KR101597440B1 - 레졸버 옵셋 보정 방법 - Google Patents

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KR101597440B1
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Abstract

레졸버 옵셋 보정 방법이 개시된다. 일 실시예는 모터의 지령 전류를 설정하고, 모터가 회전하는지 여부를 확인하며, 상기 설정된 모터의 지령 전류에 따라 상기 모터에 흐르는 모터 전류를 측정하고, 상기 모터의 회전 여부를 기초로, 상기 모터 전류를 이용하여 레졸버 옵셋을 계산한다.

Description

레졸버 옵셋 보정 방법{METHOD FOR CALIBRATING RESOLVER OFFSET}
아래 실시예들은 레졸버 옵셋 보정 방법에 관한 것이다.
영구 자석 동기전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)의 순시 토크 제어를 위해 벡터제어 기법이 사용된다. 영구자석 동기 전동기의 벡터제어는 회전자에 있는 영구자석의 N극을 기준으로 토크를 제어하는 기법이다. 이 경우 영구자석의 N극을 벡터제어를 위한 d-q 좌표축의 d축 위치로 설정한다. d축 위치를 설정하기 위한 영구 자석의 N극 위치를 알기 위해 회전자의 절대각 위치(absolute angular position)에 대한 정보가 필요한데 통상적으로 위치 검출기인 레졸버(Resolver)를 사용하여 그 위치 정보를 얻는다.
레졸버에서 출력하는 회전자 위치신호는 영구 자석의 N극 위치에서 0으로 출력되어야 하는데, 모터에 레졸버를 장착 시 조립 위치의 부정확 등 여러 가지 이유로 실제 회전자 영구자석의 N극 위치와 레졸버에서 출력하는 회전자 위치신호 간에 옵셋(Offset)이 발생할 수 있다. 이 옵셋량만큼 레졸버 출력신호를 보정하지 않으면 모터 제어시 부정확한 회전자 위치 정보로 인하여 정확한 모터 제어가 불가능하다. 따라서 레졸버의 출력신호를 정확히 보정할 수 있도록 반드시 옵셋을 알아낼 필요가 있다.
레졸버 옵셋을 알아내어 보정하는 여러 방법이 있다. 통상적으로 시스템 운전 초기에 대상 모터의 역기전력 신호와 레졸버 출력신호를 비교하여 옵셋 값을 얻어 보정할 수 있다. 또한, 영구자석의 N극을 특정 위치에 위치시켜 레졸버로부터 출력되는 신호로부터 옵셋 값을 얻어 보정할 수 있다. 그러나, 역기전력을 사용하는 방법은 다른 모터로 대상 모터를 구동할 필요가 있고, 영구자석의 N극을 특정 위치에 위치시키는 방법은 강제 여자를 통해 대상 모터를 회전시킬 필요가 있다.
주식회사 아이파워컨이 2012년 5월 16일에 출원하고, 2013년 11월 26일에 공개된 한국공개공보 10-2013-0128061호(발명의 명칭: 레졸버 위상 오차 보정 장치 및 방법)가 있다. 한국공개공보 10-2013-0128061호에는 전동기의 회전자가 미리 지정된 위상각만큼 회전한 후 정지되도록 하는 토크 지령 신호를 출력하고, 상기 토크 지령 신호에 의해 회전자의 회전을 센싱한 레졸버의 센싱 신호에 상응하는 레졸버 위상각과 상기 토크 지령 신호에 상응하도록 미리 지정된 회전자 위상각간의 차이를 계산하며, 상기 전동기의 구동 중 입력되는 레졸버의 센싱 신호에 상응하는 레졸버 위상각에 상기 차이값을 반영하여 회전자 위상각을 인식함으로써, 레졸버와 회전자간의 위상이 불일치하는 정도를 보상하는 내용이 개시된다.
본 발명에 따르면, 서보 모터, 전동차, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 통합형 시동발전기(Integrated Starter & Generator, ISG) 등 레졸버를 사용하는 영구자석 동기 전동기가 적용된 모든 시스템에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 모터를 회전시키지 않고, 레졸버 옵셋을 보정할 수 있어, 이미 모터가 시스템에 장착되어 있어서 모터를 회전시킬 수 없는, 또는 모터를 회전시켜서는 안 되는 분야에 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 모터의 회전 여부에 관계없이, 레졸버 옵셋을 계산할 수 있기 때문에, 모터 구동 중에 레졸버 옵셋이 변동하더라도 레졸버 옵셋을 보정할 수 있다.
