KR101978118B1 - Apparatus for controlling mdps with induction motor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치에 관한 것으로, 고정자에 인가된 교류 전압에 의한 전자 유도 현상을 통해 구동되는 유도전동기, 유도전동기를 구동시키기 위한 지령전류를 연산하는 지령전류 연산부, 지령전류 연산부에서 연산된 지령전류에 대응되는 지령전압을 연산하는 지령전압 연산부, 지령전압 연산부에서 연산된 지령전압에 대응되는 교류 전압을 유도전동기로 공급하는 전원공급부 및 유도전동기의 속도를 측정하는 엔코더를 포함하고, 지령전류 연산부는 유도전동기의 속도를 입력받아 유도전동기의 속도에 기초하여 지령전류를 연산하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 유도전동기 동작에 필요한 지령전류 및 슬립 주파수의 산정시에 유도전동기 속도를 피드백하여 반영함으로써 유도전동기 적용으로 발생하는 비선형 슬립을 보상할 수 있다.The present invention relates to an MDPS controller to which an induction motor is applied. The MDPS controller includes an induction motor driven by electromagnetic induction by an AC voltage applied to a stator, a command current calculator for calculating a command current for driving the induction motor, A power supply unit for supplying an AC voltage corresponding to the command voltage calculated by the command voltage calculation unit to the induction motor, and an encoder for measuring the speed of the induction motor, And the command current arithmetic unit receives the speed of the induction motor and calculates the command current based on the speed of the induction motor. According to the present invention, it is possible to compensate for the non-linear slip occurring in the induction motor application by reflecting the induction motor speed at the time of calculating the command current and the slip frequency necessary for the induction motor operation.

Description

유도전동기가 적용된 ＭＤＰＳ 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING MDPS WITH INDUCTION MOTOR}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an MDPS controller having an induction motor,

본 발명은 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 MDPS에 장착되는 고가의 희토류 모터 대신 유도전동기로 대체하는 경우에 발생하는 유도전동기 부하에 따른 비선형 슬립을 보상함으로써 MDPS의 토크리플을 저감시키는 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an MDPS control apparatus to which an induction motor is applied, more specifically, to compensate for nonlinear slip caused by an induction motor load generated by replacing an expensive rare earth motor mounted on an MDPS with an induction motor, To an MDPS controller to which an induction motor is applied.

종래의 MDPS(Motor Driven Power Steering)의 경우 구동 모터로는 SPM(Surface-mounted Permanent Magnet) 또는 IPM(Internally-mounted Permanent Magnet)형 모터가 주류를 이루고 있었다.In the case of conventional motor driven power steering (MDPS), a mainstream type of motor is a surface-mounted permanent magnet (SPM) or an internally-mounted permanent magnet (IPM) type motor.

그러나 전술한 SPM 또는 IPM과 같은 희토류 모터는 고가 장비로서 최근 들어 희토류 가격의 인상에 따라 비희토류 모터를 적용하기 위해 유도전동기(Induction Motor) 또는 릴럭턴스 모터(Reluctance Motor)를 MDPS에 적용하기 위한 연구가 활발해지고 있다.However, rare-earth motors such as SPM or IPM mentioned above are expensive equipments. Recently, in order to apply rare-earth motors according to the increase of the rare earth price, researches for applying induction motor or reluctance motor to MDPS Is becoming active.

유도전동기는 고정자(스테이터)에 인가된 교류 전압에 의한 전자 유도 현상을 통해 회전자(로터)에 전류를 발생시킴으로써 구동되기 때문에 고정자에 인가된 교류 전압의 주파수와 회전자가 회전하는 실제 주파수는 동일하지 않고, 유도전동기를 MDPS에 적용할 경우에는 주파수의 차이로 인한 슬립이 발생한다.Since the induction motor is driven by generating a current in the rotor (rotor) through electromagnetic induction by the AC voltage applied to the stator (stator), the frequency of the alternating voltage applied to the stator and the actual frequency at which the rotor rotates are not the same When the induction motor is applied to the MDPS, the slip due to the frequency difference occurs.

