KR102444034B1 - 모터 구동 시스템 및 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법, 장치 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 모터 구동 시스템 및에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법 방법, 장치를 개시하는바, 여기서, 당해 방법은, 직류 버스 전류를 샘플링하고, 직류 버스 전류에 따라 상전류를 재구성함으로써 모터의 3상 전류를 획득하는 단계; 상전류를 재구성하는 과정에서, 각 PWM주기로부터 2개의 샘플링 전류를 획득하여 모터의 2상 전류로 하고 명령 전압 또는 샘플링 전압을 획득하는 단계; 및 2개의 샘플링 전류, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록 하는 단계; 를 포함한다. 본 출원에 따른 방법은, 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있으며, 당해 계산 방법은 계산량이 보다 작고 구현이 용이하다.
Description
본 출원은 출원번호가 201711146572.0이고 출원일이 2017년 11월 17일인 중국특허출원에 따라 제출되고, 당해 중국특허출원의 우선권을 주장하며, 당해 중국특허출원의 모든 내용은 참조로서 본 출원에 원용된다.
본 출원은 모터 구동 기술 분야에 관한 것으로, 특히 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체, 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치 및 모터 구동 시스템에 관한 것이다.
고성능 교류 모터 구동 시스템은 흔히는 벡터 제어 기술, 예를 들어 자속 기준 제어 또는 직접 토크 제어 등을 사용하는데, 이러한 제어 기술이 사용되는 경우, 모터의 정확한 쇄교자속 위치 또는 속도 정보를 알아야 한다. 산업, 가전제품 또는 자동차 등의 응용 상황에서는, 하드웨어 비용을 줄이거나 또는 기계 장착 제한에서 벗어나고자 쇄교자속 관측기를 사용하여 모터의 위치/속도 센서를 대체하고 쇄교자속 관측기의 소프트웨어의 추산 방법을 통해 모터의 쇄교자속 위치와 속도 정보를 획득할 수 있다.
쇄교자속 관측기는 모터의 쇄교자속 위치와 속도 정보를 추산할 때, 모터의 전류량과 전압량을 획득하여야 한다. 여기서, 모터의 전류는 하드웨어 샘플링 방식으로 획득할 수 있고 모터의 전압은 명령 전압을 사용할 수도 있고 하드웨어 샘플링 방식을 통해 획득할 수도 있다. 몇가지 전류 샘플링 방식에서, 단일 측정 소자에 사용되는 부품이 보다 적고 비용이 보다 낮으므로 흔히는 단일 측정 소자를 사용하여 모터의 전류를 샘플링한다.
그러나, 단일 측정 소자를 사용하여 모터의 전류를 샘플링하는 경우, 2개의 샘플링된 전류가 동기화되지 않고, 2개의 샘플링된 전류와 명령 전압 또는 샘플링 전압이 동기화되지 않는 현상이 발생하고, 모터가 작동하는 전기 주파수가 보다 높거나 디지털 샘플링 주파수(즉, 전류 루프 제어 주파수, PWM 스위칭 주파수)가 보다 낮은 경우, 당해 현상은 쇄교자속 관측기에 의해 획득되는 각도에 편차가 있게 하여 모터의 제어 성능에 영향준다.
본 출원은 상술한 기술 중의 기술 문제 중 하나를 적어도 어느 정도 해결하고자 한다. 이를 위해, 본 출원의 하나의 목적은 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법을 제공하려는바, 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있으며, 당해 계산 방법은 계산량이 보다 작고 구현이 용이하다.
본 출원이 두 번째 목적은 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 제공하려는 데 있다.
본 출원의 세 번째 목적은 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치를 제공하려는 데 있다.
본 출원의 네 번째 목적은 모터 구동 시스템을 제공하려는 데 있다.
상술한 목적을 달성하고자, 본 출원의 제1 측면의 실시예는 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법을 제공하는바, 당해 방법은, 직류 버스 전류를 샘플링하고, 상기 직류 버스 전류에 따라 상전류를 재구성함으로써 모터의 3상 전류를 획득하는 단계; 상전류를 재구성하는 과정에서, 각 PWM주기로부터 2개의 샘플링 전류를 획득하여 상기 모터의 2상 전류로 하고, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 획득하는 단계; 및 상기 2개의 샘플링 전류, 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록 하는 단계; 를 포함한다.
본 출원의 실시예에 따른 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법은, 직류 버스 전류를 샘플링하고 직류 버스 전류에 따라 상전류를 재구성함으로써 모터의 3상 전류를 획득하고, 상전류를 재구성하는 과정에서 각 PWM주기로부터 2개의 샘플링 전류를 획득하여 모터의 2상 전류로 하고, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 획득하며, 2개의 샘플링 전류, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록 한다. 따라서, 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록 한다. 이로써 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있으며, 당해 계산 방법은 계산량이 보다 작고 구현이 용이하다.
또한, 본 출원의 상술한 실시예에 따라 제공되는 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법은 하기의 부가적인 기술 특징을 더 구비할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에서, (1) 상기 2개의 샘플링 전류를 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각 위치로 동기화 환산하는 방식; (2) 상기 2개의 샘플링 전류 중 하나와 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 상기 2개의 샘플링 전류 중 다른 하나에 대응되는 시각 위치로 동기화 환산하는 방식; 및 (3) 상기 2개의 샘플링 전류, 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 각 PWM주기의 임의 시각 위치로 동기화 환산하는 방식; 중의 임의의 방식을 사용하여 상기 2개의 샘플링 전류, 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리한다.
본 출원의 일 실시예에서, 방식(1)을 사용하는 경우, 상기 2개의 샘플링 전류가 c상 전류와 a상 전류에 해당된다면, 하기 공식 에 따라 상기 c상 전류와 a상 전류를 동기화 환산하고,
여기서, 는 각각 2상 정지좌표계에서의 전류이고, 는 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 상기 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 상기 c상 전류에 대응되는 시각과 상기 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 전류의 각주파수이고, 는 각각 상기 a상 전류와 c상 전류이다.
본 출원의 일 실시예에서, 방식(2)를 사용하는 경우, 상기 2개의 샘플링 전류가 c상 전류와 a상 전류에 해당된다면, 하기 공식
여기서, 는 각각 2상 정지좌표계에서의 전압이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서 a상 전류에 대응되는 시각의 전압이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서 a상 전류에 대응되는 시각의 전류이고, 는 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 상기 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 상기 c상 전류에 대응되는 시각과 상기 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 전류의 각주파수이고, 는 각각 상기 a상 전류와 c상 전류이다.
