KR101683953B1 - Current control method and controller for motor - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 교류 전원을 정류·평활하여 직류의 주회로 전압을 출력하는 컨버터부와, 주회로 전압을 사용하여 모터를 구동시키기 위한 전류를 흘리는 인버터부와, 모터에 흐르는 전기자 전류를 검출하는 전류 검출기와, 모터에 장착된 모터 속도를 검출하는 위치 검출기와, q축 전류 지령(Iqr)을 받아, 상기 전류 검출기로부터의 데이터와 상기 위치 검출기로부터의 데이터를 사용하고, 인버터부를 구동하는 신호를 출력하고, 모터에 흐르는 전기자 전류를 제어하는 전류 제어부를 구비하고, 모터의 능력을 최대한 끌어내고, 안정성을 확보하면서 고속 고출력화를 실현하는 것을 특징으로 하는 모터의 제어 장치이다.The present invention relates to an inverter circuit for rectifying and smoothing an AC power source and outputting a DC main circuit voltage, an inverter section for supplying a current for driving the motor using a main circuit voltage, A position detector for detecting a speed of a motor mounted on the motor, and a q-axis current instruction (Iqr) for receiving data from the current detector and data from the position detector, and outputting a signal for driving the inverter section And a current control unit for controlling an armature current flowing in the motor, thereby maximizing the capability of the motor and realizing high-speed and high-output while ensuring stability.

Figure R1020137011933
Figure R1020137011933

Description

모터의 전류 제어 방법 및 제어 장치{CURRENT CONTROL METHOD AND CONTROLLER FOR MOTOR}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a current control method for a motor,

본 발명은, 모터의 제어 장치에 관한 것으로, 특히 dq 변환한 모터의 전기자에 d축 전류를 적절하게 제어하여 흘림으로써 안정성을 확보하면서 고속 고출력화를 실현하는 모터의 전류 제어 방법 및 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motor control apparatus and, more particularly, to a motor current control method and apparatus for realizing high-speed and high-output operation while ensuring stability by appropriately controlling the d-axis current to the armature of a dq- will be.

모터는, 모터의 선간에 전압을 인가하여 전기자에 전류를 흘림으로써 구동한다. 한편, 모터가 회전하면 역 기전압이 발생한다. 인가한 전압이 역 기전압보다 높으면 전류가 흘러, 모터를 구동할 수 있다. 모터의 회전수가 높아지면 역 기전압도 높아지고, 인가하는 전압은 상한이 있으므로, 결국에는 모터의 전기자에 있어서의 전압 포화가 발생하고, 전류를 흘릴 수 없게 되고, 그에 의해, 토크가 나오지 않게 되어 모터를 구동할 수 없게 된다.The motor is driven by applying a voltage across the line of the motor and passing a current through the armature. On the other hand, when the motor rotates, a reverse voltage is generated. If the applied voltage is higher than the reverse voltage, the current flows and the motor can be driven. As the number of revolutions of the motor increases, the counter electromotive force increases and the applied voltage becomes the upper limit. As a result, the voltage saturation occurs in the armature of the motor and the current can not flow. As a result, It can not be driven.

보다 큰 토크가 필요한 경우, 인가 전압을 높게 하면 되지만, 그것을 실현하기 위해서는 큰 설비가 필요해져 비용이 들어 버린다. 또한, 모터 및 모터를 구동하는 인버터의 용량을 크게 하는 방법도 생각되지만, 이것도 상기한 바와 마찬가지로 비용이 들어 버려, 바람직하지 않다. 따라서, 최근, 비용이 들지 않고, 보다 큰 토크를 발생시키기 위해 전압 포화의 발생을 방지하는 방법 등이 제안되어 있다.When a larger torque is required, it is necessary to increase the applied voltage. However, in order to realize this, a large facility is required and the cost is increased. In addition, a method of increasing the capacity of the inverter for driving the motor and the motor is also conceivable, but this is also undesirable because the cost is increased as described above. Therefore, recently, a method of preventing the occurrence of voltage saturation to generate a larger torque without cost has been proposed.

모터의 전기자에 있어서의 전압 포화의 발생을 방지하는 방법으로서, d축 방향을 계자계의 방향으로 하는 전기자에 d축 전류를 흘리고, 모터가 회전할 때에 발생하는 역 기전압을 저감함으로써 토크를 발생시키는 q축 전류를 보다 많이 흘릴 수 있게 되므로, 보다 고속으로, 보다 큰 출력을 낼 수 있게 되는 전류 제어 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 출원 공개 평9-84400호 참조).As a method for preventing the occurrence of voltage saturation in the armature of a motor, a d-axis current is made to flow through an armature in the d-axis direction in the direction of the field system to reduce a reverse voltage generated when the motor rotates, A larger current can be output at a higher speed because a larger amount of q-axis current can flow through the current control circuit.