일 측에 따르면, 레졸버 옵셋 보정 방법은 모터의 지령 전류를 설정하는 단계; 모터가 회전하는지 여부를 확인하는 단계; 상기 설정된 지령 전류에 따라 상기 모터에 흐르는 모터 전류를 측정하는 단계; 및 상기 모터의 회전 여부를 기초로, 상기 모터 전류를 이용하여 레졸버 옵셋을 계산하는 단계를 포함한다.
여기서, 모터의 상기 지령 전류를 설정하는 단계는, 회전 좌표계 q축 고정자 지령 전류를 0으로 설정하고, 회전 좌표계 d축 고정자 지령 전류를 상기 모터의 정격에 따라 설정한다.
또한, 상기 모터가 회전하지 않는 경우, 상기 레졸버 옵셋을 계산하는 단계는, 측정된 상기 모터의 3상 고정자 전류를 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환하는 단계; 및 수학식
Figure 112014057346239-pat00001
에 따라 상기 레졸버 옵셋을 계산하는 단계를 포함하고,
Figure 112014057346239-pat00002
은 레졸버 옵셋이고,
Figure 112014057346239-pat00003
는 정지 좌표계 d축 고정자 전류이고,
Figure 112014057346239-pat00004
는 정지 좌표계 q축 고정자 전류이다.
또한, 측정된 상기 모터의 전류를 상기 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 상기 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환하는 단계는, 상기 모터의 3상 고정자 전류를 수학식
Figure 112014057346239-pat00005
에 따라 상기 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 상기 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환하고,
Figure 112014057346239-pat00006
는 측정된 상기 모터의 3상 고정자 전류이다.
또한, 상기 모터가 회전하지 않는 경우, 상기 레졸버 옵셋을 계산하는 단계는, 수학식
Figure 112014057346239-pat00007
에 따라 상기 레졸버 옵셋을 계산하고,
Figure 112014057346239-pat00008
은 레졸버 옵셋이고,
Figure 112014057346239-pat00009
는 측정된 상기 모터의 3상 고정자 전류이다.
또한, 상기 모터가 회전하는 경우, 상기 모터의 위치 정보를 계산하는 단계 를 더 포함하고, 상기 모터가 회전하는 경우, 상기 레졸버 옵셋을 계산하는 단계는, 측정된 상기 모터의 3상 고정자 전류를 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환하는 단계; 및 수학식
Figure 112014057346239-pat00010
에 따라 상기 레졸버 옵셋을 계산하는 단계를 포함하고,
Figure 112014057346239-pat00011
은 레졸버 옵셋이고,
Figure 112014057346239-pat00012
는 정지 좌표계 d축 고정자 전류이고,
Figure 112014057346239-pat00013
는 정지 좌표계 q축 고정자 전류이고,
Figure 112014057346239-pat00014
은 회전자의 위치이다.
또한, 상기 모터가 회전하는 경우, 상기 모터의 회전자 위치를 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 모터가 회전하는 경우, 상기 레졸버 옵셋을 계산하는 단계는, 수학식
Figure 112014057346239-pat00015
에 따라 상기 레졸버 옵셋을 계산하고,
Figure 112014057346239-pat00016
은 레졸버 옵셋이고,
Figure 112014057346239-pat00017
는 측정된 상기 모터의 3상 고정자 전류이고,
Figure 112014057346239-pat00018
은 회전자의 위치 정보이다.
일 측에 따른 레졸버 옵셋 보정 장치는 모터의 지령 전류를 설정하는 지령 전류 설정부; 모터가 회전하는지 여부를 확인하는 모터 회전 확인부; 상기 설정된 지령 전류에 따라 상기 모터에 흐르는 모터 전류를 측정하는 측정부; 및 상기 모터의 회전 여부를 기초로, 상기 모터 전류를 이용하여 레졸버 옵셋을 계산하는 레졸버 옵셋 계산부를 포함한다.
여기서, 상기 지령 전류 설정부는, 회전 좌표계 q축 고정자 지령 전류를 0으로 설정하고, 회전 좌표계 d축 고정자 지령 전류를 상기 모터의 정격에 따라 설정한다.