따라서 유도전동기를 MDPS에 적용하기 위해서 유도전동기에서 발생하는 슬립을 고려하여 유도전동기 구동에 필요한 토크를 연산해야 하며, 종래에는 유도전동기의 슬립 특성을 선형적으로 예측하여 필요한 토크를 연산하였다.Therefore, in order to apply the induction motor to the MDPS, the torque required for driving the induction motor must be calculated in consideration of the slip occurring in the induction motor. Conventionally, the required torque is calculated by linearly predicting the slipping characteristic of the induction motor.

그러나 실제 슬립 특성은 부하, 회전수 및 온도 등에 따라 비선형적으로 나타나기 때문에 슬립 특성을 선형적으로 예측하는 것은 제한된 사이즈 내에서 최대 토크로 운전해야 하는 MDPS 특성상 슬립에 오차가 발생하면 MDPS 제어가 불안정해질 수 있는 문제가 있었다.However, since slip characteristics appear nonlinearly according to load, rotation speed, and temperature, linear prediction of slip characteristics is required when MDPS control becomes unstable when slip error occurs due to the characteristics of MDPS, which must be operated with maximum torque within a limited size There was a problem.

더불어 유도전동기의 슬립에 오차가 발생하면 유도전동기에 입력되는 전류의 최소값으로 최대의 토크를 발생시키기 위한 MTPA(Maximum Torque Per Ampere) 운전 효율이 떨어진다는 문제가 있었다.
In addition, when an error occurs in the slip of the induction motor, there is a problem that the efficiency of the MTPA (Maximum Torque Per Ampere) operation for generating the maximum torque as the minimum value of the current input to the induction motor is low.

본 발명과 관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 10-2011-0058074 호(2011.06.01.공개, 발명의 명칭 : AC 전동 지게차용 유도전동기의 최대 운전효율 제어방법)가 있다.
As a prior art related to the present invention, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0058074 (published on Jun. 1, 2011, entitled "Maximum operation efficiency control method of induction motor for AC electric forklift truck") is available.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, MDPS에 장착되는 고가의 희토류 모터 대신 유도전동기로 대체하는 경우에 발생하는 유도전동기 부하에 따른 비선형 슬립을 입력 전류, 주변 온도 및 유도전동기의 속도를 반영하여 보상함으로써 MDPS의 토크리플을 저감시키는 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
Disclosure of the Invention The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a nonlinear slip according to an induction motor load generated when an induction motor is substituted for an expensive rare- And an induction motor for reducing the torque ripple of the MDPS.

본 발명의 일 측면에 따른 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치는 고정자에 인가된 교류 전압에 의한 전자 유도 현상을 통해 구동되는 유도전동기; 상기 유도전동기를 구동시키기 위한 지령전류를 연산하는 지령전류 연산부; 상기 지령전류 연산부에서 연산된 상기 지령전류에 대응되는 지령전압을 연산하는 지령전압 연산부; 상기 지령전압 연산부에서 연산된 상기 지령전압에 대응되는 교류 전압을 상기 유도전동기로 공급하는 전원공급부; 및 상기 유도전동기의 속도를 측정하는 엔코더를 포함하고, 상기 지령전류 연산부는 상기 유도전동기의 속도를 입력받아 상기 유도전동기의 속도에 기초하여 상기 지령전류를 연산하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling an MDPS to which an induction motor is applied includes an induction motor driven by electromagnetic induction by an AC voltage applied to a stator; A command current calculator for calculating a command current for driving the induction motor; A command voltage calculator for calculating a command voltage corresponding to the command current calculated by the command current calculator; A power supply unit for supplying an AC voltage corresponding to the command voltage calculated by the command voltage calculation unit to the induction motor; And an encoder for measuring the speed of the induction motor. The command current calculation unit receives the speed of the induction motor, and calculates the command current based on the speed of the induction motor.