또한, 고출력화의 방법으로서 모터의 각 상의 선간 전압 파형을 구형파 또는 유사 구형파로 함으로써, 각 상에 정현파 형상의 상 전압을 공급하는 일반적인 경우에 비해 실효값 전압을 증대시키는 제어 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 제3939481호 참조).Further, as a method for increasing the output, a control method has been proposed in which the effective voltage is increased as compared with a general case of supplying a phase voltage of sinusoidal waveform to each phase by making the line-to-line voltage waveform of each phase of the motor be a square wave or a quasi-square wave See, for example, Japanese Patent No. 3939481).

일본 특허 출원 공개 평9-84400호의 제어 방법은 안정성은 있지만, 전압 포화가 발생하는 속도의 근방의 설정 속도로부터 무효 전류를 흘리도록 제어하고, 전압 포화를 방지하므로, 모터를 구동하는 인버터 회로에 충분히 여유가 있는 경우, 모터의 능력을 최대한으로 끌어내고 있다고는 말할 수 없다. 일본 특허 제3939481호의 제어 방법은 모터의 각 상의 선간 전압의 파형을 구형파 또는 유사 구형파로 하도록 제어하므로, 모터를 구동하는 인버터 회로에 충분히 여유가 있으면, 모터의 능력을 최대한으로 끌어낼 수는 있지만, 안정성이 부족하고, 최악인 경우, 제어가 불안정해질 가능성이 있다.The control method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-84400 has a stability but controls the reactive current to flow from the set speed near the speed at which the voltage saturation occurs and prevents the voltage saturation. If there is room to spare, it can not be said that the power of the motor is maximized. The control method of Japanese Patent No. 3939481 controls the waveform of the line-to-line voltage of each phase of the motor to be a square wave or a pseudo square wave. Therefore, if the inverter circuit for driving the motor has sufficient margin, the motor capability can be maximized, And in the worst case, there is a possibility that the control becomes unstable.

본 발명은, 모터의 능력을 최대한 끌어내고, 안정성을 확보하면서 고속 고출력화를 실현하는 전류 제어 방법 및 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a current control method and a control apparatus that realize high speed and high output while maximizing the capability of a motor and ensuring stability.

상기 목적을 달성하기 위해, 교류 전원을 정류·평활하여 직류의 주회로 전압을 출력하는 컨버터부와, 주회로 전압을 사용하여 모터를 구동시키기 위한 전류를 흘리는 인버터부와, 모터에 흐르는 전기자 전류를 검출하는 전류 검출기와, 모터에 장착된 모터 속도를 검출하는 위치 검출기와, q축 전류 지령(Iqr)을 받아, 상기 전류 검출기로부터의 데이터와 상기 위치 검출기로부터의 데이터를 사용하고, 인버터부를 구동하는 신호를 출력하고, 모터에 흐르는 전기자 전류를 제어하는 전류 제어부를 구비하고, 모터의 능력을 최대한 끌어내고, 안정성을 확보하면서 고속 고출력화를 실현하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above-described object, there is provided a motor control apparatus comprising: a converter section for rectifying and smoothing an AC power source to output a DC main circuit voltage; an inverter section for supplying a current for driving the motor using a main circuit voltage; A position detector for detecting a speed of a motor mounted on the motor, and a controller for receiving the q-axis current command Iqr and using data from the current detector and data from the position detector to drive the inverter unit And a current control unit for outputting a signal and controlling an armature current flowing through the motor, thereby achieving a high-speed and high-output power while ensuring stability while maximizing the capability of the motor.

