KR101635771B1 - 에스알엠의 전류제어장치 및 방법 - Google Patents

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/08—Reluctance motors

Abstract

이 발명은 데드비트(Dead-Beat) 제어 기술을 적용하여 스위치드 릴럭턴스 전동기(Switched Reluctance Motor)의 구동 전류를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이 발명에 따른 SRM의 전류제어 장치는, 에스알엠의 전압방정식을 이산방정식으로 변환하고 상기 이산방정식에 전류 지령치와 상인덕턴스와 상기 에스알엠에서 측정한 전류값을 적용하여 전압 지령치를 산출하는 전압방정식연산부와, 상기 전압 지령치를 기반하여 PWM 듀티비를 산출하는 PWM 듀티비 연산부와, 상기 PWM 듀티비를 기반으로 상기 에스알엠의 구동 전압을 PWM 제어하는 PWM 제어부와, 상기 전류 지령치와 상기 에스알엠에서 측정한 회전자 위치 및 각속도 정보로부터 상기 상인덕턴스를 산출하는 인덕턴스 룩업테이블을 포함한다.

Description

에스알엠의 전류제어장치 및 방법 {current control of Switched Reluctance Motor}
이 발명은 스위치드 릴럭턴스 전동기(Switched Reluctance Motor, 이하 SRM이라 함)의 전류제어장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 데드비트(Dead-Beat) 제어 기술을 적용하여 SRM의 구동 전류를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
희토류의 원자재 가격상승과 공급의 불확실성으로 인하여 비 희토류계 전동기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 비 희토류계 전동기 중 SRM은 저렴하고 친환경적이면서도 고성능, 고내구성, 구조적 단순함으로 최근에 폭넓은 관심을 받고 있고 직류직권전동기와 유사한 속도-토크 특성을 가지고 있어 다양한 분야에 적용되고 있다.
일반적인 스위치드 릴럭턴스 전동기(SRM)는, 고정자와 회전자 모두 돌극(Teeth)을 갖는 구조로서, 예를 들면, 회전자는 규소강판의 적층 구조를 갖고, 고정자는 집중 권선을 갖는다. 이때, 회전자와 고정자의 극수는 원하는 특성에 따라 여러 가지 구조로 변형이 가능하다.
일반적으로 SRM은 릴럭턴스 토크를 동력화한 전동기로서, 이를 최대한 이용하기 위하여 고정자와 회전자 모두가 돌극형 구조로 하고 고정자에만 집중권선으로 감겨져 있다. 토크는 자기회로의 릴럭턴스가 최소화되는 방향으로 발생하며, 상당 발생 토크의 크기는 상권선에 흐르는 전류의 제곱과 회전자 위치각(θ)에 따른 인덕턴스(L)의 변화율에 비례한다. 통상적인 SRM의 제어 방법은 운전 속도에 따라 구동 전류를 제어하는 방법으로서, 구동 전류를 제어하기 위해서 인가 전압의 펄스폭변조(Pulse Width Modulation; PWM) 방식을 사용한다. 이러한 펄스폭변조 방식은 공지된 바와 같이 한 주기 내에서의 인가 전압이 턴 온되는 펄스의 폭을 변화시켜서 SRM에 인가되는 구동 전류를 변조하는 방식으로, 변속과 등속도 운전을 하는 전동기의 전류 제어에 흔히 사용된다.
이러한 SRM의 최적제어를 위해서는 정확한 회전자의 위치에 따라 각 상 권선에 전류펄스를 인가하는 시점, 즉 각 상 권선의 여자시점을 결정하므로 회전자의 위치 정보가 필요하다. 이 때문에 통상의 SRM에는 리졸버, 엔코더, 홀센서 등과 같은 위치 센서를 이용하여 회전자의 위치를 파악한다.
