KR102213327B1 - 초기기동 안정성을 위한 동기 릴럭턴스 모터 제어 시스템 - Google Patents

초기기동 안정성을 위한 동기 릴럭턴스 모터 제어 시스템 Download PDF

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KR102213327B1
KR102213327B1 KR1020200102299A KR20200102299A KR102213327B1 KR 102213327 B1 KR102213327 B1 KR 102213327B1 KR 1020200102299 A KR1020200102299 A KR 1020200102299A KR 20200102299 A KR20200102299 A KR 20200102299A KR 102213327 B1 KR102213327 B1 KR 102213327B1
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Abstract

본 발명은 동기 릴럭턴스 모터를 제어하는 기술에 대한 것으로서, 본 발명에 따르면, 일정한 기울기로 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00296
)를 서서히 상승시켜 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터를 부드럽게 기동시킬 수 있으므로, 동기 릴럭턴스 모터의 초기기동시 기동의 안정성을 확보할 수 있다.

Description

초기기동 안정성을 위한 동기 릴럭턴스 모터 제어 시스템{Synchronous reluctance motor control system for stability of initial start-up}
본 발명은 동기 릴럭턴스 모터를 제어하는 기술에 대한 것이다.
도 6은 동기 릴럭턴스 모터의 회전자의, 엔코더등과 같은 위치 센서(도시하지 않음)의 출력신호(
Figure 112020085720839-pat00001
출력파형을 나타낸 것으로, 전기적으로 360° 구간이 60°씩 6개의 구간으로 나누어져 있음을 나타낸다. 도 7의 표를 참고하면, 센싱된
Figure 112020085720839-pat00002
의 신호값을 통해 회전자가 구간 0에서 구간 5까지 어느 구간에 위치해 있는지 알 수 있다.
그리고 구간 0에서 구간 5까지의 시작부분을
Figure 112020085720839-pat00003
에서
Figure 112020085720839-pat00004
로 정의하고 그 값을 각각 0°에서 300°로 정의해 놓고, 회전자의 속도를 이용해 하기 수학식 1 및 수학식 2를 이용하여 회전자의 위치를 구할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112020085720839-pat00005
[수학식 2]
Figure 112020085720839-pat00006
(수학식 1 및 수학식 2에 있어서,
Figure 112020085720839-pat00007
는 회전자의 위치를 나타내고
Figure 112020085720839-pat00008
는 각 구간의 시작으로
Figure 112020085720839-pat00009
에서
Figure 112020085720839-pat00010
로써 0°에서 300°를 나타낸다.
Figure 112020085720839-pat00011
는 회전자가 각 구간의 시작인
Figure 112020085720839-pat00012
에서 이동한 각도를 나타내고 ω는 회전자의 속도를,
Figure 112020085720839-pat00013
는 각 구간의 시작인
Figure 112020085720839-pat00014
에서 위치 센서의 다음 신호를 받을 때까지 걸린 시간을 의미한다.
한편, 회전자의 속도는 상기 위치 센서를 사용하는 방식에 있어서는, 위치 센서에 의해 측정된 관측된 회전 속도값일 수 있다. 이때는, 회전자가 각 구간을 지나가는 속도를 마이콤 등과 같은 프로세서의 내부 카운터를 이용해 구할 수 있다.
또는, 센서리스 방식으로 동기 릴럭턴스 모터를 제어하는 방식에 있어서는, 회전자의 속도는 추정된 회전 속도값일 수 있다.
하지만, 동기 릴럭턴스 모터의 초기 정지 상태에서 기동시에는 회전자가 구간 0에서 구간 5까지 어느 영역에 있다 할지라도 속도가 0이기 때문에
Figure 112020085720839-pat00015
가 0이 된다. 따라서, 회전자 위치가 전기적으로 최대 59° 오차가 발생할 수 있다.
이와 같이, 회전자의 위치 오차가 있는 상태에서 종래기술은, 곧바로 전류각 제어로 기동을 시작하여 기동토크가 정상적으로 발생이 되지 않아 기동이 실패하는 불안정한 문제점이 있었다. 즉, 회전자의 위치 오차를 포함한 상태에서 하기 수학식 3을 통해 얻어진 d축 전류 지령값인
Figure 112020085720839-pat00016
를 생성시켜 전류각 제어를 곧바로 시작해 기동함으로써 기동 토크가 발생하지 않아 기동이 실패하는 불안정성이 있었다.
부연하여, 동기 릴럭턴스 모터에서의 토크는 하기 수학식 4로 표현될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112020085720839-pat00017
[수학식 4]
Figure 112020085720839-pat00018
(수학식 3 및 수학식 4에 있어서,
Figure 112020085720839-pat00019
는 동기좌표계의 d축 전류 지령값,
Figure 112020085720839-pat00020
는 동기좌표계의 q축 전류 지령값, T는 토크를 의미하며, P는 극수를 의미하며,
Figure 112020085720839-pat00021
및
Figure 112020085720839-pat00022
는 동기좌표계의 d축, q축 인덕턴스를 의미하며,
Figure 112020085720839-pat00023
는 전류를 나타낸다. 또한,
Figure 112020085720839-pat00024
는 전류각으로써 도 8에서와 같이 가 동기 좌표계의 d축과 이루는 각을 의미한다.)
