KR102310563B1 - System for predicting demagnetization of electric motor - Google Patents

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장홍석
이영훈
고영수
김남수
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현대자동차주식회사
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건국대학교 산학협력단
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
    • G01R31/343—Testing dynamo-electric machines in operation

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 전기 모터의 감자현상 예측 시스템을 제공한다. 영구자석이 포함된 전기 모터의 감자현상 예측 시스템은 상기 전기 모터의 구동을 제어하는 모터 제어기, 상기 전기 모터에서 상기 모터 제어기로 공급되는 전력선의 신호를 감지하는 전류 센서 및 상기 전력선의 신호인 전류 데이터에 기초하여 도출된 상기 전기 모터의 피드백 제어를 위한 보상값을 상기 모터 제어기로 전송하는 제어기를 포함하고, 상기 모터 제어기는 상기 보상값 중 상기 전류 데이터와 상기 전기 모터가 이상적으로 출력할 수 있는 정상 데이터를 비교하여 상기 전기 모터의 감자 현상 발생 여부를 판단한다.Provided is a system for predicting demagnetization of an electric motor according to an embodiment of the present invention. A demagnetization prediction system of an electric motor including a permanent magnet includes a motor controller for controlling the driving of the electric motor, a current sensor for detecting a signal of a power line supplied from the electric motor to the motor controller, and current data that is a signal of the power line and a controller for transmitting a compensation value for feedback control of the electric motor derived based on It is determined whether the demagnetization of the electric motor occurs by comparing the data.

Description

전기 모터의 감자현상 예측 시스템{System for predicting demagnetization of electric motor}System for predicting demagnetization of electric motor

본 발명은 전기 모터에서 발생되는 역기전력의 변화를 통해 전기 모터의 감자여부를 판단하는 전기 모터의 감자현상 예측 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a demagnetization prediction system of an electric motor that determines whether the electric motor is demagnetized through a change in back electromotive force generated in the electric motor.

전기자동차(EV: Electric Vehicle)나 하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle), 연료전지 자동차(FCEV: Fuel Cell Electric Vehicle)와 같은 친환경자동차에서는 차량 주행을 위한 구동원으로 모터(구동모터)를 사용하고 있다. Eco-friendly vehicles such as electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), and fuel cell electric vehicles (FCEVs) use a motor (drive motor) as a driving source for vehicle driving. .

한편, 친환경자동차의 모터는 영구자석 동기모터(PMSM: Permanent Magnet Synchronous Motor)가 될 수 있고, 영구자석형 모터의 경우 감자 가능성의 문제점을 안고 있다. 모터에 삽입되어 자기력을 발생시키는 영구자석의 경우 그 사용 환경(온도, 진동, 습도 등)에 의해서 그 성능이 초기에 비해 열화가 되거나 고장이 발생하는 경우가 많다. 특히, 모터에 사용되는 영구자석은 온도가 올라감에 따라 자속이 약해지고 다시 온도가 낮아지면 자속이 회복되는 성질을 가지는데, 온도가 올라감에 따라 자속이 약해지는 현상을 감자 현상이라 한다. 또한, 영구자석이 자속의 회복이 가능한 영역까지 감자되면 가역 감자라 하고, 자속의 회복이 불가능한 영역까지 감자되면 불가역 감자라 하는데, 불가역 감자가 발생한 경우 일정 온도 이상으로 온도가 상승한 뒤 다시 온도가 낮아져도 자속은 회복되지 않게 된다. 감자 현상이 발생된 경우 모터의 성능은 열화되고, 모터를 구동하기 위한 전기소모가 늘어나며, 최종적으로 모터에 고장이 발생되게 된다.On the other hand, the motor of the eco-friendly vehicle can be a permanent magnet synchronous motor (PMSM: Permanent Magnet Synchronous Motor), and in the case of a permanent magnet type motor, there is a problem of the possibility of demagnetization. In the case of a permanent magnet that is inserted into a motor to generate magnetic force, its performance is deteriorated compared to the initial stage or malfunction occurs due to the environment (temperature, vibration, humidity, etc.) of its use. In particular, the permanent magnet used in the motor has a property that the magnetic flux is weakened as the temperature rises and the magnetic flux is restored when the temperature is lowered again. In addition, when the permanent magnet is demagnetized to an area where magnetic flux can be recovered, it is called reversible demagnetization, and when demagnetized to an area where magnetic flux cannot be recovered, it is called irreversible demagnetization. Also, the magnetic flux is not recovered. When the demagnetization phenomenon occurs, the performance of the motor deteriorates, the electricity consumption for driving the motor increases, and finally, a failure occurs in the motor.

다만, 모터에 발생될 수 있는 다양한 고장 원인 중 감자 발생 여부 만을 감지할 수 있는 시스템은 존재하지 않는다. 모터에 감자가 발생되었는지를 확인하기 위해서는 모터에 발생될 수 있는 다양한 고장 원인을 모두 판단해야 한다. 즉, 모터에 고장이 발생된 후 모터에 어떠한 고장이 발생되었는지를 확인하기 위한 시간과 비용이 소모되는 문제점이 있다.However, there is no system that can detect only the occurrence of demagnetization among various causes of failure that may occur in the motor. In order to check whether demagnetization has occurred in the motor, it is necessary to determine all possible causes of various failures that may occur in the motor. That is, there is a problem in that time and money are consumed to check what kind of failure occurs in the motor after the failure occurs in the motor.

특허문헌 1: 특허등록공보 제10-1646467호(2016.08.01)Patent Document 1: Patent Registration Publication No. 10-1646467 (2016.08.01)

본 발명의 기술적 과제는 전기 모터의 감자현상의 발생 여부를 판단하기 위한 전기 모터의 감자현상 예측 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a demagnetization prediction system of an electric motor for determining whether the demagnetization of the electric motor occurs.

본 발명의 실시예에 따른 전기 모터의 감자현상 예측 시스템을 제공한다. 영구자석이 포함된 전기 모터의 감자현상 예측 시스템은 상기 전기 모터의 구동을 제어하는 모터 제어기, 상기 전기 모터에서 상기 모터 제어기로 공급되는 전력선의 신호를 감지하는 전류 센서 및 상기 전력선의 신호인 전류 데이터에 기초하여 도출된 상기 전기 모터의 피드백 제어를 위한 보상값을 상기 모터 제어기로 전송하는 제어기를 포함하고, 상기 모터 제어기는 상기 보상값 중 상기 전류 데이터와 상기 전기 모터가 이상적으로 출력할 수 있는 정상 데이터를 비교하여 상기 전기 모터의 감자 현상 발생 여부를 판단한다.Provided is a system for predicting demagnetization of an electric motor according to an embodiment of the present invention. A demagnetization prediction system of an electric motor including a permanent magnet includes a motor controller for controlling the driving of the electric motor, a current sensor for detecting a signal of a power line supplied from the electric motor to the motor controller, and current data that is a signal of the power line and a controller for transmitting a compensation value for feedback control of the electric motor derived based on It is determined whether the demagnetization of the electric motor occurs by comparing the data.