통상적인 전동기의 전류제어 방법으로서, PI(Proportional Integral) 제어 방법와 히스테리시스 제어 방법이 있다. PI 제어는 비례와 적분의 두 가지의 조합에 의한 제어 방법이다. 즉, 전동기의 권선에 흐르는 전류와 전류 지령치의 오차에 비례 이득(Proportional gain)을 곱한 값과, 오차를 적분하여 적분이득(Integral gain)을 곱한 값의 합을 연산하여 전압 지령치를 연산하고, 그 전압 지령치에 기반하여 전동기를 PWM 제어하는 방법이다.
도 1은 통상적인 PI 제어방법을 적용한 전동기의 전류제어 장치를 도시한 구성 블록도이다.
이 전동기의 전류제어 장치는, 전류 지령치와 현 전류치와의 오차를 연산하는 오차연산부(11)와, 상기 오차에 대해 비례 적분 연산하여 전압 지령치를 산출하는 PI 연산부(12)와, 전압 지령치를 기반하여 PWM 듀티비를 산출하는 PWM 듀티비 연산부(13)와, PWM 듀티비를 기반으로 전동기(15)의 구동 전압을 PWM 제어하는 PWM 제어부(14)를 포함한다. 여기서, PWM 듀티비는 이 전압 지령치(
Figure 112014095365210-pat00001
)와 직류 구동 전압(
Figure 112014095365210-pat00002
)의 비로 결정된다. 통상적인 PI 제어법 기반 전동기 전류제어시, 비례이득을 선정하는 과정에서 인덕턴스 값을 사용한다.
그러나, SRM의 인덕턴스 값은 모터 회전자 위치와 권선에 흐르는 전류의 크기에 따라 비선형적으로 변하기 때문에, PI 제어법을 SRM 전류제어에 이용할 경우 최적의 비례이득을 선정하는데 어려움이 따른다.
한편, 히스테리시스 제어는 히스테리시스 밴드를 지정하여 스위치를 온-오프 하는 방식이다. 그러나, 이러한 히스테리시스 제어는 스위칭 주파수가 증가하면 스위칭 소자의 열화에 따른 손실 및 노이즈가 발생하는 단점이 있다.
대한민국 공개특허 제2014-0086496호
대한민국 등록특허 제1301385호
대한민국 등록특허 제1133863호
이 발명은 데드비트(dead-beat) 제어 기술을 적용한 새로운 SRM 전류제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 SRM의 전류제어 장치는, 에스알엠의 전압방정식을 이산방정식으로 변환하고 상기 이산방정식에 전류 지령치와 상인덕턴스와 상기 에스알엠에서 측정한 전류값을 적용하여 전압 지령치를 산출하는 전압방정식연산부와, 상기 전압 지령치를 기반하여 PWM 듀티비를 산출하는 PWM 듀티비 연산부와, 상기 PWM 듀티비를 기반으로 상기 에스알엠의 구동 전압을 PWM 제어하는 PWM 제어부와, 상기 전류 지령치와 상기 에스알엠에서 측정한 회전자 위치 및 각속도 정보로부터 상기 상인덕턴스를 산출하는 인덕턴스 룩업테이블을 포함한 것을 특징으로 한다.
이 발명에 따른 SRM의 전류제어 방법은, 에스알엠의 전압방정식을 이산방정식으로 변환하는 제1단계와, 전류 지령치와 상기 에스알엠에서 측정한 회전자 위치 및 각속도 정보로부터 상기 에스알엠의 상인덕턴스를 산출하는 제2단계와, 상기 이산방정식에 상기 전류 지령치와 상기 상인덕턴스와 상기 에스알엠에서 측정한 전류값을 적용하여 전압 지령치를 산출하는 제3단계와, 상기 전압 지령치를 기반하여 PWM 듀티비를 산출하는 제4단계와, 상기 PWM 듀티비를 기반으로 상기 에스알엠의 구동 전압을 PWM 제어하는 제5단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
이 발명에 따르면, SRM의 전류 제어에 데드비트(dead-beat) 제어 기술을 적용함으로써, 구현이 간단하고, 빠른 응답 특성과 시스템의 안정화, 정상상태의 적은 리플 출력 등의 장점이 있으며, 비례 이득을 선정할 필요가 없어 항상 최적의 상태로 제어가 가능한 효과가 있다.
