KR101530543B1 - Induction motor and controlling apparatus for induction motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유도 전동기에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 벡터 제어기를 이용하여 유도 전동기의 동작을 제어하는 제어 장치 및 유도 전동기에 관한 것이다.The present invention relates to an induction motor, and more particularly, to a control apparatus and an induction motor for controlling the operation of an induction motor using a vector controller.
인버터를 이용하여 유도 전동기를 벡터 제어하는 기술은, 인버터 출력 전압을 개별적으로 조작하는 것 에 의해, 유도 전동기내의 2차 자속과 직교하는 관계에 있는 토크(torque) 성분 전류를 조작하여 유도 전동기의 토크를 고속으로 순시(瞬時) 제어하는 것이다.A technique of vector-controlling an induction motor using an inverter is a technique in which a torque component current that is orthogonal to a secondary magnetic flux in an induction motor is manipulated by separately operating an inverter output voltage, (Instantaneous) at high speed.
종래의 속도센서가 없는 유도전동기의 가변속 구동은 전동기의 회전 각속도를 알 수 없기 때문에 고정 dq좌표계를 이용하여 직접식 벡터제어기를 적용하였다. Since the rotational angular velocity of the motor is not known, the direct vector controller is applied by using the fixed dq coordinate system in the conventional variable speed drive of the induction motor without the speed sensor.
종래의 속도센서가 없는 유도전동기의 가변속 구동을 위한 기법은 1) MRAS(Model Reference Adaptive System) 기법, 2) 고정자 자속을 추정하여 속도를 계산하는 기법 3) Luenberger형태의 전상태 관측기를 가변모델로 정하여 회전자 자속 및 속도를 추정하는 기법과 같은 3가지 기법이 있다.The conventional method for variable speed drive of induction motor without velocity sensor is as follows: 1) MRAS (Model Reference Adaptive System) method, 2) speed calculation method by estimating stator flux, 3) Luenberger type all state observer as variable model And a technique for estimating the rotor flux and the speed.
상술한 방법들은 동기 dq좌표계가 아닌 고정 dq좌표계를 이용한 직접식 벡터제어기를 적용한다. 하지만 속도센서가 있는 일반적인 전동기의 토크 및 속도 제어는 간접식 벡터제어에 기반을 두고 있으므로 속도센서가 없는 직접식 벡터제어를 적용하기 어렵다. 또한, 고정 dq좌표계 관측기를 이용할 경우 관측해야 할 변수들이 교류 값을 가짐에 따라 고속 영역에서 관측 오차가 크게 발생하여 토크 및 속도 제어의 성능 역시 크게 저하될 수 있는 문제점이 존재한다.The above methods apply direct vector controller using fixed dq coordinate system instead of synchronous dq coordinate system. However, since the torque and speed control of a general motor with a speed sensor is based on an indirect vector control, it is difficult to apply a direct vector control without a speed sensor. In addition, when the fixed dq coordinate system observer is used, there is a problem that the observation error is large in the high-speed region as the variables to be observed have the AC value, and the performance of the torque and speed control is greatly degraded.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의의 목적은 속도 센서가 없이 간접 백터 제어 방식을 이용하는 유도 전동기의 동작을 제어하는 제어 장치 및 유도 전동기를 제공하기 위함이다. 구체적으로 Luenberger형태의 자속 관측기를 동기속도로 회전하는 dq좌표계에서 설계하고, 속도 적응칙의 이득선정을 위한 기본 규칙을 제공하기 위함이다. It is an object of the present invention to provide a control device and an induction motor for controlling the operation of an induction motor using an indirect vector control method without a speed sensor. Specifically, we design the Luenberger type flux observer in the dq coordinate system rotating at the synchronous speed and provide the basic rule for selecting the gain of the speed adaptation rule.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기를 제어하기 위한 제어 장치는, 유도 전동기의 동작을 제어하는 제어 장치에 있어서, 상기 유도 전동기에 인가되는 전류 및 전압을 dq 좌표계로 변환하는 dq 좌표변환부와, 상기 dq좌표계로 변환된 전류 및 전압을 이용하여 추정 회전자 자속() 및 추정 각속도()를 계산하는 동기 dq 좌표계 전상태/속도 관측부와, 상기 계산된 추정 회전자 자속()을 이용하여 슬립 각속도(ωsl )를 계산하는 슬립각속도 계산부와, 상기 계산된 슬립각속도(ω sl ) 및 상기 추정 각속도()의 오차를 적분하여 위상각(θe )을 구하는 위상각 계산부를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for controlling an induction motor, the control apparatus comprising: A dq coordinate converter for converting the estimated rotor flux into a dq coordinate system using the current and voltage converted into the dq coordinate system, ) And the estimated angular velocity ( A synchronous dq coordinate system total state / velocity observing section for calculating the estimated rotor flux A slip angular velocity calculator for calculating a slip angular velocity ome sl by using the calculated slip angular velocity omega sl and the estimated angular velocity ome sl , ) To obtain a phase angle ( [ epsilon ] e ).
또한, 상기 제어 장치는, 상기 위상각(θe )을 이용하여 지령 전압을 abc좌표계로 변환하는 abc좌표 변환부와, 상기 abc좌표계로 변환된 지령 전압을 교류로 변환하는 PWM인버터를 더 포함할 수 있다.The control device further includes an abc coordinate converter for converting the command voltage into the abc coordinate system using the phase angle ? E , and a PWM inverter for converting the command voltage converted into the abc coordinate system into ac .
또한, 상기 제어 장치는, 지령 회전자 자속(λdr *)와 상기 추정 회전자 자속()의 오차를 이용하여 d 축 지령 전류(ids * )를 생성하는 자속 제어기와, 지령 각속도(ωr *)와 상기 추정 각속도()의 오차를 이용하여 q 축 지령 전류(iqs * )를 생성하는 속도 제어기를 더 포함할 수 있다.Further, the control device may be configured to calculate the difference between the command rotor flux ? Dr * and the estimated rotor flux? ), A magnetic flux controller for generating a d-axis command current ( i ds * ) by using the error of the command angular velocity ( r * ) and the estimated angular velocity ) To generate the q-axis command current ( i qs * ) using the error of the q-axis command current ( i qs * ).