한편, 동기 릴럭턴스 모터의 제어 방법에 관한 선행문헌으로 등록특허공보 제10-0696118호가 개시되어 있다.
등록특허공보 제10-0696118호
본 발명은, 동기 릴럭턴스 모터의 초기기동시 기동의 안정성을 확보할 수 있는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 동기 릴럭턴스 모터가 다수개 등록되되, 상기 다수개의 동기 릴럭턴스 모터의 각각에 대응하는, 상기 각각의 동기 릴럭턴스 모터의 초기 기동의 안정적인 제어를 위한 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00025
) 및 상기 각각의 동기 릴럭턴스 모터의 초기 기동 여부의 판단을 위한 기설정된 속도 범위를, 상기 각각의 동기 릴럭턴스 모터의 고유 등록번호와 함께 저장하여 등록하는 서버; 상기 서버에 등록된 상기 다수개의 동기 릴럭턴스 모터 중에서 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터와 연결되며, 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터를 제어하기 위해 상기 서버와 통신하는 모터 제어 장치; 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터에 연결되며, 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터를 지령 속도(
Figure 112020085720839-pat00026
)로 제어하는 인버터부; 상기 인버터부로부터 출력되는 3상 전류를 센싱하는 전류 센싱부; 및 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터의 회전자의 위치 및 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터의 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00027
)를 산출하는 위치 및 속도 산출부; 를 포함하되, 상기 모터 제어 장치는, 상기 전류 센싱부에서 센싱한 상기 3상 전류의 값을 입력받아, 동기 좌표계로 좌표계 변환하여 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00028
) 및 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00029
)을 출력하는 제1 좌표계 변환부; 상기 위치 및 속도 산출부에서 산출된 상기 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00030
)를 입력받아, 상기 지령 속도(
Figure 112020085720839-pat00031
)와 비교하고 상기 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00032
)와 상기 지령 속도(
Figure 112020085720839-pat00033
) 간의 오차를 0에 수렴시키는 비례적분 제어하여 연산된 지령 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00034
)을 출력하는 제1 PI 제어부; 상기 제1 좌표계 변환부에서 출력되는 상기 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00035
)과 상기 제1 PI 제어부에서 출력되는 상기 지령 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00036
)을 비교하고 상기 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00037
)과 상기 지령 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00038
) 간의 오차를 0에 수렴시키는 비례적분 제어하여 연산된 지령 q축 전압값(
Figure 112020085720839-pat00039
)을 출력하는 제2 PI 제어부; 상기 위치 및 속도 산출부에서 산출된 상기 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00040
)와 상기 제1 PI 제어부에서 출력되는 상기 지령 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00041
)과 상기 서버에 저장되어 있는 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00042
)을 기초로 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00043
)을 결정하여 출력하는 지령 d축 전류값 산출부; 상기 지령 d축 전류값 산출부에서 출력되는 상기 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00044
)과 상기 제1 좌표계 변환부에서 출력되는 상기 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00045
)을 비교하고 상기 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00046
)과 상기 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00047
) 간의 오차를 0에 수렴시키는 비례적분 제어하여 연산된 지령 d축 전압값(
Figure 112020085720839-pat00048
)을 출력하는 제3 PI 제어부; 및 상기 제2 PI 제어부에서 출력되는 상기 지령 q축 전압값(
Figure 112020085720839-pat00049
)과 상기 제3 PI 제어부에서 출력되는 상기 지령 d축 전압값(
Figure 112020085720839-pat00050
)을 입력받아 3상 전압값으로 변환하여 상기 인버터부로 출력하는 제2 좌표계 변환부;를 포함하며, 상기 지령 d축 전류값 산출부는, 상기 위치 및 속도 산출부에서 산출된 상기 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00051
) 및 상기 제1 PI 제어부에서 출력되는 상기 지령 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00052
)을 입력받는 입력부; 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터의 고유 등록번호를 상기 서버로 전송하는 전송부; 상기 서버가 전송하는, 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터의 고유 등록번호에 대응되는 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00053
)과 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터의 고유 등록번호에 대응되는 상기 기설정된 속도 범위를 수신하는 수신부; 상기 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00054
)과 상기 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00055
) 간의 전류각을 기초로 상기 지령 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00056
)으로부터 최초 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00057
)을 연산하는 연산부; 상기 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00058
)가 상기 기설정된 속도 범위를 만족하는지 여부를 기초로 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터가 초기 기동 상태인지 여부를 판단하는 판단부; 및 상기 판단부의 판단에 따라 상기 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00059
)을 결정하여 출력하는 지령값 생성부;를 포함하며 상기 판단부는, 상기 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00060
)가 상기 기설정된 속도 범위를 만족하면 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터가 초기 기동 상태라고 판단하고, 상기 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00061
)가 상기 기설정된 속도 범위를 만족하지 않으면 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터가 정상 기동 상태라고 판단하고, 상기 지령값 생성부는, 상기 판단부에 의해 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터가 초기 기동 상태라고 판단된 경우에는, 상기 최초 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00062