도 1은 통상적인 PI 제어방법을 적용한 전동기의 전류제어 장치를 도시한 구성 블록도이다.
도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 SRM의 전류제어 장치의 구성 블록도이다.
도 3은 Forward Rectangular법의 개념을 설명하기 위해 도시한 그래프이다.
도 4는 Midpoint법의 개념을 설명하기 위해 도시한 그래프이다.
도 5는 Two-Cycle 연산법의 개념을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6은 이 발명에 따른 SRM의 전류제어 방법을 도시한 동작 흐름도이다.
도 7은 시뮬레이션 결과 그래프로서, (a)는 PI 제어에 의한 SRM 전류제어 시뮬레이션 결과 그래프이고, (b)는 Forward Rectangular법 적용 SRM 전류제어 시뮬레이션 결과 그래프이고, (c)는 Midpoint법 적용 SRM 전류제어 시뮬레이션 결과 그래프이고, (d)는 Two-Cycle 연산법 적용 SRM 전류제어 시뮬레이션 결과 그래프이다.
도 8은 회전자 위치와 상전류에 따른 상인덕턴스의 일 예가 도시된 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 발명의 한 실시예에 따른 SRM의 전류제어 장치및 방법을 상세하게 설명한다.
데드비트(Dead-Beat) 제어란, 시스템 방정식을 이산 방정식의 형태로 변환하여 제어하는 방식으로, 현재 사이클에서 샘플링한 값으로 시스템 방정식을 연산하되, 다음 샘플링 사이클에서 원하는 지령치 값이 되도록 제어하는 방식을 의미한다.
도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 SRM의 전류제어 장치의 구성 블록도이다.
이 발명에 따른 SRM의 전류제어 장치는, 전류 지령치와 상인덕턴스와 상기 SRM(20)의 전류값을 전압방정식에 적용하여 전압 지령치를 산출하는 전압방정식연산부(21)와, 상기 전압 지령치를 기반하여 PWM 듀티비를 산출하는 PWM 듀티비 연산부(22)와, 상기 PWM 듀티비를 기반으로 상기 SRM(20)의 구동 전압을 PWM 제어하는 PWM 제어부(23)와, 상기 전류 지령치와 상기 SRM(20)의 회전자 위치 및 각속도 정보로부터 상기 상인덕턴스를 산출하는 인덕턴스 룩업테이블(24)를 포함한다.
전압방정식연산부(21)는 SRM의 전압방정식의 미분항을 후술하는 Forward Rectangular법, Midpoint법, Two-Cycle 연산법에 기반하여 이산방정식으로 변환하고, 이 이산방정식에 상기 전류 지령치와 상인덕턴스와 상기 SRM의 전류값을 대응하여 전압 지령치를 연산한다. PWM 듀티비 연산부(22)는 이 전압 지령치(
Figure 112014095365210-pat00003
)와 직류 구동 전압(
Figure 112014095365210-pat00004
)의 비로 PWM 듀티비를 산출하고, PWM 제어부(23)는 PWM 듀티비를 기반으로 상기 SRM의 구동 전압을 PWM 제어한다. PWM 듀티비 연산부와 PWM 제어부는 통상적인 전동기 제어와 유사하다.
인덕턴스 룩업테이블(24)는 유한요소해석법(FEA)을 통해 SRM의 쇄교자속(
Figure 112014095365210-pat00005
) 테이블을 구하고, 이 쇄교자속을 전류로 나누어서(
Figure 112014095365210-pat00006
) 구할 수 있다. 이러한 상인덕턴스는 회전자위치와 상전류에 관한 함수로서, 상인덕턴스의 일 예가 도 8에 도시된다.
아래에서는 전압방정식연산부(21)에 대해 설명한다.
