KR102561919B1 - Method and apparatus for compensating rotator position of AC motor - Google Patents

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Abstract

교류전동기의 회전자 위치보정 방법 및 그 장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 교류전동기의 회전자 위치보정 방법은 교류전동기의 회전자의 적어도 두 개의 속도에서 측정된 위치보정값을 기초로 전속도 구간에 대한 위치보정 테이블을 작성하는 단계; 회전자의 위치 및 속도를 측정하는 단계; 및 측정된 회전자의 속도에 대응하는 위치보정값을 위치보정 테이블로부터 결정하여 회전자의 위치를 보정하는 단계;를 포함한다. A method and apparatus for correcting the position of a rotor of an AC motor are provided. A method for correcting the position of a rotor of an AC motor according to an embodiment of the present invention includes creating a position correction table for a full speed section based on a position correction value measured at at least two speeds of a rotor of an AC motor; Measuring the position and speed of the rotor; and correcting the position of the rotor by determining a position correction value corresponding to the measured speed of the rotor from the position correction table.

Description

교류전동기의 회전자 위치보정 방법 및 그 장치{Method and apparatus for compensating rotator position of AC motor} Method and apparatus for compensating rotator position of AC motor

본 발명은 교류전동기에 관한 것으로, 특히, 속도에 따른 지연요소에 의한 회전자의 위치 오차를 보정할 수 있는 교류전동기의 회전자 위치보정 방법 및 그 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an AC motor, and more particularly, to a method and apparatus for correcting the position of a rotor of an AC motor capable of correcting a position error of a rotor caused by a delay factor according to speed.

일반적으로 교류전동기는 회전자의 위치를 검출하여 이를 기초로 출력을 제어한다. 이때, 교류전동기의 회전자 축에 취부된 위치 센서의 출력은 제어기에서 사용되는 위치 정보와 차이가 발생할 수 있다. In general, an AC motor detects the position of a rotor and controls output based on this. At this time, the output of the position sensor attached to the rotor shaft of the AC motor may be different from the position information used in the controller.

여기서, 해당 위치의 성분은 초기각 오프셋으로 명명되며, 이러한 성분은 위치 센서와 인버터가 연결된 이후에 보정해야 한다. 잘못된 초기각 오프셋을 갖는 경우 해당 성분에 해당하는 토크 성분에 의해 교류전동기의 출력 성능이 저하된다.Here, the component of the corresponding position is called an initial angle offset, and this component must be corrected after the position sensor and the inverter are connected. If the initial angle offset is wrong, the output performance of the AC motor is reduced by the torque component corresponding to the corresponding component.

또한, 미회전시 정확한 초기각 오프셋을 갖는 경우에도 교류전동기가 고속 회전하면 센서 출력의 지연성분 또는 저역통과 필터와 같은 전처리의 지연성분 때문에 오차 성분이 발생될 수 있어 교류전동기의 출력 성능에 악영향을 줄 수 있다. In addition, even when the AC motor rotates at high speed even when the AC motor has an accurate initial angle offset in non-rotation, an error component may be generated due to a delay component of the sensor output or a delay component of preprocessing such as a low-pass filter, which adversely affects the output performance of the AC motor. can give

따라서, 교류전동기의 출력 성능을 향상시키기 위해 초기각 오프셋을 보정하는 방안들이 제시되고 있다. Accordingly, methods for correcting the initial angle offset have been suggested to improve the output performance of AC motors.

그러나, 이와 같은 종래의 초기각 오프셋 보정은 특정 속도에서만 초기각 오프셋 성분을 보정하기 때문에, 이외의 다른 속도에서는 회전자의 속도에 따른 센서의 지연성분 및 전처리의 지연성분이 달라져 회전자의 위치 오차성분을 정확하게 보정하지 못하는 문제점이 있다. However, since such conventional initial angle offset correction corrects the initial angle offset component only at a specific speed, the delay component of the sensor and the delay component of the preprocessing according to the rotor speed are different at other speeds, resulting in a position error of the rotor. There is a problem in that the components cannot be accurately calibrated.

KRKR 2016-00468712016-0046871 AA

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 센서 출력의 지연성분에 의한 회전자의 위치 오차를 보정할 수 있는 교류전동기의 회전자 위치보정 방법 및 그 장치를 제공하고자 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, an embodiment of the present invention is to provide a method and apparatus for correcting the position of a rotor of an AC motor capable of correcting a position error of a rotor due to a delay component of a sensor output. do.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 교류전동기의 회전자의 적어도 두 개의 속도에서 측정된 위치보정값을 기초로 전속도 구간에 대한 위치보정 테이블을 작성하는 단계; 상기 회전자의 위치 및 속도를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 회전자의 속도에 대응하는 위치보정값을 상기 위치보정 테이블로부터 결정하여 상기 회전자의 위치를 보정하는 단계;를 포함하는 교류전동기의 회전자 위치보정 방법이 제공된다. According to one aspect of the present invention for solving the above problems, creating a position correction table for the full speed section based on the position correction value measured at at least two speeds of the rotor of the AC motor; measuring the position and speed of the rotor; and correcting the position of the rotor by determining a position correction value corresponding to the measured rotor speed from the position correction table.

일 실시예에서, 상기 작성하는 단계는, 상기 회전자의 제1속도에서 제1위치보정값을 산출하는 단계; 상기 제1속도보다 큰 제2속도에서 제2위치보정값을 산출하는 단계; 상기 산출된 제1위치보정값 및 제2위치보정값을 기초로 상기 회전자의 전속도 범위에서 위치보정값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 상기 회전자의 속도별 위치보정값을 테이블화하여 저장하는 단계;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the preparing may include calculating a first position correction value at a first speed of the rotor; calculating a second position correction value at a second speed greater than the first speed; Calculating a position correction value in the full speed range of the rotor based on the calculated first position correction value and second position correction value; and converting and storing the calculated position correction values for each speed of the rotor into a table.

일 실시예에서, 상기 위치보정값을 산출하는 단계는 상기 제1속도와 상기 제2속도 사이의 속도 구간에 대하여 선형보간법(linear interpolation)에 의해 해당 속도에 대한 위치보정값을 산출할 수 있다.In one embodiment, the calculating of the position correction value may calculate the position correction value for the corresponding speed by linear interpolation with respect to the speed section between the first speed and the second speed.

