치로서, 하이브리드 차량을 포함한 다양한 분야에서 일반적으로 널리 사용되고 있다.Electric motors are devices that convert electrical energy into mechanical energy by using rotor magnetic flux and stator current, and are widely used in various fields including hybrid vehicles.
하이브리드 차량 등에서는 동기 전동기나 유도 전동기의 벡터 제어를 위해 모터 제어기가 자속(flux)의 위치에 동기하여 좌표계를 설정해야 하고, 이때 전동기 회전자의 절대 위치를 판독하는 레졸버(resolver)가 사용된다. In a hybrid vehicle, a motor controller must set a coordinate system in synchronization with a flux position for vector control of a synchronous motor or an induction motor, and a resolver that reads the absolute position of the motor rotor is used. .
이 때 전동기의 고정자 전류와 회전자의 자속이 전기적으로 90도 위상차를 나타낼 때 최대 출력을 생산하게 되므로, 고정자와 회전자의 자속이 전기적으로 90도 위상차가 나도록 제어하기 위해 회전자의 자속 위치를 검출할 필요가 있기 때문이다.At this time, the maximum output is produced when the stator current of the motor and the magnetic flux of the rotor show the phase difference of 90 degrees. Therefore, the magnetic flux position of the rotor is controlled to control the magnetic flux of the stator and the rotor to have the phase difference of 90 degrees. It is because it needs to detect.
레졸버는 일종의 변압기로서 1차측 권선(입력측)에 여자 전압을 인가하고 축을 회전시키면 자기적 결합계수가 변화하여 2차측 권선(출력측)에 각각 캐리어의 진폭이 변화한 전압이 발생하는데, 이 전압은 축의 회전각도에 대하여 sin 및 cos 상태로 변화된다. 따라서, sin 출력과 cos 출력의 캐리어 진폭비를 판독함으로써 레졸버의 회전 각도가 인식될 수 있는 것이다.The resolver is a type of transformer that applies an excitation voltage to the primary winding (input side) and rotates the shaft to change the magnetic coupling coefficient, resulting in a voltage in which the amplitude of the carrier changes on the secondary winding (output side). It changes to sin and cos state with respect to rotation angle. Therefore, by reading the carrier amplitude ratio of the sin output and the cos output, the rotation angle of the resolver can be recognized.
이와 같은 원리로 작동되는 레졸버는 모터의 속도 정보와 회전자의 위치 정보를 모터 제어기측에 토크 지령 및 속도 지령 생성을 위한 정보로 제공하는 센서로서, 전동기의 운전시 회전자 위치를 실시간으로 파악할 수 있도록 하기 위해서는 사전에 레졸버의 위상각(즉, 기준각)과 회전자의 위상각(즉, 위치각이며, 회전자의 N극과 고정자의 코일의 중심이 이루는 각)이 일치되도록 조정하여야 한다.The resolver operated on the same principle is a sensor that provides the motor speed information and the rotor position information to the motor controller as information for generating the torque command and speed command. To ensure this, the phase angle of the resolver (i.e. the reference angle) and the phase angle of the rotor (i.e. the position angle and the angle between the rotor's N pole and the center of the stator's coil) must be adjusted in advance. .
레졸버의 위상을 회전자에 동기시키기 위해 종래에는 전동기를 외부에서 강제적으로 회전시켜 발생하는 전동기의 역기전력 파형에 측정하고 이에 레졸버의 위상이 동기되도록 레졸버를 취부하는 방법이 일반적으로 사용되어 왔다.In order to synchronize the phase of the resolver with the rotor, a method of measuring the counter electromotive force of the motor generated by forcibly rotating the motor externally and attaching the resolver to synchronize the phase of the resolver has been generally used. .
그러나 이러한 방법은 레졸버 취부 또는 조립시 그 위상이 어긋나는 문제점을 방지할 수 없고, 또한 레졸버의 위상을 전동기의 역기전력에 정확하게 일치시키기 어려운 문제점도 있었다. However, this method does not prevent the problem that the phase is out of phase when mounting or assembling the resolver, and also it is difficult to accurately match the phase of the resolver with the counter electromotive force of the motor.
