KR101988088B1 - 모터 구동 제어 방법, 시스템 및 이를 적용한 연료전지 시스템의 압축기 구동 제어 방법 - Google Patents

모터 구동 제어 방법, 시스템 및 이를 적용한 연료전지 시스템의 압축기 구동 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101988088B1
KR101988088B1 KR1020160143494A KR20160143494A KR101988088B1 KR 101988088 B1 KR101988088 B1 KR 101988088B1 KR 1020160143494 A KR1020160143494 A KR 1020160143494A KR 20160143494 A KR20160143494 A KR 20160143494A KR 101988088 B1 KR101988088 B1 KR 101988088B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
torque
command value
current
driving
Prior art date
Application number
KR1020160143494A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180049333A (ko
Inventor
이동훈
류창석
강민수
김성도
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020160143494A priority Critical patent/KR101988088B1/ko
Priority to US15/701,615 priority patent/US10752114B2/en
Priority to JP2017175472A priority patent/JP7107655B2/ja
Priority to EP17191818.8A priority patent/EP3316474B8/en
Priority to CN201710888018.3A priority patent/CN108011552B/zh
Publication of KR20180049333A publication Critical patent/KR20180049333A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101988088B1 publication Critical patent/KR101988088B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/003—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to auxiliary motors, e.g. for pumps, compressors
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/02—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for optimising the efficiency at low load
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3205—Control means therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2045—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for optimising the use of energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/54—Fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/06—Rotor flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/22—Current control, e.g. using a current control loop
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H2001/3236—Cooling devices information from a variable is obtained
    • B60H2001/3238—Cooling devices information from a variable is obtained related to the operation of the compressor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/429—Current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04126—Humidifying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04492—Humidity; Ambient humidity; Water content
    • H01M8/04507—Humidity; Ambient humidity; Water content of cathode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04865—Voltage
    • H01M8/04888—Voltage of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04895—Current
    • H01M8/04917—Current of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02P2205/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the control loops
    • H02P2205/05—Torque loop, i.e. comparison of the motor torque with a torque reference
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations

Abstract

고속용 모터의 저속 구동 구간에서 인버터의 스위칭 손실 및 전류 리플 손실 저감을 통해 모터의 효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 모터 구동 제어 방법 및 시스템이 개시된다. 상기 모터 구동 제어 방법은, 모터의 속도 실측값이 속도 지령값을 추종하도록 모터를 속도 제어하는 모터의 구동 제어 방법으로서, 상기 속도 지령값에 기반하여 상기 모터의 토크를 구동하되 사전 설정된 주기와 듀티로 상기 모터의 토크를 반복적으로 온/오프 구동하는 단계를 포함한다.

Description

모터 구동 제어 방법, 시스템 및 이를 적용한 연료전지 시스템의 압축기 구동 제어 방법{CONTROL METHOD AND SYSTEM FOR MOTOR DRIVING AND CONTROL METHOD FOR AIR COMPRESSER IN FUEL CELL SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 모터 구동 제어 방법, 시스템 및 이를 적용한 연료전지 시스템의 압축기 구동 제어 방법에 관한 것으로, 고속용 모터의 저속 구동 구간에서 인버터의 스위칭 손실 및 전류 리플 손실 저감을 통해 모터의 효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 모터 구동 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.
연료전지 차량은 고온 등판 운전과 같이 연료전지 스택이 고출력으로 운전되는 경우와 같이 냉각성능이 떨어지는 운전 조건에서 연료전지 스택의 운전 온도가 상승하여 공급 연료의 습도 하락이 발생하고 이로 인해 연료전지 스택이 드라이(dry)되어 동일 전류에서의 스택 운전 전압이 강하하게 된다. 이러한 경우 스택 전압 강하에 의해 연료전지 스택의 발열량이 증가하면서 연료전지 운전 온도가 더욱 상승하게 되는 악순환이 발생할 수 있다.
이러한 연료전지 운전 온도가 상승하는 악순환을 방지하기 위해 최근 차량용 연료전지 시스템에서는 공기극(캐소드(cathode))로 공급하는 공기의 압력을 상승시켜 공기극 측의 상대습도를 높이는 제어기술을 적용 중에 있다. 이에, 연료전지 스택의 공기극 측에 공기를 공급하는 공기 압축기의 압축비를 더욱 증가시켜야 할 필요가 있다.
연료전지 스택의 공기극 측으로 공급되는 공기의 압축비를 더욱 증가시켜야 하는 필요성으로 인해 공기 압축기의 압축비를 더욱 증대 시키면서 최대 압력 운전점에서 최대 효율점이 나타나도록 공기 압축기를 설계하게 된다. 이러한 설계는 고유량 고압축비 구간에서 압축기 효율은 상승하지만, 상대적으로 저유량 구간에서 효율이 저하하는 문제가 발생한다. 이에 따라 차량 도심 운전시 주 운전 영역인 저유량 구간에서 공기 압축기 소모 동력이 증가하여 차량 연비에 악영향을 끼치게 되었다.
더욱 구체적으로, 종래에 사용되던 상압형 공기 블로워에 비해 공기 압축비를 더욱 향상시킨 가압형 공기 압축기는 내장된 모터의 구동 속도를 더욱 확대해야 함에 따라 저유량 구간과 고유량 구간 간 모터의 구동속도 차이가 증가하여 공기압축기 자체의 효율 개선이 불리한 단점이 있다. 즉, 가압형 공기 압축기는 모터 회전속도 증가에 따라 고속 운전 영역에서 충분한 전압 마진 확보를 위해 모터 인덕턴스를 감소시키게 되고, 이러한 모터 인덕턴스 감소에 의해 3상 리플 전류가 증가하여 모터/인버터의 효율이 감소되는 것이다. 특히, 상대적으로 작은 출력을 요구하는 저유량 구간에서는 3상 전류가 작고 전류 리플 증가에 의해 효율 감소 효과가 현저하게 나타나게 된다. 즉, 3상 리플 전류는 2차 성분으로 모터 토크에 기여하지 못하며 모터 토크가 작은 저유량 구간에서 3상 사인파 전류 성분 대비 3상 리플 전류량이 상대적으로 크게 나타나기 때문에 고출력 구간 대비 모터/인버터 효율이 감소하게 된다.
