KR102078524B1 - 인버터 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공간 벡터 변조를 이용하여 인버터(10)를 제어하기 위한, 특히 전기 기계를 제어하기 위한 방법에 관한 것이며, 인버터는 다수의 제어 가능한 스위치(S)를 포함하고, 특히 전기 기계(14)에 다상으로 전류(IU, IV, IW)를 공급하기 위해 다상 전류(IU, IV, IW)를 제공하도록 형성되고, 설정 위상 각도(alpha1) 및 설정 진폭(I1)을 갖는 설정 전류 공간 벡터(I1*)가 사전 설정되고, 인버터(10)는, 전류 공간 벡터(I2*)의 형태로 전류(IU, IV, IW)를 제공하기 위해 다수의 상이한 연속적인 스위칭 상태(V1-V7)가 스위치들(S)에 대해 설정되는 방식으로 제어되고, 인버터(10)는 설정 위상 각도(alpha1)와는 다른 위상 각도(alpha2)를 갖는 전류 공간 벡터(I2*)가 제공되는 방식으로 제어되며, 그리고 설정 위상 각도(alpha1)와 상기 위상 각도(alpha2) 간의 차이(delta_beta)는 설정 전류 공간 벡터(I1*)의 회전 속도(f)에 따라서 제한된다.

Description

인버터 제어 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING AN INVERTER}
본 발명은 공간 벡터 변조를 이용하여 인버터를 제어하기 위한, 특히 전기 기계를 제어하기 위한 방법에 관한 것이며, 인버터는 다수의 제어 가능한 스위치를 포함하고, 특히 전기 기계에 다상으로 전류를 공급하기 위해 다상 전류를 제공하도록 형성되고, 설정 위상 각도 및 설정 진폭을 갖는 설정 전류 공간 벡터가 사전 설정되며, 인버터는, 전류 공간 벡터의 형태로 전류를 제공하기 위해 스위치들에 대해 다수의 상이한 연속적인 스위칭 상태가 설정되도록 제어된다.
또한, 본 발명은 인버터를 제어하기 위한, 특히 전기 기계를 제어하기 위한 장치에 관한 것이며, 인버터는, 특히 전기 기계에 다상으로 전류 공급하기 위해 설정 위상 각도 및 설정 진폭을 갖는 설정 전류 공간 벡터에 따라서 다상 전류를 제공하도록 연결된 다수의 제어 가능한 스위치를 포함하고, 상기 인버터 제어 장치는, 전류 공간 벡터의 형태로 전류를 제공하기 위해 인버터가 스위치들의 다수의 상이한 연속적인 스위칭 상태를 취하는 방식으로 인버터를 제어하도록 형성된 제어 유닛을 포함한다.
끝으로 본 발명은, 구동력을 제공하기 위한 하나 이상의 전기 기계와, 전기 기계를 제어하기 위한 인버터와, 전술한 방식의, 인버터를 제어하기 위한 장치를 포함하는 자동차 파워 트레인에 관한 것이다.
일반적인 경우 3상 부하와 특별한 경우로는 3상 전기 기계의 기술 분야에서 여러 제어 방법이 공지되었다. 이 경우, 실제 통상적으로는 3상 부하를 제어하기 위한 공간 벡터 변조의 방법이 바람직하다. 이런 제어 방법의 경우, 공간 벡터는 8개의 기본 전압 벡터의 연속적인 설정을 통해 구해진다. 위상 전압을 제공하기 위해, 기본 전압 벡터는 펄스 폭 변조되는 방식으로 스위칭되며, 그럼으로써 상응하는 제어 전압이 생성된다.
공지된 제어 방법들의 경우, 전기 부하는 파워 반도체 스위치들을 포함한 인버터에 의해 제어된다. 전압 공간 벡터를 생성하기 위한 8개의 연속적인 기본 전압 벡터의 설정은 인버터의 특정 파워 반도체 스위치들을 교대로 스위치 온 및 오프하는 것을 통해 실현된다. 공간 벡터의 회전 속도가 매우 낮은 경우, 또는 3상 부하가 전기 기계이면 제어되는 전기 기계의 회전 속도가 낮은 경우, 파워 반도체 스위치들 중 소수가 매우 빈번하게, 또는 매우 오래 스위칭되고, 그에 따라 매우 오래, 또는 매우 빈번히 흐르는 전류를 통해 열 부하를 받게 된다. 그러므로 파워 반도체 스위치들은 매우 오랜 스위치 온 시간에 대해, 그리고 매우 큰 전류에 대해 설계되어야 하며, 그럼으로써 인버터는 전반적으로 기술적 측면에서 복잡해진다.
파워 반도체 스위치들의 과부하, 특히 열 과부하에 대응하기 위해, 예컨대 WO 2010/000548A2에서는, 파워 반도체 스위치들의 스위칭 손실을 줄이기 위해, 특정 펄스 폭 변조 주기에 무전압 상태로 스위칭되는 2개의 스위칭 상태 중 하나가 생략되는 것이 제안된다.
인버터의 소수의 파워 반도체 스위치들의 부하, 특히 열 부하는 제공되는 전류 공간 벡터의 위상 각도에 따라 결정되기 때문에, 또는 인버터의 파워 반도체 스위치들 중 소수가 제공되는 전류 공간 벡터의 특정 위상 각도에 대해 상이하게 부하를 받기 때문에, 예컨대 DE 10393516 T1에서는, 제공되는 전류 공간 벡터의 특정 각도 범위에서, 파워 반도체 스위치들의 스위칭 손실을 감소시키기 위해, 특정 제로 벡터를 사용하는 것이 제안된다.
이 경우, 단점은, 여러 제어 상황에서, 그리고 전류 공간 벡터의 상이한 회전 속도에서, 파워 반도체 스위치들 중 소수는 더 강하게 부하를 받고, 그에 따라 인버터는 특정 상황들에서 불균일하게 부하를 받게 되며, 그리고 파워 반도체 스위치들의 부하가 실질적으로 균일하게 발생하는 다른 상황들에서는 전류 이용의 효율이 감소한다는 것이다.
본 발명의 과제는, 설정 위상 각도와는 다른 위상 각도를 갖는 전류 공간 벡터가 제공되는 방식으로 인버터가 제어되고, 설정 위상 각도와 상기 위상 각도 간의 차이는 설정 전류 공간 벡터의 회전 속도에 따라서 제한되도록 하는, 공간 벡터 변조를 이용하여 인버터를 제어하기 위한 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다. 추가 과제는, 구동력을 제공하는 하나 이상의 전기 기계와, 전기 기계를 제어하기 위한 인버터와, 인버터를 제어하기 위한 본 발명에 따른 장치를 포함하는 자동차 파워 트레인을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라서, 설정 위상 각도와는 다른 위상 각도를 갖는 전류 공간 벡터가 제공되는 방식으로 인버터가 제어되고, 설정 위상 각도와 상기 위상 각도 간의 차이는 설정 전류 공간 벡터의 회전 속도에 따라서 제한되는, 공간 벡터 변조를 이용하여 인버터를 제어하기 위한 전술한 방식의 방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 따라서, 설정 위상 각도와는 다른 위상 각도를 갖는 전류 공간 벡터가 제공되고 설정 위상 각도와 상기 위상 각도 간의 차이는 설정 전류 공간 벡터의 회전 속도에 따라서 제한되는 방식으로 인버터를 제어하도록 제어 유닛이 형성되어 있는, 인버터를 제어하기 위한 전술한 방식의 장치가 제공된다.