이에 대한 개선책으로서, 전동기를 제작할 때 레졸버의 위상이 회전자의 위치에 완전히 동기될 수 있도록, 레졸버의 기준점(영점)을 중심으로 일정한 위상각 변위를 가지고 조립되도록 하기 위한 기계적 홈을 형성하고 그 홈에 레졸버가 조립되도록 하는 방법도 제안되었다.As a remedy, mechanical grooves are formed to be assembled with a constant phase angle displacement about the resolver's reference point (zero point) so that the phase of the resolver can be completely synchronized to the rotor position when the motor is manufactured. A method of assembling the resolver in the groove has also been proposed.
그러나, 개선책으로 제시된 이 방법 역시 기계적으로 형성되는 홈의 가공 오차가 존재하고, 그 가공 오차는 전동기별로 상이해지며, 또한 가공 오차에 따른 위치각의 오차 정도가 전동기 회전자의 극수가 증가할수록 더욱 증가하는 현상이 야기되고 있다. 또한, 레졸버의 조립, 분해 등을 반복하면 이에 따른 기계적 마모로 인해 정확도가 더욱 감소되는 원인이 되기도 한다.However, this method, which is proposed as a remedy, also has a machining error of a groove formed mechanically, and the machining error is different for each motor, and the error degree of the position angle according to the machining error increases as the number of poles of the motor rotor increases. An increasing phenomenon is causing. In addition, repeated assembly and disassembly of the resolver may cause a further reduction in accuracy due to mechanical wear.
전술한 바와 같이, 기계적으로 레졸버를 정위치에 장착하고자 하는 종래기술들은 필연적으로 오차를 수반하게 되고, 그 오차로 인해 전동기 및 전동기 제어장치의 역률 및 효율을 저하시키는 등의 악영향을 야기하게 된다.As described above, the conventional techniques for mechanically mounting the resolver inevitably involve an error, which causes adverse effects such as lowering the power factor and efficiency of the motor and the motor controller. .
따라서, 레졸버가 정위치에 장착되지 않더라도 보다 용이한 방법으로 레졸버와 회전자간의 위상 오차(즉, 레졸버와 회전자간의 위상이 불일치한 정도)를 검출하고 이를 보상함으로써 전동기가 최대 출력을 발생시킬 수 있도록 하는 방안이 요구된다.
Therefore, even if the resolver is not mounted in the correct position, it is easier to detect the phase error between the resolver and the rotor (i.e., the degree of phase mismatch between the resolver and the rotor) and compensate for it. What is needed is a way to make it happen.
본 발명은 레졸버가 정위치에 장착되지 않더라도 보다 용이한 방법으로 레졸버와 회전자간의 위상 오차(즉, 레졸버와 회전자간의 위상이 불일치한 정도)를 검출하고 이를 보상함으로써 전동기가 최대 출력을 발생시킬 수 있도록 하는 레졸버 위상 오차 보정 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention can detect the phase error between the resolver and the rotor (i.e., the degree of phase mismatch between the resolver and the rotor) in an easier way even if the resolver is not mounted in the correct position. To provide a resolver phase error correction apparatus and method that can generate a.
본 발명은 레졸버 장착시 야기된 레졸버와 회전자간의 위상 오차를 소프트웨어적으로 해석하고 보정할 수 있도록 함으로써 전동기에 레졸버를 장착함에 있어 별도의 제한을 가지지 않는 레졸버 위상 오차 보정 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention enables the software to analyze and correct the phase error between the resolver and the rotor caused by installing the resolver, and thus does not have any limitation in installing the resolver in the motor. It is to provide.
본 발명은 전동기의 회전자와 레졸버간의 위상 오차를 시각적으로 편리하게 확인할 수 있도록 하는 레졸버 위상 오차 보정 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a resolver phase error correction apparatus and method for visually and conveniently checking the phase error between the rotor and the resolver of the motor.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
Other objects of the present invention will become readily apparent from the following description.