또한, 고속 회전을 위해 공기 압축기의 모터 회전에는 에어포일 베어링이 적용되는데, 이 에어포일 베어링은 리프트 상태를 유지하기 위해 일정 속도 이상 회전이 요구된다. 따라서, 에어포일 베어링이 리프트 상태를 유지하기 위한 기준 속도 이하로 모터를 연속 구동하는 경우 에어포일 베어링이 모터 회전축과의 마찰로 소손될 수 있는 문제가 발생한다. 따라서, 이러한 에어포일 베어링의 소손을 방지하기 위해 공기 압축기는 최소 구동속도 제한을 두고 있으며, 이에 따라 연료전지를 저출력으로 운전하여야 하는 경우에도 최소 구동속도 이상 공기 압축기를 구동시켜 불필요한 공기 과급이 발생하게 되어 연료전지 시스템 자체의 효율도 감소하게 된다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2014-0073735 A KR 10-2015-0026265 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 고속 회전 시 최대 효율이 발생하도록 설계된 모터를 저속 구동하는 경우에도 인버터의 스위칭 손실 및 전류 리플 손실 저감을 통해 모터의 효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 모터 구동 제어 방법, 시스템 및 이를 적용한 연료전지 시스템의 압축기 구동 제어 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
모터의 속도 실측값이 속도 지령값을 추종하도록 모터를 속도 제어하는 모터의 구동 제어 방법에 있어서, 상기 속도 지령값에 기반하여 상기 모터의 토크를 구동하되 사전 설정된 주기와 듀티로 상기 모터의 토크를 반복적으로 온/오프 구동하는 단계;
를 포함하는 모터 구동 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 온/오프 구동하는 단계는, 상기 모터의 토크가 온 상태인 경우 상기 모터로 제공되는 구동 전류를 제공하고, 상기 모터의 토크가 오프 상태인 경우 상기 모터로 제공되는 구동전류를 실질적으로 0이 되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 온/오프 구동하는 단계는, 상기 모터의 토크가 오프인 상태에서 상기 구동 전류를 모터로 제공하는 인버터에 포함된 스위칭 소자를 오프 시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 온/오프 구동하는 단계는, 상기 모터의 토크가 오프 상태에서 상기 모터로 인가하는 구동 전압을 상기 모터의 역기전력과 실질적으로 동일해지도록 인버터에 포함된 스위칭 소자의 온/오프 듀티를 조정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 온/오프 구동하는 단계 이전에, 상기 속도 실측값이 상기 속도 지령값을 추종하도록 상기 모터를 구동하기 위한 구동 전류에 대한 전류 지령값을 결정하는 단계; 및 상기 모터에 제공되는 실제 구동 전류가 상기 전류 지령값을 추종하도록 상기 모터를 구동하기 위한 전압 지령값을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전압 지령값을 결정하는 단계는, 상기 모터의 구동 전류 실측값과 상기 전류 지령값 사이의 오차를 적분하는 과정을 포함하는 제어기법을 이용하여 상기 전압 지령값을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전압 지령값을 결정하는 단계는, 상기 온/오프 구동하는 단계에서 상기 모터의 토크가 오프 상태에서 상기 구동 전류 실측값과 상기 전류 지령값 사이의 오차를 적분하는 과정을 중단할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전압 지령값을 결정하는 단계는, 상기 온/오프 구동하는 단계에서 상기 모터의 토크가 오프 상태에서 상기 전류 지령값을 0으로 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 속도 지령값 또는 상기 전류 지령값이 사전 설정된 범위 이내인 경우, 상기 온/오프 구동하는 단계를 실시할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 속도 지령값 또는 상기 전류 지령값이 상기 사전 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 모터의 토크를 항시 온 구동할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 사전 설정된 범위를 벗어나는 경우는 상기 모터가 회생 제동하는 경우를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,
모터의 속도 실측값이 상기 모터에 대한 속도 지령값을 추종하도록 상기 모터를 구동하기 위한 구동 전류에 대한 전류 지령값을 결정하는 속도 제어부;
상기 모터로 실제 제공되는 인버터의 모터 구동 전류 실측값이 상기 전류 지령값을 추종하도록 상기 모터를 구동하기 위한 전압 지령값을 결정하는 전류 제어부;
상기 전압 지령값을 변환하여 상기 인버터 내에 포함된 스위칭 소자의 듀티를 결정하는 전압출력 변환부; 및
사전 설정된 주기와 듀티로 상기 모터의 토크를 반복적으로 온/오프 구동하도록 상기 전압출력 변환부를 조정하는 토크 온/오프 판단부;
를 포함하는 모터 구동 제어 시스템을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 토크 온/오프 판단부가 상기 모터의 토크를 반복적으로 온/오프 구동하도록 지시한 경우, 상기 전압출력 변환부는 모터 토크가 오프 상태에서 상기 인버터에 포함된 스위칭 소자를 개방하도록 상기 스위칭 소자의 듀티를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 토크 온/오프 판단부가 상기 모터의 토크를 반복적으로 온/오프 구동하도록 지시한 경우, 상기 전압출력 변환부는 모터 토크가 오프 상태에서 상기 인버터에서 상기 모터로 제공되는 구동전류가 실질적으로 0이 되게 하기 위해 상기 모터로 인가하는 구동 전압을 상기 모터의 역기전력과 실질적으로 동일해지도록 상기 인버터에 포함된 스위칭 소자의 온/오프 듀티를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전류 제어부는 상기 구동 전류 실측값과 상기 전류 지령값 사이의 오차를 적분하는 과정을 포함하는 제어기법을 이용하여 상기 전압 지령값을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 토크 온/오프 판단부가 상기 모터의 토크를 반복적으로 온/오프 구동하도록 지시한 경우, 상기 전류 제어부는 상기 모터의 토크가 오프 상태에서 상기 구동 전류 실측값과 상기 전류 지령값 사이의 오차를 적분하는 과정을 중단할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 토크 온/오프 판단부가 상기 모터의 토크를 반복적으로 온/오프 구동하도록 지시한 경우, 상기 속도 제어부는 상기 모터의 토크가 오프 상태에서 상기 전류 지령값을 0으로 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 토크 온/오프 판단부는 상기 속도 지령값 또는 상기 전류 지령값이 상기 사전 설정된 범위 이내인 경우, 상기 모터의 토크를 반복적으로 온/오프 구동하도록 상기 전압출력 변환부를 조정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 토크 온/오프 판단부는 상기 속도 지령값 또는 상기 전류 지령값이 사전 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 모터의 토크를 항시 온 구동하도록 상기 전압출력 변환부를 조정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전류 지령값이 사전 설정된 범위를 벗어나는 경우는, 상기 모터가 회생 제동하는 경우를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서 본 발명은,
연료전지 스택에 압축 공기를 공급하는 압축기를 포함하는 연료전지 시스템에서 상기 압축기 내의 모터의 구동을 제어하는 방법에 있어서,
상기 연료전지 스택의 요구 출력에 따른 상기 모터의 속도 지령값을 생성하는 단계;
상기 모터의 회전 속도 실측값이 상기 속도 지령값을 추종하도록 상기 모터를 구동하기 위한 구동 전류에 대한 전류 지령값을 생성하는 단계; 및
상기 전류 지령값에 기반하여 상기 모터의 토크를 제어하되, 사전 설정된 주기와 듀티로 상기 모터의 토크를 반복적으로 온/오프 구동하는 단계;
를 포함하는 연료전지 시스템의 압축기 구동 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 온/오프 구동하는 단계는, 상기 모터의 토크가 오프 상태에서, 상기 모터로 구동 전류 및 구동 전압을 제공하는 인버터에 포함된 스위칭 소자를 개방시키거나 또는 상기 구동 전압이 상기 모터의 역기전력과 실질적으로 동일해지도록 상기 스위칭 소자의 온/오프를 제어할 수 있다.
