KR102099868B1

KR102099868B1 - 비행기 및 그의 전자 거버너의 과전압 보호 방법과 장치

Info

Publication number: KR102099868B1
Application number: KR1020187014953A
Authority: KR
Inventors: 지앙타오 유
Original assignee: 광저우 엑스에어크래프트 테크놀로지 씨오 엘티디
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2020-04-13
Also published as: CA3045354A1; CA3045354C; JP6594548B2; EP3550720A1; JP2019502345A; KR20180081745A; US20190058434A1; RU2717541C1; AU2017370239A1; US10693411B2; WO2018099377A1; CN106655979B; EP3550720B1; AU2017370239B2; EP3550720A4; CN106655979A

Abstract

본 발명은 비행기 및 그의 전자 거버너의 과전압 보호 방법과 장치를 공개하는 바, 상기 전자 거버너는 전동기를 제어하기 위한 것이고, 상기 방법은, 전자 거버너의 직류 모선 전압을 수집하는 단계; 만약 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 크고 제2 전압 역치보다 작거나 같으면, 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값에 따라 전자 거버너의 제어 파라미터를 조정하여, 전자 거버너가 조정된 후의 제어 파라미터에 따라 전동기를 제어하도록 하여, 직류 모선 전압이 더 상승하는 것을 억제하는 단계 - 여기서, 제2 전압 역치는 제1 전압 역치보다 큰 것임 -; 만약 직류 모선 전압이 상기 제2 전압 역치보다 크면, 전자 거버너를 제어하여 출력을 정지함으로써, 전자 거버너가 상기 전동기를 제어하여 작동을 정지하도록 하는 단계를 포함하고, 이에 따라, 전동기와 프로펠러에 의해 피드백되는 에너지를 억제하고, 직류 모선 전압이 지속적으로 높아지는 것을 억제하여, 모선 전압이 안전한 범위내에 있도록 제한하며, 전자 소자의 손상을 방지한다.

Description

비행기 및 그의 전자 거버너의 과전압 보호 방법과 장치

본 출원은 출원 번호가201611093576.2이고, 출원일이 2016년 12월 1일인 중국 특허 출원을 기초로 제출되었으며, 상기 중국특허출원에 대한 우선권을 주장하며, 상기 중국 특허 출원의 전체 내용을 본 출원에 원용한다.

본 발명은 비행기 기술 분야에 관한 것으로, 특히 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 방법, 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 장치, 당해 장치를 구비한 비행기에 관한 것이다.

관련된 비행기, 예를 들면 무인기에서, 전자 거버너와 전동기는 비행기의 파워 시스템으로서, 그의 안정성은 비행기가 정상적으로 비행하는 보장이 된다. 관련 기술에서, 비행기에서의 전자 거버너는 대다수가 직류 모선 전압(DC bus voltage)이 미리 설정한 값을 초과한 후에만 출력을 오프함으로써, 비행기가 큰 움직임으로 비행할 경우 전자 거버너의 출력을 오프할 수 있어, 나아가 비행기의 손상을 초래할 수 있다.

따라서, 관련 기술을 개선할 필요가 있다.

우선, 출원인은, 비행기가 큰 움직임으로 비행하는 과정에서, 전동기가 빠르게 감속되는 상황이 나타날 수 있음을 발견하고 인식하게 되었다. 전동기가 휴대한 프로펠러는 소정의 관성이 있기에, 전동기가 감속할 경우 에너지를 전자 거버너에 피드백하여, 전자 거버너의 모선 전압이 상승하도록 하는 바, 특히 배터리가 완전히 충전 된 상황에서, 전자 거버너가 과전압되는 상황이 나타나는 것을 초래한다. 비행기가 큰 움직임으로 비행할 경우 만약 과전압으로 인하여 전자 거버너의 출력이 오프되면, 비행기의 손상 심지어 비행기의 폭발을 초래할 수 있다.

적어도 일정한 정도에서 관련 기술에서의 기술 문제 중의 하나를 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 방법을 제공하여, 전자 거버너의 소자 손상 더 나아가서 소각을 방지하고, 비행기가 큰 움직임으로 비행할 경우 전압이 지속적으로 높아지는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 다른 하나의 목적은 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 장치를 제공한다. 본 발명의 또 다른 하나의 목적은 비행기를 제공한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 측면의 실시예는 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 방법을 제공하는 바, 상기 전자 거버너는 전동기를 제어하기 위한 것이고, 상기 방법은, 상기 전자 거버너의 직류 모선 전압을 수집하는 단계; 만약 상기 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 크고 제2 전압 역치보다 작거나 같으면, 상기 직류 모선 전압과 상기 제1 전압 역치 사이의 차이값에 따라 전자 거버너의 제어 파라미터를 조정하여, 상기 전자 거버너가 조정된 후의 제어 파라미터에 따라 상기 전동기를 제어하도록 하여, 상기 직류 모선 전압이 더 상승하는 것을 억제하는 단계 - 여기서, 상기 제2 전압 역치는 상기 제1 전압 역치보다 큰 것임 -를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따라 제공되는 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 방법은, 전자 거버너의 직류 모선 전압을 수집하고, 직류 모선 전압을 판단하며, 만약 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 크고 제2 전압 역치보다 작으면, 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값에 따라 전자 거버너의 제어 파라미터를 조정하여, 전자 거버너가 조정된 후의 제어 파라미터에 따라 전동기를 제어하도록 하여, 직류 모선 전압이 더 상승하는 것을 억제하며, 만약 직류 모선 전압이 제2 전압 역치보다 크면, 전자 거버너를 제어하여 출력을 정지함으로써, 전자 거버너가 전동기를 제어하여 작동을 정지하도록 한다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따라 2급 전압 보호를 이용하고, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치를 초과할 경우, 제어 파라미터를 조절하는 것을 통해 전동기로부터 피드백되는 에너지를 감소함으로써, 직류 모선 전압이 더 높아지는 것을 억제하고, 비행기가 큰 움직임으로 비행할 경우 전자 거버너가 과전압으로 인해 출력이 오프되어 비행기의 손상 심지어 비행기의 폭발을 초래하는 것을 방지한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어 파라미터는 정해진 속도, 횡축의 정해진 전류 또는 횡축의 정해진 전압을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 직류 모선 전압과 상기 제1 전압 역치 사이의 차이값에 따라 상기 전자 거버너의 제어 파라미터를 조정하는 것은, 상기 직류 모선 전압과 상기 제1 전압 역치 사이의 차이값, 및 미리 설정된 PI제어 알고리즘에 따라 중합 파라미터를 생성하는 것; 상기 전동기의 현재 속도 방향에 따라 상기 중합 파라미터와 상기 제어 파라미터에 대해 중합 처리를 하여, 상기 전자 거버너가 중합된 후의 제어 파라미터에 따라 상기 전동기의 회전 속도를 제어하도록 하는 것을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전동기의 현재 속도 방향에 따라 상기 중합 파라미터와 상기 제어 파라미터에 대해 중합 처리를 하는 것은, 만약 상기 전동기의 현재 속도 방향이 정회전이면, 상기 중합 파라미터를 상기 제어 파라미터에 중합하고; 만약 상기 전동기의 현재 속도 방향이 역회전이면, 마이너스의 상기 중합 파라미터를 상기 제어 파라미터에 중합하는 것을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 만약 상기 직류 모선 전압이 상기 제2 전압 역치보다 크면, 상기 전자 거버너를 제어하여 출력을 정지함으로써, 상기 전자 거버너가 상기 전동기를 제어하여 작동을 정지하도록 하는 것을 더 포함한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명 다른 하나의 실시예는 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 장치을 제공하는 바, 상기 전자 거버너는 전동기를 제어하기 위한 것이고, 상기 장치는 전압 수집 모듈, 제어 모듈을 포함하며: 상기 전압 수집 모듈은 상기 전자 거버너의 직류 모선 전압을 수집하기 위한 것이고; 상기 제어 모듈은 상기 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 크고 제2 전압 역치보다 작을 경우, 상기 직류 모선 전압과 상기 제1 전압 역치 사이의 차이값에 따라 전자 거버너의 제어 파라미터를 조정하여, 상기 전자 거버너가 조정된 후의 제어 파라미터에 따라 상기 전동기를 제어하도록 하여, 상기 직류 모선 전압이 더 상승하는 것을 억제하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따라 제공되는 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 장치는, 전압 수집 모듈을 통해 전자 거버너의 직류 모선 전압을 수집하고, 제어 모듈이 직류 모선 전압을 판단하며, 만약 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 크고 제2 전압 역치보다 작으면, 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값에 따라 전자 거버너의 제어 파라미터를 조정하여, 전자 거버너가 조정된 후의 제어 파라미터에 따라 전동기를 제어하도록 하여, 직류 모선 전압이 더 상승하는 것을 억제하며, 직류 모선 전압이 제2 전압 역치보다 클 경우, 전자 거버너를 제어하여 출력을 정지하여, 전자 거버너가 전동기를 제어하여 작동을 정지하도록 한다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따라 2급 전압 보호를 이용하며, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치를 초과할 경우, 제어 파라미터를 조절하는 것을 통해 전동기로부터 피드백되는 에너지를 감소함으로써, 직류 모선 전압이 더 높아지는 것을 억제하고, 비행기가 큰 움직임으로 비행할 경우 전자 거버너가 과전압으로 인해 출력이 오프되어 비행기의 손상 심지어 비행기의 폭발을 초래하는 것을 방지한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어 모듈은, 나아가, 상기 직류 모선 전압과 상기 제1 전압 역치 사이의 차이값, 및 미리 설정된 PI제어 알고리즘에 따라 중합 파라미터를 생성하고, 상기 전동기의 현재 속도 방향에 따라 상기 중합 파라미터와 상기 제어 파라미터에 대해 중합 처리를 하여, 상기 전자 거버너가 중합된 후의 제어 파라미터에 따라 상기 전동기의 회전 속도를 제어하도록 하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 만약 상기 전동기의 현재 속도 방향이 정회전이면, 상기 제어 모듈은 상기 중합 파라미터를 상기 제어 파라미터에 중합하고; 만약 상기 전동기의 현재 속도 방향이 역회전이면, 상기 제어 모듈은 마이너스의 상기 중합 파라미터를 상기 제어 파라미터에 중합한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어 모듈은 또 상기 직류 모선 전압이 상기 제2 전압 역치보다 클 경우, 상기 전자 거버너를 제어하여 출력을 정지함으로써, 상기 전자 거버너가 상기 전동기를 제어하여 작동을 정지하도록 하기 위한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 하나의 실시예는 비행기를 제공하는 바, 상기 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 장치를 포함한다.

