KR102238759B1 - Method and aparatus for controlling sensorless bldc motor - Google Patents

Method and aparatus for controlling sensorless bldc motor Download PDF

Info

Publication number
KR102238759B1
KR102238759B1 KR1020180149024A KR20180149024A KR102238759B1 KR 102238759 B1 KR102238759 B1 KR 102238759B1 KR 1020180149024 A KR1020180149024 A KR 1020180149024A KR 20180149024 A KR20180149024 A KR 20180149024A KR 102238759 B1 KR102238759 B1 KR 102238759B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
back emf
integral value
sensorless
bldc motor
sensorless bldc
Prior art date
Application number
KR1020180149024A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200062971A (en
Inventor
박진욱
박성미
차현록
황명환
김동현
김종철
민소희
Original Assignee
박진욱
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박진욱 filed Critical 박진욱
Priority to KR1020180149024A priority Critical patent/KR102238759B1/en
Publication of KR20200062971A publication Critical patent/KR20200062971A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102238759B1 publication Critical patent/KR102238759B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/182Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00Electricity: motor control systems
    • Y10S388/923Specific feedback condition or device
    • Y10S388/9281Counter or back emf, CEMF

Abstract

본 명세서에서는 정현적 역기전력을 갖으며 120도 도통형으로 구동되는 BLDC에서 도통구간 양쪽에 존재하는 비도통 구간의 역기전력에 의한 절환 각을 제어하는 센서리스 제어기법을 제안한다. 상기 기법에 따라 역기전력 적분을 기초로 하여 센서리스를 구현함으로 노이즈에 강인한 센서리스를 구현할 수 있다. 또한 역기전력 적분값들의 비를 제어함으로 절환 구간 조절이 가능하여 약계자 제어 등 다양한 제어가 가능하게 한다.In the present specification, a sensorless control method for controlling the switching angle by the back EMF of the non-conductive section existing on both sides of the conducting section in a BLDC that has a sinusoidal back EMF and is driven in a 120 degree conduction type is proposed. By implementing sensorless based on the back EMF integration according to the above technique, sensorless robust against noise can be implemented. In addition, by controlling the ratio of the integral values of the back EMF, it is possible to adjust the switching section, thereby enabling various controls such as field weakening control.

Description

센서리스 BLDC 전동기의 제어 방법 및 장치{METHOD AND APARATUS FOR CONTROLLING SENSORLESS BLDC MOTOR}Sensorless BLDC motor control method and device {METHOD AND APARATUS FOR CONTROLLING SENSORLESS BLDC MOTOR}

본 발명의 기술적 사상은 센서리스 BLDC 전동기의 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 대용량 다극형 센서리스 BLDC 전동기에서 역기전력을 이용하는 제어 기법에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to a method and apparatus for controlling a sensorless BLDC motor, and more particularly, to a control technique using back electromotive force in a large-capacity multi-pole sensorless BLDC motor.

BLDC 전동기는 인버터를 사용하여 고정자의 전기자 권선에 회전자 위치와 동기된 전압을 순차적으로 인가하여 회전력을 발생시킨다. 이때 역기전력의 형태에 따라 정현파 역기전력을 가진 BLDC와 사다리꼴 역기전력을 가진 BLDC로 분류되며, 전자의 경우는 PMSM(Permanent magnet synchronous motor)으로 통용되고 있다. PMSM 타입은 입력 상 전류를 정현파 형태로 유지하면서 벡터제어를 통하여 토크 리플을 줄일 수 있다. 사다리꼴 타입의 BLDC는 역기전력의 평탄화 영역에 구형파 전류를 인가하여 안정된 토크를 발생한다. BLDC motors generate rotational force by sequentially applying a voltage synchronized with the rotor position to the stator's armature windings using an inverter. At this time, it is classified into BLDC with sine wave back EMF and BLDC with trapezoidal back EMF according to the form of back EMF, and the former is commonly used as PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor). The PMSM type can reduce torque ripple through vector control while maintaining the input phase current in the form of a sine wave. The trapezoidal type BLDC generates a stable torque by applying a square wave current to the flattening region of the back EMF.

BLDC를 구동하기 위해서는 회전자의 위치정보가 필수적이며 이를 위해 일반적으로 엔코더나 홀센서를 사용하여 위치정보를 얻는다. 그러나 현장의 상태나 경제성의 이유로 회전자의 위치를 감지하는 센서가 없는 센서리스 형태로의 구동이 요구되는 경우가 빈번하게 존재한다. 가장 간단한 센서리스 방법은 120° 도통형으로 구동하고 전압을 인가하지 않는 60° 구간에서 역기전력의 ZCP(Zero Crossing Point)를 찾아 구동하는 방식이다. PMSM의 센서리스 구동기법은 다양하게 존재하나 그 구현이 복잡하다. 최근에는 정현파 역기전력을 가진 PMSM에 센서리스를 위해 120° 도통형으로 구동되는 사례가 많아지고 있다. 이 경우 역기전력이 정현파이므로 구형파 전류를 인가할 경우 토크 리플이 크게 증대되는 단점이 있어나, 고속으로 운전되는 경우에는 토크 리플은 큰 문제가 되지 않는다.In order to drive the BLDC, the position information of the rotor is essential, and for this purpose, the position information is generally obtained using an encoder or a Hall sensor. However, there are frequent cases where a sensorless drive is required without a sensor that detects the position of the rotor due to field conditions or economical reasons. The simplest sensorless method is to drive in a 120° conduction type and find and drive ZCP (Zero Crossing Point) of back EMF in the 60° section where no voltage is applied. There are various sensorless driving techniques of PMSM, but their implementation is complicated. Recently, there have been many cases in which PMSMs with sinusoidal back EMF are driven in a 120° conduction type for sensorless purposes. In this case, since the back electromotive force is a sine wave, there is a disadvantage in that the torque ripple is greatly increased when a square wave current is applied, but the torque ripple is not a big problem when operating at high speed.

