KR101784166B1 - Wobble-type dynamometer system and method of controlling same - Google Patents

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Abstract

다이나모미터의 설치면을 기준으로 한 로터의 각속도를 검출하는 속도 검출기를 이용하면서, 높은 정밀도의 토크 제어가 가능한 요동식 다이나모미터 시스템을 제공한다.
요동식 다이나모미터 시스템은, 설치면에 대하여 요동 가능하게 지지된 스테이터 및 이 스테이터에 회전 가능하게 지지된 로터를 구비한 다이나모미터와, 설치면을 기준으로 한 로터의 속도를 검출하는 엔코더와, 스테이터에서 반경방향으로 연장되는 토크 암과 설치면 사이에 작용하는 하중을 검출하는 로드셀과, 엔코더의 출력(ωDR) 및 로드셀의 출력(TR)을 이용하여 스테이터를 기준으로 한 로터의 속도 인 스테이터 기준 속도(ωD)를 추정하고, 이 추정된 스테이터 기준 속도(ωD)를 이용하여 다이나모미터의 토크 제어를 수행하는 토크 제어기(5)를 구비한다.Provided is a swinging dynamometer system capable of high-precision torque control while using a speed detector for detecting the angular speed of the rotor with respect to the mounting surface of the dynamometer.
A swinging dynamometer system includes a dynamometer having a stator supported so as to be swingable with respect to a mounting surface and a rotor rotatably supported by the stator, an encoder for detecting the speed of the rotor with respect to the mounting surface, Which is a speed of the rotor relative to the stator, using the output of the encoder ( DR ) and the output (T R ) of the load cell, the load cell detecting the load acting between the torque arm and the mounting surface extending in the radial direction, estimating a reference speed (ω D), and using the estimated stator reference speed (ω D), and a torque controller 5 to perform a torque control of the dynamometer.

Figure P1020177000799
Figure P1020177000799

Description

요동식 다이나모미터 시스템 및 그의 제어 방법{WOBBLE-TYPE DYNAMOMETER SYSTEM AND METHOD OF CONTROLLING SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dynamometer system and a control method thereof,

본 발명은 요동식 다이나모미터 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a swinging dynamometer system and a control method thereof.

차량이나 차량의 엔진 등의 성능을 측정하는 시험 장치로서, 샤시 다이나모미터 시스템이나 엔진 다이나모미터 시스템이 알려져 있다. 이러한 다이나모미터 시스템에는, 차량이나 엔진에 주는 부하를 발생하는 다이나모미터로서, 이를바 요동(搖動) 기구를 구비한 것이 이용되는 경우가 있다. 이하에서는, 이와 같은 요동식의 다이나모미터를 이용한 시험 장치를 특히 요동식 다이나모미터 시스템이라 한다. 요동식의 다이나모미터에서는, 로터를 회전 가능하게 지지하는 스테이터는 설치면에 대하여 고정되어 있지 않고 예를 들어 유압에 의해 부양되도록 지지되어 있으며, 설치면에 대하여 요동한다.[0003] Chassis dynamometer systems and engine dynamometer systems are known as test apparatuses for measuring the performance of engines of vehicles or vehicles. Such a dynamometer system may be a dynamometer that generates a load on a vehicle or an engine, and may be provided with a swinging mechanism. Hereinafter, a testing apparatus using such a swinging dynamometer is referred to as a swinging dynamometer system in particular. In the dynamometer of the oscillation type, the stator that rotatably supports the rotor is not fixed to the mounting surface but is supported to float, for example, by hydraulic pressure, and rocks with respect to the mounting surface.

이와 같은 요동식 다이나모미터 시스템에서는, 그의 제어 및 계측에 관한 토크를 검출하기 위한 센서로서, 스테이터에서 연장되는 토크 암에 설치된 로드셀이 이용된다. 다이나모미터의 토크 제어기는 속도 검출기에 의해 검출되는 로터의 속도를 이용하여, 로드셀에 의해 검출되는 토크가 미리 정해진 토크 지령이 되도록 인버터의 벡터 제어를 수행한다(특허문헌 1, 2 참조).In such a swinging dynamometer system, a load cell provided on a torque arm extending from the stator is used as a sensor for detecting torque relating to its control and measurement. The torque controller of the dynamometer uses the speed of the rotor detected by the speed detector to perform vector control of the inverter so that the torque detected by the load cell becomes a predetermined torque command (see Patent Documents 1 and 2).