일 실시예에서, 상기 위치보정값을 산출하는 단계는 상기 제1속도보다 작고, 상기 제2속도보다 큰 속도 구간에 대하여 선형외삽법(linear extrapolation)에 의해 해당 속도에 대한 위치보정값을 산출할 수 있다.In one embodiment, the step of calculating the position correction value is to calculate the position correction value for the corresponding speed by linear extrapolation with respect to a speed section that is smaller than the first speed and greater than the second speed. can

일 실시예에서, 상기 제1위치보정값을 산출하는 단계 및 상기 제2위치보정값을 산출하는 단계는 상기 교류전동기의 고정자 전류가 0A인 상태(id = 0, iq = 0)에서 상기 고정자의 d축 전압이 0(vd =0)인 시점의 회전자의 위치에 따른 위치보정값을 해당 속도의 위치보정값으로 산출할 수 있다.In one embodiment, the step of calculating the first position correction value and the step of calculating the second position correction value are performed in a state where the stator current of the AC motor is 0A (id = 0, iq = 0). The position correction value according to the position of the rotor at the time when the d-axis voltage is 0 (vd = 0) can be calculated as the position correction value of the corresponding speed.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 교류전동기의 회전자의 적어도 두 개의 속도에서 측정된 위치보정값을 기초로 전속도 구간에 대하여 작성된 위치보정 테이블이 저장된 저장부; 전류감지부 및 위치/속도 감지부에서 측정된 상기 회전자의 위치 및 속도를 전처리하는 전처리부; 및 상기 측정된 회전자의 속도에 대응하는 위치보정값을 상기 위치보정 테이블로부터 결정하여 상기 회전자의 위치를 보정하는 위치보정부;를 포함하는 교류전동기의 회전자 위치보정 장치가 제공된다. According to another aspect of the present invention, a storage unit storing a position correction table prepared for a full speed section based on a position correction value measured at at least two speeds of a rotor of an AC motor; a pre-processing unit for pre-processing the position and speed of the rotor measured by the current sensing unit and the position/speed sensing unit; and a position correction unit configured to correct the position of the rotor by determining a position correction value corresponding to the measured rotor speed from the position correction table.

일 실시예에서, 상기 위치보정값 테이블은 상기 회전자의 제1속도에서 제1위치보정값을 산출하고, 상기 제1속도보다 큰 제2속도에서 제2위치보정값을 산출하며, 상기 산출된 제1위치보정값 및 제2위치보정값을 기초로 상기 회전자의 전속도 범위에서 위치보정값을 산출하고, 상기 산출된 상기 회전자의 속도별 위치보정값을 테이블화하여 상기 저장부에 저장될 수 있다.In one embodiment, the position correction value table calculates a first position correction value at a first speed of the rotor, calculates a second position correction value at a second speed greater than the first speed, and calculates the calculated A position correction value is calculated in the entire speed range of the rotor based on the first position correction value and the second position correction value, and the calculated position correction value for each speed of the rotor is tabulated and stored in the storage unit. It can be.

일 실시예에서, 상기 제1속도와 상기 제2속도 사이의 속도 구간은 선형보간법(linear interpolation)에 의해 위치보정값이 산출될 수 있다.In one embodiment, a position correction value may be calculated for a speed section between the first speed and the second speed by linear interpolation.

일 실시예에서, 상기 제1속도보다 작고, 상기 제2속도보다 큰 속도 구간은 선형외삽법(linear extrapolation)에 의해 위치보정값이 산출될 수 있다.In an embodiment, a position correction value may be calculated for a speed section that is smaller than the first speed and greater than the second speed by linear extrapolation.

일 실시예에서, 해당 속도에 따른 상기 위치보정값은 상기 교류전동기의 고정자 전류가 0A인 상태(id = 0, iq = 0)에서 상기 고정자의 d축 전압이 0(vd =0)인 시점의 회전자의 위치에 따른 초기각 오프셋일 수 있다. In one embodiment, the position correction value according to the corresponding speed is at the time when the stator current of the AC motor is 0A (id = 0, iq = 0) and the d-axis voltage of the stator is 0 (vd = 0) It may be an initial angle offset according to the position of the rotor.

일 실시예에서, 상기 교류전동기의 회전자 위치보정 장치는 상기 산출된 위치보정값을 이용하여 상기 회전자의 위치를 연산하는 위치연산부; 상기 연산된 회전자의 위치에 따라 상기 전동기의 출력 제어를 위한 제어값을 결정하는 제어부; 및 상기 결정된 제어값에 따라 상기 전동기의 제어 전압을 변경하는 전동기출력부;를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the device for correcting the position of the rotor of the AC motor includes a position calculation unit for calculating the position of the rotor using the calculated position correction value; a control unit that determines a control value for controlling the output of the motor according to the calculated position of the rotor; and a motor output unit configured to change the control voltage of the motor according to the determined control value.

본 발명의 일 실시예에 따른 교류전동기의 회전자 위치보정 방법 및 그 장치는 회전자의 위치 오차 성분을 미리 측정하여 위치보정 테이블을 작성하여 저장하고 회전자 위치 연산시를 이를 이용함으로써, 센서 출력의 지연성분에 의한 회전자의 위치 오차를 보정할 수 있으므로 넓은 속도 범위에서 교류전동기의 출력 성능을 개선할 수 있다. A method and apparatus for correcting the position of a rotor of an AC motor according to an embodiment of the present invention measure the position error components of the rotor in advance, create and store a position correction table, and use this when calculating the position of the rotor, thereby generating sensor output. Since the position error of the rotor due to the delay component of can be corrected, the output performance of the AC motor can be improved in a wide speed range.

또한, 본 발명은 속도에 따른 회전자의 위치 오차 성분을 오프라인 측정 방식으로 측정함으로써, 온라인 방식 대비 동특성이 우수하면서도 간단한 방식으로 회전자의 위치를 보정하여 제어 성능을 향상시킬 수 있다. In addition, the present invention can improve the control performance by correcting the position of the rotor in a simple manner while having excellent dynamic characteristics compared to the online method by measuring the position error component of the rotor according to the speed in an offline measurement method.

또한, 본 발명은 지연성분을 속도에 따라 보상함으로써, 토크 오차가 발행되지 않아 토크 출력 특성 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 동시에 약자속 제어 성능을 향상하여 고속시 제어 안정성을 향상시킬 수 있다. In addition, by compensating the delay component according to the speed, the torque error is not generated and the torque output characteristic and accuracy can be improved, and at the same time, the control stability at high speed can be improved by improving the weak flux control performance.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교류전동기의 회전자 위치보정 장치를 포함하는 하이브리드 차량의 주요 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 교류전동기의 회전자 위치보정 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 교류전동기의 회전자 위치보정 방법의 순서도이다.
도 4는 도 3에서 위치보정 테이블을 작성하는 단계의 세부 순서도이다.
도 5는 회전자의 위치 오차가 발생한 경우 자속축의 전압이 변형됨을 나타내는 그래프이다.
도 6은 회전자의 위치 오차가 발생한 경우 자속축의 전류가 변형됨을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 교류전동기의 회전자 위치보정 방법에서 위치보정 테이블을 작성하는 예를 나타낸 그래프이다.
1 is a block diagram showing the main configuration of a hybrid vehicle including an AC motor rotor position correction device according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an apparatus for adjusting the position of a rotor of an AC motor according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a method for correcting the position of a rotor of an AC motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a detailed flowchart of a step of creating a position correction table in FIG. 3 .
5 is a graph showing that the voltage of the magnetic flux shaft is deformed when a positional error of the rotor occurs.
6 is a graph showing that the current of the magnetic flux shaft is deformed when a positional error of the rotor occurs.
7 is a graph showing an example of creating a position correction table in the method for adjusting the position of a rotor of an AC motor according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 교류전동기의 회전자 위치보정 장치를 보다 상세히 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교류전동기의 회전자 위치보정 장치를 포함하는 하이브리드 차량의 주요 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 교류전동기의 회전자 위치보정 장치의 블록도이다. Hereinafter, an apparatus for adjusting the position of a rotor of an AC motor according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing the main configuration of a hybrid vehicle including a device for adjusting the position of a rotor of an AC motor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a device for adjusting the position of a rotor of an AC motor according to an embodiment of the present invention. is a block diagram of

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 교류전동기의 회전자 위치보정 장치를 포함하는 하이브리드 차량(10)은 교류전동기(11), 전류감지부(12), 위치/속도 감지부(13) 및 전자제어장치(14)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , a hybrid vehicle 10 including an AC motor rotor position correction device according to an embodiment of the present invention includes an AC motor 11, a current sensor 12, a position/speed sensor ( 13) and an electronic control device 14.