끝으로 본 발명에 따라 구동력을 제공하는 하나 이상의 전기 기계와, 전기 기계를 제어하기 위한 인버터와, 인버터를 제어하기 위한 전술한 방식의 장치를 포함하는 자동차 파워 트레인이 제공된다.
설정 위상 각도와는 다른 위상 각도를 갖는 전류 공간 벡터가 제공되는 것을 통해, 제어 가능한 스위치들 중 하나의 스위치가 특히 열에 의해 과부하를 받거나, 과부하를 받을 우려가 있는 특정 상황들에서, 일측의 과부하 받는 제어 가능한 스위치의 부하를 경감하면서 타측의 제어 가능한 스위치에는 더 강하게 부하를 가하는 위상 각도를 갖는 전류 공간 벡터가 설정됨으로써, 부하 경감이 이루어질 수 있다. 전류 공간 벡터의 회전 속도가 증가하고 결정된 값을 초과하면, 제어 가능한 스위치들은 제어 가능한 스위치들의 높은 회전 주파수 및 그 온도 전달 매체를 통해 어느 경우든 균일하게 부하를 받으며, 그럼으로써 하나의 특정 스위치의 부하 경감은 다른 스위치에 부하를 가하는 대가로 오히려 불리할 수도 있다. 그러므로 본 발명을 통해, 제어 상황에 따라서, 그리고 전류 공간 벡터의 회전 속도에 따라서, 모든 제어 상황에서 인버터에 균일하게 부하를 가하기 위해 인버터는 최적으로 제어될 수 있다. 따라서 제어 가능한 스위치들은 전반적으로 더 낮은 부하 값들에 대해 설계될 수 있으며, 그럼으로써 인버터는 전반적으로 덜 복잡하면서도 더 적은 비용으로 제조될 수 있다. 또한, 스위치들의 더 균일한 부하를 통해 인버터의 수명은 전반적으로 연장된다.
바람직하게 차이는 회전 속도의 증가에 따라 감소한다.
그 결과, 인버터는 설정 전류 공간 벡터의 매우 낮은 회전 속도에서 소수의 스위치들의 높은 부하를 보상할 수 있으며, 그럼으로써 인버터에 대한 임계 부하 위상이 보상될 수 있다.
또한, 바람직하게는 차이는 전류 공간 벡터의 설정 위상 각도에 따라 설정된다.
그 결과, 특정 임계 설정 위상 각도에 대해 개별적으로 소수의 제어 가능한 스위치들의 특별한 부하 상태들을 보상할 수 있는 최적의 전류 공간 벡터가 설정될 수 있다.
그 밖에도, 차이는 차이 범위 이내에서 가변하고 차이 범위는 설정 전류 공간 벡터의 증가에 따라 감소한다.
그 결과, 차이를 통해, 전기 기계 및 인버터의 전체적으로 더 심한 총 부하가 소수의 제어 가능한 스위치들의 부하를 경감해야 하는 필요성에 따라 조정될 수 있다.
그 밖에도, 일반적으로 바람직하게는, 사전 정의된 회전 속도 미만에서 위상 각도는 스위치들의 사전 정의된 부하 설정 값에 따라 설정된다.
그 결과, 전류 공간 벡터의 임계 회전 속도에서, 인버터의 특정 부하 분포가 설정될 수 있다.
이 경우, 특히 바람직하게, 전류 공간 벡터의 위상 각도 및 진폭은, 전력 출력이 설정 전류 공간 벡터의 설정 위상 각도 및 설정 진폭에 상응하는 전력 출력과 동일하도록 설정된다.
그 결과, 제어되는 부하의 제어가 영향을 받지 않으면서, 위상 각도의 차이가 설정될 수 있다.
그 밖에도, 바람직하게는, 설정 전류 공간 벡터와 상기 전류 공간 벡터 간의 최대 차이는 30°이다.
그 결과, 인버터의 총 부하가 제한될 수 있는데, 그 이유는 전류 공간 벡터의 진폭이 설정 위상 각도와 상기 위상 각도 간의 차이가 더 커짐에 따라 증가하고 인버터의 다른 제어 가능한 스위치들은 과도하게 부하를 받게 되기 때문이다.
그 밖에도, 바람직하게는, 차이 범위는 설정 전류 공간 벡터의 제 1 사전 정의된 회전 속도와 제 2 사전 정의된 회전 속도 사이에서 선형으로 감소한다.
그 결과, 상이한 제어 방법 간의 전이 상에서 조절 기술 측면에서 단순한 수단들에 의해 가변이 이루어질 수 있고, 두 제어 방법의 시너지 효과도 이용될 수 있다.
그 밖에도, 바람직하게는 인버터에 의해 전기 기계가 제어되고 설정 전류 벡터는 전기 기계의 로터 각도에 따라서 결정된다.
그 결과로, 설정 전류 공간 벡터는 조절 기술 측면에서 적은 비용으로 결정될 수 있다.
이 경우, 특히 바람직하게는, 전류 공간 벡터의 위상 각도 및 그 진폭은 사전 정의된 회전 속도 미만에서, 전기 기계로부터 출력되는 토크가 설정 전류 공간 벡터에 의해 출력되는 토크와 동일하도록 결정된다.
그 결과, 전기 기계는 설정 위상 각도와는 다른 위상 각도에서도 사전 정의된 설정 값에 상응하게 제어될 수 있고, 위상 각도의 변동은 전기 기계의 제어에 영향을 미치지 않는다.
결과적으로, 본 발명을 통해, 제어되는 부하는 여러 제어 상황에서 특히 전류 공간 벡터의 회전 주파수가 상이할 경우 최적으로 제어될 수 있으며, 그럼으로써 인버터는 균일하게 부하를 받고, 제어되는 부하에 의한 전류 이용은 최적의 상태가 된다.
자명한 사실로서, 본 발명에 따른 방법의 특징들, 특성들 및 장점들은 상응하게 본 발명에 따른 장치에도 해당하거나 적용될 수 있다.
도 1은 전기 부하를 제어하기 위한 인버터를 도시한 개략도이다.
도 2는 전기 부하의 인버터를 제어하기 위한 공간 벡터 변조 방법을 설명하기 위한 복소 벡터 다이어그램이다.