본 발명의 실시예에서 제공한 비행기에 따르면, 상술한 실시예의 과전압 보호 장치를 통해, 비행기가 큰 움직임으로 비행할 경우 전자 거버너가 과전압으로 인해 출력이 오프되어 비행기의 손상 심지어 비행기의 폭발을 초래하는 것을 방지한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 방법의 흐름도이고;
도 2는 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 방법의 제어 블록도이며;
도 3은 본 발명의 다른 하나의 구체적인 실시예에 따른 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 방법의 제어 블록도이고;
도 4는 본 발명의 또 다른 하나의 구체적인 실시예에 따른 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 방법의 제어 블록도이며;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 장치의 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 상기 실시예의 예시는 도면에 나타냈으며, 동일 또는 유사한 도면부호는 시종 일관하게 동일하거나 유사한 소자 또는 동일하거나 유사한 기능을 가진 소자를 나타냈다. 이하 도면을 참고하여 설명한 실시예는 예시적인 것으로 그 목적은 본 발명을 해석하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것으로 이해해서는 안된다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예의 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 방법과 장치 및 당해 장치를 구비한 비행기를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 방법의 흐름도이다. 여기서, 전자 거버너는 전동기를 제어하기 위한 것인 바, 전자 거버너는 콘덴서, MOSFET 등 소자를 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 과전압 보호 방법은 하기의 단계를 포함한다.

S1: 전자 거버너의 직류 모선 전압을 수집한다.

여기서, 전자 거버너는 6개의 MOSFET로 구성된 풀 브릿지 인버터 회로(full bridge inverter circuit)를 포함할 수 있고, 풀 브릿지 인버터 회로는 3상 브릿지암(three-phase bridge arm)을 포함할 수 있으며, 각 상의 브릿지암은 2개의 MOSFET를 포함하고, 직류 모선 전압은 각 상의 브릿지암에서의 2개의 MOSFET에 인가되는 전압일 수 있다.

S2: 만약 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 크고 제2 전압 역치보다 작거나 같으면, 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값에 따라 전자 거버너의 제어 파라미터를 조정하여, 전자 거버너가 조정된 후의 제어 파라미터에 따라 전동기를 제어하도록 하여, 직류 모선 전압이 더 상승하는 것을 억제하며, 여기서, 제2 전압 역치는 제1 전압 역치보다 크다.

S3: 만약 직류 모선 전압이 제2 전압 역치보다 크면, 전자 거버너를 제어하여 출력을 정지하여, 전자 거버너가 전동기를 제어하여 작동을 정지하도록 한다.

이해하여야 하는 바로는, 전자 거버너에서의 콘덴서, MOSFET등 소자는 모두 내압 제한이 있는 바, 만약 직류 모선 전압이 제2 전압 역치보다 크면, 콘덴서, MOSFET 등 소자에 인가된 전압이 자신의 내압 한계치를 초과하여, 소자의 손상 더 나아가서 소각을 조성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 소프트웨어를 통해 전자 거버너의 과전압 보호 기능을 수행할 수 있게 하고, 또한, 과전압 보호 기능을 수행하게 한 후, 실시간으로 전자 거버너의 직류 모선 전압을 수집할 수 있다.

여기서, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 작을 경우, 이때 전자 거버너에 과전압이 나타나지 않았다고 판단하고, 과전압 보호를 하지 않으며, 전자 거버너가 미리 설정된 제어 파라미터에 따라 전동기를 제어할 수 있음으로써, 정상적인 비행에 대해 아무런 영향이 없다.

직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 크고 제2 전압 역치보다 작거나 같을 경우, 이때 직류 모선 전압의 상승은 비행기의 큰 움직임의 비행이 야기한 것으로 판단한다. 즉 비행기가 비행 과정에서 큰 움직임의 명령을 수행할 경우, 전동기는 빠르게 가속 및 빠르게 감속하는 상황이 나타날 수 있으며, 감속할 경우 전동기가 휴대한 프로펠러의 관성 작용이 전자 거버너에 에너지를 피드백할 수 있기에, 직류 모선 전압이 높아지게 된다. 감속이 빠른 경우 일수록, 에너지 피드백이 더 빨라, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치를 초과하도록 할 수 있다. 이때 제어 파라미터를 조정하는 것을 통해 전동기 회전 속도의 변화율을 줄이고, 전동기가 피드백하는 에너지를 감소하며, 더 나아가 직류 모선 전압이 더 높아지는 것을 억제하고, 전자 거버너가 전압 안전 범위내에서 빠르게 가속 및 감속 동작을 하는 것을 보장하며, 직류 모선 전압의 과전압으로 인한 전자 소자의 실효를 초래하는 상황을 방지한다.

직류 모선 전압이 제2 전압 역치보다 클 경우, 이때 전자 거버너의 과전압은 비정상 상황에 의하여 야기된 것으로 판단하는 바, 즉 전자 거버너가 인입된 전압이 한계를 초과하는 등 비정상 상황이 나타날 경우, 직류 모선 전압이 제2 전압 역치를 초과하도록 할 수 있으며, 이때 전자 거버너가 출력을 정지함으로써 전동기를 제어하여 작동을 정지하고, 이에 상응하는 경보를 보낼 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따라 2급 전압 보호를 이용하며, 비행 과정에서 생성되는 과전압 상황를 효과적으로 제어하는 것을 통해, 전자 거버너가 안전 전압 범위내에서 작동하게 하여, 전자 거버너의 과전압으로 인하여 초래되는 전자 소자의 손상을 감소함으로써, 비행 과정의 안전을 더욱 안전하게 보장한다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 제어 파라미터는 정해진 속도, 횡축의 정해진 전류(quadrature axis given current) 또는 횡축의 정해진 전압(quadrature axis given voltage)을 포함한다. 다시 말하자면, 정해진 속도, 횡축의 정해진 전류 또는 횡축의 정해진 전압 등을 제한하는 여러개의 방식을 통해 직류 모선 전압의 과전압 보호를 수행한다.