)이 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00063
)보다 작은지 비교하고, 상기 최초 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00064
)이 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00065
)보다 작으면, 상기 최초 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00066
)에 기 정해진 소정의 상수값(C)을 더하여, 재연산 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00067
)을 산출하고, 상기 재연산 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00068
)이 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00069
)보다 작은지 재차 비교하며, 상기 재연산 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00070
)이 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00071
)보다 작으면 상기 재연산 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00072
)을 상기 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00073
)으로 결정하여 출력하고, 상기 재연산 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00074
)이 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00075
)보다 크거나 같으면 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00076
)을 상기 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00077
)으로 결정하여 출력하고, 상기 최초 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00078
)이 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00079
)보다 크거나 같으면, 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00080
)을 상기 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00081
)으로 결정하여 출력하며, 상기 지령값 생성부는, 상기 판단부에 의해 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터가 정상 기동 상태라고 판단된 경우에는, 상기 최초 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00082
)을 상기 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00083
)으로 결정하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 일정한 기울기로 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00084
)를 서서히 상승시켜 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터를 부드럽게 기동시킬 수 있으므로, 동기 릴럭턴스 모터의 초기기동시 기동의 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 동기 릴럭턴스 모터 제어 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 모터 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 지령 d축 전류값 산출부의 블록도이다.
도 4는 지령값 생성부가 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00085
)을 결정하여 출력하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00086
)이 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00087
)까지 상승되는 과정을 보여주는 그래프이다.
도 6은 동기 릴럭턴스 모터의 회전자의 위치 센서의 출력신호(
Figure 112020085720839-pat00088
출력파형을 나타낸 것이다.
도 7은 위치 센서의 출력신호(
Figure 112020085720839-pat00089
에 따른 회전자 위치의 구간을 나타낸 것이다.
도 8은 동기좌표계에서의 전류각을 나타낸 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
"및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 동기 릴럭턴스 모터 제어 시스템(10)을 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예인 동기 릴럭턴스 모터 제어 시스템(10)은, 서버(1)와 모터 제어 장치(2)와 인버터부(3)와 전류 센싱부(4)와 위치 및 속도 산출부(5)를 포함한다.
서버(1)에는, 동기 릴럭턴스 모터(1000,2000,3000,4000)가 다수개 등록된다.
또한, 서버(1)는 상기 다수개의 동기 릴럭턴스 모터(1000,2000,3000,4000)의 각각에 대응하는 상기 각각의 동기 릴럭턴스 모터(1000,2000,3000,4000)의 초기 기동의 안정적인 제어를 위한 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00090
) 및 상기 각각의 동기 릴럭턴스 모터(1000,2000,3000,4000)의 초기 기동 여부의 판단을 위한 기설정된 속도 범위를 저장할 수 있다.
또한, 서버(1)는 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00091
) 및 상기 기설정된 속도 범위와 함께 상기 각각의 동기 릴럭턴스 모터(1000,2000,3000,4000)의 고유 등록번호를 저장하여 등록할 수 있다.
d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00092
)과 기설정된 속도 범위는 등록된 동기 릴럭턴스 모터(1000,2000,3000,4000)별로 다를 수 있다. 이는 각각의 동기 릴럭턴스 모터(1000,2000,3000,4000)에 대해 개별적으로 진행한 실험에 의해 정해져 서버(1)에 입력되어 저장된 값일 수도 있고, 각각의 동기 릴럭턴스 모터(1000,2000,3000,4000)가 사용되는 환경(사용 제품, 동기 릴럭턴스 모터의 연식, 위치 센서의 부착 위치 등)을 파라미터로 하여 축적된 빅데이터를 통해 서버(1)에서 결정되는 값일 수도 있다.
이러한 구성에 의해, 서버(1)에 저장되어 있는 각각의 등록된 동기 릴럭턱스 모터(1000,2000,3000,4000)별로 다른 값을 갖는, d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00093
) 및 기설정된 속도범위를 이용하여, 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)를 제어할 수 있으므로 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)에 최적화된 안정적인 제어가 가능하다는 장점이 있다.
모터 제어 장치(2)는 상기 서버(1)에 등록된 상기 다수개의 동기 릴럭턴스 모터(1000,2000,3000,4000) 중에서 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)와 연결된다.
또한, 모터 제어 장치(2)는, 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)를 제어하기 위해 상기 서버(1)와 통신할 수 있다. 보다 구체적으로, 모터 제어 장치(2)는, 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)를 제어하기 위해서 상기 서버(1)에 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)의 등록번호를 전송할 수 있다. 서버(1)가 상기 모터 제어 장치(2)로부터 상기 등록번호를 전송받으면, 서버(1)에 저장된, 또는 서버(1)가 결정한 상기 등록번호에 대응하는 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00094
)과 기설정된 속도 범위의 데이터를 모터 제어 장치(2)로 전송할 수 있고, 이를 모터 제어 장치(2)가 수신하여 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)를 제어할 수 있다.