상기 모터 구동 제어 방법, 시스템 및 이를 적용한 연료전지 시스템의 압축기 구동 제어 방법에 따르면, 모터의 소모동력 저감을 통해 모터가 적용된 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다. 특히, 모터가 적용된 공기 압축기를 포함하는 연료전지 차량에서 공기 압축기에 의한 소모동력 저감을 통해 연료전지 시스템 효율 및 차량 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 모터 구동 제어 방법, 시스템 및 이를 적용한 연료전지 시스템의 압축기 구동 제어 방법에 따르면, 별도의 하드웨어 추가에 따른 비용이 발생하지 않으며 간단히 특정 속도 구간 또는 특정 토크 구간에서 모터 토크를 온/오프 제어함에 따라 용이하게 모터의 소모동력을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 모터 구동 제어 방법, 시스템 및 이를 적용한 연료전지 시스템의 압축기 구동 제어 방법에 따르면, 모터의 정속 운전 상태뿐만 아니라 가감속 운전 상태에서도 효율을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 제어 방법이 적용되는 연료전지 시스템의 일례를 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 제어 시스템을 도시한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 제어 방법에 적용되는 모터 토크의 온/오프 제어 상태를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 제어 방법에 의한 모터 소모 동력과 종래의 모터 구동 제어 방법에 의한 모터 소모 동력을 상호 비교 도시한 그래프이다.
이하, 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 모터 구동 제어 방법, 시스템 및 이를 적용한 연료전지 시스템의 압축기 구동 제어 방법을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 제어 방법이 적용되는 연료전지 시스템의 일례를 간략하게 도시한 블록 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 연료전지 시스템은 연료인 수소와 산화제인 공기를 공급받아 산화/환원 작용을 통해 전력을 생성하는 연료전지 셀을 포함하는 연료전지 스택(100)과, 연료전지 스택(100)의 공기극(캐소드(cathode))로 압축 공기를 공급하는 공기 압축기(10) 및 공기 압축기(10)의 압축 공기에 수분을 공급하여 연료전지 스택(100)으로 전달하는 가습기(200)를 포함할 수 있다. 여기서, 가습기(200)는 연료전지 스택(100)에서 배출되는 고습의 비반응 공기를 제공받아 연료전지 스택(100)으로 공급되는 공기에 수분을 제공하게 된다.
배경 기술에서 이미 설명한 바와 같이, 연료전지 스택(100)에서 고출력이 요구될 때 연료전지 스택의 발열에 의한 수소의 건조를 방지하기 위해, 연료전지 스택(100)으로 공급되는 공기의 압축비를 상승시키게 된다. 즉, 공기 압축기(10)를 더욱 고속으로 동작 시켜 공기의 유량을 증대 시킴에 의해 더욱 많은 가습 공기가 연료전지 스택(100)으로 제공되게 함으로써 건조 현상을 감소시키게 되는 것이다.
이와 같은 공기 압축기(10)의 제어를 구현하기 위해, 연료전지 시스템은 공기 압축기(10), 더욱 정확하게는 공기 압축기(10)에 포함된 모터를 제어하기 하기 위한 제어기(20)가 마련될 수 있다.
본 발명의 여러 실시형태에 대한 설명에서는, 연료전지 시스템에 포함된 공기 압축기(10)의 모터를 제어하기 위한 제어기(20)에서 구현되는 모터 제어 방법과, 공기 압축기(10) 및 제어기(20)를 포함하는 모터 제어 시스템을 임의의 적용예로 사용하고자 한다. 그러나, 이러한 적용예에 대한 설명이 본 발명을 연료전지 시스템의 공기 압축기로 국한시켜 한정하는 것은 아니며, 연료전지 분야 이외의 다른 기술 분야에 적용되는 다양한 모터의 제어에 본 발명이 광범위하게 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 제어 시스템을 도시한 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 제어 시스템은, 속도 제어부(21), 전류 제어부(23), 전압출력 변환부(24), 인버터(27) 및 토크 온/오프 판단부(29)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 2에서, 모터는 도 1의 공기 압축기와 동일한 참조 부호('10')를 사용한다. 이는 본 발명의 여러 실시형태가 모터의 구동을 제어하기 위한 것이고 특히 연료전지 시스템에서는 공기 압축기에 포함된 모터의 구동을 제어하기 위한 것인 바, 공기 압축기를 제어한다는 의미는 공기 압축기의 모터를 제어한다는 것과 실질적으로 동일한 의미로 이해될 수 있기 때문이다. 또한, 본 명세서 전반에서 공기 압축기를 제어한다는 기재는 공기 압축기의 모터를 제어한다는 의미로 이해될 수 있다.
속도 제어부(21)는, 상위 제어기(미도시)로부터 모터의 속도를 제어하기 위한 속도 지령을 입력 받고 모터의 속도를 실제 검출한 모터 속도 실측값을 기반으로 모터를 구동하기 위한 구동 전류에 대한 전류 지령값(Id*, Iq*)을 생성하여 출력한다. 여기서, 상위 제어기는 연료전지 시스템을 제어하기 위한 제어기 또는 연료전지 시스템이 적용된 차량을 제어하기 위한 차량 제어기가 될 수 있다. 상위 제어기는 차량의 차속, 등판각도, 운전자에 의해 조작되는 액셀러레이터의 개도 등에 기반하여 연료전지 스택(100)의 출력을 결정할 수 있으며, 연료전지 스택(100)의 출력 및 온도 등을 고려하여 공기 압축기(10) 모터의 회전 속도를 결정할 수 있다. 상위 제어기는 이렇게 결정된 모터의 회전 속도를 속도 지령값으로 속도 제어부(21)에 제공한다. 속도 제어부(21)는 입력 받은 속도 지령값과 모터의 실제 회전 속도에 해당하는 모터 속도 실측값을 비교하여 모터의 회전 속도가 속도 지령값을 추종할 수 있는 전류 지령값(Id*, Iq*)을 생성하여 출력한다.
여기서, 전류전류 지령값(Id*, Iq*)은 모터(10)의 구동 전류에 대한 지령값이다. 일반적으로 모터를 제어하는데 있어서, 모터의 목표 토크를 설정하고 모터가 이 목표 토크를 추종하도록 모터의 구동 전류를 제어한다. 본 발명은 모터의 속도를 제어하는데 적용되는 것이므로, 속도 제어부(21)는 목표 속도인 속도 지령값을 추종하도록 모터를 제어하기 위해 속도 실측값과 속도 지령값을 기반으로 속도 실측값이 속도 지령값을 추종할 수 있는 목표 토크를 결정하고 목표 토크에 대응되는 전류 지령값을 생성하는 것이다. 더욱 상세하게는, 속도 제어부(21)에서 출력되는 전류전류 지령값(Id*, Iq*)은 모터의 D축 및 Q축 전류 지령값이 될 수 있다.
