KR102189057B1 - 션트저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템 및 방법 - Google Patents
션트저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 따른 모터용 인버터의 전류 복원 시스템은 복수의 전력변환 소자를 포함하는 레그를 복수 개 포함하고, 상기 복수의 각 레그는 모터의 각 상과 연결되며, 상기 각 레그의 양단은 배터리와 연결되는 인버터부; 상기 각 레그의 하단에 위치하는 각 전력변환 소자와 상기 배터리의 음극 단자 사이에 위치하는 복수의 션트저항; 상기 모터의 회전자 위치를 검출하는 회전자 위치 검출부; 및 상기 복수의 션트저항을 통해 상기 모터의 각 상의 전류를 측정하고, 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 상 전류를 복수의 구역으로 구분한 후, 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 음의 값에 기반하여 션트저항을 통해 측정되지 않은 나머지 상 전류를 복원하는 컨트롤러;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 션트저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템 및 방법에 관한 것이다.
모터 구동용 인버터는 모터에 3상 전류를 인가하여 모터를 구동하는 제어장치이다. 이러한 인버터는 벡터 제어기법(전류 제어)을 구현하여 3상 전류를 모터에 인가하여 모터를 구동시키는데 이러한 벡터 제어를 위해서는 실시간으로 모터의 3상 전류를 측정해야 한다.
종래에 모터의 상전류를 측정하는 방법에는 전류 센서(Current Transformer)를 이용하는 방법과 션트저항(Shunt Resistor)을 사용하는 방법이 있다. 일반적으로 고전압 인버터의 경우 3개의 전류 센서를 이용하여 전류를 측정하거나, 모터 3상 전류의 합은 '0'이므로 2개의 전류 센서를 이용하여 전류를 측정하고 나머지 한상의 전류를 계산으로 추정한다.
하지만, 저가형 저전압 인버터의 경우 원가절감 및 소형화를 위해 션트저항을 이용하여 전류를 측정하는 것이 일반적이다. 션트저항을 이용한 전류 측정 방법은 일반적인 3상 인버터의 구조에서 하단의 MOSFET(MOS field-effect transistor)의 소스(source)와 직류전압의 음극단자 사이에 션트저항을 연결하여 전류를 측정하는 방법이다.
도 1은 종래에 션트 저항을 이용한 모터의 상전류를 측정하는 시스템에서 모터가 저속으로 운전할 때와 고속으로 운전할 때 모터의 전류를 측정한 것을 나타내는 도면이다. 구체적으로 모터의 속도가 증가할 시에는 역기전력이 커져 인버터에서 모터로 인가되는 전압이 증가하고, 상단 스위칭 소자에 인가되는 PWM 듀티비가 증가하고 하단 스위치의 턴온 시간이 감소하게 된다. 이러한 이유로 3개의 션트 저항을 이용하여 상전류를 측정하는 방법은 고속 영역에서 전류의 측정이 불가하여 모터 구동이 어렵다는 단점이 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명은 3개의 션트 저항을 통해 전류 측정이 불가능 했던 고속 영역에서 전류를 복원함으로써 3개의 션트 저항을 통해 3상 전류를 측정할 수 있는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모터용 인버터의 전류 복원 시스템은 복수의 전력변환 소자를 포함하는 레그를 복수 개 포함하고, 상기 복수의 각 레그는 모터의 각 상과 연결되며, 상기 각 레그의 양단은 배터리와 연결되는 인버터부; 상기 각 레그의 하단에 위치하는 각 전력변환 소자와 상기 배터리의 음극 단자 사이에 위치하는 복수의 션트저항; 상기 모터의 회전자 위치를 검출하는 회전자 위치 검출부; 및 상기 복수의 션트저항을 통해 상기 모터의 각 상의 전류를 측정하고, 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 상 전류를 복수의 구역으로 구분한 후, 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 음의 값에 기반하여 션트저항을 통해 측정되지 않은 나머지 상 전류를 복원하는 컨트롤러;를 포함할 수 있다.
상기 모터는 3상 모터이고,
상기 인버터부는, 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그를 포함하며,
상기 제1 레그는 제1 전력변환 소자 및 제2 전력변환 소자를 포함하고,
상기 제2 레그는 제3 전력변환 소자 및 제4 전력변환 소자를 포함하고,
상기 제3 레그는 제5 전력변환 소자 및 제6 전력변환 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 션트 저항을 포함할 수 있다.