한편, 다극형 전동기에 대한 활용도가 증가하면서 대용량 다극형 BLDC 센서리스 제어기법에 대한 연구가 주목받고 있다. 최근 전동기 산업의 발달로 인하여 다양한 용량의 다극형 BLDC 생산이 활발히 이루어지고 있다. 다극형 BLDC는 그 특성상 전동기 무게를 줄이 고 에너지 밀도화를 구현하기 위해 고속으로 운전된다. 고속운전과 고밀도화로 인하여 BLDC 구동을 위한 엔코더나 홀센서는 사이즈 고밀도화에 대한 부담과, 고속운전에 의한 진동 대책 등의 부담이 기존 BLDC 보다 크다. 따라서 이 부담을 줄이기 위해 센서리스 제어에 대한 요구가 급증하고 있다. 특히 다극화에 의한 극수가 많은 대용량 다극형 BLDC는 고속 운전으로 인하여 인가되는 전압의 주파수가 높아 안정된 센서리스를 위한 연구가 주목받고 있다.On the other hand, as the utilization of the multi-pole type motor increases, research on the large-capacity multi-pole type BLDC sensorless control method is drawing attention. Due to the recent development of the electric motor industry, the production of multi-pole BLDCs of various capacities has been actively made. Due to its characteristics, the multi-pole BLDC operates at high speed to reduce the weight of the motor and realize high energy density. Due to high-speed operation and high-density, encoders and Hall sensors for BLDC drive have a higher size and higher-density burden, and the burden of vibration countermeasures due to high-speed operation is greater than that of the existing BLDC. Therefore, in order to reduce this burden, the demand for sensorless control is increasing rapidly. In particular, a large-capacity multi-pole BLDC with a large number of poles due to multi-polarization has a high frequency of applied voltage due to high-speed operation, so research for a stable sensorless is attracting attention.

Tae-Won Chun, “Sensorless Control of BLDC Motor Drive for an Automotive Fuel Pump Using a Hysteresis Comparator”, IEEE Transactions on Power Electronics, Vol.29, Issue 3, pp.1382-1391, 2014.Tae-Won Chun, “Sensorless Control of BLDC Motor Drive for an Automotive Fuel Pump Using a Hysteresis Comparator”, IEEE Transactions on Power Electronics, Vol.29, Issue 3, pp.1382-1391, 2014. Chun, T.W. Tra, Q.V. Lee, H.H. Kim, H.G. “Sensorless Control of BLDC Motor Drive for an Automotive Fuel Pump Using a Hysteresis Comparator", IEEE Power Electronics, Vol.29, Issue 3, pp.1382-1391, 2014Chun, T.W. Tra, Q.V. Lee, H.H. Kim, H.G. “Sensorless Control of BLDC Motor Drive for an Automotive Fuel Pump Using a Hysteresis Comparator”, IEEE Power Electronics, Vol.29, Issue 3, pp.1382-1391, 2014

다극화에 의한 극수가 많은 대용량 다극형 BLDC는 고속 운전으로 인하여 인가되는 전압의 주파수가 높아 안정된 센서리스를 위한 제어기법이 요구된다. 본 명세서에서는 120도 도통형으로 구동되는 BLDC에서 도통구간 양쪽에 존재하는 비도통 구간의 역기전력을 제어하는 새로운 센서리스 제어기법을 제안한다.A large-capacity multi-pole BLDC with a large number of poles due to multi-polarization requires a control method for a stable sensorless because the frequency of the applied voltage is high due to high-speed operation. In this specification, a new sensorless control method for controlling the back EMF of the non-conducting section existing on both sides of the conducting section in a BLDC driven by 120 degree conduction type is proposed.

제안된 센서리스 제어기법은 비도통 구간에 나타나는 역기전력을 적분하고 그 값들을 제어할 수 있도록 절환 각을 조절하는 방식이다. The proposed sensorless control method is a method of integrating the back electromotive force appearing in the non-conducting section and adjusting the switching angle so that the values can be controlled.

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 센서리스 BLDC 전동기는 연산부 및 제어부를 포함할 수 있다. 센서리스 BLDC 전동기는 120도 도통형으로 구동될 수 있다. 연산부는 비도통 여자 구간 중 역기전력이 정인 구간에서, 역기전력이 증가하는 부분의 제1 적분값 및 역기전력이 감소하는 부분의 제2 적분값을 구할 수 있다. 연산부는 제1 적분값 및 제2 적분값의 비를 변경하여 절환 구간을 조절할 수 있다. 제어부는 제1 적분값 및 제2 적분값이 동일하도록 절환 각을 제어할 수 있다. 절환 각을 제어하는 것은, 제1 적분값 및 제2 적분값에 기초하여, 위상 천이에 따른 절환 각 오차분을 연산하는 것을 포함할 수 있다.The sensorless BLDC motor according to an aspect according to the technical idea of the present invention may include an operation unit and a control unit. The sensorless BLDC motor can be driven in a 120 degree conduction type. The calculation unit may obtain a first integral value of a portion in which the back EMF increases and a second integral value of a portion in which the back EMF decreases in a period in which the back EMF is positive among the non-conduction excitation periods. The operation unit may adjust the switching interval by changing a ratio of the first integral value and the second integral value. The control unit may control the switching angle so that the first integral value and the second integral value are the same. Controlling the switching angle may include calculating a switching angle error according to the phase shift based on the first integral value and the second integral value.

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 센서리스 BLDC 전동기의 제어 방법은 비도통 여자 구간 중 역기전력이 정인 구간에서 역기전력이 증가하는 부분의 제1 적분값 및 역기전력이 감소하는 부분의 제2 적분값을 구하는 단계 및 제1 적분값 및 제2 적분값이 동일하도록 절환 각을 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 절환 각을 제어하는 것은, 제1 적분값 및 제2 적분값에 기초하여, 위상 천이에 따른 절환 각 오차분을 연산하는 것을 포함할 수 있다.A method for controlling a sensorless BLDC motor according to an aspect of the present invention includes a first integral value of a portion where the back EMF increases and a second integral value of a portion where the back EMF decreases in a section in which the back EMF is positive among the non-conducting excitation periods. And controlling the switching angle so that the first integral value and the second integral value are the same. Controlling the switching angle may include calculating a switching angle error according to the phase shift based on the first integral value and the second integral value.

본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 센서리스 BLDC 전동기는 심한 부하변동에서도 노이즈에 강인한 센서리스를 구현할 수 있다. 또한 역기전력 적분값들의 비를 제어함으로 절환 구간 조절이 가능하여 약계자 제어 등 다양한 제어가 가능하다.The sensorless BLDC motor according to embodiments according to the technical idea of the present invention can implement a sensorless robust against noise even under severe load fluctuations. In addition, by controlling the ratio of the integral values of the back EMF, it is possible to adjust the switching section, thereby enabling various controls such as field weakening control.