일 예에 의하여, 상기 모터 제어기는 상기 전류 데이터를 푸리에 변환을 이용하여 주파수에 따른 진폭 데이터로 변환하여 상기 전기 모터의 감자 현상 발생 여부를 판단한다. In one example, the motor controller converts the current data into amplitude data according to frequency using a Fourier transform to determine whether the demagnetization phenomenon of the electric motor occurs.

일 예에 의하여, 상기 모터 제어기는 변환된 상기 주파수에 따른 진폭 데이터에 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA) 알고리즘 또는 선형판별분석(Linear Discriminant Analysis, LDA) 알고리즘을 적용하여 데이터의 분포를 표시한다. In one example, the motor controller applies a principal component analysis (PCA) algorithm or a linear discriminant analysis (LDA) algorithm to the converted amplitude data according to the frequency to display the data distribution.

일 예에 의하여, 상기 모터 제어기는 상기 주파수에 따른 진폭 데이터를 적어도 하나 이상 수신하고, 상기 주파수에 따른 진폭 데이터의 그룹의 전류 피크값들과 기설정된 제1 진폭 기준값을 비교하여 상기 전기 모터의 감자 여부를 판단한다.By one example, the motor controller receives at least one or more amplitude data according to the frequency, and compares the current peak values of the group of amplitude data according to the frequency with a preset first amplitude reference value to demagnetize the electric motor decide whether

일 예에 의하여, 상기 모터 제어기는 상기 주파수에 따른 진폭 데이터의 그룹의 전류피크값과 기설정된 제2 진폭 기준값을 비교하여 상기 전기 모터의 감자율을 결정하고, 상기 제2 진폭 기준값은 상기 정상 데이터의 평균 진폭값을 의미한다.In one example, the motor controller determines the demagnetization rate of the electric motor by comparing the current peak value of the group of amplitude data according to the frequency with a preset second amplitude reference value, and the second amplitude reference value is the normal data means the average amplitude value of

일 예에 의하여, 상기 제어기는 상기 전기 모터에 의한 역기전력에서 추출된 상기 전류 데이터와 상기 전기 모터에 인가되는 입력 데이터의 차이에 기반한 상기 보상값을 상기 모터 제어기로 전송한다.In one example, the controller transmits the compensation value based on a difference between the current data extracted from the counter electromotive force by the electric motor and input data applied to the electric motor to the motor controller.

일 예에 의하여, 상기 모터 제어기는 상기 보상값의 진폭값에서 상기 입력 데이터의 진폭값을 뺀 값을 상기 전류 데이터의 진폭값으로 판단하고, 상기 모터 제어기는 상기 전류 데이터의 진폭값을 기준으로 상기 전기 모터의 감자 여부를 판단한다.In one example, the motor controller determines a value obtained by subtracting the amplitude value of the input data from the amplitude value of the compensation value as the amplitude value of the current data, and the motor controller determines the amplitude value of the current data based on the amplitude value of the current data. Determine whether the electric motor is demagnetized.

본 발명의 실시예에 따른 전기 모터의 감자현상 예측 방법을 제공한다. 영구자석이 포함된 전기 모터의 감자현상 예측 방법은 모터 제어기에서 상기 전기 모터로 공급되는 전력선의 신호를 전류 센서를 이용하여 감지하는 단계, 상기 제어기가 수신한 전력선의 신호의 전류 데이터에 기초하여 도출된 상기 전기 모터의 피드백 제어를 위한 보상값을 모터 제어기로 전송하는 단계 및 상기 모터 제어기를 통해 상기 보상값 중 상기 전류 데이터와 상기 전기 모터가 이상적으로 출력할 수 있는 정상 데이터를 비교하여 상기 전기 모터의 감자 현상 발생 여부를 판단하는 단계를 포함한다.Provided is a method for predicting demagnetization of an electric motor according to an embodiment of the present invention. A method for predicting demagnetization of an electric motor including a permanent magnet includes detecting a signal of a power line supplied to the electric motor from a motor controller using a current sensor, derived based on current data of a signal of a power line received by the controller transmitting a compensation value for feedback control of the electric motor to a motor controller, and comparing the current data among the compensation values with normal data that can be ideally output by the electric motor through the motor controller to the electric motor Including the step of determining whether the demagnetization of the phenomenon occurs.

일 예에 의하여, 상기 전기 모터의 피드백 제어를 위한 보상값을 모터 제어기로 전송하는 단계는 상기 제어기를 통해 상기 전류 데이터와 상기 전기 모터에 입력되는 입력 데이터를 더한 값을 보상값으로 산출하는 단계를 포함한다.As an example, the step of transmitting the compensation value for feedback control of the electric motor to the motor controller includes calculating a value obtained by adding the current data and input data input to the electric motor through the controller as a compensation value. include

일 예에 의하여, 상기 전기 모터의 감자 현상 발생 여부를 판단하는 단계는 상기 주파수에 따른 진폭 데이터와 기설정된 제1 진폭 기준값을 비교하여 상기 전기 모터의 감자여부를 판단하는 단계를 포함한다.According to an example, determining whether the demagnetization of the electric motor occurs includes determining whether the demagnetization of the electric motor is performed by comparing the amplitude data according to the frequency with a preset first amplitude reference value.

일 예에 의하여, 상기 전기 모터의 감자 현상 발생 여부를 판단하는 단계는 상기 주파수에 따른 진폭 데이터와 기설정된 제2 진폭 기준값을 비교하여 상기 전기 모터의 감자여부를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 기설정된 제2 진폭 기준값은 상기 전기 모터에 입력되는 입력 데이터의 진폭값을 의미한다.According to an example, the step of determining whether the demagnetization of the electric motor occurs comprises determining whether the demagnetization of the electric motor is performed by comparing the amplitude data according to the frequency with a preset second amplitude reference value, The set second amplitude reference value means an amplitude value of input data input to the electric motor.

일 예에 의하여, 변환된 상기 주파수에 따른 진폭 데이터에 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA) 알고리즘 또는 선형판별분석(Linear Discriminant Analysis, LDA) 알고리즘을 적용하여 데이터의 분포를 표시하는 단계를 더 포함한다.According to an example, applying a Principal Component Analysis (PCA) algorithm or a Linear Discriminant Analysis (LDA) algorithm to the converted amplitude data according to the frequency to further include displaying the distribution of the data. .