본 출원의 일 실시예에서, 방식(3)을 사용하는 경우, 상기 2개의 샘플링 전류가 c상 전류와 a상 전류에 해당된다면, 하기 공식
여기서, 는 각각 2상 정지좌표계에서의 전압이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서 임의 시각의 전압이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서 임의 시각의 전류이고, 는 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 상기 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 상기 c상 전류에 대응되는 시각과 상기 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 상기 a상 전류에 대응되는 시각과 임의 시각의 시간차이고, 는 전류의 각주파수이고, 는 각각 상기 a상 전류와 c상 전류이다.
상술한 목적을 달성하고자, 본 출원의 제2 측면의 실시예는 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 제공하는바, 당해 프로그램이 프로세서에 의해 실행될 경우, 본 출원의 제1 측면의 실시예에 의해 제공되는 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법이 구현된다.
본 출원의 실시예에 따른 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는, 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
상술한 목적을 달성하고자, 본 출원의 제3 측면의 실시예는 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치를 제공하는바, 당해 장치는, 직류 버스 전류를 샘플링하는 전류 샘플링 모듈; 상기 직류 버스 전류에 따라 상전류를 재구성함으로써 모터의 3상 전류를 획득하는 전류 재구성 모듈; 상전류를 재구성하는 과정에서, 각 PWM주기로부터 2개의 샘플링 전류를 획득하여 상기 모터의 2상 전류로 하고, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 획득하는 획득 모듈; 및 상기 2개의 샘플링 전류, 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록 하는 동기화 계산 모듈; 을 포함한다.
본 출원의 실시예에 따른 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치에 있어서, 전류 재구성 모듈은 전류 샘플링 모듈에 의해 샘플링된 직류 버스 전류에 따라 상전류를 재구성함으로써 모터의 3상 전류를 획득하고, 획득 모듈은 상전류를 재구성하는 과정에서 각 PWM주기로부터 2개의 샘플링 전류를 획득하여 모터의 2상 전류로 하고 명령 전압 또는 샘플링 전압을 획득하며, 동기화 계산 모듈은 2개의 샘플링 전류, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록 한다. 따라서, 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
또한, 본 출원의 상술한 실시예에 따라 제공되는 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치는 하기의 부가적인 기술 특징을 더 구비할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에서, 상기 동기화 계산 모듈은, (1) 상기 2개의 샘플링 전류를 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각 위치로 동기화 환산하는 방식; (2) 상기 2개의 샘플링 전류 중 하나와 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 상기 2개의 샘플링 전류 중 다른 하나에 대응되는 시각 위치로 동기화 환산하는 방식; 및 (3) 상기 2개의 샘플링 전류, 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 각 PWM주기의 임의 시각 위치로 동기화 환산하는 방식; 중의 임의의 방식을 사용하여 상기 2개의 샘플링 전류, 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리한다.
본 출원의 일 실시예에서, 방식(1)을 사용하는 경우, 상기 2개의 샘플링 전류가 c상 전류와 a상 전류에 해당된다면, 상기 동기화 계산 모듈은 하기 공식 에 따라 상기 c상 전류와 a상 전류를 동기화 환산하고,
여기서, 는 각각 2상 정지좌표계에서의 전류이고, 는 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 상기 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 상기 c상 전류에 대응되는 시각과 상기 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 전류의 각주파수이고, 는 각각 상기 a상 전류와 c상 전류이다.
본 출원의 일 실시예에서, 방식(2)를 사용하는 경우, 상기 2개의 샘플링 전류가 c상 전류와 a상 전류에 해당된다면, 상기 동기화 계산 모듈은 하기 공식
여기서, 는 각각 2상 정지좌표계에서의 전압이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서 a상 전류에 대응되는 시각의 전압이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서 a상 전류에 대응되는 시각의 전류이고, 는 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 상기 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 상기 c상 전류에 대응되는 시각과 상기 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 전류의 각주파수이고, 는 각각 상기 a상 전류와 c상 전류이다.
본 출원의 일 실시예에서, 방식(3)을 사용하는 경우, 상기 2개의 샘플링 전류가 c상 전류와 a상 전류에 해당된다면, 상기 동기화 계산 모듈은 하기 공식
여기서, 는 각각 2상 정지좌표계에서의 전압이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서 임의 시각의 전압이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서 임의 시각의 전류이고, 는 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 상기 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 상기 c상 전류에 대응되는 시각과 상기 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 상기 a상 전류에 대응되는 시각과 임의 시각의 시간차이고, 는 전류의 각주파수이고, 는 각각 상기 a상 전류와 c상 전류이다.
상술한 목적을 달성하고자, 본 출원의 제4 측면의 실시예는 모터 구동 시스템을 제공하는바, 이는 본 출원의 제3 측면의 실시예에 의해 제공되는 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치를 포함한다.
본 출원의 실시예에 따른 모터 구동 시스템은 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
도 1 은 본 출원의 실시예에 따른 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 단일 측정 소자에 따라 직류 버스 전류를 샘플링하여 모터의 3상 전류를 획득하는 원리도이다;
도 3은 본 출원의 하나의 구체적인 실시예에 따른 직류 버스 전류에 따라 상전류를 재구성하는 파형도이다.
도 4는 본 출원의 하나의 구체적인 실시예에 따른 각 시각에 대응되는 샘플링 전류 벡터, 명령 전압 벡터 또는 샘플링 전압 벡터의 개략도이다.
도 6는 본 출원의 다른 구체적인 실시예에 따른 각 시각에 대응되는 샘플링 전류 벡터, 명령 전압 벡터 또는 샘플링 전압 벡터의 개략도이다.
도6은 본 출원의 실시예에 따른 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 단일 측정 소자에 따라 직류 버스 전류를 샘플링하여 모터의 3상 전류를 획득하는 원리도이다;
도 3은 본 출원의 하나의 구체적인 실시예에 따른 직류 버스 전류에 따라 상전류를 재구성하는 파형도이다.
도 4는 본 출원의 하나의 구체적인 실시예에 따른 각 시각에 대응되는 샘플링 전류 벡터, 명령 전압 벡터 또는 샘플링 전압 벡터의 개략도이다.
도 6는 본 출원의 다른 구체적인 실시예에 따른 각 시각에 대응되는 샘플링 전류 벡터, 명령 전압 벡터 또는 샘플링 전압 벡터의 개략도이다.
도6은 본 출원의 실시예에 따른 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치의 개략적인 블록도이다.