도 3은 여러 전압 공간 벡터를 설정하기 위한 3개의 위상 전압의 파형을 나타낸 개략도이다.
도 4는 인버터의 스위치들 또는 프리휠링 다이오드들의 부하 설정 값을 결정하기 위한 시퀀스를 도시한 개략도이다.
도 5는 온도 측정 또는 추정을 기초로 부하 설정 값을 결정하기 위한 상세한 시퀀스를 도시한 개략도이다.
도 6은 전류 공간 벡터를 설정하기 위한 복소 벡터 다이어그램을 나타낸 개략도이다.
도 7은 대안적 전류 공간 벡터를 설정하기 위한 복소 벡터 다이어그램이다.
도 8은 0°의 위상 각도를 갖는 전류 공간 벡터를 설정하기 위한 복소 벡터 다이어그램이다.
도 9는 설정 전류 공간 벡터에 따라서 설정 위상 각도와 전류 공간 벡터의 위상 각도 간의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 10은 설정 전류 공간 벡터의 회전 주파수에 따라서 설정 위상 각도와 상기 위상 각도 간의 최대 차이의 파형을 나타낸 그래프이다.
도 1에는, 전기 부하, 특히 전기 기계를 제어하기 위한 인버터가 개략적으로 도시되어 있고 전반적으로 10으로 표시되어 있다.
인버터(10)는 직류 전압원(12)과 연결되고, 이 경우 전기 기계(14)로서 형성되어 있는 전기 부하(14)에 3상으로 전류 공급하기 위해 사용된다. 인버터는, 직류 전압원(12)에 병렬 연결되고 2개의 제어 가능한 스위치(S)를 각각 구비한 3개의 하프 브리지를 포함한다. 스위치들(S) 사이에는, 전기 기계(14)의 위상들(U, V, W)의 위상 도체와 각각 연결되는 하프 브리지 탭(16)(half bridge tap)이 각각 형성된다.
스위치들(S)에는, 반대되는 방향으로 전류 흐름을 가능하게 하는 프리휠링 다이오드(D)가 각각 병렬 연결된다.
도 1에는, 스위치들(S)이 제공하는 위상들(U, V, W)에 상응하게, 그리고 직류 전압원(12)의 높은 전위, 또는 직류 전압원(12)의 낮은 전위에 대한 할당에 상응하게, 상기 스위치들은 SHA, SLA, SHB, SLB, SHC, SLC로 표시되어 있다. 그에 상응하게 프리휠링 다이오드들은 DHA, DLA, DHB, DLB, DHC, DLC로 표시되어 있다.
스위치들(S)을 교대로 개방 및 폐쇄하는 것을 통해 위상 도체들(U, V, W) 사이에는 각각의 제어 전압이 인가되며, 그럼으로써 그에 상응하게 전기 기계(14)를 구동하는 위상 전류(IU, IV, IW)가 각각 설정된다. 인버터(10)는 바람직하게는 반도체 스위치들에 의해 형성된다. 인버터의 스위치들은, 특정 파형을 갖는 위상 전압들을 제공하고 전압 공간 벡터를 제공하며 그에 상응하게 전기 기계(14)에 위상 전류들(IU, IV, IW)을 공급하기 위해, 개략적으로 도시된 제어 유닛(18)에 의해 교대로 개방되고 폐쇄된다. 이 경우, 전압 벡터는 인버터(10)를 통해 제공되며, 그 결과 전류 공간 벡터는 제어되는 부하에 따라서 상응하게 설정된다.
도 2에는, 3상 부하(14) 또는 전기 기계(14)를 제어하기 위한 공간 벡터 변조를 설명하기 위한 복소 벡터 다이어그램이 도시되어 있고 전반적으로 20으로 표시되어 있다.
벡터 다이어그램(20)에는, 전기 기계(14)의 제어 각도(Alpha)를 갖는 전압 벡터(V*)가 도시되어 있다. 또한, 벡터 다이어그램(20)에는, 인버터(10)의 스위치들(S) 중 소수 또는 2개의 스위치가 폐쇄되고 전기 기계가 상응하게 제어될 때 주어지는 6개의 기본 전압 벡터(V1, V2, V3, V4, V5, V6)가 도시되어 있다. 본 예시에서 기본 전압 벡터들(V1 및 V2) 사이에 제어 각도(Alpha)를 가지면서 최대 길이를 갖는 전압 벡터(V*)를 설정하기 위해, 이 전압 벡터는 기본 전압 벡터(V1) 및 기본 전압 벡터(V2)에 상응하게 인버터(10)를 교대로 제어하는 것을 통해 실현된다. 두 기본 전압 벡터(V1, V2)는 사전 정의된 스위칭 주파수로 교대로 설정되며, 그럼으로써 기본 전압 벡터들(V1, V2)의 스위치 온 지속 시간이 동일할 경우 30°의 위상 각도를 갖는 전압 벡터(V*)가 주어진다. 상대적으로 더 큰 제어 각도(Alpha)를 갖는 전압 벡터(V*)가 설정되어야 하면, 상응하게 기본 전압 벡터(V2)의 스위치 온 지속 시간은 연장되고 기본 전압 벡터(V1)의 스위치 온 지속 시간은 단축된다. 따라서 인버터(10)의 스위치들(S)의 클록 제어식 제어를 통해 임의의 제어 각도(Alpha)를 갖는 전압 공간 벡터(V*)가 실현된다.
도 2에 도시된 경우처럼, 전압 벡터(V*)가 기본 전압 공간 벡터(V1, V2)보다 더 낮은 절댓값(더 짧은 길이)으로 설정되어야 하면, 상응하게 인버터(10)의 상측의 스위치들(SHA, SHB, SHC) 또는 그 하측의 스위치들(SLA, SLB, SLC)이 개방되는 제로 전압 벡터(V0, V7)가 설정된다. 스위치들(S) 중 각각 타측의 스위치들은 상응하게 폐쇄된다. 따라서, 전압 벡터(V*)는, 기본 전압 공간 벡터들(V1 및 V2)과, 제로 전압 벡터들(V0, V7) 중 하나의 제로 전압 벡터의 조합을 통해 실현될 수 있다.
전압 공간 벡터(V*)에 따라서 전류 공간 벡터(I*)가 설정된다. 전류 공간 벡터(I*)는 제어되는 전기 부하(14)에 따라서 설정되는 진폭 및 위상 각도를 갖는다. 전류 공간 벡터(I*)의 위상 각도는 전압 공간 벡터(VI)의 위상 각도(α)와 동위상일 수 있거나, 또는 위상 변이를 나타낼 수 있다.