본 발명은 상기 지령전류, 주변 온도 및 상기 유도전동기의 속도를 입력받아 상기 지령전류, 상기 주변 온도 및 상기 유도전동기의 속도에 기초하여 상기 유도전동기로 공급되는 지령전압의 출력 주파수를 연산하는 주파수 연산부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is a motor control apparatus for a motor, comprising: a frequency calculator for calculating an output frequency of a command voltage supplied to the induction motor based on the command current, the ambient temperature, and the speed of the induction motor, And further comprising:

본 발명에서 상기 지령전압 연산부는 상기 주파수 연산부에 의해 연산된 상기 출력 주파수를 추가로 입력받아 상기 지령전압을 연산하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the command voltage calculator further receives the output frequency calculated by the frequency calculator to calculate the command voltage.

본 발명에서 상기 주파수 연산부는 상기 지령전류가 낮아질수록 상기 출력 주파수는 낮아지도록 연산하고, 상기 주변 온도가 낮아질수록 상기 출력 주파수는 낮아지도록 연산하며, 상기 유도전동기의 속도가 낮아질수록 상기 출력 주파수는 낮아지도록 연산하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the frequency calculator calculates the output frequency to be lower as the command current decreases, and decreases the output frequency as the ambient temperature decreases. The output frequency decreases as the speed of the induction motor decreases So as to perform the arithmetic operation.

본 발명에서 상기 지령전류 연산부는 토크 입력, 스티어링 휠의 각도, 차량의 속도 및 상기 유도전동기의 속도에 기초하여 지령토크를 연산하는 토크 연산부; 및 상기 토크 연산부에서 연산된 상기 지령토크에 대응되는 상기 지령전류를 생성하는 토크-전류 변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the command current arithmetic unit may include a torque arithmetic unit for calculating an instruction torque based on a torque input, an angle of a steering wheel, a speed of the vehicle, and a speed of the induction motor; And a torque-current converting unit for generating the command current corresponding to the command torque calculated by the torque calculating unit.

본 발명에서 상기 지령전압 연산부는 상기 지령전류에 대응되는 상기 지령전압을 생성하는 전류-전압 변환부; 및 상기 전류-전압 변환부에서 생성된 상기 지령전압을 3상의 지령전압으로 변환하는 2상-3상 변환부와 상기 유도전동기로 입력되는 3상 전류를 2상의 지령전류로 변환하는 3상-2상 변환부를 포함하는 좌표변환부를 포함하는 것을 특징으로한다.In the present invention, the command voltage arithmetic unit may include: a current-voltage converter for generating the command voltage corresponding to the command current; And a three-phase-to-three phase inverter for converting the three-phase current input to the induction motor into a two-phase command current, and a two-phase-to-three phase inverter for converting the command voltage generated by the current- And a coordinate conversion unit including a phase conversion unit.

본 발명에서 상기 지령전압 연산부는 상기 지령전류 연산부에서 연산된 상기 지령전류를 입력받고 상기 3상-2상 변환부에서 변환된 2상의 지령전류를 피드백받아 상기 지령전류의 오차를 제어하는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the command voltage arithmetic unit receives the command current calculated by the command current arithmetic unit and controls the error of the command current by feeding back the two-phase command current converted by the three-phase to two- do.

본 발명에 따르면, 유도전동기를 MDPS에 적용할 때 입력 전류, 주변 온도 및 유도전동기 속도를 입력값으로 하는 테이블에 기초하여 슬립 주파수를 산정함으로써, 유도전동기 적용으로 발생하는 비선형 슬립을 보상할 수 있다.According to the present invention, when the induction motor is applied to the MDPS, the slip frequency is calculated based on the table having the input current, the ambient temperature, and the induction motor speed as input values, thereby compensating for the nonlinear slip caused by the application of the induction motor .