본 발명의 일 측면에 따르면, 레졸버 위상 오차 보정 장치에 있어서, 전동기의 회전자가 미리 지정된 위상각으로 회전한 후 정지되도록 하는 토크 지령 신호를 출력하는 지령 신호 출력부; 상기 토크 지령 신호에 의해 회전자의 회전을 센싱한 레졸버의 센싱 신호에 상응하는 레졸버 위상각과 상기 토크 지령 신호에 상응하도록 미리 지정된 회전자 위상각간의 차이를 이용하여 위상 오차값을 산출하는 위상 오차값 산출부; 및 상기 전동기의 구동 중 입력되는 레졸버의 센싱 신호에 상응하는 레졸버 위상각에 상기 위상 오차값을 반영하여 회전자 위상각을 인식하는 제어부를 포함하는 레졸버 위상 오차 보정 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a resolver phase error correcting apparatus, comprising: a command signal output unit configured to output a torque command signal such that a rotor of the motor rotates at a predetermined phase angle and then stops; A phase that calculates a phase error value by using a difference between a resolver phase angle corresponding to a sensing signal of a resolver that senses rotation of the rotor by the torque command signal and a rotor phase angle predetermined to correspond to the torque command signal An error value calculator; And a control unit for recognizing the rotor phase angle by reflecting the phase error value in a resolver phase angle corresponding to a sensing signal of a resolver input while driving the motor.
상기 지령신호 출력부 및 상기 위상 오차값 산출부는 상기 레졸버 위상 오차 보정 장치가 전원 인가에 따른 구동을 개시할 때마다 상기 토크 지령 신호의 출력 및 상기 위상 오차값의 산출을 수행할 수 있다.The command signal output unit and the phase error value calculating unit may calculate the output of the torque command signal and the phase error value whenever the resolver phase error correction device starts driving according to the application of power.
상기 토크 지령 신호는 상기 전동기의 회전자가 미리 지정된 위상각만큼만 회전한 후 정지되도록 하는 소정 위상의 직류 전원의 신호이며, 게이트 구동부로 인가될 수 있다.The torque command signal is a signal of a DC power supply of a predetermined phase such that the rotor of the motor rotates only by a predetermined phase angle and then stops, and may be applied to the gate driver.
상기 레졸버 위상 오차 보정 장치는, 상기 레졸버 위상각, 상기 미리 지정된 회전자 위상각 및 상기 위상 오차값 중 하나 이상이 출력되는 표시부를 더 포함할 수 있다.The resolver phase error correcting apparatus may further include a display unit configured to output one or more of the resolver phase angle, the predetermined rotor phase angle, and the phase error value.
상기 레졸버 위상 오차 보정 장치는 상기 레졸버 위상각, 상기 미리 지정된 회전자 위상각 및 상기 위상 오차값 중 하나 이상이 저장되는 저장부를 더 포함할 수 있다.
The resolver phase error correcting apparatus may further include a storage configured to store one or more of the resolver phase angle, the predetermined rotor phase angle, and the phase error value.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 레졸버 위상 오차 보정 장치에 의해 수행되는 레졸버 위상 오차 보정 방법에 있어서, 전동기의 회전자가 미리 지정된 위상각으로 회전한 후 정지되도록 하는 토크 지령 신호를 출력하는 단계; 상기 토크 지령 신호에 의해 회전자의 회전을 센싱한 레졸버의 센싱 신호에 상응하는 레졸버 위상각과 상기 토크 지령 신호에 상응하도록 미리 지정된 회전자 위상각간의 차이를 이용하여 위상 오차값을 산출하는 단계; 및 상기 전동기의 구동 중 입력되는 레졸버의 센싱 신호에 상응하는 레졸버 위상각에 상기 위상 오차값을 반영하여 회전자 위상각이 인식되는 단계를 포함하는 레졸버 위상 오차 보정 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a resolver phase error correction method performed by the resolver phase error correction device, the method comprising: outputting a torque command signal to cause the rotor of the motor to stop after rotating at a predetermined phase angle; Calculating a phase error value by using a difference between a resolver phase angle corresponding to a sensing signal of a resolver that senses rotation of the rotor by the torque command signal and a rotor phase angle predetermined to correspond to the torque command signal; ; And recognizing the rotor phase angle by reflecting the phase error value in a resolver phase angle corresponding to a sensing signal of a resolver input while driving the motor.
상기 토크 지령 신호를 출력하는 단계 및 상기 위상 오차값을 산출하는 단계는 상기 레졸버 위상 오차 보정 장치가 전원 인가에 따른 구동을 개시할 때마다 수행될 수 있다.The outputting of the torque command signal and the calculating of the phase error value may be performed whenever the resolver phase error correcting apparatus starts driving according to the application of power.