이러한 하이브리드 차량은 엔진과 모터-발전기가 벨트를 통하여 연동하는 BSG 시스템일 수 있다. Such a hybrid vehicle may be a BSG system in which an engine and a motor-generator are interlocked through a belt.

교류전동기(11)는 벨트를 통하여 엔진과 연동하며, 스타트 모터와 교류 전압을 발전할 수 있는 발전기로서 기능할 수 있다. 일례로, 교류전동기(11)는 3상 동기 전동기일 수 있다. The AC motor 11 interlocks with the engine through a belt and can function as a start motor and a generator capable of generating AC voltage. For example, the AC motor 11 may be a three-phase synchronous motor.

전류감지부(12)는 교류전동기(11)와 인버터 사이에 배치되어 직렬로 배치되어 교류전동기(11)의 고정자의 전류를 감지한다. 이러한 전류감지부(12)는 전류 센서일 수 있다. The current sensing unit 12 is arranged in series between the AC motor 11 and the inverter to sense the current of the stator of the AC motor 11. The current sensing unit 12 may be a current sensor.

위치/속도 감지부(13)는 교류전동기(11)의 회전자 측에 장착되어 회전자의 속도 및 위치를 감지한다. 이러한 위치/속도 감지부(13)는 홀 센서, 레졸버(Resolver), 또는 회전식 엔코더(rotary encoder)일 수 있다. The position/speed sensor 13 is mounted on the rotor side of the AC motor 11 and detects the speed and position of the rotor. This position/velocity sensor 13 may be a Hall sensor, a resolver, or a rotary encoder.

전자제어장치(14)는 전류감지부(12) 및 위치/속도 감지부(13)에 의해 교류전동기(11)의 구동 상태를 감지하고 이를 기초로 교류전동기(11)를 제어한다. 일례로 이러한 전자제어장치(14)는 ECU일 수 있다. The electronic control device 14 detects the driving state of the AC motor 11 by the current sensor 12 and the position/speed sensor 13 and controls the AC motor 11 based on this. For example, this electronic control unit 14 may be an ECU.

이러한 전자제어장치(14)는 교류전동기(11)의 회전자의 속도에 따라 변화하는 초기각 오프셋(variable offset)을 위치보정 테이블로부터 산출하여 보정할 수 있다.The electronic controller 14 may calculate and correct an initial angle offset that changes according to the speed of the rotor of the AC motor 11 from a position correction table.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 교류전동기의 회전자 위치보정 장치(100)는 전처리부(110), 위치보정부(120) 및 저장부(130)를 포함한다. 이러한 교류전동기의 회전자 위치보정 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같은 전자제어장치(14)에 의해 구현될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the apparatus 100 for adjusting the position of a rotor of an AC motor according to an embodiment of the present invention includes a pre-processing unit 110, a position correcting unit 120, and a storage unit 130. The rotor position correction device 100 of such an AC motor may be implemented by an electronic control device 14 as shown in FIG. 1 .

전처리부(110)는 전류감지부(12) 및 위치/속도 감지부(13)에서 측정된 교류전동기(11)의 회전자의 위치 및 속도를 전처리한다. 여기서, 전처리는 측정된 정보에서 잡음을 제거하는 것이다. 일례로, 전처리부(110)는 저역통과 필터일 수 있다. The preprocessor 110 preprocesses the position and speed of the rotor of the AC motor 11 measured by the current sensor 12 and the position/speed sensor 13. Here, the preprocessing is to remove noise from the measured information. For example, the preprocessor 110 may be a low pass filter.

위치보정부(120)는 전처리부(110)부에서 전처리된 회전자의 속도에 대응하여 위치보정값을 저장부(130)에 저장된 위치보정 테이블로부터 결정하여 교류전동기(11)의 회전자의 위치 정보를 보정한다. The position correction unit 120 determines the position of the rotor of the AC motor 11 by determining the position correction value from the position correction table stored in the storage unit 130 corresponding to the speed of the rotor preprocessed by the preprocessor 110 unit. Correct information.

즉, 위치보정부(120)는 위치/속도 감지부(13)에서 감지된 현재의 회전자 속도에 따른 초기각 오프셋을 보정하기 위한 위치보정값을 사전 제작된 위치보정 테이블에서 검색하여 결정할 수 있다.That is, the position correction unit 120 may retrieve and determine a position correction value for correcting the initial angle offset according to the current rotor speed detected by the position/speed sensor 13 from a pre-manufactured position correction table. .

여기서, 교류전동기(11)의 제어에 사용되는 회전자 위치 정보(θ)는 하기의 수학식 1과 같이 3가지 성분으로 구분한다. Here, the rotor position information (θ) used to control the AC motor 11 is divided into three components as shown in Equation 1 below.

Figure 112016097138908-pat00001
Figure 112016097138908-pat00001

여기서, θ_position sensor는 위치/속도 감지부(13)의 출력값, θ_offset static은 위치/속도 감지부(13)의 출력값과 제어기의 기준각도와의 차이 성분, 및 θ_offset variable은 지연요소에 의한 각도 변동 성분이다. Here, θ_position sensor is the output value of the position/velocity sensor 13, θ_offset static is the difference component between the output value of the position/velocity sensor 13 and the reference angle of the controller, and θ_offset variable is the angle variation component caused by the delay element. am.

이때, θ_offset static은 고정된 값으로 교류전동기(11)의 설계에 따라 결정되며, θ_position sensor는 교류전동기(11)의 회전자의 현재의 속도에 의해 결정되고, θ_offset variable은 위치/속도 감지부(13)의 출력값을 전처리하는 전처리부(110)에 의한 지연과 위치/속도 감지부(13) 자체의 전파 지연(propagation delay)에 의해 결정된다. At this time, θ_offset static is a fixed value and is determined according to the design of the AC motor 11, θ_position sensor is determined by the current speed of the rotor of the AC motor 11, and θ_offset variable is the position/speed sensor ( It is determined by the delay by the preprocessor 110 preprocessing the output value of 13) and the propagation delay of the position/velocity sensor 13 itself.

따라서, 특정 속도에서의 위치 오차(θ_error)는 θ_offset static과 θ_offset variable의 합에 해당된다. 여기서, θ_offset static은 고정적인 값이며, θ_offset variable은 교류전동기(11)의 회전자의 속도에 따라 변한다. Therefore, the position error (θ_error) at a specific speed corresponds to the sum of θ_offset static and θ_offset variable. Here, θ_offset static is a fixed value, and θ_offset variable varies according to the speed of the rotor of the AC motor 11.