이때, 상기 슬립각속도 계산부는, 상기 계산된 추정 회전자 자속() 및 상기 q축 지령 전류(iqs * )를 이용하여 상기 슬립 각속도(ωsl )를 계산할 수 있다.At this time, the slip angular velocity calculator calculates the estimated rotor magnetic flux ( ) And the q-axis command current ( i qs * ) can be used to calculate the slip angular velocity ? Sl .
또한, 상기 제어 장치는, 상기 d축 지령 전류(ids * ) 및 상기 dq 좌표계로 변환된 d 축 전류의 오차를 이용하여 d 축 지령 전압(vds * ) 을 생성하는 전류 제어기와, 상기 q축 지령 전류(iq s * ) 및 상기 dq 좌표계로 변환된 q 축 전류의 오차를 이용하여 q 축 지령 전압(vq s * ) 을 생성하는 전류 제어기를 더 포함할 수 있다.The controller further includes a current controller for generating a d-axis command voltage ( v ds * ) by using an error between the d-axis command current ( i ds * ) and the d-axis current converted into the dq coordinate system, And a q-axis command voltage ( q q s * ) using an error of the q-axis current converted into the dq coordinate system and the axis command current ( i q s * ).
또한, 상기 제어 장치는, 간접식 벡터 제어 방식으로 구동될 수 있다.The control device may be driven by an indirect vector control method.
또한, 상기 유도 전동기는, 속도 감지 센서를 구비하지 않을 수 있다.In addition, the induction motor may not include a speed sensing sensor.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기는, 유도 전동기에 있어서, 인덕션 모터와, 상기 인덕션 모터를 제어하기 위한 제어 장치를 포함하고, 상기 제어 장치는, 상기 인덕션 모터에 인가되는 전류 및 전압을 dq 좌표계로 변환하는 dq좌표변환부와, 상기 dq좌표계로 변환된 전류 및 전압을 이용하여 추정 회전자 자속() 및 추정 각속도()를 계산하는 동기 dq 좌표계 전상태/속도 관측부와, 상기 계산된 추정 회전자 자속()을 이용하여 슬립 각속도(ωsl )를 계산하는 슬립각속도 계산부와, 상기 계산된 슬립각속도(ω sl ) 및 상기 추정 각속도()의 오차를 적분하여 위상각(θe )을 구하는 위상각 계산부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an induction motor including an induction motor and a control device for controlling the induction motor, A dq coordinate converter for converting a current and a voltage applied to the dq coordinate system into a dq coordinate system, ) And the estimated angular velocity ( A synchronous dq coordinate system total state / velocity observing section for calculating the estimated rotor flux A slip angular velocity calculator for calculating a slip angular velocity ome sl by using the calculated slip angular velocity omega sl and the estimated angular velocity ome sl , ) To obtain a phase angle ( [ epsilon ] e ).
또한, 상기 제어 장치는, 상기 위상각(θe )을 이용하여 지령 전압을 abc좌표계로 변환하는 abc좌표 변환부와, 상기 abc좌표계로 변환된 지령 전압을 교류로 변환하는 PWM인버터를 더 포함할 수 있다.The control device further includes an abc coordinate converter for converting the command voltage into the abc coordinate system using the phase angle ? E , and a PWM inverter for converting the command voltage converted into the abc coordinate system into ac .
또한, 상기 제어 장치는, 지령 회전자 자속(λdr *)와 상기 추정 회전자 자속()의 오차를 이용하여 d 축 지령 전류(ids * )를 생성하는 자속 제어기와, 지령 각속도(ωr *)와 상기 추정 각속도()의 오차를 이용하여 q 축 지령 전류(iqs * )를 생성하는 속도 제어기를 더 포함할 수 있다.Further, the control device may be configured to calculate the difference between the command rotor flux ? Dr * and the estimated rotor flux? ), A magnetic flux controller for generating a d-axis command current ( i ds * ) by using the error of the command angular velocity ( r * ) and the estimated angular velocity ) To generate the q-axis command current ( i qs * ) using the error of the q-axis command current ( i qs * ).
또한, 상기 제어 장치는, 간접식 벡터 제어 방식으로 구동될 수 있다.The control device may be driven by an indirect vector control method.
또한, 상기 유도 전동기는, 속도 감지 센서를 구비하지 않을 수 있다.In addition, the induction motor may not include a speed sensing sensor.
또한, 상기 유도 전동기는, 속도 감지 센서를 구비하지 않을 수 있다.In addition, the induction motor may not include a speed sensing sensor.
이때, 상기 슬립각속도 계산부는, 상기 계산된 추정 회전자 자속() 및 상기 q축 지령 전류(iqs * )를 이용하여 상기 슬립 각속도(ωsl )를 계산할 수 있다.At this time, the slip angular velocity calculator calculates the estimated rotor magnetic flux ( ) And the q-axis command current ( i qs * ) can be used to calculate the slip angular velocity ? Sl .
또한, 상기 제어 장치는, 상기 d축 지령 전류(ids * ) 및 상기 dq 좌표계로 변환된 d 축 전류의 오차를 이용하여 d 축 지령 전압(vds * ) 을 생성하는 전류 제어기와, 상기 q축 지령 전류(iq s * ) 및 상기 dq 좌표계로 변환된 q 축 전류의 오차를 이용하여 q 축 지령 전압(vq s * ) 을 생성하는 전류 제어기를 더 포함할 수 있다.The controller further includes a current controller for generating a d-axis command voltage ( v ds * ) by using an error between the d-axis command current ( i ds * ) and the d-axis current converted into the dq coordinate system, And a q-axis command voltage ( q q s * ) using an error of the q-axis current converted into the dq coordinate system and the axis command current ( i q s * ).