아래, 본 출원의 실시예를 상세히 설명하고자 하는바, 상기 실시예의 예시는 첨부 도면에 도시되고, 여기서, 같거나 유사한 부호는 시종일관 같거나 유사한 소자거나 또는 같거나 유사한 기능을 가지는 소자를 나타낸다. 아래, 첨부 도면을 참조하여 설명되는 실시예는 예시적인 것으로, 본 출원을 해석하기 위한 것인바, 이를 본 출원에 대한 한정으로 이해하여서는 안된다.
아래, 첨부 도면을 결부하여 본 출원의 실시예의 모터 구동 시스템 및에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법 방법, 장치를 설명하고자 한다.
도 1 은 본 출원의 실시예에 따른 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법의 흐름도이다.
도 1 에 도시한 바와 같이, 본 출원의 실시예의 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법은 다음의 단계를 포함한다.
단계S1, 직류 버스 전류를 샘플링하고, 직류 버스 전류에 따라 상전류를 재구성함으로써 모터의 3상 전류를 획득한다. 도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 단일 측정 소자에 따라 직류 버스 전류를 샘플링하여 모터의 3상 전류를 획득하는 원리도이다.
본 출원의 하나의 구체적인 실시예에서, 도 2에 도시한 바와 같이, a, b, c 3상 브릿지 암에서, a상 브릿지 암은 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T1)와 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T2)를 포함할 수 있고, b상 브릿지 암은 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T3)와 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T4)를 포함할 수 있고, c상 브릿지 암은 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T5)와 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T6)를 포함할 수 있다. 모터가 SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation, 공간 벡터 펄스 폭 변조)변조 기술을 사용하여 구동되는 경우, 각 상의 브릿지 암의 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터와 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터의 상태는 모두 다르고, 각 상의 브릿지 암의 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터가 턴온되고 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터가 턴오프되는 경우는 ‘1’일 수 있고, 각 상의 브릿지 암의 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터가 턴오프되고 하부 브릿지 스위치 가 턴온되는 경우는 ‘0’일 수 있는바, 이로써 6개의 비제로 벡터 ‘001’, ‘010’, ‘011’, ‘100’, ‘101’, ‘110’과 2개의 제로 벡터 ‘000’, ‘111’이 형성될 수 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 하나의 SVPWM주기 내에 2개의 비제로 벡터 ‘100’와 ‘110’이 존재할 수 있고, ‘100’시각에, 즉, 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴온되고 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T2)가 턴오프되며, 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T3)가 턴오프되고 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T4)가 턴온되며, 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T5)가 턴오프되고 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T6)가 턴온되는 경우, 샘플링으로 획득되는 직류 버스 전류는 a상 전류인바, 즉, ia=idc1이고, 여기서, idc1은 당해 시각에 샘플링되는 직류 버스 전류이고, ia는 a상 전류이다. ‘110’시각에, 즉, 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴온되고 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T2)가 턴오프되며, 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T3)턴온되고 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T4)가 턴오프되며, 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T5)가 턴오프되고 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T6)가 턴온되는 경우, 샘플링으로 획득되는 직류 버스 전류는 c상 전류인바, 즉, ic=idc2이고, 여기서, idc2는 당해 시각에 샘플링되는 직류 버스 전류이고, ic는 c상 전류이고, 이때 3상 전류의 관계에 따라 b상 전류를 산출함으로써 하나의 PWM주기 내의 모터의 3상 전류를 획득할 수 있다.
유사하게, 또한 스위칭 트랜지스터의 상태와 직류 버스 전류에 따라 a상 전류와 b상 전류를 획득하고, 3상 전류의 관계에 따라 c상 전류를 산출함으로써, 하나의 PWM주기 내의 모터의 3상 전류를 획득하거나; 또는 스위칭 트랜지스터의 상태와 직류 버스 전류에 따라 b상 전류와 c상 전류를 획득하고, 3상 전류의 관계에 따라 a상 전류를 산출함으로써, 하나의 PWM주기 내의 모터의 3상 전류를 획득할 수 있다.
단계S2, 상전류를 재구성하는 과정에서, 각 PWM주기로부터 2개의 샘플링 전류를 획득하여 모터의 2상 전류로 하고, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 획득한다.
단계S3, 2개의 샘플링 전류, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록 한다.
본 출원의 일 실시예에서, 방식(1)을 사용할 수 있는바, 즉, 2개의 샘플링 전류를 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각 위치로 동기화 환산하고, 2개의 샘플링 전류, 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리한다.
본 출원의 하나의 구체적인 실시예에서, 2개의 샘플링 전류는 c상 전류와 a상 전류에 해당된다. 도 4에 도시한 바와 같이, 는 PWM 반송파의 하나의 주기(는 각각 PWM 반송파의 골 위치에 있음)이고, 시각은 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각(는 와 의 중심점인바, 즉, PWM 반송파의 마루 위치임)이고, 시각은 c상 전류에 대응되는 시각이고, 시각은 a상 전류에 대응되는 시각이고, 는 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 c상 전류에 대응되는 시각과 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이다.
설명할 바로는, 시각 위치의 전류 벡터의 각도()와 시각 위치의 전류 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이고; 시각 위치의 전류 벡터의 각도()와 시각 위치의 전류 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이다. 여기서, 는 전류의 각주파수이다.
따라서, c상 전류와 a상 전류는 각각 하기 공식
따라서, 가 기지량인 경우, 즉, 샘플링으로 c상 전류와 a상 전류를 획득하는 경우, 시각의 전류 벡터를 산출함으로써, 즉, 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각의 전류 벡터를 획득함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록하여 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에서, 2개의 샘플링 전류는 c상 전류와 b상 전류에 해당될 수 있고, 유사한 방법으로 처리함으로써
여기서, 는 각각 c상 전류와 b상 전류이고, 는 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각 위치의 전류 벡터의 각도이고, 는 c상 전류에 대응되는 시각 위치의 전류 벡터의 각도이고, 는 b상 전류에 대응되는 시각 위치의 전류 벡터의 각도이고, 사이의 각도차는 인바, 즉이고, 사이의 각도차는 인바, 즉이고, 는 전류의 각주파수이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서의 전류이다.