모터 제어 장치(2)의 자세한 구성에 대해서는 후술한다.
인버터부(3)는, 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)에 연결되며, 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)를 지령 속도(
Figure 112020085720839-pat00095
)로 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 인버터부(3)는 3상의 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)에 요구되는 3상 전류(
Figure 112020085720839-pat00096
)가 흐르도록 하기 위해 필요한 3상 지령 전압값(
Figure 112020085720839-pat00097
)의 게이팅(Gating)신호에 따라 인버터부(3)에 포함된 반도체 스위칭 소자를 PWM(Pulse Width Modulation) 제어하는 구성이다.
전류 센싱부(4)는, 상기 인버터부(3)로부터 출력되는 3상 전류(
Figure 112020085720839-pat00098
)를 센싱할 수 있다. 이때, 3상 전류(
Figure 112020085720839-pat00099
)는 다양한 공지의 방법으로 측정할 수 있고, 일 예로, 인버터부(3)와 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000) 사이에 션트 저항을 연결하여 측정할 수 있다.
위치 및 속도 산출부(5)는, 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)의 회전자의 위치 및 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)의 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00100
)를 산출할 수 있다.
상기 회전자의 위치는, 상술한 바와 같이 엔코더등과 같은 위치 센서의 출력신호(
Figure 112020085720839-pat00101
를 통해 센싱할 수 있다.
상기 회전자의 속도는, 상술한 바와 같이, 관측 회전 속도 또는 추정 회전 속도일 수 있다. 즉, 엔코더등과 같은 위치 센서를 사용하는 방식에 있어서는, 위치 센서 등에 의해 측정된 관측 회전 속도가 상기 회전자의 속도가 된다.
또는 센서리스 방식으로 모터를 제어하는 방식에 있어서는 속도 및 위치 산출부로부터 연산되어 산출되는 추정 회전 속도가 상기 회전자의 속도가 될 수 있다.
이하에서는, 도 2를 참고하여 모터 제어 장치(2)에 대해 자세히 설명한다.
도 2는 모터 제어 장치(2)를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참고하면 모터 제어 장치(2)는, 제1 좌표계 변환부(21), 제1 PI 제어부(22), 제2 PI 제어부(23), 지령 d축 전류값 산출부(24), 제3 PI 제어부(25) 및 제2 좌표계 변환부(26)를 포함한다.
제1 좌표계 변환부(21)는 전류 센싱부(4)에서 센싱한 3상 전류(
Figure 112020085720839-pat00102
)의 값을 입력받아, 동기 좌표계로 좌표계 변환하여 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00103
) 및 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00104
)을 출력한다.
보다 구체적으로, 제1 좌표계 변환부(21)는 3상/정지좌표계 변환부(213)와 정지/동기좌표계 변환부(215)를 포함할 수 있다.
3상/정지좌표계 변환부(213)는 3상 전류(
Figure 112020085720839-pat00105
)를 입력받고, 위치 및 속도 산출부(5)에서 출력되는 회전자의 위치로서 ,
Figure 112020085720839-pat00106
를 입력받아 정지 좌표계의 알파축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00107
) 및 정지 좌표계의 베타축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00108
)으로 변환하여 출력한다. 이때,
Figure 112020085720839-pat00109
는 상기 수학식 1로부터의
Figure 112020085720839-pat00110
에 를
Figure 112020085720839-pat00111
를 대입하여 산출되는 값이다.
그러면, 정지/동기좌표계 변환부(215)는 전술한 정지 좌표계의 알파축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00112
) 및 정지 좌표계의 베타축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00113
)을 입력받고, 이를 동기좌표계의 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00114
) 및 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00115
)으로 변환하여 출력한다.
제2 좌표계 변환부(26)는 제2 PI 제어부(23)에서 출력되는 지령 q축 전압값(
Figure 112020085720839-pat00116
)과 제3 PI 제어부(25)에서 출력되는 지령 d축 전압값(
Figure 112020085720839-pat00117
)을 입력받아 3상 전압값(
Figure 112020085720839-pat00118
,
Figure 112020085720839-pat00119
,
Figure 112020085720839-pat00120
)으로 변환하여 인버터부(3)로 출력한다.
보다 구체적으로, 제2 좌표계 변환부(26)는 동기/정지좌표계 변환부(263)와 정지/3상좌표계 변환부(265)를 포함할 수 있다.
동기/정지좌표계 변환부(263)는 동기좌표계의 지령 q축 전압값(
Figure 112020085720839-pat00121
) 및 지령 d축 전압값(
Figure 112020085720839-pat00122
)을 입력받고 위치 및 속도 산출부(5)에서 출력되는 회전자의 위치로서
Figure 112020085720839-pat00123
를 입력받아 정지 좌표계의 알파축 전압값(
Figure 112020085720839-pat00124
) 및 정지 좌표계의 베타축 전압값(
Figure 112020085720839-pat00125
)으로 변환하여 출력한다. 이때,
Figure 112020085720839-pat00126
는 상기 수학식 1로부터의
Figure 112020085720839-pat00127
에
Figure 112020085720839-pat00128
를 대입하여 산출된 값이다.