전기 부하(14) 또는 전기 기계(14)의 전류 공급을 위해, 여러 기본 전압 공간 벡터(V1-V6) 및 제로 전압 벡터들(V0, V7)이 고속 시퀀스로 연이어 설정됨으로써, 전압 공간 벡터(V*)가 제공된다. 그 결과, 인버터(10)의 여러 스위치(S) 및 여러 프리휠링 다이오드(D)는 전압 공간 벡터(V*)가 상응하게 고속 회전하는 조건에서 균일하게 부하를 받으며, 특히 위상 측면에서 더 균일하게 부하를 받는다. 전압 공간 벡터(V*)의 회전 주파수가 매우 낮거나 영(0)이면, 예컨대 전기 기계(10)의 회전 속도가 낮은 경우, 위상(U, V, W)의 인버터(10)의 상응하는 스위치들(S) 및 프리휠링 다이오드들(D)은 오랜 시간에 걸쳐 부하를 받으며, 그럼으로써 상응하는 스위치들(S) 및 프리휠링 다이오드들(D)의 과부하가 발생할 수 있게 되고, 인버터(10)의 스위치들(S) 및 프리휠링 다이오드들(D)은 전반적으로 불균일하게, 특히 위상 측면에서 불균일하게 부하를 받을 수 있게 된다. 스위치들(S) 및 프리휠링 다이오드들(D) 중 소수의 스위치 및 프리휠링 다이오드의 과부하를 방지하기 위해, 스위치들(S) 및 프리휠링 다이오드들(D) 중 여러 스위치 및 프리휠링 다이오드에 부하를 분배하기 위한 조치들이 취해져야 한다.
도 3에는, 기본 전압 공간 벡터(V0, V1, V2, V7)를 연속해서 설정하기 위해, 펄스 폭 변조 주기(T) 이내에 3개의 위상(U, V, W)의 위상 전압들의 파형들이 도시되어 있다. 펄스 폭 변조 주기(T) 이내에서, 전압 공간 벡터(V*)를 정확하게 설정할 수 있도록 하기 위해, 소수의 기본 전압 공간 벡터(V0, V1, V2, V7)의 스위치 온 시간(t0, t1, t2, t7)은 가변할 수 있다.
도 4에는, 부하 설정 값(m)의 결정이 도시되어 있고 전반적으로 30으로 표시되어 있다. 부하 설정 값(m)에 의해, 원칙적으로, 전압원(12)의 높은 전압 전위에 할당되는 스위치들(SHA, SHB, SHC) 및 전압원(12)의 낮은 전압 전위에 할당되는 스위치들(SLA, SLB, SLC)에 동일하게, 또는 최대한 유사한 방식으로 부하를 가하기 위한 목표가 추구된다. 하기에서, 전압원(12)의 높은 전압 전위에 할당되는 스위치들(SHA, SHB, SHC)은 상위의 스위치들(SH)이라 하며, 전압원(12)의 낮은 전압 전위에 할당되는 스위치들(SLA, SLB, SLC)은 하위의 스위치들(SL)이라 한다.
입력 변수로서는 전압 공간 벡터(V*)의 절댓값(V), 전압 공간 벡터(V*)의 위상 각도(Alpha_V), 전류 공간 벡터(I*)의 절댓값(I) 및 전류 공간 벡터(I*)의 위상 각도(Alpha_I)가 사용된다.
먼저, 설정될 전압 공간 벡터(V*)에 대해 상측의 최대 손실을 나타내는, 상위의 스위치들(SH) 중 하나, 또는 상위의 프리휠링 다이오드들(DH) 중 하나가 선택된다. 상기 스위치(SH) 또는 상기 프리휠링 다이오드(DH)의 경우, V7만이 제로 전압 벡터로서 사용되는 경우에 설정될 전압 공간 벡터(V*)에 대한 최대 가능 손실(P_Hmax)이 이론적으로 결정된다. 또한, 32에 도시된 것처럼, V0만이 제로 전압 벡터로서 사용되는 경우에는 설정될 전압 공간 벡터(V*)에 대한 상기 스위치(SH) 또는 상기 프리휠링 다이오드(DH)의 최소 가능 손실(P_Hmin)이 이론적으로 결정된다. 34에서는, 상응하게, 설정될 전압 공간 벡터(V*)에 대해 하위의 스위치(SL) 또는 하위의 프리휠링 다이오드(DL)의 최대 손실을 나타내는 하위의 스위치(SL) 내지 하위의 프리휠링 다이오드(DL)가 선택된다. 그 다음, 상기 스위치(SL) 또는 상기 프리휠링 다이오드(DL)의 경우, V0 내지 V7만이 제로 전압 벡터로서 사용되는 경우에 설정될 전압 공간 벡터(V*)에 대한 최대 가능 손실(P_Lmax) 및 최소 가능 손실(P_Lmin)이 결정된다. 상기 손실 값들로부터, 36에서는, 새로운 부하 값(m)이 계산되며, 더욱 정확하게는 하기 식으로 계산된다.
Figure 112014123105809-pct00001
이렇게 결정된 부하 값(m)은, 상측의 손실들이 하측의 손실들과 동일하도록, 상측 및 하측 상에 인버터(10)의 열 부하를 분배한다. 38에서는, 선택된 부하 값(m)을 설정하고 스위치들(S) 및 프리휠링 다이오드들(D)에 그에 상응하게 더 균일하게 부하를 가하기 위해, 스위치 온 시간들(t0-t7)이 계산된다.
프리휠링 다이오드들(D) 및 스위치들(S)은 상이한 부하 한계들을 갖기 때문에, 프리휠링 다이오드들(D) 및 스위치들(S)의 손실들(PD, PS)은 서로 조정되어야 하며, 그리고 서로 비교될 수 있도록 하기 위해 인수분해되어야 한다. 그러므로 프리휠링 다이오드들(D)에 대해 비교 전력 손실(PDV)이 결정되며, 더 정확하게는 하기 식으로 결정되며,
PDV = c * PD
상기 식에서, PDV는 프리휠링 다이오드들의 비교 전력 손실이고, PD는 프리휠링 다이오드 손실이며, 인수 c는 상수이다. 특별한 실시예에서, 인수 c는 프리휠링 다이오드들(D)의 전력 손실(PD)의 함수일 수도 있다.
또한, 분명한 점은, 스위치들(S) 또는 프리휠링 다이오드들(D)의 손실들(PD, PS)은 단지 전압 공간 벡터(V*)의 절대값(V), 위상 각도(Alpha_V), 전류 공간 벡터(I*)의 절댓값(I), 및 위상 각도(Alpha_I)의 함수일 뿐이라는 점이다.
방법(30)의 대안적 실시예에서, 전력 손실(P) 대신, 부하 설정 값(m)을 결정하기 위해, 각각의 소자(S, D) 내 전류(I) 및/또는 각각의 소자(S, D) 내 전류의 제곱(I2)이 사용된다.
도 5에는, 스위치들(S) 및/또는 프리휠링 다이오드들(D)의 추정되거나 측정되는 온도(TD, TS)를 기초로 하여 부하 값(m)을 결정하고 새로운 부하 설정 값(m)을 산출하기 위한 방법이 도시되어 있다. 도 5에서, 방법은 전반적으로 40으로 표시되어 있다.