일본 특개 2013-148485호공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-148485 일본 특개 2013-246152호공보Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2013-246152

그런데 벡터 제어에서는 스테이터의 회전 주파수에 대한 로터의 회전 주파수의 지연에 해당하는 「슬립(slip)」을 파악할 필요가 있다. 이와 같은 슬립을 정확하게 파악하기 위해서는, 토크 제어기에서는 요동하는 스테이터를 기준으로 한 로터의 속도를 파악할 필요가 있다. 한편, 상술한 속도 검출기는 구조상의 이유로 설치면에 대해 정지하도록 설치될 수밖에 없는 경우가 많다. 바꾸어 말하면, 종래의 속도 검출기에서는 스테이터를 기준으로 한 속도를 검출할 수 없어, 설치면을 기준으로 한 속도밖에 검출할 수 없다. 이 때문에, 종래의 요동식 다이나모미터 시스템에서는 다이나모미터의 슬립을 정확하게 파악할 수 없어, 높은 정밀도의 토크 제어에 지장이 생긴다. 이것은 암의 강성(剛性)이 낮을수록 현저해진다.However, in the vector control, it is necessary to grasp " slip " corresponding to the delay of the rotational frequency of the rotor with respect to the rotational frequency of the stator. In order to accurately grasp such a slip, it is necessary to grasp the speed of the rotor based on the swinging stator in the torque controller. On the other hand, the above-described speed detector often has to be installed so as to stop relative to the installation surface for structural reasons. In other words, in the conventional speed detector, the speed based on the stator can not be detected, and only the speed based on the mounting surface can be detected. Therefore, the slip of the dynamometer can not be accurately grasped in the conventional swinging dynamometer system, and the torque control with high precision is hindered. This becomes more pronounced as the stiffness of the arm is lower.

본 발명은 다이나모미터의 설치면을 기준으로 한 로터의 속도를 검출하는 속도 검출기를 이용하면서, 높은 정밀도의 토크 제어가 가능한 요동식 다이나모미터 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a swing-type dynamometer system capable of controlling a torque with high precision while using a speed detector for detecting the speed of the rotor based on the installation surface of the dynamometer, and a control method thereof.

(1) 본 발명에 따른 요동식 다이나모미터 시스템(예를 들어, 후술하는 다이나모미터 시스템(1))은, 설치면(예를 들어, 후술하는 설치면(6))에 대하여 요동 가능하게 지지된 스테이터(예를 들어, 후술하는 스테이터(21)) 및 상기 스테이터에 회전 가능하게 지지된 로터(예를 들어, 후술하는 로터(22))를 구비한 다이나모미터(예를 들어, 후술하는 다이나모미터(2))와, 상기 설치면을 기준으로 한 상기 로터의 속도를 검출하는 로터 속도 검출기(예를 들어, 후술하는 엔코더(29))와, 상기 스테이터에서 반경방향으로 연장되는 암(예를 들어, 후술하는 토크 암(26))과 상기 설치면 사이에 작용하는 하중을 검출하는 하중 검출기(예를 들어, 후술하는 로드셀(28))와, 상기 로터 속도 검출기 및 상기 하중 검출기의 출력(ωDR, TR)을 이용하여 상기 스테이터를 기준으로 한 상기 로터의 속도인 스테이터 기준 속도를 추정하고, 상기 추정된 스테이터 기준 속도(ωD)를 이용하여 상기 다이나모미터를 제어하는 제어수단(예를 들어, 후술하는 토크 제어기(5))을 구비한다.(1) A swinging dynamometer system (for example, a dynamometer system 1 described later) according to the present invention is a swinging type dynamometer system A dynamometer (for example, a dynamometer (described later)) having a stator (for example, a stator 21 described later) and a rotor rotatably supported on the stator A rotor speed detector (e.g., an encoder 29 described below) that detects the speed of the rotor with respect to the mounting surface; and an arm extending radially in the stator (e.g., (For example, a load cell 28 described later) for detecting a load acting between the mounting surface and the load arm 26 (to be described later) and the output (? DR ,?) Of the rotor speed detector and the load detector, T R ), the phase based on the stator (For example, a torque controller 5 described below) for estimating a stator reference speed that is the speed of the rotor and controlling the dynamometer using the estimated stator reference speed? D.