이 발명에서는 데드비트(Dead-Beat) 제어를 적용할 시스템 방정식으로서, SRM의 전압방정식을 사용한다. 이 SRM의 전압방정식은 수학식 1과 같다.
Figure 112014095365210-pat00007
여기서,
Figure 112014095365210-pat00008
는 상전압,
Figure 112014095365210-pat00009
는 상전류,
Figure 112014095365210-pat00010
은 권선저항,
Figure 112014095365210-pat00011
는 회전자의 위치이다.
Figure 112014095365210-pat00012
은 상인덕턴스로서,
Figure 112014095365210-pat00013
는 상전류와 회전자 위치에 따라 정해지는 값이다. 이 전압방정식에는 상전류 미분항과 상인덕턴스 미분항이 존재한다. 이 전압방정식을 이산방정식 형태로 변환하는 과정에서 이 미분항들을 각각 Forward Rectangular법, Midpoint법, Two-Cycle연산법을 적용하여 변환한다.
[Forward Rectangular법 적용]
Forward Rectangular법을 적용하여 SRM의 전압방정식을 이산방정식 형태로 변환하면 아래의 수학식 2와 같다.
Figure 112014095365210-pat00014
여기서, [k]는 현재 사이클의 샘플링 인덱스이고, [k+1]은 차기 사이클의 샘플링 인덱스이다. T는 주기로서, 미분항의 dt와 같다. 수학식 2에서 i[k+1]은 차기 사이클에서의 상전류이므로, 이를 차기 사이클에서의 전류 지령치
Figure 112014095365210-pat00015
로 치환하면, 차기 사이클에서 해당 전류 지령치에 도달할 수 있는 현재 사이클에서의 상전압 지령치
Figure 112014095365210-pat00016
를 계산할 수 있다.
위 수학식 2를 전류에 대해 정리하면 수학식 3과 같다.
Figure 112014095365210-pat00017
여기서, 차기 사이클의 상인덕턴스 L[k+1]은 차기 사이클의 상전류와 차기 사이클의 회전자 위치의 식으로서, 아래의 수학식 4와 같이 정의할 수 있다.
Figure 112014095365210-pat00018
즉, 차기 사이클의 상전류는 차기 사이클에서의 전류 지령치로 표현할 수 있고, SRM은 등속도 운전을 하므로 현재 사이클의 회전자 위치(
Figure 112014095365210-pat00019
)와 각속도(
Figure 112014095365210-pat00020
)를 기반으로 차기 사이클의 회전자 위치를 알 수 있다. 즉, 차기 사이클의 전류 지령치와, 현재 사이의 회전자 위치 및 각속도로부터 연산된 차기 사이클의 회전자 위치를 기반으로 인덕턴스 룩업테이블(24)에 적용하면, 차기 사이클의 상인덕턴스를 알 수 있다.
이로써, 수학식 3에, 사이클 주기(T)와 현재 사이클에서 측정된 상전류(i[k]) 및 상인덕턴스(L[k]), 수학식 4를 적용하여 구할 수 있는 차기 사이클의 상인덕턴스(L[k+1]), 차기 사이클의 전류 지령치(
Figure 112014095365210-pat00021
)를 적용하면, 상전압 지령치 (
Figure 112014095365210-pat00022
)를 연산할 수 있다.
도 3은 Forward Rectangular법의 개념을 설명하기 위해 도시한 그래프이다. 도 3에서,
Figure 112014095365210-pat00023
는 차기 사이클의 전류 지령치로서
Figure 112014095365210-pat00024
이고,
Figure 112014095365210-pat00025
는 실제 상전류이고,
Figure 112014095365210-pat00026
는 차기 사이클 [k+1]에서 전류 지령치에 도달할 것하기 위한 예측 상전류이다. 즉, 상전압 지령치는 현재 사이클의 상전류 i[k]에서 차기 사이클에서는 전류 지령치
Figure 112014095365210-pat00027
로 도달할 수 있도록 하는 평균전압을 의미한다.
수학식 3을 한번 더 정리하면, 수학식 5와 같다.