또한 본 발명은 임의의 토크를 발생시키기 위해 작은 전류를 인가하는 MTPA(Maximum Torque Per Amprer) 운전이 가능하다.
Also, the present invention is capable of MTPA (Maximum Torque Per Amplifier) operation in which a small current is applied in order to generate an arbitrary torque.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치를 나타내는 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치의 지령전류 연산부를 구체화한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치의 지령전압 연산부를 구체화한 블록 구성도이다.1 is a block diagram illustrating an MDPS controller to which an induction motor according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an instruction current calculation unit of an MDPS control apparatus to which an induction motor according to an embodiment of the present invention is applied.
3 is a block diagram illustrating an instruction voltage operating unit of an MDPS controller to which an induction motor is applied according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an MDPS controller to which an induction motor according to an embodiment of the present invention is applied will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치를 나타내는 블록 구성도이다.1 is a block diagram illustrating an MDPS controller to which an induction motor according to an embodiment of the present invention is applied.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치의 지령전류 연산부를 구체화한 블록 구성도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating an instruction current calculation unit of an MDPS control apparatus to which an induction motor according to an embodiment of the present invention is applied.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치의 지령전압 연산부를 구체화한 블록 구성도이다.3 is a block diagram illustrating an instruction voltage operating unit of an MDPS controller to which an induction motor is applied according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치는 지령전류 연산부(10), 주파수 연산부(20), 지령전압 연산부(30), 전원공급부(40), 유도전동기(50) 및 엔코더(60)를 포함한다.1 to 3, an MDPS controller including an induction motor includes a command current calculation unit 10, a frequency calculation unit 20, a command voltage calculation unit 30, a power supply unit 40, an induction motor 50, and an encoder 60).

지령전류 연산부(10)는 유도전동기(50)를 구동시키는데 필요한 지령전류값을 연산하며, 도 2에 도시된 바와 같이 토크 연산부(12) 및 토크-전류 변환부(14)를 포함한다.The command current calculation unit 10 calculates a command current value required to drive the induction motor 50 and includes a torque calculation unit 12 and a torque-current conversion unit 14 as shown in FIG.

지령전류값을 연산하기 위해서 토크 연산부(12)는 토크 센서(미도시)로부터 운전자에 의한 토크 입력을 입력받고, 조향각 센서(미도시)로부터 스티어링 휠의 각도를 입력받고, 속도 센서(미도시)로부터 차량의 현재 속도를 입력받는다.In order to calculate the command current value, the torque calculating unit 12 receives a torque input by a driver from a torque sensor (not shown), inputs an angle of the steering wheel from a steering angle sensor (not shown) The current speed of the vehicle.

특히 본 실시예에서 토크 연산부(12)는 후술하는 엔코더(60)로부터 유도전동기(50)의 속도를 추가로 입력받아 전술한 요인들에 기초하여 지령토크를 연산한다.Particularly, in the present embodiment, the torque calculating section 12 further receives the speed of the induction motor 50 from the encoder 60 to be described later and calculates the command torque based on the aforementioned factors.

다음으로 토크-전류 변환부(14)는 토크 연산부(12)에서 연산된 지령토크를 유도전동기(50) 구동에 필요한 지령전류로 변환한다.Next, the torque-current converting section 14 converts the command torque calculated by the torque calculating section 12 into a command current necessary for driving the induction motor 50. [

주파수 연산부(20)는 지령전류 연산부(10)에서 연산된 지령전류를 입력받아 후술하는 지령전압의 출력 주파수를 연산하는데, 특히 본 실시예에서는 온도 센서(미도시)를 통해 측정한 주변 온도 및 유도전동기(50)의 속도를 추가로 입력받아 유도전동기(50)의 속도를 고려하여 지령전압의 출력 주파수를 연산한다.The frequency calculator 20 receives the command current calculated by the command current calculator 10 and calculates an output frequency of a command voltage to be described later. In this embodiment, in particular, the ambient temperature measured through a temperature sensor (not shown) The speed of the electric motor 50 is further input, and the output frequency of the command voltage is calculated in consideration of the speed of the induction motor 50.

즉, 주파수 연산부(20)는 유도전동기(50)를 구동시키는데 필요한 지령전류, 주변 온도 및 유도전동기(50)의 속도에 따른 실제 회전수에 대응되는 지령전압의 출력 주파수에 관한 테이블을 저장하고 있어, 각 요소의 측정값에 따라서 출력 주파수를 연산한다. 출력 주파수에 관한 테이블은 지령전류, 주변 온도 및 유도전동기(50)의 속도간의 인과관계를 이용한 비선형 특징을 갖도록 구성된다.That is, the frequency calculator 20 stores a table related to the command current, the ambient temperature, and the output frequency of the command voltage corresponding to the actual number of rotations according to the speed of the induction motor 50, which are required to drive the induction motor 50 , And the output frequency is calculated according to the measured value of each element. The table regarding the output frequency is configured to have a non-linear characteristic using a causal relationship between the command current, the ambient temperature, and the speed of the induction motor 50. [