구체적으로, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값에 따라 전자 거버너의 제어 파라미터를 조정하는 것은, 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값, 미리 설정된 PI제어 알고리즘에 따라 중합 파라미터(superposition parameter)를 생성하는 것,및 전동기의 현재 속도 방향에 따라 중합 파라미터와 제어 파라미터에 대해 중합 처리를 하여, 전자 거버너가 중합된 후의 제어 파라미터에 따라 전동기의 회전 속도를 제어하도록 하는 것을 포함한다.

나아가, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 전동기의 현재 속도 방향에 따라 중합 파라미터와 제어 파라미터에 대해 중합 처리를 하는 것은, 만약 전동기의 현재 속도 방향이 정회전이면, 중합 파라미터를 제어 파라미터에 중합하고; 만약 전동기의 현재 속도 방향이 역회전이면, 마이너스의 중합 파라미터를 제어 파라미터에 중합하는 것을 포함한다.

아래에 도 2-4를 결합하여 본 발명의 실시예의 정해진 속도, 횡축의 정해진 전류 또는 횡축의 정해진 전압을 제한하는 이 3개 방식의 과전압 보호 방법에 대해 각각 설명한다.

본 발명의 구체적인 실시예에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 제어 파라미터가 정해진 속도일 경우, 중합 파라미터는 중합 속도(superposition velocity)이고, 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값에 따라 전자 거버너의 제어 파라미터를 조정하는 것은, 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값, 제1 미리 설정된 PI제어 알고리즘에 따라 중합 속도를 생성하는 것, 및 전동기의 현재 속도 방향에 따라 중합 속도와 정해진 속도(Sref)에 대해 중합 처리를 하여, 전자 거버너가 중합한 후의 정해진 속도에 따라 전동기의 회전 속도를 제어하도록 하는 것을 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 이용되는 제1 미리 설정된 PI제어 알고리즘은 다음 공식에서 나타내는 것과 같을 수 있다.

여기서, Vbus는 직류 모선 전압이고, Vset1은 제 1 전압 역치이며, Ksp는 상응하는 비례 제어 파라미터이고, KsI는 상응하는 적분 제어 파라미터이다.

이 외에, 중합 처리를 하기 전에, 중합 파라미터, 예를 들면 중합 속도에 대해 폭 한정 처리를 할 수도 있는 바, 즉

이다. 만약 중합 속도가 제1 폭 한정 범위의 상한값 SpdMax보다 클 경우, 중합 속도를 SpdMax로 제한하고, 만약 중합 속도가 제1 폭 한정 범위의 하한값 0보다 작을 경우, 중합 속도를 0으로 제한한다.

나아가, 전동기의 현재 속도 방향에 따라 중합 속도와 정해진 속도(Sref)에 대해 중합 처리를 하는 것은, 만약 전동기의 현재 속도 방향이 정회전, 즉 정해진 속도가 Sref>0이면, 중합 속도를 정해진 속도(Sref)에 중합하며; 만약 전동기의 현재 속도 방향이 역회전, 즉 정해진 속도가 Sref<0이면, 마이너스의 중합 속도를 정해진 속도(Sref)에 중합하는 것을 포함한다.

구체적으로 말하자면, 도 2에 도시된 바와 같이, 소프트웨어를 통해 과전압 보호 기능을 수행할 수 있게 하고, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 작을 경우, 폭 한정 알고리즘

의 폭 한정 출력을 통해 중합 속도를 0 으로 한정할 수 있음으로써, 정상적인 비행에 대해 아무런 영향이 없다.

비행기가 비행 과정에서 큰 움직임의 명령을 수행할 경우, 전동기는 빠르게 가속 및 빠르게 감속하는 상황이 나타나고, 빠르게 감속할 경우 전동기가 휴대한 프로펠러의 관성 작용이 전자 거버너에 에너지를 피드백할 수 있기에, 전자 거버너의 직류 모선 전압이 높아지게 된다. 감속이 지나치게 빠를 경우, 에너지 피드백이 지나치게 빨라, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치를 초과하게 된다. 이때, 직류 모선 전압에서 제1 전압 역치를 감한 차이값을 제1 PI제어 모듈의 입력으로 하고, 이 차이값이 제1 미리 설정된 PI제어 알고리즘

를 통하여 처리된 후 하나의 정방향의 중합 속도를 출력하고, 전동기의 속도 방향을 결합하여 정해진 속도(Sref)에 중합한다. 즉 전동기의 속도 방향이 정회전일 경우, 중합 속도OutХ1를 정해진 속도(Sref)에 중합하고; 전동기의 속도 방향이 역회전일 경우, 중합 속도OutХ(-1)를 정해진 속도(Sref)에 중합한다.

이에 따라, 정해진 속도(Sref)를 중합 속도를 중합한 후의 정해진 속도로 조정하고, 전자 거버너도 중합한 후의 정해진 속도에 따라 전동기를 제어한다.

즉, 샘플링 모듈을 통해 전동기의 3상 전류 Ia, Ib와 Ic 및 3상 전압 Va, Vb와 Vc를 수집하고; 제1 clarke 좌표 변환 유닛이 3상 전압 Va, Vb와 Vc에 대해 clarke좌표 변환을 하여 2상 전압 V

, V

를 획득하며; 제2 clarke 좌표 변환 유닛은 3상 전류 Ia, Ib와 Ic에 대해 clarke 좌표 변환을 하여 2상 전류 I

, I

를 획득하고; 위치 추측 유닛, 예를 들면 속도 자속 관측기(speed flux observer)가 2상 전압 V

, V

와 2상 전류 I

, I

에 따라 전동기의 회전자의 위치와 속도를 추측하여 회전자의 추측 각도(

)와 회전자의 추측 속도(S)를 획득하고; park좌표 변환 유닛이 회전자의 추측 각도(

)에 따라 2상 전류 I

, I

에 대해 park좌표 변환을 하여 직축 전류(Id)(direct axis current)와 횡축 전류(Iq)(quadrature axis current)를 획득한다.

정해진 속도(Sref)는 중합 속도와 서로 중합되고; 속도 교정 모듈이 중합된 후의 정해진 속도에 따라 회전자의 추측 속도(S)에 대해 속도 교정을 하여 횡축의 정해진 전류(Iqref)를 획득하고; 제1 전류 교정 유닛이 직축의 정해진 전류(Idref)에 따라 직축 전류(Id)에 대해 전류 교정을 하여 직축 전압(Vd)을 획득하며; 제2 전류 교정 유닛이 횡축의 정해진 전류(Iqref)에 따라 횡축 전류(Iq)에 대해 전류 교정을 하여 횡축 전압(Vq)을 획득하고; 공간 벡터 변조 유닛이 추측 각도(

)에 따라 직축 전압(Vd)과 횡축 전압(Vq)에 대해 공간 벡터 변조를 하여 구동 신호를 생성하고; 구동 유닛이 구동 신호에 따라 전동기를 구동한다.

이에 따라, 감속할 경우, 정해진 속도(Sref)에 플러스 또는 마이너스의 중합 속도을 중합하는 것을 통해, 정해진 속도(Sref)가 빠르게 작아지는 것을 억제함으로써, 전동기가 휴대한 프로펠러의 빠른 감속으로부터 오는 피드백 에너지를 감소하고, 직류 모선 전압의 상승을 억제하며, 직류 모선 전압을 제1 미리 설정된 전압의 이하로 억제하여, 전자 거버너가 전압 안전 범위 내에서 빠르게 가속 및 감속 동작을 하는 것을 보장하고, 모선 전압의 한계 초과로 인해 초래되는 전자 소자 실효 상황이 나타나는 것을 방지한다.