상기 모터가 회전하지 않는 경우, 상기 레졸버 옵셋 계산부는, 상기 모터 전류를 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환하고, 수학식
Figure 112014057346239-pat00019
에 따라 상기 레졸버 옵셋을 계산하고,
Figure 112014057346239-pat00020
은 레졸버 옵셋이고,
Figure 112014057346239-pat00021
는 정지 좌표계 d축 고정자 전류이고,
Figure 112014057346239-pat00022
는 정지 좌표계 q축 고정자 전류이다.
상기 레졸버 옵셋 계산부는, 측정된 상기 모터의 3상 고정자 전류를 수학식
Figure 112014057346239-pat00023
에 따라 상기 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 상기 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환하고,
Figure 112014057346239-pat00024
는 측정된 상기 모터의 3상 고정자 전류이다.
상기 모터가 회전하지 않는 경우, 상기 레졸버 옵셋 계산부는, 수학식
Figure 112014057346239-pat00025
에 따라 상기 레졸버 옵셋을 계산하고,
Figure 112014057346239-pat00026
은 레졸버 옵셋이고,
Figure 112014057346239-pat00027
는 측정된 상기 모터의 3상 고정자 전류이다.
상기 모터가 회전하는 경우, 상기 모터의 회전자 위치를 계산하는 위치 정보 계산부를 더 포함하고, 상기 모터가 회전하는 경우, 상기 레졸버 옵셋 계산부는, 상기 모터의 3상 고정자 전류를 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환하고, 수학식
Figure 112014057346239-pat00028
에 따라 상기 레졸버 옵셋을 계산하고,
Figure 112014057346239-pat00029
은 레졸버 옵셋이고,
Figure 112014057346239-pat00030
는 정지 좌표계 d축 고정자 전류이고,
Figure 112014057346239-pat00031
는 정지 좌표계 q축 고정자 전류이고,
Figure 112014057346239-pat00032
은 회전자의 위치 정보이다.
상기 모터가 회전하는 경우, 상기 모터의 회전자 위치를 계산하는 위치 정보 계산부를 더 포함하고, 상기 모터가 회전하는 경우, 상기 레졸버 옵셋 계산부는, 수학식
Figure 112014057346239-pat00033
에 따라 상기 레졸버 옵셋을 계산하고,
Figure 112014057346239-pat00034
은 레졸버 옵셋이고,
Figure 112014057346239-pat00035
는 측정된 상기 모터의 3상 고정자 전류이고,
Figure 112014057346239-pat00036
은 회전자의 위치 정보이다.
본 발명에 따르면, 로봇이나 자동화 설비 등 서보 모터, 전동차, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 통합형 시동발전기 등 레졸버를 사용하는 영구자석 동기기가 적용된 모든 시스템에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 모터를 회전시키지 않고, 레졸버 옵셋을 보정할 수 있어, 모터를 회전시킬 수 없는 또는 모터를 회전시켜서는 안 되는 시스템에 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 모터의 회전 여부에 관계없이, 레졸버 옵셋을 계산할 수 있기 때문에, 모터의 구동 중에 레졸버 옵셋이 변동하더라도 레졸버 옵셋을 보정할 수 있다.
도 1은 레졸버 옵셋을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 레졸버 옵셋을 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 일 실시예에 따른 레졸버 옵셋을 계산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 레졸버 옵셋을 보정하는 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 레졸버 옵셋을 설명하기 위한 도면이다.
도 1은 레졸버 옵셋을 설명하기 위한 도면이다. 영구자석 동기기의 회전자 위치는 d축 및 q축으로 표현될 수 있다. 여기서, 영구자석 동기기는 영구자석이 회전자 표면에 부착된 동기전동기(Surface Mounted Permanent Magnet Synchronous Motor, SPMSM)와 영구자석이 회전자 내부에 삽입된 영구전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)를 포함할 수 있다. 또한 영구자석 동기기는 전동기와 발전기를 포함할 수 있다
회전 좌표계 d축은 Direct Axis이고, 모터의 자속이 발생하는 축으로 영구자석의 N극이 있는 위치이다. 회전 좌표계 q축은 d축과 직각을 이루는 축으로, d축에 회전방향으로 전기각으로 90도 앞선 축이며, 모터의 토크 성분 전류가 흐르는 방향의 축이다.