본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 BLDC 전동기의 역기전력 파형을 나타낸다.
도 2는 중성점 선의 노출 여부에 따른 역기전력 검출방법을 나타낸다.
도 3은 비도통 상의 역기전력과 암 전압 파형을 나타낸다.
도 4는 3상 전류 제어용 인버터를 나타낸다.
도 5는 정현적인 역기전력을 갖는 PMSM 구동시 비도통 구간에서 암 전압 파형을 나타낸다.
도 6은 센서리스 구동시 전환각에 위상천이가 발생한 경우, 계측된 a암 전압 및 비 여자구간의 적분값을 나타낸다.
도 7은 센서리스 BLDC 전동기의 블록도를 나타낸다.
도 8은 센서리스 BLDC 전동기의 제어 방법에 대한 블록도이다.
도 9는 3상 역기전력 및 비 여자상 역기전력 적분값 파형을 나타낸다.
도 10은 회전자 위치 추정 알고리즘의 전체 시스템 블록도를 나타낸다.
도 11은 전력 변환 장치 및 BLDC 제어기를 나타낸다.
도 12는 환류 벡터 영역과 PWM의 중간 부분에서 샘플링 한 계측된 암 전압와 비 여자상의 역기전력 적분파형을 나타낸다.
도 13은 기동 특성을 나타내는 추정 위치각 및 상전류를 나타낸다.
도 14는 정현적 역기전력을 갖는 BLDC에서 부하에 따른 전류파형 특성을 분석하기 위한 파형을 나타낸다.
도 15는 부하가 주기적으로 급현하는 경우의 여자전압 및 상전류 파형을 나타낸다.
In order to more fully understand the drawings cited in the present specification, a brief description of each drawing is provided.
1 shows a back electromotive force waveform of a BLDC motor.
2 shows a method of detecting back EMF according to whether or not the neutral point line is exposed.
3 shows back EMF and dark voltage waveforms in a non-conducting phase.
4 shows a three-phase current control inverter.
5 shows a dark voltage waveform in a non-conducting section when driving a PMSM having a sinusoidal back EMF.
6 shows the measured a-arm voltage and the integral value of the non-excitation section when a phase shift occurs at the switching angle during sensorless driving.
7 shows a block diagram of a sensorless BLDC motor.
8 is a block diagram of a method for controlling a sensorless BLDC motor.
9 shows the waveforms of the integral value of the three-phase back EMF and non-excitation phase back EMF.
10 shows an overall system block diagram of a rotor position estimation algorithm.
11 shows a power conversion device and a BLDC controller.
12 shows the measured dark voltage and non-excitation phase back EMF integral waveforms sampled in the reflux vector region and the intermediate part of the PWM.
13 shows the estimated position angle and phase current showing the starting characteristics.
14 shows a waveform for analyzing a current waveform characteristic according to a load in a BLDC having a sinusoidal back EMF.
Fig. 15 shows the excitation voltage and phase current waveforms when the load periodically suddenly appears.

본 발명의 기술적 사상은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The technical idea of the present invention is that various changes may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and will be described in detail through a detailed description. However, this is not intended to limit the technical idea of the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the scope of the technical idea of the present invention.

본 발명의 기술적 사상을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 기술적 사상의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1 또는 제2)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.In describing the technical idea of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, a number (eg, first or second) used in the description of the present specification is only an identification symbol for distinguishing one component from another component.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in the present specification, when one component is referred to as "connected" or "connected" to another component, the one component may be directly connected or directly connected to the other component, but specially It should be understood that as long as there is no opposite substrate, it may be connected or may be connected via another component in the middle.

또한, 본 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 프로세서(Processor), 마이크로 프로세서(Micro Processor), 어플리케이션 프로세서(Application Processor), 마이크로 컨트롤러(Micro Controller), CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit), APU(Accelerate Processor Unit), DSP(Digital Signal Processor), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등과 같은 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as "~ unit", "~ group", "~ character", and "~ module" described in the present specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is a processor or a microcomputer. Processor, Application Processor, Micro Controller, CPU (Central Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), APU (Accelerate Processor Unit), DSP (Digital Signal Processor), ASIC ( Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array), etc. may be implemented in hardware or software, or a combination of hardware and software.

그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.In addition, it is intended to clarify that the division of the constituent parts in the present specification is merely divided by the main function that each constituent part is responsible for. That is, two or more constituent parts to be described below may be combined into one constituent part, or one constituent part may be divided into two or more for each more subdivided function. In addition, each of the constituent units to be described below may additionally perform some or all of the functions of other constituent units in addition to its own main function, and some of the main functions of each constituent unit are different. It goes without saying that it can also be performed exclusively by.

이하, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들을 차례로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the technical idea of the present invention will be sequentially described in detail.

도 1은 BLDC 전동기의 역기전력 파형을 나타낸다. 1 shows a back electromotive force waveform of a BLDC motor.

역기전력은 속도에 비례하여 그 크기가 변하게 되나, 역기전력이 0이 되는 지점인 ZCP(Zero Crossing Point)는 속도에 관계없이 항상 일정한 위치각에서 존재한다. 따라서 ZCP를 검출하여 6곳의 절대적 회전자의 위치를 얻을 수 있다. 상전압의 ZCP를 취하는 방식에서는, 도 1에서 보는 바와 같이, ZCP 점과 절환 시점간에 30° 위상차가 존재하므로 이를 보상할 수 있는 알고리즘이 필요하다. 전동기가 Y결선 구조로 중성점 선이 노출되어 있는 경우에는 역기전력의 ZCP를 쉽게 구할 수 있다. 그러나 대부분의 전동기는 중성점을 외부로 인출하지 않으므로 중성점을 대신할 가상의 중성점 또는 기준전원을 설정하여야 한다. The size of the back electromotive force changes in proportion to the speed, but the ZCP (Zero Crossing Point), which is the point where the back electromotive force becomes 0, always exists at a constant position angle regardless of the speed. Therefore, by detecting ZCP, 6 absolute rotor positions can be obtained. In the method of taking the ZCP of the phase voltage, as shown in FIG. 1, there is a 30° phase difference between the ZCP point and the switching point, so an algorithm capable of compensating for this is required. When the motor is Y-connected and the neutral point is exposed, the ZCP of the back EMF can be easily obtained. However, since most motors do not draw the neutral point to the outside, a virtual neutral point or a reference power source must be set to replace the neutral point.

도 2는 중성점 선의 노출 여부에 따른 역기전력 검출방법을 나타낸다.2 shows a method of detecting back EMF according to whether or not the neutral point line is exposed.