이 외에, 전자 거버너에, 예를 들면 인입된 전압이 한계를 초과하는 등 비정상 상황이 나타날 경우, 직류 모선 전압이 제2 전압 역치를 초과하게 하는데, 이때 전자 거버너가 출력을 정지하고 상응하는 과전압 경보를 보낸다.

본 발명의 다른 하나의 구체적인 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 제어 파라미터가 횡축의 정해진 전류일 경우, 중합 파라미터는 중합 전류이고, 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값에 따라 전자 거버너의 제어 파라미터를 조정하는 것은, 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값, 제2 미리 설정된 PI제어 알고리즘에 따라 중합 전류를 생성하는 것, 및 횡축의 정해진 전류의 방향에 따라 중합 전류와 횡축의 정해진 전류(Iqref)에 대해 중합 처리를 하여, 전자 거버너가 중합된 후의 횡축의 정해진 전류에 따라 전동기의 회전 속도를 제어하도록 하는 것을 포함한다.

구체적으로, 이용되는 제2 미리 설정된 PI제어 알고리즘은 다음 공식에서 나타내는 것과 같을 수 있다.

여기서, Vbus는 직류 모선 전압이고, Vset1는 제 1 전압 역치이며, KIp는 상응하는 비례 제어 파라미터이고, KII는 상응하는 적분 제어 파라미터이다.

이 외에 중합 처리를 하기 전에, 중합 파라미터 예를 들면 중합 전류에 대해 폭 한정 처리를 할 수도 있는 바, 즉

이다. 만약 중합 전류가 제2 폭 한정 범위의 상한값 IqMax보다 클 경우, 중합 전류를 IqMax로 제한하고, 만약 중합 전류가 제2 폭 한정 범위의 하한값 0보다 작을 경우, 중합 전류를 0으로 제한한다.

나아가, 횡축의 정해진 전류의 방향에 따라 중합 전류와 횡축의 정해진 전류에 대해 중합 처리를 하는 것은, 만약 전동기의 현재 속도 방향이 정회전이면, 중합 전류를 횡축의 정해진 전류(Iqref)에 중합하고; 만약 전동기의 현재 속도 방향이 역회전이면, 마이너스의 중합 전류를 횡축의 정해진 전류(Iqref)에 중합하는 것을 포함한다.

구체적으로 말하자면, 도 3에 도시된 바와 같이, 소프트웨어를 통해 과전압 보호 기능을 수행할 수 있게 한후, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 작을 경우, 폭 한정 알고리즘

의 폭 한정을 통해 중합 전류를 0으로 한정할 수 있음으로써, 정상적인 비행에 대해 아무런 영향이 없다.

비행기가 큰 움직임으로 비행하여 직류 모선 전압이 제1 전압 역치를 초과하는 것을 초래할 경우, 직류 모선 전압에서 제1 전압 역치를 감한 차이값을 제2 PI제어 모듈의 입력으로 하고, 이 차이값이 제2 미리 설정된 PI제어 알고리즘

를 통해 처리된 후 하나의 정방향의 중합 속도를 출력하고, 전동기의 속도 방향을 결합하여 횡축의 정해진 전류(Iqref)에 중합한다. 즉 전동기의 속도 방향이 정회전일 경우, 중합 전류 OutХ1를 횡축의 정해진 전류(Iqref)에 중합하고; 전동기의 속도 방향이 역회전일 경우, 중합 전류 OutХ(-1)를 횡축의 정해진 전류(Iqref)에 중합한다.

이에 따라, 횡축의 정해진 전류(Iqref)를 중합 전류를 중합한 후의 횡축의 정해진 전류로 조정하고, 전자 거버너도 중합한 후의 횡축의 정해진 전류에 따라 전동기를 제어한다. 구체적인 제어 흐름은 속도를 중합한 후의 정해진 속도에 따라 제어하는 것과 대체로 일치하고, 차이는, 속도 교정 모듈이 정해진 속도(Sref)에 따라 회전자의 추측 속도(S)에 대해 속도 교정를 하여 횡축의 정해진 전류(Iqref)를 획득하고; 횡축의 정해진 전류(Iqref)가 중합 전류와 서로 중합되고; 제2 전류 교정 유닛이 중합한 후의 횡축의 정해진 전류에 따라 횡축 전류(Iq)에 대해 전류 교정을 하여 횡축 전압(Vq)을 획득한다.

본 발명의 또 다른 하나의 구체적인 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제어 파라미터가 횡축의 정해진 전압일 경우, 중합 파라미터는 중합 전압이고, 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값에 따라 전자 거버너의 제어 파라미터를 조정하는 것은, 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값, 및 제3 미리 설정된 PI제어 알고리즘에 따라 중합 전압을 생성하는 것; 횡축의 정해진 전압의 방향에 따라 중합 전압과 횡축의 정해진 전압에 대해 중합 처리를 하여, 전자 거버너가 중합한 후의 횡축의 정해진 전압에 따라 전동기의 회전 속도를 제어하도록 하는 것을 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 이용되는 제3 미리 설정된 PI제어 알고리즘 다음 공식에서 나타내는 것과 같을 수 있다.

여기서, Vbus는 직류 모선 전압이고, Vset1는 제 1 전압 역치이며, Kvp는 상응하는 비례 제어 파라미터이고, KvI는 상응하는 적분 제어 파라미터이다.

이 외에, 중합 처리를 하기 전에, 중합 파라미터, 예를 들면 중합 전압에 대해 폭 한정 처리를 할 수도 있는 바, 즉

이다. 만약 중합 전압이 제2 폭 한정 범위의 상한값 VqMax보다 클 경우, 중합 전압을 VqMax로 제한하고, 만약 중합 전압이 제2 폭 한정 범위의 하한값 0보다 작을 경우, 중합 전압을 0으로 제한한다.

나아가, 횡축의 정해진 전압의 방향에 따라 중합 전압과 횡축의 정해진 전압에 대해 중합 처리를 하는 것은, 만약 전동기의 현재 속도 방향이 정회전이면, 중합 전압을 횡축의 정해진 전압에 중합하고; 만약 전동기의 현재 속도 방향이 역회전이면, 마이너스의 중합 전압을 횡축의 정해진 전압에 중합하는 것을 포함한다.

구체적으로 말하자면, 도 4에 도시된 바와 같이, 소프트웨어를 통해 과전압 보호 기능을 수행할 수 있게 한후, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 작을 경우, 폭 한정 알고리즘

의 폭 한정 출력을 통해 중합 전압을 0으로 한정할 수 있음으로써, 정상적인 비행에 대해 아무런 영향이 없다.

비행기가 큰 움직임으로 비행하여 직류 모선 전압이 제1 전압 역치를 초과하는 것을 초래할 경우, 직류 모선 전압에서 제1 전압 역치를 감한 차이값을 제3 PI제어 모듈의 입력으로 하고, 이 차이값이 제3 미리 설정된 PI제어 알고리즘

를 통해 처리된 후 하나의 정방향의 중합 속도를 출력하고, 전동기의 속도 방향을 결합하여 횡축의 정해진 전압(Vqref)에 중합한다. 즉 전동기의 현재 속도 방향이 정회전일 경우, 중합 전류 OutХ1를 횡축의 정해진 전류(Iqref)에 중합하고; 전동기의 속도 방향이 역회전일 경우, 중합 전류 OutХ(-1)를 횡축의 정해진 전압(Vqref)에 중합한다.

이에 따라, 횡축의 정해진 전압(Vqref)을 중합 전압을 중합한 후의 횡축의 정해진 전압으로 조정하고, 전자 거버너도 중합한 후의 횡축의 정해진 전압에 따라 전동기를 제어한다. 구체적인 제어 흐름은 속도를 중합한 후의 정해진 속도에 따라 제어하는 것과 대체로 일치하고, 차이는, 횡축의 정해진 전압(Vqref)이 중합 전압과 서로 중합되고; 공간 벡터 변조 유닛이 추측 각도(

)에 따라 직축 전압(Vd)과 중합한 후의 횡축 전압에 대해 공간 벡터 변조를 하여 구동 신호를 생성한다.