속도 제어부(21)는 통상 비례적분(Proportional Integral: PI) 제어기와 같이 지령값과 실측값의 오차를 적분하는 과정을 통해 누적하여 제어량에 반영하는 제어 기법이 적용될 수 있다. 즉, 속도 제어부(21)는 속도 지령과 모터(10)의 실제 속도의 오차를 적분하여 반영하는 제어 기법이 적용될 수 있다. 속도 제어부(21)는 PI 제어 기법 이외에, PID (Proportional Integral Differential) 제어, IP(Integral Proportional) 제어, IP-PI 혼합 제어 등의 기법이 적용될 수도 있다.
한편, 모터(10)에는 모터 회전자의 위치를 검출하기 위한 홀센서나 레졸버와 같은 센서(13)가 구비되며, 이러한 센서(13)에 의해 실제 모터(10)의 회전 속도를 검출한 속도 실측값을 속도 제어부(21)에 제공함으로써 전류 지령값을 생성할 수 있게 된다.
전류 제어부(23)는, 인버터(27)에서 모터로 제공되는 전류가 전류 지령값(Id*, Iq*)을 추종하도록 제어를 실시하여 D축 및 Q축 전압 지령값(Vd*, Vq*)을 출력한다. 전류 제어부(23)는 인버터(27)에서 모터(10)로 제공되는 각 상의 전류 중 일부 또는 전부를 검출하여 D축 전류 및 Q축 전류로 변환한 구동 전류 실측값을 피드백 받고 구동 전류 실측값이전류 지령값, 즉 D축 및 Q축 전류 지령값(Id*, Iq*)을 추종하도록 제어할 수 있다.
전술한 속도 제어부(21)와 마찬가지로, 전류 제어부(23)는 PI 제어, PID 제어, IP 제어, IP-PI 혼합 제어 등과 같이, 인버터(27)에서 모터로 제공되는 실제 전류와 전류 지령값(Id*, Iq*)의 오차를 누적하기 위한 적분 과정을 포함하는 제어 기법을 사용할 수 있다.
전압출력 변환부(25)는 좌표 변환(DQ <-> 삼상(abc))을 통해 D축 Q축 전압 지령값(Vd*, Vq*)을 3상의 전압 지령값으로 변환하며, 변환된 3상의 전압 지령값을 기반으로 인버터(27) 내의 스위칭 소자를 구동하기 위한 구동 신호를 생성하여 인버터(27)로 제공한다. 이 구동 신호에 의해 인버터(27) 내의 스위칭 소자의 스위칭이 제어되면서 인버터(27)는 모터(10)를 구동하기 위한 3상의 전류를 출력하게 된다.
한편, 전압출력 변환부(25)는 전류 제어부(21)에서 이루어지는 제어를 위해 피드백 되는 인버터(27)의 3상 구동 전류를 실측한 값을 다시 DQ 전류로 변환하여 전류 제어부(23)로 제공할 수도 있다.
토크 온/오프 판단부(29)는 전압출력 변환부(25)에서 인버터(27)로 제공되는 구동신호의 제공 방식을 결정할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 토크 온/오프 판단부(29)는 모터(10)의 토크가 사전 설정된 주기와 듀티로 반복적으로 온/오프되면서 발생할 수 있도록 전압출력 변환부(25)를 조정할 수 있다. 또한, 토크 온/오프 판단부(29)의 일 동작예로, 속도 제어부(21)로 제공되는 속도 지령값 또는 속도 제어부(21)에서 생성된 전류 지령값(Id*, Iq*)을 입력 받고, 이 속도 지령값 또는 전류 지령값(Id*, Iq*)이 사전 설정된 범위 이내인 경우, 사전 설정된 주기와 듀티로 모터(10)의 토크를 반복적으로 온/오프 구동하도록 전압출력 변환부(25)를 조정할 수 있다.
토크 온/오프 판단부(29)에서 모터(10)의 토크를 반복적으로 온/오프 구동해야 하는 것으로 판단한 경우, 토크 온/오프 판단부(29)에 의한 판단 결과는 전압출력 변환부(25) 및 전류 제어부(23)로 제공될 수 있다. 토크 온/오프 판단부(29)의 판단 결과를 수신한 전압출력 변환부(25)는 모터(10)의 토크가온/오프 되도록 인버터(27) 내의 스위칭 소자를 제어하기 위한 신호를 인버터(27)로 제공할 수 있다. 또한, 토크 온/오프 판단부(29)에서 지시를 수신한 전류 제어부(23)는 토크 오프 구간에 적절한 제어가 이루어지게 할 수 있다
이러한 모터의 토크 온/오프 제어에 대한 내용은 후술하는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 제어 방법에 대한 설명을 통해 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 제어 방법을 도시한 흐름도이다. 도 3에 도시된 실시형태는 모터의 속도 지령값 또는 전류 지령값이 사전 설정된 범위 내인 경우 모터 토크를 온/오프 제어하는 일례에 관한 것이다. 모터의 토크를 온/오프 제어하는 본 발명의 특징은 도 3에 도시된 본 발명의 일례에서 사용된 특정 조건에 한정되어 적용되는 것이 아니며, 속도 지령값 또는 전류 지령값의 크기에 상관없이 모터 구동에 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 먼저, 모터(10)가 정지 상태에서(S11), 0이 아닌 속도 지령값이 속도 제어부(21)로 입력되면(S12) 모터의 토크를 발생시키는 제어가 시작된다.
속도 지령값이 속도 제어부(21)로 입력되면 속도 제어부(21)는 모터(10)의 회전 속도 실측값이 속도 지령값을 추종할 수 있도록 제어하기 위한 전류 지령값(Id*, Iq*)을 도출하여 전류 제어부(23)로 출력한다. 전류 제어부(23)는 인버터(27)에서 모터(10)로 제공되는 구동 전류를 직접 검출한 값에 해당하는 전류 실측값이 전류 지령값(Id*, Iq*)을 추종하기 위한 전압 지령값(Vd*, Vq*)을 도출하여 출력하고, 전압출력 변환부(25)는 DQ 좌표의 전압 지령값(Vd*, Vq*)을 3상(a상, b상, c상) 전압으로 변환하고 각 3상 전압을 출력할 수 있도록 인버터(27) 내부의 스위칭 소자를 제어하기 위한 PWM 스위칭 신호를 생성하여 인버터(27)로 출력한다.