이후, 정지/3상좌표계 변환부(265)는 전술한 정지 좌표계의 알파축 전압값(
Figure 112020085720839-pat00129
) 및 정지 좌표계의 베타축 전압값(
Figure 112020085720839-pat00130
)을 입력받아, 이를 인버터부(3)로 입력될 3상좌표계의 전압값(
Figure 112020085720839-pat00131
,
Figure 112020085720839-pat00132
,
Figure 112020085720839-pat00133
)으로 변환하여 출력한다.
한편, 상술한 좌표계간 변환은 잘 알려진 공지의 기술로서 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
제1 PI 제어부(22)는, 상기 위치 및 속도 산출부(5)에서 산출된 상기 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00134
)를 입력받아, 상기 지령 속도(
Figure 112020085720839-pat00135
)와 비교하고 상기 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00136
)와 상기 지령 속도(
Figure 112020085720839-pat00137
) 간의 오차를 0에 수렴시키는 비례적분 제어하여 연산된, 지령 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00138
)을 출력할 수 있다.
제2 PI 제어부(23)는, 상기 제1 좌표계 변환부(21)에서 출력되는 상기 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00139
)과 상기 제1 PI 제어부(22)에서 출력되는 상기 지령 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00140
)을 비교하고 상기 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00141
)과 상기 지령 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00142
) 간의 오차를 0에 수렴시키는 비례적분 제어하여 연산된, 지령 q축 전압값(
Figure 112020085720839-pat00143
)을 출력할 수 있다.
제3 PI 제어부(25)는, 지령 d축 전류값 산출부(24)에서 출력되는 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00144
)과 상기 제1 좌표계 변환부(21)에서 출력되는 상기 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00145
)을 비교하고, 상기 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00146
)과 상기 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00147
) 간의 오차를 0에 수렴시키는 비례적분 제어하여 연산된, 지령 d축 전압값(
Figure 112020085720839-pat00148
)을 출력할 수 있다.
한편, 비례적분 제어란, 기준신호와 되먹임신호 사이의 차인 오차신호에 적당한 비례상수 이득을 곱해서 제어신호를 만들어내는 비례 동작에, 미소한 잔류편차를 시간적으로 누적하여 소정의 크기로 된 곳에서, 조작량을 증가하여 편차를 없애는 식으로 동작시키는 방식의 적분 동작을 추가한 제어로써, 이는 잘 알려진 제어기법이므로 여기에서는 자세한 설명을 생략한다.
지령 d축 전류값 산출부(24)는 상기 위치 및 속도 산출부(5)에서 산출된 상기 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00149
)와 상기 제1 PI 제어부(22)에서 출력되는 상기 지령 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00150
)과 상기 서버(1)에 저장되어 있는 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00151
)을 기초로, 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)의 제어를 위한 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00152
)을 결정하여 출력한다.
이하에서는 도 3을 참고하여 지령 d축 전류값 산출부(24)에 대해 자세히 설명한다.
도 3은 지령 d축 전류값 산출부(24)의 블록도이다.
도 3을 참고하면, 지령 d축 전류값 산출부(24)는 입력부(241), 전송부(242), 수신부(243), 연산부(244), 판단부(245) 및 지령값 생성부(246)를 포함한다.
입력부(241)는, 상기 위치 및 속도 산출부(5)에서 산출된 상기 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00153
) 및 상기 제1 PI 제어부(22)에서 출력되는 상기 지령 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00154
)을 입력받는다.
전송부(242)는, 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)의 고유 등록번호를 상기 서버(1)로 전송한다. 이는, 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)를 제어하기 위한 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00155
)의 기준치인 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00156
)과 초기 기동 여부 판단을 위한 속도 기준치인 기설정된 속도 범위의 데이터를 서버(1)에 문의하기 위함이다.
수신부(243)는, 상기 서버(1)가 전송하는 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)의 고유 등록번호에 대응되는, 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00157
)과 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)의 고유 등록번호에 대응되는, 상기 기설정된 속도 범위를 수신한다. 여기서, 설명의 편의를 위해, 상기 수신된 기설정된 속도 범위가 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00158
)가 정지상태인 0부터
Figure 112020085720839-pat00159
까지인 범위(0
Figure 112020085720839-pat00160
Figure 112020085720839-pat00161
Figure 112020085720839-pat00162
)라고 하자.
연산부(244)는, 상기 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00163
)과 상기 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00164
) 간의 전류각을 기초로 상기 지령 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00165
)으로부터 최초 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00166
)을 연산한다. 이를 위해, 지령 d축 전류값 산출부(24)의 입력부(241)는 제1 좌표계 변환부(21)로부터 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00167
) 및 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00168
)을 입력받을 수 있다.