공식(10-1)과 공식(10-2)을 처리함으로써
공식(11)을 처리함으로써
또한, 공식(10-1)과 공식(10-2)을 처리함으로써
공식(13)을 처리함으로써
공식(12)과 공식(14)에 따라
따라서, 가 기지량인 경우, 즉, 샘플링으로 c상 전류와 b상 전류를 획득하고, 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각의 전류 벡터를 산출하여 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록 함으로써 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
2개의 샘플링 전류는 a상 전류와 b상 전류에 해당될 수도 있고, 유사한 방법으로 처리함으로써
여기서, 는 각각 a상 전류와 b상 전류이고, 는 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각 위치의 전류 벡터의 각도이고, 는 b상 전류에 대응되는 시각 위치의 전류 벡터의 각도이고, 는 a상 전류에 대응되는 시각 위치의 전류 벡터의 각도이고, 사이의 각도차는 인바, 즉, 이고, 사이의 각도차는 인바, 즉, 이고, 는 전류의 각주파수이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서의 전류이다.
공식(16-1)과 공식(16-2)을 처리함으로써
공식(17)을 처리함으로써
또한, 공식(16-1)과 공식(16-2)을 처리함으로써
공식(19)을 처리함으로써
공식(18)과 공식(20)에 따라
따라서, 가 기지량인 경우, 즉, 샘플링으로 a상 전류와 b상 전류를 획득하는 경우, 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각의 전류 벡터를 산출하여 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록 함으로써 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에서, 방식(2)를 사용할 수 있는바, 즉, 2개의 샘플링 전류 중 하나와 명령 전압 또는 샘플링 전압을 2개의 샘플링 전류 중 다른 하나에 대응되는 시각 위치로 동기화 환산하고, 2개의 샘플링 전류, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리한다.
본 출원의 하나의 구체적인 실시예에서, 2개의 샘플링 전류는 c상 전류와 a상 전류에 해당된다. 도 4에 도시한 바와 같이, 는 PWM 반송파의 하나의 주기(는 각각 PWM 반송파의 골 위치에 있음)이고, 시각은 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각(는 와 의 중심점인바, 즉, PWM 반송파의 마루 위치임)이고, 시각은 c상 전류에 대응되는 시각이고, 시각은 a상 전류에 대응되는 시각이고, 는 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 c상 전류에 대응되는 시각과 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이다.
설명할 바로는, 시각 위치의 전류 벡터의 각도()와 시각 위치의 전류 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이고; 시각 위치의 전압 벡터의 각도()와 시각 위치의 전압 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이다. 시각 위치의 전류 벡터의 각도()와 시각 위치의 전류 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이고; 시각 위치의 전압 벡터의 각도()와 시각 위치의 전압 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이다. 여기서, 는 전류의 각주파수이다.
따라서, 2개의 샘플링 전류(c상 전류와 a상 전류), 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리한 후, 시각의 전압 벡터()와 전류 벡터(), 즉, a상 전류에 대응되는 시각의 전압 벡터()와 전류 벡터()를 획득함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록하여 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
또한,
공식(39-1)과 공식(39-2)을 처리함으로써
공식(40)을 처리함으로써
또한, 공식(39-1)과 공식(39-2)을 처리함으로써
공식(42)을 처리함으로써
공식(41)과 공식(43)에 따라
따라서, 가 기지량인 경우, 즉, 샘플링으로 c상 전류와 b상 전류를 획득하고, 시각의 전압 벡터()와 전류 벡터(), 즉, b상 전류에 대응되는 시각의 전압 벡터()와 전류 벡터()를 획득함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록하여 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
2개의 샘플링 전류는 a상 전류와 b상 전류에 해당될 수도 있고, 유사한 방법으로 처리함으로써
또한,
공식(46-1)과 공식(46-2)을 처리함으로써
따라서, 가 기지량인 경우, 즉, 샘플링으로 a상 전류와 b상 전류를 획득하고, 시각의 전압 벡터()와 전류 벡터(), 즉, a상 전류에 대응되는 시각의 전압 벡터()와 전류 벡터()를 획득함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록하여 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에서, 방식(3)을 사용할 수 있는바, 즉, 2개의 샘플링 전류, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 각 PWM주기의 임의 시각 위치로 동기화 환산하고, 2개의 샘플링 전류, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리한다.
본 출원의 하나의 구체적인 실시예에서, 2개의 샘플링 전류는 c상 전류와 a상 전류에 해당된다. 도 6에 도시한 바와 같이, 는 PWM 반송파의 하나의 주기(는 각각 PWM 반송파의 골 위치에 있음)이고, 시각은 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각(는 와 의 중심점인바, 즉, PWM 반송파의 마루 위치임)이고, 시각은 c상 전류에 대응되는 시각이고, 시각은 a상 전류에 대응되는 시각이고, 시각은 각 PWM주기의 임의 시각이고, 는 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 c상 전류에 대응되는 시각과 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 a상 전류에 대응되는 시각과 임의 시각의 시간차이다.
설명할 바로는, 시각 위치의 전류 벡터의 각도()와 시각 위치의 전류 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이고; 시각 위치의 전압 벡터의 각도()와 시각 위치의 전압 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이다. 시각 위치의 전류 벡터의 각도()와 시각 위치의 전류 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이고; 시각 위치의 전압 벡터의 각도()와 시각 위치의 전압 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이다. 시각 위치의 전류 벡터의 각도()와 시각 위치의 전류 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이고; 시각 위치의 전압 벡터의 각도()와 시각 위치의 전압 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이다. 여기서, 는 전류의 각주파수이다.
따라서, 하기 공식
따라서, 2개의 샘플링 전류(c상 전류와 a상 전류), 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리한 후, 시각의 전압 벡터와 전류 벡터(), 즉, 각 PWM주기의 임의 시각의 전압 벡터()와 전류 벡터()를 획득함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록하여 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
따라서, 2개의 샘플링 전류(c상 전류와 b상 전류), 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리한 후, 시각의 전압 벡터()와 전류 벡터(), 즉, 각 PWM주기의 임의 시각의 전압 벡터()와 전류 벡터()를 획득함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록하여 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
따라서, 2개의 샘플링 전류(a상 전류와 b상 전류), 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리한 후, 시각의 전압 벡터()와 전류 벡터(), 즉, 각 PWM주기의 임의 시각의 전압 벡터()와 전류 벡터()를 획득함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록하여 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법은, 직류 버스 전류를 샘플링하고 직류 버스 전류에 따라 상전류를 재구성함으로써 모터의 3상 전류를 획득하고, 상전류를 재구성하는 과정에서 각 PWM주기로부터 2개의 샘플링 전류를 획득하여 모터의 2상 전류로 하고, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 획득하며, 2개의 샘플링 전류, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록 한다. 따라서, 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있으며, 당해 계산 방법은 계산량이 보다 작고 구현이 용이하다.
