KR102273139B1

KR102273139B1 - 동력 장치 및 동력 장치에 포함되는 전동기 구동 장치

Info

Publication number: KR102273139B1
Application number: KR1020140015703A
Authority: KR
Inventors: 조제형; 알렉세이 보드로프; 김선진; 이용운
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-02-11
Filing date: 2014-02-11
Publication date: 2021-07-05
Also published as: US10418920B2; EP3742599A1; EP3091653B1; KR20210088468A; EP3091653A4; EP3091653A1; CN105981289A; US20170179855A1; US9966880B2; US20180269811A1; EP3742599B1; WO2015122655A1; KR102442060B1; CN105981289B; KR20150094431A

Abstract

제1 전동기, 상기 제1 전동기와 병렬로 연결되는 제2 전동기, 상기 제1 전동기 및 상기 제2 전동기에 구동 전류를 공급하는 구동부, 상기 제1 전동기의 구동 전류 및 회전 속도를 기초로 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도가 상이하면 상기 제1 전동기의 회전 속도와 제2 전동기의 회전 속도가 같아지도록 상기 구동부를 제어하는 전동기는 단일의 구동 장치를 이용하여 2 이상의 전동기 가운데 어느 하나의 전동기의 회전 속도, 구동 전류를 기초로 구동 전압을 인가하여 2 이상의 전동기를 동일한 속도로 구동할 수 있다.

Description

동력 장치 및 동력 장치에 포함되는 전동기 구동 장치{POWER APPARATUS, MOTOR DRIVING APPARATUS THEREIN}

개시된 발명은 동력 장치 및 동력 장치에 포함되는 구동 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 복수의 전동기를 동시에 구동하는 동력 장치 및 동력 장치에 포함되는 구동 장치에 관한 발명이다.

전동기는 세탁기, 냉장고, 공기조화기, 청소기 등의 가전기기 전반에서 널리 이용될 뿐만 아니라, 최근 주목받고 있는 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등에도 이용되고 있다.

이 가운데 영구 자석을 이용하는 영구 자석 전동기(Permanent Magnet Motor)는 전류가 도통하는 코일에 의한 자기장과 영구 자석에 의한 자기장 사이의 자기적 상호 작용을 이용하여 회전자를 회전시킨다.

이와 같은 영구 자석 전동기를 구동하기 위해서는 구동 전압을 인가해 줄 수 있는 인버터 등의 구동 장치가 요구된다. 영구 자서 전동기의 회전자가 생성하는 자기장은 회전자의 위치에 따라 정해지므로 인버터는 회전자의 위치를 고려하여 구동 전압을 인가해 주어야 한다.

결국, 구동 전압은 영구 자석 전동기의 회전 속도, 출력 토크, 회전자의 위치에 따라 구동 전압의 위상이 달라진다.

이와 같이 영구 자석 전동기를 제어하기 위해서는 인버터가 영구 자석 전동기의 회전 속도, 출력 토크 및 회전자의 위치에 따라 변화하는 구동 전압을 인가해 주어야 하므로 2개 이상의 영구 자석 전동기를 제어하기 위해서는 각각의 전동기를 제어하는 2개의 이상의 인버터가 요구된다.

상술한 문제를 해결하기 위하여 개시된 발명의 일 측면은 2개 이상의 전동기를 단일의 인버터를 이용하여 제어하는 동력 장치 및 동력 장치에 포함되는 구동 장치를 제공하고자 한다.

개시된 발명의 일 측면은 2개 이상의 전동기를 단일의 인버터를 이용하여 제어하는 경우, 2개 이상의 전동기의 동작을 감지하는 센서의 개수를 최소화하는 동력 장치 및 그에 포함되는 구동 장치를 제공하고자 한다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 동력 장치는 제1 전동기, 상기 제1 전동기와 병렬로 연결되는 제2 전동기, 상기 제1 전동기 및 상기 제2 전동기에 구동 전류를 공급하는 구동부, 상기 제1 전동기의 구동 전류 및 회전 속도를 기초로 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도가 상이하면 상기 제1 전동기의 회전 속도와 제2 전동기의 회전 속도가 같아지도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.

또한, 실시 형태에 따라 상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도가 상이하면 상기 제어부는 상기 제1 전동기의 회전 속도, 상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도 사이의 차이를 기초로 상기 구동부를 제어할 수 있다.

또한, 실시 형태에 따라 상기 동력 장치는 상기 제1 전동기의 구동 전류를 검출하는 제1 전류 검출부를 더 포함할 수 있다.

또한, 실시 형태에 따라 상기 동력 장치는 상기 구동부가 공급하는 총 구동 전류를 검출하는 총 전류 검출부 및 상기 제2 전동기의 구동 전류를 검출하는 제2 전류 검출부를 를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2 전동기의 구동 전류 및 총 구동 전류를 기초로 상기 제1 전동기의 구동 전류를 산출할 수 있다.

또한, 실시 형태에 따라 상기 제어부는 상기 제1 전동기의 구동 전류를 기초로 상기 제1 전동기의 회전 속도를 산출할 수 있다.

또한, 실시 형태에 따라 상기 동력 장치는 상기 제1 전동기의 회전자 위치를 검출하는 제1 위치 검출부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 전동기의 회전자 위치를 기초로 상기 제1 전동기의 회전 속도를 산출할 수 있다.

또한, 실시 형태에 따라 상기 동력 장치는 상기 제2 전동기의 회전자 위치를 검출하는 제2 위치 검출부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2 전동기의 회전자 위치를 기초로 상기 제2 전동기의 회전 속도를 산출할 수 있다.

또한, 실시 형태에 따라 상기 동력 장치는 상기 제2 전동기의 구동 전류를 검출하는 제2 전류 검출부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2 전동기의 구동 전류를 기초로 상기 제2 전동기의 회전 속도를 산출할 수 있다.

또한, 실시 형태에 따라 상기 동력 장치는 상기 구동부가 공급하는 총 구동 전류를 검출하는 총 전류 검출부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 전동기의 구동 전류 및 상기 총 구동 전류를 기초로 상기 제2 전동기의 회전 속도를 산출할 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 전동기 구동장치는 서로 병렬 연결되는 제1 전동기 및 제2 전동기에 구동 전류를 공급하는 구동부, 상기 제1 전동기의 구동 전류 및 회전 속도를 기초로 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도가 상이하면 상기 제1 전동기의 회전 속도와 제2 전동기의 회전 속도가 같아지도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.

또한, 실시 형태에 따라 상기 구동장치는 상기 제1 전동기의 구동 전류를 검출하는 제1 전류 검출부를 더 포함할 수 있다.

또한, 실시 형태에 따라 상기 구동장치는 상기 구동부가 공급하는 총 구동 전류를 검출하는 총 전류 검출부 및 상기 제2 전동기의 구동 전류를 검출하는 제2 전류 검출부를 를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2 전동기의 구동 전류 및 총 구동 전류를 기초로 상기 제1 전동기의 구동 전류를 산출할 수 있다.

또한, 실시 형태에 따라 상기 제1 전동기가 상기 제1 전동기의 회전자 위치를 검출하는 제1 위치 검출부를 포함하면 상기 제어부는 상기 제1 위치 검출부가 검출한 상기 제1 전동기의 회전자 위치를 기초로 상기 제1 전동기의 회전 속도를 산출할 수 있다.

또한, 실시 형태에 따라 상기 제2 전동기가 상기 제2 전동기의 회전자 위치를 검출하는 제2 위치 검출부를 포함하면 상기 제어부는 상기 제2 위치 검출부가 검출한 상기 제2 전동기의 회전자 위치를 기초로 상기 제2 전동기의 회전 속도를 산출할 수 있다.

또한, 실시 형태에 따라 상기 구동 장치는 상기 제2 전동기의 구동 전류를 검출하는 제2 전류 검출부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2 전동기의 구동 전류를 기초로 상기 제2 전동기의 회전 속도를 산출할 수 있다.

또한, 실시 형태에 따라 상기 구동 장치는 상기 구동부가 공급하는 총 구동 전류를 검출하는 총 전류 검출부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 전동기의 구동 전류 및 상기 총 구동 전류를 기초로 상기 제2 전동기의 회전 속도를 산출할 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따르면, 단일의 구동 장치를 이용하여 2 이상의 전동기 가운데 어느 하나의 전동기의 회전 속도, 구동 전류를 기초로 구동 전압을 인가하여 2 이상의 전동기를 동일한 속도로 구동할 수 있다.

개시된 발명의 다른 일 측면에 따르면 2개 이상의 전동기를 단일의 인버터로 구동하는 경우 어느 하나의 전동기만 전류 센서가 요구되며, 다른 전동기는 전류 센서 없이 2개 이상의 전동기의 구동이 가능하다.

도 1는 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 구동부의 일 예를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 구동부의 다른 일 예를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 구동부의 다른 일 예를 도시한다.
도 5은 일 실시예에 의한 동력 장치의 제1 전동기의 부하와 제2 전동기의 부하가 일치하는 경우 dq축 전류와 dq축 전압을 도시한다.
도 6는 일 실시예에 의한 동력 장치의 제1 전동기의 부하와 제2 전동기의 부하가 상이한 경우 제1 전동기와 제2 전동기에 인가되는 dq축 전압을 도시한다.
도 7는 일 실시예에 의한 동력 장치의 제1 전동기의 부하와 제2 전동기의 부하가 상이한 경우 제2 전동기에 공급되는 dq축 전류를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 제1 전동기의 d축 전류를 변화시키는 것을 도시한다.
도 9는 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 제1 전동기의 d축 전류를 변화시키는 경우, 제1 전동기 및 제2 전동기에 인가되는 dq축 전압을 도시한다.
도 10은 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 제1 전동기의 d축 전류를 변화시키는 경우, 제2 전동기에 공급되는 dq축 전류를 도시한다.
도 11은 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 제어부의 일 예를 도시한다.
도 12는 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 d축 전류지령 생성부의 일 예를 도시한다.
도 12는 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 제1 전동기 및 제2 전동기의 회전 속도, d축 전류 및 q축 전류를 도시한다.
도 13은 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시한다.
도 14는 도 13에 도시된 동력 장치에 포함된 제어부의 일 예를 도시한다.
도 15는 또 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시한다.
도 16은 도 15에 도시된 동력 장치에 포함된 제어부의 일 예를 도시한다.
도 17은 또 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시한다.
도 18은 도 17에 도시된 동력 장치에 포함된 구동부의 일 예를 도시한다.
도 19는 또 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시한다.
도 20은 도 19에 도시된 동력 장치에 포함된 제어부의 일 예를 도시한다.
도 21은 또 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시한다.
도 22는 도 21에 도시된 동력 장치에 포함된 제어부의 일 예를 도시한다.
도 23은 또 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시한다.
도 24는 도 23에 도시된 동력 장치에 포함된 제어부의 일 예를 도시한다.
도 25는 또 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시한다.
도 26은 또 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시한다.
도 27은 도 26에 도시된 동력 장치에 포함된 제어부의 일 예를 도시한다.
도 28은 또 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시한다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.