이때, d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00169
)과 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00170
) 간의 전류각은 하기 수학식 5를 통해 연산할 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112020085720839-pat00171
,
또한, 지령 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00172
)으로부터 최초 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00173
)을 연산할 때는 상기 전류각(
Figure 112020085720839-pat00174
)을 기초로 산출된 비율을 적용하여 구할 수 있다.
판단부(245)는, 상기 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00175
)가 상기 기설정된 속도 범위를 만족하는지 여부를 기초로 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)가 초기 기동 상태인지 여부를 판단한다.
여기서 판단부(245)는, 상기 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00176
)가 상기 기설정된 속도 범위를 만족하면, 즉, 0
Figure 112020085720839-pat00177
Figure 112020085720839-pat00178
Figure 112020085720839-pat00179
를 만족하면, 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)가 초기 기동 상태라고 판단하고, 상기 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00180
)가 상기 기설정된 속도 범위를 만족하지 않으면, 즉, 즉, 0
Figure 112020085720839-pat00181
Figure 112020085720839-pat00182
Figure 112020085720839-pat00183
를 만족하지 않으면, 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)가 정상 기동 상태라고 판단할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 기설정된 속도 범위(0
Figure 112020085720839-pat00184
Figure 112020085720839-pat00185
Figure 112020085720839-pat00186
)는 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)의 등록번호에 대응하여 서버(1)에 저장되어 있을 수 있다.
지령값 생성부(246)는, 상기 판단부(245)의 판단에 따라 상기 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00187
)을 결정하여 출력한다.
도 4는 지령값 생성부(246)가 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00188
)을 결정하여 출력하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참고하면, 입력부(241)에서 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00189
) 및 지령 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00190
)을 입력받고(S100), 연산부(244)에서 최초 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00191
)을 연산한다.(S200)
다음으로, S310단계에서 판단부(245)가 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)가 초기 기동 상태인지를 판단한다. 상술한 바와 같이 이는 회전자의 속도(
Figure 112020085720839-pat00192
)가 기설정된 속도 범위(0
Figure 112020085720839-pat00193
Figure 112020085720839-pat00194
Figure 112020085720839-pat00195
) 내를 만족하는지 여부에 따라 판단할 수 있다.
판단부(245)에서 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)가 초기 기동 상태라고 판단한 경우, S410단계에서 지령값 생성부(246)는 상기 최초 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00196
)이 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00197
)보다 작은지 비교한다.
여기서, 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00198
)은 산출된 회전자 위치에 오차가 있다 할지라도 기동토크를 발생케 해 안정적 기동이 가능할 수 있도록 실험적으로 얻은 일정한 상수값으로서, 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)의 등록번호에 대응하여 함께 서버(1)에 저장되어 있다.
지령값 생성부(246)는 상기 최초 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00199
)이 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00200
)보다 작으면, S500 단계로 가서 상기 최초 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00201
)에 기 정해진 소정의 상수값(C)을 더하는 재연산을 하여 재연산 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00202
)을 산출할 수 있다.
이때, 소정의 상수값(C)은 급격하지 않은 단계적 상승에 따라 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00203
)까지 전류를 높이기 위해 정해지는 값이다.
다음으로 지령값 생성부(246)는 S610단계로 가서 상기 재연산 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00204
)이 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00205
)보다 작은지 재차 비교하며, 상기 재연산 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00206
)이 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00207
)보다 작으면 상기 재연산 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00208
)을 상기 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00209
)으로 결정하여(S630) 출력한다.(S800)
이와 달리, 상기 재연산 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00210
)이 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00211
)보다 크거나 같으면, 지령값 생성부(246)는 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00212
)을 상기 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00213
)으로 결정하고(S700) 이를 출력한다.(S800)
한편, S410단계의 비교에서 상기 최초 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00214
)이 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00215
)보다 크거나 같으면, 상기 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00216
)을 상기 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00217
)으로 결정하여(S430) 출력한다.(S800)
즉, 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)가 초기기동 상태인 경우에는 회전자 속도의 급격한 상승을 막기 위해서 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00218
)이 d축 전류 임계값(
Figure 112020085720839-pat00219
)을 넘지 못하도록 제한을 둔다. 결과적으로 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00220
)은 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)의 정지 상태(0
Figure 112020085720839-pat00221
)에서 기동을 시작해서 기설정된 속도범위(0
Figure 112020085720839-pat00222
Figure 112020085720839-pat00223
Figure 112020085720839-pat00224
)를 벗어나지 않는 동안에는, 도 5에 도시된 그래프와 같이 서서히 증가를 하게 되고 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)는 그에 따라 초기기동 속도가 급격히 상승하지 않고 서서히 증가함으로써 초기기동시의 진동이 크게 감소하는 효과가 있다.