회전 좌표계 d축은 모터에 장착된 레졸버의 출력 신호를 가지고 설정되는데 레졸버의 옵셋이 없는 경우 회전 좌표계 d축은 실제 영구 자석의 N극 위치와 동일하다. 도 1에서, 실선으로 표현된 그래프가 레졸버의 옵셋이 없는 경우를 나타낸다.회전 좌표계 d축과 영구 자석의 N극 위치가 일치하지 않는 경우, 레졸버 옵셋이 존재하고, 회전자의 위치에 옵셋이 있다. 도 1에서, 점선으로 표현된 그래프가 레졸버의 옵셋이 있는 경우를 나타낸다.
레졸버 옵셋이 있는 경우, 레졸버 옵셋을 계산하고, 옵셋량만큼 레졸버 출력신호를 보정하여, 영구 자석의 정확한 N극 위치를 확보해야 한다. 레졸버 옵셋이 있을 때, 본 발명이 제안하는 레졸버 옵셋을 계산하는 과정을 간략히 설명한다.
회전자의 속도(즉, 동기속도)로 회전하는 회전 좌표계 d축 고정자 지령 전류
Figure 112014057346239-pat00037
는
Figure 112014057346239-pat00038
(예를 들어, 정격값의 10퍼센트 내지 50퍼센트)로 설정되고, 회전자의 속도로 회전하는 회전 좌표계 q축 고정자 지령 전류
Figure 112014057346239-pat00039
는 0으로 설정된다. 영구자석 동기기 중 SPMSM의 토크는
Figure 112014057346239-pat00040
이고, IPMSM의 토크는
Figure 112014057346239-pat00041
이고,
Figure 112014057346239-pat00042
는 극수이고,
Figure 112014057346239-pat00043
는 영구자석의 자속이고,
Figure 112014057346239-pat00044
는 고정자 d축 인덕턴스이고
Figure 112014057346239-pat00045
는 고정자 q축 인덕턴스이다. q축 지령 전류가 0으로 설정되는 경우, SPMSM 및 IPMSM의 토크는 모두 0이 된다. q축 지령 전류가 0으로 설정되면, 영구자석 동기기는 회전하지 않는다.
레졸버 옵셋이 없는 경우(즉,
Figure 112014057346239-pat00046
=0인 경우), 모터가 회전하지 않아 회전자의 위치
Figure 112014057346239-pat00047
=0이므로, 회전 좌표계 d축 고정자 지령 전류
Figure 112014057346239-pat00048
와 회전 좌표계 q축 고정자 지령 전류
Figure 112014057346239-pat00049
에 의해 모터에 흐르는 정지 좌표계 d축 고정자 전류
Figure 112014057346239-pat00050
및 정지 좌표계 q축 고정자 전류
Figure 112014057346239-pat00051
는 수학식 1로 표현될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112014057346239-pat00052
회전자의 d축 위치에서 레졸버로부터 출력되는 값이 0이 아니고, 레졸버 옵셋(
Figure 112014057346239-pat00053
)이 있는 경우, 모터에는 q축 전류가 흐를 수 있다. 이 q축 전류에 의해, 토크가 발생할 수 있다. 그 토크가 매우 작으므로, 또는 모터가 구속되어 있어서 회전자가 회전하지 않을 수 있다. 또는, 그 토크로 인해 모터가 회전할 수 있다.
레졸버 옵셋(
Figure 112014057346239-pat00054
)이 있어 토크가 발생하여도 모터가 회전하지 않는 경우(즉,
Figure 112014057346239-pat00055
=0인 경우), 회전 좌표계 d축 고정자 지령 전류
Figure 112014057346239-pat00056
와 회전 좌표계 q축 고정자 지령 전류
Figure 112014057346239-pat00057
에 의해 모터에 실제로 흐르는 정지 좌표계 d축 고정자 전류
Figure 112014057346239-pat00058
와 모터에 실제로 흐르는 정지 좌표계 q축 고정자 전류
Figure 112014057346239-pat00059
는 수학식 2로 표현될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112014057346239-pat00060
레졸버 옵셋이 있는 경우, 수학식 1 및 수학식 2와 차이가 있다.
수학식 2를 이용하여, 레졸버 옵셋이 계산될 수 있다. 레졸버 옵셋은 수학식 3으로 표현될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112014057346239-pat00061
토크가 발생하여 모터가 회전하는 경우, 모터에 실제로 흐르는 정지 좌표계 d축 고정자 전류
Figure 112014057346239-pat00062
와 모터에 실제로 흐르는 정지 좌표계 q축 고정자 전류
Figure 112014057346239-pat00063
는 수학식 4로 표현될 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112014057346239-pat00064
여기서,
Figure 112014057346239-pat00065
은 모터가 회전함에 따른 회전자의 위치 정보이다.