중성점 선이 노출되어 있는 경우에는 도 2(a)와 같이 DC 전압의 중간 값 기준을 취함으로 양극성의 전압을 얻을 수 있어 ZCP를 찾을 수 있다. 그러나 이 방식은 역기전력이 적은 저속영역에서는 사용이 어렵고, ZCP와 전환시점이 30° 위상차를 보상하기 위해 위상지연 필터를 사용하기 때문에 고속에서 위치분해능의 저하가 발생하는 단점이 있다.When the neutral point line is exposed, a positive voltage can be obtained by taking an intermediate value of DC voltage as shown in FIG. 2(a), so that ZCP can be found. However, this method is difficult to use in the low-speed region where the back EMF is low, and since the phase delay filter is used to compensate for the 30° phase difference between the ZCP and the switching point, there is a disadvantage that the position resolution is deteriorated at high speed.

도 2(b)와 같이 저항을 Y결선하여 가상의 중성점을 설정할 수 있다. 이 경우 사다리꼴 역기전력인 경우에는 3고조파 성분이 나타나지만 정현적 역기전력인 경우 이 성분이 나타나지 않아 3고주파에 의한 센서리스 제어는 불가능하다.As shown in Fig. 2(b), a virtual neutral point can be set by Y-connecting the resistor. In this case, in the case of trapezoidal back EMF, the third harmonic component appears, but in the case of sinusoidal back EMF, this component does not appear, and sensorless control by the third harmonic is impossible.

한편, 위의 두 가지 방법은 세 개의 권선이 모두 이상적으로 동작하지 않은 경우 측정된 역기전력 신호에 위상 천이가 발생하여 센서리스 제어 실패로 이어질 수 있다.Meanwhile, in the above two methods, if all three windings do not operate ideally, a phase shift occurs in the measured back EMF signal, which may lead to sensorless control failure.

도 3은 비도통 상의 역기전력과 암 전압 파형을 나타낸다.3 shows back EMF and dark voltage waveforms in a non-conducting phase.

DC 전압의 중간 값을 기준으로 양극성의 전압을 구하여 ZCP 점을 찾는 방식에서 정상적으로 BLDC를 구동할 경우 비도통 구간의 역기전력 파형은 도 3과 같이 대칭적으로 나타난다. 이때 ZCP는 계측한 전압의 하한 값에서 DC전압의 절반이 되는 시점이 역기전력 제로에 해당된다.When the BLDC is normally driven in the method of finding the ZCP point by finding the voltage of the polarity based on the intermediate value of the DC voltage, the back EMF waveform in the non-conducting section appears symmetrically as shown in FIG. 3. At this time, the point at which ZCP becomes half of the DC voltage from the lower limit of the measured voltage corresponds to zero back EMF.

이 방식에서, 기동이나 과도한 부하변동과 같이 전동기 세 권선 모두 이상적인 동작을 하지 않는다면, 측정된 역기전력 신호에 위상 이동이 발생하게 된다. 이로 인하여 권선에 비 정상적인 전류가 흐르게 되어 센서리스가 불가능한 경우가 발생된다. 또한 이 방식은 기준전압인 DC 전압의 중간 값 설정을 위하여 추가로 전압을 생성하여야 하는 단점이 있다.In this method, if all three windings of the motor do not operate ideally, such as starting or excessive load fluctuations, a phase shift occurs in the measured back EMF signal. Due to this, an abnormal current flows through the winding, and sensorless is not possible. In addition, this method has the disadvantage of having to generate an additional voltage to set the intermediate value of the DC voltage, which is the reference voltage.

도 4는 3상 전류 제어용 인버터를 나타낸다.4 shows a three-phase current control inverter.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 도 4에서 인버터의 접지 측을 기준으로 한 전동기 단자전압인 인버터의 암 전압을 검출하는 방법을 채용한다.According to various embodiments of the present disclosure, in FIG. 4, a method of detecting a dark voltage of an inverter, which is an electric motor terminal voltage based on a ground side of the inverter, is employed.

도 5는 정현적인 역기전력을 갖는 PMSM 구동시 비도통 구간에서 암 전압 파형을 나타낸다.5 shows a dark voltage waveform in a non-conducting section when driving a PMSM having a sinusoidal back EMF.

도 5(a)와 같은 정현적인 역기전력을 갖는 BLDC 전동기가 정상적으로 구동되는 경우 인버터의 암 전압을 측정하면 도 5(b)와 같은 전압파형이 나타나게 되며 이 파형에서 앞단과 뒷단에 플로팅(Floating)되는 구간이 발생하며 이 구간의 시작과 끝 지점이 역기전력의 ZCP가 된다.When a BLDC motor having a sinusoidal back EMF as shown in FIG. 5(a) is normally driven, when the dark voltage of the inverter is measured, a voltage waveform as shown in FIG. 5(b) appears. A section occurs, and the start and end points of this section become the ZCP of the back EMF.

비도통구간의 암 전압은 다른 암의 PWM(Pulse Width Modulation)에 의해 도 5(b)와 같이 상 역기전력과 중첩되어 나타난다. 따라서 다른 암의 PWM의 영향을 제거하기 위해서는 도 5(c)와 같이 PWM의 중간 부분에서 샘플링 하여야 한다. 이 경우 계측된 암 전압은 도 5(d)와 같이 나타난다. 도 5(d)에서 보는 바와 같이 계측된 상 역기전력은 도 5(a)의 실제 역기전력의 최대치를 기준으로 대칭적으로 나타남을 알 수 있다. 만일 BLDC의 절환 각에 위상변위가 발생한다면, 도 5(d)의 계측된 역기전력에서 대칭성이 사라질 것이다. 이에 대하여, 계측된 역기전력의 대칭성만 유지할 수 있도록 인버터에서 절환한다면 안정된 센서리스 제어가 가능하다. 대칭성 유지를 위한 방법으로서, 본 명세서에서는 역기전력의 적분정보를 취하는 방법을 제안하며, 이는 노이즈에 대하여 강인함을 갖도록 한다.The dark voltage of the non-conducting section appears to be superimposed with the phase counter electromotive force as shown in Fig. 5(b) by the PWM (Pulse Width Modulation) of the other arms. Therefore, in order to remove the influence of the PWM of the other arm, it should be sampled in the middle of the PWM as shown in FIG. In this case, the measured dark voltage appears as shown in Fig. 5(d). As shown in FIG. 5(d), it can be seen that the measured phase back EMF appears symmetrically based on the maximum value of the actual back EMF in FIG. 5(a). If a phase shift occurs at the switching angle of the BLDC, the symmetry will disappear from the measured back EMF of FIG. 5(d). On the other hand, stable sensorless control is possible by switching in the inverter so that only the symmetry of the measured back EMF can be maintained. As a method for maintaining symmetry, the present specification proposes a method of taking integral information of the back electromotive force, which makes it robust against noise.