상기 토크 지령 신호는 상기 전동기의 회전자가 미리 지정된 위상각으로 회전한 후 정지되도록 하는 소정 위상의 직류 전원의 신호일 수 있다.
The torque command signal may be a signal of a DC power source having a predetermined phase such that the rotor of the motor rotates at a predetermined phase angle and then stops.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
Other aspects, features, and advantages will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.
본 발명의 실시예에 따르면, 레졸버가 정위치에 장착되지 않더라도 보다 용이한 방법으로 레졸버와 회전자간의 위상 오차(즉, 레졸버와 회전자간의 위상이 불일치한 정도)를 검출하고 이를 보상함으로써 전동기가 최대 출력을 발생시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, even if the resolver is not mounted in the correct position, a phase error between the resolver and the rotor (that is, the degree of phase mismatch between the resolver and the rotor) is detected and compensated for. As a result, the motor can generate the maximum output.
또한 레졸버 장착시 야기된 레졸버와 회전자간의 위상 오차를 소프트웨어적으로 해석하고 보정할 수 있도록 함으로써 전동기에 레졸버를 장착함에 있어 별도의 제한을 가지지 않아 작업자에게 편리함을 제공할 수 있는 효과도 있다.In addition, by enabling the software to analyze and correct the phase error between the resolver and the rotor caused by installing the resolver, it is possible to provide convenience to the operator because there is no restriction in installing the resolver in the motor. have.
또한 전동기의 회전자와 레졸버간의 위상 오차를 시각적으로 편리하게 확인할 수 있도록 하는 효과도 있다.
In addition, the phase error between the rotor and the resolver of the motor can also be visually convenient to check.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 제어 및 위상 오차 보정 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 전동기의 회전자 위상에 대한 레졸버의 위상 변위를 찾기 위한 직류 전원 인가에 관한 위상을 예시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레졸버 위상 오차 보정 방법을 나타낸 순서도.1 is a view schematically showing the configuration of a motor control and phase error correction apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a phase of applying a DC power supply to find a phase shift of a resolver with respect to a rotor phase of a three-phase electric motor according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a resolver phase error correction method according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Also, the terms " part, "" unit," " module, "and the like, which are described in the specification, refer to a unit for processing at least one function or operation and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software .
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 제어 및 위상 오차 보정 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 전동기의 회전자 위상에 대한 레졸버의 위상 변위를 찾기 위한 직류 전원 인가에 관한 위상을 예시한 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of the motor control and phase error correction apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a resolver for the rotor phase of a three-phase motor according to an embodiment of the present invention It is a figure which illustrates the phase regarding DC power application for finding a phase shift.
앞서 설명한 바와 같이, 전동기의 토크 및 속도를 제어하기 위한 벡터 제어 과정에서 그 기초가 되는 정보가 레졸버의 위상 정보이므로, 전동기의 운전시 회전자 위치를 정확하게 실시간적으로 파악할 수 있도록 하기 위해 레졸버의 위상(즉, 기준각)과 회전자의 위상(즉, 위치각)을 일치시킬 필요가 있다. As described above, in the vector control process for controlling the torque and speed of the motor, since the base information of the resolver is the phase information of the resolver, the resolver can accurately and in real time determine the position of the rotor during operation of the motor. It is necessary to match the phase (i.e., reference angle) of the phase and the phase (i.e., position angle) of the rotor.
그러나, 기계적으로 레졸버를 정위치에 장착하고자 하는 다양한 기술들이 필연적인 오차를 가지고 있으며, 그 오차는 전동기 및 전동기 제어장치의 역률 및 효율을 저하시키는 등의 악영향을 야기한다.However, various techniques for mechanically mounting the resolver inevitably have an error, and the error causes adverse effects such as lowering the power factor and efficiency of the motor and the motor controller.
이하 관련 도면을 참조하여, 본 실시예에 따른 레졸버가 정위치에 장착되었는지 여부에 관계없이 레졸버와 회전자간의 위상 오차를 검출하고 이를 보상함으로써 전동기가 최대 출력을 발생시킬 수 있도록 하는 방안을 설명한다.Hereinafter, referring to the related drawings, a method for generating a maximum output power of a motor by detecting and compensating for a phase error between a resolver and a rotor regardless of whether the resolver according to the present embodiment is mounted in the correct position is described. Explain.