한편, 상기 판단부(245)가 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)가 정상 기동 상태라고 판단한 경우에는, 지령값 생성부(246)는 S310 단계에서 S330 단계로 가서 상기 최초 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00225
)을 상기 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00226
)으로 결정하여 출력한다.(S800)
즉, 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)의 회전자 속도가 기설정된 속도범위(0
Figure 112020085720839-pat00227
Figure 112020085720839-pat00228
Figure 112020085720839-pat00229
)를 초과하게 되면 기동이 성공했음으로 인식하여 지령값 생성부(246)는 최초 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00230
)을 상기 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00231
)으로 결정한다.
한편, 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00232
)과 지령 q축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00233
)과 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)의 최대토크를 발생시키는 전류각(
Figure 112020085720839-pat00234
)을 이용하여 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터(1000)가 제어될 수 있다. 이때, 잘 알려진 바와 같이, 전류각(
Figure 112020085720839-pat00235
)이 45°일 때에, 동기 릴럭턴스 모터의 최대토크가 발생된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 일정한 기울기로 최종 지령 d축 전류값(
Figure 112020085720839-pat00236
)를 서서히 상승시켜 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터를 부드럽게 기동시킬 수 있다. 또한, 회전자 위치의 측정에 오류가 있더라도 기동실패를 방지하고 항상 일정량 이상의 토크로 기동되도록 할 수 있어 초기기동의 안정성이 확보된다.
앞에서는 본 발명의 특정한 일 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 다른 구체적인 실시예로 다양하게 수정 및 변형할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명
된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 할 것이다.
10: 동기 릴럭턴스 모터 제어 시스템
1: 서버
2: 모터 제어 장치
21: 제1 좌표계 변환부
22: 제1 PI 제어부
23: 제2 PI 제어부
24: 지령 d축 전류값 산출부
241: 입력부
242: 전송부
243: 수신부
244: 연산부
245: 판단부
246: 지령값 생성부
25: 제3 PI 제어부
26: 제2 좌표계 변환부
3: 인버터부
4: 전류 센싱부
5: 위치 및 속도 산출부

Claims (1)

  1. 동기 릴럭턴스 모터가 다수개 등록되되, 상기 다수개의 동기 릴럭턴스 모터의 각각에 대응하는, 상기 각각의 동기 릴럭턴스 모터의 초기 기동의 안정적인 제어를 위한 d축 전류 임계값(
    Figure 112020134641948-pat00237
    ) 및 상기 각각의 동기 릴럭턴스 모터의 초기 기동 여부의 판단을 위한 기설정된 속도 범위를, 상기 각각의 동기 릴럭턴스 모터의 고유 등록번호와 함께 저장하여 등록하며, 상기 d축 전류 임계값(
    Figure 112020134641948-pat00305
    ) 및 상기 기설정된 속도 범위는 등록된 상기 동기 릴럭턴스 모터가 사용되는 환경에 따라 상기 동기 릴럭턴스 모터별로 다른 값을 가지는 서버;
    상기 서버에 등록된 상기 다수개의 동기 릴럭턴스 모터 중에서 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터와 연결되며, 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터를 제어하기 위해 상기 서버와 통신하는 모터 제어 장치;
    상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터에 연결되며, 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터를 지령 속도(
    Figure 112020134641948-pat00238
    )로 제어하는 인버터부;
    상기 인버터부로부터 출력되는 3상 전류를 센싱하는 전류 센싱부; 및
    상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터의 회전자의 위치 및 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터의 회전자의 속도(
    Figure 112020134641948-pat00239
    )를 산출하는 위치 및 속도 산출부;
    를 포함하되,
    상기 모터 제어 장치는,
    상기 전류 센싱부에서 센싱한 상기 3상 전류의 값을 입력받아, 동기 좌표계로 좌표계 변환하여 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00240
    ) 및 q축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00241
    )을 출력하는 제1 좌표계 변환부;
    상기 위치 및 속도 산출부에서 산출된 상기 회전자의 속도(
    Figure 112020134641948-pat00242
    )를 입력받아, 상기 지령 속도(
    Figure 112020134641948-pat00243
    )와 비교하고 상기 회전자의 속도(
    Figure 112020134641948-pat00244
    )와 상기 지령 속도(
    Figure 112020134641948-pat00245
    ) 간의 오차를 0에 수렴시키는 비례적분 제어하여 연산된 지령 q축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00246
    )을 출력하는 제1 PI 제어부;
    상기 제1 좌표계 변환부에서 출력되는 상기 q축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00247
    )과 상기 제1 PI 제어부에서 출력되는 상기 지령 q축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00248
    )을 비교하고 상기 q축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00249
    )과 상기 지령 q축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00250
    ) 간의 오차를 0에 수렴시키는 비례적분 제어하여 연산된 지령 q축 전압값(
    Figure 112020134641948-pat00251
    )을 출력하는 제2 PI 제어부;
    상기 위치 및 속도 산출부에서 산출된 상기 회전자의 속도(
    Figure 112020134641948-pat00252
    )와 상기 제1 PI 제어부에서 출력되는 상기 지령 q축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00253
    )과 상기 서버에 저장되어 있는 상기 d축 전류 임계값(
    Figure 112020134641948-pat00254
    )을 기초로 최종 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00255
    )을 결정하여 출력하는 지령 d축 전류값 산출부;
    상기 지령 d축 전류값 산출부에서 출력되는 상기 최종 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00256