도 6은 센서리스 구동시 절환 각에 위상천이가 발생한 경우, 계측된 a암 전압 및 비 여자구간의 적분값을 나타낸다.6 shows the measured a-arm voltage and the integral value of the non-excitation section when a phase shift occurs at the switching angle during sensorless driving.

도 6(a)에서 비도통 여자구간 동안에는 역기전력이 정(Positive)인 구간에만 암 전압에 역기전력 정보가 나타남을 알 수 있다. 본 명세서에서는 비도통 여자구간 중 역기전력이 증가하는 부분의 적분값을 α로 정의하고 역기전력이 감소하는 부분의 적분값을 β로 정의한다.In FIG. 6(a), it can be seen that during the non-conducting excitation period, back EMF information appears in the dark voltage only during the period in which the back EMF is positive. In this specification, the integral value of the portion of the non-conducting excitation section where the back EMF increases is defined as α, and the integral value of the portion where the back EMF decreases is defined as β.

도 6(b)에서 나타난 바와 같이 비 여자구간의 적분값을 계산할 수 있다면 대칭적 절환을 하기 위한 절환 각을 구할 수 있을 것이다. 센서리스를 위한 비 여자구간의 적분값은 절환 각과 상 역기전력에 의해 결정된다. 즉, 상 역기전력 정보를 알고 있다면 상 역기전력 적분값으로 절환 각을 계산할 수 있다. As shown in Fig. 6(b), if the integral value of the non-excitation section can be calculated, the switching angle for symmetrical switching can be obtained. The integral value of the non-excitation section for sensorless is determined by the switching angle and phase back EMF. That is, if the phase back EMF information is known, the switching angle can be calculated using the phase back EMF integral value.

BLDC가 정현적인 역기전력 파형을 갖는다면 각 역기전력은 아래식과 같이 정의할 수 있다.If BLDC has a sinusoidal back electromotive force waveform, each back electromotive force can be defined as follows.

Figure 112018118574100-pat00001
Figure 112018118574100-pat00001

Figure 112018118574100-pat00002
(1)
Figure 112018118574100-pat00002
(One)

Figure 112018118574100-pat00003
Figure 112018118574100-pat00003

따라서 비도통 여자 구간상에서 역기전력이 증가하는 영역에서의 적분값은 아래와 같다.Therefore, the integral value in the region where the back EMF increases in the non-conducting excitation section is as follows.

Figure 112018118574100-pat00004
(2)
Figure 112018118574100-pat00004
(2)

여기서, t1은

Figure 112018118574100-pat00005
에 대응되는 시간이다.Where t1 is
Figure 112018118574100-pat00005
It is the time corresponding to.

식 (2)는 시간축 함수로 역기전력이 전동기의 전기적 속도에 따라 변하는 함수가 된다. 식 (2)를 간략화하기 위해 적분축을

Figure 112018118574100-pat00006
로 설정하면 아래 식과 같다.Equation (2) is a function of the time axis and becomes a function in which the back EMF changes according to the electric speed of the motor. In order to simplify equation (2), the integral axis
Figure 112018118574100-pat00006
If set to, it is as follows.

Figure 112018118574100-pat00007
(3)
Figure 112018118574100-pat00007
(3)

식 (3)에서 알 수 있듯이 비 여자상의 역기전력 적분함수는 전동기 속도와 무관한 함수가 되며 단순이 절환 각(

Figure 112018118574100-pat00008
)의 함수로 표현된다. As can be seen from Equation (3), the integral function of the back electromotive force in the non-excitation phase becomes a function independent of the motor speed, and a simple changeover angle (
Figure 112018118574100-pat00008
It is expressed as a function of ).

비도통 여자상에서 역기전력이 감소하는 영역에서의 적분값은 아래 식과 같다.The integral value in the region where the back EMF decreases in the non-conductive excitation phase is as follows.

Figure 112018118574100-pat00009
(4)
Figure 112018118574100-pat00009
(4)

Figure 112018118574100-pat00010
Figure 112018118574100-pat00010

BLDC가 정상적으로 구동되어 역기전력의 최대점을 기준으로 대칭적으로 절환되는 조건은 식 (3)과 식 (4)가 동일 값을 가지는 경우로서 식 (5)와 같이 정의 된다.The condition in which the BLDC is normally driven and is symmetrically switched based on the maximum point of the back EMF is defined as Equation (5) when Equations (3) and (4) have the same value.

Figure 112018118574100-pat00011
(5)
Figure 112018118574100-pat00011
(5)

BLDC의 센서리스 안정된 동작을 위해 대칭적으로 절환되는 조건의 각을

Figure 112018118574100-pat00012
라 하면 식 (3), 식 (4), 식 (5)로부터 식 (6)이 주어진다.For the sensorless stable operation of BLDC, the angle of the condition that is switched symmetrically is
Figure 112018118574100-pat00012
Equation (6) is given from Equation (3), Equation (4), and Equation (5).

Figure 112018118574100-pat00013
(6)
Figure 112018118574100-pat00013
(6)

식 (6)로부터

Figure 112018118574100-pat00014
를 구하기 위해 삼각함수 공식을 이용하면 아래 식과 같다.From equation (6)
Figure 112018118574100-pat00014
If you use the trigonometric formula to find, it is as follows.

Figure 112018118574100-pat00015
(7)
Figure 112018118574100-pat00015
(7)

식 (7)으로부터

Figure 112018118574100-pat00016
는 아래와 같다. From equation (7)
Figure 112018118574100-pat00016
Is as follows.

Figure 112018118574100-pat00017
(8)
Figure 112018118574100-pat00017
(8)

비도통 여자 구간상에서 역기전력이 증가하는 영역에서의 적분값을 구할 수 있다면 식 (3)으로부터 절환 각

Figure 112018118574100-pat00018
가 아래 식과 같이 주어진다.If the integral value in the region where the back EMF increases in the non-conducting excitation section can be obtained, the switching angle is obtained from Equation (3).
Figure 112018118574100-pat00018
Is given by the equation below.