도 1을 참조하면, 전동기 제어 및 위상 오차 보정 장치(100)는 제어 유닛(150), 게이트 구동부(155), 전력 스위치부(160), 표시부(165) 및 저장부(170)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the motor control and phase
제어 유닛(150)은 지령신호 출력부(180), 위상 오차값 산출부(182) 및 제어부(184)를 포함할 수 있다.The
지령신호 출력부(180)는 전동기 회전자에 대한 레졸버 위상의 위상 오차값이 위상 오차값 산출부(182)에 의해 산출될 수 있도록 하기 위해, 일정 위상의 직류 전원을 인가하여 전동기 회전자가 지정된 위상각으로 회전하여 정지하도록 하는 토크 지령 신호를 출력한다. The command
도 2에는 3상 전동기의 회전자 위상에 대한 레졸버의 위상 오차를 찾기 위한 직류 전원 인가에 대한 위상도가 도시되어 있다. 도 2에 예시된 바와 같이 전기각 90도인 지점이 기준점이 되도록 직류전원이 인가될 수 있다. 물론 기준점은 상이하게 지정될 수도 있으며, 다른 기준점이 지정된 경우 이에 상응하는 직류 전원이 인가될 것임은 당연하다.FIG. 2 shows a phase diagram for applying DC power to find the phase error of a resolver with respect to the rotor phase of a three-phase motor. As illustrated in FIG. 2, a DC power source may be applied such that a point having an electrical angle of 90 degrees is a reference point. Of course, the reference point may be specified differently, and if a different reference point is specified, it is natural that a corresponding DC power supply will be applied.
지령신호 출력부(180)가 출력한 토크 지령 신호는 게이트 구동부(155) 및 전력 스위치부(160)를 통해 전동기(110)에 전달되고, 전동기(110)는 구비된 회전자를 토크 지령 신호에 부합하도록 지정된 위상각만큼 회전한 후 정지하도록 동작할 것이다.The torque command signal output from the command
다시 도 1을 참조하면, 위상 오차값 산출부(182)는 RDC(Resolver to Digital Converter)부(130)로부터 레졸버(120)에 의해 센싱된 전동기 회전자의 위상각(이하, 레졸버 위상각이라 칭함)에 대한 디지털 신호를 입력받고, 지령신호 출력부(180)에 의해 출력된 토크 지령 신호에 따라 회전되어야 하는 회전자의 위상각(이하, 회전자 위상각이라 칭함)과의 차이인 위상 오차값을 산출한다. 예를 들어, 지령신호 출력부(180)에 의해 출력된 토크 지령 신호에 따라 회전되어야 하는 회전자 위상각이 30도이지만, RDC부(130)로부터 입력된 레졸버 위상각이 20도라면 레졸버(120) 장착시 발생된 위상 오차값은 +10도인 것으로 산출될 수 있다.Referring back to FIG. 1, the phase
제어부(184)는 RDC부(130)로부터 입력된 레졸버 위상각, 위상 오차값 산출부(182)에 의해 산출된 위상 오차값 중 하나 이상을 표시부(165)를 통해 출력하고, 산출된 위상 오차값이 저장부(184)에 저장되도록 한다. The
저장부(184)에 저장된 위상 오차값은 전동기 제어 및 위상 오차 보정 장치(100)가 동작을 개시(예를 들어, 전원인가에 따른 기동)할 때마다 레졸버 영점으로부터 어느 정도의 위상 오차가 존재하는지 확인하기 위해 저장부(184)에서 독출될 수 있다. 따라서, 전동기 구동시마다 레졸버(120)와 전동기(110)의 회전자간에 존재하는 위상 오차가 인식될 수 있고, 인식된 위상 오차를 전동기 구동시 반영함으로써, 보다 정확한 전동기 제어가 가능해질 수 있다.The phase error value stored in the
또한 제어부(184)는 임의의 목적에 따라 전동기(110)를 구동하기 위해 토크 및 속도를 제어하는 기능을 더 수행할 수도 있다.In addition, the
게이트 구동부(155)는 제어 유닛(150)에 의해 연산된 일정한 위상각에 전동기(110)의 회전자가 위치되도록 하기 위한 게이팅 신호를 증폭하여 전력 스위치부(160)로 전달한다. The
전력 스위치부(160)는 예를 들어 전계효과 트랜지스터(FET, Field Effect Transistor), 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor)를 포함하여 구성된 3상 인버터일 수 있다.The
표시부(165)는 RDC부(130)로부터 입력된 레졸버 위상각, 위상 오차값 산출부(182)에 의해 산출된 위상 오차값 중 하나 이상을 시각(視覺) 정보로 출력한다.The