본 발명의 실시예에 따르면, 모터 제어기는 전기 모터가 출력하는 역기전력으로부터 추출된 전류 데이터에 기반하여 전기 모터의 감자여부를 판단할 수 있다. 즉, 모터 제어기는 전기 모터의 역기전력으로부터 추출된 주파수에 대한 진폭 데이터에 기반하여 전기 모터의 출력 성능이 저하되는 것을 판단할 수 있으므로, 전기 모터에 발생할 수 있는 다양한 고장 요인 중 감자여부 만을 판단할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the motor controller may determine whether the electric motor is demagnetized based on current data extracted from the back electromotive force output by the electric motor. That is, since the motor controller can determine that the output performance of the electric motor is degraded based on the amplitude data for the frequency extracted from the back electromotive force of the electric motor, it is possible to determine only the demagnetization among various failure factors that may occur in the electric motor. have.

본 발명의 실시예에 따르면, 모터 제어기는 제1 진폭 기준값과 제2 진폭 기준값에 기초하여 전기 모터의 감자발생 여부를 판단할 수 있고, 감자율을 결정할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 전기 모터의 고장 여부를 판단하여 전기 모터의 수리를 고려할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the motor controller may determine whether the demagnetization of the electric motor is generated based on the first amplitude reference value and the second amplitude reference value, and may determine the demagnetization rate. Accordingly, the user may consider repairing the electric motor by determining whether the electric motor has failed.

본 발명의 실시예에 따르면, 모터 제어기는 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA) 알고리즘 또는 선형판별분석(Linear Discriminant Analysis, LDA) 알고리즘을 적용하여 정상 데이터와 비정상 데이터의 분포를 표시할 수 있어 사용자가 전기 모터의 감자현상 발생 여부 및 감자율을 확인할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the motor controller can display the distribution of normal data and abnormal data by applying a Principal Component Analysis (PCA) algorithm or a Linear Discriminant Analysis (LDA) algorithm, so that the user It is possible to check whether the demagnetization phenomenon of the electric motor has occurred and the demagnetization rate.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 모터의 감자현상 예측 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모터 제어기의 기능을 설명하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주파수에 따른 진폭 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 모터의 감자현상을 예측하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 선형판별분석 알고리즘을 적용한 데이터를 표시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 주성분 분석 알고리즘을 적용한 데이터를 표시하는 도면이다.1 is a block diagram illustrating a system for predicting demagnetization of an electric motor according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a function of a motor controller according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing amplitude data according to frequency according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method for predicting demagnetization of an electric motor according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing data to which a linear discriminant analysis algorithm according to an embodiment of the present invention is applied.
6 is a view showing data to which a principal component analysis algorithm according to an embodiment of the present invention is applied.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only this embodiment serves to complete the disclosure of the present invention, and to obtain common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Terms such as "...unit", "...unit", "...module", etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is hardware or software or hardware and software. It can be implemented as a combination.

또한, 본 명세서에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In addition, in the present specification, the names of the components are divided into the first, the second, etc., in order to distinguish the names of the components in the same relationship, and the order is not necessarily limited in the following description.

상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 기술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The detailed description is illustrative of the invention. In addition, the above description shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications are possible within the scope of the concept of the invention disclosed herein, the scope equivalent to the described disclosure, and/or within the scope of skill or knowledge in the art. The described embodiment describes the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various changes required in specific application fields and uses of the present invention are possible. Accordingly, the detailed description of the present invention is not intended to limit the present invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed as including other embodiments.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 모터의 감자현상 예측 시스템을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a system for predicting demagnetization of an electric motor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전기 모터의 감자현상 예측 시스템은 전기 모터(100), 모터 제어기(200), 전류 센서(300), 제어기(400) 및 표시장치(500)를 포함할 수 있다. 전기 모터의 감자현상 예측 시스템은 전기 모터(100)에 발생된 감자현상을 통해 전기 모터(100)에서 출력되는 역기전력이 낮아지는 현상을 감지할 수 있다. 즉, 전기 모터의 감자현상 예측 시스템은 전기 모터(100)에서 출력되는 역기전력의 변화를 감지하여 전기 모터(100)에 감자가 발생하였는지를 예측할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a system for predicting demagnetization of an electric motor may include an electric motor 100 , a motor controller 200 , a current sensor 300 , a controller 400 , and a display device 500 . The demagnetization prediction system of the electric motor may detect a phenomenon in which the back electromotive force output from the electric motor 100 is lowered through the demagnetization phenomenon generated in the electric motor 100 . That is, the demagnetization prediction system of the electric motor can predict whether the demagnetization has occurred in the electric motor 100 by detecting a change in the back electromotive force output from the electric motor 100 .

전기 모터(100)는 전기에너지로부터 회전력을 얻을 수 있는 기계장치로서, 스테이터(stator), 로터(rotor) 및 영구자석을 포함할 수 있다. 로터는 스테이터와 전자기적으로 상호 작용하도록 구성되며, 자기장과 코일에 흐르는 전류 사이에서 작용하는 힘에 의해 회전할 수 있다. 전기 모터(100)는 모터 제어기(200)로부터 전력선을 통해 전달되는 3상 교류전류에 의해 구동될 수 있다. 구체적으로, 모터 제어기(200)는 전력선을 통해 인버터(미도시)로 고전압의 직류전류를 인가할 수 있고, 인버터(미도시)는 모터 제어기(200)의 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 따라 파워 모듈의 스위칭 소자가 스위칭 구동되면서 고전압 전원의 직류전류를 3상 교류전류로 변환시킬 수 있다. 전기 모터(100)의 구동 시에는 전기 모터(100)가 실제 출력하는 전압과 동일한 크기의 전압이 인버터(미도시)에 걸리게 되고, 이를 역기전력이라고 한다. 전기 모터(100)는 역기전력을 전력선을 통해 모터 제어기(200)로 전송할 수 있다. The electric motor 100 is a mechanical device capable of obtaining rotational force from electric energy, and may include a stator, a rotor, and a permanent magnet. The rotor is configured to interact electromagnetically with the stator and can be rotated by a force acting between the magnetic field and the current flowing through the coil. The electric motor 100 may be driven by a three-phase alternating current transmitted from the motor controller 200 through a power line. Specifically, the motor controller 200 may apply a high voltage DC current to an inverter (not shown) through a power line, and the inverter (not shown) may power the inverter (not shown) according to a PWM (Pulse Width Modulation) signal of the motor controller 200 . As the switching element of the module is switched and driven, it is possible to convert the DC current of the high voltage power supply into a three-phase AC current. When the electric motor 100 is driven, a voltage having the same magnitude as the voltage actually output by the electric motor 100 is applied to the inverter (not shown), which is referred to as counter electromotive force. The electric motor 100 may transmit the back electromotive force to the motor controller 200 through the power line.