전류 제어부는, q축 전류 지령(Iqr)을 받아, q축과 d축의 합성 전류의 최대값(Imax)과 후술하는 d축 전류 지령(Idr)을 사용하여 q축 전류 리미트값(Iqlimit)을 구하고, Iqr을 Iqlimit 이상으로 되지 않도록 제한하고, 속도의 오버 슈트 등을 방지하기 위해, 속도 제어 등을 행하는 상위 제어부에 q축 전류 지령을 제한하였을 때에 제한한 것을 알리는 리미트 플래그를 ON하는 리미트 처리부와, 게인을 높이기 위한 PI 보상부와, PI 보상부로부터 출력된 전압 지령(Vq)을 제어 장치에서 사용하고 있는 부품 등의 제한보다 미리 설정한 리미트값으로 제한하는 VqLimit 처리부(Vq용) 및 VdLimit 처리부(Vd용)와, VqLimit 처리부 및 VdLimit 처리부로부터 출력된 2상의 클램프된 전압 지령(Vql 및 Vdl)을 실제로 모터를 구동하기 위해 3상 전압으로 변환하는 2상→3상 변환부와, 2상→3상 변환부로부터 출력된 신호를 펄스로 변환하는 PWM 변환부와, 상기 Vql과 Vdl과, 후술하는 전기 각속도(ω)를 사용하여 상기 Idr을 구하는 d축 전류 지령 생성부와, 상기 전류 검출기로부터의 신호를 전류 제어부에서 처리할 수 있는 데이터로 변환하는 전류 검출부와, 전류 검출부로부터 출력된 각 상의 3상 전류를 2상 전류로 변환하는 3상→2상 변환부와, 상기 위치 검출기로부터의 신호를 전류 제어부에서 처리할 수 있는 데이터로 변환하는 위치 검출부를 구비한다.The current control unit receives the q-axis current command Iqr, obtains the q-axis current limit value Iqlimit using the maximum value Imax of the combined current of the q-axis and the d-axis and the d-axis current command Idr described later A limit processing section for limiting the upper limit control section to limit the q-axis current command to the upper limit control section for limiting the speed to not exceed Iqlimit and to prevent speed overshoot and the like, A VqLimit processing unit (for Vq) and a VdLimit processing unit (VqLimit processing unit) for limiting the voltage command Vq output from the PI compensation unit to a limit value set before a limit of a part used in the control apparatus, Phase to three-phase voltage conversion unit for converting the two-phase clamped voltage commands (Vql and Vdl) output from the VqLimit processing unit and the VdLimit processing unit into a three-phase voltage for actually driving the motor, Phase- A d-axis current command generator for obtaining the Idr by using Vql and Vdl and an electric angular velocity (ω) to be described later, and a d-axis current command generator for converting the signal from the current detector into a current Phase-to-two-phase conversion unit for converting the three-phase current of each phase outputted from the current detection unit into a two-phase current, and a three-phase to two-phase conversion unit for converting a signal from the position detector into a data that can be processed by the current control unit And converting the data into data that can be processed.

본 발명에 따르면, 모터의 능력을 최대한 끌어내고, 안정성을 확보하면서 고속 고출력화를 실현하는 전류 제어 방법 및 제어 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a current control method and a control device that realize high-speed, high-output performance while maximizing the capability of the motor and ensuring stability.

도 1은 본 발명에 의한 전류 제어 방법 및 제어 장치의 실시예 블록도.
도 2는 리미트 처리부의 흐름도.
도 3은 PI 보상부의 블록도.
도 4는 d축 전류 지령 생성부의 흐름도.
도 5는 도 4의 적분 S406의 블록도.1 is a block diagram showing an embodiment of a current control method and a control apparatus according to the present invention.
2 is a flowchart of a limit processing section;
3 is a block diagram of a PI compensator;
4 is a flowchart of a d-axis current command generation unit.
5 is a block diagram of the integral S406 of Fig.

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

<제1 실시예>&Lt; Embodiment 1 >

본 발명에 의한 전류 제어 방법 및 제어 장치의 제1 실시예를 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 제1 실시예를 나타내는 블록도이다. 도 1의 전원은 교류 전원을 나타내고 있고, 교류 전압을 공급한다. 공급된 교류 전압을 컨버터부(1)에서 정류·평활하고, 주회로 직류 전압을 출력한다. 그 주회로 직류 전압을 전류 제어부(3)로부터 출력된 컨트롤 신호로 인버터부(2)를 스위칭하고, 모터(5)를 구동하는 것과 같은 모터의 전류 제어 방법 및 제어 장치를 나타낸 블록도이다. 전류 제어부(3)로부터 출력되는 리미트 플래그는, 속도 제어 등을 행하는 상위 제어부에 q축 전류 지령을 제한한 것을 알리고, 속도의 오버 슈트 등을 방지한다.A first embodiment of a current control method and a control apparatus according to the present invention will be described with reference to Fig. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. The power source of Fig. 1 represents an ac power supply, and supplies an ac voltage. The supplied alternating-current voltage is rectified and smoothed by the converter unit 1, and the main-circuit direct-current voltage is outputted. And the main circuit direct-current voltage is switched by the control signal outputted from the current control section 3 to switch the inverter section 2 to drive the motor 5. Fig. The limit flag output from the current control section 3 notifies the upper control section that performs speed control or the like that the q-axis current command is limited, and prevents the speed overshoot and the like.

모터에 흐르는 전기자 전류를 제어하는 도 1의 전류 제어부(3)에 대해 이하에 나타낸다.The current control section 3 of Fig. 1 for controlling the armature current flowing in the motor is shown below.

외부로부터의 q축 전류 지령(이하, Iqr이라 나타냄)을 받고, 리미트 처리부(301)에서는 q축과 d축의 합성 전류의 최대값(Imax)과 후술하는 d축 전류 지령(이하, Idr이라 나타냄)을 사용하여 q축 전류 리미트값(이하, Iqlimit라 나타냄)을 √(lmax^2－Idr^2)로 구한다.Axis current command (hereinafter referred to as Iqr) from the outside, the limit processing unit 301 receives the maximum value Imax of the combined current of the q-axis and the d-axis and the d-axis current command (hereinafter referred to as Idr) (Lmax ^ 2-Idr ^ 2) as a q-axis current limit value (hereinafter, referred to as Iqlimit).