이 외에, 전자 거버너가, 예를 들면 인입된 전압이 한계를 초과하는 등 비정상 상황이 나타날 경우, 직류 모선 전압이 제2 전압 역치를 초과하게 하는데, 이때 전자 거버너가 출력을 정지하고 상응하는 과전압 경보를 보낸다.

결론적으로, 본 발명의 실시예에 따라 제공되는 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 방법은, 전자 거버너의 직류 모선 전압을 수집하고, 직류 모선 전압을 판단하며, 만약 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 크고 제2 전압 역치보다 작거나 같으면, 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값에 따라 전자 거버너의 제어 파라미터를 조정하여, 전자 거버너가 조정된 후의 제어 파라미터에 따라 전동기를 제어하도록 하여, 직류 모선 전압이 더 상승하는 것을 억제한다. 그리고, 만약 직류 모선 전압이 제2 전압 역치보다 크면, 전자 거버너를 제어하여 출력을 정지하여, 전자 거버너가 전동기를 제어하여 작동을 정지하도록 한다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따라 2급 전압 보호를 이용하며, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치를 초과할 경우, 제어 파라미터를 조절하는 것을 통해 전동기로부터 피드백되는 에너지를 감소함으로써, 직류 모선 전압이 더 높아지는 것을 억제하고, 비행기가 큰 움직임으로 비행할 경우 전자 거버너가 과전압으로 인해 출력이 오프되어 비행기의 손상 심지어 비행기의 폭발을 초래하는 것을 방지하며, 기타 원인으로 인하여 직류 모선 전압이 제2 전압 역치를 초과하는 것을 초래할 경우 전자 거버너가 출력을 정지하여, 전자 거버너의 소자 손상 더 나아가서 소각을 방지한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 장치의 블록도이다. 전자 거버너는 전동기를 제어하기 위한 것이고, 전자 거버너는 콘덴서, MOSFET 등 소자를 포함할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 과전압 보호 장치는 전압 수집 모듈(10)과 제어 모듈(20)을 포함한다.

여기서, 전압 수집 모듈(10)은 전자 거버너의 직류 모선 전압을 수집하기 위한 것이다. 설명해야 하는 바로는, 전자 거버너는 6개의 MOSFET로 구성된 풀 브릿지 인버터 회로(Full bridge inverter circuit) 를 포함할 수 있고, 풀 브릿지 인버터 회로는 3상 브릿지암(three-phase bridge arm)을 포함할 수 있으며, 각 상의 브릿지암은 2개의 MOSFET를 포함하고, 직류 모선 전압은 각 상의 브릿지암에서의 2개의 MOSFET에 인가되는 전압일 수 있다.

제어 모듈(20)은 직류 모선 전압을 판단하기 위한 것이고, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 크고 제2 전압 역치보다 작거나 같으면, 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값에 따라 전자 거버너의 제어 파라미터를 조정하여, 전자 거버너가 조정된 후의 제어 파라미터에 따라 전동기를 제어하도록 하여, 직류 모선 전압이 더 상승하는 것을 억제한다.

제어 모듈(20)은 또 직류 모선 전압이 제2 전압 역치보다 크면, 전자 거버너를 제어하여 출력을 정지하여, 전자 거버너가 전동기를 제어하여 작동을 정지하도록 하기 위한 것이다.

이해하여야 하는 바로는, 전자 거버너에서의 콘덴서, MOSFET등 소자는 모두 내압 제한이 있는바, 만약 직류 모선 전압이 제2 전압 역치보다 크면, 콘덴서, MOSFET 등 소자에 인가된 전압이 자신의 내압 한계치를 초과하여, 소자의 손상 더 나아가서 소각을 조성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 제어 모듈(20)이 소프트웨어를 통해 전자 거버너의 과전압 보호 기능을 수행할 수 있게 하고, 또한, 과전압 보호 기능을 수행하게 한 후, 전압 수집 모듈(10)이 실시간으로 전자 거버너의 직류 모선 전압을 수집할 수 있다.

여기서, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 작을 경우, 이때 전자 거버너에 과전압이 나타나지 않았다고 판단하고, 제어 모듈(20)이 과전압 보호를 하지 않으며, 전자 거버너가 미리 설정된 제어 파라미터에 따라 전동기를 제어할 수 있음으로써, 정상적인 비행에 대해 아무런 영향이 없다.

직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 크고 제2 전압 역치보다 작거나 같을 경우, 이때 직류 모선 전압의 상승은 비행기의 큰 움직임의 비행이 야기한 것으로 판단한다. 즉 비행기가 비행 과정에서 큰 움직임의 명령을 수행할 경우, 전동기는 빠르게 가속 및 빠르게 감속 하는 상황이 나타날 수 있으며, 감속할 경우 전동기가 휴대한 프로펠러의 관성 작용이 전자 거버너에 에너지를 피드백할 수 있기에, 직류 모선 전압이 높아지게 된다. 감속이 빠른 경우 일수록, 에너지 피드백이 더 빨라, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치를 초과하도록 할 수 있다. 제어 모듈(20)은 이때 제어 파라미터를 조정하는 것을 통해 전동기 회전 속도의 변화율을 줄이고, 전동기가 피드백하는 에너지를 감소하며, 더 나아가 직류 모선 전압이 더 높아지는 것을 억제하고, 전자 거버너가 전압 안전 범위내에서 빠르게 가속 및 감속 동작을 하는 것을 보장하며, 직류 모선 전압의 과전압으로 인한 전자 소자의 실효를 초래하는 상황이 나타나는 것을 방지한다.

직류 모선 전압이 제2 전압 역치보다 클 경우, 이때 전자 거버너의 과전압은 비정상 상황에 의하여 야기된 것으로 판단하는 바, 즉 전자 거버너가 인입된 전압이 한계를 초과하는 등 비정상 상황이 나타날 경우, 직류 모선 전압이 제2 전압 역치를 초과하도록 할 수 있으며, 이때 제어 모듈(20)이 전자 거버너를 제어하여 출력을 정지함으로써 전동기를 제어하여 작동을 정지하고, 상응한 경보를 보낼 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따라 2급 전압 보호를 이용하며, 비행 과정에서 생성되는 과전압 상황을 효과적으로 제어하는 것을 통해, 전자 거버너가 안전 전압 범위내에서 작동하게 하여, 전자 거버너의 과전압으로 인하여 초래하는 전자 소자의 손상을 감소함으로써, 비행 과정의 안전을 더욱 안전하게 보장한다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 제어 파라미터는 정해진 속도, 횡축의 정해진 전류 또는 횡축의 정해진 전압을 포함한다. 다시 말하자면, 제어 모듈(20)은 정해진 속도, 횡축의 정해진 전류 또는 횡축의 정해진 전압 등을 제한하는 여러개의 방식을 통해 직류 모선 전압의 과전압 보호를 진행한다.

구체적으로, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 제어 모듈(20)은, 나아가, 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값, 및 미리 설정된 PI제어 알고리즘에 따라 중합 파라미터를 생성하고, 전동기의 현재 속도 방향에 따라 중합 파라미터와 제어 파라미터에 대해 중합 처리를 하여, 전자 거버너가 중합된 후의 제어 파라미터에 따라 전동기의 회전 속도를 제어하도록 하기 위한 것이다.

나아가, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 만약 전동기의 현재 속도 방향이 정회전이면, 제어 모듈(20)은 중합 파라미터를 제어 파라미터에 중합하고; 만약 전동기의 현재 속도 방향이 역회전이면, 제어 모듈(20)은 마이너스의 중합 파라미터를 제어 파라미터에 중합한다.

아래에 도 2-4를 결합하여 본 발명의 실시예의 정해진 속도, 횡축의 정해진 전류 또는 횡축의 정해진 전압을 제한하는 이 3개 방식의 과전압 보호 장치에 대해 각각 설명한다.