방법(40)에서는, 작동 중에, 스위치들(S) 또는 프리휠링 다이오드들(D)의 온도들에 따라서 부하 설정 값(m)의 결정이 수행된다. 입력 변수로서는 일반적으로 스위치들(S) 및 프리휠링 다이오드들(D)의 온도들(TD, TS)이 이용된다. 42에서, 온도들(TD, TS)을 통해, 가장 심하게 부하를 받는 상위의 스위치(SH), 가장 강하게 부하를 받는 상위의 프리휠링 다이오드(DH), 가장 강하게 부하를 받는 하위의 스위치(SL) 및 가장 강하게 부하를 받는 하위의 프리휠링 다이오드(DL)가 검출된다. 달리 말하면, 최고 온도를 나타내는 각각의 소자가 검출된다. 44 및 46에서는, 상기 온도들로부터, 상위의 스위치들 및/또는 상위의 프리휠링 다이오드들의 최대 온도(T_H)가 결정되거나, 또는 하측의 손실들로부터 하측의 최대 온도(T_L)가 결정된다. 이 경우, 프리휠링 다이오드들(D)의 온도(TD)는, 48에서 도시되는 것처럼, 스위치들 및 프리휠링 다이오드들(D)의 온도들을 비교할 수 있도록 하기 위해 인수분해된다. 스위치들(S) 및 프리휠링 다이오드들(D)의 온도들을 비교할 수 있도록 하기 위해, 프리휠링 다이오드들의 비교 온도가 하기 식으로 결정되며,
TDV = c*TD
상기 식에서, TDV는 비교 온도이고, TD는 프리휠링 다이오드들(D)의 온도이며, 인수 c는 상수이다. 특별한 실시예에서, 인수 c는 프리휠링 다이오드들(D)의 전력 손실(PD)의 함수일 수도 있다. 합산점(50)에서는, 상측의 최대 온도(T_H)와 하측의 최대 온도(T_L) 사이의 차(dT)가 산출된다. 52에서는, 온도 차(dT)를 상응하게 보상하기 위해, 온도 차(dT)에 따라서 변동된 부하 설정 값(m)이 결정된다. 온도 차(dT)가 0을 상회(> 0)하면, 부하 설정 값(m, Ism)은 감소하고, 온도 차(dT)가 0을 하회(< 0)하면, 부하 설정 값(m, Ism)은 증가한다. 이렇게 결정된 부하 설정 값(m, Ism)에 따라서, 54에서는, 후속하는 펄스 폭 변조 주기(T)에 대한 새로운 스위치 온 지속 시간들(t0-t7)이 결정된다. 새로운 펄스 폭 변조 주기(T)에 따라서, 56에 도시된 것처럼 스위치들(S) 및 프리휠링 다이오드들(D)의 변동된 온도들(TD, TS)이 결정되어, 피드백(58)을 통해 도시되어 있는 것처럼 방법(14)에 대한 새로운 입력 변수들로서 제공된다. 그 결과, 스위치들(S) 및/또는 프리휠링 다이오드들(D)의 측정되거나 추정되는 온도를 기초로, 각각의 펄스 폭 변조 주기(T)에 대해, 새로운 부하 설정 값(m, Ism)에 따라서 상응하는 스위치들(S) 및 프리휠링 다이오드들(D)에 더 균일하게 부하를 가하기 위해, 새로운 부하 설정 값(m)이 결정될 수 있다. 따라서, 상측 및 하측의 소자들의 온도를 비교하는 것을 통해, 그리고 부하 값(m)의 조정을 통해, 하측의 소자들에 대한 상측의 소자들의 더 균일한 부하가 달성될 수 있다.
방법(40)의 대안적 실시예에서, 부하 설정 값(m, Ism)의 결정을 위해, 소자들(S, D)의 온도들 대신, 사전 정의된 시간에 걸쳐서 각각의 소자(S, D)의 전력 손실의 적분을 통해, 또는 각각의 소자(S, D) 내 전류(I)의 적분을 통해, 그리고/또는 각각의 소자(S, D) 내 전류의 제곱(I2)의 적분을 통해 산출되거나 결정되는 손실 값들이 사용된다.
방법(40)의 추가 실시예에서, 부하 설정 값(m, Ism)의 결정을 위해, 소자들(S, D)의 온도들 대신, 각각의 소자(S, D) 내 전기 손실(P) 또는 전류(I), 및/또는 각각의 소자(S, D) 내 전류의 제곱(I2)이 사용되며, 상기 전기 손실 또는 전류 및/또는 전류의 제곱은 각각 저역 통과 필터에 의해 필터링된다.
도 6에는, 전류 공간 벡터(I1*)의 복소 벡터 다이어그램이 개략적으로 도시되어 있다. 전류 공간 벡터(I1*)는 절댓값(I1)과 위상 각도(alpha1)를 갖는다. 전류 공간 벡터(I1*)를 설정하는 인버터(10)가 전기 기계(14)를 제어하기 위해 사용되면, 전기 기계(14)는 토크(M)를 생성한다. 도 6의 복소 벡터 다이어그램에서, 개별 위상들(U, V, W)은 서로 120도의 각도로 도시되어 있다. 이 경우, 상응하는 위상들(U, V, W) 상에 전류 공간 벡터(I1*)의 투영은 할당된 스위치(S)에서 설정되는 전류에 상응한다. 따라서, 파선으로 도시되어 있는 상기 투영을 통해, 개별 스위치들(S) 또는 프리휠링 다이오드들(D)의 부하가 직접 판독될 수 있다. 따라서, 도 6의 도시된 실시예에서, 스위치(SHA)는 위상(U)을 통해 가장 강하게 부하를 받고, 위상(W)의 스위치(SHC)는 스위치(SHA)보다 더 적게 부하를 받으며, 위상(V)의 스위치(SHB)는 매우 적게 부하를 받는다.
도 6에는, 연결된 전기 기계(14)의 공급되는 토크(M)가 곡선으로서 도시되어 있으며, 이 곡선은 동시에 일정한 토크(M)의 곡선을 나타낸다. 전기 기계(14)로부터 출력되는 토크(M)는, 전류 벡터(I*)가 전기 기계(14)의 전기 로터 각도보다 앞서는 정도에 해당하는 각도(Theta), 및 전류 공간 벡터(I*)의 진폭(I)의 함수[M = f(Theta, I)]이다. 이로부터, 전류 공간 벡터(I1*)가 도 6에 도시된 일정한 토크(M)의 선에 따르면, 전기 기계(14)로부터 출력되는 토크(M)는 일정하다는 것을 알 수 있다.