모터 제어기(200)는 전기 모터(100)을 구동을 위해 전기 모터(100)로 전류를 인가할 수 있다. 모터 제어기(200)는 전기 모터(100)가 전송하는 역기전력을 통해 전기 모터(100)를 모니터링할 수 있다. 모터 제어기(200)는 제어기(400)로부터 입력된 데이터에 기초하여 전기 모터(100)에 인가하는 입력 데이터를 변화시킬 수 있다. 즉, 모터 제어기(200)는 제어기(400)로부터 입력받은 데이터에 기초하여 전기 모터(100)에 입력되는 전류를 제어할 수 있다.The motor controller 200 may apply a current to the electric motor 100 to drive the electric motor 100 . The motor controller 200 may monitor the electric motor 100 through the back electromotive force transmitted by the electric motor 100 . The motor controller 200 may change input data applied to the electric motor 100 based on data input from the controller 400 . That is, the motor controller 200 may control the current input to the electric motor 100 based on the data received from the controller 400 .

모터 제어기(200)는 제어기(400)로부터 입력받은 데이터 중 전류 데이터와 전기 모터(100)에서 이상적으로 출력될 수 있는 정상 데이터를 비교하여 전기 모터(100)에 감자 현상이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 이 때, 전류 데이터는 후술하는 전류 센서(300)를 통해 감지된 전기 모터(100)의 역기전력으로부터 산출된 데이터를 의미할 수 있다. 제어기(400)로부터 입력받은 데이터는 전기 모터(100)의 피드백 제어를 위한 보상값을 의미할 수 있다. 정상 데이터는 감자현상이 발생되지 않은 전기 모터(100)에 의해 생성된 역기전력으로부터 추출될 수 있는 데이터를 의미할 수 있다. 구체적으로, 모터 제어기(200) 제어기(400)로부터 입력받은 데이터 중 전류 데이터를 푸리에 변환을 이용하여 주파수에 따른 진폭 데이터로 변환할 수 있고, 주파수에 따른 진폭 데이터를 정상 데이터와 비교하여 전기 모터(100)의 감자 현상 발생 여부를 판단할 수 있다.The motor controller 200 compares the current data among the data input from the controller 400 with normal data that can be ideally output from the electric motor 100 to determine whether a demagnetization phenomenon has occurred in the electric motor 100 . can In this case, the current data may refer to data calculated from the counter electromotive force of the electric motor 100 sensed by the current sensor 300 to be described later. The data input from the controller 400 may mean a compensation value for feedback control of the electric motor 100 . The normal data may mean data that can be extracted from the back electromotive force generated by the electric motor 100 in which the demagnetization phenomenon has not occurred. Specifically, the motor controller 200 may convert current data among the data input from the controller 400 into amplitude data according to frequency using Fourier transform, and compare the amplitude data according to frequency with normal data to ( 100), it can be determined whether the demagnetization phenomenon occurs.

전류 센서(300)는 전기 모터(100)에서 모터 제어기(200)로 공급되는 전력선의 신호를 감지할 수 있다. 전력선의 신호는 역기전력일 수 있다. 전류 센서(300)는 역기전력 중 전류에 대한 데이터를 감지할 수 있다. 감지된 전류 데이터는 제어기(400)로 전송될 수 있다.The current sensor 300 may detect a signal of a power line supplied from the electric motor 100 to the motor controller 200 . The signal of the power line may be a back electromotive force. The current sensor 300 may detect data about a current among the counter electromotive force. The sensed current data may be transmitted to the controller 400 .

제어기(400)는 전류 센서(300)가 감지한 전류 데이터에 기초하여 전기 모터(100)의 피드백 제어를 위한 보상값을 산출할 수 있다. 제어기(400)는 전기 모터(100)에 의해 발생되는 역기전력에서 추출된 전류 데이터와 전기 모터(100)에 인가되는 입력 데이터의 차이에 기반한 보상값을 산출할 수 있다. 예를 들어, 보상값은 전류에 대한 데이터를 의미할 수 있다. 제어기(400)는 산출된 보상값을 모터 제어기(200)로 전송할 수 있다.The controller 400 may calculate a compensation value for feedback control of the electric motor 100 based on the current data sensed by the current sensor 300 . The controller 400 may calculate a compensation value based on a difference between the current data extracted from the back electromotive force generated by the electric motor 100 and the input data applied to the electric motor 100 . For example, the compensation value may mean data about current. The controller 400 may transmit the calculated compensation value to the motor controller 200 .

모터 제어기(200)는 변환된 주파수에 따른 진폭 데이터에 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA) 알고리즘 또는 선형판별분석(Linear Discriminant Analysis, LDA) 알고리즘을 적용할 수 있다. 주성분 분석과 선형판별분석 알고리즘이 적용됨에 따라 주파수에 따른 진폭 데이터의 분포가 표시장치(500)에 의해 표시될 수 있다. 사용자는 표시장치(500)에 의해 표시된 데이터의 분포를 통해 전기 모터(100)에 감자 현상이 발생되었는지를 확인할 수 있다.The motor controller 200 may apply a principal component analysis (PCA) algorithm or a linear discriminant analysis (LDA) algorithm to the amplitude data according to the converted frequency. As the principal component analysis and the linear discriminant analysis algorithm are applied, the distribution of amplitude data according to frequency may be displayed by the display device 500 . The user can check whether the demagnetization phenomenon has occurred in the electric motor 100 through the distribution of data displayed by the display device 500 .

본 발명의 실시예에 따르면, 모터 제어기(200)는 전기 모터(100)가 출력하는 역기전력으로부터 추출된 전류 데이터에 기반하여 전기 모터(100)의 감자여부를 판단할 수 있다. 모터 제어기(200)는 시간에 따른 진폭 데이터인 전류 데이터를 주파수에 따른 진폭 데이터로 변환시킬 수 있고, 전기 모터(100)의 정상 데이터와 주파수에 따른 진폭 데이터를 비교하여 전기 모터(100)의 감자여부를 판단할 수 있다. 즉, 모터 제어기(200)는 전기 모터(100)의 출력 성능이 저하되는 것을 판단할 수 있으므로, 전기 모터(100)에 발생할 수 있는 다양한 고장 요인 중 감자여부 만을 판단할 수 있다. 따라서, 모터 제어기(200)는 전기 모터(100)의 정확한 고장 원인을 파악할 수 있으므로 전기 모터(100)의 고장 원인을 파악하기 위한 별도의 노력과 비용이 발생되지 않을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the motor controller 200 may determine whether the electric motor 100 is demagnetized based on current data extracted from the back electromotive force output by the electric motor 100 . The motor controller 200 can convert current data, which is amplitude data over time, into amplitude data according to frequency, and compare the amplitude data according to the frequency with normal data of the electric motor 100 and demagnetize the electric motor 100 can determine whether That is, since the motor controller 200 can determine that the output performance of the electric motor 100 is lowered, it can only determine whether the electric motor 100 is demagnetized among various failure factors that may occur in the electric motor 100 . Accordingly, since the motor controller 200 can determine the exact cause of the failure of the electric motor 100 , a separate effort and cost for identifying the cause of the failure of the electric motor 100 may not be generated.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모터 제어기의 기능을 설명하는 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주파수에 따른 진폭 데이터를 나타내는 그래프이다.2 is a block diagram illustrating a function of a motor controller according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a graph showing amplitude data according to frequency according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 모터 제어기(200)는 데이터 분류부(210), 주파수 변환부(220) 및 감자 판단부(230)를 포함할 수 있다. 데이터 분류부(210), 주파수 변환부(220) 및 감자 판단부(230)는 모터 제어기(200)의 기능에 따라 구분되는 것으로 모터 제어기(200)에 적용되는 로직을 의미할 수 있다.1 to 3 , the motor controller 200 may include a data classification unit 210 , a frequency conversion unit 220 , and a demagnetization determination unit 230 . The data classification unit 210 , the frequency converter 220 , and the demagnetization determination unit 230 are classified according to the function of the motor controller 200 , and may mean logic applied to the motor controller 200 .