구체적으로 지령전류, 주변 온도 및 유도전동기(50)의 속도와 출력 주파수의 대응관계를 살펴보면, 지령전류가 낮아질수록 출력 주파수는 낮아지도록 대응되어 있는데, 지령전류가 낮아질수록 유도전동기(50)의 고정자와 회전자 간에 발생하는 전자 유도가 적어서 유도전동기(50)에 발생하는 슬립 또한 줄어들기 때문이다.Specifically, the correspondence relationship between the command current, the ambient temperature, and the output frequency of the induction motor 50 is such that the output frequency is lowered as the command current is lowered. As the command current is lowered, And the slip generated in the induction motor 50 is also reduced.

그리고 주변 온도가 낮아질수록 출력 주파수는 낮아지도록 대응되어 있는데, 주변 온도가 낮아질수록 유도전동기(50)의 회전자 저항이 작아져서 유도전동기(50)에 발생하는 슬립이 줄어들기 때문이다.The lower the ambient temperature, the lower the rotor resistance of the induction motor 50, and the less the slip generated in the induction motor 50, the lower the output frequency becomes.

마찬가지로 유도전동기(50)의 속도가 낮을수록 유도전동기(50)에 발생하는 슬립 또한 줄어들기 때문에 유도전동기(50)의 속도가 낮을수록 출력 주파수는 낮아지도록 대응되어 있다.Likewise, as the speed of the induction motor 50 decreases, the slip generated in the induction motor 50 also decreases, so that the output frequency decreases as the speed of the induction motor 50 decreases.

따라서 본 실시예는 유도전동기(50)에 입력되는 지령전류, 주변 온도 및 유도전동기(50)의 구동에 따른 출력(속도)을 피드백받아 실시간으로 반영하여 유도전동기(50)로 입력되는 교류 전압을 제어하기 때문에, 유도전동기(50)에 발생한 슬립을 실시간으로 보상하여 최소의 전류로 최대의 토크(MTPA, Maximum Torque Per Ampere)를 발생시킬 수 있다.Therefore, in this embodiment, the command current, the ambient temperature, and the output (speed) of the induction motor 50 that are input to the induction motor 50 are fed back in real time to reflect the AC voltage input to the induction motor 50 The slip generated in the induction motor 50 can be compensated in real time to generate the maximum torque (MTPA) with the minimum current.

주파수 연산부(20)는 전술한 바와 같이 지령전류 연산부(10)로부터 지령전류를 입력받고, 온도 센서를 통해 주변 온도를 입력받으며, 유도전동기(50)의 속도를 후술하는 엔코더(60)로부터 입력받아서 입력값에 대응되는 출력 주파수를 연산하여 지령전압 연산부(30)로 전달한다.The frequency calculator 20 receives the command current from the command current calculator 10 and receives the ambient temperature through the temperature sensor. The frequency calculator 20 receives the speed of the induction motor 50 from an encoder 60 Calculates an output frequency corresponding to the input value, and transmits the calculated output frequency to the command voltage calculating unit (30).

지령전압 연산부(30)는 지령전류 연산부(10)에서 연산된 지령전류 및 주파수 연산부(20)에서 연산된 출력 주파수를 입력받아 유도전동기(50)를 구동시키기 위한 지령전압을 연산하며, 도 3에 도시된 바와 같이 전류-전압 변환부(32) 및 좌표변환부(34)를 포함하고, 좌표변환부(34)는 2상-3상 변환부(34a)와 3상-2상 변환부(34b)를 포함한다.The command voltage calculator 30 receives the command current calculated by the command current calculator 10 and the output frequency calculated by the frequency calculator 20 to calculate a command voltage for driving the induction motor 50, And a coordinate conversion unit 34. The coordinate conversion unit 34 includes a current-voltage conversion unit 32 and a coordinate conversion unit 34. The coordinate conversion unit 34 includes a two-phase to three-phase conversion unit 34a and a three- ).