(2) 요동식 다이나모미터 시스템(예를 들어, 후술하는 다이나모미터 시스템(1))은, 설치면(예를 들어, 후술하는 설치면(6))에 대하여 요동 가능하게 지지된 스테이터(예를 들어, 후술하는 스테이터(21)) 및 상기 스테이터에 회전 가능하게 지지된 로터(예를 들어, 후술하는 로터(22))를 구비한 다이나모미터(예를 들어, 후술하는 다이나모미터(2))와, 상기 로터의 상기 설치면을 기준으로 한 속도를 검출하는 로터 속도 검출기(예를 들어, 후술하는 엔코더(29))와, 상기 스테이터에서 반경방향으로 연장되는 암(예를 들어, 후술하는 토크 암(26))과 상기 설치면 사이에 작용하는 하중을 검출하는 하중 검출기(예를 들어, 후술하는 로드셀(28))를 구비한다. 본 발명에 따른 요동식 다이나모미터 시스템의 제어 방법은, 상기 로터 속도 검출기 및 상기 하중 검출기의 출력(ωDR, TR)을 이용하여 상기 스테이터를 기준으로 한 상기 로터의 속도인 스테이터 기준 속도를 추정하고, 상기 추정된 스테이터 기준 속도(ωD)를 이용하여 상기 다이나모미터를 제어한다.(2) A swinging dynamometer system (for example, a dynamometer system 1 described later) includes a stator supported on a mounting surface (for example, a mounting surface 6 to be described later) A dynamometer (for example, a dynamometer 2 described later) provided with a rotor (for example, a rotor 22 described later) rotatably supported on the stator and a stator 21 A rotor speed detector (for example, an encoder 29 described later) for detecting a speed based on the mounting surface of the rotor, and an arm extending in the radial direction of the stator (for example, (For example, a load cell 28 described later) that detects a load acting between the mounting surface (the load cell 26) and the mounting surface. The control method of the oscillating type dynamometer system according to the present invention includes estimating a stator reference speed which is the speed of the rotor with respect to the stator using the outputs (? DR , T R ) of the rotor speed detector and the load detector , And controls the dynamometer using the estimated stator reference speed (? D ).

(1) 본 발명에서는, 로터 속도 검출기에 의해 설치면을 기준으로 한 로터의 속도를 검출하고, 하중 검출기에 의해 스테이터에서 연장되는 암과 설치면 사이에 작용하는 하중을 검출한다. 그리고 제어수단은, 이러한 로터 속도 검출기 및 하중 검출기의 출력을 이용하여 스테이터를 기준으로 한 로터의 속도인 스테이터 기준 속도를 산출하고, 이 스테이터 기준 속도를 이용하여 다이나모미터를 제어한다. 본 발명에 의하면, 설치면을 기준으로 한 로터 속도 검출기를 이용하면서, 제어수단에서는 다이나모미터의 슬립을 정확하게 파악할 수 있으므로, 높은 정밀도로 다이나모미터의 토크 제어를 수행할 수 있다.(1) In the present invention, the rotor speed detector detects the speed of the rotor based on the mounting surface, and detects a load acting between the arm extending from the stator and the mounting surface by the load detector. The control means calculates the stator reference speed, which is the speed of the rotor based on the stator, using the outputs of the rotor speed detector and the load detector, and controls the dynamometer using the stator reference speed. According to the present invention, since the slip of the dynamometer can accurately be grasped by the control means while using the rotor speed detector based on the mounting surface, torque control of the dynamometer can be performed with high accuracy.