Figure 112018118574100-pat00019
(9)
Figure 112018118574100-pat00019
(9)

또한 비 여자상에서 역기전력이 감소하는 영역에서의 적분값을 구할 수 있다면 식 (4)으로부터 절환 각

Figure 112018118574100-pat00020
가 아래 식과 같이 주어진다.In addition, if the integral value in the region where the back EMF decreases in the non-excitation phase can be obtained, the switching angle is obtained from Equation (4).
Figure 112018118574100-pat00020
Is given by the equation below.

Figure 112018118574100-pat00021
(10)
Figure 112018118574100-pat00021
(10)

식 (9)과 식 (10)로부터 각 암의 절환 동작 전후의 역기전력 적분을 통하여 절환 각에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이 정보에 의해 절환 각 오차(

Figure 112018118574100-pat00022
)는 아래와 같이 정의될 수 있다.From equations (9) and (10), information on the switching angle can be obtained through the integration of the back electromotive force before and after the switching operation of each arm. Based on this information, the switching angle error (
Figure 112018118574100-pat00022
) Can be defined as follows.

Figure 112018118574100-pat00023
(11)
Figure 112018118574100-pat00023
(11)

식 (11)에서 정의된 절환 각 오차분을 절환 각에 부상하면 안정된 센서리스 제어를 구현 할 수 있다.Stable sensorless control can be implemented by floating the switching angle error defined in Equation (11) to the switching angle.

도 7은 센서리스 BLDC 전동기의 블록도를 나타낸다.7 shows a block diagram of a sensorless BLDC motor.

센서리스 BLDC 전동기(700)는 연산부(710) 및 제어부(720)를 포함할 수 있다. 센서리스 BLDC 전동기(700)는 120도 도통형으로 구동될 수 있다.The sensorless BLDC motor 700 may include an operation unit 710 and a control unit 720. The sensorless BLDC motor 700 may be driven in a 120 degree conduction type.

연산부(710)는 비도통 여자 구간 중 역기전력이 정인 구간에서, 역기전력이 증가하는 부분의 제1 적분값 및 역기전력이 감소하는 부분의 제2 적분값을 구할 수 있다. 연산부(710)는 제1 적분값 및 제2 적분값의 비를 변경하여 절환 구간을 조절할 수 있다.The operation unit 710 may obtain a first integral value of a portion in which the back EMF increases and a second integral value of a portion in which the back EMF decreases in a period in which the back EMF is positive among the non-conducting excitation periods. The operation unit 710 may adjust a switching section by changing a ratio of the first integral value and the second integral value.

제어부(720)는 제1 적분값 및 제2 적분값이 동일하도록 절환 각을 제어할 수 있다. 절환 각을 제어하는 것은, 제1 적분값 및 제2 적분값에 기초하여, 위상 천이에 따른 절환 각 오차분을 연산하는 것을 포함할 수 있다.The controller 720 may control the switching angle so that the first integral value and the second integral value are the same. Controlling the switching angle may include calculating a switching angle error according to the phase shift based on the first integral value and the second integral value.

도 7에서 센서리스 BLDC 전동기(700)는 연산부(710) 및 제어부(720)를 포함하는 것에 대하여만 나타나있으나, 이는 발명의 간략화를 위한 것으로서, 본 발명의 센서리스 BLDC 전동기의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며 다른 구성요소(들)을 더 포함할 수 있다. In FIG. 7, the sensorless BLDC motor 700 is shown only for including the calculation unit 710 and the control unit 720, but this is for simplification of the invention, and the configuration of the sensorless BLDC motor of the present invention is limited thereto. It is not and may further include other component(s).

도 8은 센서리스 BLDC 전동기의 제어 방법에 대한 블록도이다.8 is a block diagram of a method for controlling a sensorless BLDC motor.

센서리스 BLDC 전동기는, 비도통 여자 구간 중 역기전력이 정인 구간에서, 역기전력이 증가하는 부분의 제1 적분값 및 역기전력이 감소하는 부분의 제2 적분값을 구한다(S810). 센서리스 BLDC 전동기는, 제1 적분값 및 제2 적분값이 동일하도록 절환 각을 제어할 수 있다(S820). 절환 각을 제어하는 것은, 제1 적분값 및 제2 적분값에 기초하여, 위상 천이에 따른 절환 각 오차분을 연산하는 것을 포함할 수 있다.The sensorless BLDC motor obtains a first integral value of a portion in which the back EMF increases and a second integral value of a portion in which the back EMF decreases in a period in which the back EMF is positive in the non-conduction excitation period (S810). The sensorless BLDC motor may control a switching angle so that the first integral value and the second integral value are the same (S820). Controlling the switching angle may include calculating a switching angle error according to the phase shift based on the first integral value and the second integral value.

도 9는 3상 역기전력 및 비 여자상 역기전력 적분값 파형을 나타낸다.9 shows the waveforms of the integral value of the three-phase back EMF and non-excitation phase back EMF.

역기전력 검출을 위해 인버터의 접지 측을 기준으로 한 전동기 단자전압인 인버터의 암 전압을 검출하는 방법을 채용하면, 부(Negative)의 역기전력 정보는 취할 수 없으며, 도 9와 같이 정(Positive)의 역기전력 정보만 취할 수 있다. 도 9에서 비 여자상 역기전력 적분 정보는 αa, αc, αb, βa, βc, βb 순으로 나타난다. 센서리스 제어를 위해서는 비도통구간 중 역기전력이 증가하는 부분의 적분값인 α와 감소하는 적분값인 β가 같도록 절환 각을 제어하는 방법이 고려될 수 있다.If the method of detecting the dark voltage of the inverter, which is the terminal voltage of the motor based on the ground side of the inverter, is adopted to detect the back EMF, negative back EMF information cannot be taken, and as shown in FIG. You can only take information. In FIG. 9, the non-excitation phase back EMF integration information appears in the order of α a , α c , α b , β a , β c , and β b. For sensorless control, a method of controlling the switching angle so that α, which is an integral value of a portion of the non-conduction section where the back EMF increases, and β, which is a decreasing integral value, are the same may be considered.

이하 4kW급 28극 BLDC를 대상으로 상기 제안된 방법의 타당성을 검증한다. 표 1은 피 시험전동기의 사양을 나타낸다.Hereinafter, the validity of the proposed method is verified for a 4kW class 28-pole BLDC. Table 1 shows the specifications of the motor under test.