토크가 발생하여 모터가 회전하는 경우, 모터에 실제로 흐르는 d축 고정자 전류 및 q축 고정자 전류는 지령 전류와 오차가 발생한다. 모터가 회전하는 경우, 모터 회전자의 위치 정보까지 고려되어 레졸버 옵셋이 계산될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 레졸버 옵셋을 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 레졸버 옵셋을 보정하는 방법은 모터의 지령 전류를 설정하는 단계를 포함한다(210). 여기서, 회전 좌표계 d축 고정자 지령 전류는
Figure 112014057346239-pat00066
로 설정될 수 있고(
Figure 112014057346239-pat00067
), 회전 좌표계 q축 고정자 지령 전류는 0으로 설정될 수 있다(
Figure 112014057346239-pat00068
).
일 실시예에 따른 레졸버 옵셋을 보정하는 방법은 모터가 회전하는지 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 있다(220). 여기서, 모터는 레졸버가 장착된 기기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 모터는 영구자석 동기 전동기를 포함할 수 있고, 영구자석 동기 발전기를 포함할 수 있다. 도 1에서 살펴본 바와 같이, 레졸버 옵셋으로 인해 모터의 지령 전류와 실제로 모터에 흐르는 전류는 차이가 있을 수 있다. 회전 좌표계 q축 고정자 지령 전류를 0으로 설정하였으나, 레졸버 옵셋으로 인해 토크가 발생하여 모터가 회전할 수 있다.
모터가 회전하지 않는 경우, 일 실시예에 따른 레졸버 옵셋을 보정하는 방법은 설정된 지령 전류에 따라 모터에 흐르는 모터 전류를 측정할 수 있다(230). 여기서, 모터 전류는 모터의 고정자 3상 전류일 수 있다. 일 실시예에 따른 레졸버 옵셋을 보정하는 방법은 모터 전류를 이용하여 레졸버 옵셋을 계산할 수 있다(240).
일례로, 모터의 3상 고정자 전류
Figure 112014057346239-pat00069
는
Figure 112014057346239-pat00070
에 따라 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환될 수 있고,
Figure 112014057346239-pat00071
에 따라 레졸버 옵셋이 계산될 수 있다.
다른 일례로, 모터의 3상 고정자 전류
Figure 112014057346239-pat00072
를 가지고, 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환없이, 레졸버 옵셋이 계산될 수 있다. 즉, 레졸버 옵셋은
Figure 112014057346239-pat00073
에 따라 계산될 수 있다.
모터가 회전하는 경우, 일 실시예에 따른 레졸버 옵셋을 보정하는 방법은 설정된 모터의 지령 전류에 따라 모터에 흐르는 고정자 전류를 측정하는 단계를 포함할 수 있다(250). 또한, 일 실시예에 따른 레졸버 옵셋을 보정하는 방법은 회전자의 위치 정보를 계산하는 단계를 포함할 수 있다(260). 모터가 각속도
Figure 112014057346239-pat00074
로 회전한다고 가정할 때, 회전자의 위치 정보
Figure 112014057346239-pat00075
은
Figure 112014057346239-pat00076
에 따라 계산될 수 있다. 또는 회전자의 위치 정보
Figure 112014057346239-pat00077
은 레졸버 위치 출력 정보
Figure 112014057346239-pat00078
로 부터
Figure 112014057346239-pat00079
에 따라 계산되고,
Figure 112014057346239-pat00080
는 레졸버 위치 출력 정보의 초기값이다.
일 실시예에 따른 레졸버 옵셋을 보정하는 방법은 모터 전류와 회전자의 위치 정보
Figure 112014057346239-pat00081
를 이용하여 레졸버 옵셋을 계산하는 단계를 포함할 수 있다(270).
일례로, 모터의 3상 고정자 전류
Figure 112014057346239-pat00082
는
Figure 112014057346239-pat00083
에 따라 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환될 수 있고,
Figure 112014057346239-pat00084
에 따라 레졸버 옵셋이 계산될 수 있다.