본 발명의 구체적인 실시예에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 제어 파라미터가 정해진 속도일 경우, 중합 파라미터는 중합 속도이고, 제어 모듈(20)은 또 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값, 및 제1 미리 설정된 PI제어 알고리즘에 따라 중합 속도를 생성하고, 전동기의 현재 속도 방향에 따라 중합 속도와 정해진 속도에 대해 중합 처리를 하여, 전자 거버너가 중합한 후의 정해진 속도에 따라 전동기의 회전 속도를 제어하도록 하기 위한 것이다.

구체적으로, 이용되는 제1 미리 설정된 PI제어 알고리즘은 다음 공식에서 나타내는 것과 같을 수 있다.

여기서, Vbus는 직류 모선 전압이고, Vset1는 제 1 전압 역치이며, Ksp는 상응하는 비례 제어 파라미터이고, KsI는 상응하는 적분 제어 파라미터이다.

이 외에, 중합 처리를 하기 전에, 제어 모듈(20)은 중합 파라미터, 예를 들면 중합 속도에 대해 폭 한정 처리를 할 수도 있는 바고, 즉

나아가, 만약 전동기의 현재 속도 방향이 정회전, 즉 정해진 속도가 Sref>0이면, 제어 모듈(20)은 중합 속도를 정해진 속도에 중합하며; 만약 전동기의 현재 속도 방향이 역회전, 즉 정해진 속도가 Sref<0이면, 제어 모듈(20)은 마이너스의 중합 속도를 정해진 속도에 중합한다.

구체적으로 말하자면, 도 2에 도시된 바와 같이, 소프트웨어를 통해 과전압 보호 기능을 수행할 수 있게 한 후, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 작을 경우, 제어 모듈(20)은 폭 한정 모듈(202)의 폭 한정 알고리즘

의 폭 한정 출력을 통해 중합 속도를 0으로 한정할 수 있음으로써, 정상적인 비행에 대해 아무런 영향이 없다.

비행기가 비행 과정에서 큰 움직임의 명령을 수행할 경우, 전동기는 빠르게 가속 및 빠르게 감속하는 상황이 나타나고, 빠르게 감속할 경우 전동기가 휴대한 프로펠러의 관성 작용이 전자 거버너에 에너지를 피드백할 수 있기에, 전자 거버너의 직류 모선 전압이 높아지게 된다. 감속이 지나치게 빠를 경우, 에너지 피드백이 지나치게 빨라, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치를 초과하게 된다. 이때, 직류 모선 전압에서 제1 전압 역치를 감한 차이값을 제1 PI제어 모듈(201)의 입력으로 하고, 이 차이값이 제1 미리 설정된 PI제어 알고리즘

를 통하여 처리된 후 하나의 정방향의 중합 속도를 출력하고, 속도 방향 모듈(203)을 거쳐 전동기의 속도 방향을 결합하여 정해진 속도(Sref)에 중합한다. 즉 전동기의 속도 방향이 정회전일 경우, 중합 속도OutХ1를 정해진 속도(Sref)에 중합하고; 전동기의 속도 방향이 역회전일 경우, 중합 속도OutХ(-1)를 정해진 속도(Sref)에 중합한다.

즉, 샘플링 모듈(301)을 통해 전동기의 3상 전류 Ia, Ib와 Ic 및 3상 전압 Va, Vb와 Vc를 수집하고; 제1 clarke 좌표 변환 유닛(302)이 3상 전압 Va, Vb와 Vc에 대해 clarke좌표 변환을 하여 2상 전압 V

, V

를 획득하며; 제2 clarke 좌표 변환 유닛(303)은 3상 전류 Ia, Ib와 Ic에 대해 clarke 좌표 변환을 하여 2상 전류 I

, I

를 획득하고; 위치 추측 유닛(304), 예를 들면 속도 자속 관측기가 2상 전압 V

, V

와 2상 전류 I

, I

)와 회전자의 추측 속도(S)를 획득하고; park좌표 변환 유닛(305)이 회전자의 추측 각도(

)에 따라 2상 전류 I

, I

에 대해 park좌표 변환을 하여 직축 전류(Id)와 횡축 전류(Iq)를 획득한다.

정해진 속도(Sref)는 중합 속도와 서로 중합되고; 속도 교정 모듈(306)이 중합된 후의 정해진 속도에 따라 회전자의 추측 속도(S)에 대해 속도 교정을 하여 횡축의 정해진 전류(Iqref)를 획득하고; 제1 전류 교정 유닛(307)이 직축의 정해진 전류(Idref)에 따라 직축 전류(Id)에 대해 전류 교정을 하여 직축 전압(Vd)을 획득하며; 제2 전류 교정 유닛(308)이 횡축의 정해진 전류(Iqref)에 따라 횡축 전류(Iq)에 대해 전류 교정을 하여 횡축 전압(Vq)을 획득하고; 공간 벡터 변조 유닛(309)이 추측 각도(

)에 따라 직축 전압(Vd)과 횡축 전압(Vq)에 대해 공간 벡터 변조를 하여 구동 신호(310)를 생성하고; 구동 유닛이 구동 신호에 따라 전동기(M)를 구동한다.

이 외에, 전자 거버너에, 예를 들면 인입된 전압이 한계를 초과하는 등 비정상 상황이 나타날 경우, 직류 모선 전압이 제2 전압 역치를 초과하게 하는데, 제어 모듈(20)은 이때 전자 거버너를 제어하여 출력을 정지하고 상응하는 과전압 경보를 보내게 한다.

본 발명의 다른 하나의 구체적인 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 제어 파라미터가 횡축의 정해진 전류일 경우, 중합 파라미터는 중합 전류이고, 제어 모듈(20)은 또 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값, 및 제2 미리 설정된 PI제어 알고리즘에 따라 중합 전류를 생성하고, 횡축의 정해진 전류의 방향에 따라 중합 전류와 횡축의 정해진 전류에 대해 중합 처리를 하여, 전자 거버너가 중합된 후의 횡축의 정해진 전류에 따라 전동기의 회전 속도를 제어하기 위한 것이다.

이 외에, 중합 처리를 하기 전에, 제어 모듈(20)은 중합 파라미터 예를 들면 중합 전류에 대해 폭 한정 처리를 할 수도 있는 바, 즉

나아가, 만약 전동기의 현재 속도 방향이 정회전이면, 제어 모듈(20)은 중합 전류를 횡축의 정해진 전류에 중합하고; 만약 전동기의 현재 속도 방향이 역회전이면, 제어 모듈(20)은 마이너스의 중합 전류를 횡축의 정해진 전류에 중합한다.

구체적으로 말하자면, 도 3에 도시된 바와 같이, 소프트웨어를 통해 과전압 보호 기능을 수행할 수 있게 한 후, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 작을 경우, 제어 모듈(20)은 제2 폭 한정 모듈(205)의 폭 한정 알고리즘

의 폭 한정 출력을 통해 중합 전류를 0으로 한정할 수 있음으로써, 정상적인 비행에 대해 아무런 영향이 없다.

비행기가 큰 움직임으로 비행하여 직류 모선 전압이 제1 전압 역치를 초과하는 것을 초래할 경우, 직류 모선 전압에서 제1 전압 역치를 감한 차이값을 제2 PI제어 모듈(204)의 입력으로 하고, 이 차이값이 제2 미리 설정된 PI제어 알고리즘

를 통해 처리된 후 하나의 정방향의 중합 속도를 출력하고, 전류 방향 모듈(206)을 거쳐 전동기의 속도 방향을 결합하여 횡축의 정해진 전류(Iqref)에 중합한다. 즉 전동기의 속도 방향이 정회전일 경우, 중합 전류 OutХ1를 횡축의 정해진 전류(Iqref)에 중합하고; 전동기의 현재 속도 방향이 역회전일 경우, 중합 전류 OutХ(-1)를 횡축의 정해진 전류(Iqref)에 중합한다.