Figure 112014095365210-pat00028
[Midpoint법 적용]
Midpoint법을 적용하여 SRM의 전압방정식을 이산방정식 형태로 변환하면 아래의 수학식 6과 같다.
Figure 112014095365210-pat00029
여기서, i[k+0.5]는 현재 사이클과 차기 사이클 사이 중간 지점에서의 상전류로서, 이는 수학식 7과 같이 현재 사이클의 상전류와 차기 사이클에서의 전류지령치의 평균값으로 변환될 수 있다. 또한, L[k+0.5]는 현재 사이클과 차기 사이클 사이 중간 지점에서의 상인덕턴스로서, 이는 수학식 8과 같이 현재 사이클의 상인덕턴스와 차기 사이클에서의 상인덕턴스의 평균값으로 변환될 수 있다.
Figure 112014095365210-pat00030
Figure 112014095365210-pat00031
또한,
Figure 112014095365210-pat00032
는 차기 사이클에서 전류 지령치에 도달시키기 위한 현재 사이클과 차기 사이클 사이 중간 지점에서의 평균전압으로서, 이는 차기 사이클에서 전류 지령치에 도달시키기 위한 현재 사이클에서의 평균전압(
Figure 112014095365210-pat00033
)과 동일하다고 가정할 수 있다. 따라서, 수학식 6에 수학식 7 및 수학식 8을 대입하여 정리하면 아래의 수학식 9와 같다.
Figure 112014095365210-pat00034
수학식 9에, 사이클 주기(T)와 현재 사이클에서 측정된 상전류(i[k]) 및 상인덕턴스(L[k]), 수학식 4를 적용하여 구할 수 있는 차기 사이클의 상인덕턴스(L[k+1]), 차기 사이클의 전류 지령치(
Figure 112014095365210-pat00035
)를 적용하면, 상전압 지령치 (
Figure 112014095365210-pat00036
)를 연산할 수 있다.
도 4는 Midpoint법의 개념을 설명하기 위해 도시한 그래프이다.
도 4에서,
Figure 112014095365210-pat00037
는 차기 사이클의 전류 지령치로서
Figure 112014095365210-pat00038
이고,
Figure 112014095365210-pat00039
는 실제 상전류이고,
Figure 112014095365210-pat00040
는 차기 사이클 [k+1]에서 전류 지령치에 도달할 것하기 위한 예측 상전류이다. Midpoint법은, 현재 사이클의 상전류 i[k]에서 차기 사이클에서는 전류 지령치
Figure 112014095365210-pat00041
로 도달할 수 있도록, 두 사이클의 중간지점 [k+0.5]을 예측하여 연산한다.
[Two-Cycle 연산법 적용]
위 Forward Rectangular법과 Midpoint법은 현재 사이클 [k]에서 샘플링값을 연산하여 현재 전압 지령치를 구하는 방식이다. 그러나, 샘플링을 하고 전압 지령치를 구하고, 그 전압 지령치를 기반으로 PWM 출력을 통해 모터를 제어하기까지의 지연시간을 고려하면 최적의 출력을 연산하지 못하는 한계점이 있다.
이 발명에서는 이러한 한계를 극복하기 위해 Two-Cycle 연산법을 제안한다. 이 Two-Cycle 연산법은 차기 사이클 [k+1]의 전류 지령치와 차차기 사이클 [k+2]의 전류 지령치를 고려하여, 차차기 사이클에서 전류 지령치에 도달할 수 있도록 하는 평균전압을 연산하여 전압 지령치로 선정하는 방법이다.
도 5는 Two-Cycle 연산법의 개념을 설명하기 위해 도시한 도면이다. [k] 사이클에서, 차차기 사이클에 전류 지령치
Figure 112014095365210-pat00042
에 도달하기 위한 차기 사이클에서의 전압 지령치
Figure 112014095365210-pat00043
를 연산한다. 먼저, 수학식 9를 변형하여 i[k+1]에 관한 수식으로 정리하면 아래의 수학식 10과 같다.