전류 공간 벡터(I1*)는, 전기 기계(14)를 이용하여 토크(M)를 공급하기 위해 전기 기계(14)의 전기 로터 각도보다 앞서도록 설정된다. 전류 공간 벡터(I1*)는 각도(Theta)만큼 전기 기계(14)의 전기 로터 위치보다 앞선다. 이는 하기 식에 의해 분명해지며,
alpha_I = alpha_R + Theta,
상기 식에서, Alpha_I는 전류 공간 벡터(I1*)의 위상 각도이고, Alpha_R은 전기 기계(14)의 전기 로터 각도이며, Theta는 각도 차이다.
각도 차(Theta)는 통상적으로 모터 구동 모드에서 90도와 180도 사이이다. 전류 공간 벡터(I1*)는, 인버터(10) 및 전기 기계(14)가 전기 로터 각도(alpha_R)에 대해 최적의 효율성을 갖도록 설정된다.
전류 공간 벡터의 위상 각도의 변동(alpha_I)은 도 7의 복소 벡터 다이어그램에 개략적으로 도시되어 있다.
도 7에 도시된 복소 벡터 다이어그램에는, 위상 각도(alpha1) 및 절댓값(I1)을 갖는 설정 전류 공간 벡터(I1*)와, 위상 각도(alpha2) 및 절댓값(I2)을 갖는 전류 공간 벡터(I2*)가 도시되어 있다. 이 경우, 설정 전류 공간 벡터(I1*)는, 인버터(10) 및 전기 기계(14)가 최적의 효율성을 나타낼 때의 전류 공간 벡터이다. 두 전류 공간 벡터(I1*, I2*)는 동일한 토크(M)를 출력하는데, 그 이유는 두 전류 공간 벡터가 동일한 토크(M)의 선 상에서 연장되기 때문이다. 설정 전류 공간 벡터(I1*)는 도 6의 전류 벡터(I1*)와 동일하다. 전류 공간 벡터(I2*)는, 설정 전류 공간 벡터(I1*)의 위상 각도(alpha1)보다 더 큰 위상 각도(Alpha2)를 갖는다. 위상 각도들(alpha1 및 alpha2) 사이의 차는 도 7에서 delta_beta라고 한다. delta_beta는 위상 각도(alpha1)에 따라서 서로 상이한 크기일 수 있고 최대 +30°와 -30° 사이에서 변동한다. 위상들(U, V, W)의 상응하는 위상 축들 상에 전류 공간 벡터(I2*)의 도 7에 도시된 투영에 의해, 위상(U) 내, 다시 말해 스위치(SHA) 내 전류는 I1*에 비해 감소하고, 위상 내(W), 다시 말해 스위치(SHC) 및 프리휠링 다이오드(DLC) 내 전류는 증가하는 것이 명확해진다. 전체적으로 전류 부하는 전류 공간 벡터(I2*)의 더 큰 절댓값에 의해, 설정 전류 공간 벡터(I1*)에서보다 더 커지지만, 도 7에서 알 수 있는 것과 같은 상기 조치를 통해, 가장 심하게 부하를 받는 스위치(SHA) 및 프리휠링 다이오드(DLA)의 부하는 감소될 수 있다. 그 결과, 가장 심하게 부하를 받는 스위치들(S), 그리고 역시 가장 강하게 부하를 받는 프리휠링 다이오드들(D)의 피크 부하는 감소될 수 있고, 부하는 다른 스위치들(S) 또는 프리휠링 다이오드들(D) 상에 분배될 수 있다. 그 결과, 인버터(10)는 위상 측면에서 더 균일하게 부하를 받을 수 있게 된다. 전류 벡터(I2*)는 동일한 토크(M)의 선을 따르기 때문에, 동일한 토크(M)가 전기 기계(14)에 의해 공급되며, 그럼으로써 상기 조치는 전기 기계(14)의 사용자에게 어떠한 제약을 형성하지 않으며, 예컨대 토크(M)의 스터터링(stuttering) 또는 급감은 발생하지 않게 된다. 설정 전류 공간 벡터(I1*)와는 다른 전류 공간 벡터(I2*)의 설정을 통해, 손실들은 개별 위상들(U, V, W)에서 분배될 수 있고, 그에 따라 개별 위상들의 개별 소자들의 과부하는 방지될 수 있다. 따라서 달리 말하면 위상들(U, V, W)의 더 균일한 부하가 달성될 수 있다.
결과적으로, 설정 위상 각도(alpha1)와는 다른 위상 각도(alpha2)를 갖는 대안적 전류 공간 벡터(I2*)를 제공하는 것을 통해, 가장 많은 부하를 받는 스위치(SHA) 및 프리휠링 다이오드(DLA) 또는 가장 심하게 부하를 받는 위상(U)의 감소가 달성될 수 있고, 그에 따라 인버터(10)는 전반적으로 더 균일하게 부하를 받을 수 있다.
프리휠링 다이오드들(D)이 심하게 부하를 받을 수 있는 경우, delta_beta는, 스위치들(S) 중 소수의 스위치의 부하를 경감하기 위해, 음의 값으로도 설정될 수 있다. 도 7에 도시된 제어 상황에서, 먼저 제로 전압 벡터(V0)의 선택을 통해 스위치(SHA)의 부하가 경감되고 그에 따라 프리휠링 다이오드(DLA)는 더 심하게 부하를 받게 된다. 그 결과, 스위치들(SLB, SLB)도 더 심하게 부하를 받는다. 위상 각도(alpha_1)의 경우, 프리휠링 다이오드(DLA)는 가장 심하게, 스위치(SLC)는 덜 심하게, 그리고 스위치(SLB)는 매우 약하게 부하를 받는다. 이런 상황에서, alpha_1보다 더 작은 위상 각도(alpha_2)를 통해, 다시 말해 음의 각도 차이(delta_beta)로도, 프리휠링 다이오드(DLA)는 더 심하게 부하를 받을 수 있으며, 그럼으로써 스위치(SLC)의 부하는 경감되고 스위치(SLB)는 더 심하게 부하를 받게 된다. 따라서 스위치들(SLB 및 SLC)의 부하는 더 균일하게 분배될 수 있다. 그러나 이는 프리휠링 다이오드(DLA)의 더 심한 부하의 대가로 이루어진다.
달리 말하면, 먼저 부하는 상위의 스위치(SH)에서 하위의 프리휠링 다이오드(DL) 상으로 변위되며, 더 정확하게는 제로 전압 벡터들(V0, V7)의 적합한 시간별 분배의 선택을 통해 변위되며, 그 다음 부하는 제로 전압 벡터(V0, V7)에서 각도 차이(delta_beta)를 설정하는 것을 통해 위상들(U, V, W) 상에 분배된다. 따라서 전반적으로 스위치들(S) 및 프리휠링 다이오드들(D)의 부하는 더 균일하게 설정될 수 있다.