상술한 실시예에 대응되게, 본 출원은 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 더 제공한다.
본 출원의 실시예의 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 있어서, 당해 프로그램이 프로세서에 의해 실행될 경우, 본 출원의 상술한 실시예에 의해 제공되는 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법이 구현될 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 그에 저장되는 컴퓨터 프로그램을 실행함으로써 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
상술한 실시예에 대응되게, 본 출은 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치를 더 제공한다.
도6에 도시한 바와 같이, 본 출원의 실시예의 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치는 전류 샘플링 모듈(100), 전류 재구성 모듈(200), 획득 모듈(300) 및 동기화 계산 모듈(400)을 포함한다.
여기서, 전류 샘플링 모듈(100)은 직류 버스 전류를 샘플링하고; 전류 재구성 모듈(200)은 직류 버스 전류에 따라 상전류를 재구성함으로써 모터의 3상 전류를 획득하고; 획득 모듈(300)은 상전류를 재구성하는 과정에서 각 PWM주기로부터 2개의 샘플링 전류를 획득하여 모터의 2상 전류로 하고 명령 전압 또는 샘플링 전압을 획득하고; 동기화 계산 모듈(400)은 2개의 샘플링 전류, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록 한다.
구체적으로, 도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 단일 측정 소자에 따라 직류 버스 전류를 샘플링하여 모터의 3상 전류를 획득하는 원리도이다.
본 출원의 하나의 구체적인 실시예에서, 도 2에 도시한 바와 같이, a, b, c 3상 브릿지 암에서, a상 브릿지 암은 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T1)와 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T2)를 포함할 수 있고, b상 브릿지 암은 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T3)와 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T4)를 포함할 수 있고, c상 브릿지 암은 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T5)와 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T6)를 포함할 수 있다. 모터가 SVPWM변조 기술을 사용하여 구동되는 경우, 각 상의 브릿지 암의 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터와 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터의 상태는 모두 다르고, 각 상의 브릿지 암의 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터가 턴온되고 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터가 턴오프되는 경우는 ‘1’일 수 있고, 각 상의 브릿지 암의 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터가 턴오프되고 하부 브릿지 스위치 가 턴온되는 경우는 ‘0’일 수 있는바, 이로써 6개의 비제로 벡터 ‘001’, ‘010’, ‘011’, ‘100’, ‘101’, ‘110’과 2개의 제로 벡터 ‘000’, ‘111’이 형성될 수 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 하나의 SVPWM주기 내에 2개의 비제로 벡터 ‘100’와 ‘110’이 존재할 수 있고, ‘100’시각에, 즉, 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴온되고 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T2)가 턴오프되며, 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T3)가 턴오프되고 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T4)가 턴온되며, 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T5)가 턴오프되고 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T6)가 턴온되는 경우, 전류 샘플링 모듈(100)의 샘플링으로 획득되는 직류 버스 전류는 a상 전류인바, 즉, ia=idc1이고, 여기서, idc1은 당해 시각에 샘플링되는 직류 버스 전류이고, ia는 a상 전류이다. ‘110’시각에, 즉, 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴온되고 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T2)가 턴오프되며, 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T3)턴온되고 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T4)가 턴오프되며, 상부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T5)가 턴오프되고 하부 브릿지 스위칭 트랜지스터(T6)가 턴온되는 경우, 전류 샘플링 모듈(100)의 샘플링으로 획득되는 직류 버스 전류는 c상 전류인바, 즉, ic=idc2이고, 여기서, idc2는 당해 시각에 샘플링되는 직류 버스 전류이고, ic는 c상 전류이고, 이때 전류 재구성 모듈(200)은 3상 전류의 관계에 따라 b상 전류를 산출함으로써 하나의 PWM주기 내의 모터의 3상 전류를 획득할 수 있다.
유사하게, 전류 재구성 모듈(200)은 스위칭 트랜지스터의 상태와 전류 샘플링 모듈(100)의 샘플링으로 획득되는 직류 버스 전류에 따라 a상 전류와 b상 전류를 획득하고, 3상 전류의 관계에 따라 c상 전류를 산출함으로써, 하나의 PWM주기 내의 모터의 3상 전류를 획득할 수도 있고; 전류 재구성 모듈(200)은 스위칭 트랜지스터의 상태와 전류 샘플링 모듈(100)샘플링으로 획득되는 직류 버스 전류에 따라 b상 전류와 c상 전류를 획득하고, 3상 전류의 관계에 따라 a상 전류를 산출함으로써, 하나의 PWM주기 내의 모터의 3상 전류를 획득할 수도 있다.
본 출원의 일 실시예에서, 동기화 계산 모듈(400)은 방식(1)을 사용할 수 있는바, 즉, 2개의 샘플링 전류를 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각 위치로 동기화 환산하고, 2개의 샘플링 전류, 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리한다.
본 출원의 하나의 구체적인 실시예에서, 2개의 샘플링 전류는 c상 전류와 a상 전류에 해당된다. 도 4에 도시한 바와 같이, 는 PWM 반송파의 하나의 주기(는 각각 PWM 반송파의 골 위치에 있음)이고, 시각은 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각(는 와 의 중심점인바, 즉, PWM 반송파의 마루 위치임)이고, 시각은 c상 전류에 대응되는 시각이고, 시각은 a상 전류에 대응되는 시각이고, 는 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 c상 전류에 대응되는 시각과 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이다.
설명할 바로는, 시각 위치의 전류 벡터의 각도()와 시각 위치의 전류 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이고; 시각 위치의 전류 벡터의 각도()와 시각 위치의 전류 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이다. 여기서, 는 전류의 각주파수이다.
따라서, 동기화 계산 모듈(400)은 하기 공식
따라서, 가 기지량인 경우, 즉, 획득 모듈을 통해 c상 전류와 a상 전류를 획득하는 경우, 동기화 계산 모듈(400)은 시각의 전류 벡터를 산출함으로써, 즉, 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각의 전류 벡터를 획득함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록하여 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에서, 2개의 샘플링 전류는 c상 전류와 b상 전류에 해당될 수 있고, 동기화 계산 모듈(400)은 유사한 방법으로 처리함으로써
여기서, 는 각각 c상 전류와 b상 전류이고, 는 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각 위치의 전류 벡터의 각도이고, 는 c상 전류에 대응되는 시각 위치의 전류 벡터의 각도이고, 는 b상 전류에 대응되는 시각 위치의 전류 벡터의 각도이고, 사이의 각도차는 인바, 즉, 이고, 사이의 각도차는 인바, 즉, 이고, 는 전류의 각주파수이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서의 전류이다.