표시부(165)는 예를 들어 LED 및 LCD 중 하나 이상을 포함하여 구현될 수 있다. 표시부(165)가 LED를 포함하는 경우, 기준값에 대한 위상 오차에 상응하는 횟수로 단위 시간동안 점멸되도록 함으로써 사용자가 위상 변위의 위치(즉, 위상 오차)를 쉽게 확인하도록 할 수 있다. 만일 위상 오차가 미리 지정된 허용 오차범위 이내라면 예를 들어 LED의 점멸이 없이 연속적으로 점등하도록 구현할 수 있고, 반대로 허용 오차 범위로부터 멀어질수록 LED의 점멸 시간을 멀게 되도록 구현할 수 있을 것이다. For example, the
저장부(184)는 위상 오차값 산출부(182)에 의해 산출된 위상 오차값을 저장한다. 저장부(184)는 전동기 제어 및 위상 오차 보정 장치(100)의 구동을 위한 운용 프로그램을 더 저장할 수도 있다. 저장부(184)는 예를 들어 EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory)일 수 있다.The
이외에, 도 1에 도시된 전동기(110)는 동기 전동기 또는 유도 전동기일 수 있으며, 전동기 제어 및 위상 오차 보정 장치(100)에 의해 토크 및 속도가 제어되어 구동된다. In addition, the
레졸버(120)는 앞서 설명한 바와 같이 전동기 회전자의 위치 및 모터의 속도를 검지하기 위한 센서로서, 여자신호가 인가되면 여자신호에 회전 위상각에 대한 신호를 변조하여 출력한다. RDC부(130)는 레졸버(120)로부터 입력되는 아날로그 신호를 참조하여 디지털 신호인 전동기 회전자의 위상각(즉, 레졸버 위상각)을 산출하여 위상 오차값 산출부(182)로 입력한다.
The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레졸버 위상 오차 보정 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a resolver phase error correction method according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 단계 310에서 제어 유닛(150)은 위상 오차값(즉, 회전자 위상각과 레졸버 위상각 간의 위상 차이값)이 신규 검출되어야 하는지 여부를 판단한다.Referring to FIG. 3, in
단계 310에 의해 신규 검출되어야 하는 것으로 판단되는 시점은 예를 들어 전동기 제어 및 위상 오차 보정 장치(100)에 전원이 인가되어 새로 기동되는 시점마다이거나, 사용자의 검출 명령이 입력되는 시점일 수 있다.The point of time determined to be newly detected by the
만일 위상 오차값이 신규 검출될 필요가 없다면, 단계 380으로 진행하여 제어 유닛(150)은 저장부(184)에 이미 저장된 위상 오차값을 이용하여 전동기 제어를 수행한다. 즉, 제어 유닛(150)은 이미 저장된 위상 오차값을 저장부(184)에서 독출하여 레졸버 영점에 대한 오프셋 값으로 하여 전동기 제어를 실시할 것이다. If the phase error value does not need to be newly detected, the process proceeds to step 380 and the
예를 들어, 지령신호 출력부(180)에 의해 출력된 토크 지령 신호에 따라 회전되어야 하는 회전자 위상각이 30도이지만, RDC부(130)로부터 입력된 레졸버 위상각이 20도라면 레졸버(120) 장착시 발생된 위상 오차값은 +10도인 것으로 산출되어 저장부(170)에 저장될 수 있다. 이와 같이 저장부(170)에 저장된 위상 오차값을 이용하여, 전동기(110)의 동작 과정에서 RDC부(130)로부터 입력되는 레졸버 위상각 정보에 반영되어 해당 시점에서의 회전자 위상각이 정확히 산출될 수 있다.For example, if the rotor phase angle to be rotated according to the torque command signal output by the command
그러나 만일 위상 오차값이 신규 검출될 필요가 있다면, 단계 320에서 지령신호 출력부(180)는 회전자가 미리 지정된 위상각만큼 회전한 후 정지하도록 하기 위한 토크 지령 신호를 출력한다. 출력된 토크 지령 신호에 의해 전동기(110)의 토크가 조정되면서 전동기(110)의 회전자가 일정 위치로 회전되어 정지된다(단계 330).However, if the phase error value needs to be newly detected, the command
전동기(110)의 회전자가 지정된 위상각을 가지도록 회전한 후 정지하면, 위상 오차값 산출부(182)는 단계 340에서 RDC부(130)로부터 레졸버 위상각을 입력받고, 단계 350으로 진행하여 입력된 레졸버 위상각과 단계 330에서 출력된 토크 지령 신호에 의해 가져야 하는 회전자 위상각 사이의 차이를 위상 오차값으로 산출한다.When the rotor of the
단계 350에서 산출된 위상 오차값은 저장부(184)에 저장되고(단계 360), 제어부(184)는 저장부(184)에 저장된 위상 오차값을 이용한 전동기 제어를 수행한다. 저장부(170)에 저장된 위상 오차값이 예를 들어 +10도인 경우, 전동기 동작 중 RDC부(130)로부터 입력된 레졸버 위상각이 40도로 나타나면 제어부(184)는 회전자 위상각이 50도인 것으로 인식할 수 있다.
The phase error value calculated in