결과적으로 교류전동기(11)를 제어한 정확한 회전자의 위치 정보를 산출하기 위해서는 위치/속도 감지부(13)에서 측정된 해당 속도에 해당하는 θ_offset variable에 대한 보정이 요구된다. As a result, in order to calculate accurate position information of the rotor that controls the AC motor 11, correction of the θ_offset variable corresponding to the speed measured by the position/speed sensor 13 is required.

본 발명에서는 이러한 속도별로 변하는 지연요소에 의한 각도 변동 성분(θ_offset variable)을 사전에 위치보정 테이블로 제작하여 저장하고 실제 제어시 이를 참조하여 위치보정값을 산출한다. In the present invention, the angular variation component (θ_offset variable) caused by the delay element that varies by speed is prepared and stored as a position correction table in advance, and the position correction value is calculated by referring to it during actual control.

저장부(130)는 교류전동기(11)의 회전자의 속도별 위치보정값을 갖는 위치보정 테이블이 저장된다. 여기서, 위치보정 테이블은 교류전동기(11)의 회전자의 적어도 두 개의 속도에서 측정된 위치보정값을 기초로 전속도 구간에 대하여 작성된 것이다. The storage unit 130 stores a position correction table having position correction values for each speed of the rotor of the AC motor 11 . Here, the position correction table is prepared for the entire speed section based on the position correction values measured at at least two speeds of the rotor of the AC motor 11.

상기 위치보정값 테이블은 교류전동기(11)의 회전자의 제1속도(w1)에서 제1위치보정값(θcomp1)을 산출하고, 제1속도(w1)보다 큰 제2속도(w2)에서 제2위치보정값(θcomp2)을 산출하며, 산출된 제1위치보정값(θcomp1) 및 제2위치보정값(θcomp2)을 기초로 상기 회전자의 전속도 범위에서 위치보정값을 산출하고, 상기 산출된 회전자의 속도별 위치보정값을 테이블화한 것이다. The position correction value table calculates the first position correction value θcomp1 at the first speed w1 of the rotor of the AC motor 11, and calculates the first position correction value θcomp1 at the second speed w2 greater than the first speed w1. A second position correction value θcomp2 is calculated, and a position correction value is calculated in the full speed range of the rotor based on the calculated first position correction value θcomp1 and second position correction value θcomp2, and the calculated position correction value θcomp2 is calculated. This is a table of the position correction values for each speed of the rotor.

여기서, 3상 동기 전동기의 동기 좌표계 전압 방정식은 하기의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. Here, the synchronous coordinate system voltage equation of the three-phase synchronous motor can be expressed as Equation 1 below.

Figure 112016097138908-pat00002
Figure 112016097138908-pat00002

여기서, vd 및 vq는 각각 동기 좌표계 상에서 고정자의 d축 및 q축의 전압이고, id 및 iq는 각각 d축 및 q축의 전류이며, Rs는 저항, Ld 및 Lq는 각각 d축 및 q축의 인덕턴스, p는 시간에 대한 미분 연산자(d/dt), ωr은 회전자의 속도, φf는 교쇄자속수이다. Here, vd and vq are the d-axis and q-axis voltages of the stator on the synchronous coordinate system, respectively, id and iq are the d-axis and q-axis currents, respectively, Rs is the resistance, Ld and Lq are the d-axis and q-axis inductances, p is the derivative operator for time (d/dt), ωr is the speed of the rotor, and φf is the number of alternating magnetic fluxes.

이때, 속도가 0이 아니고, id, iq가 0인 경우를 가정하면 하기의 수학식 3과 같다. At this time, assuming that the speed is not 0 and id and iq are 0, Equation 3 is shown below.

Figure 112016097138908-pat00003
Figure 112016097138908-pat00003

수학식 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 교류전동기(11)의 전압을 확인하면 정확한 회전자의 위치(θ)를 결정할 수 있다.As can be seen from Equation 3, the exact position (θ) of the rotor can be determined by checking the voltage of the AC motor 11.

따라서, 제1속도(w1) 및 제2속도(w2)에서 위치보정값은 교류전동기(11)의 고정자 전류가 0A인 상태(id = 0, iq = 0)에서 고정자의 d축 전압이 0(vd =0)인 시점의 회전자의 위치에 따른 초기각 오프셋일 수 있다. Therefore, the position correction value at the first speed (w1) and the second speed (w2) is when the d-axis voltage of the stator is 0 ( It may be an initial angle offset according to the position of the rotor at the time of vd = 0).

이러한 위치보정 테이블에서, 제1속도(w1)와 제2속도(w2) 사이의 속도 구간은 선형보간법에 의해 위치보정값이 산출되고, 제1속도(w1)보다 작거나 제2속도(w2)보다 큰 속도 구간은 선형외삽법에 의해 위치보정값이 산출될 수 있다.In this position correction table, the position correction value is calculated by linear interpolation in the speed section between the first speed w1 and the second speed w2, and is smaller than the first speed w1 or the second speed w2 For a larger speed range, the position correction value can be calculated by linear extrapolation.

이러한 교류전동기의 회전자 위치보정 장치(100)는 위치연산부(140), 제어부(150) 및 전동기출력부(160)를 더 포함할 수 있다.The apparatus 100 for adjusting the position of a rotor of an AC motor may further include a position calculation unit 140, a control unit 150, and a motor output unit 160.

위치연산부(140)는 위치보정부(120)에 의해 산출된 현재 속도에 따른 위치보정값을 이용하여 교류전동기(11)의 회전자의 위치를 연산할 수 있다.The position calculation unit 140 may calculate the position of the rotor of the AC motor 11 using the position correction value according to the current speed calculated by the position correction unit 120 .

제어부(150)는 위치연산부(140)에서 연산된 회전자의 위치에 따라 교류전동기(11)의 출력 제어를 위한 제어값을 결정하여 전동기출력부(160)로 전송할 수 있다.The control unit 150 may determine a control value for output control of the AC motor 11 according to the position of the rotor calculated by the position calculation unit 140 and transmit it to the motor output unit 160 .

전동기출력부(160)는 제어부(150)에서 결정된 제어값에 따라 교류전동기(11)의 제어 전압을 변경함으로써, 교류전동기(11)의 출력을 제어할 수 있다.The motor output unit 160 may control the output of the AC motor 11 by changing the control voltage of the AC motor 11 according to the control value determined by the control unit 150 .

이와 같은 구성에 의해 본 발명의 일 실시예에 따른 교류전동기의 회전자 위치보정 장치(100)는 센서 출력의 지연성분에 의한 회전자의 위치 오차를 보정할 수 있으므로 넓은 속도 범위에서 교류전동기의 출력 성능을 개선할 수 있고, 온라인 방식 대비 동특성이 우수하면서도 간단한 방식으로 회전자의 위치를 보정하여 제어 성능을 향상시킬 수 있으며, 토크 오차가 발행되지 않아 토크 출력 특성 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 동시에 약자속 제어 성능을 향상하여 고속시 제어 안정성을 향상시킬 수 있다. With this configuration, the apparatus 100 for correcting the position of the rotor of an AC motor according to an embodiment of the present invention can correct the position error of the rotor due to the delay component of the sensor output, and thus the output of the AC motor in a wide speed range. Performance can be improved, and control performance can be improved by correcting the position of the rotor in a simple way while having excellent dynamic characteristics compared to the online method. Control stability at high speed may be improved by improving speed control performance.