다른 일례로, 모터의 3상 고정자 전류
Figure 112014057346239-pat00085
를 가지고, 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환없이, 레졸버 옵셋이 계산될 수 있다. 즉, 레졸버 옵셋은
Figure 112014057346239-pat00086
에 따라 계산될 수 있다.
본 발명의 레졸버 옵셋을 보정하는 방법은 계산된 레졸버 옵셋만큼 레졸버 출력 신호를 보정하는 방법을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 레졸버 옵셋을 보정하는 방법은 모터를 회전시키지 않고, 레졸버 옵셋을 계산할 수 있다.
도 2에는 모터가 회전하는지 확인 후 모터 전류를 측정하는 것으로 도시되어 있으나, 모터 전류가 측정된 후 모터가 회전하는지 여부가 확인될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 일 실시예에 따른 레졸버 옵셋을 계산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 모터에 흐르는 3상 고정자 전류가 측정된 후, 모터의 3상 고정자 전류는 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환될 수 있다. 모터가 회전하지 않으므로, 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류만으로 레졸버 옵셋이 계산될 수 있다.
도 4를 참조하면, 모터에 흐르는 3상 고정자 전류가 측정된 후, 모터가 회전하지 않으므로, 측정된 3상 고정자 전류만으로 레졸버 옵셋이 계산될 수 있다.
도 5를 참조하면, 모터가 회전하여, 레졸버 옵셋 계산 시
Figure 112014057346239-pat00087
이 고려된다. 모터가 회전하는 경우, 모터가 회전한 위치 정보
Figure 112014057346239-pat00088
이 고려되어 레졸버 옵셋이 계산된다. 모터가 회전한 위치 정보는 레졸버의 위치 출력 신호로 부터 계산될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 레졸버 옵셋을 보정하는 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6을 참조하면, 레졸버 옵셋을 보정하는 장치(600)는 지령 전류 설정부(610), 모터 회전 확인부(620), 측정부(630), 및 레졸버 옵셋 계산부(640)를 포함한다.
지령 전류 설정부(610)는 모터의 고정자 지령 전류를 설정할 수 있다. 여기서, 회전 좌표계 d축 고정자 지령 전류는
Figure 112014057346239-pat00089
로 설정될 수 있고(
Figure 112014057346239-pat00090
), 회전 좌표계 q축 고정자 지령 전류는 0으로 설정될 수 있다(
Figure 112014057346239-pat00091
).
측정부(630)는 설정된 지령 전류에 따라 모터에 흐르는 모터 전류를 측정할 수 있다. 여기서, 모터 전류는 모터의 3상 고정자 전류일 수 있다.
모터 회전 확인부(620)는 모터가 회전하는지 여부를 확인할 수 있다. 지령 전류와 실제로 모터에 흐르는 전류는 차이가 있을 수 있다. 회전 좌표계 q축 고정자 지령 전류를 0으로 설정하였으나, 레졸버 옵셋으로 인해 토크가 발생하여 모터가 회전할 수 있다.
모터가 회전하지 않는 경우, 레졸버 옵셋 계산부(640)는 모터 전류를 이용하여 레졸버 옵셋을 계산할 수 있다(240).
일례로, 레졸버 옵셋 계산부(640)는 모터의 3상 고정자 전류
Figure 112014057346239-pat00092
를
Figure 112014057346239-pat00093
에 따라 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환할 수 있고,
Figure 112014057346239-pat00094
에 따라 레졸버 옵셋을 계산할 수 있다.
다른 일례로, 레졸버 옵셋 계산부(640)는 모터 전류 즉, 모터의 3상 고정자 전류인
Figure 112014057346239-pat00095
를 이용하여 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환없이 레졸버 옵셋을 직접 계산할 수 있다. 즉, 레졸버 옵셋 계산부(640)는 레졸버 옵셋을
Figure 112014057346239-pat00096
에 따라 계산할 수 있다.
레졸버 옵셋 보정 장치(600)는 회전자의 위치 정보를 계산하는 위치 정보 계산부를 더 포함할 수 있다. 모터가 회전하는 경우, 위치 정보 계산부는 회전자가 회전한 위치 정보를 계산할 수 있다. 모터가 각속도
Figure 112014057346239-pat00097
로 회전한다고 가정할 때, 위치 정보 계산부는 회전자가 회전한 위치 정보
Figure 112014057346239-pat00098
을
Figure 112014057346239-pat00099
에 따라 계산할 수 있다. 또는, 위치 정보 계산부는 회전자의 위치 정보
Figure 112014057346239-pat00100
을 레졸버 위치 정보
Figure 112014057346239-pat00101
와 레졸버 위치 출력 정보의 초기값
Figure 112014057346239-pat00102
로 부터
Figure 112014057346239-pat00103
에 따라 계산할 수 있다.