상기 복수의 션트 저항은,
상기 제2 전력변환 소자와 상기 배터리의 음극 단자 사이에 위치하는 제1 션트 저항; 상기 제4 전력변환 소자와 상기 배터리의 음극 단자 사이에 위치하는 제2 션트 저항; 및 상기 제6 전력변환 소자와 상기 배터리의 음극 단자 사이에 위치하는 제3 션트 저항;을 포함하는 션트 저항을 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 션트저항을 통해 측정된 모터의 3상 전류를 전류의 부호에 기반하여 6개의 구역으로 구분하고, 각 구역별로 상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 음의 값에 기반하여 양의 값을 복원할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 구분된 복수의 구역 중 두개 상의 전류의 측정이 가능한 구역에서는 키르히호프법칙에 기반하여 나머지 한개 상의 전류를 복원할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 구분된 복수의 구역 중 한개 상의 전류만 측정 가능한 구역에서는, 측정된 한개 상의 전류와 상기 회전자 위치검출부에서 검출된 회전자 위치에 기반하여 교류 전류의 최대값을 추정하고, 추정된 최대값과 상기 회전자의 위치에 기반하여 나머지 두개 상의 상전류를 복원할 수 있다.
상술한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 션트저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템을 이용한 전류 복원 방법은 복수의 션트저항을 통해 모터의 각 상의 전류를 측정하는 단계; 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 상 전류를 복수의 구역으로 구분하는 단계; 및 상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 음의 값에 기반하여 션트저항을 통해 측정되지 않은 나머지 상 전류를 복원하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 음의 값에 기반하여 션트저항을 통해 측정되지 않은 나머지 상 전류를 복원하는 단계에서는,
상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 구분된 복수의 구역 중 두개 상의 전류의 측정이 가능한 구역에서는 키르히호프법칙에 기반하여 나머지 한개 상의 전류를 복원할 수 있다.
상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 음의 값에 기반하여 션트저항을 통해 측정되지 않은 나머지 상 전류를 복원하는 단계에서는,
상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 구분된 복수의 구역 중 한개 상의 전류만 측정 가능한 구역에서는, 측정된 한개 상의 전류와 상기 회전자 위치검출부에서 검출된 회전자 위치에 기반하여 교류 전류의 최대값을 추정하고, 추정된 최대값과 상기 회전자의 위치에 기반하여 나머지 두개 상의 상전류를 복원할 수 있다.
본 발명에 따르면, 3개의 션트 저항을 통해 전류 측정이 불가능 했던 고속 영역에서 전류를 복원함으로써 3개의 션트 저항을 통해 3상 전류를 측정할 수 있고, 그에 따라 고속에서도 모터가 구동 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 종래에 션트 저항을 이용한 모터의 상전류를 측정하는 시스템에서 모터가 저속으로 운전할 때와 고속으로 운전할 때 모터의 전류를 측정한 것을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래에 션트 저항을 이용한 모터의 상전류를 측정하는 시스템에서 고속으로 운전하는 모터의 전류를 측정하였을 시 양의 전류 및 음의 전류 측정 가능 여부를 설명하기 위한 도면이다
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템에서, 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 상 전류를 복수의 구역으로 구분한 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템에서, 두개 상의 전류에 기반하여 한 개 상의 전류가 복원된 것을 나타내는 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템에서, 한 개 상의 전류에 기반하여 두개 상의 전류가 복원된 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템에서, 3상 교류전류를 수식으로 표현한 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템에서, 한 개 상의 전류를 이용하여 교류전류의 최대값을 산출하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템에서, 교류전류의 최대값과 검출된 회전자 위치를 이용하여 나머지 두개 상의 전류를 복원한 것을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템을 통해 전류가 복원된 것을 나타내는 실험 결과이다.
도 2는 종래에 션트 저항을 이용한 모터의 상전류를 측정하는 시스템에서 고속으로 운전하는 모터의 전류를 측정하였을 시 양의 전류 및 음의 전류 측정 가능 여부를 설명하기 위한 도면이다
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템에서, 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 상 전류를 복수의 구역으로 구분한 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템에서, 두개 상의 전류에 기반하여 한 개 상의 전류가 복원된 것을 나타내는 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템에서, 한 개 상의 전류에 기반하여 두개 상의 전류가 복원된 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템에서, 3상 교류전류를 수식으로 표현한 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템에서, 한 개 상의 전류를 이용하여 교류전류의 최대값을 산출하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템에서, 교류전류의 최대값과 검출된 회전자 위치를 이용하여 나머지 두개 상의 전류를 복원한 것을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템을 통해 전류가 복원된 것을 나타내는 실험 결과이다.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 상 전류를 복수의 구역으로 구분한 것을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 두개 상의 전류에 기반하여 한 개 상의 전류가 복원된 것을 나타내는 위한 도면이고, 도 6은 한 개 상의 전류에 기반하여 두개 상의 전류가 복원된 것을 나타내는 도면이며, 도 7은 3상 교류전류를 수식으로 표현한 것을 나타내는 도면이고, 도 8은 한 개 상의 전류를 이용하여 교류전류의 최대값을 산출하는 것을 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 교류전류의 최대값과 검출된 회전자 위치를 이용하여 나머지 두개 상의 전류를 복원한 것을 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템을 통해 전류가 복원된 것을 나타내는 실험 결과이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 션트저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템은, 인버터부(100), 션트저항(200), 회전자 위치 검출부(300) 및 컨트롤러(400)를 포함할 수 있다.