이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 교류전동기의 회전자 위치보정 방법을 설명한다. Hereinafter, a method for correcting the position of a rotor of an AC motor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 7 .

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 교류전동기의 회전자 위치보정 방법의 순서도이고, 도 4는 도 3에서 위치보정 테이블을 작성하는 단계의 세부 순서도이며, 도 5는 회전자의 위치 오차가 발생한 경우 자속축의 전압이 변형됨을 나타내는 그래프이고, 도 6은 회전자의 위치 오차가 발생한 경우 자속축의 전류가 변형됨을 나타내는 그래프이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 교류전동기의 회전자 위치보정 방법에서 위치보정 테이블을 작성하는 예를 나타낸 그래프이다. Figure 3 is a flow chart of a method for correcting the position of a rotor of an AC motor according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a detailed flowchart of the step of creating a position correction table in Figure 3, Figure 5 is a position error of the rotor FIG. 6 is a graph showing that the current of the magnetic flux axis is deformed when a position error of the rotor occurs, and FIG. 7 is a method for correcting the position of a rotor of an AC motor according to an embodiment of the present invention. It is a graph showing an example of creating a position correction table in .

교류전동기의 회전자 위치보정 방법(300)은 위치보정 테이블을 작성하는 단계(S310), 회전자의 위치 및 속도를 측정하는 단계(S320), 및 현재 속도에 따른 위치 보정하는 단계(S330)를 포함한다. The method for correcting the position of a rotor of an AC motor (300) includes preparing a position correction table (S310), measuring the position and speed of the rotor (S320), and correcting the position according to the current speed (S330). include

보다 상세히 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 교류전동기(11)의 회전자의 적어도 두 개의 속도에서 측정된 위치보정값을 기초로 전속도 구간에 대한 위치보정 테이블을 작성한다(단계 S310). More specifically, as shown in FIG. 3, first, a position correction table for the entire speed section is prepared based on the position correction values measured at at least two speeds of the rotor of the AC motor 11 (step S310).

이러한 위치보정 테이블을 작성하는 단계는 도 4를 참조하여 더 상세하게 설명한다. The step of creating such a position correction table will be described in detail with reference to FIG. 4 .

도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 교류전동기(11)의 회전자의 제1속도(w1)에서 제1위치보정값(θcomp1)을 산출할 수 있다(단계 S311). As shown in FIG. 4 , first, the first position correction value θcomp1 may be calculated from the first speed w1 of the rotor of the AC motor 11 (step S311).

여기서, 교류전동기(11)의 회전자에 대한 초기각 오프셋에 의한 위치 오차(θerror)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 차속축의 전류 및 전압에 변형을 초래하여 출력 토크가 변형되고, 따라서, 출력 토크가 변형되어 제어의 안정성이 저하될 수 있다. Here, the position error θ error due to the initial angle offset with respect to the rotor of the AC motor 11 causes the current and voltage of the vehicle speed shaft to be deformed, as shown in FIGS. 5 and 6, so that the output torque is deformed, Therefore, the output torque may be deformed and the stability of control may deteriorate.

도 5에 도시된 바와 같이, 교류전동기(11)의 회전자의 위치 오차가 없는 경우(a)에는 교류전동기(11)의 고정자의 d축 전압(vd)만 나타나지만, 교류전동기(11)의 회전자의 위치 오차가 θerror 만큼 발생한 경우에는(b), 교류전동기(11)의 동기 좌표계에서 θerror 만큼 변형되어 교류전동기(11)의 고정자의 d축 및 q축 전압(vd, vq)은 모두 변형된다. As shown in FIG. 5, when there is no position error of the rotor of the AC motor 11 (a), only the d-axis voltage (vd) of the stator of the AC motor 11 appears, but the rotation of the AC motor 11 When the position error of the electrons occurs by θ error (b), the synchronous coordinate system of the AC motor 11 is transformed by θ error, so both the d-axis and q-axis voltages (vd, vq) of the stator of the AC motor 11 are deformed. .

즉, 교류전동기(11)의 회전자의 위치 오차가 없는 경우(도 5에서 (a) 참조)에는 교류전동기(11)의 고정자의 전압 방정식은 상기의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다. That is, when there is no position error of the rotor of the AC motor 11 (see (a) in FIG. 5), the voltage equation of the stator of the AC motor 11 can be expressed as Equation 3 above.

그러나, 교류전동기(11)의 회전자의 위치 오차(θerror)가 있는 경우(도 5에서 (b) 참조)에는 교류전동기(11)의 고정자의 전압 방정식은 하기의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다. However, when there is a position error (θerror) of the rotor of the AC motor 11 (see (b) in FIG. 5), the voltage equation of the stator of the AC motor 11 can be expressed as Equation 4 below .

Figure 112016097138908-pat00004
Figure 112016097138908-pat00004

아울러, 도 6에 도시된 바와 같이, 교류전동기(11)의 회전자의 위치 오차가 없는 경우(a), 전류(id, iq)가 각 축과 동상으로 나타나지만, 교류전동기(11)의 회전자의 위치 오차가 θerror 만큼 발생한 경우에는(b), 교류전동기(11)의 동기 좌표계에서 θerror 만큼 변형되어 전류(id, iq)가 d축 및 q축과 동상으로 나타나지 않는다. 이때, 실제 전류와 크기 성분의 차이가 발생하여 출력 토크가 변형된다. 즉, 자속축의 전류가 변형되어 제어의 안정성이 저하될 수 있다. In addition, as shown in FIG. 6, when there is no position error of the rotor of the AC motor 11 (a), the currents (id, iq) appear in phase with each axis, but the rotor of the AC motor 11 When the position error of is generated by θ error (b), it is deformed by θ error in the synchronous coordinate system of the AC motor 11, so that the current (id, iq) does not appear in phase with the d-axis and q-axis. At this time, the output torque is deformed due to a difference between the actual current and the magnitude component. That is, the current of the magnetic flux axis is deformed, and stability of control may be deteriorated.

즉, 교류전동기(11)의 회전자의 위치 오차가 없는 경우(도 5에서 (a) 참조)에는 교류전동기(11)의 고정자의 전류에 의한 토크는 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. That is, when there is no position error of the rotor of the AC motor 11 (see (a) in FIG. 5), the torque by the current of the stator of the AC motor 11 can be expressed as Equation 5 below.

Figure 112016097138908-pat00005
Figure 112016097138908-pat00005

그러나, 교류전동기(11)의 회전자의 위치 오차(θerror)가 있는 경우(도 5에서 (b) 참조)에는 교류전동기(11)의 고정자의 전류에 의한 토크(T)는 하기의 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다. However, when there is a position error (θerror) of the rotor of the AC motor 11 (see (b) in FIG. 5), the torque T due to the current of the stator of the AC motor 11 is expressed by Equation 6 below can be expressed as

Figure 112016097138908-pat00006
Figure 112016097138908-pat00006

여기서, id' 및 iq'는 각각 교류전동기(11)의 회전자의 위치 오차(θerror)에 따른 고정자의 d축 및 q축의 전류이다. Here, id' and iq' are currents of the d-axis and q-axis of the stator according to the position error (θerror) of the rotor of the AC motor 11, respectively.