이에 따라, 횡축의 정해진 전류(Iqref)를 중합 전류를 중합한 후의 횡축의 정해진 전류로 조정하고, 전자 거버너도 중합한 후의 횡축의 정해진 전류에 따라 전동기를 제어한다. 제어 모듈(20)의 구체적인 제어 흐름은 속도를 중합한 후의 정해진 속도에 따라 제어하는 것과 대체로 일치하고, 차이는, 속도 교정 모듈(306)이 정해진 속도(Sref)에 따라 회전자의 추측 속도(S)에 대해 속도 교정를 하여 횡축의 정해진 전류(Iqref)를 획득하고; 횡축의 정해진 전류(Iqref)가 중합 전류와 서로 중합되고; 제2 전류 교정 유닛(308)이 중합한 후의 횡축의 정해진 전류에 따라 횡축 전류(Iq)에 대해 전류 교정을 하여 횡축 전압(Vq)을 획득한다.

이 외에, 전자 거버너에, 예를 들면 인입된 전압이 한계를 초과하는 등 비정상 상황이 나타날 경우, 직류 모선 전압이 제2 전압 역치를 초과하게 하는데, 제어 모듈(20)은 이때 전자 거버너를 제어하여 출력을 정지하도록 하고 상응하는 과전압 경보를 보내게 한다.

본 발명의 또 다른 하나의 구체적인 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제어 파라미터가 횡축의 정해진 전압일 경우, 중합 파라미터는 중합 전압이고, 제어 모듈(20)은, 나아가, 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값, 및 제3 미리 설정된 PI제어 알고리즘에 따라 중합 전압을 생성하고, 횡축의 정해진 전압의 방향에 따라 중합 전압과 횡축의 정해진 전압에 대해 중합 처리를 하여, 전자 거버너가 중합한 후의 횡축의 정해진 전압에 따라 전동기의 회전 속도를 제어하도록 하기 위한 것이다.

구체적으로, 이용되는 제3 미리 설정된 PI제어 알고리즘 다음 공식에서 나타내는 것과 같을 수 있다.

이 외에, 중합 처리를 하기 전에, 제어 모듈(20)은 중합 파라미터, 예를 들면 중합 전압에 대해 폭 한정 처리를 할 수도 있는 바, 즉

나아가, 만약 전동기의 현재 속도 방향이 정회전이면, 제어 모듈(20)은 중합 전압을 횡축의 정해진 전압에 중합하고; 만약 전동기의 현재 속도 방향이 역회전이면, 제어 모듈(20)은 마이너스의 중합 전압을 횡축의 정해진 전압에 중합하는 것을 포함한다.

구체적으로 말하자면, 도 4에 도시된 바와 같이, 소프트웨어를 통해 과전압 보호 기능을 수행할 수 있게 한 후, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 작을 경우, 제어 모듈(20)은 제3 폭 한정 모듈(208)의 폭 한정 알고리즘

비행기가 큰 움직임으로 비행하여 직류 모선 전압이 제1 전압 역치를 초과하는 것을 초래할 경우, 직류 모선 전압에서 제1 전압 역치를 감한 차이값을 제3 PI제어 모듈(207)의 입력으로 하고, 이 차이값이 제3 미리 설정된 PI제어 알고리즘

를 통해 처리된 후 하나의 정방향의 중합 속도를 출력하고, 전압 방향 모듈(209)을 거쳐 전동기의 속도 방향을 결합하여 횡축의 정해진 전압(Vqref)에 중합한다. 즉 전동기의 현재 속도 방향이 정회전일 경우, 중합 전류 OutХ1를 횡축의 정해진 전류(Iqref)에 중합하고; 전동기의 속도 방향이 역회전일 경우, 중합 전류 OutХ(-1)를 횡축의 정해진 전압(Vqref)에 중합한다.

이에 따라, 횡축의 정해진 전압(Vqref)을 중합 전압을 중합한 후의 횡축의 정해진 전압으로 조정하고, 전자 거버너도 중합한 후의 횡축의 정해진 전압에 따라 전동기를 제어한다. 제어 모듈(20)의 구체적인 제어 흐름은 속도를 중합한 후의 정해진 속도에 따라 제어하는 것과 대체로 일치하고, 차이는, 횡축의 정해진 전압(Vqref)이 중합 전압과 서로 중합되고; 공간 벡터 변조 유닛(309)이 추측 각도(

이 외에, 전자 거버너가, 예를 들면 인입된 전압이 한계를 초과하는 등 비정상 상황이 나타날 경우, 직류 모선 전압이 제2 전압 역치를 초과하게 하는데, 이때 제어 모듈(20)은 전자 거버너를 제어하여 출력을 정지하고 상응하는 과전압 경보를 보내게 한다.

결론적으로, 본 발명의 실시예에 따라 제공되는 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 장치는, 전압 수집 모듈을 통해 전자 거버너의 직류 모선 전압을 수집하고, 제어 모듈이 직류 모선 전압을 판단하며, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 크고 제2 전압 역치보다 작거나 같을 경우, 직류 모선 전압과 제1 전압 역치 사이의 차이값에 따라 전자 거버너의 제어 파라미터를 조정하여, 전자 거버너가 조정된 후의 제어 파라미터에 따라 전동기를 제어하도록 하여, 직류 모선 전압이 더 상승하는 것을 억제하며, 직류 모선 전압이 제2 전압 역치보다 클 경우, 전자 거버너를 제어하여 출력을 정지하여, 전자 거버너가 전동기를 제어하여 작동을 정지하도록 한다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따라 2급 전압 보호를 이용하며, 직류 모선 전압이 제1 전압 역치를 초과할 경우, 제어 파라미터를 조절하는 것을 통해 전동기로부터 피드백되는 에너지를 감소함으로써, 직류 모선 전압이 더 높아지는 것을 억제하고, 비행기가 큰 움직임으로 비행할 경우 전자 거버너가 과전압으로 인해 출력이 오프되어 비행기의 손상 심지어 비행기의 폭발을 초래하는 것을 방지하며, 기타 원인으로 인하여 직류 모선 전압이 제2 전압 역치를 초과하는 것을 초래할 경우 전자 거버너가 출력을 정지하여, 전자 거버너의 소자 손상 더 나아가서 소각을 방지한다.

이 외에, 본 발명의 실시예는 또 비행기를 제공하고, 상술한 실시예의 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 장치를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따라서 제공하는 비행기는, 상술한 실시예의 과전압 보호 장치를 통해, 이용 2급 전압 보호를 이용할 수 있음으로써, 전자 거버너의 소자 손상 더 나아가서 소각을 방지하고, 비행기가 큰 움직임으로 비행할 경우 전자 거버너가 과전압으로 인해 출력이 오프되어 비행기의 손상 심지어 비행기의 폭발을 초래하는 것을 방지한다.

본 발명에 대한 설명에서, 용어 '중심', '종방향', '횡방향, '길이', '폭', '두께', '위', '아래', '앞', '뒤','좌', '우', '수직', '수평', '상부', '밑', '내', '외', '시계방향', '반시계방향', '축방향', '반경방향', '원주방향' 등으로 지시되는 방위 또는 위치 관계는 도면을 토대로 나타낸 방위 또는 위치 관계이며, 본 발명을 설명하고 설명을 단순화하기 위한 것일 뿐, 지시되는 장치 또는 소자가 반드시 특정 방위를 가지거나 또는 특정 방위로 구성되고 동작함을 지시 또는 암시하지 않음을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명에 대한 한정으로 이해해서는 안된다.

또한, 용어 '제1', '제2'는 단지 설명의 목적으로만 이용되며, 상대적인 중요성을 지시 또는 암시하거나, 또는 지시되는 구성요소의 수량을 암묵적으로 가리키는 것으로 이해해서는 안된다. 따라서 '제1', '제2'로 한정된 구성요소는 하나 또는 그 이상의 당해 구성요소를 명시 또는 암묵적으로 포함할 수 있다. 본 발명에 대한 설명에서 특별한 설명이 없는 한 '다수'의 의미는 적어도 2개, 예를 들어 2개 또는 3개 등을 가리킨다.