인버터부(100)는 복수의 전력변환 소자(112,114,122,124,132,134)를 포함하는 레그를 복수개 포함하고, 복수의 각 레그(110,120,130)는 모터(500)의 각 상과 연결되며, 각 레그의 양단은 배터리(600)와 연결된다. 여기서, 모터(500)는 3상 모터일 수 있다. 또한, 배터리(600)는 친환경 차량에 탑재된 모터(미도시)를 구동시키기 위한 에너지를 제공하는 역할을 하며, 고전압 배터리일 수 있다
인버터부(100)의 구조에 대해 보다 상세히 설명하면, 인버터부(100)는 제1 레그(110), 제2 레그(120) 및 제3 레그(130)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 레그(110)는 제1 전력변환 소자(112) 및 제2 전력변환 소자(114)를 포함하고, 제2 레그(120)는 제3 전력변환 소자(122) 및 제4 전력변환 소자(124)를 포함하며, 제3 레그(130)는 제5 전력변환 소자(132) 및 제6 전력변환 소자(134)를 포함할 수 있다.
복수의 션트저항(200:210,220,230)은 각 레그(110,120,130)의 하단에 위치하는 각 전력변환 소자와 배터리(600)의 음극 단자 사이에 위치할 수 있다. 구체적으로, 복수의 션트저항은, 제2 전력변환 소자(114)와 배터리(600)의 음극 단자 사이에 위치하는 제1 션트 저항(210), 제4 전력변환 소자(124)와 배터리(600)의 음극 단자 사이에 위치하는 제2 션트 저항(220) 및 제6 전력변환 소자(134)와 배터리(600)의 음극 단자 사이에 위치하는 제3 션트 저항(230)을 포함할 수 있다.
회전자 위치 검출부(300)은 모터(500)의 회전자 위치를 검출하는 역할을 한다. 실시예에 따라, 모터의 회전자 위치는 엔코더 또는 홀센서 등을 통해 측정될 수 있다. 다만, 본 발명에서는 센서리스 알고리즘에 기반하여 모터의 회전자의 위치를 추정할 수 있다. 회전자의 위치를 센서리스 알고리즘을 통해 획득하는 방법에 대해서는 본 발명의 발명자가 기 출원한 출원번호 제10-2018-0128208호(전동기의 센서리스 제어방법)에 상세히 기술되어 있으므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
컨트롤러(400)는 복수의 션트저항을 통해 모터(500)의 각 상의 전류를 측정하고, 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 상 전류를 복수의 구역으로 구분한 후, 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 음의 값에 기반하여 션트저항을 통해 측정되지 않은 나머지 상 전류를 복원할 수 있다. 여기서, 션트저항을 이용하여 전류를 얻는 방법은 종래에 기 공지된 기술이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
구체적으로, 도 4를 참조하면, 컨트롤러(400)는 션트저항을 통해 측정된 모터의 3상 전류(ia,ib,ic)를 전류의 부호에 기반하여 6개의 구역으로 구분할 수 있다. 도 4를 참조하면, 컨트롤러(400)는 션트저항을 통해 측정된 모터의 3상 전류(ia,ib,ic) 중, ib와 ic의 음의 전류 측정이 가능한 구역을 a구역, ia와 ic의 음의 전류 측정이 가능한 구역을 b구역, ia와 ib의 음의 전류 측정이 가능한 구역을 c구역으로 구분할 수 있다. 아울러, 컨트롤러(400)는 션트저항을 통해 측정된 모터의 3상 전류(ia,ib,ic)중 ic의 음의 전류만 측정 가능한 구역을 d구역, ia의 음의 전류만 측정 가능한 구역을 e구역, ib의 음의 전류만 측정 가능한 구역을 f구역으로 구분할 수 있다.