SpecificationSpecification RPM/V(KV)RPM/V(KV) 120 [RPM/V]120 [RPM/V] Weight w/o WiresWeight w/o Wires 1000 [g]1000 [g] DiameterDiameter 89 [mm]89 [mm] LengthLength 64.0 [mm]64.0 [mm] Slots, PolesSlots, Poles 24, 2824, 28 Idle Current(Io) @10VIdle Current(Io) @10V 1.4 [A]1.4 [A] ResistanceResistance 36 m[Ω]36 m[Ω] InductanceInductance 30 [uH]30 [uH] Nominal VoltageNominal Voltage 30-51 [V]30-51 [V] Cruising power [30mins]Cruising power [30mins] 2730 [W]2730 [W] Bursts Current [30s]Bursts Current [30s] 112 [A]112 [A] Peak power (30s)Peak power (30s) 5 k[W]5 k[W]

도 10은 회전자 위치 추정 알고리즘의 전체 시스템 블록도를 나타낸다. 10 shows an overall system block diagram of a rotor position estimation algorithm.

BLDC 기동을 위한 오픈 루프 제어는, 속도프로에 의해 속도가 발생하면 적분기를 통하여 위치를 산출하여 벡터발생기에 의해 인버터에서 인가 스위치를 결정한다. 전기동의 속도가 역기전력을 안정적으로 검출할 수 있는 영역이 되면 다른 암의 PWM의 영향을 제거하기 위해 PWM Low 영역 중간 부분에서 AD를 샘플링 하여 Vag, Vbg, Vcg를 검출하여 절환 모드에 따라 전압 값을 선택적으로 적분한다. 역기전력 적분된 값은 식 (11) 등에 의해 절환 오차를 계산하고 위치 추정오차의 오차를 보정하여 절환 벡터 발생을 위한 정보로 사용한다. 절환 벡터의 절환 시점을 카운팅한 값에 의해 전동기의 속도 정보를 구한다. 절환 알고리즘이 안정화되면 지령속도와 추정속도 정보에 의해 전류 및 전압제어기를 통하여 벡터의 전압을 제어할 수 있다. 한편, 안정화를 위해 속도함수에 의한 전류 제한치를 둘 수 있다.In the open loop control for BLDC start, when the speed is generated by the speed pro, the position is calculated through the integrator and the applied switch is determined by the inverter by the vector generator. When the speed of the electric copper becomes the area where the back EMF can be stably detected, in order to remove the influence of the PWM of the other arm, the AD is sampled in the middle of the PWM low area , and V ag , V bg , and V cg are detected according to the switching mode. Integrate the voltage value selectively. The integrated back EMF value is used as information for generating the switching vector by calculating the switching error by Equation (11) and correcting the error of the position estimation error. The speed information of the motor is obtained by counting the switching timing of the switching vector. When the switching algorithm is stabilized, the voltage of the vector can be controlled through the current and voltage controller based on the command speed and estimated speed information. On the other hand, for stabilization, it is possible to set a current limit value by a speed function.

도 11은 전력 변환 장치 및 BLDC 제어기를 나타낸다.11 shows a power conversion device and a BLDC controller.

도 11에서 전력 변환 장치는 3상 PWM 인버터와 센싱 및 제어부인 제어 보드로 구성될 수 있고 BLDC 전동기의 120° 도통각 제어를 할 수 있다. 3상 PWM 인버터에 사용된 스위칭 소자는 예를 들어 200V, 140A급 MOSFET을 사용할 수 있고, 전류의 측정을 위한 센서는 단전원 Allegro사의 ACS758을 사용할 수 있다. 주 제어기는 Texas Instruments사의 DSP인 TMS28335가 사용하여 3상 전동기 제어 전용으로 자체 설계할 수 있다. 또한 내부 변수 및 출력 변수의 검증을 위해 4 채널 16bit 고정도 D/A를 사용할 수 있다.In FIG. 11, the power conversion device may be composed of a 3-phase PWM inverter and a control board serving as a sensing and control unit, and may control the conduction angle of a BLDC motor by 120°. For example, a 200V, 140A class MOSFET can be used as the switching element used in the 3-phase PWM inverter, and the single power Allegro ACS758 can be used as a sensor for measuring the current. The main controller can be designed by TMS28335, a DSP from Texas Instruments, exclusively for controlling three-phase motors. In addition, 4 channels 16bit high-precision D/A can be used to verify internal and output variables.

도 12는 환류 벡터 영역과 PWM의 중간 부분에서 샘플링 한 계측된 암 전압와 비 여자상의 역기전력 적분파형을 나타낸다.12 shows the measured dark voltage and non-excitation phase back EMF integral waveforms sampled in the reflux vector region and the intermediate part of the PWM.

도 12에서 보는 바와 같이 역기전력이 증가하는 부분의 적분값(αa)과 감소하는 적분값(βa)가 동일하게 유지되면서 절환이 상 역기전력에 대칭적으로 이루어져 양호한 센서리스 제어가 이루어짐을 알 수 있다.As shown in Fig. 12, it can be seen that the integrated value (α a ) of the portion where the back EMF increases and the integral value (β a ) that decreases remain the same, and the switching is symmetrical to the phase EMF, resulting in good sensorless control. have.

도 13은 기동 특성을 나타내는 추정 위치각 및 상전류를 나타낸다.13 shows the estimated position angle and phase current showing the starting characteristics.

도 13(a)에 나타난 바와 같이 기동전류는 최대 약 40[A]로 증가하면서 약 50[Hz]에서 open loop 제어의 종료 후 상 절환이 양호하게 기동됨을 알 수 있다. 기동 후 정상상태에서 약 210[rpm]으로 양호하게 동작됨을 알 수 있다.As shown in Fig. 13(a), it can be seen that the starting current increases to about 40 [A] at the maximum, and the phase switching is started satisfactorily after the end of the open loop control at about 50 [Hz]. It can be seen that it operates well at about 210 [rpm] in the normal state after starting.