지령전압을 연산하기 위해서 전류-전압 변환부(32)는 지령전류 연산부(10)에서 연산된 지령전류를 유도전동기(50) 구동에 필요한 지령전압으로 변환한다. 이 때 지령전압 연산부(30)는 후술하는 3상-2상 변환부(34b)의 출력인 2상의 지령전류를 피드백 받아 지령전류 연산부(10)에서 연산된 지령전류에 대한 오차를 제어한다.In order to calculate the command voltage, the current-voltage converter 32 converts the command current calculated by the command current calculator 10 into a command voltage required for driving the induction motor 50. At this time, the command voltage calculation unit 30 controls the error with respect to the command current calculated by the command current calculation unit 10 by receiving the command current of the two phases, which is the output of the three-phase to two-phase conversion unit 34b described later.

그리고 2상-3상 변환부(34a)는 전류-전압 변환부(32)에서 출력되는 2상 지령전압을 입력받아 유도전동기(50) 구동을 위한 3상의 지령전압으로 변환한다. 특히 본 실시예에서 2상-3상 변환부(34a)는 지령전류, 주변 온도 및 유도전동기(50)의 속도를 기초로 하여 연산한 출력 주파수를 입력받아, 이 출력 주파수를 기초로 3상의 지령전압으로 변환한다.The two-phase-to-three-phase converter 34a receives the two-phase command voltage output from the current-voltage converter 32 and converts the two-phase command voltage into a three phase command voltage for driving the induction motor 50. [ In particular, in the present embodiment, the two-phase to three-phase converter 34a receives the output frequency calculated based on the command current, the ambient temperature, and the speed of the induction motor 50, Voltage.

3상-2상 변환부(34b)는 유도전동기(50)로 입력되는 3상 전류를 2상의 지령전류로 변환하고, 지령전압 연산부(30)에서는 2상의 지령전류를 피드백받아서 지령전류 연산부(10)에서 연산된 지령전류의 오차를 제어한다.The 3-phase-to-2 phase converter 34b converts the 3-phase current input to the induction motor 50 into a 2-phase command current. The command voltage calculator 30 receives the 2-phase command current, ) Of the command current.

전원공급부(40)는 지령전압 연산부(30)에서 연산된 3상의 지령전압 크기를 갖고 주파수 연산부(20)에서 연산된 출력 주파수를 갖는 교류 전압을 유도전동기(50)로 공급한다.The power supply unit 40 supplies an AC voltage having a command voltage magnitude of 3 phases calculated by the command voltage calculation unit 30 and having an output frequency calculated by the frequency calculation unit 20 to the induction motor 50. [

유도전동기(50)는 전원공급부(40)로부터 지령전류, 주변 온도 및 유도전동기(50)의 속도에 기초하여 연산된 출력 주파수를 갖는 3상의 지령전압을 고정자로 공급받아, 교류 전압에 의한 전자 유도 현상을 통해 회전자에 전류를 발생시킴으로써 구동된다.The induction motor 50 receives a three-phase command voltage having an output frequency calculated based on the command current, the ambient temperature, and the speed of the induction motor 50 from the power supply unit 40, And is driven by generating current in the rotor through development.

그리고 엔코더(60)는 유도전동기(50)의 속도를 측정하는 장치로서, 본 실시예에 따른 MDPS 제어장치는 유도전동기(50)의 구동으로 발생하는 비선형 슬립을 보상하기 위해서 엔코더(60)를 통해 측정한 유도전동기(50)의 속도를 반영하여 유도전동기(50)를 구동시키기 위한 지령전류 및 출력 주파수를 연산한다.
The encoder 60 is an apparatus for measuring the speed of the induction motor 50. The MDPS controller according to the present embodiment controls the encoder 60 to compensate for the nonlinear slip generated by driving the induction motor 50 And calculates the command current and the output frequency for driving the induction motor 50 in accordance with the velocity of the induction motor 50 measured.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.An operation of the MDPS controller having the above-described structure according to an embodiment of the present invention will now be described.