상술한 바와 같이 컨트롤러(400)는 션트저항을 통해 측정된 모터의 3상 전류를 전류의 부호에 기반하여 6개의 영역으로 구분하고, 각 구역별로 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 음의 값에 기반하여 양의 값을 복원할 수 있다. 컨트롤러(400)에서 전류를 복원하는 방법에 대해서는 이하에서 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
컨트롤러(400)는 도 4과 같이 션트저항(200)을 통해 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 구분된 복수의 구역 중에서, 두개 상의 전류의 측정이 가능한 구역에서는 키르히호프법칙에 기반하여 도 5와 같이 한 개 상의 전류를 복원할 수 있다. 다시 말해, 도 4에서, 두개 상의 전류의 측정이 가능한 a구역, b구역 및 c구역에서는, ia+ib+ic=0의 전류방정식에 기반하여 션트저항을 통해 측정되지 않은 나머지 한 개 상의 전류를 복원할 수 있다.
또한, 컨트롤러(400)는 도 4과 같이 션트저항(200)을 통해 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 구분된 복수의 구역 중에서, 한개 상의 전류의 측정이 가능한 구역에서는 한개 상의 전류와 회전자 위치검출부(300)에서 검출된 회전자 위치에 기반하여 교류 전류의 최대값을 추정하고, 추정된 최대값과 회전자의 위치에 기반하여 도 6과 같이 나머지 두개 상의 상전류를 복원할 수 있다. 다시 말해, 도 4에서, 한 개 상의 전류만 측정 가능한 d구역, e구역 및 f구역에서는 각 구역에서 측정가능한 한 개 상의 전류와 회전자 위치 검출부에서 검출된 회전자의 위치에 기반하여 교류 전류의 절대 값을 추정하고, 추정된 최대값과 회전자의 위치에 기반하여 션트저항을 통해 측정되지 않은 나머지 두개 상의 전류를 도 6과 같이 복원할 수 있다. 이하에서는 한 개 상의 전류에 기반하여 나머지 두개 상의 전류를 복원하는 과정에 대해 도 7 내지 도 9를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 7을 참조하여 3상 교류전류를 수식을 표현하면 아래와 같다.
한편, 도 4를 참조할 때, 션트저항을 통해 한 개 상의 전류만 측정 가능한 d구역, e구역 및 f구역에서는 상기 수식과 같이 Ia, Ib 또는 Ic의 상전류가 측정 가능하다. 실시예에 따라, 션트저항을 통해 Ia상의 전류가 측정되는 경우, 도 8과 같이, 측정된 Ia 전류에 기반하여 교류전류의 최대 값 Im을 추정할 수 있다. 아울러, 측정된 Ia의 전류에 기반하여 교류전류의 최대값 Im을 추정하면, 추정된 교류전류의 최대값 Im과 회전자 위치 검출부에서 검출된 회전자 위치 θ에 기반하여 도 9와 같이 나머지 두개 상(Ib, Ic)의 전류를 복원할 수 있다.
한편, 션트저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템을 이용한 전류 복원 방법은, 복수의 션트저항을 통해 모터의 각 상의 전류를 측정하는 단계, 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 상 전류를 복수의 구역으로 구분하는 단계 및 상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 음의 값에 기반하여 션트저항을 통해 측정되지 않은 나머지 상 전류를 복원하는 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 음의 값에 기반하여 션트저항을 통해 측정되지 않은 나머지 상 전류를 복원하는 단계에서는, 상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 구분된 복수의 구역 중 두개 상의 전류의 측정이 가능한 구역에서는 키르히호프법칙에 기반하여 나머지 한개 상의 전류를 복원할 수 있다.
아울러, 상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 음의 값에 기반하여 션트저항을 통해 측정되지 않은 나머지 상 전류를 복원하는 단계에서는, 상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 구분된 복수의 구역 중 한개 상의 전류만 측정 가능한 구역에서는, 측정된 한개 상의 전류와 상기 회전자 위치검출부에서 검출된 회전자 위치에 기반하여 교류 전류의 절대값을 추정하고, 추정된 절대값과 상기 회전자의 위치에 기반하여 나머지 두개 상의 상전류를 복원할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 션트저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 방법의 각 단계에서의 세부적인 기술적 특징은 앞서 설명한 션트저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템의 기술적 특징과 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템을 통해 전류가 복원된 것을 나타내는 실험 결과이다. 이처럼, 본 발명에 따르면, 3개의 션트 저항을 통해 전류 측정이 불가능 했던 고속 영역에서 전류를 복원함으로써 3개의 션트 저항을 통해 3상 전류를 측정할 수 있고, 그에 따라 고속에서도 모터가 구동 가능하도록 할 수 있다.