데이터 분류부(210)는 제어기(400)가 입력한 보상값 중 전기 모터(100)의 역기전력으로부터 추출된 전류 데이터를 분류할 수 있다. 모터 제어기(200)는 제어기(400)로부터 보상값을 입력받기 전에 전기 모터(100)로 입력 데이터를 입력하였고, 상기 입력 데이터에 따라 전기 모터(100)의 역기전력이 발생될 수 있다. 데이터 분류부(210)는 전기 모터(100)로 입력된 입력 데이터 또는 전기 모터(100)에 입력되어야 하는 이상적인 데이터를 기준으로 보상값 중 전기 모터(100)의 역기전력으로부터 추출된 전류 데이터를 분류할 수 있다. 예를 들어, 전류 데이터는 시간에 따른 진폭 데이터를 의미할 수 있다. 예를 들어, 데이터 분류부(210)는 보상값의 진폭값에서 입력 데이터의 진폭값을 뺀 값을 전기 모터(100)의 역기전력에서 추출된 전류 데이터의 진폭값으로 판단할 수 있다. 즉, 데이터 분류부(210)는 보상값의 진폭값에서 입력 데이터의 진폭값을 뺀 값을 전기 모터(100)의 손실값이라고 판단할 수 있다. 이 때, 손실값은 모터 제어기(200)가 전기 모터(100)에 입력한 입력 데이터 대비 전기 모터(100)가 출력한 데이터의 차이를 의미할 수 있다.The data classification unit 210 may classify the current data extracted from the back electromotive force of the electric motor 100 among the compensation values input by the controller 400 . The motor controller 200 inputs input data to the electric motor 100 before receiving a compensation value from the controller 400 , and a counter electromotive force of the electric motor 100 may be generated according to the input data. The data classification unit 210 classifies the current data extracted from the back electromotive force of the electric motor 100 among the compensation values based on the input data input to the electric motor 100 or the ideal data to be input to the electric motor 100 . can For example, the current data may mean amplitude data according to time. For example, the data classification unit 210 may determine a value obtained by subtracting the amplitude value of the input data from the amplitude value of the compensation value as the amplitude value of the current data extracted from the back electromotive force of the electric motor 100 . That is, the data classification unit 210 may determine that the value obtained by subtracting the amplitude value of the input data from the amplitude value of the compensation value is the loss value of the electric motor 100 . In this case, the loss value may mean a difference between input data input by the motor controller 200 to the electric motor 100 and data output by the electric motor 100 .

주파수 변환부(220)는 데이터 분류부(210)에 의해 추출된 시간에 따른 진폭 데이터를 푸리에 변환을 이용하여 주파수에 따른 진폭 데이터로 변환시킬 수 있다. 전기 모터의 감자현상을 예측 시스템에서 전기 모터(100)의 감자 여부를 판단하기 위해서는 주파수에 따른 진폭 데이터가 요구되고, 주파수 변환부(220)는 전기 모터(100)의 감자여부를 판단하기 위해 푸리에 변환을 이용하여 전기 모터(100)의 역기전력으로부터 추출된 전류 데이터의 스케일(scale)을 변환시킬 수 있다.The frequency converter 220 may convert the amplitude data according to time extracted by the data classifier 210 into amplitude data according to frequency by using a Fourier transform. In order to determine whether the electric motor 100 is demagnetized in the system for predicting demagnetization of the electric motor, amplitude data according to frequency is required, and the frequency converter 220 is a Fourier to determine whether demagnetization of the electric motor 100 is performed. The scale of the current data extracted from the back electromotive force of the electric motor 100 may be converted using the conversion.

감자 판단부(230)는 주파수에 따른 진폭 데이터를 기설정된 제1 진폭 기준값 및 기설정된 제2 진폭 기준값과 비교하여 전기 모터(100)의 감자 여부를 판단할 수 있다. 일 예로, 제2 진폭 기준값은 전기 모터(100)가 이상적으로 출력해야 하는 정상 데이터의 평균 진폭값 또는 모터 제어기(200)가 전기 모터(100)에 인가하는 전류값의 평균 진폭값을 의미할 수 있다. 일 예로, 제1 진폭 기준값은 제2 진폭 기준값을 기초로 전기 모터(100)의 감자 여부를 판단하기 위한 값으로, 제2 진폭 기준값 대비 몇 퍼센트의 진폭값을 가지는지 여부를 확인하기 위한 값을 의미할 수 있다. Demagnetization determination unit 230 may determine whether to demagnetize the electric motor 100 by comparing the amplitude data according to the frequency with a preset first amplitude reference value and a preset second amplitude reference value. For example, the second amplitude reference value may mean an average amplitude value of normal data that the electric motor 100 should ideally output or an average amplitude value of a current value applied by the motor controller 200 to the electric motor 100 . have. As an example, the first amplitude reference value is a value for determining whether the electric motor 100 is demagnetized based on the second amplitude reference value, and a value for determining whether or not the amplitude value of what percentage is compared to the second amplitude reference value can mean