상기와 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 본 발명은, 속도 센서 없이 간접 백터 제어 방식을 이용하는 유도 전동기의 동작을 제어하는 제어 장치 및 유도 전동기를 제공한다. 본 발명은, 직류의 전류 및 회전자 자속을 통해 작은 관측기 이득으로도 저속뿐만 아니라 고속의 영역에서도 오차가 적은 속도추정이 가능하다.According to various embodiments of the present invention as described above, the present invention provides a control apparatus and an induction motor for controlling an operation of an induction motor using an indirect vector control method without a speed sensor. The present invention is capable of estimating a velocity with a small observer gain through a DC current and a rotor flux, as well as a low error as well as a high speed region.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기 제어 장치의 구성을 도시한 블록도,
도 2는, 전기 자동차가 저속으로 운행되고, 파라미터 변화가 없을 때 동기 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성을 나타낸 도면,
도 3은, 전기 자동차가 저속으로 운행되고, 20%의 고정자 저항 변화가 있을 때 동기 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성을 나타낸 도면,
도 4는, 전기 자동차가 저속으로 운행되고, 20%의 회전자 저항 변화가 있을 때 동기 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성을 나타낸 도면,
도 5는, 전기 자동차가 고속으로 운행되고, 파라미터 변화가 없을 때 동기 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성을 나타낸 도면,
도 6은, 전기 자동차가 고속으로 운행되고, 20%의 고정자 저항 변화가 있을 때 동기 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성을 나타낸 도면,
도 7은, 전기 자동차가 고속으로 운행되고, 20%의 회전자 저항 변화가 있을 때 동기 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성을 나타낸 도면,
도 8은 전기 자동차가 저속으로 운행되는 경우, 각 파라미터 변화에 따른 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성에 대해, 동기 dq 좌표계(왼쪽 그래프)와 고정 dq 좌표계(오른쪽 그래프)를 비교하여 나타낸 도면, 그리고,
도 9는 전기 자동차가 고속으로 운행되는 경우, 각 파라미터 변화에 따른 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성에 대해, 동기 dq 좌표계(왼쪽 그래프)와 고정 dq 좌표계(오른쪽 그래프)를 비교하여 나타낸 도면이다.1 is a block diagram showing the configuration of an induction motor control apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 shows the response characteristics of the velocity estimator of the synchronous dq coordinate system when the electric vehicle is running at a low speed and there is no parameter change;
3 shows the response characteristics of the velocity estimator of the synchronous dq coordinate system when the electric vehicle is running at a low speed and there is a 20% stator resistance change,
4 shows the response characteristics of the velocity estimator of the synchronous dq coordinate system when the electric vehicle is running at a low speed and there is a rotor resistance change of 20%
5 is a graph showing the response characteristics of the velocity estimator of the synchronous dq coordinate system when the electric vehicle is operated at a high speed and there is no parameter change;
6 is a graph showing the response characteristics of the velocity estimator of the synchronous dq coordinate system when the electric vehicle is operated at a high speed and there is a stator resistance change of 20%
7 shows the response characteristics of the velocity estimator of the synchronous dq coordinate system when the electric vehicle is running at a high speed and there is a rotor resistance change of 20%
8 is a graph showing a comparison between the synchronous dq coordinate system (left graph) and the fixed dq coordinate system (right graph) with respect to the response characteristic of the velocity estimator of the dq coordinate system according to each parameter change when the electric vehicle runs at a low speed, and ,
9 is a diagram showing a comparison between the synchronous dq coordinate system (left graph) and the fixed dq coordinate system (right graph) with respect to the response characteristic of the velocity estimator of the dq coordinate system according to each parameter change when the electric vehicle is operated at a high speed.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시 예를 설명한다.Various embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기 제어 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 1 is a block diagram showing the configuration of an induction motor control apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기 제어 장치는, dq 좌표변환부(110)와, dq 좌표계 전상태/속도 관측부(120), 슬립각속도 계산부(130), 위상각 계산부(140), abc좌표 변환부(190), PWM인버터(195), 자속 제어기(150), 속도 제어기(160), 전류 제어기(170, 180), 유도 전동기(200)를 포함한다. Referring to FIG. 1, an induction motor control apparatus according to an embodiment of the present invention includes a dq
본 발명에 따른 유도 전동기(200)는 속도 센서를 포함하지 않는다. The
도 1을 참조하여, 상기 유도 전동기 제어 장치의 동작을 설명하면, 먼저 dq 좌표변환부(110)는, 상기 유도 전동기(200)에 인가되는 전류 및 전압을 dq 좌표계로 변환한다. 그 결과, 도 1에 도시된 것처럼 dq 좌표계 전상태/속도 관측부(120)로 d 축 전류(ids ), d 축 전압(vds ), q 축 전류(iq s ), q 축 전압(vqs )가 인가된다. Referring to FIG. 1, the operation of the induction motor control apparatus will be described. First, the dq
dq 좌표계 전상태/속도 관측부(120)는, 상기 dq좌표계로 변환된 d 축 전류(ids ), d 축 전압(vds ), q 축 전류(iq s ) 및 q 축 전압(vq s )을 이용하여 추정 회전자 자속() 및 추정 각속도()를 계산한다. 구체적인 계산 방법에 대해서는 후술한다. 추정 회전자 자속()은 슬립각속도 계산부(130)로 인가되며, 추정 각속도()는 슬립 각속도(ωsl )와의 오차를 계산하는데 사용된다.dq coordinate system state before /
슬립각속도 계산부(130)는 상기 계산된 추정 회전자 자속()과 속도 제어기(160)에서 산출된 q 축 지령 전류(iqs * )를 이용하여 슬립 각속도(ωsl )를 계산한다. The slip
위상각 계산부(140)는, 상기 계산된 슬립각속도(ω sl ) 및 상기 추정 각속도()의 오차를 적분하여 위상각(θe )을 구한다. 구해진 위상각(θe )은 abc 좌표 변환부(190)와 dq 좌표 변환부(110)에 인가된다. The
본 발명은 상기와 같은 방법에 의해 위상각(θe )을 계산하는 간접 벡터 제어 방식을 사용한다. 종래에는 고정 dq좌표계를 이용한 직접식 벡터제어 방식을 사용하는 유도 전동기가 일반적이었다. 이러한 방식은 관측해야 할 변수들이 교류 값을 가짐에 따라 고속 영역에서 관측 오차가 크게 발생하여 토크 및 속도 제어의 성능이 저하되는 문제가 발생한다. 그러나, 본 발명은 기본적으로 직류를 사용하므로, 후술하는 도면에서 설명되듯이 고속 영역에서도 관측 오차가 크게 발생하지 않게 된다. The present invention uses an indirect vector control method for calculating the phase angle ? E by the above-described method. Conventionally, an induction motor using a direct vector control method using a fixed dq coordinate system was generally used. This method has a problem that the performance of torque and speed control is deteriorated due to a large observation error in a high speed region as the variables to be observed have ac values. However, since the present invention basically uses direct current, as will be described later, observation errors do not occur in a high speed region.