한편, Iqr이 0 이상이며, 또한 Iqlimit보다 크면 q축 전류 리미트 지령값(이하, Iqrl이라 나타냄)을 Iqlimit으로 제한하고, 리미트 플래그를 ON한다. Iqr이 0 이상이며, 또한 Iqlimit 이하 혹은 Iqr이 0 이하이며, 또한 －Iqlimit 이상이면 Iqrl을 Iqr로 하고, 리미트 플래그를 OFF한다. 또한, Iqr이 0보다 작고, －Iqlimit보다 작은 경우에는, Iqrl을 －Iqlimit으로 제한하고, 리미트 플래그를 ON한다. 이상과 같이 Iqrl을 구하고, 리미트 처리부(301)로부터 출력된다.(상세한 것은 도 2를 참조)On the other hand, if Iqr is equal to or larger than 0 and is larger than Iqlimit, the q-axis current limit command value (hereinafter referred to as Iqrl) is limited to Iqlimit and the limit flag is turned ON. If Iqr is equal to or greater than 0 and Iqlimit is less than or equal to or less than Iqr is equal to or smaller than -Iqlimit, Iqrl is set to Iqr and the limit flag is turned off. When Iqr is smaller than 0 and smaller than -Iqlimit, Iqrl is limited to -Iqlimit, and the limit flag is turned ON. As described above, Iqrl is obtained and output from the limit processing unit 301 (see Fig. 2 for details)

리미트 처리부(301)로부터 출력된 Iqrl로부터 실제로 모터에 흐르고 있는 q축 전류(이하, Iq라 나타냄)를 뺀 값을 게인을 높이기 위한 PI 보상부(302a)(상세한 것은 도 3 참조)에 입력한다. PI 보상부(302a)로부터 출력된 전압 지령(이하, Vq라 나타냄)을 제어 장치에서 사용하고 있는 부품 등의 제한보다 미리 설정한 리미트값으로 제한하는 VqLimit 처리부(303a)에 입력한다.A value obtained by subtracting the q-axis current (hereinafter referred to as Iq) actually flowing from the Iqrl output from the limit processing section 301 is input to the PI compensating section 302a (see FIG. 3 for details) for increasing the gain. (Hereinafter, referred to as Vq) output from the PI compensating unit 302a to the VqLimit processing unit 303a which limits the limit to a limit value set in advance more than the limitation of the parts and the like used in the control apparatus.

VqLimit 처리부(303a)에서는 주회로 직류 전압의 1/2을 제한 전압 VLimit(VLimit는 중성점을 이동하여 상 전압을 높게 하고, 토크를 크게 하는 방법을 이용하면 주회로 직류 전압/2×1.15로 올릴 수 있음)로 하고, Vq가 VLimit보다 크면 VLimit에 클램프하는 처리를 행하고, 클램프된 q축 전압 지령(이하, Vql이라 나타냄)을 출력한다.In the VqLimit processing section 303a, a half of the main circuit direct-current voltage is set to the limit voltage VLimit (VLimit is set to be the main circuit direct-current voltage /2.15 by using the method of moving the neutral point to increase the phase voltage and increasing the torque If Vq is larger than VLimit, the clamping operation is performed on VLimit to output a clamped q-axis voltage command (hereinafter referred to as Vql).

또한, 후술하는 Idr로부터 실제로 모터에 흐르고 있는 d축 전류(이하, ld라 나타냄)를 뺀 값을 PI 보상부(302b)에 입력한다. PI 보상부(302b)로부터 출력된 전압 지령(이하, Vd라 나타냄)을 미리 설정한 리미트값으로 제한하는 VdLimit 처리부(303b)에 입력한다.Further, a value obtained by subtracting a d-axis current (hereinafter referred to as &quot; ld &quot;) actually flowing from the Idr, which will be described later, from the Idr is input to the PI compensating unit 302b. To the VdLimit processing unit 303b for limiting the voltage command (hereinafter referred to as Vd) output from the PI compensation unit 302b to a preset limit value.

VdLimit 처리부(303b)에서는 Vd가 상기 VLimit보다 크면 VLimit에 클램프하는 처리를 행하고, 클램프된 d축 전압 지령(이하, Vdl이라 나타냄)을 출력한다.In the VdLimit processing section 303b, if Vd is larger than VLimit, the processing for clamping to VLimit is performed and a clamped d-axis voltage command (hereinafter referred to as Vdl) is output.