일 예로, 제1 진폭 기준값은

Figure 112019086689371-pat00001
일 수 있고, 제2 진폭 기준값은
Figure 112019086689371-pat00002
일 수 있다. 전기 모터(100)에 의해 발생된 역기전력에서 추출된 전류 데이터의 진폭값은
Figure 112019086689371-pat00003
일 수 있다. 이 때, 전류 데이터의 진폭값은 다수의 주파수에 따른 진폭 데이터의 그룹에서 전류의 피크값에 기반하여 도출될 수 있다. 즉, 주파수에 따른 진폭 데이터의 그룹의 전류 피크값이 전류 데이터의 진폭값으로 결정될 수 있다. 이는, 하나의 전류 데이터에 기반하여 감자 여부를 판단하는 경우 오류가 발생될 수 있기 때문에 감자 판단부(230)는 다수의 전류 데이터의 그룹에서 그 전류 피크값을 도출하고, 전류 피크값에 기반하여 전류 데이터의 진폭값을 결정함에 따라 감자 여부를 판단함에 있어 최대한 오류를 줄어들 수 있다. 감자 판단부(230)는 주파수 변환부(220)에 의해 변환된 전류 데이터의 진폭값(즉, 전기 모터(100)에 의해 발생된 역기전력에서 추출된 전류 데이터의 진폭값)과 제1 진폭 기준값을 비교하여 전기 모터(100)의 감자 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 감자 판단부(230)는 주파수 변환부(220)에 의해 변환된 전류 데이터의 전류 피크값이 제1 진폭 기준값보다 작은 경우 전기 모터(100)에 감자현상이 발생되었다고 판단할 수 있다. For example, the first amplitude reference value is
Figure 112019086689371-pat00001
may be, and the second amplitude reference value is
Figure 112019086689371-pat00002
can be The amplitude value of the current data extracted from the back electromotive force generated by the electric motor 100 is
Figure 112019086689371-pat00003
can be In this case, the amplitude value of the current data may be derived based on the peak value of the current in a group of amplitude data according to a plurality of frequencies. That is, the current peak value of the group of amplitude data according to the frequency may be determined as the amplitude value of the current data. This is because an error may occur when determining whether to demagnetize based on one current data, so the demagnetization determination unit 230 derives its current peak value from a group of a plurality of current data, and based on the current peak value By determining the amplitude value of the current data, errors can be reduced as much as possible in determining whether to demagnetize. Demagnetization determination unit 230 is the amplitude value of the current data converted by the frequency converter 220 (that is, the amplitude value of the current data extracted from the back electromotive force generated by the electric motor 100) and the first amplitude reference value By comparison, it is possible to determine whether the electric motor 100 is demagnetized. Specifically, the demagnetization determination unit 230 may determine that the demagnetization phenomenon has occurred in the electric motor 100 when the current peak value of the current data converted by the frequency converter 220 is smaller than the first amplitude reference value.

일 예로, 감자 판단부(230)는 주파수 변환부(220)에 의해 변환된 전류 데이터의 진폭값(즉, 전기 모터(100)에 의해 발생된 역기전력에서 추출된 전류 데이터의 진폭값)과 제2 진폭 기준값을 비교하여 전기 모터(100)의 감자율을 결정할 수 있다. 주파수 변환부(220)에 의해 변환된 전류 데이터의 전류 피크값과 제2 진폭 기준값과는 D1의 차이가 발생되고, 제2 진폭 기준값 대비 D1의 수치에 의해 전기 모터(100)의 감자율이 결정될 수 있다.As an example, the demagnetization determination unit 230 is an amplitude value of the current data converted by the frequency converter 220 (ie, the amplitude value of the current data extracted from the back electromotive force generated by the electric motor 100) and the second The demagnetization rate of the electric motor 100 may be determined by comparing the amplitude reference values. A difference between the current peak value and the second amplitude reference value of the current data converted by the frequency converter 220 is generated, and the demagnetization rate of the electric motor 100 is determined by the value of D1 compared to the second amplitude reference value. can

본 발명의 실시예에 따르면, 모터 제어기(200)는 제1 진폭 기준값과 제2 진폭 기준값에 기초하여 전기 모터(100)의 감자발생 여부를 판단할 수 있고, 감자율을 결정할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 전기 모터(100)의 고장 여부를 판단하여 전기 모터(100)의 수리를 고려할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the motor controller 200 may determine whether or not the demagnetization of the electric motor 100 is generated based on the first amplitude reference value and the second amplitude reference value, and may determine the demagnetization rate. Accordingly, the user may consider repairing the electric motor 100 by determining whether the electric motor 100 is faulty.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 모터의 감자현상을 예측하는 방법을 나타내는 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method for predicting demagnetization of an electric motor according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 전기 모터(100)에서 모터 제어기(200)로 전송되는 전력선의 신호를 전류 센서(300)가 감지할 수 있다. 전력선의 신호는 전기 모터(100)의 역기전력에서 추출된 전류 데이터일 수 있다(S100).1 to 4 , the current sensor 300 may detect a signal of a power line transmitted from the electric motor 100 to the motor controller 200 . The signal of the power line may be current data extracted from the back electromotive force of the electric motor 100 (S100).

전류 센서(300)가 감지한 전류 데이터는 제어기(400)로 전송될 수 있다(S200).Current data sensed by the current sensor 300 may be transmitted to the controller 400 (S200).

제어기(400)는 센싱된 전류 데이터를 기초로 전기 모터(100)의 부족한 출력을 보상하기 위한 보상값을 도출할 수 있다. 일 예로, 제어기(400)는 모터 제어기(200)로 기존에 입력한 입력 데이터에서 전기 모터(100)의 역기전력에서 추출된 전류 데이터를 뺀 값을 도출하고, 도출된 값을 기존에 전기 모터(100)로 입력된 입력 데이터와 더한 값을 보상값으로 도출할 수 있다. 다른 예로, 제어기(400)는 현재 차량에서 요구하는 출력을 만족시키기 위한 데이터에 전기 모터(100)에서 발생된 손실값을 의미하는 전류 데이터를 더한 값을 보상값으로 도출할 수 있다(S300).The controller 400 may derive a compensation value for compensating for the insufficient output of the electric motor 100 based on the sensed current data. As an example, the controller 400 derives a value obtained by subtracting the current data extracted from the counter electromotive force of the electric motor 100 from the input data previously input to the motor controller 200 , and uses the derived value to the previously input data of the electric motor 100 . ) and the added value of the input data can be derived as a compensation value. As another example, the controller 400 may derive a value obtained by adding current data indicating a loss value generated in the electric motor 100 to data for satisfying an output required by the current vehicle as a compensation value ( S300 ).

모터 제어기(200)는 보상값 중 모터 손실값인 전류 데이터를 분류하고, 시간에 따른 진폭 데이터인 전류 데이터를 주파수에 따른 진폭 데이터로 변환시킬 수 있다(S400).The motor controller 200 may classify current data that is a motor loss value among compensation values and convert current data that is amplitude data according to time into amplitude data according to frequency (S400).

모터 제어기(200)는 변환된 전류 데이터와 감자 현상이 발생되지 않은 경우에 전기 모터(100)에 의해 발생된 역기전력으로부터 추출된 정상 데이터를 비교하여 전기 모터(100)의 감자 여부를 판단할 수 있다. 이 때, 정상 데이터는 감자현상이 발생되지 않은 전기 모터(100)에 의해 생성된 역기전력으로부터 추출될 수 있는 데이터를 의미할 수 있다. 또한, 정상 데이터는 제2 진폭 기준값을 평균 진폭값으로 가지는 데이터를 의미할 수 있다(S500).The motor controller 200 may determine whether the electric motor 100 is demagnetized by comparing the converted current data and normal data extracted from the back electromotive force generated by the electric motor 100 when the demagnetization phenomenon does not occur. . In this case, the normal data may mean data that can be extracted from the back electromotive force generated by the electric motor 100 in which the demagnetization phenomenon has not occurred. Also, the normal data may mean data having the second amplitude reference value as the average amplitude value ( S500 ).