바람직하게 도 5의 방법(40)은 도 7의 대안적 전류 공간 벡터(I2*)의 설정과 조합된다. 이 경우, 예컨대 인버터(10)의 제어 전에, 다시 말해 가령 제어 유닛(18) 내에서, 방법(30)에 따른 설정 전류 공간 벡터(I1*)를 기초로, 최적화된 부하 설정 값(m)과 이와 동시에 최적화된 전류 공간 벡터(I2*)도 결정된다. 이런 값들은 특성 맵에 저장되고 전기 기계(14)는 특성 맵의 값들에 따라서 제어된다. 달리 말하면, 부하 설정 값(m)과 전류 공간 벡터(I2*)는 오프라인에서 결정되고 전기 기계는 상응하게 제어된다.
이에 대한 대안으로서, 최적화된 전류 공간 벡터(I2*)는 특성 맵에서 꺼내질 수 있고, 부하 설정 값(m)은 전기 기계(14)의 작동 중에 방법(30 또는 40)에 따라서 측정값들 또는 추정 값들을 기초로 결정될 수 있으며 상응하게 연속적으로 최적화될 수 있다. 달리 말하면, 부하 설정 값(m)은 온라인에서 결정되어 조정된다.
도 8에는, 복소 벡터 다이어그램이 도 6 및 도 7에 상응하게 0도의 설정 전류 공간 벡터(I1*)에 대해 개략적으로 도시되어 있다. 또한, 도 8에는, 동일한 토크(M)의 선이 도시되어 있다. 동일한 토크(M)의 선은, 위상(U)의 부하 경감 또는 상응하는 스위치(SHA)의 부하 경감이 상이한 위상 각도를 갖는 전류 공간 벡터(I2*)를 제공하는 것을 통해 불가능한 그런 정도의 곡률을 갖는다. 반대로, 더 크거나 더 작은 위상 각도(alpha2)를 통해 스위치(SHA)의 부하는 동일하게 유지되거나, 또는 심지어 증가할 수도 있고, 또한 위상(W) 또는 위상(V)의 추가 스위치는 추가로 부하를 받을 수도 있다. 동일한 토크의 선의 상응하는 파형들은 위상들(U, V, W)의 축들에 상응하는 위상 각도에 대해, 다시 말해 각도 0도, 60도, 120도, 180도, 240도, 300도 등에 대해 제공된다. 이런 위상 각도(alpha1)의 경우, 상이한 위상 각도(alpha2)를 이용한 제어는 의미가 없다. 특히 의미가 있는 경우는, 30도, 90도, 150도 등의 범위의 위상 각도(alpha1)에 대해 상이한 위상 각도(alpha2)를 이용한 제어이다.
조절 기술적 비용을 줄이기 위해, 정해진 설정 위상 각도(alpha1)에 대해 전류 공간 벡터(I2*)의 데이터가 특성 맵에 저장될 수 있다. 또한, 특성 맵에서는, 설정 전류 공간 벡터(I1*)의 특정 주파수들에 대해 전류 공간 벡터(I1*)의 위상 각도와 전압 공간 벡터(V1*)의 위상 각도가 서로 다를 수 있다는 점도 고려될 수 있다.
도 9에는, 설정 위상 각도(alpha1)에 따라 설정 전류 공간 벡터(I1*)와 전류 공간 벡터(I2*) 간의 위상 각도 차이(delta_beta)가 개략적으로 도시되어 있다.
설정 위상 각도(alpha1)에 따라서, 차이(delta_beta)는 상이하게 설정되고 -15°와 +15° 사이에서 변동한다. 앞서 이미 언급한 것처럼, 설정 위상 각도(alpha1)와는 다른 위상 각도(alpha2)는 정해진 설정 위상 각도(alpha1)에 대해 의미가 없는데, 그 이유는 여기서 하나의 스위치(S) 또는 하나의 프리휠링 다이오드(D)의 부하 경감이 달성되지 않지만, 그러나 다른 스위치(S) 또는 다른 프리휠링 다이오드의 추가 부하가 야기되기 때문이다. 이런 이유에서, 설정 위상 각도(alpha1)에 대한 차이(delta_beta)는 도 9에 따라서 0인 반면, 예컨대 -150°, -90°, -60°, +60°, +90°, +150°와 같은 다른 설정 위상 각도에 대해서는, 가장 심하게 부하를 받는 제어 가능한 스위치(S)의 부하를 경감하기 위해 차이(delta_beta)가 의미가 있다. 이런 이유에서, 도 9에 도시된 것처럼, 설정 위상 각도(alpha1)에 따라서 차이(delta_beta)의 지그재그 파형이 발생한다. 본 발명에 따라서, 차이(delta_beta)는, 차이 한계들(delta_beta_max, delta_beta_min)을 형성하는 +6°와 -6°에서의 파선들을 통해 도시된 것과 같이 제한된다. 상응하는 설정 위상 각도(alpha1)에 대한 차이(delta_beta)가 상기와 같이 정의된 차이 한계(delta_beta_max, delta_beta_min)보다 더 크면, 차이(delta_beta)는 차이 한계(delta_beta_max, delta_beta_min)에 따라 설정된다. 그 결과, 인버터(10)의 총 부하 및 인버터(10) 및 전기 기계(14)의 전력 손실이 감소할 수 있거나, 인버터(10) 및 전기 기계(14)의 효율이 증가할 수 있다.
도 10에는, 설정 전류 공간 벡터(I1*)의 회전 주파수(f)에 따라 최대 차이(delta_beta_max)가 개략적으로 도시되어 있다. 이 경우, 제 1 사전 정의된 회전 주파수(f1)보다 더 낮은 적은 주파수에 대한 최대 차이(delta_beta_max)는 일정하다. 설정 전류 공간 벡터(I1*)의 회전 주파수가 제 1 사전 정의된 회전 주파수(f1)를 초과하면, 최대 차이(delta_beta_max)는 증가하는 회전 주파수(f)에 따라, 또는 증가하는 회전 주파수(f)와 더불어 감소한다. 설정 전류 공간 벡터(I1*)의 제 2 사전 정의된 회전 주파수(f2)의 경우, 최대 차이(delta_beta)는 거의 0으로 감소한다. 제 2 사전 정의된 회전 주파수(f2)부터, 회전 주파수(f)는, 제어 가능한 스위치들(S)이, 인버터(10)의 스위치들(S)의 열 부하가 동일하게 분배되고 설정 위상 각도(alpha1)와 위상 각도(alpha2) 간의 차이(delta_beta)가 스위치들(S) 중 하나의 스위치의 부하 경감을 일으키는 것이 아니라 인버터(10)의 총 부하를 높일 수도 있을 정도로 짧은 시간에 걸쳐 부하를 받을 정도로 높다. 그러므로 제 2 사전 정의된 회전 주파수(f2)보다 더 큰 회전 주파수(f)의 경우 0으로 설정된다. 제 1 사전 정의된 회전 주파수(f1)와 제 2 사전 정의된 회전 주파수(f2) 간의 최대 차이(delta_beta)는 회전 주파수(f)에 따라서 선형으로 감소한다. 그 결과, 상이한 위상 각도를 이용한 제어와 상이한 위상 각도를 이용하지 않는 제어 간에, 다시 말하면 f1보다 작은 f에 대한 주파수 범위와 f2보다 큰 f에 대한 주파수 범위 간에 조절 기술 측면에서 간단한 전이가 가능하다. 또한, 그 결과, 회전 주파수(f)가 증가하는 경우, 차이(delta_beta)를 이용한 제어와 차이(delta_beta)를 이용하지 않는 제어 간의 갑작스런 전환을 통해 방지되는 동적 효과도 감소할 수 있다.