상술한 레졸버 위상 오차 보정 방법은 디지털 처리 장치에 내장되거나 설치된 프로그램 등에 의해 시계열적 순서에 따른 자동화된 절차로 수행될 수도 있음은 당연하다. 상기 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 디지털 처리 장치가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 디지털 처리 장치에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 상기 방법을 구현한다. 상기 정보저장매체는 자기 기록매체, 광 기록매체 및 캐리어 웨이브 매체를 포함한다.Naturally, the above-described resolver phase error correction method may be performed by an automated procedure according to a time series sequence by a program embedded in or installed in a digital processing apparatus. The codes and code segments that make up the program can be easily deduced by a computer programmer in the field. In addition, the program is stored in a computer readable medium readable by the digital processing apparatus, and is read and executed by the digital processing apparatus to implement the method. The information storage medium includes a magnetic recording medium, an optical recording medium, and a carrier wave medium.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
100 : 전동기 제어 및 위상 오차 보정 장치
110 : 전동기 120 : 레졸버
130 : RDC(Resolver to Digital Converter)부
150 : 제어 유닛 155 : 게이트 구동부
160 : 전력 스위치부 165 : 표시부
170 : 저장부 180 : 지령신호 출력부
182 : 위상 오차값 산출부 184 : 제어부100: motor control and phase error correction device
110: electric motor 120: resolver
130: resolver to digital converter (RDC) unit
150: control unit 155: gate driver
160: power switch unit 165: display unit
170: storage unit 180: command signal output unit
182: phase error value calculation unit 184: control unit
Claims (9)
전동기의 회전자가 미리 지정된 위상각으로 회전한 후 정지되도록 하는 토크 지령 신호를 출력하는 지령신호 출력부;
상기 토크 지령 신호에 의해 회전자의 회전을 센싱한 레졸버의 센싱 신호에 상응하는 레졸버 위상각과 상기 토크 지령 신호에 상응하도록 미리 지정된 회전자 위상각간의 차이를 이용하여 위상 오차값을 산출하는 위상 오차값 산출부;
상기 산출된 위상 오차값이 저장되는 저장부; 및
상기 전동기의 구동시, 상기 저장된 위상 오차값을 입력되는 레졸버의 센싱 신호에 상응하는 레졸버 위상각에 반영하여 회전자의 실제 위상각을 인식하는 제어부를 포함하는 레졸버 위상 오차 보정 장치.
In the resolver phase error correction device,
A command signal output unit for outputting a torque command signal to cause the rotor of the motor to rotate after being rotated at a predetermined phase angle;
A phase that calculates a phase error value by using a difference between a resolver phase angle corresponding to a sensing signal of a resolver that senses rotation of the rotor by the torque command signal and a rotor phase angle predetermined to correspond to the torque command signal An error value calculator;
A storage unit for storing the calculated phase error value; And
And a controller configured to recognize the actual phase angle of the rotor by reflecting the stored phase error value to a resolver phase angle corresponding to a sensing signal of an input resolver when the motor is driven.