또한, “제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 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 포함한다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 일 실시예에 의한 동력 장치, 동력 장치에 포함되는 전동기 구동 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1는 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시한다. 또한, 도 2는 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 구동부의 일 예를 도시하고, 도 3은 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 구동부의 다른 일 예를 도시하고, 도 4는 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 구동부의 다른 일 예를 도시한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면 일 실시예에 의한 동력 장치(power apparatus)(100)는 전원부(electric power supply)(110), 구동부(driver)(120), 제1 전동기(first motor)(150) 및 제2 전동기(second motor)(160), 제1 전류 검출부(first current detector)(130), 제1 위치 검출부(first position detector)(170) 및 제2 위치 검출부(second position detector)(180), 제어부(controller)(200)를 포함하며, 동력 장치(100)는 외부로부터 전기 에너지를 공급받아 이를 운동 에너지로 변환한다.

전원부(110)는 구동부(120)에 직류 전원을 공급한다. 예를 들어, 동력 장치(100)가 외부 전원으로부터 교류 전원을 공급받는 경우, 전원부(110)는 다이오드 브리지(diode bridge) 등의 정류회로, 평활 캐패시터(capacitor) 등의 평활회로를 포함할 수 있다. 또한, 전원부(110)는 선택적으로 입력전원의 역률(power factor)를 개선시키는 역률 보정(Power Factor Correction: PFC) 회로, 정류회로에 의하여 정류된 직류 전원의 전압을 변경하는 직류 전압 변환기(DC-DC Converter)를 더 포함할 수 있다.

다른 예로, 동력 장치(100)가 외부 전원로부터 직류 전원을 공급받는 경우, 전원부(110)는 공급된 직류 전원의 전압을 변경하는 직류 전압 변환기를 포함할 수 있다.

구동부(120)는 전원부(110)로부터 공급받은 직류 전원을 이용하여 제1 전동기(150) 및 제2 전동기(160)에 구동 전류를 공급한다. 구체적으로, 구동부(120)는 제어부(200)가 제공한 제어 신호(Vpwm)에 따라 전원부(110)와 제1 전동기(150) 및 제2 전동기(160) 사이에 배치된 복수의 스위칭 회로를 개폐함으로 제1 전동기(150) 및 제2 전동기(160)에 적절한 구동 전압을 인가한다. 이때, 인가된 구동 전압에 따라 제1 전동기(150) 및 제2 전동기(160)에 구동 전류가 공급된다.

예를 들어, 구동부(120)는 6스위치 인터버(121)(6 switch inverter)를 포함할 수 있다.

구동부(120)가 6스위치 인버터(121)를 포함하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 평활회로는 캐패시터(C10)를 포함하며, 캐패시터(C10) 양단에 직류 전원(VDD)과 접지(GND)가 형성된다.

도 2를 참조하면, 6스위치 인버터(121)는 a상 출력 단자(OUTa), b상 출력 단자(OUTb) 및 c상 출력 단자(OUTc)를 포함하며, 3개의 출력 단자(OUTa, OUTb, OUTc)는 제1 및 제2 전동기(150, 160)의 a상, b상 및 c상 입력 단자와 연결된다.

3개의 출력 단자(OUTa, OUTb, OUTc)와 직류 전원(VDD) 사이에는 3개의 상측 스위칭 회로(S11, S21, S31)가 마련되고, 3개의 출력 단자(OUTa, OUTb, OUTc)와 접지(GND) 사이에는 3개의 하측 스위칭 회로(S12, S22, S32)가 마련된다.

또한, 3개의 상측 스위칭 회로(S11, S21, S31)와 3개의 하측 스위칭 회로(S12, S22, S32)는 제어부(200)가 생성한 제어 신호(Vpwm11, Vpwm12, Vpwm21, Vpwm22, Vpwm31, Vpwm32: Vpwm)에 의하여 개폐된다.

다른 예로, 구동부(120)는 다이오드 클램프드 인버터(diode clamped inverter)(122)를 포함할 수 있다.

구동부(120)가 다이오드 클램프드 인버터(122)를 포함하는 경우, 평활회로는 도 3에 도시된 바와 같이 서로 직렬로 연결된 한 쌍의 캐패시터(C41, C42)를 포함한다. 또한, 한 쌍의 캐패시터(C41, C42)의 양단에는 직류 전원(VDD)과 접지(GND)가 형성되고, 한 쌍의 캐패시터(C41, C42)가 연결되는 노드에는 "VDD/2"의 전압을 갖는 중립점(neutral point)(NP)이 형성된다.

다이오드 클램프드 인버터(122)는 a상 출력 단자(OUTa), b상 출력 단자(OUTb) 및 c상 출력 단자(OUTa)를 포함하며, 3개의 출력 단자(OUTa, OUTb, OUTc)는 제1 및 제2 전동기(150, 160)의 a상, b상 및 c상 입력 단자와 연결된다.

3개의 출력 단자(OUTa, OUTb, OUTc)와 직류 전원(VDD) 사이에는 3쌍의 상측 스위칭 회로(S41a와 S41b, S51a와 S51b, S51a와 S51b)가 마련되고, 3개의 출력 단자(OUTa, OUTb, OUTc)와 접지(GND) 사이에는 3쌍의 하측 스위칭 회로(S42a와 S42b, S52a와 S52b, S62a와 S62b)가 마련된다.

또한, 3쌍의 상측 스위칭 회로(S41a와 S41b, S51a와 S51b, S51a와 S51b)가 서로 연결되는 노드와 중립점(NP) 사이에는 각각 3개의 상측 다이오드(D41, D51, D61)가 마련되고, 3쌍의 하측 스위칭 회로(S42a와 S42b, S52a와 S52b, S62a와 S62b)가 서로 연결되는 노드와 중립점(NP) 사이에는 각각 3개의 하측 다이오드(D42, D52, D62)가 마련된다.

3쌍의 상측 스위칭 회로(S41a와 S41b, S51a와 S51b, S51a와 S51b)와 3쌍의 하측 스위칭 회로(S42a와 S42b, S52a와 S52b, S62a와 S62b)는 각각 제어부(200)가 생성한 제어 신호(Vpwm)에 의하여 개폐된다.

다른 예로, 구동부(120)는 T타입 중립점 클램프드 인버터(T-type neutral point clamped inverter)(123)를 포함할 수 있다.

구동부(120)가 T타입 중립점 클램프드 인버터(122)를 포함하는 경우, 평활회로는 도 4에 도시된 바와 같이 서로 직렬로 연결된 한 쌍의 캐패시터(C71, C72)를 포함한다. 또한, 한 쌍의 캐패시터(C71, C72)의 양단에는 직류 전원(VDD)과 접지(GND)가 형성되고, 한 쌍의 캐패시터(C71, C47)가 연결되는 노드에는 "VDD/2"의 전압을 갖는 중립점(neutral point)(NP)이 형성된다.

T타입 중립점 클램프트 인버터(123)는 a상 출력 단자(OUTa), b상 출력 단자(OUTb) 및 c상 출력 단자(OUTa)를 포함하며, 3개의 출력 단자(OUTa, OUTb, OUTc)는 제1 및 제2 전동기(150, 160)의 a상, b상 및 c상 입력 단자와 연결된다.

3개의 출력 단자(OUTa, OUTb, OUTc)와 직류 전원(VDD) 사이에는 3개의 상측 스위칭 회로(S71, S81, S91)가 마련되고, 3개의 출력 단자(OUTa, OUTb, OUTc)와 접지(GND) 사이에는 3개의 하측 스위칭 회로(S72, S82, S92)가 마련된다. 또한, 3개의 출력 단자(OUTa, OUTb, OUTc)와 중립점(NP) 사이에는 각각 3쌍의 중립 스위칭 회로(S73과 S74, S83과 S84, S93과 S94)가 마련된다.

3개의 상측 스위칭 회로(S71, S81, S91), 3개의 하측 스위칭 회로(S72, S82, S92) 및 3쌍의 중립 스위칭 회로(S73과 S74, S83과 S84, S93과 S94)는 각각 제어부(200)가 생성한 제어 신호(Vpwm)에 의하여 개폐된다.

이와 같이 인버터(121, 122, 123)를 형성하는 스위칭 회로는 고전압 대전류를 차단 또는 도통시키기 위한 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor: IGBT) 또는 전력 전계 효과 트랜지스터(Power Field Effect Transistor: Power FET)를 채용할 수 있다.

제1 전동기(150) 및 제2 전동기(160)는 구동부(120)로부터 구동 전류를 공급받아 운동 에너지(kinetic energy)를 생성한다. 구체적으로, 제1 전동기(150) 및 제2 전동기(160)은 영구 자석을 포함하는 회전자와 코일을 포함하는 고정자 사이의 자기적 상호작용을 이용하여 회전자를 회전시킨다.

예를 들어, 제1 전동기(150) 및 제2 전동기(160)는 3상 동기 전동기(3 phase synchronous motor)를 채용할 수 있다. 3상 동기 전동기의 회전자는 영구 자석을 포함할 수 있으며, 3상 동기 전동기의 고정자는 구동부(120)로부터 a상, b상 및 c상의 구동 전류를 제공받아 회전하는 자기장을 생성하는 코일을 포함할 수 있다.

또한, 3상 동기 전동기는 회전자가 생성하는 자기장과 고정자의 회전하는 자기장 사이의 상호 작용을 이용하여 회전자를 회전시킨다.

제1 전류 검출부(130)는 각각 제1 전동기(150)에 공급되는 제1 구동 전류(Iabc1)를 검출한다.

또한, 제1 전류 검출부(130)은 적어도 2개의 전류 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전류 검출부(130)는 제1 전동기(150)의 a상 입력단자에 공급되는 a상 전류를 검출하는 a상 전류 센서와 제1 전동기(150)의 b상 입력단자에 공급되는 b상 전류를 검출하는 b상 전류 센서를 포함할 수 있다. 만일, 제1 전류 검출부(130)가 a상 전류와 b상 전류를 검출하면 제어부(200)가 a상 전류와 b상 전류를 기초로 c상 전류를 산출할 수 있다.

물론 제1 전류 검출부(130)가 b상 전류를 검출하는 b상 전류 센서와 c상 전류를 검출하는 c상 전류 센서를 포함하거나, c상 전류를 검출하는 c상 전류 센서와 a상 전류를 검출하는 a상 전류 센서를 포함할 수도 있다.

전동기에는 수 암페어(Ampere: A)에서 수백 암페어(A)에 이르는 대전류가 공급된다. 이와 같은 대전류를 검출하기 위해서 제1 전류 검출부(130)에 포함되는 적어도 2개의 전류 센서는 구동 전류의 크기를 비례 감소시키는 변류기(current transformer: CT)와 비례 감소된 전류의 크기를 검출하는 전류계(ampere meter)를 포함할 수 있다. 다시 말해, 전류 센서는 변류기를 이용하여 구동 전류의 크기를 비례 감소시킨 후 비례 감소된 전류의 크기를 측정함으로써 제1 구동 전류를 검출할 수 있다.

제1 전류 검출부(130)와 관련하여 변류기와 전류계를 포함하는 전류 센서를 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 션트 저항(shunt resistor)를 포함하는 전류 센서 또는 홀 센서(hall sensor)를 포함하는 전류 센서를 포함할 수도 있다.

제1 위치 검출부(170)는 제1 전동기(150)에 포함된 회전자의 위치(θ1)를 검출한다.