본 발명에서, 별도로 명확하게 규정하고 한정하지 않은 한, 용어 '장착', '서로 연결', '연결', '고정'은 넓은 의미에서 이해해야 한다. 예를 들어 별도로 명확하게 한정하지 않은 한, 고정 연결일 수 있고, 분리 가능한 연결일 수도 있으며 또는 일체로 연결된 것일 수도 있다. 또한, 기계적 연결일 수 있고, 전기적 연결일 수도 있다. 또한, 직접적인 연결일 수 있고, 중간 매체를 통하여 간접적으로 연결된 것일 수도 있으며, 두 소자 내부의 연통 또는 두 소자의 상호 작용 관계일 수 있다. 본 분야의 일반 통상의 지식을 가진 자는, 구체적인 상황에 따라 상기 용어가 본 발명에서 가지는 구체적인 의미를 이해할 수 있다.

본 발명에서, 별도로 명확히 규정하고 한정하지 않은 한, 제1 구성이 제2 구성의 '위' 또는 '아래'에 있다고 함은 제1 및 제2 구성이 직접적으로 접촉하거나, 제1 및 제2 구성이 중간 매체를 통하여 간접적으로 접촉할 수 있다. 또한, 제1 구성이 제2 구성의 '위', '상부', 및 '상면'에 있다고 함은 제1 구성이 제2 구성의 바로 상측과 경사 상측에 있음을 표시하거나, 또는 제1 구성의 수평 높이가 제2 구성보다 높다는 것만을 표시할 수 있다. 제1 구성이 제2 구성의 '하부', '하측' 및 '하면'에 있다고 함은 제1 구성이 제2 구성의 바로 하측과 경사 하측에 있음을 표시하거나, 또는 제1 구성의 수평 높이가 제2 구성보다 낮다는 것만을 표시할 수 있다.

본 명세서의 설명에서, 참고 용어 '일실시예', '일부 실시예', '예시적 실시예', '예시', '구체적인 예시', 또는 '일부 예시' 등 설명은 당해 실시예 또는 예시와 함께 설명된 구체적인 구성요소, 구조, 재료 또는 특징이 본 발명의 적어도 일 실시예 또는 예시에 포함됨을 의미한다. 본 명세서에서 상기 용어에 대한 예시적 표현은 동일한 실시예 또는 예시를 반드시 가리키는 것은 아니다. 또한, 설명된 구체적인 구성요소, 구성, 재료 또는 특징은 임의의 하나 또는 다수의 실시예 또는 예시에서 적절한 형태로 결합될 수 있다. 또한, 본 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서에서 설명된 다양한 실시예 또는 예시, 및 다양한 실시예 또는 예시의 구성요소를 결합 및 조합할 수 있다.

비록 위에서 본 발명의 실시예를 나타내고 설명하였으나, 상기 실시예는 예시적인 것임을 이해할 수 있으며, 본 발명에 대한 한정으로 이해해서는 안된다. 본 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위에서 상기 실시예를 변경, 수정, 교체 및 변형할 수 있다.

Claims

비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 방법에 있어서,
상기 전자 거버너는 전동기를 제어하기 위한 것이고, 상기 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 방법은,
상기 전자 거버너의 직류 모선 전압을 수집하는 단계;
만약 상기 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 크고 제2 전압 역치보다 작거나 같으면, 상기 직류 모선 전압과 상기 제1 전압 역치 사이의 차이값에 따라 전자 거버너의 제어 파라미터를 조정하여, 상기 전자 거버너가 조정된 후의 제어 파라미터에 따라 상기 전동기를 제어하도록 하여, 상기 직류 모선 전압이 더 상승하는 것을 억제하는 단계 - 여기서, 상기 제2 전압 역치는 상기 제1 전압 역치보다 큼 - ;
만약 상기 직류 모선 전압이 상기 제2 전압 역치보다 크면, 상기 전자 거버너를 제어하여 출력을 정지함으로써, 상기 전자 거버너가 상기 전동기를 제어하여 작동을 정지하도록 하도록 하는 단계를 포함하며,
상기 직류 모선 전압과 상기 제1 전압 역치 사이의 차이값에 따라 상기 전자 거버너의 제어 파라미터를 조정하는 것은,
상기 직류 모선 전압과 상기 제1 전압 역치 사이의 차이값, 및 미리 설정된 PI제어 알고리즘에 따라 중합 파라미터를 생성하는 것;
상기 전동기의 현재 속도 방향에 따라 상기 중합 파라미터와 상기 제어 파라미터에 대해 중합 처리를 하여, 상기 전자 거버너가 중합된 후의 제어 파라미터에 따라 상기 전동기의 회전 속도를 제어하도록 하는 것을 포함하며,
상기 전동기의 현재 속도 방향에 따라 상기 중합 파라미터와 상기 제어 파라미터에 대해 중합 처리를 하는 것은,
만약 상기 전동기의 현재 속도 방향이 정회전이면, 상기 중합 파라미터를 상기 제어 파라미터에 중합하고;
만약 상기 전동기의 현재 속도 방향이 역회전이면, 마이너스의 상기 중합 파라미터를 상기 제어 파라미터에 중합하는 것을 포함하는 것,
을 특징으로 하는 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제어 파라미터는 정해진 속도, 횡축의 정해진 전류 또는 횡축의 정해진 전압을 포함하는 것
을 특징으로 하는 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 방법.
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제1 항에 있어서,
만약 상기 직류 모선 전압이 상기 제2 전압 역치보다 크면, 상기 전자 거버너를 제어하여 출력을 정지함으로써, 상기 전자 거버너가 상기 전동기를 제어하여 작동을 정지하도록 하는 것을 더 포함하는 것
을 특징으로 하는 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 방법.
비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 장치에 있어서,
상기 전자 거버너는 전동기를 제어하기 위한 것이고,
상기 장치는 전압 수집 모듈, 제어 모듈을 포함하며:
상기 전압 수집 모듈은 상기 전자 거버너의 직류 모선 전압을 수집하기 위한 것이고;
상기 제어 모듈은 상기 직류 모선 전압이 제1 전압 역치보다 크고 제2 전압 역치보다 작을 경우, 상기 직류 모선 전압과 상기 제1 전압 역치 사이의 차이값에 따라 전자 거버너의 제어 파라미터를 조정하여, 상기 전자 거버너가 조정된 후의 제어 파라미터에 따라 상기 전동기를 제어하도록 하여, 상기 직류 모선 전압이 더 상승하는 것을 억제하며,
상기 제어 모듈은, 나아가, 상기 직류 모선 전압과 상기 제1 전압 역치 사이의 차이값, 및 미리 설정된 PI제어 알고리즘에 따라 중합 파라미터를 생성하고, 상기 전동기의 현재 속도 방향에 따라 상기 중합 파라미터와 상기 제어 파라미터에 대해 중합 처리를 하여, 상기 전자 거버너가 중합된 후의 제어 파라미터에 따라 상기 전동기의 회전 속도를 제어하도록 하며,
만약 상기 전동기의 현재 속도 방향이 정회전이면, 상기 제어 모듈은 상기 중합 파라미터를 상기 제어 파라미터에 중합하고;
만약 상기 전동기의 현재 속도 방향이 역회전이면, 상기 제어 모듈은 마이너스의 상기 중합 파라미터를 상기 제어 파라미터에 중합하는 것,
을 특징으로 하는 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 장치.
제6 항에 있어서,
상기 제어 파라미터는 정해진 속도, 횡축의 정해진 전류 또는 횡축의 정해진 전압을 포함하는 것
을 특징으로 하는 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 장치.
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제6 항에 있어서,
제어 모듈은 또 상기 직류 모선 전압이 상기 제2 전압 역치보다 클 경우, 상기 전자 거버너를 제어하여 출력을 정지함으로써, 상기 전자 거버너가 상기 전동기를 제어하여 작동을 정지하도록 하기 위한 것
을 특징으로 하는 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 장치.
비행기에 있어서,
제6 항, 제7 항 및 제10 항 중 어느 한 항에 따른 비행기에서 전자 거버너의 과전압 보호 장치를 포함하는 것
을 특징으로 하는 비행기.