Figure 112014095365210-pat00044
또한, 수학식 9에서 한 주기를 더하여, [k]를 [k+1]로 치환하면, 아래의 수학식 11이 얻어진다.
Figure 112014095365210-pat00045
여기서, 수학식 11에 수학식 10을 대입하면
Figure 112014095365210-pat00046
를 연산할 수 있다.
도 6은 이 발명에 따른 SRM의 전류제어 방법을 도시한 동작 흐름도이다.
먼저, 전압방정식 연산부(21)가 SRM(20)의 전압방정식을 이산방정식으로 변환한다(S61). 단계 S21에서 전압방정식의 미분항을 앞서 설명한 Forward Rectangular법, Midpoint법, Two-Cycle 연산법 중 하나를 적용하여 변환함으로써, 이산방정식을 도출한다.
다음, 전류 지령치와 상기 SRM(20)에서 측정한 회전자 위치 및 각속도 정보로부터 상기 SRM(20)의 상인덕턴스를 산출하고(S62), 상기 이산방정식에 상기 전류 지령치와 상기 상인덕턴스와 상기 SRM(20)에서 측정한 전류값을 적용하여 전압 지령치를 산출한다(S63). PWM듀티비연산부(22)는 상기 전압 지령치를 기반하여 PWM 듀티비를 산출하고(S64), PWM제어부(23)는 상기 PWM 듀티비를 기반으로 상기 SRM의 구동 전압을 PWM 제어한다(S65).
이 발명에 따른 데드비트 제어를 기반한 SRM 전류제어의 타당성을 검증하기 위해, 통상적인 전동기 전류제어에 사용되는 PI 제어와 이 발명에 따른 전류제어법들을 Matlab/Simulink로 시뮬레이션을 수행하여 결과를 비교하였다. 시뮬레이션을 적용시킨 SRM은 700W급 6/4극 3상 SRM으로 샘플링 주파수 및 PWM 주파수 20kHZ와, 정격속도 1150rpm의 조건에서 20A로 전류제어를 수행하였다. 또한, 시뮬레이션 결과에서 PWM의 듀티비를 확인할 수 있도록 듀티비에 10을 곱하였다.
도 7은 시뮬레이션 결과 그래프로서, (a)는 PI 제어에 의한 SRM 전류제어 시뮬레이션 결과 그래프이고, (b)는 Forward Rectangular법 적용 SRM 전류제어 시뮬레이션 결과 그래프이고, (c)는 Midpoint법 적용 SRM 전류제어 시뮬레이션 결과 그래프이고, (d)는 Two-Cycle 연산법 적용 SRM 전류제어 시뮬레이션 결과 그래프이다.
시뮬레이션 결과, PI 제어는 2A의 정상상태 오차를 나타내었고, 이 발명에 따른 전류제어 방법 중 Forward Rectangular법과 Midpoint법은 1A의 정상상태 오차를 나타냈으며, Two-Cycle 연산법은 정상상태에 전류 지령치 20A로 제어가 되어 정상상태 오차가 없이 시스템 안정도가 가장 높았다. 4가지 방법 모두 정상상태 도달 시간은 유사한 것으로 관측되었다.
위의 시뮬레이션에서는 20A의 지령치로 제어를 수행 하였으나, 다른 전류 지령치로 제어를 한다면 PI 제어는 그 전류의 지령치에 맞는 이득을 선정해야 하는 불편함이 있으나, 본 발명의 경우 이득을 선정할 필요가 없으므로, 이득 선정의 과정 없이 항상 최적의 상태로 제어가 가능한 추가적인 잇점이 있다.
21 : 전압방정식연산부 22 : PWM듀티비연산부
23 : PWM제어부 24 : 인덕턴스룩업테이블
20 : SRM

Claims (10)

  1. 에스알엠의 전압방정식을 이산방정식으로 변환하고 상기 이산방정식에 전류 지령치와 상인덕턴스와 상기 에스알엠에서 측정한 전류값을 적용하여 전압 지령치를 산출하는 전압방정식연산부와, 상기 전압 지령치를 기반하여 PWM 듀티비를 산출하는 PWM 듀티비 연산부와, 상기 PWM 듀티비를 기반으로 상기 에스알엠의 구동 전압을 PWM 제어하는 PWM 제어부와, 상기 전류 지령치와 상기 에스알엠에서 측정한 회전자 위치 및 각속도 정보로부터 상기 상인덕턴스를 산출하는 인덕턴스 룩업테이블을 포함하고,
    상기 전압방정식연산부는 상기 전압방정식의 미분항을 Two-Cycle 연산법으로 변환하여 상기 이산방정식을 도출하고,
    상기 Two-Cycle 연산법은, 아래의 수식 1과 수식 2를 이용하여, 임의의 [k] 사이클에서 차기 사이클([k+1] 사이클)에서의 전압 지령치
    Figure 112016027541752-pat00055
    를 연산하되, 상기 전압 지령치
    Figure 112016027541752-pat00056
    는 차차기 사이클([k+2] 사이클)에서 전류 지령치
    Figure 112016027541752-pat00057
    에 도달할 수 있도록 하는 평균전압인 것을 특징으로 하는 에스알엠의 전류제어 장치.
    [수식 1]
    Figure 112016027541752-pat00058

    [수식 2]
    Figure 112016027541752-pat00059

    여기서,
    Figure 112016027541752-pat00060
    는 상전압,
    Figure 112016027541752-pat00061
    는 상전류,
    Figure 112016027541752-pat00062
    은 권선저항,
    Figure 112016027541752-pat00063
    은 상인덕턴스, T는 사이클 주기임.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 PWM 듀티비 연산부는 상기 전압 지령치와 직류 구동 전압의 비로 상기 PWM 듀티비를 산출하는 것을 특징으로 하는 에스알엠의 전류제어 장치.
  6. 에스알엠의 전압방정식을 이산방정식으로 변환하는 제1단계와, 전류 지령치와 상기 에스알엠에서 측정한 회전자 위치 및 각속도 정보로부터 상기 에스알엠의 상인덕턴스를 산출하는 제2단계와, 상기 이산방정식에 상기 전류 지령치와 상기 상인덕턴스와 상기 에스알엠에서 측정한 전류값을 적용하여 전압 지령치를 산출하는 제3단계와, 상기 전압 지령치를 기반하여 PWM 듀티비를 산출하는 제4단계와, 상기 PWM 듀티비를 기반으로 상기 에스알엠의 구동 전압을 PWM 제어하는 제5단계를 포함하고,
    상기 제1단계는 상기 전압방정식의 미분항을 Two-Cycle 연산법으로 변환하여 상기 이산방정식을 도출하고,
    상기 Two-Cycle 연산법은, 아래의 수식 1과 수식 2를 이용하여, 임의의 [k] 사이클에서 차기 사이클([k+1] 사이클)에서의 전압 지령치
    Figure 112016027541752-pat00064
    를 연산하되, 상기 전압 지령치
    Figure 112016027541752-pat00065
    는 차차기 사이클([k+2] 사이클)에서 전류 지령치
    Figure 112016027541752-pat00066
    에 도달할 수 있도록 하는 평균전압인 것을 특징으로 하는 에스알엠의 전류제어 방법.
    [수식 1]
    Figure 112016027541752-pat00067

    [수식 2]
    Figure 112016027541752-pat00068

    여기서,
    Figure 112016027541752-pat00069
    는 상전압,
    Figure 112016027541752-pat00070
    는 상전류,
    Figure 112016027541752-pat00071
    은 권선저항,
    Figure 112016027541752-pat00072
    은 상인덕턴스, T는 사이클 주기임.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 제4단계는 상기 전압 지령치와 직류 구동 전압의 비로 상기 PWM 듀티비를 산출하는 것을 특징으로 하는 에스알엠의 전류제어 방법.
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