예를 들어, 제1 위치 검출부(170)는 제1 전동기(150)에 포함된 회전자가 생성하는 자기장을 검출하는 홀 센서(hall sensor)를 포함할 수 있다. 홀 센서는 제1 전동기(150)에 포함된 고정자의 적절한 위치에 배치되어 회전자의 회전에 따른 자기장의 변화를 감지하고, 감지된 자기장을 기초로 회전자의 위치를 검출한다.

다른 예로, 제1 위치 검출부(170)는 제1 전동기(150)에 포함된 회전자의 회전을 검출하는 엔코더(encoder)를 포함할 수 있다. 엔코더는 회전자의 회전에 따라 펄스 형태의 신호를 출력하며, 펄스의 주기 및 개수를 기초로 회전자의 회전 변위 또는 회전 속도를 검출할 수 있다.

다른 예로, 제1 위치 검출부(170)는 제1 전동기(150)에 포함된 회전자의 회전을 검출하는 리졸버(resolver)를 포함할 수 있다. 리졸버는 회전자의 회전에 따라 정형파를 출력하며, 정형파의 주기 및 개수를 기초로 회전자의 회전 변위 또는 회전 속도를 검출할 수 있다.

제2 위치 검출부(180)는 제2 전동기(160)에 포함된 회전자의 위치(θ2)를 검출한다.

제어부(200)는 제1 및 제2 전동기(150, 160)의 회전자 위치(θ1, θ2)와 제1 전동기(150)의 제1 구동 전류(Iabc1)를 기초로 구동부(120)를 제어하는 제어 신호(Vpwm)를 생성한다.

구체적으로 제어부(200)는 제1 및 제2 전동기(150, 160)의 회전자 위치(θ1, θ2)를 기초로 제1 및 제2 전동기(150, 160)의 회전 속도(ω1, ω2)를 산출하고, 제1 및 제2 전동기(150, 160)의 회전 속도(ω1, ω2)및 제1 및 제2 구동 전류(Iabc1, Iabc2)를 기초로 제1 전동기(150) 또는 제2 전동기(160)에 공급되어야 하는 전류 지령(Idq*)을 산출하고, 전류 지령(Idq*)에 따라 제1 및 제2 전동기(150, 160)에 인가되어야 하는 전압 지령(Vdq*)을 산출한다. 이후, 제어부(200)는 전압 지령(Vdq*)을 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM)하여 제어 신호(Vpwm)를 생성한다.

제어부(200)가 출력하는 제어 신호(Vpwm)는 구동부(120)에 포함된 복수의 스위칭 회로를 온/오프시킨다. 또한, 제어 신호(Vpwm) 온 시간의 비율 즉 듀티비(duty rate)에 따라 구동부(120)는 제1 및 제2 전동기(150, 160)에 전압 지령에 대응하는 구동 전압(Vabc)을 인가할 수 있다. 제1 및 제2 전동기(150, 160)에 구동 전압(Vabc)에 대응하는 제1 및 제2 구동 전류(Iabc1, Iabc2)가 공급된다.

제1 전동기(150)의 부하와 제2 전동기(160)의 부하가 동일한 경우 제어부(200)는 제1 전동기(150) 또는 제2 전동기(160) 가운데 어느 하나의 전동기의 회전 속도와 어느 하나의 전동기의 구동 전류를 기초로 제1 전동기(150) 및 제2 전동기(160)를 제어한다. 예를 들어, 제어부(200)는 제1 전동기(150)의 회전 속도(ω1)와 제1 구동 전류(Iabc1)를 기초로 전류 지령 및 전압 지령을 생성하고, 생성된 전압 지령에 따라 제어 신호(Vpwm)를 생성한다.

만일 제1 전동기(150)의 부하와 제2 전동기(160)의 부하가 상이해지는 경우 제어부(200)는 제1 전동기(150)의 회전 속도(ω1)와 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2) 사이의 차이를 기초로 d축 전류 지령을 생성한다. 여기서 d축 전류 지령은 제1 전동기(150)의 회전 속도(ω1)와 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω1)가 동일해지도록 한다.

이와 같은 제어부(200)는 주어진 프로그램과 데이터에 따라 연산을 수행하는 1개 또는 2이상의 마이크로 프로세서(micro processor), 프로그램 및 데이터를 저장하는 1개 또는 2이상의 메모리(memory)를 포함할 수 있다.

제어부(200)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 아래에서 자세하게 설명한다.

도 1 및 도 2에는 도시하지 않았으나, 동력장치(100)는 제어부(200)가 출력한 제어 신호(Vpwm)에 따라 구동부(120)에 포함된 복수의 스위칭 회로를 온/오프시키는 게이트 드라이브 신호를 생성하는 게이트 드라이버(gate driver)를 포함할 수 있다.

통상적으로, 제어부(200)에 포함되는 마이크로 프로세서는 구동 전압이 3.3V 내지 5V인 논리회로인데 비하여, 구동부(120)는 300V 또는 그 이상의 전압의 구동 전압을 갖는 인버터를 포함한다.

예를 들어, 전원부(110)가 220V의 교류 전원을 정류하여 직류 전원을 생성하는 경우, 구동부(120)에는 대략 310V의 직류 전원이 공급된다. 즉, 구동부(120)에 포함된 복수의 스위칭 회로의 양단에는 310V의 고전압이 인가된다. 이와 같이 310V의 고전압을 차단시키거나 도통시키는 전력 스위칭 회로(예를 들어, 절연 게이트 양극성 트랜지스터 또는 전력 전계 효과 트랜지스터 등)는 통상 스위치를 온/오프시키는 게이트 신호로서 15V 이상의 전압을 갖는 신호를 이용한다.

이와 같은 제어부(200)의 출력 전압(3.3V 내지 5V)과 구동부(120)의 입력 전압(15V 이상)의 차이로 인하여 게이트 드라이버는 제어부(200)가 출력한 제어 신호(Vpwm)(3.3V 내지 5V)를 구동부(120)의 입력 전압에 대응하는 게이트 드라이브 신호(15V 이상)로 변환한다. 다시 말해, 게이트 드라이버는 제어 신호(Vpwm)를 승압하여 게이트 드라이브 신호를 생성할 수 있다.

이상에서는 일 실시예에 의한 동력 장치(100)의 구성에 대하여 설명하였다.

이하에서는 일 실시예에 의한 동력 장치(100)의 동작 특히, 제어부(200)의 동작에 대하여 설명한다.

일 실시예에 의한 동력 장치(100)의 제어부(200)는 제1 및 제2 전동기(150, 160)의 a상, b상 및 c상을 회전 벡터 좌표계 d축 및 q축으로 변환하여 제1 및 제2 전동기(150, 160)의 동작을 제어한다.

구체적으로, 제어부(200)는 제1 및 제2 전동기(150, 160)의 a상, b상 및 c상 전류를 d축 및 q축 전류로 변환하고, d축 및 q축 전류를 기초로 d축 및 q축 전압을 산출하고, d축 및 q축 전압을 a상, b상 및 c상 전압으로 다시 변환한다. 이후, 제어부(200)는 a상, b상 및 c상 전압을 펄스 폭 변조하여 제어 신호(Vpwm)을 출력한다.

d축이라 함은 제1 및 제2 전동기(150, 160)의 회전자가 생성하는 자기장의 방향과 일치하는 방향의 축을 의미하며, q축이라 함은 회전자가 생성하는 자기장의 방향에 비하여 90도 앞서는 방향의 축을 의미한다. 여기서, 90도는 회전자의 기계적인 각도가 아닌 회전자에 포함된 인접한 N극 사이의 각도 또는 인접한 S극 사이의 각도를 360도로 환산한 전기각을 의미한다.

d축 전압(Vd) 및 q축 전압(Vq)과 d축 전류(Id) 및 q축 전류(Iq) 사이에는 수학식 1과 같은 관계가 있다.

[수학식 1]

(단, Vdk는 제k 전동기의 d축 전압, Vqk는 제k 전동기의 q축 전압, Rs는 고정자에 포함된 코일의 저항, Ls는 고정자에 포함된 코일의 인덕턴스, λf는 회전자에 포함된 영구 자석의 자속, ωr은 회전자의 회전 속도, Idk는 제k 전동기의 d축 전류, Iqk는 제k 전동기의 q축 전류이다.)

이때 제1 및 제2 전동기(150, 160)의 고정자에 포함된 코일의 저항을 무시하면 제1 및 제2 전동기(150, 160)의 토크(Te)는 수학식 2과 같다.

[수학식 2]

(단, Te는 전동기의 토크, P는 회전자의 극수, λf는 회전자에 포함된 영구 자석의 자속, Iqk는 제k 전동기의 q축 전류이다.)

수학식 2에 의하면 제1 및 제2 전동기(150, 160)의 토크(Te)는 q축 전류(Iqk)에 의존한다. 따라서, 제1 및 제2 전동기(150, 160)의 부하가 동일하고 제1 및 제2 전동기(150, 160)가 동일한 속도로 회전하면 제어부(200)는 제1 및 제2 전동기(150, 160)의 부하에 따른 q축 전류(Iqk)가 공급되고, d축 전류(Idk)는 "0"이 되도록 a상, b상 및 c상 구동 전압을 제어한다.

도 5은 일 실시예에 의한 동력 장치의 제1 전동기의 부하와 제2 전동기의 부하가 일치하는 경우 dq축 전류와 dq축 전압을 도시한다.

도 5을 참조하면, 제1 전동기(150)의 부하와 제2 전동기(160)의 부하가 일치하는 경우 제1 전동기(150)의 d1축-q1축과 제2 전동기(160)의 d2축-q2축은 서로 일치한다. (이하에서는 제1 전동기의 d1축-q1축과 제2 전동기의 d2축-q2축이 일치하는 경우, d0축-q0축이라 한다.)

또한, 제1 전동기(150)의 부하와 제2 전동기(160)의 부하가 일치하는 경우 제어부(200)는 제1 및 제2 전동기(150, 160)에 도 5에 도시된 바와 같이 q0축과 일치하는 방향의 dq축 전류 <I0>가 공급되도록 구동부(120)를 제어할 수 있다. 즉, 구동부(120)는 제1 및 제2 전동기(150, 160)에 "0"의 d0축 전류와 "I0q0"의 q0축 전류를 공급한다.

dq축 전류 <I0>가 공급되도록 제1 전동기(150) 및 제2 전동기(160)에 인가되어야 할 dq축 전압에 대하여 설명한다.

우선, 회전자의 회전에 의한 역기전력(E0)은 q0축과 일치하는 방향으로 발생한다. 또한, 인덕턴스의 전압과 전류는 90도의 위상 차이를 가지므로 전동기의 코일에 의한 전압 강하 <ωr*Ls*I0>는 dq축 전류 <I0>와 수직한 방향으로 발생한다. 즉, 코일에 의한 전압 강하 <ωr*Ls*I0>는 d0축 방향으로 발생한다.

제1 및 제2 전동기(150, 160)에 dq축 전류 <I0>가 공급되려면 고정자의 코일에 의한 전압 강하 <ωr*Ls*I0>와 역기전력 <E0>의 벡터 합에 해당하는 dq축 전압 <V0>가 제1 및 제2 전동기(150, 160)에 인가되어야 한다. 즉, 도 5에 도시되 바와 같이 제1 및 제2 전동기(150, 160)에 "V0d0"의 d0축 전압과 "V0q0"의 q0축 전압이 인가되어야 한다.