계속하여 발명의 동작을 설명하면, 유도 전동기(200)의 제어 장치에는 지령 회전자 자속(λdr *)과 지령 각속도(ωr *)이 입력된다. Continuing explanation of the operation of the invention, the command rotor flux ? Rd * and the command angular speed ? R * are inputted to the control device of the
자속 제어기(150)는 지령 회전자 자속(λdr *)와 dq 좌표계 전상태/속도 관측부(120)에서 출력된 추정 회전자 자속()의 오차를 이용하여 d 축 지령 전류(ids * )를 생성한다. The
전류 제어기(170)는 상기 d축 지령 전류(ids * )와 전술한 dq 좌표계로 변환된 d 축 전류(ids )의 오차를 이용하여 d 축 지령 전압(vds * ) 을 생성한다. 생성된 d 축 지령 전압(vds * )은 abc 좌표 변환부(190)로 인가된다. The
속도 제어기(160)는 지령 각속도(ωr *)와 dq 좌표계 전상태/속도 관측부(120)에서 출력되는 추정 각속도()의 오차를 이용하여 q 축 지령 전류(iqs * )를 생성한다. The
속도 제어기(160)와 연결된 전류 제어기(180)는 상기 q축 지령 전류(iq s * ) 및 상기 dq 좌표계로 변환된 q 축 전류(iq s )의 오차를 이용하여 q 축 지령 전압(vq s * ) 을 생성한다. q 축 지령 전압(vq s * )은 abc 좌표 변환부(190)로 인가된다.The
abc좌표 변환부(190)는 위상각(θe )을 이용하여 d 축 지령 전압(vds * ), q 축 지령 전압(vq s * )을 abc좌표계로 변환한다. abc 좌표 변환부(190)는 a 축 지령 전압(va s * ), b 축 지령 전압(vb s * ), c 축 지령 전압(vc s * )을 출력한다.The abc coordinate transforming
PWM인버터(195)는 상기 abc좌표계로 변환된 지령 전압, 즉, a 축 지령 전압(va s * ), b 축 지령 전압(vb s * ), c 축 지령 전압(vc s * )을 교류로 변환하여 유도 전동기(200)로 입력한다. The
이하에서는 상기와 같은 유도 전동기 제어 장치를 위한 유도전동기의 가변속 구동을 위한 기법을 좀더 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a technique for variable speed driving of the induction motor for the induction motor control apparatus will be described in more detail.
본 발명의 속도센서가 없는 유도전동기의 가변속 구동을 위한 기법은 전상태 자속 관측기(전술한 dq 좌표계 전상태/속도 관측부(120)에 상응함), 속도 적응칙 및 적응칙 이득 선정 방법을 포함한다.The technique for the variable speed drive of the induction motor without the velocity sensor of the present invention includes a full-state flux observer (corresponding to the above-described dq coordinate system pre-state / velocity observer 120), a speed adaptation rule and an adaptive rule gain selection method do.
동기 속도로 회전하는 dq좌표계에서 표현된 유도전동기의 상태방정식은 다음 식으로 주어진다.The state equation of the induction motor expressed in the dq coordinate system rotating at the synchronous speed is given by the following equation.
(1) (One)
여기서, here,
: 고정자 전류, : 회전자 자속 : Stator current, : Rotor flux
: 고정자 전압, : Stator voltage,
, ,
, ,
, ,
: 고정자 및 회전자 저항, [Ω] : Stator and rotor resistance, [Ω]
: 고정자 및 회전자 자기인덕턴스, [H] : Stator and rotor self-inductance, [H]
: 자화 인덕턴스, [H] : Magnetizing inductance, [H]
: 회전자 및 동기 각속도 [rad/sec] : Rotor and synchronous angular velocity [rad / sec]
: 슬립 각속도 (= - ), [rad/sec] : Slip angular velocity (= - ), [rad / sec]
여기서,here,
측정 가능한 변수는 고정자 전류이고, 모든 전기신호는 직류 값을 갖는다.The measurable variable is the stator current, and all electrical signals have a DC value.
상태방정식 (1)의 자속 방정식으로부터 간접벡터제어를 위한 슬립조건을 구하면When the slip condition for the indirect vector control is obtained from the magnetic flux equation of the state equation (1)
(2) (2)
이 조건이 만족되면 q 축 회전자 자속은 항상 영이 되어 발생 토오크는 q 축 고정자전류에 비례하고, d 축 회전자 자속은 d 축 고정자 전류에 비례한다. 따라서, 상간에 커플링 현상이 제거되어 고정자전류를 통해 직접 토오크 및 자속을 제어할 수 있다. 식 (2)의 슬립조건은 전향보상 형태로 인가되기 때문에 d 축 회전자 자속 λdr 에 관한 정확한 정보가 필요하므로 폐루프 관측기가 요구된다. 만일, 부정확한 λdr 을 이용하여 슬립을 발생하므로 토오크에 오버슈트나 맥동이 야기되고 상간의 커플링 현상이 나타나 전동기의 최대 토오크를 이용 할 수 없다. 따라서, 먼저 회전자 자속 추정과 속도추정을 위하여 파라미터에 둔감한 전상태 관측기에 대하여 서술한다.When this condition is satisfied, the q-axis rotor flux is always zero, the generated torque is proportional to the q-axis stator current, and the d-axis rotor flux is proportional to the d-axis stator current. Therefore, the coupling phenomenon is eliminated between the phases, and the torque and the magnetic flux can be directly controlled through the stator current. Since the slip condition in Eq. (2) is applied in the form of forward compensation, a closed-loop observer is required because accurate information about the d-axis rotor flux, λ dr , is required. If the slip is generated by using an inaccurate ? Dr , overshoot or pulsation occurs in the torque, coupling between phases occurs, and the maximum torque of the motor can not be used. Therefore, we first describe a parameter-insensitive all-state observer for rotor flux estimation and velocity estimation.
고정자 전류를 측정변수로 하여 고정자전류 및 회전자 자속을 추정하기 위한 전상태 관측기는 동기속도로 회전하는 동기 dq 좌표계에서 다음과 같다.The total state observer for estimating the stator current and rotor flux using the stator current as a measurement variable is as follows in the synchronous dq coordinate system rotating at the synchronous speed.