상기 지령신호 출력부 및 상기 위상 오차값 산출부는 상기 레졸버 위상 오차 보정 장치가 전원 인가에 따른 구동을 개시할 때마다 또는 사용자의 검출 명령이 입력되는 시점마다 상기 토크 지령 신호의 출력 및 상기 위상 오차값의 산출을 수행하는 것을 특징으로 하는 레졸버 위상 오차 보정 장치.
The method of claim 1,
The command signal output unit and the phase error value calculating unit output the torque command signal and the phase error every time the resolver phase error correction device starts driving according to power application or when a detection command of a user is input. A resolver phase error correction device, characterized in that for calculating a value.
상기 토크 지령 신호는 상기 전동기의 회전자가 미리 지정된 위상각으로 회전한 후 정지되도록 하는 소정 위상의 직류 전원의 신호이며, 게이트 구동부로 인가되는 것을 특징으로 하는 레졸버 위상 오차 보정 장치.
The method of claim 1,
And the torque command signal is a signal of a DC power supply of a predetermined phase such that the rotor of the motor rotates at a predetermined phase angle and then stops, and is applied to a gate driver.
상기 레졸버 위상각, 상기 미리 지정된 회전자 위상각 및 상기 위상 오차값 중 하나 이상이 출력되는 표시부를 더 포함하는 레졸버 위상 오차 보정 장치.
The method of claim 1,
And a display unit for outputting at least one of the resolver phase angle, the predetermined rotor phase angle, and the phase error value.
상기 저장부는 상기 레졸버 위상각 및 상기 미리 지정된 회전자 위상각 중 하나 이상을 더 저장하는 레졸버 위상 오차 보정 장치.
The method of claim 1,
And the storage unit further stores one or more of the resolver phase angle and the predetermined rotor phase angle.
전동기의 회전자가 미리 지정된 위상각으로 회전한 후 정지되도록 하는 토크 지령 신호를 출력하는 단계;
상기 토크 지령 신호에 의해 회전자의 회전을 센싱한 레졸버의 센싱 신호에 상응하는 레졸버 위상각과 상기 토크 지령 신호에 상응하도록 미리 지정된 회전자 위상각간의 차이를 이용하여 위상 오차값을 산출하는 단계;
상기 산출된 위상 오차값이 저장부에 저장되는 단계; 및
상기 전동기의 구동시, 상기 저장된 위상 오차값을 입력되는 레졸버의 센싱 신호에 상응하는 레졸버 위상각에 반영되어 회전자의 실제 위상각이 인식되는 단계를 포함하는 레졸버 위상 오차 보정 방법.
In the resolver phase error correction method performed by the resolver phase error correction device,
Outputting a torque command signal such that the rotor of the motor rotates at a predetermined phase angle and then stops;
Calculating a phase error value by using a difference between a resolver phase angle corresponding to a sensing signal of a resolver that senses rotation of the rotor by the torque command signal and a rotor phase angle predetermined to correspond to the torque command signal; ;
Storing the calculated phase error value in a storage unit; And
And recognizing the actual phase angle of the rotor by reflecting the stored phase error value to a resolver phase angle corresponding to a sensing signal of an input resolver when the motor is driven.
상기 토크 지령 신호를 출력하는 단계 및 상기 위상 오차값을 산출하는 단계는 상기 레졸버 위상 오차 보정 장치가 전원 인가에 따른 구동을 개시할 때마다 또는 사용자의 검출 명령이 입력되는 시점마다 수행되는 것을 특징으로 하는 레졸버 위상 오차 보정 방법.
The method according to claim 6,
The outputting of the torque command signal and the calculating of the phase error value may be performed every time the resolver phase error correcting apparatus starts driving according to the application of power or every time a user's detection command is input. A resolver phase error correction method.
상기 토크 지령 신호는 상기 전동기의 회전자가 미리 지정된 위상각만큼만 회전한 후 정지되도록 하는 소정 위상의 직류 전원의 신호인 것을 특징으로 하는 레졸버 위상 오차 보정 방법.
The method according to claim 6,
And the torque command signal is a signal of a DC power supply of a predetermined phase such that the rotor of the motor rotates only by a predetermined phase angle and then stops.
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