이러한 일련을 과정을 통해 모터의 구동이 개시되는데, 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 제어 방법은 모터(10)의 구동이 개시된 이후 토크 온/오프 판단부(29)에서 속도 지령값 또는 전류 지령값을 모니터링하여 토크 온/오프 제어를 수행할 것인지를 판단할 수 있다(S131, S132). 즉, 토크 온/오프 판단부(29)는 속도 지령값이 사전 설정된 범위(도 3에서는 0 보다 크고 A(양수)보다 작은 범위)이거나(S131), 전류 지령값이 사전 설정된 범위(도 3에서는 0보다 크고 B(양수)보다 작은 범위)인 경우(S132) 모터의 토크를 온/오프 제어하는 것으로 판단할 수 있다. 이러한 범위들은 배경기술에서 설명한 것과 같이, 고속용 공기 압축기가 낮은 회전 속도 또는 낮은 토크 구간에서 효율이 급격히 저하된다는 점을 고려하여 사전에 설정된 범위들이다. 그러나 본 발명의 다른 실시형태는 전술한 범위들에 상관 없이 모터가 구동 가능한 전체 토크 및 속도 범위에서 모터의 토크를 온/오프 제어할 수도 있다.
토크 온/오프 판단부(29)에 의해 모터 토크의 온/오프 제어를 수행하여야 하는 것으로 판단된 경우, 토크 온/오프 판단부(29)는 인버터(27)에 포함된 스위칭 소자의 온/오프를 제어하는 구동 신호를 출력하는 전압출력 변환부(25)로 모터 토크의 온/오프 제어를 수행하도록 지시하고, 전압출력 변환부(25)는 이 지시에 따라 인버터(27) 내의 스위칭 소자를 제어할 수 있다(S14).
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 제어 방법에 적용되는 모터 토크의 온/오프 제어 상태를 도시한 그래프이다.
도 4에 도시한 것과 같이, 본 발명의 일 실시형태에 단계(S14)에서는 모터 토크가 사전 설정된 일정한 주기 및 듀티를 갖고 반복적으로 온/오프될 수 있다. 여기서, 모터 토크의 온/오프 주기와 듀티는 모터의 속도 별로 인버터 소모 동력이 최소이면서 운전 안정성이 확보 가능한 값으로 사전에 실험적인 방법을 통해 결정될 수 있다.
이와 같은 모터 토크의 온/오프 반복 제어는 모터(10)에 영향을 주는 부하가 작아서 모터(10)가 관성에 의해 구동되더라도 속도 변화가 크지 않은 조건에서 적용 하는 것이 바람직하다. 모터(10)의 부하가 큰 경우에는 토크가 오프 되는 구간에서 감속이 크게 발생하기 때문에 토크 온/오프 반복에 의한 모터 속도 가감속이 크게 발생하면서 불필요한 에너지 손실이 발생할 수 있다. 따라서, 모터 부하가 큰 경우에는 토크 온/오프 반복 제어의 효용성이 현저하게 감소하게 되고 특히 토크 온/오프 제어에 의한 모터 속도의 가감속량이 일정 수준을 초과하면 오히려 모터(10)의 소모동력이 증가하는 문제가 발생할 수도 있다.
또한, 모터(10)의 회전 관성 모멘텀이 클수록 모터 토크의 온/오프 제어의 효과가 증대할 수 있다. 즉, 모터(10)의 회전 관성 모멘텀이 큰 경우 토크 오프 구간에서도 속도 변동이 작기 때문에 토크 온/오프 제어의 효율이 증가할 수 있다.
모터 토크를 온/오프 반복 제어하는 구체적인 기법으로, 모터 토크가 오프로 설정되는 구간에서 인버터(27)에 포함된 스위칭 소자를 모두 오프 상태(100% 오프 듀티)로 결정하여 모터로 제공되는 구동 전류를 차단하는 방식이 적용될 수 있다. 즉, 모터 토크가 온 상태를 유지하여야 하는 구간에서, 전압출력 변환부(25)는 인버터(27) 스위칭 소자를 통상적인 모터 구동에 적용되는 방식으로 제어하기 위한 구동 신호를 인버터(27)로 출력하고, 모터 토크가 오프 상태를 유지하여야 하는 구간에서는 스위칭 소자를 모두 오프 시키기 위한 제어신호를 인버터(27)로 출력할 수 있다.
3상 모터를 구동하기 위한 토크(구동전류)를 제공하는 인버터(27)는 통상 6 개의 스위칭 소자(예를 들어, IGBT 등)을 이용하여 3 상 스위칭 풀 브릿지 회로로 구현된다. 전류 제어부(23)는 전류 지령값과 실측된 모터 구동 전류의 차이를 비교하고 그 오차를 감소시킬 수 있는 전압 지령값(DQ좌표)을 출력한다. 전압출력 변환부(25)는 전압 지령값을 3상 전압으로 변환하고 변환된 3상 전압이 모터(10)로 인가될 수 있도록 스위칭 소자의 듀티를 결정하여 각 상의 스위칭 소자를 온/오프 제어하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 제어 방법에서, 토크의 온/오프 제어는 일정한 주기와 듀티로 모터의 토크를 온/오프 제어하되, 토크가 온으로 설정되는 구간에서는 전술한 것과 같은 통상적인 인버터 스위칭 소자의 제어가 수행되게 하고, 토크가 오프로 설정된 구간에서는 인버터 스위칭 소자를 모두 오프 시킴으로써 토크의 온/오프 제어를 달성할 수 있다.
토크가 오프로 설정된 구간에 인버터(27)의 스위칭 소자를 제어하는 다른 방법으로서, 모터(10)에서 발생하는 역기전력과 실질적으로 동일한 전압 크기를 갖는 구동 전압이 생성되도록 인버터(27) 내 각 상의 스위칭 소자를 온/오프 제어하는 방식이 채용될 수 있다. 모터(10)의 역기전력과 인버터(27)의 3상 구동 전압이 동일한 경우, 전위차가 발생하지 않으므로 인버터(27)에서 모터(10)로 전류가 제공되지 않는 영전류 제어 상태가 될 수 있다.
모터 토크의 온/오프 제어가 실시된 경우(S14), 모터 토크가 오프로 설정되는 구간에서는(S15) 전류 제어부(23)에 의해 수행되는 적분 제어를 중단하는 것이 바람직하다(S161). 모터 토크가 오프인 구간에서 전류 제어부(23)에서 지령값과 실측값의 오차를 적분하는 것을 허용하는 경우, 토크를 다시 온 시키는 시점에서 각 제어부로부터 적분된 오차로 인해 큰 출력이 인가되면서 시스템의 불안정을 야기할 수 있으며, 이는 속도 지령값 및 전류 지령값의 흔들림으로 오히려 토크 온/오프 제어의 효과를 현저하게 저해할 수 있다. 물론, 모터 토크가 온으로 설정되는 구간에서는(S15) 전류 제어부(23)에 의해 수행되는 적분 제어가 수행되는 것이 바람직하다(S162).