100: 인버터부 200: 션트저항
300: 회전자 위치 검출부 400: 컨트롤러
500: 모터 600: 배터리
300: 회전자 위치 검출부 400: 컨트롤러
500: 모터 600: 배터리
Claims (9)
- 복수의 전력변환 소자를 포함하는 레그를 복수 개 포함하고, 상기 복수의 각 레그는 모터의 각 상과 연결되며, 상기 각 레그의 양단은 배터리와 연결되는 인버터부;
상기 각 레그의 하단에 위치하는 각 전력변환 소자와 상기 배터리의 음극 단자 사이에 위치하는 복수의 션트저항;
상기 모터의 회전자 위치를 검출하는 회전자 위치 검출부; 및
상기 복수의 션트저항을 통해 상기 모터의 각 상의 전류를 측정하고, 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 상 전류를 복수의 구역으로 구분한 후, 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 음의 값에 기반하여 션트저항을 통해 측정되지 않은 나머지 상 전류를 복원하는 컨트롤러를 포함하며,
상기 컨트롤러는, 상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 구분된 복수의 구역 중 한개 상의 전류만 측정 가능한 구역에서는, 측정된 한개 상의 전류와 상기 회전자 위치검출부에서 검출된 회전자 위치에 기반하여 교류 전류의 최대값을 추정하고, 추정된 최대값과 상기 회전자의 위치에 기반하여 나머지 두개 상의 상전류를 복원하는 것을 특징으로 하는 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 모터는 3상 모터이고,
상기 인버터부는, 제1 레그, 제2 레그 및 제3 레그를 포함하며,
상기 제1 레그는 제1 전력변환 소자 및 제2 전력변환 소자를 포함하고,
상기 제2 레그는 제3 전력변환 소자 및 제4 전력변환 소자를 포함하고,
상기 제3 레그는 제5 전력변환 소자 및 제6 전력변환 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템. - 청구항 2에 있어서,
상기 복수의 션트 저항은,
상기 제2 전력변환 소자와 상기 배터리의 음극 단자 사이에 위치하는 제1 션트 저항;
상기 제4 전력변환 소자와 상기 배터리의 음극 단자 사이에 위치하는 제2 션트 저항; 및
상기 제6 전력변환 소자와 상기 배터리의 음극 단자 사이에 위치하는 제3 션트 저항;을 포함하는 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템. - 청구항 2에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 션트저항을 통해 측정된 모터의 3상 전류를 전류의 부호에 기반하여 6개의 구역으로 구분하고, 각 구역별로 상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 음의 값에 기반하여 양의 값을 복원하는 것을 특징으로 하는 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템. - 청구항 2에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 구분된 복수의 구역 중 두개 상의 전류의 측정이 가능한 구역에서는 키르히호프법칙에 기반하여 나머지 한개 상의 전류를 복원하는 것을 특징으로 하는 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템. - 삭제
- 청구항 1의 션트저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 시스템을 이용한 전류 복원 방법은,
복수의 션트저항을 통해 모터의 각 상의 전류를 측정하는 단계;
측정된 상 전류의 부호에 기반하여 상 전류를 복수의 구역으로 구분하는 단계; 및
상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 음의 값에 기반하여 션트저항을 통해 측정되지 않은 나머지 상 전류를 복원하는 단계를 포함하며,
상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 음의 값에 기반하여 션트저항을 통해 측정되지 않은 나머지 상 전류를 복원하는 단계에서는,
상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 구분된 복수의 구역 중 한개 상의 전류만 측정 가능한 구역에서는, 측정된 한개 상의 전류와 상기 회전자 위치검출부에서 검출된 회전자 위치에 기반하여 교류 전류의 최대값을 추정하고, 추정된 최대값과 상기 회전자의 위치에 기반하여 나머지 두개 상의 상전류를 복원하는 것을 특징으로 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 음의 값에 기반하여 션트저항을 통해 측정되지 않은 나머지 상 전류를 복원하는 단계에서는,
상기 션트저항을 통해 측정된 상 전류의 부호에 기반하여 구분된 복수의 구역 중 두개 상의 전류의 측정이 가능한 구역에서는 키르히호프법칙에 기반하여 나머지 한개 상의 전류를 복원하는 것을 특징으로 하는 션트 저항을 포함하는 모터용 인버터의 전류 복원 방법. - 삭제
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