VqLimit 처리부(303a) 및 VdLimit 처리부(303b)로부터 출력된 2상의 클램프된 전압 지령(Vql 및 Vdl)을 실제로 모터를 구동하기 위해 3상 전압으로 변환하는 2상→3상 변환부(304)[2상→3상 변환부(304)에 대해서는 일반적인 내용이므로 설명을 생략함. 각종 문헌을 참조.]에 입력하고, 2상→3상 변환부(304)로부터 출력된 신호를 펄스로 변환하는 PWM 변환부(305)[PWM 변환부(305)는 본 발명에 직접 영향을 미치는 것은 아니므로 설명을 생략함. 각종 문헌을 참조.]가 인버터부를 구동하여 모터를 움직인다.Phase to three-phase converter 304 (2) for converting the two-phase clamped voltage commands (Vql and Vdl) output from the VqLimit processing unit 303a and the VdLimit processing unit 303b to a three- Phase-to-three-phase conversion unit 304 are general contents, and the description thereof is omitted. And the PWM conversion unit 305 (PWM conversion unit 305) which directly converts the signal output from the 2-phase to 3-phase conversion unit 304 into pulses, The explanation is omitted. Refer to various documents.] Drives the inverter section to move the motor.

전류 검출기(4)로부터의 신호를 전류 제어부(3)에서 처리할 수 있는 데이터로 변환하는 전류 검출부(307)에서는 도 1의 설명에서는 2상분의 전류로부터 나머지의 3상째의 전류를 lv＝－(lu＋lw)로부터 구하여 출력한다. 3상분의 전류 검출기를 설치하여 전류 검출부(307)에서는 전류 제어부(3)에서 처리할 수 있는 데이터로 변환하는 것만으로도 좋다.In the current detection unit 307 for converting a signal from the current detector 4 into data that can be processed by the current control unit 3, the current of the remaining three phases from the current of two phases is expressed as lv = - lu + lw). The current detector 307 may be provided with a current detector for three phases and converted into data that can be processed by the current controller 3.

전류 검출부(307)로부터 출력된 각 상의 3상 전류를 2상 전류로 변환하는 3상→2상 변환부(308)로부터 Iq와 Id를 출력한다.And outputs Iq and Id from the 3-phase to 2-phase conversion unit 308 for converting the 3-phase current of each phase output from the current detection unit 307 into a 2-phase current.

모터에 장착된 위치 검출기(6)로부터의 신호를 수취하는 위치 검출부(309)에서는 위치 검출기(6)로부터의 신호를 전류 제어부(3)에서 처리할 수 있는 데이터로 변환·미분하고 모터의 전기 각속도 ω를 계산하여, 출력한다.The position detector 309 that receives a signal from the position detector 6 mounted on the motor converts the signal from the position detector 6 into data that can be processed by the current controller 3 and differentiates the signal from the electric angular velocity and outputs it.

d축 전류 지령 생성부(306)에서는 상기 Vql이 0 이상이며 또한 상기 ω가 0 이하, 또는, Vql이 0보다 작고 또한 ω가 0 이상인 경우에는, VdVqerr＝Vdl^2＋Vql^2－VLimit^2로 VdVqerr을 구하고, 그 이외의 조건의 경우에는, VdVqerr＝Vdl^2＋－Vqr^2－VLimit^2로 VdVqerr을 구한다.the d-axis current command generator 306 sets VdVqerr = Vdl ^ 2 + Vql ^ 2-VLimit ^ 2 when Vql is equal to or larger than 0 and ω is equal to or smaller than 0, or Vql is smaller than 0 and ω is equal to or greater than 0 VdVqerr is obtained. In the case of other conditions, VdVqerr is obtained from VdVqerr = Vdl ^ 2 + -Vqr ^ 2-VLimit ^ 2.

그 VdVqerr을 적분 상수 ωi의 적분기(도 5 참조)에서 적분 보상(도 5의 스위치가 OFF인 경우) 혹은 PI 보상(도 5의 스위치가 ON인 경우)하고, Idri를 출력한다. 도 5의 스위치의 ON/OFF의 전환은 제어성을 보아 파라미터 등으로 전환하는 방법이나, 프로그램 등에서 리얼타임으로 전환하는 방법 등이 생각된다.The VdVqerr is subjected to integral compensation (when the switch of Fig. 5 is OFF) or PI compensation (when the switch of Fig. 5 is ON) in the integrator (see Fig. 5) of the integral constant? I. The ON / OFF switching of the switch of Fig. 5 can be considered as a method of switching to a parameter or the like in view of controllability, a method of switching in real time in a program or the like, and the like.