(3) (3)
여기서, G는 관측기 이득이고, 첨자 ”^” 는 추정치와 관측기에서 사용한 전동기의 파라미터 값을 나타낸다. 관측기 이득은 관측기의 극점이 유도전동기 극점의 k배에 해당하도록 구하면 고정 dq좌표계의 이득과 같은 식으로 구해진다.Where G is the observer gain and the suffix "^" represents the estimate and the parameter value of the motor used in the observer. The observer gain is obtained by the same equation as the gain of the fixed dq coordinate system, given that the pole of the observer corresponds to k times the pole of the induction motor.
(4) (4)
, ,
, ,
전동기의 속도는 빠르게 변할 수 있으므로 다음의 비례-적분형의 적응칙을 사용한다.Since the speed of the motor can change rapidly, the following proportional-integral adaptive law is used.
(5) (5)
전상태 관측기의 이득 k를 작게 하던지 또는 저속 영역에서와 같이 이 작으면 속도추정의 전달함수는 다음의 2차함수로 생각할 수 있다.Whether the gain k of the pre-state observer is small, The transfer function of the velocity estimation can be regarded as the following quadratic function.
(6) (6)
따라서, 2차 전달함수의 표준형태를 기준으로 비례-적분이득을 구한다. 을 자연 주파수, 를 제동비로 표시하면 비례-적분 이득은 다음과 같다.Therefore, the proportional-integral gain is obtained based on the standard form of the quadratic transfer function. The natural frequency, Is expressed by the braking ratio, the proportional-integral gain is as follows.
(7) (7)
(6) (6)
정상상태의 경우, , 이므로 비례-적분 이득은 다음 식으로 나타낼 수 있다.In the steady state, , The proportional-integral gain can be expressed by the following equation.
(8) (8)
(9) (9)
위의 식으로부터 전상태 관측기 이득 k를 크게 선정하면 이 의 크기보다 작게 되어 비례이득 는 음수가 되어 속도 적응칙이 불안정하게 된다. 이를 방지하기 위해서 속도 적응칙의 자연 주파수 을 크게 선정하면 고정자전류의 맥동과 잡음에 의해 추정속도에 큰 잡음이 나타나므로, 전상태 관측이득을 작게 하고, 을 비교적 크게 선정하는 것이 바람직하다.From the above equation, if the total state observer gain k is selected to be large this And the proportional gain Becomes negative and the speed adaptation rule becomes unstable. To prevent this, the natural frequency of the speed adaptation law A large noise is generated at the estimated speed due to pulsation and noise of the stator current, so that the total state observation gain is reduced, Is selected to be relatively large.
도 2 내지 8은 상술한 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 유도 전동기의 제어 장치를 전기자동차에 적용하는 경우의 속도 추정기의 응답특성을 시뮬레이션 한 결과를 나타내는 도면이다.FIGS. 2 to 8 are graphs showing simulation results of a response characteristic of a speed estimator when the control apparatus for an induction motor according to various embodiments of the present invention is applied to an electric vehicle.
도 2는, 전기 자동차가 저속으로 운행되고, 파라미터 변화가 없을 때 동기 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성을 나타낸 도면이다.2 is a graph showing the response characteristics of the velocity estimator of the synchronous dq coordinate system when the electric vehicle runs at a low speed and there is no parameter change.
도 2의 (A)에서 실제 속도는 점선으로 표시되었고, 추정 속도는 굵은 실선으로 표시되었으며, 둘 사이의 오차는 가는 실선으로 표시되어 있다.In FIG. 2A, the actual speed is indicated by a dotted line, the estimated speed is indicated by a thick solid line, and the error between the two is indicated by a thin solid line.
도 2의 (B)에 도시된 것처럼, 전기 자동차가 저속으로 운행되고, 파라미터 변화가 없을 때는 오차가 거의 발생하지 않음을 알 수 있다. As shown in FIG. 2 (B), it can be seen that the electric vehicle travels at a low speed and there is almost no error when there is no parameter change.
도 3은, 전기 자동차가 저속으로 운행되고, 20%의 고정자 저항 변화가 있을 때 동기 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성을 나타낸 도면이다.3 is a graph showing the response characteristics of the velocity estimator of the synchronous dq coordinate system when the electric vehicle is running at a low speed and there is a change in stator resistance of 20%.
도 3의 (A)에서 실제 속도는 점선으로 표시되었고, 추정 속도는 굵은 실선으로 표시되었으며, 둘 사이의 오차는 가는 실선으로 표시되어 있다.In FIG. 3 (A), the actual speed is indicated by a dotted line, the estimated speed is indicated by a thick solid line, and the error between the two is indicated by a thin solid line.
도 3의 (B)에 도시된 것처럼, 전기 자동차가 저속으로 운행되고, 20%의 고정자 저항 변화가 있을 때에도 오차가 거의 발생하지 않음을 알 수 있다. As shown in FIG. 3 (B), it can be seen that even when the electric vehicle is operated at a low speed and the stator resistance is changed by 20%, the error hardly occurs.
도 4는, 전기 자동차가 저속으로 운행되고, 20%의 회전자 저항 변화가 있을 때 동기 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성을 나타낸 도면이다.4 is a graph showing the response characteristics of the velocity estimator of the synchronous dq coordinate system when the electric vehicle is running at a low speed and there is a rotor resistance change of 20%.
도 4의 (A)에서 실제 속도는 점선으로 표시되었고, 추정 속도는 굵은 실선으로 표시되었으며, 둘 사이의 오차는 가는 실선으로 표시되어 있다.In FIG. 4 (A), the actual speed is indicated by a dotted line, the estimated speed is indicated by a thick solid line, and the error between the two is indicated by a thin solid line.
도 4의 (B)에 도시된 것처럼, 전기 자동차가 저속으로 운행되고, 20%의 회전자 저항 변화가 있을 때에도 오차가 거의 발생하지 않음을 알 수 있다.As shown in FIG. 4 (B), it can be seen that even when the electric vehicle runs at a low speed and there is a rotor resistance change of 20%, the error hardly occurs.