다른 예로, 모터 토크 오프 구간에서 전류 제어부(23)의 적분 제어를 중지하는 방법 대신 속도 제어부(21)에서 모터 토크를 온에서 오프로 변경하는 순간 전체 제어 연산을 중지하고 모터 토크 오프 구간에서는 전류 지령값을 0으로 출력하는 방식을 적용할 수도 있다. 즉, 속도 제어부(21)가 전류 지령을 0으로 출력하게 함으로써 3상 출력이 차단되어 토크와 출력이 발생하지 않는 모터 토크 오프 구간에서 전류 제어부(23)에 전류 지령값과 실측 전류간 오차에 의한 적분을 차단하게 되는 것이다. 따라서, 모터 토크를 다시 온으로 설정하는 시점에서 누적된 오차에 의해 과도한 출력이 발생하는 것을 막을 수 있다. 물론, 모터 토크가 다시 오프 상태에서 온 상태로 변경되면 통상적인 속도 제어기 연산을 재개할 수 있다. 모터 토크가 오프인 구간 동안 속도 제어부(21)의 연산이 중지되었기 때문에 다시 모터 토크가 온 되는 시점에서 속도 제어부(21)측 출력은 모터 토크가 오프되기 직전의 출력값을 유지하게 되어 불필요한 가감속 없이 속도 제어 안정성 확보가 가능하다.
한편, 모터 속도가 사전 설정된 범위를 벗어 나거나 전류 제어부(23)에서 출력되는 전류 지령이 사전 설정된 범위를 벗어나는 경우, 토크 온/오프 판단부(29)는 모터 토크를 온/오프 제어하지 않고 전류 지령값에 따라 인버터(27)의 3상 구동 전류가 결정되는 통상적인 제어 방법이 적용될 수 있게 한다(S17). 전술한 바와 같이, 모터(10)의 속도가 일정 속도 이상인 경우 일반적으로 모터측 부하 토크가 증가하여(예를 들어, 연료전지 시스템에서, 공기 압축기는 속도가 증가하면 유량, 압력 증가로 인해 부하 토크가 증가하게 됨) 모터(10)의 토크가 오프인 구간에서 발생한 감속량을 토크가 온인 구간에서 보상해야 함으로 인해 불필요한 가감속이 발생하게 되고, 이로 인한 손실이 토크 온/오프 제어에 의해 저감한 스위칭 손실 및 3상 전류 리플 손실을 초과하기 때문이다. 전류 지령값이 일정 값 이상인 경우 급가속 구간이나 고속 회전 상태로 볼 수 있어 모터 토크 온/오프 반복제어를 실시하는 것이 통상적인 연속 토크 인가 방식 대비 효율이 낮게 나타날 수 있다.
전술한 전류 지령이 사전 설정된 범위를 벗어나는 경우 중 하나로서, 모터에 회생제동 토크가 인가된 상황이 있을 수 있다. 회생제동이 이루어지는 경우는 토크가 회전 방향의 반대로 인가되는 경우로서 토크가 음인 상태로 간주할 수 있으므로, 도 3에서 단계(S132)에서 전류 지령값이 0보다 크고 B(양수)보다 작은 범위를 벗어난 경우로 볼 수 있을 것이다. 모터가 감속하여 회생제동이 이루어지는 경우에도 모터 토크의 온/오프 제어를 중지하는 것이 바람직하다. 이는 회생제동 상태에서 연속적인 모터 토크 온 제어를 통해 에너지를 회수하는 것이 효율 측면에서 유리하기 때문이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 제어 방법에 의한 모터 소모 동력과 종래의 모터 구동 제어 방법에 의한 모터 소모 동력을 상호 비교 도시한 그래프이다. 특히, 도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 제어 기술을 연료전지 시스템의 공기압축기에 적용하여 UDDS(Urban Dynamometer Driving Schedule) 모드로 평가한 결과이다.
도 5에 나타난 바와 같이, 전체 UDDS 운전 구간에서 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 제어 방법인 모터 토크 온/오프 제어 기법을 적용한 경우(53), 통상적인 모터 토크 제어 기법을 적용한 경우에 비해(51) 소모동력이 감소하였음을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 모터 구동 제어 방법 및 시스템은, 모터의 소모동력 저감을 통해 모터가 적용된 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다. 특히, 모터가 적용된 공기 압축기를 포함하는 연료전지 차량에서 공기 압축기에 의한 소모동력 저감을 통해 연료전지 시스템 효율 및 차량 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 모터 구동 제어 방법 및 시스템은 별도의 하드웨어 추가에 따른 비용이 발생하지 않으며 간단히 특정 속도 구간 또는 특정 토크 구간에서 모터 토크를 온/오프 제어함에 따라 용이하게 모터의 소모동력을 감소시킬 수 있다.
또한, 도 5에 나타난 바와 같이, UDDS 모드 운전 기준으로 효율 개선의 효과가 발생함으로 모터의 정속 운전 상태뿐만 아니라 가감속 운전 상태에서도 효율이 개선됨을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10: 공기 압축기/모터 21: 속도 제어부
23: 전류 제어부 25: 전압출력 변환부
27: 인버터 29: 토크 온/오프 판단부

Claims (22)

  1. 모터의 속도 실측값이 속도 지령값을 추종하도록 모터를 속도 제어하는 모터의 구동 제어 방법에 있어서,
    상기 속도 지령값에 기반하여 상기 모터의 토크를 구동하되 사전 설정된 주기와 듀티로 상기 모터의 토크를 반복적으로 온/오프 구동하는 단계;를 포함하며,
    상기 온/오프 구동하는 단계는, 상기 모터의 토크가 온 상태인 경우 상기 모터로 제공되는 구동 전류를 제공하고, 상기 모터의 토크가 오프 상태인 경우 상기 모터로 제공되는 구동전류를 실질적으로 0이 되도록 제어하되,
    상기 온/오프 구동하는 단계는, 상기 모터의 토크가 오프인 상태에서 상기 구동 전류를 모터로 제공하는 인버터에 포함된 스위칭 소자를 오프 시키거나 상기 모터의 토크가 오프 상태에서 상기 모터로 인가하는 구동 전압을 상기 모터의 역기전력과 실질적으로 동일해지도록 인버터에 포함된 스위칭 소자의 온/오프 듀티를 조정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 온/오프 구동하는 단계 이전에,
    상기 속도 실측값이 상기 속도 지령값을 추종하도록 상기 모터를 구동하기 위한 구동 전류에 대한 전류 지령값을 결정하는 단계; 및 상기 모터에 제공되는 실제 구동 전류가 상기 전류 지령값을 추종하도록 상기 모터를 구동하기 위한 전압 지령값을 결정하는 단계를 더 포함하는 모터 구동 제어 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 전압 지령값을 결정하는 단계는, 상기 모터의 구동 전류 실측값과 상기 전류 지령값 사이의 오차를 적분하는 과정을 포함하는 제어기법을 이용하여 상기 전압 지령값을 결정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 전압 지령값을 결정하는 단계는, 상기 온/오프 구동하는 단계에서 상기 모터의 토크가 오프 상태에서 상기 구동 전류 실측값과 상기 전류 지령값 사이의 오차를 적분하는 과정을 중단하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 결정하는 단계는, 상기 온/오프 구동하는 단계에서 상기 모터의 토크가 오프 상태에서 상기 전류 지령값을 0으로 결정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 방법.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 속도 지령값 또는 상기 전류 지령값이 사전 설정된 범위 이내인 경우, 상기 온/오프 구동하는 단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 속도 지령값 또는 상기 전류 지령값이 상기 사전 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 모터의 토크를 항시 온 구동하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 사전 설정된 범위를 벗어나는 경우는 상기 모터가 회생 제동하는 경우를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 방법.