Idri가 0보다 작은 경우에는 Idr을 0으로, Idri가 0 이상인 경우이며, Idmax(Idmax는 모터의 특성에 의한 미리 구해진 일정값. 상기 lmax와 통상은 동일하며, 모터에 따라서는 다른 경우도 있음)보다 큰 경우에는 Idr을 Idmax로, Idri가 0 이상인 경우이며, Idmax 이하인 경우에는 Idr을 Idri로 하는 처리를 행한다.(상세한 것은 도 4 참조)If Idri is less than 0, Idr is set to 0, Idri is set to 0 or more, Idmax (Idmax is a predetermined value obtained in advance by the characteristics of the motor, which is usually the same as lmax and may be different depending on the motor) Idr is set to Idmax when Idr is greater than or equal to 0, and Idr is set to Idrr if Idrr is equal to or less than Idmax (see Fig. 4 for details)

이상의 처리를 전류 제어부(3)에서 행한다.
The above processing is performed in the current control section 3.

Claims (4)

교류 전원을 정류·평활하여 직류의 주회로 전압을 출력하는 컨버터부와,
주회로 전압을 사용하여 모터를 구동시키기 위한 전류를 흘리는 인버터부와,
모터에 흐르는 전기자 전류를 검출하는 전류 검출기와,
모터에 장착되어 모터 속도를 검출하는 위치 검출기와,
q축 전류 지령(Iqr)을 받아, 상기 전류 검출기로부터의 데이터와 상기 위치 검출기로부터의 데이터를 사용하고, 인버터부를 구동하는 신호를 출력하고, 모터에 흐르는 전기자 전류를 제어하는 전류 제어부를 구비하고,
상기 전류 제어부는,
상기 전류 검출기로부터의 신호를 전류 제어부에서 처리할 수 있는 데이터로 변환하는 전류 검출부와,
전류 검출부로부터 출력된 각 상의 3상 전류를 2상 전류로 변환하는 3상→2상 변환부와,
d축 전류 지령값(Idr)을 생성하는 d축 전류 지령 생성부와,
q축 전류 지령(Iqr)을 받아, q축과 d축의 합성 전류 지령값의 최대값(Imax)과 d축 전류 지령(Idr)을 사용하여, q축 전류 리미트값(Iqlimit)을
√(lmax^2－Idr^2)
로서 계산하여,
q축 전류 지령(Iqr)이 0 이상이며, 또한, q축 전류 리미트값(Iqlimit)보다 크면, q축 전류 리미트 지령값(Iqrl)을 q축 전류 리미트값(Iqlimit)으로 제한하고, 리미트 플래그를 ON하고,
q축 전류 지령(Iqr)이 0 이상이며, 또한, q축 전류 리미트값(Iqlimit) 이하이면, 혹은, q축 전류 지령(Iqr)이 0 이하이며, 또한, －Iqlimit 이상이면, q축 전류 리미트 지령값(Iqrl)을 q축 전류 지령(Iqr)으로 하고, 리미트 플래그를 OFF하고,
q축 전류 지령(Iqr)이 0보다 작고, －Iqlimit보다 작은 경우에는, q축 전류 리미트 지령값(Iqrl)을 －Iqlimit로 제한하고, 리미트 플래그를 ON하는 것과 같이 q축 전류 리미트 지령값(Iqrl)을 작용시키는 리미트 처리부와,
리미트 처리부의 출력값(Iqrl)으로부터 상기 3상→2상 변환부의 출력값인 q축 전류(Iq)를 뺀 값이 입력되는, 게인을 높이기 위한 PI 보상부와,
PI 보상부로부터 출력된 전압 지령(Vq)을 미리 설정한 리미트값으로 제한하는 VqLimit 처리부(Vq용)와,
d축 전류 지령값(Idr)으로부터 상기 3상→2상 변환부의 출력값인 d축 전류(Id)를 뺀 값이 입력되는, 게인을 높이기 위한 제2 PI 보상부와,
제2 PI 보상부로부터 출력된 전압 지령(Vd)을 미리 설정한 리미트값으로 제한하는 VdLimit 처리부(Vd용)와,
VqLimit 처리부(Vq용) 및 VdLimit 처리부(Vd용)로부터 출력된 2상 전압(Vql 및 Vdl)을 실제로 모터를 구동하기 위해 3상 전압으로 변환하는 2상→3상 변환부와,
2상→3상 변환부로부터 출력된 신호를 펄스로 변환하는 PWM 변환부를 갖는 것을 특징으로 하는 모터의 전류 제어 장치를 사용하는, 모터의 전류 제어 방법.A converter section for rectifying and smoothing the AC power to output a DC main circuit voltage,
An inverter unit for supplying a current for driving the motor using the main circuit voltage,
A current detector for detecting an armature current flowing in the motor,
A position detector mounted on the motor for detecting the motor speed,
and a current control unit that receives the q-axis current command Iqr and uses data from the current detector and data from the position detector, outputs a signal for driving the inverter unit, and controls an armature current flowing in the motor,
The current control unit includes:
A current detector for converting the signal from the current detector into data that can be processed by the current controller,
Phase to two-phase conversion unit for converting the three-phase current of each phase outputted from the current detection unit into a two-phase current,
a d-axis current command generator for generating a d-axis current command value Idr,
axis current limit value (Iqlimit) by using the maximum value (Imax) of the combined current command value of the q axis and the d axis and the d axis current command (Idr) in response to the q axis current command (Iqr)
√ (lmax ^ 2-Idr ^ 2)
Lt; / RTI &gt;
If the q-axis current limit instruction value Iqrl is limited to the q-axis current limit value Iqlimit, and the limit flag is set to the q-axis current limit value Iqlimit when the q-axis current instruction Iqr is greater than or equal to 0 and greater than the q- ON,