따라서, 제어의 안정성을 위하여 교류전동기(11)의 회전자의 초기각 오프셋을 보정해야한다. Therefore, for control stability, the initial angle offset of the rotor of the AC motor 11 must be corrected.

이때, 회전자의 속도 및 위치에 따른 초기각 오프셋을 측정하여 제1위치보정값(θcomp1)을 산출할 수 있다.In this case, the first position correction value θcomp1 may be calculated by measuring the initial angle offset according to the speed and position of the rotor.

일례로, 제1속도(w1)에서, 교류전동기(11)의 고정자 전류가 0A인 상태(id = 0, iq = 0)에서 상기 고정자의 d축 전압이 0(vd =0)인 시점의 회전자의 위치에 따른 초기각 오프셋을 측정하고 이를 제1속도(w1)에 대한 제1위치보정값(θcomp1)으로 산출할 수 있다.For example, at the first speed (w1), in a state where the stator current of the AC motor 11 is 0A (id = 0, iq = 0), the d-axis voltage of the stator is 0 (vd = 0). An initial angular offset according to the position of the electron may be measured and calculated as a first position correction value θcomp1 for the first speed w1.

다음으로, 교류전동기(11)의 회전자의 제2속도(w2)에서 제2위치보정값(θcomp2)을 산출할 수 있다(단계 S312). 여기서, 제2속도(w2)는 제1속도(w1)보다 큰 값일 수 있다. 이때, 회전자의 속도 및 위치에 따른 초기각 오프셋을 측정하여 제2위치보정값(θcomp2)을 산출할 수 있다. Next, the second position correction value θcomp2 may be calculated from the second speed w2 of the rotor of the AC motor 11 (step S312). Here, the second speed w2 may be greater than the first speed w1. In this case, the second position correction value θcomp2 may be calculated by measuring the initial angle offset according to the speed and position of the rotor.

일례로, 제2속도(w2)에서, 교류전동기(11)의 고정자 전류가 0A인 상태(id = 0, iq = 0)에서 상기 고정자의 d축 전압이 0(vd =0)인 시점의 회전자의 위치에 따른 초기각 오프셋을 측정하고 이를 제2속도(w2)에 대한 제2위치보정값(θcomp2)으로 산출할 수 있다.For example, at the second speed w2, in a state where the stator current of the AC motor 11 is 0A (id = 0, iq = 0), the d-axis voltage of the stator is 0 (vd = 0). The initial angle offset according to the position of the electron may be measured and calculated as the second position correction value θcomp2 for the second velocity w2.

다음으로, 제1위치보정값(θcomp1) 및 제2위치보정값(θcomp2)을 기초로 교류전동기(11)의 회전자의 전속도 범위에서 위치보정값을 산출할 수 있다(단계 S313).Next, a position correction value may be calculated in the full speed range of the rotor of the AC motor 11 based on the first position correction value θcomp1 and the second position correction value θcomp2 (step S313).

여기서, 교류전동기(11)의 회전자에 대한 초기각 오프셋은 속도에 따라 비례하기 때문에 제1속도(w1) 및 제2속도(w2) 이외의 속도 구간에서는 제1위치보정값(θcomp1) 및 제2위치보정값(θcomp2)에 대하여 선형적으로 변화하는 것으로 예측할 수 있다. Here, since the initial angle offset with respect to the rotor of the AC motor 11 is proportional to the speed, the first position correction value θcomp1 and the second position correction value θcomp1 and It can be predicted that it changes linearly with respect to the two-position correction value θcomp2.

일례로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1속도(w1)와 제2속도(w2) 사이의 속도 구간에 대하여 선형보간법(linear interpolation)에 의해 해당 속도에 대한 위치보정값을 산출할 수 있다.For example, as shown in FIG. 7, a position correction value for a corresponding speed can be calculated by linear interpolation with respect to a speed section between the first speed w1 and the second speed w2. .

즉, 도 7의 그래프에서 제1속도(w1)와 제2속도(w2)를 연결하는 직선에 의해 해당 속도 구간에 대한 위치보정값을 산출할 수 있다. 위치보정값은 회전자의 전체 속도 범위 내에서 선형이기 때문에 제1속도(w1)와 제2속도(w2)는 특정한 값으로 한정되지 않지만, 전체 속도 구간의 1/3, 2/3 크기의 속도에서 위치보정값을 산출하는 것이 바람직하다. That is, in the graph of FIG. 7 , a position correction value for a corresponding speed section may be calculated by a straight line connecting the first speed w1 and the second speed w2. Since the position correction value is linear within the entire speed range of the rotor, the first speed (w1) and the second speed (w2) are not limited to specific values, but are 1/3 or 2/3 the size of the entire speed range. It is desirable to calculate the position correction value in .

아울러, 제1속도(w1)보다 작은 속도 구간 및 제2속도(w2)보다 큰 속도 구간에 대하여 선형외삽법(linear extrapolation)에 의해 해당 속도에 대한 위치보정값을 산출할 수 있다.In addition, with respect to the speed section smaller than the first speed w1 and the speed section greater than the second speed w2, a position correction value for the corresponding speed may be calculated by linear extrapolation.

즉, 도 7의 그래프에서, 제1속도(w1) 및 제2속도(w2)에서 각각 연장하는 직선에 의해 제1속도(w1) 이하 및 제2속도(w2) 이하의 속도 구간에 대한 위치보정값을 산출할 수 있다. 여기서, 두 개의 속도(w1,w2)에 의해 전체 구간을 산출하는 경우, 실질적으로 제1속도(w1)와 제2속도(w2) 사이의 선형보간법에 의해 산출되는 직선을 연장함으로써 다른 구간에 대한 위치보정값을 산출할 수 있다.That is, in the graph of FIG. 7, the position correction for the speed sections below the first speed w1 and below the second speed w2 is performed by a straight line extending from the first speed w1 and the second speed w2, respectively. value can be calculated. Here, when the entire section is calculated by the two velocities w1 and w2, the straight line calculated by the linear interpolation method between the first and second velocities w1 and w2 is substantially extended for other sections. A position correction value can be calculated.

한편, 본 실시예에서는 제1속도(w1) 및 제2속도(w2)의 2개의 속도에 대하여 위치보정값을 산출하고 이들을 이용하여 보간법 및 외삽법에 의해 전속도 구간에 대한 위치보정값을 산출하였으나, 이에 한정되지 않고, 2 이상의 속도에서 위치보정값을 산출하고 이들을 이용하여 속도 구간별 위치보정값을 산출할 수 있다.Meanwhile, in this embodiment, position correction values are calculated for two speeds, the first speed w1 and the second speed w2, and the position correction values for the entire speed section are calculated by interpolation and extrapolation using these values. However, it is not limited thereto, and it is possible to calculate position correction values at two or more speeds and use them to calculate position correction values for each speed section.