유도전동기(50)는 고정자에 인가된 교류 전압에 의한 전자 유도 현상을 통해 회전자에 전류를 발생시킴으로써 구동되기 때문에 고정자에 인가된 교류 전압의 주파수와 회전자의 실제 회전 주파수에는 차이가 발생하고, 유도전동기(50)를 MDPS에 적용할 경우에 전술한 주파수 차이로 인해서 비선형 슬립이 발생한다.Since the induction motor 50 is driven by generating a current in the rotor through electromagnetic induction by the AC voltage applied to the stator, a difference occurs between the frequency of the AC voltage applied to the stator and the actual rotation frequency of the rotor, When the induction motor 50 is applied to the MDPS, non-linear slip occurs due to the frequency difference described above.

따라서 본 실시예에서는 출력 주파수 산정시에 지령전류, 주변 온도 및 유도전동기(50)의 속도를 입력값으로 하는 테이블에 기초하여 출력 주파수를 결정함으로써 비선형 슬립을 보상하고 토크 리플을 저감시킨다.Therefore, in the present embodiment, the nonlinear slip is compensated and the torque ripple is reduced by determining the output frequency based on the table having the command current, the ambient temperature, and the speed of the induction motor 50 as the input values at the time of calculating the output frequency.

즉, 유도전동기(50)의 구동에 필요한 토크를 연산하고 지령전류를 연산하는 과정에서 지령전류 연산부(10)는 유도전동기(50)의 속도에 기초하여 지령전류를 연산하고, 유도전동기(50)의 구동에 필요한 교류 전압의 출력 주파수를 연산하는 과정에서 주파수 연산부(20)는 지령전류 뿐만 아니라 주변 온도 및 유도전동기(50)의 속도에 기초하여 지령전압의 출력 주파수를 연산한다.That is, in the process of calculating the torque required for driving the induction motor 50 and calculating the command current, the command current arithmetic unit 10 calculates the command current based on the speed of the induction motor 50, The frequency calculating unit 20 calculates the output frequency of the command voltage based on the ambient temperature and the speed of the induction motor 50 as well as the command current.

본 실시예에 따르면, 유도전동기(50)를 MDPS에 적용할 때 입력 전류, 주변 온도 및 유도전동기(50) 속도를 입력값으로 하는 테이블에 기초하여 슬립 주파수를 산정함으로써, 유도전동기(50) 적용으로 발생하는 비선형 슬립을 보상할 수 있다.According to the present embodiment, when the induction motor 50 is applied to the MDPS, the slip frequency is calculated based on the table having the input current, the ambient temperature, and the speed of the induction motor 50 as input values, Can be compensated for.

또한 본 실시예는 임의의 토크를 발생시키기 위해 작은 전류를 인가하는 MTPA(Maximum Torque Per Amprer) 운전이 가능하다.
Also, the present embodiment is capable of MTPA (Maximum Torque Per Amplifier) operation in which a small current is applied in order to generate an arbitrary torque.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 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 taken by way of limitation, I will understand. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

10: 지령전류 연산부 12: 토크 연산부
14: 토크-전류 변환부 20: 주파수 연산부
30: 지령전압 연산부 32: 전류-전압 변환부
34: 좌표변환부 34a: 2상-3상 변환부
34b: 3상-2상 변환부10: command current calculation unit 12: torque calculation unit
14: torque-current converting unit 20: frequency calculating unit
30: command voltage calculation unit 32: current-voltage conversion unit
34: Coordinate transformation unit 34a: Two-phase-three-phase transformation unit
34b: a 3-phase-to-

Claims (7)