자명한 사실로서, 도 10에 도시된 최대 차이(delta_beta_max)는 절댓값으로서 간주되고 상한(delta_beta_max)뿐만 아니라 하한(delta_beta_min)에 대해서도 적용된다.
본원의 방법은 바람직하게는 전기 기계를 제어하기 위해 사용되며, 최대로 가능한 차이(delta_beta_max)는 전기 기계의 유형에 따라서 결정된다. 최대 차이는 최대 30°까지 달할 수 있다.
10 인버터
12 직류 전압원
14 전기 기계, 전기 부하
16 하프 브리지 탭
18 제어 유닛, 인버터를 제어하는 장치
20 벡터 다이어그램
alpha1 설정 위상 각도
alpha2 위상 각도
delta_beta 차이
delta_beta_max 최대 차이
delta_beta_min 최소 차이
f 회전 속도
f1 제 1 사전 정의된 회전 속도
f2 제 2 사전 정의된 회전 속도
I1 설정 진폭
I2 진폭
I1* 설정 전류 공간 벡터
I2* 전류 공간 벡터
IU, IV, IW 다상 전류
m 부하 설정 값
S 스위치
V1-V7 스위치들의 스위칭 상태

Claims (12)

  1. 공간 벡터 변조를 이용하여 인버터(10)를 제어하기 위한 방법으로서, 상기 인버터(10)는 다수의 제어 가능한 스위치들(S)을 포함하고, 상기 인버터는 다상 전류(IU, IV, IW)를 제공하도록 형성되고, 설정 위상 각도(alpha1) 및 설정 진폭(I1)을 갖는 설정 전류 공간 벡터(I1*)가 사전 설정되며, 상기 인버터(10)는, 전류 공간 벡터(I2*)의 형태로 전류(IU, IV, IW)를 제공하기 위해 상기 스위치들(S)에 대해 다수의 상이한 연속적인 스위칭 상태들(V1-V7)이 설정되는 방식으로 제어되는, 인버터 제어 방법에 있어서,
    상기 인버터(10)는, 상기 설정 위상 각도(alpha1)와는 다른 위상 각도(alpha2)를 갖는 상기 전류 공간 벡터(I2*)가 제공되도록 제어되며, 그리고 상기 설정 위상 각도(alpha1)와 상기 위상 각도(alpha2) 간의 차이(delta_beta)는 상기 설정 전류 공간 벡터(I1*)의 회전 속도(f)에 따라 제한되는 것을 특징으로 하는 인버터 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 차이(delta_beta)는 회전 속도(f)의 증가에 따라 감소하는, 인버터 제어 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 차이(delta_beta)는 상기 설정 전류 공간 벡터(I1*)의 상기 설정 위상 각도(alpha1)에 따라서 설정되는, 인버터 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 차이(Δβ)는 차이 범위(delta_beta_max, delta_beta_min) 이내에서 가변하며, 그리고 상기 차이 범위(delta_beta_max, delta_beta_min)는 상기 설정 전류 공간 벡터(I1*)의 회전 속도(f)의 증가에 따라 감소하는, 인버터 제어 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 사전 정의된 회전 속도(f1) 미만에서 상기 위상 각도(alpha2)는 상기 스위치들(S)의 사전 정의된 부하 설정 값(m)에 따라서 설정되는, 인버터 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 전류 공간 벡터(I2*)의 상기 위상 각도(alpha2) 및 진폭(I2)은, 전력 출력이 상기 설정 전류 공간 벡터(I1*)의 상기 설정 위상 각도(alpha1) 및 상기 설정 진폭(I1)에 따른 전력 출력과 동일하도록 설정되는, 인버터 제어 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 설정 전류 공간 벡터(I1*)와 상기 전류 공간 벡터(I2*) 간의 최대 차이(delta_beta_max)는 30°인, 인버터 제어 방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 차이 범위(delta_beta_max, delta_beta_min)는 상기 설정 전류 공간 벡터(I1*)의 제 1 사전 정의된 회전 속도(f1)와 제 2 사전 정의된 회전 속도(f2) 사이에서 선형으로 감소하는, 인버터 제어 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 인버터(10)에 의해 전기 기계(14)가 제어되며, 그리고 상기 설정 전류 공간 벡터(I1*)는 상기 전기 기계(14)의 로터 각도에 따라서 결정되는, 인버터 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 전류 공간 벡터(I2*)의 상기 위상 각도(alpha2) 및 진폭(I2)은, 사전 정의된 회전 속도(f1) 미만에서, 상기 전기 기계(14)에 의해 출력되는 토크(M)가 상기 설정 전류 공간 벡터(I1*)에 의해 출력되는 토크(M)와 동일하도록 결정되는, 인버터 제어 방법.
  11. 인버터(10)를 제어하기 위한 장치(18)로서, 상기 인버터(10)는 다상 전류(IU, IV, IW)를 설정 위상 각도(alpha1) 및 설정 진폭(I1)을 갖는 설정 전류 공간 벡터(I1*)에 따라 제공하도록 연결된 다수의 제어 가능한 스위치들(S)을 포함하고, 상기 장치는, 전류 공간 벡터(I2*)의 형태로 상기 전류(IU, IV, IW)를 제공하기 위해 인버터(10)의 스위치들(S)이 다수의 상이한 연속적인 스위칭 상태들(V1-V7)을 취하는 방식으로 인버터(10)를 제어하도록 형성된 제어 장치(18)를 포함하는, 인버터 제어 장치에 있어서,
    상기 제어 장치(18)는, 상기 설정 위상 각도(alpha1)와는 다른 위상 각도(α2)를 갖는 상기 전류 공간 벡터(I2*)가 제공되는 방식으로 상기 인버터를 제어하도록 형성되고 상기 설정 위상 각도(alpha1)와 상기 위상 각도(alpha2) 간의 차이(delta_beta)는 상기 설정 전류 공간 벡터(I1*)의 회전 속도(f)에 따라서 제한되는 것을 특징으로 하는 인버터 제어 장치(18).
  12. 구동력을 제공하기 위한 하나 이상의 전기 기계(14)와, 상기 전기 기계(14)를 제어하기 위한 인버터(10)와, 제 11 항에 따른, 상기 인버터(10)를 제어하기 위한 장치(18)를 포함하는 자동차 파워 트레인.
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