    )과 상기 제1 좌표계 변환부에서 출력되는 상기 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00257
    )을 비교하고 상기 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00258
    )과 상기 최종 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00259
    ) 간의 오차를 0에 수렴시키는 비례적분 제어하여 연산된 지령 d축 전압값(
    Figure 112020134641948-pat00260
    )을 출력하는 제3 PI 제어부; 및
    상기 제2 PI 제어부에서 출력되는 상기 지령 q축 전압값(
    Figure 112020134641948-pat00261
    )과 상기 제3 PI 제어부에서 출력되는 상기 지령 d축 전압값(
    Figure 112020134641948-pat00262
    )을 입력받아 3상 전압값으로 변환하여 상기 인버터부로 출력하는 제2 좌표계 변환부;를 포함하며,
    상기 지령 d축 전류값 산출부는,
    상기 위치 및 속도 산출부에서 산출된 상기 회전자의 속도(
    Figure 112020134641948-pat00263
    ) 및 상기 제1 PI 제어부에서 출력되는 상기 지령 q축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00264
    )을 입력받는 입력부;
    상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터의 고유 등록번호에 대응되는 상기 d축 전류 임계값(
    Figure 112020134641948-pat00306
    ) 및 상기 기설정된 속도 범위를 문의하기 위해 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터의 고유 등록번호를 상기 서버로 전송하는 전송부;
    상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터의 고유 등록번호에 대응되는 상기 d축 전류 임계값(
    Figure 112020134641948-pat00265
    )과 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터의 고유 등록번호에 대응되는 상기 기설정된 속도 범위를 상기 서버로부터 수신하는 수신부;
    상기 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00266
    )과 상기 q축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00267
    ) 간의 전류각을 기초로 상기 지령 q축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00268
    )으로부터 최초 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00269
    )을 연산하는 연산부;
    상기 회전자의 속도(
    Figure 112020134641948-pat00270
    )가 상기 기설정된 속도 범위를 만족하는지 여부를 기초로 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터가 초기 기동 상태인지 여부를 판단하는 판단부; 및
    상기 판단부의 판단에 따라 상기 최종 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00271
    )을 결정하여 출력하는 지령값 생성부;를 포함하며
    상기 판단부는, 상기 회전자의 속도(
    Figure 112020134641948-pat00272
    )가 상기 기설정된 속도 범위를 만족하면 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터가 초기 기동 상태라고 판단하고, 상기 회전자의 속도(
    Figure 112020134641948-pat00273
    )가 상기 기설정된 속도 범위를 만족하지 않으면 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터가 정상 기동 상태라고 판단하고,
    상기 지령값 생성부는,
    상기 판단부에 의해 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터가 초기 기동 상태라고 판단된 경우에는, 상기 최초 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00274
    )이 상기 d축 전류 임계값(
    Figure 112020134641948-pat00275
    )보다 작은지 비교하고, 상기 최초 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00276
    )이 상기 d축 전류 임계값(
    Figure 112020134641948-pat00277
    )보다 작으면, 상기 최초 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00307
    )이 상기 d축 전류 임계값(
    Figure 112020134641948-pat00308
    )까지 단계적으로 상승하여 안정적인 응답성을 갖도록 하기 위해, 상기 최초 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00309
    )에 기 정해진 값인 소정의 상수값(C)을 더하여, 재연산 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00279
    )을 산출하고, 상기 재연산 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00280
    )이 상기 d축 전류 임계값(
    Figure 112020134641948-pat00281
    )보다 작은지 재차 비교하며, 상기 재연산 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00282
    )이 상기 d축 전류 임계값(
    Figure 112020134641948-pat00283
    )보다 작으면 상기 재연산 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00284
    )을 상기 최종 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00285
    )으로 결정하여 출력하고, 상기 재연산 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00286
    )이 상기 d축 전류 임계값(
    Figure 112020134641948-pat00287
    )보다 크거나 같으면 상기 d축 전류 임계값(
    Figure 112020134641948-pat00288
    )을 상기 최종 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00289
    )으로 결정하여 출력하고, 상기 최초 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00290
    )이 상기 d축 전류 임계값(
    Figure 112020134641948-pat00291
    )보다 크거나 같으면, 상기 d축 전류 임계값(
    Figure 112020134641948-pat00292
    )을 상기 최종 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00293
    )으로 결정하여 출력하며,
    상기 지령값 생성부는,
    상기 판단부에 의해 상기 제어 대상 동기 릴럭턴스 모터가 정상 기동 상태라고 판단된 경우에는, 상기 최초 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00294
    )을 상기 최종 지령 d축 전류값(
    Figure 112020134641948-pat00295
    )으로 결정하여 출력하는 것을 특징으로 하는,
    동기 릴럭턴스 모터 제어 시스템.
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