(2) 본 발명에 의하면, 상기 (1)과 동일한 이유로, 설치면을 기준으로 한 로터 속도 검출기를 이용하면서 높은 정밀도로 다이나모미터의 토크 제어를 수행할 수 있다.(2) According to the present invention, the torque control of the dynamometer can be performed with high precision while using the rotor speed detector based on the mounting surface for the same reason as in (1) above.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 요동식 다이나모미터 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 토크 제어기에 의한 토크 제어의 제어계 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예의 시뮬레이션 결과이다.
도 4는 비교예의 시뮬레이션 결과이다.1 is a diagram showing the configuration of a swinging dynamometer system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a control system configuration of torque control by a torque controller.
3 shows the simulation result of the embodiment of the present invention.
4 shows the simulation results of the comparative example.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 요동식 다이나모미터 시스템(1)의 구성을 나타낸 도면이다.Fig. 1 is a view showing a configuration of a swinging dynamometer system 1. Fig.

요동식 다이나모미터 시스템(1)은, 요동식의 다이나모미터(2)와, 다이나모미터(2)에 전력을 공급하는 인버터(3)와, 다이나모미터(2)의 출력 토크를 제어하는 토크 제어기(5)를 구비한다.The oscillating dynamometer system 1 includes a dynamometer 2 of a oscillating type, an inverter 3 for supplying electric power to the dynamometer 2, a torque controller (for example, 5).

다이나모미터(2)는 원통형의 스테이터(21)와, 이 스테이터(21) 내에 회전 가능하게 지지된 로터(22)와, 이러한 로터(22) 및 스테이터(21)로 구성되는 요동자(23)를 설치면(6)에 고정된 기대(基臺, 24) 상에서 둘레방향(周方向)을 따라 요동 가능하게 지지하는 페데스탈(pedestal, 25)과, 스테이터(21)에 발생하는 토크를 검출하는 하중 검출기로서의 로드셀(28)과, 로터(22)의 회전수를 검출하는 로터 속도 검출기로서의 엔코더(29)를 구비한다.The dynamometer 2 includes a cylindrical stator 21, a rotor 22 rotatably supported in the stator 21, and a rocker 23 composed of the rotor 22 and the stator 21 A pedestal 25 that swingably supports the base 24 in the circumferential direction (circumferential direction) on a base 24 fixed to the mounting surface 6 and a load detector 25 that detects a torque generated in the stator 21 And an encoder 29 as a rotor speed detector for detecting the number of revolutions of the rotor 22. [

로터(22)에는 시험 대상인 공시체(미도시)가 접속된다. 스테이터(21)의 측부(側部)에는 반경방향을 따라 외측으로 연장되는 토크 암(26)이 설치되어 있다. 로드셀(28)은 토크 암(26)의 선단부와 설치면(6) 사이에 설치된다. 로드셀(28)은 토크 암(26)과 설치면(6) 사이에 작용하는 하중(다이나모미터(2)의 출력 토크)을 검출하고, 검출값에 대략 비례한 신호를 토크 제어기(5)에 송신한다. A specimen (not shown) to be tested is connected to the rotor 22. At the side of the stator 21, a torque arm 26 extending outward along the radial direction is provided. The load cell 28 is installed between the tip end portion of the torque arm 26 and the mounting surface 6. The load cell 28 detects a load (output torque of the dynamometer 2) acting between the torque arm 26 and the mounting surface 6 and transmits a signal substantially proportional to the detected value to the torque controller 5 do.

엔코더(29)는 로터(22)의 회전에 따라 펄스 신호를 발생한다. 토크 제어기(5)에서는 이 엔코더(29)로부터의 펄스 신호에 기초하여 로터(22)의 각속도 또는 속도가 산출된다. 그런데 엔코더(29)는 설치면(6) 또는 설치면(6)에 대해 고정된 기대(24)에 고정되어 설치되어 있다. 엔코더(29)의 펄스 신호에 기초하여 파악되는 로터(22)의 각속도는 설치면(6)을 기준으로 한 각속도가 된다.The encoder 29 generates a pulse signal in accordance with the rotation of the rotor 22. In the torque controller 5, the angular velocity or speed of the rotor 22 is calculated based on the pulse signal from the encoder 29. However, the encoder 29 is fixed to the base 24 fixed to the mounting surface 6 or the mounting surface 6. The angular velocity of the rotor 22, which is grasped based on the pulse signal of the encoder 29, becomes an angular velocity with reference to the mounting surface 6. [