요약하면, 제1 전동기(150)의 부하와 제2 전동기(160)의 부하가 일치하는 경우 제어부(200)는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 전동기(150, 160)에 d0축 전압 "V0d0"와 q0축 전압 "V0q0"이 인가되도록 구동부(120)를 제어한다. 그 결과 제1 및 제2 전동기(150, 160)에는 "0"의 d0축 전류와 q0축 전류 "I0q0"가 공급된다.

이와 같이, 제1 전동기(150)의 부하와 제2 전동기(160)의 부하가 동일한 경우, 제1 전동기(150)의 d1축-q1축과 제2 전동기(160)의 d2축-q2축이 일치하므로 제어부(200)는 제1 전동기(150)의 구동 전류와 회전 속도를 기초로 제1 전동기(150) 및 제2 전동기(160)를 제어할 수 있다.

구체적으로, 제어부(200)는 제1 전동기(150)에 공급되는 a상, b상 및 c상 전류를 dq축 전류로 변환하고, 변환된 dq축 전류와 제1 전동기(150)의 회전 속도를 기초로 제1 전동기(150)에 공급될 dq축 전류 지령을 생성한다.

이후, 제어부(200)는 dq축 전류 지령을 기초로 제1 전동기(150)에 인가될 dq축 전압 지령을 생성하고, 이를 a상, b상 및 c상 전압으로 변환하여 출력하였다. 이때, 제1 전동기(150)와 제2 전동기(160)는 병렬로 연결되어 제1 전동기(150)에 인가되는 a상, b상 및 c상 전압이 제2 전동기(160)에도 인가된다. 또한, 제1 전동기(150)의 부하와 제2 전동기(160)의 부하가 동일하므로, 제1 전동기(150)에 공급되는 a상, b상 및 c상 전류는 제2 전동기(160)에 공급되는 a상, b상 및 c상 전류와 동일하다.

그러나, 외란 등에 의하여 제1 전동기(150)의 부하와 제2 전동기(160)의 부하가 상이해지면 제1 전동기(150)의 회전 속도와 제2 전동기(160)의 회전 속도가 상이해지고, 제1 전동기(150)의 회전자의 위치(θ1)와 제2 전동기(160)의 회전자의 위치(θ2)가 상이해진다. 또한, 제1 전동기(150)의 d1축-q1축과 제2 전동기(160)의 d2축-q2축이 서로 상이해진다.

도 6는 일 실시예에 의한 동력 장치의 제1 전동기의 부하와 제2 전동기의 부하가 상이한 경우 제1 전동기와 제2 전동기에 인가되는 dq축 전압을 도시하고, 도 7는 일 실시예에 의한 동력 장치의 제1 전동기의 부하와 제2 전동기의 부하가 상이한 경우 제2 전동기에 공급되는 dq축 전류를 도시한다.

제1 전동기(150)의 부하와 제2 전동기(160)의 부하가 상이한 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 전동기(150)의 d1축-q1축과 제2 전동기(160)의 d2축-q2축이 서로 어긋나게 된다.

제1 전동기(150)의 d1축-q1축과 제2 전동기(160)의 d2축-q2축이 서로 어긋난 결과 제1 전동기(150) 및 제2 전동기(160)에 dq축 전압 <V0>을 인가하면, 제1 전동기(150)에는 "V0d1"의 d1축 전압과 "V0q1"의 q1축 전압이 인가되는 반면 제2 전동기(160)에는 "V0d2'"의 d2축 전압과 "V0q2'"의 q2축 전압이 인가된다.

이와 같이 제1 전동기(150)에 인가되는 d1-q1축 전압과 제2 전동기(160)에 인가되는 d2-q2축 전압이 상이하므로 제1 전동기(150)에 공급되는 d1-q1축 전류와 제2 전동기(160)에 공급되는 d2-q2 전류가 상이해진다.

제2 전동기(160)에 포함된 회전자의 회전에 의한 역기전력 <E0'>은 도 7에 도시된 바와 같이 제2 전동기(160)의 q2축과 나란하게 발생된다. 또한, 제2 전동기(160)에 인가된 dq축 전압 <V0>와 제2 전동기(160)의 역기전력 <E0'>의 벡터 차는 제2 전동기(160)에 포함된 코일에 의한 전압 강하 <ωr*Ls*I0'>가 된다.

또한, 제2 전동기(160)에 인가된 dq축 전압 <V0>에 의한 제2 전동기(160)의 dq축 전류 <I0'>는 코일에 의한 전압 강하 <ωr*Ls*I0'>와 수직한 방향이 된다. 즉, 제2 전동기(160)에는 도 7에 도시된 "I0d2'"의 d2축 전류와 "I0q2'"의 q축 전류가 공급된다.

이와 같이 제2 전동기(160)에 공급된 dq축 전류 <I0'>는 제1 전동기(150)에 공급되는 dq축 전류 <I0>와 상이하다. 즉, 제1 전동기(150)에 공급되는 제1 구동 전류(Iabc1)와 제2 전동기(150)에 공급되는 제2 구동 전류(Iabc2)가 상이하다.

다시 말해, 제1 전동기(150)의 부하와 제2 전동기(160)의 부하가 상이한 경우, 제어부(200)는 더 이상 제1 전동기(150)의 구동 전류(Iabc1)와 제1 전동기(150)의 회전 속도(ω1)를 기초로 제2 전동기(160)를 제어할 수 없게 된다.

이와 같이 제1 전동기(150)의 부하와 제2 전동기(160)의 부하가 상이한 경우, 제어부(200)가 제1 전동기(150)의 출력 토크의 변화없이 제2 전동기(160)의 출력 토크를 변화시키기 위해서 제1 전동기(150)의 d1축 전류(Id1)를 변경시킬 수 있다.

[수학식 2]에 의하면 전동기의 출력 토크(Te)는 전동기의 q축 전류(Iqk)에 의존하기 때문에 제1 전동기(150)의 d1축 전류(Id1)를 변경하더라도 제1 전동기(150)의 출력 토크에는 영향이 없다.

이와 같이, 제1 전동기(150)의 출력 토크를 일정하게 유지시키기 위하여 제어부(200)는 제1 전동기(150)의 q1축 전류는 일정하게 고정시키고, 제2 전동기(160)의 출력 토크를 변화시키기 위하여 제1 전동기(150)의 d1축 전류를 변화시킬 수 있다.

제1 전동기(150)의 d1축-q1축과 제2 전동기(160)의 d2축-q2축이 서로 어긋나 있으므로 제1 전동기(150)의 d1축 전류가 변화하면 제2 전동기(160)는 d2축 전류 뿐만 아니라 q2축 전류도 변화하고, q2축 전류의 변화로 인하여 제2 전동기(160)의 출력 토크가 변화한다.

요약하면, 제1 전동기(150)의 d1축 전류를 변화시켜 제2 전동기(160)의 출력 토크를 변화시킬 수 있다.

도 8은 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 제1 전동기의 d축 전류를 변화시키는 것을 도시한다. 또한, 도 9는 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 제1 전동기의 d축 전류를 변화시키는 경우, 제1 전동기 및 제2 전동기에 인가되는 dq축 전압을 도시하고, 도 10은 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 제1 전동기의 d축 전류를 변화시키는 경우, 제2 전동기에 공급되는 dq축 전류를 도시한다.

도 8에 도시된 바와 같이 제어부(200)는 초기 dq축 전류 <I0>에 d1축 전류 "I1d1"을 부가하여, 제1 전동기(150)에 dq축 전류 <I1>가 공급되도록 할 수 있다.

이를 위하여, 제어부(200)는 역기전력 <E0>과 코일에 의한 전압 강하 <ωr*Ls*I1>의 벡터 합에 해당하는 dq축 전압 <V1>이 제1 전동기(150) 및 제2 전동기(160)에 인가되도록 구동부(120)를 제어한다. 다시 말해, 제어부(200)는 제1 전동기(150) 및 제2 전동기(160)에 "V0d1(=V1d1)"의 d1축 전압과 "V0q1+ωr*Ls*I1d1 (=V1q1)"의 q1축 전압을 인가하도록 구동부(120)를 제어한다.

제1 전동기(150)에 dq축 전압 <V1>을 인가하면 제2 전동기(160)에는 dq축 전압 <V2>가 인가되며, 제1 전동기(150)와 제2 전동기(160)는 서로 병렬로 연결되어 있으므로 <V1>과 <V2>는 서로 같다.

그러나, 제1 전동기(150)의 d1-q1축과 제2 전동기(160)의 d2-q2축은 서로 어긋나 있으므로 제2 전동기(160)에는 도 9에 도시된 바와 같이 "V2d2"의 d2축 전압과 "V2q2"의 q2축 전압이 인가된다.

제2 전동기(160)에 포함된 회전자의 회전에 의한 역기전력 <E2>은 도 10에 도시된 바와 같이 제2 전동기(160)의 q2축과 나란하게 발생한다. 또한, 제2 전동기(160)에 인가된 dq축 전압 <V2>와 제2 전동기(160)의 역기전력 <E2>의 벡터 차는 제2 전동기(160)에 포함된 코일에 의한 전압 강하 <ωr*Ls*I2>가 된다.

또한, 제2 전동기(160)에 인가된 dq축 전압 <V2>에 의한 제2 전동기(160)의 dq축 전류 <I2>는 코일에 의한 전압 강하 <ωrLsI0>와 수직한 방향이 된다. 즉, 제2 전동기(160)에는 도 10에 도시된 "I2d2"의 d2축 전류와 "I2q2"의 q축 전류가 공급된다.

제1 전동기(150)에 dq축 전류 <I1>에 공급되는 경우에 제2 전동기(160)에 공급되는 dq축 전류 <I2>는 제1 전동기(150)의 d축 전류가 변경되기 전의 제2 전동기(160)의 dq축 전류인 <I0'> (도 7 참조)와 상이하다. 그 결과, 제1 전동기(150)의 d1축 전류가 변경된 후의 제2 전동기(160)의 출력 토크는 제1 전동기(150)의 d1축 전류가 변경되기 전의 제2 전동기(160)의 출력 토크와 상이해진다.

이와 같은 원리로 제1 전동기(150)의 부하와 제2 전동기(160)의 부하가 상이한 경우, 제어부(200)는 제1 전동기(150)의 d축 전류를 변경함으로써 제2 전동기(160)의 출력 토크를 변경시킬 수 있다.

제1 전동기(150)의 부하와 제2 전동기(160)의 부하가 상이한 경우, 제어부(200)는 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2)가 제1 전동기(150)의 회전 속도(ω1)와 동일해지도록 제1 전동기(150)의 d축 전류를 변경할 수 있다.

예를 들어, 제어부(200)는 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2)를 피드백(feed-back)받고, 비례 제어기(Proportional Controller: P), 비례 적분 제어기(Proportional Integral Controller: PI) 또는 비례 적분 미분 제어기(Proportional Integral Derivative Controller: PID) 등을 이용하여 제1 전동기(150)의 회전 속도(ω1)와 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2)의 차이가 "0"이 되도록 제1 전동기(150)의 d축 전류(Id1)를 제어할 수 있다.