일례로, 3개의 속도(w1,w2,w3)에서 위치보정값을 산출한 경우, 제1속도(w1)와 제2속도(w2) 사이의 구간에서는 각 속도에서의 제1위치보정값(θcomp1)과 제2위치보정값(θcomp2)을 연결하는 직선에 의해 위치보정값을 산출하고, 제2속도(w2) 및 제3속도(w3) 사이의 구간에서는 각 속도에서의 제2위치보정값(θcomp2) 및 제3위치보정값(θcomp3)을 연결하는 직선에 의해 위치보정값을 산출할 수 있다. For example, when the position correction value is calculated at three speeds (w1, w2, w3), in the section between the first speed (w1) and the second speed (w2), the first position correction value (θcomp1) at each speed ) and the second position correction value θcomp2, the position correction value is calculated by a straight line, and in the section between the second speed w2 and the third speed w3, the second position correction value at each speed ( The position correction value may be calculated by a straight line connecting θcomp2) and the third position correction value θcomp3.

이때, 제1속도(w1)보다 작은 속도 구간은 인접한 구간인 제1속도(w1)와 제2속도(w2) 구간의 직선으로부터 연장된 직선에 의해 위치보정값을 산출하고, 제3속도(w3)보다 큰 속도 구간은 인접한 구간인 제2속도(w2)와 제3속도(w3) 구간의 직선으로부터 연장된 직선에 의해 위치보정값을 산출함으로써, 위치보정 테이블을 작성할 수 있다.At this time, in the speed section smaller than the first speed w1, the position correction value is calculated by a straight line extending from the straight line of the first speed w1 and the second speed w2, which are adjacent sections, and the third speed w3 ), a position correction table can be created by calculating a position correction value by a straight line extending from the straight line of the second speed (w2) and third speed (w3) sections, which are adjacent sections.

이와 같이, 2이상의 속도에 대하여 위치보정값을 산출하고 이를 기초로 위치보정 테이블을 작성하면, 속도에 대하여 실제와 더 근사한 위치보정값을 산출할 수 있다.In this way, if position correction values are calculated for two or more velocities and a position correction table is prepared based thereon, it is possible to calculate a position correction value that is closer to the actual one for the velocities.

도 7에 도시된 바와 같은 전 속도 범위에 대하여 산출된 교류전동기(11)의 회전자의 속도별 위치보정값을 테이블화하여 저장부(130)에 저장할 수 있다(단계 S314).Position correction values for each speed of the rotor of the AC motor 11 calculated for the entire speed range as shown in FIG. 7 may be tabled and stored in the storage unit 130 (step S314).

다시 도 3을 참조하면, 교류전동기(11)의 회전자의 위치 및 속도를 측정한다(단계 S320). 이때, 전류감지부(12) 및 위치/속도 감지부(13)를 이용하여 회전자의 위치 및 속도를 측정하고, 저역 통과 필터에 의해 전처리할 수 있다. Referring back to FIG. 3 , the position and speed of the rotor of the AC motor 11 are measured (step S320). At this time, the position and speed of the rotor may be measured using the current sensor 12 and the position/speed sensor 13, and may be preprocessed by a low-pass filter.

다음으로, 측정된 회전자의 속도에 대응하는 위치보정값을 저장부(130)에 저장된 위치보정 테이블로부터 결정하여 회전자의 위치를 보정한다(단계 S330). Next, the position correction value corresponding to the measured rotor speed is determined from the position correction table stored in the storage unit 130 to correct the position of the rotor (step S330).

이와 같이 산출된 교류전동기(11)의 회전자의 정확한 위치에 의해 위치연산부(140), 제어부(150) 및 전동기출력부(160)를 통하여 교류전동기(11)의 출력을 안정적으로 제어할 수 있다.The output of the AC motor 11 can be stably controlled through the position calculation unit 140, the control unit 150, and the motor output unit 160 based on the exact position of the rotor of the AC motor 11 calculated as described above. .

이와 같은 방법에 의해 센서 출력의 지연성분에 의한 회전자의 위치 오차를 보정할 수 있으므로 넓은 속도 범위에서 교류전동기의 출력 성능을 개선할 수 있고, 온라인 방식 대비 동특성이 우수하면서도 간단한 방식으로 회전자의 위치를 보정하여 제어 성능을 향상시킬 수 있으며, 토크 오차가 발행되지 않아 토크 출력 특성 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 동시에 약자속 제어 성능을 향상하여 고속시 제어 안정성을 향상시킬 수 있다. Since the position error of the rotor due to the delay component of the sensor output can be corrected by this method, the output performance of the AC motor can be improved in a wide speed range, and the dynamic characteristics are excellent compared to the online method. Control performance can be improved by correcting the position, torque output characteristics and precision can be improved because no torque error is generated, and control stability at high speed can be improved by improving weak flux control performance.

상기와 같은 방법들은 도 1에 도시된 바와 같은 교류전동기의 회전자 위치보정 장치(100)에 의해 구현될 수 있고, 특히, 이러한 단계들을 수행하는 소프트웨어 프로그램으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 이러한 프로그램들은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다. The methods described above may be implemented by the device 100 for adjusting the position of a rotor of an AC motor as shown in FIG. 1, and in particular, may be implemented by a software program that performs these steps. In this case, such a program These may be stored in a computer readable recording medium or transmitted by a computer data signal combined with a carrier wave in a transmission medium or communication network.

이 때, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 판독가능한 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함하며, 예를 들면, ROM, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, DVD-RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광 데이터 저장장치 등일 수 있다. At this time, the computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer system is stored, and includes, for example, ROM, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, DVD-RAM, and magnetic tape. , a floppy disk, a hard disk, an optical data storage device, and the like.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented herein, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may add elements within the scope of the same spirit. However, other embodiments can be easily proposed by means of changes, deletions, additions, etc., but these will also fall within the scope of the present invention.

10 : 하이브리드 차량 11 : 교류전동기
12 : 전류감지부 13 : 위치/속도 감지부
14 : 전자제어장치 100 : 회전자 위치보정 장치
110 : 전처리부 120 : 위치보정부
130 : 저장부 140 : 위치연산부
150 : 제어부 160 : 전동기출력부
10: hybrid vehicle 11: AC motor
12: current sensing unit 13: position / speed sensing unit
14: electronic control device 100: rotor position correction device
110: pre-processing unit 120: position correction unit
130: storage unit 140: location calculation unit
150: control unit 160: motor output unit

Claims (11)