토크 제어기(5)는 로드셀(28) 및 엔코더(29)의 출력 신호를 이용하여, 로드셀(28)에 의해 검출되는 다이나모미터(2)의 출력 토크가 미리 정해진 토크 지령이 되도록 다이나모미터(2)의 토크 제어를 수행한다.The torque controller 5 uses the output signals of the load cell 28 and the encoder 29 to control the dynamometer 2 so that the output torque of the dynamometer 2 detected by the load cell 28 becomes a predetermined torque command. Lt; / RTI >

도 2는 토크 제어기(5)에 의한 토크 제어의 제어계 구성을 나타낸 블록도이다. 이 제어계는, 각속도 보정부(51)와, 벡터 제어부(52)와, 제어 대상인 다이나모미터 시스템(P)을 포함하여 구성된다.Fig. 2 is a block diagram showing a control system configuration of torque control by the torque controller 5. Fig. The control system includes an angular velocity correction unit 51, a vector control unit 52, and a dynamometer system P to be controlled.

도 2에서, "TL"은 다이나모미터의 로터에 연결된 공시체를 구동함으로써, 로터에 발생하는 토크(이하, 「공시체 토크」라 함)이다. "TD"는 다이나모미터의 출력 토크(이하, 「다이나모미터 토크」라 함)이다. "TD_REF"는 토크 지령이며, 상기 다이나모미터 토크에 대한 지령값에 해당한다. "TR"은 로드셀의 검출 토크이며, 다이나모미터의 실제 출력 토크에 해당한다.In Fig. 2, "T L " is torque generated in the rotor by driving a specimen connected to the rotor of the dynamometer (hereinafter referred to as " specimen torque ")."T D " is an output torque of the dynamometer (hereinafter referred to as " dynamometer torque ")."T D_REF " is a torque command, which corresponds to the command value for the dynamometer torque. "T R " is the detection torque of the load cell and corresponds to the actual output torque of the dynamometer.

"JR"은 로터의 관성 모멘트이고, "JS"는 스테이터의 관성 모멘트이다. "K"는 토크 암의 강성을 나타내는 상수이고, "D"는 토크 암의 감쇠 상수이다. 이러한 상수 K, D의 값은 토크 암의 형상이나 재질 등에 의해 정해지는 값이며, 실험을 행함으로써 특정할 수 있다. "ωDR"은 엔코더의 출력이며, 설치면을 기준으로 한 로터의 각속도에 해당한다. "ωDS"는 설치면을 기준으로 한 스테이터의 각속도이다. "ωD"는 각속도 보정부(51)의 출력이며, 후술하는 바와 같이 스테이터를 기준으로 한 로터의 각속도에 해당한다."J R " is the moment of inertia of the rotor, and "J S " is the moment of inertia of the stator. "K" is a constant indicating the stiffness of the torque arm, and "D" is a damping constant of the torque arm. The values of the constants K and D are values determined by the shape and material of the torque arm, and can be specified by carrying out experiments. "ω DR " is the output of the encoder and corresponds to the angular velocity of the rotor with respect to the mounting surface. "omega DS " is an angular velocity of the stator based on the mounting surface. "[omega] D " is the output of the angular velocity correction section 51 and corresponds to the angular velocity of the rotor based on the stator as described later.

도 2에 나타낸 바와 같이, 공시체에 접속된 로터에는 공시체 토크 TL과 다이나모미터 토크 TD를 합산한 토크가 작용한다. 이 작용 하에 로터는 각속도 ωDS로 회전한다.As shown in Fig. 2, a torque connected to the specimen acts on the sum of the specimen torque T L and the dynamometer torque T D. Under this action, the rotor rotates at an angular velocity ω DS .