도 5는, 전기 자동차가 고속으로 운행되고, 파라미터 변화가 없을 때 동기 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성을 나타낸 도면이다.5 is a graph showing the response characteristics of the velocity estimator of the synchronous dq coordinate system when the electric vehicle is operated at a high speed and there is no parameter change.
도 5의 (A)에서 실제 속도는 점선으로 표시되었고, 추정 속도는 굵은 실선으로 표시되었으며, 둘 사이의 오차는 가는 실선으로 표시되어 있다.In FIG. 5 (A), the actual speed is indicated by a dotted line, the estimated speed is indicated by a thick solid line, and the error between the two is indicated by a thin solid line.
도 5의 (B)에 도시된 것처럼, 전기 자동차가 고속으로 운행되고, 파라미터 변화가 없을 때는 오차가 크게 발생하지 않음을 알 수 있다. As shown in FIG. 5 (B), it can be seen that the electric vehicle runs at a high speed, and there is no significant error when there is no parameter change.
도 6은, 전기 자동차가 고속으로 운행되고, 20%의 고정자 저항 변화가 있을 때 동기 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성을 나타낸 도면이다.6 is a graph showing the response characteristics of the velocity estimator of the synchronous dq coordinate system when the electric vehicle is operated at a high speed and there is a change in stator resistance of 20%.
도 6의 (A)에서 실제 속도는 점선으로 표시되었고, 추정 속도는 굵은 실선으로 표시되었으며, 둘 사이의 오차는 가는 실선으로 표시되어 있다.In FIG. 6 (A), the actual speed is indicated by a dotted line, the estimated speed is indicated by a thick solid line, and the error between the two is indicated by a thin solid line.
도 6의 (B)에 도시된 것처럼, 전기 자동차가 고속으로 운행되고, 20%의 고정자 저항 변화가 있을 때에도 오차가 크게 발생하지 않음을 알 수 있다. 상술한 것처럼 본 발명은 직류를 사용하므로, 고속 영역에서도 관측 오차가 크게 발생하지 않게 된다.As shown in FIG. 6 (B), it can be seen that even when the electric vehicle is operated at a high speed and the stator resistance is changed by 20%, no significant error occurs. As described above, since the present invention uses direct current, observation errors do not occur largely even in a high speed region.
도 7은, 전기 자동차가 고속으로 운행되고, 20%의 회전자 저항 변화가 있을 때 동기 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성을 나타낸 도면이다.7 is a graph showing the response characteristics of the velocity estimator of the synchronous dq coordinate system when the electric vehicle is operated at a high speed and there is a rotor resistance change of 20%.
도 7의 (A)에서 실제 속도는 점선으로 표시되었고, 추정 속도는 굵은 실선으로 표시되었으며, 둘 사이의 오차는 가는 실선으로 표시되어 있다.In FIG. 7 (A), the actual speed is indicated by a dotted line, the estimated speed is indicated by a thick solid line, and the error between the two is indicated by a thin solid line.
도 7의 (B)에 도시된 것처럼, 전기 자동차가 고속으로 운행되고, 20%의 회전자 저항 변화가 있을 때에도 오차가 크게 발생하지 않음을 알 수 있다. 상술한 것처럼 본 발명은 직류를 사용하므로, 고속 영역에서도 관측 오차가 크게 발생하지 않게 된다.As shown in FIG. 7 (B), it can be seen that even when the electric vehicle runs at a high speed and the rotor resistance changes by 20%, the error does not occur to a large extent. As described above, since the present invention uses direct current, observation errors do not occur largely even in a high speed region.
도 8은 전기 자동차가 저속으로 운행되는 경우, 각 파라미터 변화에 따른 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성에 대해, 동기 dq 좌표계(왼쪽 그래프)와 고정 dq 좌표계(오른쪽 그래프)를 비교하여 나타낸 도면이다.FIG. 8 is a diagram showing a comparison between the synchronous dq coordinate system (left graph) and the fixed dq coordinate system (right graph) with respect to the response characteristic of the velocity estimator of the dq coordinate system according to each parameter change when the electric vehicle runs at low speed.
각 그래프에서 실제 속도는 점선으로 표시되었고, 추정 속도는 굵은 실선으로 표시되었으며, 둘 사이의 오차는 가는 실선으로 표시되어 있다.In each graph, the actual speed is indicated by a dotted line, the estimated speed is indicated by a thick solid line, and the error between the two is indicated by a thin solid line.
도 8의 (a)는 파라미터 변화가 없을 때, (b)는 20%의 고정자 저항이 변화할 때, (c)는 20%의 회전자 저항이 변화할 때의 결과를 나타낸다. Fig. 8 (a) shows the results when the stator resistance changes by 20%, and Fig. 8 (c) shows the results when the rotor resistance changes by 20%.
도 8에 도시된 결과에서 전기 자동차가 저속으로 운행되는 경우, 각 파라미터 변화에 따른 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성은 동기 dq 좌표계(왼쪽 그래프)와 고정 dq 좌표계(오른쪽 그래프) 사이에서 큰 차이가 없음을 알 수 있다.8, the response characteristics of the velocity estimator of the dq coordinate system according to each parameter change are significantly different between the synchronous dq coordinate system (left graph) and the fixed dq coordinate system (right graph) when the electric vehicle travels at a low speed .
도 9는 전기 자동차가 고속으로 운행되는 경우, 각 파라미터 변화에 따른 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성에 대해, 동기 dq 좌표계(왼쪽 그래프)와 고정 dq 좌표계(오른쪽 그래프)를 비교하여 나타낸 도면이다.9 is a diagram showing a comparison between the synchronous dq coordinate system (left graph) and the fixed dq coordinate system (right graph) with respect to the response characteristic of the velocity estimator of the dq coordinate system according to each parameter change when the electric vehicle is operated at a high speed.
각 그래프에서 실제 속도는 점선으로 표시되었고, 추정 속도는 굵은 실선으로 표시되었으며, 둘 사이의 오차는 가는 실선으로 표시되어 있다.In each graph, the actual speed is indicated by a dotted line, the estimated speed is indicated by a thick solid line, and the error between the two is indicated by a thin solid line.