모터 제어기(200)는 변환된 주파수에 따른 진폭 데이터에 주성분 분석 알고리즘 또는 선형판별분석 알고리즘을 적용하여 전기 모터(100)의 감자현상 발생 여부를 표시장치(500)를 통해 표시할 수 있다. 이를 통해, 사용자는 전기 모터(100)에 감자현상이 발생되었는지 여부 및 감자율이 얼마인지 여부를 한눈에 확인할 수 있다(S600).The motor controller 200 may display whether the demagnetization phenomenon of the electric motor 100 has occurred through the display device 500 by applying a principal component analysis algorithm or a linear discrimination analysis algorithm to the amplitude data according to the converted frequency. Through this, the user can check at a glance whether the demagnetization phenomenon has occurred in the electric motor 100 and what the demagnetization rate is (S600).

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 선형판별분석 알고리즘을 적용한 데이터를 표시하는 도면이다. 5 is a view showing data to which a linear discriminant analysis algorithm according to an embodiment of the present invention is applied.

도 5를 참조하면, 모터 제어기는 전류 센서가 감지한 전류 데이터를 주파수에 따른 진폭 데이터로 변환시킬 수 있고, 변환된 데이터에 선형판별분석 알고리즘을 적용시켜 다수의 변환된 데이터들의 분포 여부를 표시할 수 있다. 선형판별분석 알고리즘은 판별분석 과정 중 하나로 독립변수들의 측정값에 따라 데이터가 어느 집단에 속할 것인가에 대해 판별하는 분석방법이다. 즉, 선형판별분석 알고리즘을 변환된 다수의 데이터들에 적용시키면, 정상 데이터와 감자가 발생된 비정상 데이터가 서로 분리되어 표시될 수 있다. 도 5에서 정상 데이터와 비정상 데이터는 서로 다른 축을 기준으로 분포될 수 있다. 선형판별분석 알고리즘을 적용할 때, 정상 데이터와 비정상 데이터의 분포를 달리할 수 있는 변수에 기초하여 다수의 데이터들의 분포가 결정될 수 있다. 따라서, 사용자는 데이터들의 분포에 기초하여 전기 모터에 감자현상이 발생하였는지를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the motor controller may convert current data sensed by the current sensor into amplitude data according to frequency, and apply a linear discrimination analysis algorithm to the converted data to display whether a plurality of converted data are distributed. can The linear discriminant analysis algorithm is one of the discriminant analysis processes, and it is an analysis method that determines which group data belongs to according to the measured values of independent variables. That is, if the linear discriminant analysis algorithm is applied to a plurality of converted data, the normal data and the abnormal data in which the demagnetization occurred may be displayed separately from each other. In FIG. 5 , normal data and abnormal data may be distributed based on different axes. When the linear discriminant analysis algorithm is applied, the distribution of a plurality of data may be determined based on a variable that may have different distributions of normal data and abnormal data. Accordingly, the user can check whether the demagnetization phenomenon has occurred in the electric motor based on the distribution of data.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 주성분 분석 알고리즘을 적용한 데이터를 표시하는 도면이다.6 is a view showing data to which a principal component analysis algorithm according to an embodiment of the present invention is applied.

도 6을 참조하면, 모터 제어기는 전류 센서가 감지한 전류 데이터를 주파수에 따른 진폭 데이터로 변환시킬 수 있고, 변환된 데이터에 주성분 분석 알고리즘을 적용시켜 다수의 변환된 데이터들의 분포 여부를 표시할 수 있다. 주성분 분석 알고리즘은 여러 변수들의 변량을 '주성분(Principal Component)'이라고 불리는, 서로 상관성이 높은 여러 변수들의 선형조합으로 만든 새로운 변수들로 축소시키는 분석방법이다. 즉, 주성분 분석 알고리즘을 변환된 다수의 데이터들에 적용시키면 서로 관련성이 높은 데이터들끼리 유사한 분포로 표시될 수 있다. 도 6에서 정상 데이터와 비정상 데이터는 서로 다른 축을 기준으로 분포될 수 있다. 또한, 전기 모터의 감자율이 서로 다른 경우에 도출된 비정상 데이터들끼리도 서로 관련성이 높지 않은 것으로 판단될 수 있으므로, 감자율에 따라 비정상 데이터들의 분포도 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 비정상 데이터들 중 감자율이 30%인 비정상 데이터와 감자율이 60%인 비정상 데이터는 서로 다른 축을 기준을 분포될 수 있다. 주성분 분석 알고리즘을 적용할 때, 정상 데이터와 비정상 데이터의 분포를 달리할 수 있는 변수에 기초하여 다수의 데이터들의 분포가 결정될 수 있다. 따라서, 사용자는 데이터들의 분포에 기초하여 전기 모터에 감자현상이 발생하였는지를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the motor controller may convert current data sensed by the current sensor into amplitude data according to frequency, and apply a principal component analysis algorithm to the converted data to display whether a plurality of converted data is distributed. have. The principal component analysis algorithm is an analysis method that reduces the variance of several variables into new variables made from a linear combination of several highly correlated variables called 'Principal Component'. That is, if the principal component analysis algorithm is applied to a plurality of transformed data, data having high correlation with each other may be displayed in a similar distribution. In FIG. 6 , normal data and abnormal data may be distributed based on different axes. In addition, since it may be determined that the correlation between the abnormal data derived when the demagnetization rate of the electric motor is different from each other, the distribution of the abnormal data may be different according to the demagnetization rate. For example, among the abnormal data, abnormal data having a demagnetization rate of 30% and abnormal data having a demagnetization rate of 60% may be distributed based on different axes. When the principal component analysis algorithm is applied, the distribution of a plurality of data may be determined based on a variable that may have different distributions of the normal data and the abnormal data. Accordingly, the user can check whether the demagnetization phenomenon has occurred in the electric motor based on the distribution of data.

이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. In the above, embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may practice the present invention in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. You will understand that there is Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (12)