공식(10-1)과 공식(10-2)을 처리함으로써
공식(11)을 처리함으로써
또한, 공식(10-1)과 공식(10-2)을 처리함으로써
공식(13)을 처리함으로써
공식(12)과 공식(14)에 따라
따라서, 가 기지량인 경우, 즉, 획득 모듈을 통해 c상 전류와 b상 전류를 획득하고 동기화 계산 모듈(400)이 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각의 전류 벡터를 산출하여 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록 함으로써 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
2개의 샘플링 전류는 a상 전류와 b상 전류에 해당될 수도 있고, 동기화 계산 모듈(400)은 유사한 방법으로 처리함으로써
여기서, 는 각각 a상 전류와 b상 전류이고, 는 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각 위치의 전류 벡터의 각도이고, 는 b상 전류에 대응되는 시각 위치의 전류 벡터의 각도이고, 는 a상 전류에 대응되는 시각 위치의 전류 벡터의 각도이고, 사이의 각도차는 인바, 즉, 이고, 사이의 각도차는 인바, 즉, 이고, 는 전류의 각주파수이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서의 전류이다.
공식(16-1)과 공식(16-2)을 처리함으로써
공식(17)을 처리함으로써
또한, 공식(16-1)과 공식(16-2)을 처리함으로써
공식(19)을 처리함으로써
공식(18)과 공식(20)에 따라
따라서, 가 기지량인 경우, 즉, 획득 모듈(300)을 통해 a상 전류와 b상 전류를 획득하는 경우, 동기화 계산 모듈(300)이 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각의 전류 벡터를 산출하여 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록 함으로써 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에서, 동기화 계산 모듈(300)은 방식(2)를 사용할 수 있는바, 즉, 2개의 샘플링 전류 중 하나와 명령 전압 또는 샘플링 전압을 2개의 샘플링 전류 중 다른 하나에 대응되는 시각 위치로 동기화 환산하고, 2개의 샘플링 전류, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리한다.
본 출원의 하나의 구체적인 실시예에서, 2개의 샘플링 전류는 c상 전류와 a상 전류에 해당된다. 도 4에 도시한 바와 같이, 는 PWM 반송파의 하나의 주기(는 각각 PWM 반송파의 골 위치에 있음)이고, 시각은 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각(는 와 의 중심점인바, 즉, PWM 반송파의 마루 위치임)이고, 시각은 c상 전류에 대응되는 시각이고, 시각은 a상 전류에 대응되는 시각이고, 는 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 c상 전류에 대응되는 시각과 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이다.
설명할 바로는, 시각 위치의 전류 벡터의 각도()와 시각 위치의 전류 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이고; 시각 위치의 전압 벡터의 각도와 시각 위치의 전압 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이다. 시각 위치의 전류 벡터의 각도()와 시각 위치의 전류 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이고; 시각 위치의 전압 벡터의 각도()와 시각 위치의 전압 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이다. 여기서, 는 전류의 각주파수이다.
따라서, 동기화 계산 모듈(400)은 2개의 샘플링 전류(c상 전류와 a상 전류), 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리한 후, 시각의 전압 벡터와 전류 벡터, 즉, a상 전류에 대응되는 시각의 전압 벡터와 전류 벡터를 획득함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록하여 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
또한,
공식(39-1)과 공식(39-2)을 처리함으로써
공식(40)을 처리함으로써
또한, 공식(39-1)과 공식(39-2)을 처리함으로써
공식(42)을 처리함으로써
공식(41)과 공식(43)에 따라
따라서, 가 기지량인 경우, 즉, 획득 모듈(300)을 통해 c상 전류와 b상 전류를 획득하는 경우, 동기화 계산 모듈(400)은 시각의 전압 벡터()와 전류 벡터, 즉, b상 전류에 대응되는 시각의 전압 벡터와 전류 벡터를 획득함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록하여 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
2개의 샘플링 전류는 a상 전류와 b상 전류에 해당될 수도 있고, 동기화 계산 모듈(400)은 유사한 방법으로 처리함으로써
또한,
공식(46-1)과 공식(46-2)을 처리함으로써
따라서, 가 기지량인 경우, 즉, 획득 모듈(300)을 통해 a상 전류와 b상 전류를 획득하는 경우, 동기화 계산 모듈(400)이 시각의 전압 벡터와 전류 벡터, 즉, a상 전류에 대응되는 시각의 전압 벡터와 전류 벡터를 획득함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록하여 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에서, 동기화 계산 모듈(400)은 방식(3)을 사용할 수 있는바, 즉, 2개의 샘플링 전류, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 각 PWM주기의 임의 시각 위치로 동기화 환산하고, 2개의 샘플링 전류, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리한다.
본 출원의 하나의 구체적인 실시예에서, 2개의 샘플링 전류는 c상 전류와 a상 전류에 해당된다. 도 6에 도시한 바와 같이, 는 PWM 반송파의 하나의 주기(는 각각 PWM 반송파의 골 위치에 있음)이고, 시각은 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각(는 와 의 중심점인바, 즉, PWM 반송파의 마루 위치임)이고, 시각은 c상 전류에 대응되는 시각이고, 시각은 a상 전류에 대응되는 시각이고, 시각은 각 PWM주기의 임의 시각이고, 는 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 c상 전류에 대응되는 시각과 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 a상 전류에 대응되는 시각과 임의 시각의 시간차이다.
설명할 바로는, 시각 위치의 전류 벡터의 각도()와 시각 위치의 전류 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이고; 시각 위치의 전압 벡터의 각도()와 시각 위치의 전압 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이다. 시각 위치의 전류 벡터의 각도()와 시각 위치의 전류 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이고; 시각 위치의 전압 벡터의 각도()와 시각 위치의 전압 벡터의 각도의 차는 인바, 즉, 이다. 시각 위치의 전류 벡터의 각도()와 시각 위치의 전류 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이고; 시각 위치의 전압 벡터의 각도()와 시각 위치의 전압 벡터의 각도()의 차는 인바, 즉, 이다. 여기서, 는 전류의 각주파수이다.