이하에서는 상술한 바와 같은 기능을 수행하는 제어부(200)의 구성에 대하여 설명한다.

도 11은 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 제어부의 일 예를 도시하고, 도 12는 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 d축 전류지령 생성부의 일 예를 도시한다.

도 11 및 도 12를 참조하면 제어부(200)는 제1 속도 산출부(221), 제2 속도 산출부(222), 고정 좌표계 변환부(231), 회전 좌표계 변환부(232), 속도 제어부(240), q축 전류 제어부(250), d축 전류지령 생성부(260), d축 전류 제어부(270), 역 회전 좌표계 변환부(281), 역 고정 좌표계 변환부(282), 펄스 폭 변조부(290)를 포함한다.

제1 속도 산출부(221)는 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)를 기초로 제1 전동기(150)의 회전 속도(ω1)를 산출한다. 예를 들어, 제1 속도 산출부(222)는 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)를 미분하여 제1 전동기(150)의 회전 속도(ω1)를 산출할 수 있다.

제2 속도 산출부(222)는 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 기초로 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2)를 산출한다.

고정 좌표계 변환부(231)는 [수학식 3]을 이용하여 a상, b상 및 c상 전류를 고정 백터 좌표계 α축 β축 전류로 변환한다.

[수학식 3]

(단, Iα는 고정 벡터 좌표계 α축 전류, Iβ는 고정 벡터 좌표계 β축 전류, Ia는 a상 전류, Ib는 b상 전류, Ic는 c상 전류이다.)

회전 좌표계 변환부(232)는 [수학식 4]를 이용하여 고정 백터 좌표계 α축 β축 전류를 회전 벡터 좌표계 d축 q축 전류로 변환한다.

[수학식 4]

(단, Id는 회전 좌표계 d축 전류, Iq는 회전 좌표계 q축 전류, θ1은 제1 전동기의 회전자 위치, Iα는 고정 벡터 좌표계 α축 전류, Iβ는 고정 벡터 좌표계 β축 전류이다.)

결국, 제1 고정 좌표계 변환부(231)와 회전 좌표계 변환부(232)는 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)를 기초로 a상, b상 및 c상 전류를 회전 벡터 좌표계 d축 q축 전류로 변환한다.

속도 제어부(240)는 외부에서 입력되는 속도 지령(ω*)과 제1 전동기(150)의 회전 속도(ω1)를 비교하고, 비교 결과에 따라 q축 전류 지령(Iq*)을 출력한다. 속도 제어부(240)는 비례 제어기, 비례 적분 제어기 또는 비례 적분 미분 제어기를 포함할 수 있다.

q축 전류 제어부(250)는 속도 제어부(240)가 출력하는 q축 전류 지령(Iq*)과 제1 전동기(150)의 q축 전류(Iq1)를 비교하고, 비교 결과에 따라 q축 전압 지령(Vq*)을 출력한다. q축 전류 제어부(250) 역시 비례 제어기, 비례 적분 제어기 또는 비례 적분 미분 제어기를 포함할 수 있다.

d축 전류지령 생성부(260)는 제1 전동기(150)의 회전 속도(ω1), 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2), 제1 회전자의 위치(θ1) 및 제2 회전자의 위치(θ2)를 기초로 d축 전류 지령(Id*)을 출력한다.

구체적으로, d축 전류지령 생성부(260)는 제1 전동기(150)의 회전 속도(ω1)와 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2) 사이의 차이 및 제1 회전자의 위치(θ1)와 제2 회전자의 위치(θ2) 사이의 차이를 기초로 d축 전류 지령(Id1*)을 생성한다.

d축 전류지령 생성부(260)는 제1 전동기(150)의 회전 속도(ω1)와 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2) 사이의 차이를 기초로 d축 전류 지령(Id1*)을 생성하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 전동기(150)의 회전 속도(ω1)는 속도 지령(ω*)을 추종하므로, d축 전류지령 생성부(260)는 속도 지령(ω*)과 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2) 사이의 차이를 기초로 d축 전류 지령(Id1*)을 생성할 수 있다.

d축 전류 제어부(270)는 d축 전류지령 생성부(260)가 출력하는 d축 전류지령(Id*)과 제1 전동기(150)의 d축 전류(Id1)를 비교하고, 비교 결과에 따라 d축 전압 지령(Vd*)을 출력한다. d축 전류 제어부(270) 역시 비례 제어기, 비례 적분 제어기 또는 비례 적분 미분 제어기를 포함할 수 있다.

역 회전 좌표계 변환부(281)는 [수학식 5]를 이용하여 회전 벡터 좌표계 d축 q축 전압을 고정 벡터 좌표계 α축 β축 전압으로 변환한다.

[수학식 5]

(단, Vα는 고정 벡터 좌표계 α축 전압, Vβ는 고정 벡터 좌표계 β축 전압, θ1은 제1 전동기의 회전자 위치, Vd는 회전 좌표계 d축 전압, Vq는 회전 좌표계 q축 전압이다.)

역 고정 좌표계 변환부(282)는 [수학식 6]를 이용하여 고정 벡터 좌표계 α축 β축 전압을 a상, b상 및 c상 전압으로 변환한다.

[수학식 6]

(단, Va는 a상 전압, Vb는 b상 전압, Vc는 c상 전압, Vα는 고정 벡터 좌표계 α축 전압, Vβ는 고정 벡터 좌표계 β축 전압이다.)

결국, 역 회전 좌표계 변환부(281)와 역 고정 좌표계 변환부(282)는 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)를 기초로 d축 q축 전압을 회전 벡터 좌표계 a상, b상 및 c상 전압으로 변환한다.

펄스 폭 변조부(290)는 a, b 및 c상 전압(Vabc)을 기초로 구동부(120)에 제공할 제어 신호(Vpwm)를 생성한다. 구체적으로, a, b 및 c상 전압(Vabc) 각각을 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM)하여 구동부(120)에 포함된 복수의 스위칭 회로를 온/오프하는 제어 신호(Vpwm)를 출력한다.

도 12는 일 실시예에 의한 동력 장치에 포함된 제1 전동기 및 제2 전동기의 회전 속도, d축 전류 및 q축 전류를 도시한다.

도 12의 (a)를 참조하면, 최초에 제1 전동기(150)d와 제2 전동기(160)에 같은 부하를 부가하다가 50ms 후에 제2 전동기(160)의 부하를 20% 감소시킨다.

그 결과, 도 12의 (d)에 도시된 바와 같이 0ms에서 50ms까지의 제1 전동기(150)와 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω1, ω2)는 서로 동일하다. 그러나, 제2 전동기(160)의 부하가 20% 감소하는 50ms 이후에는 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2)가 변동된다. 구체적으로, 도 12의 (d)에 도시된 바와 같이 제2 전동기(160)의 부하의 감소로 인하여 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2)가 증가한다.

제1 전동기(150)의 회전 속도(ω1)와 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2) 사이에 차이가 감지되면 제어부(200)는 도 12의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같이 제1 전동기(150)의 q축 전류(Iq1)는 일정하게 유지한 채 제1 전동기(150)의 d축 전류(ld1)를 변화시킨다.

제1 전동기(150)의 d축 전류(ld1)의 변화로 인하여 도 12의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같이 제2 전동기(160)의 d축 전류(Id2) 뿐만 아니라 제2 전동기(160)의 q축 전류(Iq2)도 변화한다. 구체적으로, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 제2 전동기(160)의 q축 전류(Iq2)가 감소한다.

또한, 제2 전동기(160)의 q축 전류(Iq2)의 감소로 인하여, 제2 전동기(160)의 회전 속도는 그 증가폭이 감소하다가 결국 감소한다.

이와 같은 과정에 의하여 제2 전동기(160)의 부하의 감소가 발생한 이후 대략 100ms후 즉 150ms가 경과한 후에는 제1 전동기(150)의 회전 속도(ω1)와 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2)가 거의 동일해진다. 또한, 제1 전동기(150)의 d축 전류(Id1), 제2 전동기(160)의 d축 및 q축 전류(Id2, Iq2)의 변동도 거의 사라진다.

다만, 제2 전동기(160)의 q축 전류(Iq2)는 제2 전동기(160)의 부하의 감소로 인하여 제1 전동기(160)의 q축 전류(Iq1)보다 작아진다.

이상에서는 일 실시예에 의한 동력 장치에 대하여 설명하였다.

이하에서는 다른 일 실시예에 의한 동력 장치에 대하여 설명한다. 또한, 다른 일 실시예에 의한 동력 장치 가운데 일 실시예에 의한 동력 장치와 동일한 구성에 대해서는 일 실시예에 의한 동력 장치와 동일한 도면 부호를 이용하고, 그 설명을 생략한다.

도 13은 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시하고, 도 14는 도 13에 도시된 동력 장치에 포함된 제어부의 일 예를 도시한다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 동력장치(101)는 전원부(110), 구동부(120), 제1 전동기(150), 제2 전동기(160), 제1 전류 검출부(130), 제2 전류 검출부(140), 제1 위치 검출부(170), 제어부(201)를 포함한다.

또한, 제어부(201)는 제1 속도 산출부(221), 제2 속도/위치 산출부(224), 고정 좌표계 변환부(231), 회전 좌표계 변환부(232), 속도 제어부(240), q축 전류 제어부(250), d축 전류지령 생성부(260), d축 전류 제어부(270), 역 회전 좌표계 변환부(281), 역 고정 좌표계 변환부(282), 펄스 폭 변조부(290)를 포함한다.

전원부(110), 구동부(120), 제1 전동기(150), 제1 전류 검출부(130), 제2 전류 검출부(140), 제1 속도 산출부(221), 고정 좌표계 변환부(231), 회전 좌표계 변환부(232), 속도 제어부(240), q축 전류 제어부(250), d축 전류지령 생성부(260), d축 전류 제어부(270), 역 회전 좌표계 변환부(281), 역 고정 좌표계 변환부(282), 펄스 폭 변조부(290)에 대해서는 그 설명을 생략한다.

제2 전류 검출부(140)는 각각 제2 전동기(160)에 공급되는 제2 구동 전류(Iabc2)를 검출한다.

또한, 제2 전류 검출부(140)은 적어도 2개의 전류 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 전류 검출부(10)는 제2 전동기(160)의 a상 입력단자에 공급되는 a상 전류를 검출하는 a상 전류 센서와 제2 전동기(160)의 b상 입력단자에 공급되는 b상 전류를 검출하는 b상 전류 센서를 포함할 수 있다. 만일, 제2 전류 검출부(140)가 a상 전류와 b상 전류를 검출하면 제어부(201)가 a상 전류와 b상 전류를 기초로 c상 전류를 산출할 수 있다.

물론 제2 전류 검출부(140)가 b상 전류를 검출하는 b상 전류 센서와 c상 전류를 검출하는 c상 전류 센서를 포함하거나, c상 전류를 검출하는 c상 전류 센서와 a상 전류를 검출하는 a상 전류 센서를 포함할 수도 있다.