  12. 모터의 속도 실측값이 상기 모터에 대한 속도 지령값을 추종하도록 상기 모터를 구동하기 위한 구동 전류에 대한 전류 지령값을 결정하는 속도 제어부;
    상기 모터로 실제 제공되는 인버터의 모터 구동 전류 실측값이 상기 전류 지령값을 추종하도록 상기 모터를 구동하기 위한 전압 지령값을 결정하는 전류 제어부;
    상기 전압 지령값을 변환하여 상기 인버터 내에 포함된 스위칭 소자의 듀티를 결정하는 전압출력 변환부; 및
    사전 설정된 주기와 듀티로 상기 모터의 토크를 반복적으로 온/오프 구동하도록 상기 전압출력 변환부를 조정하는 토크 온/오프 판단부;를 포함하며,
    상기 토크 온/오프 판단부가 상기 모터의 토크를 반복적으로 온/오프 구동하도록 지시한 경우, 상기 전압출력 변환부는 모터 토크가 오프 상태에서 상기 인버터에 포함된 스위칭 소자를 개방시키거나, 모터 토크가 오프 상태에서 상기 인버터에서 상기 모터로 제공되는 구동전류가 실질적으로 0이 되게 하기 위해 상기 모터로 인가하는 구동 전압을 상기 모터의 역기전력과 실질적으로 동일해지도록 상기 인버터에 포함된 스위칭 소자의 온/오프 듀티를 결정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 시스템.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 전류 제어부는 상기 구동 전류 실측값과 상기 전류 지령값 사이의 오차를 적분하는 과정을 포함하는 제어기법을 이용하여 상기 전압 지령값을 결정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 시스템.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 토크 온/오프 판단부가 상기 모터의 토크를 반복적으로 온/오프 구동하도록 지시한 경우,
    상기 전류 제어부는 상기 모터의 토크가 오프 상태에서 상기 구동 전류 실측값과 상기 전류 지령값 사이의 오차를 적분하는 과정을 중단하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 시스템.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 토크 온/오프 판단부가 상기 모터의 토크를 반복적으로 온/오프 구동하도록 지시한 경우, 상기 속도 제어부는 상기 모터의 토크가 오프 상태에서 상기 전류 지령값을 0으로 결정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 시스템.
  18. 청구항 12에 있어서,
    상기 토크 온/오프 판단부는 상기 속도 지령값 또는 상기 전류 지령값이 상기 사전 설정된 범위 이내인 경우, 상기 모터의 토크를 반복적으로 온/오프 구동하도록 상기 전압출력 변환부를 조정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 시스템.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 토크 온/오프 판단부는 상기 속도 지령값 또는 상기 전류 지령값이 사전 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 모터의 토크를 항시 온 구동하도록 상기 전압출력 변환부를 조정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 시스템.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 전류 지령값이 사전 설정된 범위를 벗어나는 경우는, 상기 모터가 회생 제동하는 경우를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 시스템.
  21. 연료전지 스택에 압축 공기를 공급하는 압축기를 포함하는 연료전지 시스템에서 상기 압축기 내의 모터의 구동을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 연료전지 스택의 요구 출력에 따른 상기 모터의 속도 지령값을 생성하는 단계;
    상기 모터의 회전 속도 실측값이 상기 속도 지령값을 추종하도록 상기 모터를 구동하기 위한 구동 전류에 대한 전류 지령값을 생성하는 단계; 및
    상기 전류 지령값에 기반하여 상기 모터의 토크를 제어하되, 사전 설정된 주기와 듀티로 상기 모터의 토크를 반복적으로 온/오프 구동하는 단계;를 포함하며,
    상기 온/오프 구동하는 단계는, 상기 모터의 토크가 오프 상태에서, 상기 모터로 구동 전류 및 구동 전압을 제공하는 인버터에 포함된 스위칭 소자를 개방시키거나 또는 상기 구동 전압이 상기 모터의 역기전력과 실질적으로 동일해지도록 상기 스위칭 소자의 온/오프를 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템의 압축기 구동 제어 방법.
  22. 삭제
KR1020160143494A 2016-10-31 2016-10-31 모터 구동 제어 방법, 시스템 및 이를 적용한 연료전지 시스템의 압축기 구동 제어 방법 KR101988088B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160143494A KR101988088B1 (ko) 2016-10-31 2016-10-31 모터 구동 제어 방법, 시스템 및 이를 적용한 연료전지 시스템의 압축기 구동 제어 방법
US15/701,615 US10752114B2 (en) 2016-10-31 2017-09-12 Motor drive control method and system, and method of controlling drive of air compressor in fuel cell system using the same
JP2017175472A JP7107655B2 (ja) 2016-10-31 2017-09-13 モーター駆動制御方法及びシステム、並びにこれを適用した燃料電池システムの圧縮機駆動制御方法
EP17191818.8A EP3316474B8 (en) 2016-10-31 2017-09-19 Motor drive control method and system, and method of controlling drive of air compressor in fuel cell system using the same
CN201710888018.3A CN108011552B (zh) 2016-10-31 2017-09-27 电动机驱动控制方法和系统及控制电动机的驱动的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160143494A KR101988088B1 (ko) 2016-10-31 2016-10-31 모터 구동 제어 방법, 시스템 및 이를 적용한 연료전지 시스템의 압축기 구동 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180049333A KR20180049333A (ko) 2018-05-11
KR101988088B1 true KR101988088B1 (ko) 2019-06-12

Family

ID=60051309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160143494A KR101988088B1 (ko) 2016-10-31 2016-10-31 모터 구동 제어 방법, 시스템 및 이를 적용한 연료전지 시스템의 압축기 구동 제어 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10752114B2 (ko)
EP (1) EP3316474B8 (ko)
JP (1) JP7107655B2 (ko)
KR (1) KR101988088B1 (ko)
CN (1) CN108011552B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210059824A (ko) 2019-11-15 2021-05-26 현대자동차주식회사 모터 구동 제어 방법 및 시스템
KR20220007311A (ko) 2020-07-10 2022-01-18 현대자동차주식회사 모터 구동 제어 방법 및 시스템

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109039166B (zh) * 2018-07-25 2022-03-22 武汉科技大学 一种永磁同步直线伺服系统速度环pi-ip控制参数自校正方法
KR102636050B1 (ko) * 2019-01-03 2024-02-14 현대자동차주식회사 공기 압축기 모터의 홀 센서 신호지연의 보정 방법
CN112964985B (zh) * 2021-02-24 2022-05-10 重庆长安新能源汽车科技有限公司 一种电驱系统与动力电池系统的联合测试系统及方法

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6448724B1 (en) 1999-10-28 2002-09-10 Delphi Technologies, Inc. Apparatus and method for commutation noise reduction