따라서, 동기화 계산 모듈(400)은 하기 공식
하기 공식
따라서, 동기화 계산 모듈(400)은 2개의 샘플링 전류(c상 전류와 a상 전류), 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리한 후, 시각의 전압 벡터()와 전류 벡터(), 즉, 각 PWM주기의 임의 시각의 전압 벡터()와 전류 벡터()를 획득함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록하여 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
따라서, 동기화 계산 모듈(400)은 2개의 샘플링 전류(c상 전류와 b상 전류), 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리한 후, 시각의 전압 벡터와 전류 벡터(), 즉, 각 PWM주기의 임의 시각의 전압 벡터()와 전류 벡터()를 획득함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록하여 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
따라서, 동기화 계산 모듈(400)이 2개의 샘플링 전류(a상 전류와 b상 전류), 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리한 후, 시각의 전압 벡터()와 전류 벡터() 즉, 각 PWM주기의 임의 시각의 전압 벡터()와 전류 벡터()를 획득함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록하여 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치에 있어서, 전류 재구성 모듈은 전류 샘플링 모듈에 의해 샘플링된 직류 버스 전류에 따라 상전류를 재구성함으로써 모터의 3상 전류를 획득하고, 획득 모듈은 상전류를 재구성하는 과정에서 각 PWM주기로부터 2개의 샘플링 전류를 획득하여 모터의 2상 전류로 하고, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 획득하며, 동기화 계산 모듈은 2개의 샘플링 전류, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록 한다. 따라서, 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
상술한 실시예에 대응되게, 본 출원은 모터 구동 시스템을 더 제공한다.
본 출원의 실시예의 모터 구동 시스템은 본 출원의 상술한 실시예에 의해 제공되는 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치를 포함하고, 그 구체적인 실시 방식은 상술한 실시예를 참조할 수 있는바, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 출원의 실시예에 따른 모터 구동 시스템은 쇄교자속 관측기 출력 각도의 정확성을 보장하고 모터의 정상 작동을 보장할 수 있다.
본 출원의 설명에서, 용어 ‘중심’, ‘종방향’, ‘횡방향’, ‘길이’, ‘너비’, ‘두께’, ‘상’, ‘하’, ‘전’, ‘후’, ‘좌’, ‘우’, ‘연직’, ‘수평’, ‘정(頂)’, ‘저(底)’, ‘내’, ‘외’, ‘시계 방향’, ‘시계 반대 방향’, ‘축방향’, ‘반경 방향’, ‘원주 방향’ 등이 가리키는 방위 또는 위치 관계는 첨부 도면에 도시한 방위 또는 위치 관계에 따른 것으로, 이는 단지 본 출원을 설명하는 편의 및 설명의 간략화를 위한 것일 뿐, 가리키는 장치 또는 소자가 반드시 특정된 방위를 가지고 특정한 방위로 구성되고 조작됨을 시사하거나 암시하는 것이 아니므로 이를 본 출원에 대한 한정으로 이해하여서는 안된다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 용어 ‘제1’, ‘제2’는 단지 설명의 목적을 위한 것일 뿐, 이를 상대적 중요성을 시사 또는 암시하는 것으로, 또는 가리키는 기술 특징의 수량을 암묵적으로 나타내는 것으로 이해하여서는 안된다. 따라서, ‘제1’, ‘제2’로 한정되는 특징은 하나 또는 더 많은 당해 특징을 명시적으로 또는 암묵적으로 포함할 수 있다. 별도로 명확하고 구체적인 한정이 있지 않은 한, 본 출원의 설명에서, ‘복수’의 함의는 2개 또는 2개 이상이다.
본 출원에서, 별도로 명확한 규정과 한정이 있지 않은 한, 용어 ’장착’, ’상호 연결’, ’연결’, ’고정’ 등은 광범위한 의미로 이해되어야 하는바, 예를 들면, 고정 연결일 수도 있고 탈착 가능한 연결일 수도 있고 또는 일체화된 것일 수도 있으며; 기계 연결일 수도 있고 전기 연결일 수도 있으며; 직접 연결일 수도 있고 중간 매개체를 통한 간접 연결일 수도 있고 2개의 소자의 내부 연통 또는 2개 소자의 상호 작용 관계일 수도 있다. 당업자라면, 구체적인 상황에 따라 상술한 용어가 본 출원에서의 구체적인 함의를 이해할 수 있다.
본 출원에서, 별도로 명확한 규정과 한정이 있지 않은 한, 제1 특징이 제2 특징의 ‘상’ 또는 ‘하’에 있다는 것은, 제1 및 제2 특징의 직접 접촉이거나 또는 중간 매개체를 통한 제1 및 제2 특징의 간접 접촉일 수 있다. 제1 특징이 제2 특징의 ‘위’, ‘상방’ 및 ‘상면’이라는 것은 제1 특징이 제2 특징의 바로 상방 또는 경사 상방이거나, 또는 단지 제1 특징의 수평 높이가 제2 특징보다 높음을 나타낼 수 있다. 제1 특징이 제2 특징의 ‘아래’, ‘하방’ 및 ‘하면’이라는 것은 제1 특징이 제2 특징의 바로 하방 또는 경사 하방이거나, 또는 단지 제1 특징의 수평 높이가 제2 특징보다 낮음을 나타낼 수 있다.
본 명세서의 설명에서, 참조 용어로서 ‘일 실시예’, ‘일부 실시예’, ‘예시’, ‘구체적인 예시’, 또는 ‘일부 예시’ 등의 설명은 이러한 실시예 또는 예시를 결부하여 설명되는 구체 특징, 구조, 재료 또는 특징점이 본 출원의 적어도 하나의 실시예 또는 예시에 포함됨을 의미한다. 본 명세서에서 상술의 용어에 대한 예시적인 서술은 반드시 동일한 실시예 또는 예시에 대한 것이 아니다. 그리고, 설명되는 구체 특징, 구조, 재료 또는 특징점은 임의의 하나 또는 복수 개 실시예 또는 예시에서 적합한 방식으로 결합될 수 있다. 또한, 상호 모순되지 않은 상황에서, 당업자라면, 본 명세서에서 설명한 서로 다른 실시예 또는 예시 및 서로 다른 실시예 또는 예시의 특징을 결합하고 조합하는 것이 가능하다.
비록 위에서 이미 본 출원의 실시예를 도시 및 설명하였지만, 상술한 실시예는 예시적인 것으로 이를 본 출원에 대한 한정으로 이해하여서는 안되며 당업자라면 본 출원의 범위 내에서의 상술한 실시예에 대한 변화, 수정, 치환 및 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있다.