대전류를 검출하기 위해서 제2 전류 검출부(120)에 포함되는 적어도 2개의 전류 센서는 구동 전류의 크기를 비례 감소시키는 변류기(current transformer: CT)와 비례 감소된 전류의 크기를 검출하는 전류계(ampere meter)를 포함할 수 있다. 다시 말해, 전류 센서는 변류기를 이용하여 구동 전류의 크기를 비례 감소시킨 후 비례 감소된 전류의 크기를 측정함으로써 제2 구동 전류를 검출할 수 있다.

고정 좌표계 변환부(231)는 제1 a상 b상 c상 전류(Iabc1)를 고정 벡터 좌표계 제1 α축 β축 전류(Iαβ1)로 변환할 뿐만 아니라 제2 a상 b상 c상 전류(Iabc2)도 고정 벡터 좌표계 제2 α축 β축 전류(Iαβ2)로 변환한 한다.

제2 속도/위치 산출부(224)는 고정 벡터 좌표계 제2 α축 β축 전류(Iαβ2)와 고정 벡터 좌표계 α축 β축 전압(Vαβ)을 기초로 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2)와 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 산출한다.

구체적으로 제2 속도/위치 산출부(224)는 고정 벡터 좌표계 제2 α축 β축 전류(Iαβ2)와 고정 벡터 좌표계 α축 β축 전압(Vαβ)를 이용하여 전동기 모델(motor model)을 이용하여 제2 전동기(160)의 역기전력을 추정한다. 전동기에 인가되는 구동 전압은 고정자의 코일에 의한 전압 강하와 역기전력의 합과 같으므로 α축 β축 전압과 α축 β축 전류를 이용하여 역기전력을 추정할 수 있다.

이후, 제2 속도/위치 산출부(224)는 추정된 역기전력을 기초로 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2)를 산출하고, 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2)를 시간에 대하여 적분하여 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 산출한다.

도 14에는 도시되지 않았으나 더욱 정확히 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2)를 산출하기 위하여 제2 속도/위치 산출부(224)는 산출된 제2 전동기(160)의 회전 속도(ω2)를 피드백하여 입력받을 수 있다.

도 1 및 도 11과 도 13 및 도 14를 비교하면, 도 13에 도시된 동력 장치(101)는 도 1에 도시된 동력 장치(100)에 비하여 제2 위치 검출부(140)와 제2 속도 산출부(222)가 생략되고, 제2 전류 검출부(140)와 제2 속도/위치 산출부(224)가 추가로 마련된다.

도 1에 도시된 동력 장치(100)는 제1 전류 검출부(130)를 이용하여 제1 전동기(150)의 제1 구동 전류(Iabc1)를 검출하고, 제1 위치 검출부(170)를 이용하여 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)를 검출하고, 제2 위치 검출부(180)를 이용하여 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 검출한다.

반면, 도 13에 도시된 동력 장치(101)는 제1 전류 검출부(130)를 이용하여 제1 전동기(150)의 제1 구동 전류(Iabc1)를 검출하고, 제1 위치 검출부(170)를 이용하여 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)를 검출하고, 제2 전류 검출부(140)와 제2 속도/위치 산출부(224)를 이용하여 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 검출한다.

결국, 도 1에 도시된 동력 장치(100)는 홀 센서 등의 센서를 이용하여 제1 전동기(150) 및 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ1, θ2)를 검출하며, 도 13에 도시된 동력 장치(101)는 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)는 센서를 이용하여 검출하고 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)는 센서없이 제2 전동기(160)의 제2 구동 전류(Iabc2)를 이용하여 검출한다.

도 15는 또 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시하고, 도 16은 도 15에 도시된 동력 장치에 포함된 제어부의 일 예를 도시한다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 동력 장치(102)는 전원부(110), 구동부(120), 제1 전동기(150), 제2 전동기(160), 제1 전류 검출부(130), 총 전류 검출부(190), 제어부(202)를 포함한다.

또한, 제어부(202)는 제2 전류 산출부(212), 제1 속도 산출부(221), 제2 속도/위치 산출부(224), 고정 좌표계 변환부(231), 회전 좌표계 변환부(232), 속도 제어부(240), q축 전류 제어부(250), d축 전류지령 생성부(260), d축 전류 제어부(270), 역 회전 좌표계 변환부(281), 역 고정 좌표계 변환부(282), 펄스 폭 변조부(290)를 포함한다.

이미 설명한 구성에 대해서는 그 설명이 생략된다.

총 전류 검출부(190)는 제1 전동기(150)의 제1 구동 전류(Iabc1)와 제2 전동기(160)의 제2 구동 전류(Iabc2)를 합한 총 구동 전류(Iabct)를 검출한다. 구체적으로, 총 전류 검출부(190)는 제1 a상 구동 전류와 제2 a상 구동 전류를 합한 a상 총 구동 전류, 제1 b상 구동 전류와 제2 b상 구동 전류를 합한 총 b상 구동 전류 및 제1 c상 구동 전류와 제2 c상 구동 전류를 합한 총 c상 구동 전류 가운데 적어도 2개 상의 총 구동 전류를 검출하는 적어도 2개의 전류 센서를 포함할 수 있다.

또한, 전류 센서는 구동 전류의 크기를 비례 감소시키는 변류기(current transformer: CT)와 비례 감소된 전류의 크기를 검출하는 전류계(ampere meter)를 포함할 수 있다.

여기서, 총 전류 검출부(190)가 검출하는 적어도 2개 상의 총 전류는 제1 전류 검출부(130)가 검출하는 2개 상의 제1 구동 전류와 동일한 상인 것이 바람직하다.

제2 전류 산출부(212)는 총 구동 전류(Iabct)와 제1 구동 전류(Iabc1)를 기초로 제2 구동 전류(Iabc2)를 산출한다. 구체적으로, 제2 전류 산출부(212)는 서로 같은 상의 총 구동 전류(Iabct)와 제1 구동 전류(labc1) 사이의 차이를 산출함으로써 제2 구동 전류(Iabc2)를 산출한다.

예를 들어, 총 전류 검출부(190)와 제1 전류 검출부(130)가 각각 a상과 c상의 구동 전류를 검출한 경우, 제2 전류 산출부(212)는 총 a상 구동 전류와 제1 a상 구동 전류의 차이에 해당하는 제2 a상 구동 전류를 산출할 수 있다. 또한, 제2 전류 산출부(212)는 총 c상 구동 전류와 제1 c상 구동 전류의 차이에 해당하는 제2 c상 구동 전류를 산출할 수 있다.

도 1 및 도 11과 도 15 및 도 16을 비교하면, 도 13에 도시된 동력 장치(102)는 도 1에 도시된 동력 장치(100)에 비하여 제2 위치 검출부(120)와 제2 속도 산출부(222)가 생략되고, 총 전류 검출부(190)와 제2 전류 산출부(212)와 제2 속도/위치 산출부(224)가 추가로 마련된다.

도 1에 도시된 동력 장치(100)는 제2 위치 검출부(180)를 이용하여 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 검출하는 반면, 도 15에 도시된 동력 장치(102)는 총 전류 검출부(190)와 제2 전류 산출부(212)와 제2 속도/위치 산출부(224)를 이용하여 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 검출한다.

결국, 도 1에 도시된 동력 장치(100)는 홀 센서 등의 센서를 이용하여 제1 전동기(150) 및 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ1, θ2)를 검출하며, 도 15에 도시된 동력 장치(102)는 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)는 센서를 이용하여 검출하고 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)는 센서없이 제2 전동기(160)의 제2 구동 전류(Iabc2)를 이용하여 검출한다.

또한, 도 15에 도시된 동력 장치(102)는 총 전류 검출부(190)를 이용하여 구동부(120)가 공급하는 총 구동 전류를 검출할 수 있으므로, 총 전류 검출부(190)가 검출한 총 구동 전류를 기준 전류와 비교하여 구동부(120)에 과전류가 흐르는지를 판단할 수 있다. 구동부(120)에 과전류가 흐르는 것으로 판단되면 동력 장치(102)를 별도로 마련된 보호 회로를 이용하여 구동부(120)에 흐르는 구동 전류를 제한할 수도 있다.

도 17은 또 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시하고, 도 18은 도 17에 도시된 동력 장치에 포함된 구동부의 일 예를 도시한다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 동력 장치(103)는 전원부(110), 구동부(120'), 제1 전동기(150), 제2 전동기(160), 제1 전류 검출부(130), 제어부(203)를 포함한다.

또한, 제어부(203)는 제2 전류 산출부(212), 제1 속도 산출부(221), 제2 속도/위치 산출부(224), 고정 좌표계 변환부(231), 회전 좌표계 변환부(232), 속도 제어부(240), q축 전류 제어부(250), d축 전류지령 생성부(260), d축 전류 제어부(270), 역 회전 좌표계 변환부(281), 역 고정 좌표계 변환부(282), 펄스 폭 변조부(290)를 포함한다.

이미 설명한 구성에 대해서는 그 설명이 생략된다.

구동부(120')는 6 스위치 인버터(6-switch inverter)(124)와 3개의 전류 센서(CS10, CS20, CS30)를 포함할 수 있다.

구동부(120')가 6 스위치 인버터(124)를 포함하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 평활회로는 캐패시터(C10)를 포함하며, 캐패시터(C10) 양단에 직류 전원(VDD)과 접지(GND)가 형성된다.

또한, 6스위치 인버터(124)는 a상 출력 단자(OUTa), b상 출력 단자(OUTb) 및 c상 출력 단자(OUTa)를 포함하며, 3개의 출력 단자(OUTa, OUTb, OUTc)는 제1 및 제2 전동기(150, 160)의 a상, b상 및 c상 입력 단자와 연결된다.

3개의 출력 단자(OUTa, OUTb, OUTc)와 직류 전원(VDD) 사이에는 3개의 상측 스위칭 회로(S11, S21, S31)가 마련되고, 3개의 출력 단자(OUTa, OUTb, OUTc)와 접지(GND) 사이에는 3개의 하측 스위칭 회로(S12, S22, S32)와 3개의 전류 센서(CS10, CS20, CS30)가 마련된다. 또한, 3개의 하측 스위칭 회로(S12, S22, S32)와 3개의 전류 센서(CS10, CS20, CS30)는 각각 직렬로 연결된다.

각각의 3개의 전류 센서(CS10, CS20, CS30)는 3개의 하측 스위칭 회로(S12, S22, S32)에 흐르는 전류를 전압으로 변한하는 션트 저항(R10, R20, R30), 션트 저항(R10, R20, R30)의 양단에 인가되는 전압을 감지하는 증폭기(O10, O20, O30)를 포함한다.

전류 센서(CS10, CS20, CS30)는 하측 스위칭 회로(S12, S22, S32)에 흐르는 전류를 감지하여 총 구동 전류(Iabct)를 출력한다.

전류 센서(CS10, CS20, CS30)를 포함하는 구동부(120')는 고가의 변류기와 전류계를 대신하여 저가의 션트 저항(R10, R20, R30)과 증폭기(O10, O20, O30)를 이용하여 구동부(120')가 제1 전동기(150) 및 제2 전동기(160)에 공급하는 총 전류를 검출할 수 있다.

도 18은 3개의 전류 센서(CS10, CS20, CS30)를 포함하는 구동부(120')를 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 접지선(GND)에 흐르는 전류를 검출하는 단일의 전류 센서를 포함할 수도 있다.

도 15 및 도 16에 도시된 동력 장치(102)와 비교하면, 도 17 및 도 18에 도시된 동력 장치(103)는 총 전류 검출기(190)를 배제하고, 전류 센서(CS10, CS20, CS30)를 포함하는 구동부(120')를 마련하여 총 구동 전류(Iabct)를 검출한다.

제어부(203)는 도 15 및 도 16에 도시된 동력 장치(102)의 제어부(202)와 같은 구성을 갖을 수 있다.

또한, 도 1 및 도 11에 도시된 동력 장치(100)와 비교하면, 도 1에 도시된 동력 장치(100)는 제2 위치 검출부(180)를 이용하여 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 검출하는 반면, 도 17에 도시된 동력 장치(103)는 전류 센서(CS10, CS20, CS30)를 포함하는 구동부(120'), 제2 전류 산출부(212) 및 제2 속도/위치 산출부(224)를 이용하여 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 검출한다.

결국, 도 1에 도시된 동력 장치(100)는 홀 센서 등의 센서를 이용하여 제1 전동기(150) 및 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ1, θ2)를 검출하며, 도 17에 도시된 동력 장치(101)는 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)는 센서를 이용하여 검출하고 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)는 센서없이 제2 전동기(160)의 제2 구동 전류(Iabc2)를 이용하여 검출한다.

도 19는 또 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시하고, 도 20은 도 19에 도시된 동력 장치에 포함된 제어부의 일 예를 도시한다.

도 19 및 도 20을 참조하면, 동력장치(104)는 전원부(110), 구동부(120), 제1 전동기(150), 제2 전동기(160), 제1 전류 검출부(130), 제2 위치 검출부(180), 제어부(204)를 포함한다.

또한, 제어부(204)는 제1 속도/위치 산출부(223), 제2 속도 산출부(222), 고정 좌표계 변환부(231), 회전 좌표계 변환부(232), 속도 제어부(240), q축 전류 제어부(250), d축 전류지령 생성부(260), d축 전류 제어부(270), 역 회전 좌표계 변환부(281), 역 고정 좌표계 변환부(282), 펄스 폭 변조부(290)를 포함한다.

이미 설명한 구성에 대해서는 그 설명이 생략한다.

제1 속도/위치 산출부(223)는 고정 벡터 좌표계 제1 α축 β축 전류(Iαβ1)와 고정 벡터 좌표계 α축 β축 전압(Vαβ)을 기초로 제1 전동기(150)의 회전 속도(ω1)와 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)를 산출한다.

구체적으로 제1 속도/위치 산출부(223)는 고정 벡터 좌표계 제1 α축 β축 전류(Iαβ1)와 고정 벡터 좌표계 α축 β축 전압(Vαβ)를 이용하여 전동기 모델(motor model)을 이용하여 제1 전동기(150)의 역기전력을 추정한다. 전동기에 인가되는 구동 전압은 고정자의 코일에 의한 전압 강하와 역기전력의 합과 같으므로 α축 β축 전압과 α축 β축 전류를 이용하여 역기전력을 추정할 수 있다.

이후, 제1 속도/위치 산출부(223)는 추정된 역기전력을 기초로 제1 전동기(10)의 회전 속도(ω1)를 산출하고, 제1 전동기(10)의 회전 속도(ω1)를 시간에 대하여 적분하여 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)를 산출한다.

도 20에는 도시되지 않았으나 더욱 정확히 제1 전동기(10)의 회전 속도(ω1)를 산출하기 위하여 제1 속도/위치 산출부(223)는 산출된 제1 전동기(150)의 회전 속도(ω1)를 피드백하여 입력받을 수 있다.

도 1 및 도 11과 도 19 및 도 20을 비교하면, 도 19에 도시된 동력 장치(104)는 도 1에 도시된 동력 장치(100)에 비하여 제1 위치 검출부(130)와 제1 속도 산출부(221)가 생략되고, 제1 속도/위치 산출부(223)가 추가로 마련된다.

도 19에 도시된 동력 장치(104)는 제1 전류 검출부(130)를 이용하여 제1 전동기(150)의 제1 구동 전류(Iabc1)를 검출하고, 제1 전류 검출부(130)와 제1 속도/위치 산출부(223)를 이용하여 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)를 검출하고, 제2 위치 검출부(180)를 이용하여 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 검출한다.

결국, 도 19에 도시된 동력 장치(104)는 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)는 센서없이 제2 전동기(160)의 제2 구동 전류(Iabc2)를 이용하여 검출하고 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)는 센서를 이용하여 검출한다.

도 21은 또 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시하고, 도 22는 도 21에 도시된 동력 장치에 포함된 제어부의 일 예를 도시한다.

도 21 및 도 22를 참조하면, 동력장치(105)는 전원부(110), 구동부(120), 제1 전동기(150), 제2 전동기(160), 제1 전류 검출부(130), 제2 전류 검출부(140), 제어부(205)를 포함한다.

또한, 제어부(205)는 제1 속도/위치 산출부(223), 제2 속도/위치 산출부(224), 고정 좌표계 변환부(231), 회전 좌표계 변환부(232), 속도 제어부(240), q축 전류 제어부(250), d축 전류지령 생성부(260), d축 전류 제어부(270), 역 회전 좌표계 변환부(281), 역 고정 좌표계 변환부(282), 펄스 폭 변조부(290)를 포함한다.

도 1 및 도 11과 도 21 및 도 22를 비교하면, 도 21에 도시된 동력 장치(105)는 도 1에 도시된 동력 장치(100)에 비하여 제1 위치 검출부(130), 제1 속도 산출부(221), 제2 위치 검출부(140)와 제2 속도 산출부(222)가 생략되고, 제1 속도/위치 산출부(223), 제2 전류 검출부(140)와 제2 속도/위치 산출부(224)가 추가로 마련된다.

도 21에 도시된 동력 장치(105)는 제1 전류 검출부(130)를 이용하여 제1 전동기(150)의 제1 구동 전류(Iabc1)를 검출하고, 제1 전류 검출부(130)와 제1 속도/위치 산출부(223)를 이용하여 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)를 검출하고, 제2 전류 검출부(140)와 제2 속도/위치 산출부(224)를 이용하여 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 검출한다.

결국, 도 21에 도시된 동력 장치(105)는 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)와 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 센서없이 제1 전동기(150)의 제1 구동 전류(Iabc1)와 제2 전동기(160)의 제2 구동 전류(Iabc2)를 이용하여 검출한다.

도 23은 또 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시하고, 도 24는 도 23에 도시된 동력 장치에 포함된 제어부의 일 예를 도시한다.

도 23 및 도 24를 참조하면, 동력장치(106)는 전원부(110), 구동부(120), 제1 전동기(150), 제2 전동기(160), 제1 전류 검출부(130), 총 전류 검출부(190), 제어부(206)를 포함한다.

또한, 제어부(206)는 제2 전류 산출부(212), 제1 속도/위치 산출부(223), 제2 속도/위치 산출부(224), 고정 좌표계 변환부(231), 회전 좌표계 변환부(232), 속도 제어부(240), q축 전류 제어부(250), d축 전류지령 생성부(260), d축 전류 제어부(270), 역 회전 좌표계 변환부(281), 역 고정 좌표계 변환부(282), 펄스 폭 변조부(290)를 포함한다.

도 21 및 도 22와 도 23 및 도 24를 비교하면, 도 23에 도시된 동력 장치(106)는 도 21에 도시된 동력 장치(105)에 비하여 제2 전류 검출부(140)가 생략되고, 총 전류 검출부(190) 및 제2 전류 산출부(212)가 추가로 마련된다.

도 23에 도시된 동력 장치(106)는 제1 전류 검출부(130)를 이용하여 제1 전동기(150)의 제1 구동 전류(Iabc1)를 검출하고, 제1 전류 검출부(130)와 제1 속도/위치 산출부(223)를 이용하여 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)를 검출하고, 총 전류 검출부(190), 제2 전류 산출부(212) 및 제2 속도/위치 산출부(224)를 이용하여 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 검출한다.

결국, 도 23에 도시된 동력 장치(106)는 제1 전동기(150)의 제1 구동 전류(Iabc1)와 제2 전동기(160)의 제2 구동 전류(Iabc2)를 이용하여 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)와 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 센서없이 검출한다.

도 25는 또 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시한다.

도 25를 참조하면, 동력 장치(107)는 전원부(110), 구동부(120'), 제1 전동기(150), 제2 전동기(160), 제1 전류 검출부(130), 제어부(207)를 포함한다.

구동부(120')는 도 18에 도시된 구동부(120')와 같이 a상, b상 및 c상 구동 전류를 검출할 수 있으며, 제어부(207)는 도 24에 도시된 제어부(206, 도 24 참조)와 동일하다.

즉, 도 25에 도시된 동력 장치(107)은 제1 전류 검출부(130)를 이용하여 제1 전동기(150)의 제1 구동 전류(Iabc1)를 검출하고, 제1 전류 검출부(130)와 제1 속도/위치 산출부(223)를 이용하여 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)를 검출하고, 총 전류 검출부(190), 제2 전류 산출부(212) 및 제2 속도/위치 산출부(224)를 이용하여 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 검출한다.

결국, 도 25에 도시된 동력 장치(107)는 제1 전동기(150)의 제1 구동 전류(Iabc1)와 제2 전동기(160)의 제2 구동 전류(Iabc2)를 이용하여 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)와 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 센서없이 검출한다.

도 26은 또 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시하고, 도 27은 도 26에 도시된 동력 장치에 포함된 제어부의 일 예를 도시한다.

도 26 및 도 27을 참조하면, 동력장치(108)는 전원부(110), 구동부(120), 제1 전동기(150), 제2 전동기(160), 제2 전류 검출부(140), 총 전류 검출부(190), 제어부(208)를 포함한다.

또한, 제어부(208)는 제1 전류 산출부(211), 제1 속도/위치 산출부(223), 제2 속도/위치 산출부(224), 고정 좌표계 변환부(231), 회전 좌표계 변환부(232), 속도 제어부(240), q축 전류 제어부(250), d축 전류지령 생성부(260), d축 전류 제어부(270), 역 회전 좌표계 변환부(281), 역 고정 좌표계 변환부(282), 펄스 폭 변조부(290)를 포함한다.

도 21 및 도 22와 도 26 및 도 27을 비교하면, 도 26에 도시된 동력 장치(108)는 도 21에 도시된 동력 장치(105)에 비하여 제1 전류 검출부(130)가 생략되고, 총 전류 검출부(190) 및 제1 전류 산출부(211)가 추가로 마련된다.

도 26에 도시된 동력 장치(108)는 총 전류 검출부(190) 및 제1 전류 산출부(211)를 이용하여 제1 전동기(150)의 제1 구동 전류(Iabc1)를 검출하고, 제1 전류 검출부(130)와 제1 속도/위치 산출부(223)를 이용하여 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)를 검출하고, 총 전류 검출부(190), 제2 전류 산출부(212) 및 제2 속도/위치 산출부(224)를 이용하여 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 검출한다.

결국, 도 26에 도시된 동력 장치(108)는 제1 전동기(150)의 제1 구동 전류(Iabc1)와 제2 전동기(160)의 제2 구동 전류(Iabc2)를 이용하여 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)와 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 센서없이 검출한다.

도 28은 또 다른 일 실시예에 의한 동력 장치의 구성을 도시한다.

동력 장치(109)는 전원부(110), 구동부(120'), 제1 전동기(150), 제2 전동기(160), 제2 전류 검출부(130), 제어부(207)를 포함한다.

구동부(120')는 도 18에 도시된 구동부(120')와 같이 a상, b상 및 c상 구동 전류를 검출할 수 있으며, 제어부(207)는 도 27에 도시된 제어부(208, 도 27 참조)와 동일하다.

즉, 도 28에 도시된 동력 장치(109)은 총 전류 검출부(190) 및 제1 전류 산출부(211)를 이용하여 제1 전동기(150)의 제1 구동 전류(Iabc1)를 검출하고, 제1 전총 전류 검출부(190), 제1 전류 산출부(211)와 제1 속도/위치 산출부(223)를 이용하여 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)를 검출하고, 제2 전류 검출부(140) 및 제2 속도/위치 산출부(224)를 이용하여 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 검출한다.

결국, 도 28에 도시된 동력 장치(109)는 제1 전동기(150)의 제1 구동 전류(Iabc1)와 제2 전동기(160)의 제2 구동 전류(Iabc2)를 이용하여 제1 전동기(150)의 회전자 위치(θ1)와 제2 전동기(160)의 회전자 위치(θ2)를 센서없이 검출한다.

이상에서는 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 개시된 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 개시된 발명으로부터 개별적으로 이해될 수 없다.

100~109: 동력 장치 110: 전원부
120, 120': 구동부 130: 제1 전류 검출부
140: 제2 전류 검출부 150: 제1 전동기
160: 제2 전동기 170: 제1 위치 검출부
180: 제1 위치 검출부 190: 총 전류 검출부
200~209: 제어부 211: 제1 전류 산출부
212: 제2 전류 산출부 221: 제1 속도 산출부
222: 제2 속도 산출부 223: 제1 속도/위치 산출부
224: 제2 속도/위치 산출부 231: 고정 좌표계 변환부
232: 회전 좌표계 변환부 240: 속도 제어부
250: q축 전류 제어부 260: d축 전류지령 생성부
261: 속도 비교기 262: 위치 비교기
263: 곱셈기 264: 가산기
270: d축 전류 제어부 281: 역 회전 좌표계 변환부
282: 역 고정 좌표계 변환부 290: 펄스 폭 변조부
<I0>, <I1>, <I2>: dq축 전류 <V0>, <V1>, <V2>: dq축 전압
<E0>: 역기전력 ωr: 회전 속도
Ls: 코일의 인덕턴스 Rs: 코일의 저항

Claims

제1 전동기;
상기 제1 전동기와 병렬로 연결되는 제2 전동기;
상기 제1 전동기 및 상기 제2 전동기에 구동 전류를 공급하는 구동부;
상기 제1 전동기의 구동 전류 및 회전 속도를 기초로 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도가 상이하면 상기 제어부는 상기 제1 전동기의 회전 속도와 제2 전동기의 회전 속도가 같아지도록 상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도 사이의 차이에 기초하여 상기 제1 전동기 및 상기 제2 전동기에 공급되는 구동 전류를 변화시키는 동력 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도가 상이하면 상기 제어부는 상기 제1 전동기의 회전 속도, 상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도 사이의 차이를 기초로 상기 구동부를 제어하는 동력 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 전동기의 구동 전류를 검출하는 제1 전류 검출부를 더 포함하는 동력 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 전동기의 회전자 위치를 검출하는 제1 위치 검출부를 더 포함하는 동력 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 전동기의 회전자 위치를 기초로 상기 제1 전동기의 회전 속도를 산출하는 동력 장치.
제4항에 있어서,
상기 제2 전동기의 회전자 위치를 검출하는 제2 위치 검출부를 더 포함하는 동력 장치.
제6항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제2 전동기의 회전자 위치를 기초로 상기 제2 전동기의 회전 속도를 산출하는 동력 장치.
제4항에 있어서,
상기 제2 전동기의 구동 전류를 검출하는 제2 전류 검출부를 더 포함하는 동력 장치.
제8항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제2 전동기의 구동 전류를 기초로 상기 제2 전동기의 회전 속도를 산출하는 동력 장치.
제4항에 있어서,
상기 구동부가 공급하는 총 구동 전류를 검출하는 총 전류 검출부를 더 포함하는 동력 장치.
제10항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 전동기의 구동 전류 및 상기 총 구동 전류를 기초로 상기 제2 전동기의 회전 속도를 산출하는 동력 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 전동기의 구동 전류를 기초로 상기 제1 전동기의 회전 속도를 산출하는 동력 장치.
제12항에 있어서,
상기 제2 전동기의 회전자 위치를 검출하는 제2 위치 검출부를 더 포함하는 동력 장치.
제13항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제2 전동기의 회전자 위치를 기초로 상기 제2 전동기의 회전 속도를 산출하는 동력 장치.
제12항에 있어서,
상기 제2 전동기의 구동 전류를 검출하는 제2 전류 검출부를 더 포함하는 동력 장치.
제15항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제2 전동기의 구동 전류를 기초로 상기 제2 전동기의 회전 속도를 산출하는 동력 장치.
제12항에 있어서,
상기 구동부가 공급하는 총 구동 전류를 검출하는 총 전류 검출부를 더 포함하는 동력 장치.
제17항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 전동기의 구동 전류 및 상기 총 구동 전류를 기초로 상기 제2 전동기의 회전 속도를 산출하는 동력 장치.
제2항에 있어서,
상기 구동부가 공급하는 총 구동 전류를 검출하는 총 전류 검출부;
상기 제2 전동기의 구동 전류를 검출하는 제2 전류 검출부를 더 포함하는 동력 장치.
제19항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제2 전동기의 구동 전류 및 총 구동 전류를 기초로 상기 제1 전동기의 구동 전류를 산출하는 동력 장치.
제20항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 전동기의 구동 전류를 기초로 상기 제1 전동기의 회전 속도를 산출하는 동력 장치.
제19항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제2 전동기의 구동 전류를 기초로 상기 제2 전동기의 회전 속도를 산출하는 동력 장치.
서로 병렬 연결되는 제1 전동기 및 제2 전동기에 구동 전류를 공급하는 구동부
상기 제1 전동기의 구동 전류 및 회전 속도를 기초로 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도가 상이하면 상기 제어부는 상기 제1 전동기의 회전 속도와 제2 전동기의 회전 속도가 같아지도록 상기 제1 전동기의 회전 속도, 상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도 사이의 차이를 기초로 상기 구동부를 제어하는 전동기 구동장치.
제23항에 있어서,
상기 제1 전동기의 구동 전류를 검출하는 제1 전류 검출부; 및
상기 제2 전동기의 구동 전류를 검출하는 제2 전류 검출부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1 전동기의 구동 전류를 기초로 상기 제1 전동기의 회전 속도를 산출하고, 상기 제2 전동기의 구동 전류를 기초로 상기 제2 전동기의 회전 속도를 산출하는 전동기 구동장치.
제23항에 있어서,
상기 제1 전동기의 구동 전류를 검출하는 제1 전류 검출부; 및
상기 구동부가 공급하는 총 구동 전류를 검출하는 총 전류 검출부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1 전동기의 구동 전류를 기초로 상기 제1 전동기의 회전 속도를 산출하고, 상기 제1 전동기의 구동 전류와 상기 총 구동 전류를 기초로 상기 제2 전동기의 회전 속도를 산출하는 전동기 구동장치.
제1 전동기;
상기 제1 전동기와 병렬로 연결되는 제2 전동기;
상기 제1 전동기 및 상기 제2 전동기에 구동 전류를 공급하는 구동부;
상기 제1 전동기의 구동 전류를 검출하는 제1 전류 검출부;
상기 제2 전동기의 구동 전류를 검출하는 제2 전류 검출부;
상기 제1 전동기의 구동 전류를 기초로 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도가 상이하면, 상기 제1 전동기의 회전 속도와 제2 전동기의 회전 속도가 같아지도록 상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도 사이의 차이에 기초하여 상기 구동부를 제어하는 동력 장치.
제26항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1 전동기의 구동 전류에 기초하여 상기 제1 전동기의 회전 속도를 식별하고, 상기 제2 전동기의 구동 전류에 기초하여 상기 제2 전동기의 회전 속도를 식별하는 동력 장치.
제1 전동기;
상기 제1 전동기와 병렬로 연결되는 제2 전동기;
상기 제1 전동기 및 상기 제2 전동기에 구동 전류를 공급하는 구동부;
상기 제1 전동기의 구동 전류를 검출하는 제1 전류 검출부;
상기 구동부에 의하여 공급되는 총 구동 전류를 검출하는 총 전류 검출부;
상기 제1 전동기의 구동 전류를 기초로 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도가 상이하면, 상기 제1 전동기의 회전 속도와 제2 전동기의 회전 속도가 같아지도록 상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도 사이의 차이에 기초하여 상기 구동부를 제어하는 동력 장치.
제28항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1 전동기의 구동 전류에 기초하여 상기 제1 전동기의 회전 속도를 식별하고, 상기 제2 전동기의 구동 전류와 상기 총 구동 전류에 기초하여 상기 제2 전동기의 회전 속도를 식별하는 동력 장치.
서로 병렬 연결되는 제1 전동기 및 제2 전동기에 구동 전류를 공급하는 구동부;
상기 제1 전동기의 구동 전류를 검출하는 제1 전류 검출부;
상기 제2 전동기의 구동 전류를 검출하는 제2 전류 검출부;
상기 제1 전동기의 구동 전류 및 회전 속도를 기초로 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도가 상이하면 상기 제어부는 상기 제1 전동기의 회전 속도와 제2 전동기의 회전 속도가 같아지도록 상기 제1 전동기의 회전 속도, 상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도 사이의 차이를 기초로 상기 구동부를 제어하는 전동기 구동장치.
제30항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 전동기의 구동 전류를 기초로 상기 제1 전동기의 회전 속도를 산출하고, 상기 제2 전동기의 구동 전류를 기초로 상기 제2 전동기의 회전 속도를 산출하는 전동기 구동장치.
서로 병렬 연결되는 제1 전동기 및 제2 전동기에 구동 전류를 공급하는 구동부;
상기 제1 전동기의 구동 전류를 검출하는 제1 전류 검출부;
상기 구동부가 공급하는 총 구동 전류를 검출하는 총 전류 검출부;
상기 제1 전동기의 구동 전류 및 회전 속도를 기초로 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도가 상이하면 상기 제어부는 상기 제1 전동기의 회전 속도와 제2 전동기의 회전 속도가 같아지도록 상기 제1 전동기의 회전 속도, 상기 제1 전동기의 회전 속도와 상기 제2 전동기의 회전 속도 사이의 차이를 기초로 상기 구동부를 제어하는 전동기 구동장치.
제32항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 전동기의 구동 전류를 기초로 상기 제1 전동기의 회전 속도를 산출하고, 상기 제1 전동기의 구동 전류와 상기 총 구동 전류를 기초로 상기 제2 전동기의 회전 속도를 산출하는 전동기 구동장치.
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