한편, 로터를 회전 가능하게 지지하는 스테이터는, 반작용으로서 로터와는 역방향의 다이나모미터 토크 TD가 작용한다. 또한, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 스테이터는 요동 가능하게 지지되어 있는 동시에, 토크 암 및 로드셀을 통해 설치면에 구속되어 있다. 따라서, 스테이터가 요동하면 스테이터에는 이 요동을 억제하려고 하는 토크가 작용한다. 그리고 이 스테이터의 요동을 억제하려고 하는 토크의 크기는 로드셀의 검출 토크 TR과 동일하다. 따라서, 스테이터에는 로드셀의 검출 토크 TR에서 동력계 토크 TD를 감산한 토크가 작용하고, 이 작용 하에 스테이터는 각속도 ωDS로 요동한다.On the other hand, in the stator for rotatably supporting the rotor, a dynamometer torque T D in the direction opposite to the rotor acts as a reaction. Further, as described with reference to Fig. 1, the stator is supported so as to be swingable, and is constrained to the mounting surface through the torque arm and the load cell. Therefore, when the stator is pivoted, a torque for suppressing the pivoting acts on the stator. The magnitude of the torque to suppress the fluctuation of the stator is equal to the detection torque T R of the load cell. Therefore, a torque obtained by subtracting the dynamometer torque T D from the detection torque T R of the load cell acts on the stator, and under this action, the stator oscillates at the angular speed? DS .

또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 로드셀의 검출 토크 TR은 토크 암의 강성을 나타내는 상수 K와 감쇠 상수 D와 스테이터의 각속도 ωDS를 이용하면, 하기 식 (1)로 표현된다. 하기 식에서 "s"는 라플라스 연산자이다.Further, as shown in Fig. 2, the detection torque T R of the load cell is expressed by the following equation (1) by using the constant K representing the stiffness of the torque arm, the attenuation constant D and the angular velocity ω DS of the stator. In the following equation, "s" is a Laplace operator.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112017003206878-pct00001
(1)
Figure 112017003206878-pct00001
(One)

각속도 보정부(51)는 로드셀의 검출 토크 TR을 이용하여, 설치면을 기준으로 한 로터의 각속도 ωDR(즉, 엔코더의 출력에 해당)을 보정해서, 스테이터를 기준으로 한 로터의 각속도 ωD를 산출한다.The angular velocity correcting section 51 corrects the angular velocity ω DR of the rotor (that is, the output of the encoder) based on the mounting surface by using the detection torque T R of the load cell, and calculates the angular velocity ω D.

상술한 바와 같이, 로드셀의 검출 토크 TR은 토크 암을 특징짓는 강성 상수 K 및 감쇠 상수 D와, 설치면을 기준으로 한 스테이터의 각속도 ωDS를 이용하여 산출할 수 있다. 따라서, 상기 식 (1)을 역으로 풀음으로써 설치면을 기준으로 한 스테이터의 각속도에 대한 추정값 ωDS _hat의 연산식이 얻어진다(하기 식 (2) 참조).As described above, the detection torque T R of the load cell can be calculated using the stiffness constant K and the damping constant D characterizing the torque arm and the angular velocity ω DS of the stator with respect to the mounting surface. Therefore, the equation (1) is obtained by solving the inverse by the estimated value of the angular speed of the stator to the mounting surface based on ω DS _hat the equation (see the following formula (2)).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112017003206878-pct00002
(2)
Figure 112017003206878-pct00002
(2)

각속도 보정부(51)는 설치면을 기준으로 한 로터의 각속도 ωDR에서 설치면을 기준으로 한 스테이터의 각속도의 추정값 ωDS _hat을 감산함으로써, 스테이터를 기준으로 한 로터의 각속도 ωD를 산출한다(하기 식 (3) 참조).The angular velocity correcting section 51 calculates the angular velocity ω D of the rotor based on the stator by subtracting the estimated value ω DS _hat of the angular velocity of the stator from the angular velocity ω DR of the rotor based on the mounting surface (See the following formula (3)).

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112017003206878-pct00003
(3)
Figure 112017003206878-pct00003
(3)

벡터 제어부(52)는 로드셀의 검출 토크 TR이 도시되지 않은 처리에 의해 정해진 토크 지령 TD_REF가 되도록, 상기 각속도 보정부(51)에 의해 산출된 로터의 각속도 ωD를 이용하여 인버터의 벡터 제어를 수행한다.The vector control unit 52 controls the vector control of the inverter by using the angular speed? D of the rotor calculated by the angular velocity correction unit 51 so that the detection torque T R of the load cell becomes the torque command T D_REF determined by a process .