모터가 회전하는 경우, 레졸버 옵셋 계산부(640)는 모터 전류와 회전자의 위치 정보를 이용하여 레졸버 옵셋을 계산할 수 있다.
일례로, 레졸버 옵셋 계산부(640)는 모터의 3상 고정자 전류
Figure 112014057346239-pat00104
를
Figure 112014057346239-pat00105
에 따라 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환할 수 있고,
Figure 112014057346239-pat00106
에 따라 레졸버 옵셋을 계산할 수 있다.
다른 일례로, 레졸버 옵셋 계산부(640)는 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환없이 모터의 3상 고정자 전류
Figure 112014057346239-pat00107
를 가지고, 레졸버 옵셋을 계산할 수 있다. 즉, 레졸버 옵셋 계산부(640)는 레졸버 옵셋을
Figure 112014057346239-pat00108
에 따라 계산할 수 있다.

Claims (15)

  1. 모터의 지령 전류를 설정하는 단계;
    상기 모터가 회전하는지 여부를 확인하는 단계;
    상기 설정된 지령 전류에 따라 상기 모터에 흐르는 모터 전류를 측정하는 단계; 및
    상기 모터의 회전 여부를 기초로, 상기 모터 전류를 이용하여 레졸버 옵셋을 계산하는 단계
    를 포함하고,
    상기 지령 전류 중 회전 좌표계 d축 고정자 지령 전류는 미리 정해진 값으로 설정되고, 상기 지령 전류 중 회전 좌표계 q축 고정자 지령 전류는 0으로 설정되며,
    상기 모터 전류는 상기 모터의 3상 고정자 전류이고,
    상기 모터가 회전하지 않는 경우, 상기 레졸버 옵셋을 계산하는 단계는,
    수학식
    Figure 112015103274524-pat00151
    에 따라 상기 레졸버 옵셋을 계산하고,
    Figure 112015103274524-pat00152
    은 레졸버 옵셋이고,
    Figure 112015103274524-pat00153
    는 모터의 3상 고정자 전류인, 레졸버 옵셋 보정 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모터가 회전하지 않는 경우, 상기 레졸버 옵셋을 계산하는 단계는,
    상기 모터 전류를 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환하는 단계; 및
    수학식
    Figure 112014057346239-pat00109
    에 따라 상기 레졸버 옵셋을 계산하는 단계
    를 포함하고,
    Figure 112014057346239-pat00110
    은 레졸버 옵셋이고,
    Figure 112014057346239-pat00111
    는 정지 좌표계 d축 고정자 전류이고,
    Figure 112014057346239-pat00112
    는 정지 좌표계 q축 고정자 전류인, 레졸버 옵셋 보정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모터 전류는 상기 모터의 3상 고정자 전류이고,
    상기 모터 전류를 상기 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 상기 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환하는 단계는,
    상기 모터 전류를 수학식
    Figure 112014057346239-pat00113
    에 따라 상기 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 상기 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환하고,
    Figure 112014057346239-pat00114
    는 모터의 3상 고정자 전류인, 레졸버 옵셋 보정 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 모터가 회전하는 경우, 회전자의 위치 정보를 계산하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 모터가 회전하는 경우, 상기 레졸버 옵셋을 계산하는 단계는,
    상기 모터 전류를 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환하는 단계; 및
    수학식
    Figure 112014057346239-pat00118
    에 따라 상기 레졸버 옵셋을 계산하는 단계
    를 포함하고,
    Figure 112014057346239-pat00119
    은 레졸버 옵셋이고,
    Figure 112014057346239-pat00120
    는 정지 좌표계 d축 고정자 전류이고,
    Figure 112014057346239-pat00121
    는 정지 좌표계 q축 고정자 전류이고,
    Figure 112014057346239-pat00122
    은 회전자의 위치 정보인, 레졸버 옵셋 보정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 모터가 회전하는 경우, 회전자의 위치 정보를 계산하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 모터 전류는 상기 모터의 3상 고정자 전류이고,
    상기 모터가 회전하는 경우, 상기 레졸버 옵셋을 계산하는 단계는,
    수학식
    Figure 112014057346239-pat00123
    에 따라 상기 레졸버 옵셋을 계산하고,
    Figure 112014057346239-pat00124
    은 레졸버 옵셋이고,
    Figure 112014057346239-pat00125
    는 모터의 3상 고정자 전류이고,
    Figure 112014057346239-pat00126
    은 회전자의 위치 정보인, 레졸버 옵셋 보정 방법.