If the q-axis current command Iqr is equal to or larger than 0 and smaller than or equal to the q-axis current limit value Iqlimit or the q-axis current command Iqr is equal to or smaller than 0 and equal to or larger than -Iqlimit, The command value Iqrl is set as the q-axis current command Iqr, the limit flag is turned off,
If the q-axis current limit command value Iqr is smaller than 0 and smaller than -Iqlimit, the q-axis current limit command value Iqrl is limited to -Iqlimit and the q-axis current limit command value Iqrl A limit processing unit for operating the limit processing unit,
A PI compensator for increasing a gain to which a value obtained by subtracting a q-axis current (Iq) which is an output value of the 3-phase to 2-phase conversion unit from the output value (Iqrl)
A VqLimit processing unit (for Vq) for limiting the voltage command Vq output from the PI compensation unit to a preset limit value,
a second PI compensator for increasing a gain, to which a value obtained by subtracting a d-axis current (Id) which is an output value of the 3-phase to 2-phase converter from the d-axis current command value Idr is input;
A VdLimit processing unit (for Vd) for limiting the voltage command (Vd) output from the second PI compensation unit to a preset limit value,
Phase to three-phase conversion unit for converting the two-phase voltages Vql and Vdl output from the VqLimit processing unit (for Vq) and the VdLimit processing unit (for Vd) into a three-phase voltage for actually driving the motor,
And a PWM converter for converting a signal output from the 2-phase to 3-phase converter into a pulse. 제1항에 있어서, 상기 위치 검출기로부터의 신호에 기초하여 모터의 전기 각속도(ω)를 계산하는 공정과,
상기 2상 전압(Vql 및 Vdl)과 상기 전기 각속도(ω)를 사용하여, d축 전류 지령값(Idr)을 보상하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는, 모터의 전류 제어 방법.2. The method according to claim 1, further comprising: calculating an electric angular velocity (?) Of the motor based on a signal from the position detector;
Further comprising the step of compensating the d-axis current command value (Idr) using the two-phase voltages (Vql and Vdl) and the electric angular velocity (?). 교류 전원을 정류·평활하여 직류의 주회로 전압을 출력하는 컨버터부와,
주회로 전압을 사용하여 모터를 구동시키기 위한 전류를 흘리는 인버터부와,
모터에 흐르는 전기자 전류를 검출하는 전류 검출기와,
모터에 장착된 모터 속도를 검출하는 위치 검출기와,
q축 전류 지령(Iqr)을 받아, 상기 전류 검출기로부터의 데이터와 상기 위치 검출기로부터의 데이터를 사용하고, 인버터부를 구동하는 신호를 출력하고, 모터에 흐르는 전기자 전류를 제어하는 전류 제어부를 구비하고,
상기 전류 제어부는,
상기 전류 검출기로부터의 신호를 전류 제어부에서 처리할 수 있는 데이터로 변환하는 전류 검출부와,
전류 검출부로부터 출력된 각 상의 3상 전류를 2상 전류로 변환하는 3상→2상 변환부와,
d축 전류 지령값(Idr)을 생성하는 d축 전류 지령 생성부와,
q축 전류 지령(Iqr)을 받아, q축과 d축의 합성 전류 지령값의 최대값(Imax)과 d축 전류 지령(Idr)을 사용하여, q축 전류 리미트값(Iqlimit)을
√(lmax^2－Idr^2)
로서 계산하여,
q축 전류 지령(Iqr)이 0 이상이며, 또한, q축 전류 리미트값(Iqlimit)보다 크면, q축 전류 리미트 지령값(Iqrl)을 q축 전류 리미트값(Iqlimit)으로 제한하고, 리미트 플래그를 ON하고,
q축 전류 지령(Iqr)이 0 이상이며, 또한, q축 전류 리미트값(Iqlimit) 이하이면, 혹은, q축 전류 지령(Iqr)이 0 이하이며, 또한, －Iqlimit 이상이면, q축 전류 리미트 지령값(Iqrl)을 q축 전류 지령(Iqr)으로 하고, 리미트 플래그를 OFF하고,
q축 전류 지령(Iqr)이 0보다 작고, －Iqlimit보다 작은 경우에는, q축 전류 리미트 지령값(Iqrl)을 －Iqlimit로 제한하고, 리미트 플래그를 ON하는 것과 같이 q축 전류 리미트 지령값(Iqrl)을 작용시키는 리미트 처리부와,
리미트 처리부의 출력값(Iqrl)으로부터 상기 3상→2상 변환부의 출력값인 q축 전류(Iq)를 뺀 값이 입력되는, 게인을 높이기 위한 PI 보상부와,
PI 보상부로부터 출력된 전압 지령(Vq)을 미리 설정한 리미트값으로 제한하는 VqLimit 처리부(Vq용)와,
d축 전류 지령값(Idr)으로부터 상기 3상→2상 변환부의 출력값인 d축 전류(Id)를 뺀 값이 입력되는, 게인을 높이기 위한 제2 PI 보상부와,
제2 PI 보상부로부터 출력된 전압 지령(Vd)을 미리 설정한 리미트값으로 제한하는 VdLimit 처리부(Vd용)와,
VqLimit 처리부(Vq용) 및 VdLimit 처리부(Vd용)로부터 출력된 2상 전압(Vql 및 Vdl)을 실제로 모터를 구동하기 위해 3상 전압으로 변환하는 2상→3상 변환부와,
2상→3상 변환부로부터 출력된 신호를 펄스로 변환하는 PWM 변환부를 갖는 것을 특징으로 하는, 모터의 전류 제어 장치.A converter section for rectifying and smoothing the AC power to output a DC main circuit voltage,
An inverter unit for supplying a current for driving the motor using the main circuit voltage,