고정자에 인가된 교류 전압에 의한 전자 유도 현상을 통해 구동되는 유도전동기;
상기 유도전동기를 구동시키기 위한 지령전류를 연산하는 지령전류 연산부;
상기 지령전류 연산부에서 연산된 상기 지령전류에 대응되는 지령전압을 연산하는 지령전압 연산부;
상기 지령전압 연산부에서 연산된 상기 지령전압에 대응되는 교류 전압을 상기 유도전동기로 공급하는 전원공급부; 및
상기 유도전동기의 속도를 측정하는 엔코더를 포함하고,
상기 지령전류 연산부는 상기 유도전동기의 속도를 입력받아 상기 유도전동기의 속도에 기초하여 상기 지령전류를 연산하되,
상기 지령전류, 주변 온도 및 상기 유도전동기의 속도를 입력받아 상기 지령전류, 상기 주변 온도 및 상기 유도전동기의 속도에 기초하여 상기 유도전동기로 공급되는 지령전압의 출력 주파수를 연산하는 주파수 연산부를 더 포함하고,
상기 지령전압 연산부는 상기 주파수 연산부에 의해 연산된 상기 출력 주파수를 추가로 입력받아 상기 지령전압을 연산하며,
상기 주파수 연산부는 상기 지령전류가 낮아질수록 상기 출력 주파수는 낮아지도록 연산하고, 상기 주변 온도가 낮아질수록 상기 출력 주파수는 낮아지도록 연산하며, 상기 유도전동기의 속도가 낮아질수록 상기 출력 주파수는 낮아지도록 연산하는 것을 특징으로 하는 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치.
An induction motor driven through electromagnetic induction by an AC voltage applied to a stator;
A command current calculator for calculating a command current for driving the induction motor;
A command voltage calculator for calculating a command voltage corresponding to the command current calculated by the command current calculator;
A power supply unit for supplying an AC voltage corresponding to the command voltage calculated by the command voltage calculation unit to the induction motor; And
And an encoder for measuring the speed of the induction motor,
Wherein the command current calculation unit receives the speed of the induction motor and calculates the command current based on the speed of the induction motor,
And a frequency calculator for calculating an output frequency of the command voltage supplied to the induction motor based on the command current, the ambient temperature, and the speed of the induction motor, based on the command current, the ambient temperature, and the speed of the induction motor and,
The command voltage calculator further receives the output frequency calculated by the frequency calculator to calculate the command voltage,
Wherein the frequency calculating unit calculates the output frequency to be lower as the command current is lowered and calculates the output frequency to be lower as the ambient temperature is lowered and calculates the output frequency to be lower as the speed of the induction motor is lowered Wherein the induction motor is connected to the motor.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 지령전류 연산부는 토크 입력, 스티어링 휠의 각도, 차량의 속도 및 상기 유도전동기의 속도에 기초하여 지령토크를 연산하는 토크 연산부; 및
상기 토크 연산부에서 연산된 상기 지령토크에 대응되는 상기 지령전류를 생성하는 토크-전류 변환부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치.
The method according to claim 1,
Wherein the command current arithmetic unit comprises: a torque arithmetic unit for calculating an instruction torque based on a torque input, an angle of a steering wheel, a speed of the vehicle, and a speed of the induction motor; And
And a torque-current converting unit for generating the command current corresponding to the command torque calculated by the torque calculating unit,
And an induction motor for driving the induction motor.
제 1항에 있어서,
상기 지령전압 연산부는 상기 지령전류에 대응되는 상기 지령전압을 생성하는 전류-전압 변환부; 및
상기 전류-전압 변환부에서 생성된 상기 지령전압을 3상의 지령전압으로 변환하는 2상-3상 변환부와 상기 유도전동기로 입력되는 3상 전류를 2상의 지령전류로 변환하는 3상-2상 변환부를 포함하는 좌표변환부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치.
The method according to claim 1,
Wherein the command voltage arithmetic unit comprises: a current-voltage converter for generating the command voltage corresponding to the command current; And
A three-phase-to-three phase converter for converting the command voltage generated by the current-voltage converter into a three-phase command voltage, and a three-phase-two phase The coordinate conversion unit
And an induction motor for driving the induction motor.
제 6항에 있어서,
상기 지령전압 연산부는 상기 지령전류 연산부에서 연산된 상기 지령전류를 입력받고 상기 3상-2상 변환부에서 변환된 2상의 지령전류를 피드백받아 상기 지령전류의 오차를 제어하는 것을 특징으로 하는 유도전동기가 적용된 MDPS 제어장치.The method according to claim 6,
Wherein the command voltage arithmetic unit receives the command current calculated by the command current arithmetic unit and controls an error of the command current by feeding back the command current of the two phases converted by the three- The MDPS controller is applied.
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