교류전동기의 회전자의 적어도 두 개의 속도에서 측정된 위치보정값을 기초로 전속도 구간에 대한 위치보정 테이블을 작성하는 단계;
상기 회전자의 위치 및 속도를 측정하는 단계;
측정된 상기 회전자의 위치 및 속도를 저역통과필터를 이용해 전처리하는 단계; 및
상기 전처리된 회전자의 속도에 대응하는 위치보정값을 상기 위치보정 테이블로부터 결정하여 상기 회전자의 위치를 보정하는 단계를 포함하고,
상기 위치보정값은
상기 회전자의 위치 및 속도를 측정하고 전처리하는 단계에서 발생되는 지연을 보정하기 위한 값인
교류전동기의 회전자 위치보정 방법.
Creating a position correction table for all speed sections based on the position correction values measured at at least two speeds of the rotor of the AC motor;
measuring the position and speed of the rotor;
pre-processing the measured position and speed of the rotor using a low-pass filter; and
Correcting the position of the rotor by determining a position correction value corresponding to the speed of the preprocessed rotor from the position correction table;
The position correction value is
A value for correcting the delay generated in the step of measuring and preprocessing the position and speed of the rotor
Rotor Position Correction Method of AC Motor.
제1항에 있어서,
상기 작성하는 단계는,
상기 회전자의 제1속도에서 제1위치보정값을 산출하는 단계;
상기 제1속도보다 큰 제2속도에서 제2위치보정값을 산출하는 단계;
상기 산출된 제1위치보정값 및 제2위치보정값을 기초로 상기 회전자의 전속도 범위에서 위치보정값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 상기 회전자의 속도별 위치보정값을 테이블화하여 저장하는 단계;
를 포함하는 교류전동기의 회전자 위치보정 방법.
According to claim 1,
The writing step is
calculating a first position correction value at the first speed of the rotor;
calculating a second position correction value at a second speed greater than the first speed;
Calculating a position correction value in the full speed range of the rotor based on the calculated first position correction value and second position correction value; and
Forming and storing the calculated position correction values for each speed of the rotor into a table;
Rotor position correction method of an AC motor comprising a.
제2항에 있어서,
상기 위치보정값을 산출하는 단계는 상기 제1속도와 상기 제2속도 사이의 속도 구간에 대하여 선형보간법(linear interpolation)에 의해 해당 속도에 대한 위치보정값을 산출하는 교류전동기의 회전자 위치보정 방법.
According to claim 2,
The step of calculating the position correction value is a rotor position correction method of an AC motor in which a position correction value for a corresponding speed is calculated by linear interpolation for a speed section between the first speed and the second speed. .
제2항에 있어서,
상기 위치보정값을 산출하는 단계는 상기 제1속도보다 작고, 상기 제2속도보다 큰 속도 구간에 대하여 선형외삽법(linear extrapolation)에 의해 해당 속도에 대한 위치보정값을 산출하는 교류전동기의 회전자 위치보정 방법.
According to claim 2,
The step of calculating the position correction value is a rotor of an AC motor for calculating a position correction value for a corresponding speed by linear extrapolation with respect to a speed section that is smaller than the first speed and larger than the second speed. positioning method.
제2항에 있어서,
상기 제1위치보정값을 산출하는 단계 및 상기 제2위치보정값을 산출하는 단계는 상기 교류전동기의 고정자 전류가 0A인 상태(id = 0, iq = 0)에서 상기 고정자의 d축 전압이 0(vd =0)인 시점의 회전자의 위치에 따른 초기각 오프셋을 해당 속도의 위치보정값으로 산출하는 교류전동기의 회전자 위치보정 방법.
According to claim 2,
In the step of calculating the first position correction value and the step of calculating the second position correction value, the d-axis voltage of the stator is 0 in a state where the stator current of the AC motor is 0A (id = 0, iq = 0). A rotor position correction method of an AC motor that calculates the initial angle offset according to the position of the rotor at the time (vd = 0) as the position correction value of the corresponding speed.
교류전동기의 회전자의 적어도 두 개의 속도에서 측정된 위치보정값을 기초로 전속도 구간에 대하여 작성된 위치보정 테이블이 저장된 저장부;
전류감지부 및 위치/속도 감지부에서 측정된 상기 회전자의 위치 및 속도를 저역통과필터를 이용해 전처리하는 전처리부; 및
상기 전처리된 회전자의 속도에 대응하는 위치보정값을 상기 위치보정 테이블로부터 결정하여 상기 회전자의 위치를 보정하는 위치보정부를 포함하고,
상기 위치보정값은
상기 회전자의 위치 및 속도를 측정하고 전처리하는 과정에서 발생되는 지연을 보정하기 위한 값인
교류전동기의 회전자 위치보정 장치.
a storage unit storing a position correction table prepared for a full speed section based on position correction values measured at at least two speeds of a rotor of an AC motor;
a pre-processing unit for pre-processing the position and speed of the rotor measured by the current sensing unit and the position/speed sensing unit using a low-pass filter; and
And a position correction unit for correcting the position of the rotor by determining a position correction value corresponding to the speed of the preprocessed rotor from the position correction table,
The position correction value is
A value for correcting the delay generated in the process of measuring and preprocessing the position and speed of the rotor
Rotor position correction device of AC motor.
제6항에 있어서,
상기 위치보정 테이블은
상기 회전자의 제1속도에서 제1위치보정값을 산출하고,
상기 제1속도보다 큰 제2속도에서 제2위치보정값을 산출하며,
상기 산출된 제1위치보정값 및 제2위치보정값을 기초로 상기 회전자의 전속도 범위에서 위치보정값을 산출하고,
상기 산출된 상기 회전자의 속도별 위치보정값을 테이블화하여 상기 저장부에 저장되는 교류전동기의 회전자 위치보정 장치.
According to claim 6,
The position correction table is
Calculating a first position correction value at the first speed of the rotor;
A second position correction value is calculated at a second speed greater than the first speed;
Calculating a position correction value in the full speed range of the rotor based on the calculated first position correction value and second position correction value;
The rotor position correction device of an AC motor in which the calculated position correction values for each speed of the rotor are tabulated and stored in the storage unit.
제7항에 있어서,
상기 제1속도와 상기 제2속도 사이의 속도 구간은 선형보간법(linear interpolation)에 의해 위치보정값이 산출되는 교류전동기의 회전자 위치보정 장치.
According to claim 7,
A rotor position correction device for an AC motor in which a position correction value is calculated by linear interpolation in the speed section between the first speed and the second speed.
제7항에 있어서,
상기 제1속도보다 작고, 상기 제2속도보다 큰 속도 구간은 선형외삽법(linear extrapolation)에 의해 위치보정값이 산출되는 교류전동기의 회전자 위치보정 장치.
According to claim 7,
A rotor position correction device for an AC motor in which a position correction value is calculated by linear extrapolation in a speed section smaller than the first speed and greater than the second speed.
제7항에 있어서,
해당 속도에 따른 상기 위치보정값은 상기 교류전동기의 고정자 전류가 0A인 상태(id = 0, iq = 0)에서 상기 고정자의 d축 전압이 0(vd =0)인 시점의 회전자의 위치에 따른 초기각 오프셋인 교류전동기의 회전자 위치보정 장치.
According to claim 7,
The position correction value according to the speed is at the position of the rotor at the time when the d-axis voltage of the stator is 0 (vd = 0) in a state where the stator current of the AC motor is 0A (id = 0, iq = 0) A device for correcting the rotor position of an AC motor, which is an initial angle offset according to the
제6항에 있어서,
상기 결정된 위치보정값을 이용하여 상기 회전자의 위치를 연산하는 위치연산부;
상기 연산된 회전자의 위치에 따라 상기 교류전동기의 출력 제어를 위한 제어값을 결정하는 제어부; 및
상기 결정된 제어값에 따라 상기 교류전동기의 제어 전압을 변경하는 전동기출력부;
를 더 포함하는 교류전동기의 회전자 위치보정 장치.
According to claim 6,
a position calculation unit calculating a position of the rotor using the determined position correction value;
a control unit that determines a control value for output control of the AC motor according to the calculated position of the rotor; and
a motor output unit for changing a control voltage of the AC motor according to the determined control value;
Rotor position correction device of an AC motor further comprising a.
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