Claims (12)
- 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법으로서,
직류 버스 전류를 샘플링하고, 상기 직류 버스 전류에 따라 상전류를 재구성함으로써 모터의 3상 전류를 획득하는 단계;
상전류를 재구성하는 과정에서, 각 PWM 주기로부터 2개의 샘플링 전류를 획득하여 상기 모터의 2상 전류로 하고, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 획득하는 단계; 및
상기 2개의 샘플링 전류, 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록 하는 단계;
를 포함하되,
상기 동기화 환산 처리는,
(1) 상기 2개의 샘플링 전류를 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각 위치로 동기화 환산하는 방식;
(2) 상기 2개의 샘플링 전류 중 하나와 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 상기 2개의 샘플링 전류 중 다른 하나에 대응되는 시각 위치로 동기화 환산하는 방식; 및
(3) 상기 2개의 샘플링 전류, 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 각 PWM 주기의 임의 시각 위치로 동기화 환산하는 방식
중에서 어느 하나의 방식을 사용하여 상기 2개의 샘플링 전류, 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리하는
것을 특징으로 하는, 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법. - 제1항에 있어서,
방식(1)을 사용하는 경우, 상기 2개의 샘플링 전류가 c상 전류와 a상 전류에 해당된다면, 하기 공식
에 따라 상기 c상 전류와 a상 전류를 동기화 환산하되, 는 각각 2상 정지좌표계에서의 전류이고, 는 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 상기 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 상기 c상 전류에 대응되는 시각과 상기 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 전류의 각주파수이고, 는 각각 상기 a상 전류와 c상 전류인
것을 특징으로 하는, 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법. - 제1항에 있어서,
방식(2)를 사용하는 경우, 상기 2개의 샘플링 전류가 c상 전류와 a상 전류에 해당된다면, 하기 공식
,
에 따라 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압, 및 상기 c상 전류와 a상 전류를 동기화 환산하되, 는 각각 2상 정지좌표계에서의 전압이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서 a상 전류에 대응되는 시각의 전압이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서 a상 전류에 대응되는 시각의 전류이고, 는 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 상기 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 상기 c상 전류에 대응되는 시각과 상기 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 전류의 각주파수이고, 는 각각 상기 a상 전류와 c상 전류인
것을 특징으로 하는, 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법. - 제1항에 있어서,
방식(3)을 사용하는 경우, 상기 2개의 샘플링 전류가 c상 전류와 a상 전류에 해당된다면, 하기 공식
,
에 따라 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압, 및 상기 c상 전류와 a상 전류를 동기화 환산하되, 는 각각 2상 정지좌표계에서의 전압이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서 임의 시각의 전압이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서 임의 시각의 전류이고, 는 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 상기 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 상기 c상 전류에 대응되는 시각과 상기 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 상기 a상 전류에 대응되는 시각과 임의 시각의 시간차이고, 는 전류의 각주파수이고, 는 각각 상기 a상 전류와 c상 전류인
것을 특징으로 하는, 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법. - 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
당해 프로그램이 프로세서에 의해 실행될 경우, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 방법이 구현되는
것을 특징으로 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체. - 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치로서,
직류 버스 전류를 샘플링하는 전류 샘플링 모듈;
상기 직류 버스 전류에 따라 상전류를 재구성함으로써 모터의 3상 전류를 획득하는 전류 재구성 모듈;
상전류를 재구성하는 과정에서, 각 PWM 주기로부터 2개의 샘플링 전류를 획득하여 상기 모터의 2상 전류로 하고, 명령 전압 또는 샘플링 전압을 획득하는 획득 모듈; 및
상기 2개의 샘플링 전류, 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리함으로써 쇄교자속 관측기에 입력되는 전류 벡터와 전압 벡터가 동일 시각에 있도록 하는 동기화 계산 모듈을 포함하되,
상기 동기화 계산 모듈은,
(1) 상기 2개의 샘플링 전류를 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각 위치로 동기화 환산하는 방식;
(2) 상기 2개의 샘플링 전류 중 하나와 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 상기 2개의 샘플링 전류 중 다른 하나에 대응되는 시각 위치로 동기화 환산하는 방식; 및
(3) 상기 2개의 샘플링 전류, 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 각 PWM 주기의 임의 시각 위치로 동기화 환산하는 방식
중에서 어느 하나의 방식을 사용하여 상기 2개의 샘플링 전류, 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압을 동기화 환산 처리하는
것을 특징으로 하는, 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치. - 제6항에 있어서,
방식(1)을 사용하는 경우, 상기 2개의 샘플링 전류가 c상 전류와 a상 전류에 해당된다면, 상기 동기화 계산 모듈은 하기 공식
에 따라 상기 c상 전류와 a상 전류를 동기화 환산하되, 는 각각 2상 정지좌표계에서의 전류이고, 는 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 상기 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 상기 c상 전류에 대응되는 시각과 상기 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 전류의 각주파수이고, 는 각각 상기 a상 전류와 c상 전류인
것을 특징으로 하는, 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치. - 제6항에 있어서,
방식(2)를 사용하는 경우, 상기 2개의 샘플링 전류가 c상 전류와 a상 전류에 해당된다면, 상기 동기화 계산 모듈은 하기 공식
,
에 따라 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압, 및 상기 c상 전류와 a상 전류를 동기화 환산하되, 는 각각 2상 정지좌표계에서의 전압이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서 a상 전류에 대응되는 시각의 전압이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서 a상 전류에 대응되는 시각의 전류이고, 는 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 상기 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 상기 c상 전류에 대응되는 시각과 상기 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 전류의 각주파수이고, 는 각각 상기 a상 전류와 c상 전류인
것을 특징으로 하는, 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치. - 제6항에 있어서,
방식(3)을 사용하는 경우, 상기 2개의 샘플링 전류가 c상 전류와 a상 전류에 해당된다면, 상기 동기화 계산 모듈은 하기 공식
,
에 따라 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압, 및 상기 c상 전류와 a상 전류를 동기화 환산하되, 는 각각 2상 정지좌표계에서의 전압이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서 임의 시각의 전압이고, 는 각각 2상 정지좌표계에서 임의 시각의 전류이고, 는 상기 명령 전압 또는 샘플링 전압에 대응되는 시각과 상기 c상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 상기 c상 전류에 대응되는 시각과 상기 a상 전류에 대응되는 시각의 시간차이고, 는 상기 a상 전류에 대응되는 시각과 임의 시각의 시간차이고, 는 전류의 각주파수이고, 는 각각 상기 a상 전류와 c상 전류인
것을 특징으로 하는, 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치. - 모터 구동 시스템으로서,
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동기에 의해 상전류와 상전압을 재구성하는 동기화 계산 장치를 포함하는
것을 특징으로 하는, 모터 구동 시스템. - 삭제
- 삭제
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