A current detector for detecting an armature current flowing in the motor,
A position detector for detecting a motor speed mounted on the motor,
and a current control unit that receives the q-axis current command Iqr and uses data from the current detector and data from the position detector, outputs a signal for driving the inverter unit, and controls an armature current flowing in the motor,
The current control unit includes:
A current detector for converting the signal from the current detector into data that can be processed by the current controller,
Phase to two-phase conversion unit for converting the three-phase current of each phase outputted from the current detection unit into a two-phase current,
a d-axis current command generator for generating a d-axis current command value Idr,
axis current limit value (Iqlimit) by using the maximum value (Imax) of the combined current command value of the q axis and the d axis and the d axis current command (Idr) in response to the q axis current command (Iqr)
√ (lmax ^ 2-Idr ^ 2)
Lt; / RTI &gt;
If the q-axis current limit instruction value Iqrl is limited to the q-axis current limit value Iqlimit, and the limit flag is set to the q-axis current limit value Iqlimit when the q-axis current instruction Iqr is greater than or equal to 0 and greater than the q- ON,
If the q-axis current command Iqr is equal to or larger than 0 and smaller than or equal to the q-axis current limit value Iqlimit or the q-axis current command Iqr is equal to or smaller than 0 and equal to or larger than -Iqlimit, The command value Iqrl is set as the q-axis current command Iqr, the limit flag is turned off,
If the q-axis current limit command value Iqr is smaller than 0 and smaller than -Iqlimit, the q-axis current limit command value Iqrl is limited to -Iqlimit and the q-axis current limit command value Iqrl A limit processing unit for operating the limit processing unit,
A PI compensator for increasing a gain to which a value obtained by subtracting a q-axis current (Iq) which is an output value of the 3-phase to 2-phase conversion unit from the output value (Iqrl)
A VqLimit processing unit (for Vq) for limiting the voltage command Vq output from the PI compensation unit to a preset limit value,
a second PI compensator for increasing a gain, to which a value obtained by subtracting a d-axis current (Id) which is an output value of the 3-phase to 2-phase converter from the d-axis current command value Idr is input;
A VdLimit processing unit (for Vd) for limiting the voltage command (Vd) output from the second PI compensation unit to a preset limit value,
Phase to three-phase conversion unit for converting the two-phase voltages Vql and Vdl output from the VqLimit processing unit (for Vq) and the VdLimit processing unit (for Vd) into a three-phase voltage for actually driving the motor,
And a PWM converter for converting a signal output from the two-phase to three-phase converter into a pulse. 제3항에 있어서, 상기 전류 제어부는, 상기 위치 검출기로부터의 신호에 기초하여 모터의 전기 각속도(ω)를 계산하는 위치 검출부를 더 갖고 있고,
상기 d축 전류 지령 생성부는, 상기 2상 전압(Vql 및 Vdl)과 상기 전기 각속도(ω)를 사용하여, d축 전류 지령값(Idr)을 보상하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 모터의 전류 제어 장치.4. The electric power steering apparatus according to claim 3, wherein the current control section further comprises a position detection section for calculating an electric angular speed? Of the motor based on a signal from the position detector,
Wherein the d-axis current command generator is adapted to compensate the d-axis current command value (Idr) using the two-phase voltages (Vql and Vdl) and the electric angular velocity (?). Device.
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