도 14는 정현적 역기전력을 갖는 BLDC에서 부하에 따른 전류파형 특성을 분석하기 위한 파형을 나타낸다. 경 부하에서는 상전류 리플이 크게 나타나나, 중 부하에서는 그 영향이 줄어듬을 알 수 있다. 도 15는 4,000[W]/400[W]로 주기적인 부하 급변을 행한 경우의 여자전압 및 상전류 파형을 나타낸다. 도 15에서 부하 급변 시에도 양호한 동작을 확인할 수 있다.14 shows waveforms for analyzing current waveform characteristics according to loads in BLDC with sinusoidal back EMF. It can be seen that the phase current ripple appears large in light loads, but its effect is reduced in medium loads. Fig. 15 shows the excitation voltage and phase current waveforms when a periodic load sudden change is performed at 4,000[W]/400[W]. In Fig. 15, good operation can be confirmed even when the load suddenly changes.

Claims (8)

센서리스 BLDC 전동기의 제어 방법에 있어서,
비도통 여자 구간 중 역기전력이 정인 구간에서, 역기전력이 증가하는 부분의 제1 적분값 및 역기전력이 감소하는 부분의 제2 적분값을 구하는 단계; 및
상기 제1 적분값 및 상기 제2 적분값이 동일하도록 절환 각을 제어하는 단계를 포함하는,
센서리스 BLDC 전동기의 제어 방법.
In the control method of a sensorless BLDC motor,
Obtaining a first integral value of a portion in which the back EMF increases and a second integral value of a portion in which the back EMF decreases in a period in which the back EMF is positive among the non-conducting excitation periods; And
Including the step of controlling a switching angle so that the first integral value and the second integral value are the same,
Control method of sensorless BLDC motor.
제1 항에 있어서,
상기 절환 각을 제어하는 단계는,
상기 제1 적분값 및 상기 제2 적분값에 기초하여, 위상 천이에 따른 절환 각 오차분을 연산하는 단계를 포함하는,
센서리스 BLDC 전동기의 제어 방법.
The method of claim 1,
The step of controlling the switching angle,
Comprising the step of calculating a switching angle error component according to a phase shift, based on the first integral value and the second integral value,
Control method of sensorless BLDC motor.
제1 항에 있어서,
상기 센서리스 BLDC 전동기는 120도 도통형으로 구동되는,
센서리스 BLDC 전동기의 제어 방법.
The method of claim 1,
The sensorless BLDC motor is driven in a 120 degree conduction type,
Control method of sensorless BLDC motor.
삭제delete 센서리스 BLDC 전동기에 있어서,
비도통 여자 구간 중 역기전력이 정인 구간에서, 역기전력이 증가하는 부분의 제1 적분값 및 역기전력이 감소하는 부분의 제2 적분값을 구하는 연산부; 및
상기 제1 적분값 및 상기 제2 적분값이 동일하도록 절환 각을 제어하는 제어부를 포함하는,
센서리스 BLDC 전동기.
In a sensorless BLDC motor,
An operation unit that calculates a first integral value of a portion in which the back EMF increases and a second integral value of a portion in which the back EMF decreases in a period in which the back EMF is positive among the non-conduction excitation periods; And
Including a control unit for controlling a switching angle so that the first integral value and the second integral value are the same,
Sensorless BLDC motor.
제5 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 적분값 및 상기 제2 적분값에 기초하여, 위상 천이에 따른 절환 각 오차분을 연산하는,
센서리스 BLDC 전동기.
The method of claim 5,
The control unit,
Calculating a switching angle error according to a phase shift based on the first integral value and the second integral value,
Sensorless BLDC motor.
제5 항에 있어서,
상기 센서리스 BLDC 전동기는 120도 도통형으로 구동되는,
센서리스 BLDC 전동기.
The method of claim 5,
The sensorless BLDC motor is driven in a 120 degree conduction type,
Sensorless BLDC motor.
삭제delete
KR1020180149024A 2018-11-27 2018-11-27 Method and aparatus for controlling sensorless bldc motor KR102238759B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180149024A KR102238759B1 (en) 2018-11-27 2018-11-27 Method and aparatus for controlling sensorless bldc motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180149024A KR102238759B1 (en) 2018-11-27 2018-11-27 Method and aparatus for controlling sensorless bldc motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200062971A KR20200062971A (en) 2020-06-04
KR102238759B1 true KR102238759B1 (en) 2021-04-09

Family

ID=71081343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180149024A KR102238759B1 (en) 2018-11-27 2018-11-27 Method and aparatus for controlling sensorless bldc motor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102238759B1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7138776B1 (en) * 1999-07-08 2006-11-21 Heartware, Inc. Method and apparatus for controlling brushless DC motors in implantable medical devices
JP4249916B2 (en) * 2000-09-18 2009-04-08 エドワーズ株式会社 Brushless motor control circuit, brushless motor device, and vacuum pump device
KR100691223B1 (en) * 2005-05-16 2007-03-09 삼성전자주식회사 Control apparatus and method for brushless dc motor
KR102520720B1 (en) * 2015-11-30 2023-05-02 삼성전자주식회사 Device and control method for driving sensorless bldc motor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200062971A (en) 2020-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pasquesoone et al. Position estimation at starting and lower speed in three-phase switched reluctance machines using pulse injection and two thresholds
JP6184073B2 (en) Method and system for estimating rotor angle of an electric machine
KR101904366B1 (en) Electric drive unit
KR101364226B1 (en) Motor drive control apparatus and air-conditioning equipment
EP2876807A2 (en) Phase current regulation in BLDC motors
JP2004343862A (en) Motor controller
CN104682786A (en) Method And Device For Determining Position Data Of Rotor Of Motor
US7965053B2 (en) Measurement of speed and direction of coasting permanent magnet synchronous motor
KR100981936B1 (en) Motor driving apparatus
KR102238759B1 (en) Method and aparatus for controlling sensorless bldc motor
KR101329132B1 (en) Pmsm sensorless control device
US10804824B2 (en) Method and circuit arrangement for determining the position of a rotor in an electric motor
CN110114969B (en) Power generating device
JP6707050B2 (en) Synchronous motor controller
EP2919378A1 (en) Synchronous motor drive system
JP2010004696A (en) Device for estimating output, motor controller using it and motor control system
KR101337605B1 (en) Apparatus for controlling a brushless DC motor
KR102331849B1 (en) Method and Apparatus for Controlling BLDC Motor
US10622926B1 (en) Controller of DC brushless motor and control method thereof
JP2006271198A (en) Synchronous motor driving device
JP2006180651A (en) Motor controller
JP2007104861A (en) Motor controller
JP5354270B2 (en) Motor control device
KR100984251B1 (en) Blcd motor controller based on maximum power algorithm
JP2004343949A (en) Motor controller

Legal Events

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