다음으로, 도 3 및 도 4를 참조하면서, 이상과 같은 요동식 다이나모미터 시스템의 효과에 대해 설명한다.Next, the effects of the above-described swing type dynamometer system will be described with reference to Figs. 3 and 4. Fig.

도 3은 엔코더에 의해 검출된 각속도를 각속도 보정부에 의해 보정하고, 이 보정된 각속도를 이용하여 토크 제어를 수행한 경우(이하, 단지 「실시예」라 함)의 시뮬레이션 결과이다.3 is a simulation result in the case where the angular velocity detected by the encoder is corrected by the angular velocity correcting section and the torque control is performed using the corrected angular velocity (hereinafter simply referred to as "embodiment").

도 4는 상술한 바와 같은 보정을 거치지 않고 엔코더에 의해 검출된 각속도를 그대로 이용하여 토크 제어를 수행한 경우(이하, 단지 「비교예」라 함)의 시뮬레이션 결과이다.4 is a simulation result in the case where the torque control is performed by using the angular velocity detected by the encoder without performing the correction as described above (hereinafter, simply referred to as " comparative example ").

이러한 도 3 및 도 4에 나타낸 시뮬레이션에서는, 시각 0.1[s] 부근에서 토크 지령을 0부터 스텝 형상으로 변화시켰을 때의 다이나모미터의 출력 토크(로드셀의 검출 토크)의 변화를 측정하였다. 이 시뮬레이션에서는 다이나모미터로서 유도기를 이용하고, 슬립 주파수형(周波數型) 벡터 제어에 의해 토크 제어를 수행하였다.In the simulations shown in Figs. 3 and 4, a change in the output torque (detection torque of the load cell) of the dynamometer was measured when the torque command was changed from zero to a step shape near the time of 0.1 [s]. In this simulation, a torque control is performed by using an inductor as a dynamometer and a slip frequency type vector control.

비교예에서는 설치면을 기준으로 한 로터의 각속도를 벡터 제어에 이용하고 있기 때문에, 스테이터가 요동하면 토크 제어에 동요가 생긴다. 이 때문에, 도 4에 나타낸 바와 같이, 스텝 형상으로 변화하는 토크 지령에 대해, 다이나모미터의 출력 토크는 오버슈트(overshoot) 또는 진동적인 거동을 나타낸다.In the comparative example, since the angular speed of the rotor based on the mounting surface is used for the vector control, fluctuation occurs in the torque control when the stator oscillates. For this reason, as shown in Fig. 4, the output torque of the dynamometer shows an overshoot or an oscillatory behavior with respect to a torque command changing in a step shape.

실시예에서는 엔코더에 의해 검출되는 각속도를 보정하여 스테이터를 기준으로 한 로터의 각속도를 산출하고, 이를 벡터 제어에 이용하고 있다. 이 때문에, 도 3과 도 4를 비교하여 알 수 있듯이, 다이나모미터의 출력 토크의 변동은 비교예보다 작게 억제된다. 즉, 실시예에 의하면, 설치면을 기준으로 한 로터의 각속도를 검출하는 엔코더를 이용하면서, 높은 정밀도의 토크 제어가 가능하다는 것이 밝혀졌다.In the embodiment, the angular velocity detected by the encoder is corrected to calculate the angular velocity of the rotor based on the stator, and this is used for vector control. Therefore, as can be seen from comparison between Fig. 3 and Fig. 4, the fluctuation of the output torque of the dynamometer is suppressed to be smaller than that of the comparative example. That is, according to the embodiment, it has been found that high precision torque control is possible while using an encoder that detects the angular velocity of the rotor based on the mounting surface.

1: 다이나모미터 시스템
2: 다이나모미터
21: 스테이터
22: 로터
26: 토크 암
28: 로드셀(하중 검출기)
29: 엔코더(로터 속도 검출기)
5: 토크 제어기(제어수단)
6: 설치면1: Dynamometer system
2: Dynamometer
21:
22: Rotor
26: Torque arm
28: Load cell (load detector)
29: Encoder (rotor speed detector)
5: Torque controller (control means)
6: Mounting surface

Claims (2)

설치면(6)에 대하여 요동 가능하게 지지된 스테이터(21) 및 상기 스테이터(21)에 회전 가능하게 지지된 로터(22)를 구비한 다이나모미터(2);
상기 설치면(6)을 기준으로 한 상기 로터(22)의 속도(ωDR)를 검출하는 로터 속도 검출기(29); 및
상기 스테이터(21)에서 반경방향으로 연장되는 암(26)과 상기 설치면(6) 사이에 작용하는 하중(TR)을 검출하는 하중 검출기(28)를 구비한 요동식 다이나모미터 시스템(1)으로서,
상기 로터 속도 검출기(29)에 의해 검출되는 상기 로터(22)의 속도(ωDR)에서, 상기 하중 검출기(28)의 출력(TR)에 기초하여 산출되는 상기 설치면(6)을 기준으로 한 상기 스테이터(21)의 속도(ωDS)를 감산함으로써, 상기 스테이터(21)를 기준으로 한 상기 로터(22)의 속도인 스테이터 기준 속도(ωD)를 추정하고, 상기 추정된 스테이터 기준 속도(ωD)를 이용하여 상기 다이나모미터(2)를 제어하는 제어수단(5)을 구비하는 것을 특징으로 하는 요동식 다이나모미터 시스템.
A dynamometer (2) having a stator (21) swingably supported on an installation surface (6) and a rotor (22) rotatably supported on the stator (21);
A rotor speed detector (29) for detecting the speed (? DR ) of the rotor (22) with respect to the mounting surface (6); And
And a load detector (28) for detecting a load (T R ) acting between the arm (26) extending in the radial direction of the stator (21) and the mounting surface (6) As a result,
(6) calculated on the basis of the output (T R ) of the load detector (28) at the speed (? DR ) of the rotor (22) detected by the rotor speed detector Estimates a stator reference speed omega D that is the speed of the rotor 22 with respect to the stator 21 by subtracting the speed omega DS of the one stator 21 from the estimated stator reference speed omega, and a control means (5) for controlling said dynamometer (2) by using a frequency (? D ).
설치면(6)에 대하여 요동 가능하게 지지된 스테이터(21) 및 상기 스테이터(21)에 회전 가능하게 지지된 로터(22)를 구비한 다이나모미터(2);
상기 로터(22)의 상기 설치면(6)을 기준으로 한 속도(ωDR)를 검출하는 로터 속도 검출기(29); 및
상기 스테이터(21)에서 반경방향으로 연장되는 암(26)과 상기 설치면(6) 사이에 작용하는 하중(TR)을 검출하는 하중 검출기(28)를 구비한 요동식 다이나모미터 시스템(1)의 제어 방법으로서,
상기 로터 속도 검출기(29)에 의해 검출되는 상기 로터(22)의 속도(ωDR)에서, 상기 하중 검출기(28)의 출력(TR)에 기초하여 산출되는 상기 설치면(6)을 기준으로 한 상기 스테이터(21)의 속도(ωDS)를 감산함으로써, 상기 스테이터(21)를 기준으로 한 상기 로터(22)의 속도인 스테이터 기준 속도(ωD)를 추정하고, 상기 추정된 스테이터 기준 속도(ωD)를 이용하여 상기 다이나모미터(2)를 제어하는 것을 특징으로 하는 요동식 다이나모미터 시스템의 제어 방법.A dynamometer (2) having a stator (21) swingably supported on an installation surface (6) and a rotor (22) rotatably supported on the stator (21);
A rotor speed detector 29 for detecting a speed DR based on the mounting surface 6 of the rotor 22; And
And a load detector (28) for detecting a load (T R ) acting between the arm (26) extending in the radial direction of the stator (21) and the mounting surface (6) As control method,
(6) calculated on the basis of the output (T R ) of the load detector (28) at the speed (? DR ) of the rotor (22) detected by the rotor speed detector Estimates a stator reference speed omega D that is the speed of the rotor 22 with respect to the stator 21 by subtracting the speed omega DS of the one stator 21 from the estimated stator reference speed omega, (2) is controlled by using the damping coefficient (? D ) of the dynamometer (2).
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