도 9의 (a)는 파라미터 변화가 없을 때, (b)는 20%의 고정자 저항이 변화할 때, (c)는 20%의 회전자 저항이 변화할 때의 결과를 나타낸다. Fig. 9 (a) shows the result when the stator resistance changes by 20%, and Fig. 9 (c) shows the result when the rotor resistance changes by 20%.
도 9에 도시된 결과에서 전기 자동차가 저속으로 운행되는 경우와 달리, 고속으로 운행되는 경우는, 각 파라미터 변화에 따른 dq 좌표계의 속도 추정기의 응답 특성은 동기 dq 좌표계(왼쪽 그래프)에서 고정 dq 좌표계(오른쪽 그래프) 에 비해 오차가 적음을 알 수 있다. In the result shown in Fig. 9, the response characteristics of the velocity estimator of the dq coordinate system according to the change of each parameter in the case of running at a high speed, unlike the case where the electric vehicle is operated at a low speed, (Right graph).
상술한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전기자동차 구동용 유도전동기를 속도센서 없이 간접식 벡터제어기를 적용하기 위한 기법은 파라미터 변화에 강인한 전상태 관측기, 속도 적응칙을 이용한다. 상술한 기법은 동기 속도로 회전하는 dq 좌표계에서 설계된 상태관측기 및 속도 적응칙은 기존의 고정 dq 좌표계의 경우 보다 고속 운전 영역에서 더욱 정확하게 속도를 추정할 수 있게 되어 가변속 범위가 더욱 확장됨을 알 수 있다. 또한, 유도전동기의 가변속 운전에서 대부분 사용되는 간접식 벡터제어방식에 적용할 수 있다는 장점을 갖는다.As described above, in the induction motor for driving an electric vehicle according to various embodiments of the present invention, a technique for applying an indirect vector controller without a speed sensor uses a full-state observer and a speed adaptation rule that are robust against parameter variations. The above-mentioned technique shows that the state observer and the velocity adaptation rule designed in the dq coordinate system rotating at the synchronous speed can estimate the velocity more accurately in the high-speed operation region than in the conventional fixed dq coordinate system, . In addition, it has an advantage that it can be applied to an indirect vector control method which is mostly used in variable speed operation of an induction motor.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.
110 : dq 좌표변환부 120 : dq 좌표계 전상태/속도 관측부
130 : 슬립각속도 계산부 140 : 위상각 계산부
150 : 자속 제어기 160 : 속도 제어기
170, 180 : 전류 제어기
190 : abc 좌표 변환부 195 : PWM 인버터
200 : 유도 전동기110: dq coordinate conversion unit 120: dq coordinate system total state / velocity observation unit
130: slip angular velocity calculation unit 140: phase angle calculation unit
150: magnetic flux controller 160: speed controller
170, 180: current controller
190: abc coordinate conversion unit 195: PWM inverter
200: Induction motor
Claims (17)
상기 유도 전동기에 인가되는 전류 및 전압을 dq 좌표계로 변환하는 dq 좌표변환부;
상기 dq좌표계로 변환된 전류 및 전압을 이용하여 추정 회전자 자속() 및 추정 각속도()를 계산하는 동기 dq 좌표계 전상태/속도 관측부;
상기 계산된 추정 회전자 자속()을 이용하여 슬립 각속도(ωsl )를 계산하는 슬립각속도 계산부; 및
상기 계산된 슬립각속도(ω sl ) 및 상기 추정 각속도()의 오차를 적분하여 위상각(θe )을 구하는 위상각 계산부;를 포함하는 제어 장치.A control device for controlling an operation of an induction motor,
A dq coordinate converter for converting a current and a voltage applied to the induction motor into a dq coordinate system;
The current and voltage converted into the dq coordinate system are used to estimate the estimated rotor flux ) And the estimated angular velocity ( ) Dq coordinate system total state / velocity observer;
The calculated estimated rotor flux ( A slip angular velocity calculation unit for calculating a slip angular velocity omega sl using the angular velocity ? And
The calculated slip angular velocity? Sl and the estimated angular velocity? ) To obtain a phase angle ( ? E ).
상기 위상각(θe )을 이용하여 지령 전압을 abc좌표계로 변환하는 abc좌표 변환부; 및
상기 abc좌표계로 변환된 지령 전압을 교류로 변환하는 PWM인버터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.The method according to claim 1,
An abc coordinate converter for converting the command voltage into an abc coordinate system using the phase angle ? E ; And
And a PWM inverter for converting the command voltage converted into the abc coordinate system into AC.
지령 회전자 자속(λdr *)와 상기 추정 회전자 자속()의 오차를 이용하여 d 축 지령 전류(ids * )를 생성하는 자속 제어기; 및
지령 각속도(ωr *)와 상기 추정 각속도()의 오차를 이용하여 q 축 지령 전류(iqs * )를 생성하는 속도 제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.The method according to claim 1,
The command rotor flux ? Rd * and the estimated rotor flux? A magnetic flux controller for generating a d-axis command current i ds * using an error of the d-axis command current i ds * ; And
The command angular velocity ? R * and the estimated angular velocity? ) To generate a q-axis command current ( i qs * ) using the error of the q-axis command current ( i qs * ).
상기 슬립각속도 계산부는,
상기 계산된 추정 회전자 자속() 및 상기 q축 지령 전류(iqs * )를 이용하여 상기 슬립 각속도(ωsl )를 계산하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.The method of claim 3,
Wherein the slip angular velocity calculator comprises:
The calculated estimated rotor flux ( ) And the q-axis command current ( i qs * ) to calculate the slip angular velocity ( ? Sl ).
상기 d축 지령 전류(ids * ) 및 상기 dq 좌표계로 변환된 d 축 전류의 오차를 이용하여 d 축 지령 전압(vds * ) 을 생성하는 전류 제어기; 및
상기 q축 지령 전류(iq s * ) 및 상기 dq 좌표계로 변환된 q 축 전류의 오차를 이용하여 q 축 지령 전압(vq s * ) 을 생성하는 전류 제어기; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.The method of claim 3,
A current controller for generating a d-axis command voltage ( v ds * ) using an error between the d-axis command current ( i ds * ) and the d-axis current converted into the dq coordinate system; And
A current controller for generating a q-axis command voltage ( q q s * ) using an error between the q-axis command current ( i q s * ) and the q-axis current converted into the dq coordinate system; Further comprising:
상기 제어 장치는, 간접식 벡터 제어 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the control device is driven by an indirect type vector control method.