영구자석이 포함된 전기 모터의 감자현상 예측 시스템에 있어서,
상기 전기 모터의 구동을 제어하는 모터 제어기;
상기 전기 모터에서 상기 모터 제어기로 공급되는 전력선의 신호를 감지하는 전류 센서; 및
상기 전력선의 신호인 전류 데이터에 기초하여 도출된 상기 전기 모터의 피드백 제어를 위한 보상값을 상기 모터 제어기로 전송하는 제어기를 포함하고,
상기 모터 제어기는 상기 보상값 중 상기 전류 데이터와 상기 전기 모터가 이상적으로 출력할 수 있는 정상 데이터를 비교하여 상기 전기 모터의 감자 현상 발생 여부를 판단하고,
상기 모터 제어기는 상기 전류 데이터를 푸리에 변환을 이용하여 주파수에 따른 진폭 데이터로 변환하여 상기 전기 모터의 감자 현상 발생 여부를 판단하고,
상기 모터 제어기는 상기 주파수에 따른 진폭 데이터를 적어도 하나 이상 수신하고, 상기 주파수에 따른 진폭 데이터의 그룹의 전류 피크값들과 기설정된 제1 진폭 기준값을 비교하여 상기 전기 모터의 감자 여부를 판단하고,
상기 모터 제어기는 상기 주파수에 따른 진폭 데이터의 그룹의 전류피크값과 기설정된 제2 진폭 기준값을 비교하여 상기 전기 모터의 감자율을 결정하고,
상기 제2 진폭 기준값은 상기 정상 데이터의 평균 진폭값을 의미하는,
전기 모터의 감자현상 예측 시스템.In the demagnetization prediction system of an electric motor including a permanent magnet,
a motor controller for controlling driving of the electric motor;
a current sensor for detecting a signal of a power line supplied from the electric motor to the motor controller; and
a controller for transmitting a compensation value for feedback control of the electric motor derived based on current data that is a signal of the power line to the motor controller,
The motor controller determines whether a demagnetization phenomenon of the electric motor occurs by comparing the current data among the compensation values with normal data that the electric motor can ideally output,
The motor controller converts the current data into amplitude data according to frequency using a Fourier transform to determine whether a demagnetization phenomenon of the electric motor occurs,
The motor controller receives at least one or more amplitude data according to the frequency, and compares the current peak values of the group of amplitude data according to the frequency with a preset first amplitude reference value to determine whether the electric motor is demagnetized,
The motor controller determines the demagnetization rate of the electric motor by comparing the current peak value of the group of amplitude data according to the frequency with a preset second amplitude reference value,
The second amplitude reference value means an average amplitude value of the normal data,
Electric motor demagnetization prediction system. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 모터 제어기는 변환된 상기 주파수에 따른 진폭 데이터에 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA) 알고리즘 또는 선형판별분석(Linear Discriminant Analysis, LDA) 알고리즘을 적용하여 데이터의 분포를 표시하는,
전기 모터의 감자현상 예측 시스템.According to claim 1,
The motor controller applies a principal component analysis (PCA) algorithm or a linear discriminant analysis (LDA) algorithm to the converted amplitude data according to the frequency to display the distribution of data,
Electric motor demagnetization prediction system. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 전기 모터에 의한 역기전력에서 추출된 상기 전류 데이터와 상기 전기 모터에 인가되는 입력 데이터의 차이에 기반한 상기 보상값을 상기 모터 제어기로 전송하는,
전기 모터의 감자현상 예측 시스템.According to claim 1,
The controller transmits the compensation value based on a difference between the current data extracted from the back electromotive force by the electric motor and the input data applied to the electric motor to the motor controller,
Electric motor demagnetization prediction system. 제6 항에 있어서,
상기 모터 제어기는 상기 보상값의 진폭값에서 상기 입력 데이터의 진폭값을 뺀 값을 상기 전류 데이터의 진폭값으로 판단하고,
상기 모터 제어기는 상기 전류 데이터의 진폭값을 기준으로 상기 전기 모터의 감자 여부를 판단하는,
전기 모터의 감자현상 예측 시스템.7. The method of claim 6,
The motor controller determines a value obtained by subtracting the amplitude value of the input data from the amplitude value of the compensation value as the amplitude value of the current data,
The motor controller determines whether the electric motor is demagnetized based on the amplitude value of the current data,
Electric motor demagnetization prediction system. 영구자석이 포함된 전기 모터의 감자현상 예측 방법에 있어서,
모터 제어기에서 상기 전기 모터로 공급되는 전력선의 신호를 전류 센서를 이용하여 감지하는 단계;
제어기가 수신한 전력선의 신호의 전류 데이터를 기초로 상기 전기 모터의 피드백 제어를 위한 보상값을 모터 제어기로 전송하는 단계; 및
상기 모터 제어기를 통해 상기 보상값 중 상기 전류 데이터와 상기 전기 모터가 이상적으로 출력할 수 있는 정상 데이터를 비교하여 상기 전기 모터의 감자 현상 발생 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 전기 모터의 감자 현상 발생 여부를 판단하는 단계는;
상기 모터 제어기는 상기 제어기로부터 수신한 상기 전류 데이터를 푸리에 변환을 이용하여 주파수에 따른 진폭 데이터로 변환하는 단계;
상기 주파수에 따른 진폭 데이터와 기설정된 제1 진폭 기준값을 비교하여 상기 전기 모터의 감자여부를 판단하는 단계; 및
상기 주파수에 따른 진폭 데이터와 기설정된 제2 진폭 기준값을 비교하여 상기 전기 모터의 감자율을 결정하는 단계를 포함하고,
상기 기설정된 제2 진폭 기준값은 상기 정상 데이터의 평균 진폭값을 의미하는,
전기 모터의 감자현상 예측 방법.In a method for predicting demagnetization of an electric motor including a permanent magnet,
detecting a signal of a power line supplied from a motor controller to the electric motor using a current sensor;
transmitting, by the controller, a compensation value for feedback control of the electric motor to the motor controller based on the current data of the signal of the power line; and
Comprising the step of determining whether the demagnetization of the electric motor occurs by comparing the current data and the normal data that the electric motor can ideally output among the compensation values through the motor controller,
Determining whether the demagnetization of the electric motor occurs;
converting, by the motor controller, the current data received from the controller into amplitude data according to frequency using a Fourier transform;
determining whether the electric motor is demagnetized by comparing the amplitude data according to the frequency with a preset first amplitude reference value; and
Comprising the step of determining the demagnetization rate of the electric motor by comparing the amplitude data according to the frequency and a preset second amplitude reference value,
The preset second amplitude reference value means an average amplitude value of the normal data,
A method for predicting demagnetization of electric motors. 제8 항에 있어서,
상기 전기 모터의 피드백 제어를 위한 보상값을 모터 제어기로 전송하는 단계는;
상기 제어기를 통해 상기 전류 데이터와 상기 전기 모터에 입력되는 입력 데이터를 더한 값을 보상값으로 산출하는 단계를 포함하는,
전기 모터의 감자현상 예측 방법.9. The method of claim 8,
transmitting a compensation value for feedback control of the electric motor to a motor controller;
Comprising the step of calculating a value obtained by adding the current data and input data input to the electric motor through the controller as a compensation value,
A method for predicting demagnetization of electric motors. 삭제delete 삭제delete 제8 항에 있어서,
변환된 상기 주파수에 따른 진폭 데이터에 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA) 알고리즘 또는 선형판별분석(Linear Discriminant Analysis, LDA) 알고리즘을 적용하여 데이터의 분포를 표시하는 단계를 더 포함하는,
전기 모터의 감자현상 예측 방법.

9. The method of claim 8,
Displaying the distribution of data by applying a Principal Component Analysis (PCA) algorithm or a Linear Discriminant Analysis (LDA) algorithm to the converted amplitude data according to the frequency, further comprising:
A method for predicting demagnetization of electric motors.
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