  8. 모터의 지령 전류를 설정하는 지령 전류 설정부;
    상기 모터가 회전하는지 여부를 확인하는 모터 회전 확인부;
    상기 설정된 지령 전류에 따라 상기 모터에 흐르는 모터 전류를 측정하는 측정부; 및
    상기 모터의 회전 여부를 기초로, 상기 모터 전류를 이용하여 레졸버 옵셋을 계산하는 레졸버 옵셋 계산부
    를 포함하고,
    상기 지령 전류 중 회전 좌표계 d축 고정자 지령 전류는 미리 정해진 값으로 설정되고, 상기 지령 전류 중 회전 좌표계 q축 고정자 지령 전류는 0으로 설정되며
    상기 모터 전류는 상기 모터의 3상 고정자 전류이고,
    상기 모터가 회전하지 않는 경우, 상기 레졸버 옵셋 계산부는,
    수학식
    Figure 112015103274524-pat00154
    에 따라 상기 레졸버 옵셋을 계산하고,
    Figure 112015103274524-pat00155
    은 레졸버 옵셋이고,
    Figure 112015103274524-pat00156
    는 모터의 3상 고정자 전류인, 레졸버 옵셋 보정 장치.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 모터가 회전하지 않는 경우, 상기 레졸버 옵셋 계산부는,
    상기 모터 전류를 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환하고, 수학식
    Figure 112014057346239-pat00127
    에 따라 상기 레졸버 옵셋을 계산하고,
    Figure 112014057346239-pat00128
    은 레졸버 옵셋이고,
    Figure 112014057346239-pat00129
    는 정지 좌표계 d축 고정자 전류이고,
    Figure 112014057346239-pat00130
    는 정지 좌표계 q축 고정자 전류인, 레졸버 옵셋 보정 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 모터 전류는 상기 모터의 3상 고정자 전류이고,
    상기 레졸버 옵셋 계산부는,
    상기 모터 전류를 수학식
    Figure 112014057346239-pat00131
    에 따라 상기 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 상기 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환하고,
    Figure 112014057346239-pat00132
    는 모터의 3상 고정자 전류인, 레졸버 옵셋 보정 장치.
  12. 삭제
  13. 제8항에 있어서,
    상기 모터가 회전하는 경우, 회전자의 위치 정보를 계산하는 위치 정보 계산부
    를 더 포함하고,
    상기 모터가 회전하는 경우, 상기 레졸버 옵셋 계산부는,
    상기 모터 전류를 정지 좌표계 d축 고정자 전류 및 정지 좌표계 q축 고정자 전류로 변환하고, 수학식
    Figure 112015103274524-pat00136
    에 따라 상기 레졸버 옵셋을 계산하고,
    Figure 112015103274524-pat00137
    은 레졸버 옵셋이고,
    Figure 112015103274524-pat00138
    는 정지 좌표계 d축 고정자 전류이고,
    Figure 112015103274524-pat00139
    는 정지 좌표계 q축 고정자 전류이고,
    Figure 112015103274524-pat00140
    은 회전자의 위치 정보인, 레졸버 옵셋 보정 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 모터가 회전하는 경우, 회전자의 위치 정보를 계산하는 위치 정보 계산부를 더 포함하고,
    상기 모터 전류는 상기 모터의 3상 고정자 전류이고,
    상기 모터가 회전하는 경우, 상기 레졸버 옵셋 계산부는,
    수학식
    Figure 112015103274524-pat00141
    에 따라 상기 레졸버 옵셋을 계산하고,
    Figure 112015103274524-pat00142
    은 레졸버 옵셋이고,
    Figure 112015103274524-pat00143
    는 모터의 3상 고정자 전류이고,
    Figure 112015103274524-pat00144
    은 회전자의 위치 정보인, 레졸버 옵셋 보정 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 모터는, 영구자석 동기 전동기 및 영구자석 동기 발전기 중 어느 하나인, 레졸버 옵셋 보정 장치.
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