상기 유도 전동기는,
속도 센서를 구비하지 않는 것을 특징으로 하는 제어 장치.The method according to claim 1,
The induction motor includes:
And a speed sensor is not provided.
상기 추정 각속도()는,
다음의 식을 통해 계산하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
여기서, 고정자 전류를 측정변수로 하여 고정자 전류 및 회전자 자속을 추정하기 위한 동기 dq 좌표계에서 전상태 관측기의 식은
여기서, G는 상기 관측기의 극점(pole)을 유도전동기 극점의 k배가 되도록 하는 관측기 이득으로서 다음과 같이 나타나고,
,
,
그리고,
: 비례이득, : 적분이득
: 고정자 전류,
: 회전자 자속
: 고정자 전압,
,
,
,
: 고정자 및 회전자 저항, [Ω]
: 고정자 및 회전자 자기인덕턴스, [H]
: 자화 인덕턴스, [H]
: 회전자 및 동기 각속도 [rad/sec]
: 슬립 각속도 (= - ), [rad/sec]
iqs : dq 좌표계로 변환된 q 축 전류
λdr : dq 좌표계의 d 축 회전자 자속The method according to claim 1,
The estimated angular velocity ( ),
Wherein the calculation is performed by the following equation.
Here, in the synchronous dq coordinate system for estimating the stator current and rotor flux using the stator current as a measurement variable,
Where G is the observer gain that causes the pole of the observer to be k times the pole of the induction motor as follows,
,
,
And,
: Proportional gain, : Integral gain
: Stator current,
: Rotor flux
: Stator voltage,
,
,
,
: Stator and rotor resistance, [Ω]
: Stator and rotor self-inductance, [H]
: Magnetizing inductance, [H]
: Rotor and synchronous angular velocity [rad / sec]
: Slip angular velocity (= - ), [rad / sec]
i qs : q-axis current converted to dq coordinate system
λ dr : d-axis rotor flux in the dq coordinate system
인덕션 모터; 및
상기 인덕션 모터를 제어하기 위한 제어 장치;를 포함하고,
상기 제어 장치는,
상기 인덕션 모터에 인가되는 전류 및 전압을 dq 좌표계로 변환하는 dq좌표변환부와, 상기 dq좌표계로 변환된 전류 및 전압을 이용하여 추정 회전자 자속() 및 추정 각속도()를 계산하는 동기 dq 좌표계 전상태/속도 관측부와, 상기 계산된 추정 회전자 자속()을 이용하여 슬립 각속도(ωsl )를 계산하는 슬립각속도 계산부와, 상기 계산된 슬립각속도(ω sl ) 및 상기 추정 각속도()의 오차를 적분하여 위상각(θe )을 구하는 위상각 계산부를 포함하는 유도 전동기.In the induction motor,
Induction motor; And
And a control device for controlling the induction motor,
The control device includes:
A dq coordinate converter for converting a current and a voltage applied to the induction motor into a dq coordinate system; and an estimated rotor flux meter using the current and voltage converted into the dq coordinate system ) And the estimated angular velocity ( A synchronous dq coordinate system total state / velocity observing section for calculating the estimated rotor flux A slip angular velocity calculator for calculating a slip angular velocity ome sl by using the calculated slip angular velocity omega sl and the estimated angular velocity ome sl , ) To obtain a phase angle ( ? E ).
상기 제어 장치는,
상기 위상각(θe )을 이용하여 지령 전압을 abc좌표계로 변환하는 abc좌표 변환부; 및
상기 abc좌표계로 변환된 지령 전압을 교류로 변환하는 PWM인버터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기.10. The method of claim 9,
The control device includes:
An abc coordinate converter for converting the command voltage into an abc coordinate system using the phase angle ? E ; And
And a PWM inverter for converting the command voltage converted into the abc coordinate system into an AC voltage.
상기 제어 장치는,
지령 회전자 자속(λdr *)와 상기 추정 회전자 자속()의 오차를 이용하여 d 축 지령 전류(ids * )를 생성하는 자속 제어기; 및
지령 각속도(ωr *)와 상기 추정 각속도()의 오차를 이용하여 q 축 지령 전류(iqs * )를 생성하는 속도 제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기.10. The method of claim 9,
The control device includes:
The command rotor flux ? Rd * and the estimated rotor flux? A magnetic flux controller for generating a d-axis command current i ds * using an error of the d-axis command current i ds * ; And
The command angular velocity ? R * and the estimated angular velocity? Further comprising a velocity controller for generating a q-axis command current ( i qs * ) using the error of the q-axis command current ( i qs * ).
상기 제어 장치는,
간접식 벡터 제어 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 유도 전동기.10. The method of claim 9,
The control device includes:
And is driven by an indirect type vector control method.
상기 유도 전동기는,
속도 센서를 구비하지 않는 것을 특징으로 하는 유도 전동기.10. The method of claim 9,
The induction motor includes:
Wherein the speed sensor is not provided.
상기 슬립각속도 계산부는,
상기 계산된 추정 회전자 자속() 및 상기 q축 지령 전류(iqs * )를 이용하여 상기 슬립 각속도(ωsl )를 계산하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기.12. The method of claim 11,
Wherein the slip angular velocity calculator comprises:
The calculated estimated rotor flux ( ) And the q-axis command current ( i qs * ) to calculate the slip angular speed ( ? Sl ).
상기 제어 장치는,
상기 d축 지령 전류(ids * ) 및 상기 dq 좌표계로 변환된 d 축 전류의 오차를 이용하여 d 축 지령 전압(vds * ) 을 생성하는 전류 제어기; 및
상기 q축 지령 전류(iq s * ) 및 상기 dq 좌표계로 변환된 q 축 전류의 오차를 이용하여 q 축 지령 전압(vq s * ) 을 생성하는 전류 제어기; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기.12. The method of claim 11,
The control device includes:
A current controller for generating a d-axis command voltage ( v ds * ) using an error between the d-axis command current ( i ds * ) and the d-axis current converted into the dq coordinate system; And
A current controller for generating a q-axis command voltage ( q q s * ) using an error between the q-axis command current ( i q s * ) and the q-axis current converted into the dq coordinate system; Further comprising: an induction motor.
Priority Applications (1)
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