JP2002354871A (ja) * 2001-05-25 2002-12-06 Mitsubishi Electric Corp 電動パワーステアリング装置
JP2004104861A (ja) 2002-09-05 2004-04-02 Mitsubishi Electric Corp 電圧形ｐｗｍインバータ装置
JP2005073383A (ja) 2003-08-25 2005-03-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータ駆動回路
JP4276097B2 (ja) * 2004-01-30 2009-06-10 株式会社日立製作所 インバータの駆動方法及びインバータ装置
JP2006033936A (ja) 2004-07-13 2006-02-02 Tamagawa Seiki Co Ltd モータ駆動方法
US7141949B2 (en) 2005-03-07 2006-11-28 Fisher & Paykel Appliances Limited Low noise back EMF sensing brushless DC motor
JP4561616B2 (ja) * 2005-10-27 2010-10-13 トヨタ自動車株式会社 モータ駆動システム
JP2010221856A (ja) 2009-03-24 2010-10-07 Hitachi Automotive Systems Ltd 操舵制御装置
US9325173B2 (en) 2009-09-15 2016-04-26 The University Of Western Ontario Utilization of distributed generator inverters as STATCOM
US8339077B2 (en) 2009-10-08 2012-12-25 Microchip Technology Incorporated Slow speed operation of brushless direct current motors by gating pulse width modulation drive
WO2012086459A1 (ja) * 2010-12-22 2012-06-28 マイクロスペース株式会社 モータ駆動制御装置
US8760103B2 (en) 2011-09-30 2014-06-24 Honeywell International Inc. Actuator power control circuit having fail-safe bypass switching
EP2605399A4 (en) * 2011-10-17 2014-02-26 Panasonic Corp MOTOR DRIVE SYSTEM AND CONTROL PROCEDURE THEREFOR
JP5916343B2 (ja) 2011-10-21 2016-05-11 三菱重工業株式会社 モータ制御装置、モータ制御方法
KR20130069000A (ko) * 2011-12-16 2013-06-26 (주)브이이엔에스 전기자동차 및 그 제어방법
US9050899B2 (en) * 2012-03-08 2015-06-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Electric vehicle
CN102624276A (zh) * 2012-04-25 2012-08-01 杭州电子科技大学 一种新颖的交流伺服逆变器死区效应补偿的方法
JP2014079085A (ja) * 2012-10-10 2014-05-01 Shimadzu Corp モータ駆動装置および真空ポンプ
KR101481233B1 (ko) 2012-12-07 2015-01-09 현대자동차주식회사 연료전지차량의 급기장치
JP5772843B2 (ja) * 2013-02-08 2015-09-02 株式会社デンソー 交流電動機の制御装置
US9431946B2 (en) * 2013-02-26 2016-08-30 Nissan Motor Co., Ltd. Motor control device and motor control method
US9240740B2 (en) 2013-05-30 2016-01-19 The Boeing Company Active voltage controller for an electric motor
CA2915248A1 (en) * 2013-06-28 2014-12-31 Nuvera Fuel Cells, Inc. A method for controlling air flow in a fuel cell power system
KR101509916B1 (ko) 2013-09-02 2015-04-07 현대자동차주식회사 연료전지 시스템의 운전압력 제어 방법
CN103501146B (zh) * 2013-10-17 2016-05-25 中南林业科技大学 无刷直流电机驱动系统的换相转矩脉动抑制方法及系统
KR101575294B1 (ko) * 2014-06-02 2015-12-21 현대자동차 주식회사 인버터의 입력단 전압 추정 방법 및 이를 이용한 모터 제어 방법
JP6237583B2 (ja) 2014-11-14 2017-11-29 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよびエアコンプレッサの回転数制御方法
KR102350484B1 (ko) * 2014-12-01 2022-01-17 삼성전자주식회사 모터 구동 장치, 이를 포함하는 공기조화기 및 그의 제어방법
KR101661567B1 (ko) * 2015-03-09 2016-10-04 아주대학교산학협력단 승압형 매트릭스 컨버터 및 이를 이용한 전동기 구동 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210059824A (ko) 2019-11-15 2021-05-26 현대자동차주식회사 모터 구동 제어 방법 및 시스템
US11623528B2 (en) 2019-11-15 2023-04-11 Hyundai Motor Company Motor driving control method and system
KR20220007311A (ko) 2020-07-10 2022-01-18 현대자동차주식회사 모터 구동 제어 방법 및 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
EP3316474B1 (en) 2021-07-14
US20180118032A1 (en) 2018-05-03
KR20180049333A (ko) 2018-05-11
EP3316474A1 (en) 2018-05-02
EP3316474B8 (en) 2021-08-18
JP2018074898A (ja) 2018-05-10
US10752114B2 (en) 2020-08-25
CN108011552A (zh) 2018-05-08
JP7107655B2 (ja) 2022-07-27
CN108011552B (zh) 2022-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101988088B1 (ko) 모터 구동 제어 방법, 시스템 및 이를 적용한 연료전지 시스템의 압축기 구동 제어 방법
JP3918837B2 (ja) 風力発電装置
JP4898230B2 (ja) 風力発電システムの運転制御方法及びその装置
WO2009104452A1 (ja) モータ駆動制御装置
US20050146297A1 (en) Efficiency optimization control for permanent magnet motor drive
US8169170B2 (en) Motor driving device, motor device, and integrated circuit device
KR20080105335A (ko) 모터 드라이버 시스템 및 모터 드라이버 제어방법
US6856109B2 (en) Efficiency optimization control for permanent magnet motor drive
US11623528B2 (en) Motor driving control method and system
JP4683012B2 (ja) 風力発電装置
JP4386068B2 (ja) 風力発電装置，風力発電装置の制御方法，制御装置
JP4398440B2 (ja) 風力発電装置
JP7424058B2 (ja) モータ制御装置
KR20220007311A (ko) 모터 구동 제어 방법 및 시스템
JP2005065349A (ja) 同期モータ制御装置
JP3407051B2 (ja) モータ制御装置
KR100598809B1 (ko) 환경 차량의 전동기 제어방법
Yuliang et al. Segmental PWM Variable Duty Cycle Control of Switched Reluctance Motor Based on Current Chopping
RU2657868C1 (ru) Устройство управления электродвигателем и способ управления электродвигателем
JP5538657B2 (ja) モータ制御装置
JP5686110B2 (ja) 交流電機駆動システムの制御装置
KR20230145701A (ko) 철도차량 공조기용 인버터 제어방법
WO2018173274A1 (ja) インバータ装置及びモータの軽負荷判定方法
JP2013252003A (ja) インバータ装置
JP2012165641A (ja) モータ制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant