KR102599386B1 - 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

인버터에서 모터로 제공되는 전류를 측정한 d/q축 전류 검출값이 모터를 구동하기 위한 d/q축 전류 지령을 추종하도록 하기 위한 d/q축 전압 지령을 생성하는 전류제어기; 및 상기 d/q축 전압 지령이 육각형의 공간 전압 벡터도에서 위치하는 지점에 기반하여, 사전 설정된 복수의 펄스폭 변조 방식 중 하나를 선택적으로 적용하여 상기 인버터의 스위칭을 제어하는 전압 변조부를 포함하는 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치가 개시된다.

Description

모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING INVERTER DRIVING MOTOR}
본 발명은 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 육각형의 공간 전압 벡터도에서 전압 지령의 위치에 따라 선택적으로 변조 방식을 적용함으로써 인버터 효율을 향상시킬 수 있는 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 모터를 구동하기 위한 시스템은, 전원 저장 장치(예를 들어, 배터리)와 전원 저장 장치에 저장된 직류 전력을 모터를 구동하기 위한 교류의 전력으로 변환하는 인버터 및 모터로 이루어질 수 있다.
여기서, 인버터는 복수의 스위칭 소자를 포함하며 이 복수의 스위칭 소자가 펄스폭변조(Pulse Width Modulation: PWM) 방식으로 제어됨으로써 교류 전력을 생성할 수 있게 된다. 인버터에 의해 생성된 교류전력은 모터로 제공되어 모터가 운전된다.
인버터 내의 스위칭 소자를 제어하기 위한 펄스폭변조 방식으로는 다양한 방식이 알려져 있으며, 최근에는 공간 벡터 PWM(Space Vector PWM: SVPWM)이 산업계에 널리 적용되고 있다. 공간벡터 PWM에 의하면, 무효 벡터인 [000] 벡터와 [111] 벡터의 크기가 동일한 형태를 가지며, 한 스위칭 주기당 유효 벡터와 무효 벡터가 두 번씩 번갈아 나타나 모터 리플이 스위칭 주파수의 두 배 주파수를 가지는 특징을 가진다. 또한, 무효 벡터인 [000] 벡터와 [111] 벡터를 사용하게 되므로 모든 스위치가 1번씩 온/오프(ON/OFF) 동작을 수행하게 된다. 이러한 공간 벡터 PWM의 특징으로 인해 공간 벡터 PWM은 스위칭 회수가 증가하여 스위칭 손실이 발생하게 되는 단점이 있다.
공간 벡터 PWM에서 발생하는 스위칭 손실을 저감하기 위한 대체 펄스폭 변조 방식 중 하나로서 불연속 PWM(Discontinuous PWM: DPWM) 방식이 알려져 있다. 불연속 PWM 방식은 한 스위칭 주기에서 하나의 스위치가 온/오프 동작을 수행하지 않으므로 실질적인 스위칭 횟수는 공간 벡터 PWM 방식의 2/3로 저감된다.
그러나, 한 스위칭 주기당 유효 벡터와 무효 벡터가 한 번씩 나타나기 때문에, 모터 전류 리플은 스위칭 주파수와 동일 해져 전류 리플의 크기가 공간 벡터 PWM에 비해 커진다는 단점을 가지게 된다. 즉, 동일 전류 리플을 고려했을 때, 공간 벡터 PWM을 사용하는 것이 오히려 스위칭 횟수를 줄일 수 있게 된다. 따라서, 현재 산업계에서는 공간 벡터 PWM 방식이 인버터 스위칭 제어를 위해 널리 사용되고 있다.
당 기술분야에서는 스위칭 횟수가 증가하여 인버터 손실이 증대되는 공간 벡터 펄스폭 변조 방식과 전류 리플이 증가하는 불연속 펄스폭 변조 방식 등의 단점을 해소할 수 있는 새로운 펄스폭 변조 기법이 요구되고 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2016-0007850 A
이에 본 발명은, 육각형의 공간 전압 벡터도에서 전압 지령의 위치에 따라 선택적으로 변조 방식을 변경하여 적용함으로써 스위칭 회수 및 전류 리플을 감소시켜 인버터 효율을 향상시킬 수 있는 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
인버터에서 모터로 제공되는 전류를 측정한 d/q축 전류 검출값이 모터를 구동하기 위한 d/q축 전류 지령을 추종하도록 하기 위한 d/q축 전압 지령을 생성하는 전류제어기; 및
상기 d/q축 전압 지령이 육각형의 공간 전압 벡터도에서 위치하는 지점에 기반하여, 사전 설정된 복수의 펄스폭 변조 방식 중 하나를 선택적으로 적용하여 상기 인버터의 스위칭을 제어하는 전압 변조부;
를 포함하는 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전압 변조부는, 상기 d/q축 전압 지령이 상기 공간 전압 벡터도에서 상기 육각형의 중심을 지나는 대각선 상에 위치하는 경우, 불연속 펄스폭 변조(Discontinuous Pulse Width Modulation: DPWM) 방식을 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전압 변조부는, 상기 d/q축 전압 지령이 상기 공간 전압 벡터도에서 상기 육각형의 중심을 지나는 대각선을 제외한 상기 육각형 내부에 위치하는 경우, 공간 벡터 펄스폭 변조(Space Vector Pulse Width Modulation: SVPWM)를 방식을 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 공간 전압 벡터도에서 상기 육각형의 중심을 지나는 대각선 상에 위치하는 상기 d/q축 전압 지령에 대해 불연속 펄스폭 변조 방식을 적용하는 경우의 스위칭 회수는 상기 공간 벡터 펄스폭 변조 방식을 적용하는 경우의 스위칭 회수의 1/3일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전압 변조부는, 상기 d/q축 전압 지령이 상기 공간 전압 벡터도에서 상기 육각형의 중심을 지나는 대각선으로부터 사전 설정된 범위 내에 위치하는 경우, 불연속 펄스폭 변조(Discontinuous Pulse Width Modulation: DPWM) 방식을 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전압 변조부는, 상기 d/q축 전압 지령이 상기 공간 전압 벡터도에서 상기 육각형의 중심을 지나는 대각선으로부터 사전 설정된 범위 내에 위치하는 경우, 상기 d/q축 전압 지령을 인접한 대각선 상의 일 지점으로 수정하여 불연속 펄스폭 변조(Discontinuous Pulse Width Modulation: DPWM) 방식을 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전압 변조부는, 상기 d/q축 전압 지령을 3상 상전압 지령으로 변환하고, 상기 변환된 3상 상전압 지령 중 가장 큰 크기의 제1 상전압 지령과 중간 크기의 제2 상전압 지령의 크기 차이를 비교하고 상기 제2 상전압 지령과 크기가 가장 작은 제3 상전압 지령의 크기 차이를 비교한 결과에 기반하여 상기 d/q축 전압 지령이 상기 공간 전압 벡터도에서 상기 육각형의 중심을 지나는 대각선으로부터 사전 설정된 범위 이내의 영역에 위치하지 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전압 변조부는, 상기 제1 상전압 지령과 상기 제2 상전압 지령의 크기 차이가 상기 사전 설정된 값 이하인 경우 또는 상기 제2 상전압 지령과 상기 제3 상전압 지령의 크기가 상기 사전 설정된 값 이하인 경우, 상기 d/q축 전압 지령이 상기 공간 전압 벡터도에서 상기 육각형의 중심을 지나는 대각선으로부터 사전 설정된 범위 이내의 영역 내에 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전압 변조부는, 상기 제1 상전압 지령과 상기 제2 상전압 지령의 크기 차이가 상기 사전 설정된 값 이하인 경우 상기 제2 상전압 지령의 크기를 상기 제1 상전압 지령의 크기로 수정하여 상기 d/q축 전압 지령을 인접한 대각선 상의 일 지점으로 수정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전압 변조부는, 상기 제2 상전압 지령과 상기 제3 상전압 지령의 크기가 상기 사전 설정된 값 이하인 경우 상기 제2 상전압 지령의 크기를 상기 제3 상전압 지령의 크기로 변환할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 d/q축 전압 지령이 상기 공간 전압 벡터도에서 상기 육각형의 중심을 지나는 대각선으로부터 사전 설정된 범위 이내의 영역 이외의 상기 육각형 내부에 위치하는 경우, 공간 벡터 펄스폭 변조(Space Vector Pulse Width Modulation: SVPWM)를 방식을 적용할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,
인버터에서 모터로 제공되는 전류를 측정한 d/q축 전류 검출값이 모터를 구동하기 위한 d/q축 전류 지령을 추종하도록 하기 위한 d/q축 전압 지령 3상 상전압 지령으로 변환하는 단계;
상기 3상 상전압 지령 중 가장 큰 크기의 제1 상전압 지령과 중간 크기의 제2 상전압 지령의 크기 차이를 비교하고 상기 제2 상전압 지령과 크기가 가장 작은 제3 상전압 지령의 크기 차이를 비교하는 단계;
상기 제1 상전압 지령과 상기 제2 상전압 지령의 크기 차이가 상기 사전 설정된 값 이하인 경우 또는 상기 제2 상전압 지령과 상기 제3 상전압 지령의 크기가 상기 사전 설정된 값 이하인 경우 상기 3상 상전압 지령을 공간 전압 벡터도의 육각형의 중심을 지나는 대각선 상의 값으로 수정하는 단계;
상기 변환된 3상 상전압 지령을 기반으로 불연속 펄스폭 변조(Discontinuous Pulse Width Modulation: DPWM) 방식을 적용하여 상기 인버터의 스위칭을 제어하는 단계;
를 포함하는 모터 구동을 위한 인버터 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 수정하는 단계는, 상기 제1 상전압 지령과 상기 제2 상전압 지령의 크기 차이가 상기 사전 설정된 값 이하인 경우 상기 제2 상전압 지령의 크기를 상기 제1 상전압 지령의 크기로 변환할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 수정하는 단계는, 상기 제2 상전압 지령과 상기 제3 상전압 지령의 크기가 상기 사전 설정된 값 이하인 경우 상기 제2 상전압 지령의 크기를 상기 제3 상전압 지령의 크기로 변환할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 판단하는 단계의 판단 결과 상기 제1 상전압 지령과 상기 제2 상전압 지령의 크기 차이가 상기 사전 설정된 값보다 크거나 상기 제2 상전압 지령과 상기 제3 상전압 지령의 크기 차이가 상기 사전 설정된 값보다 큰 경우, 상기 변환하는 단계에서 변환된 3상 상전압 지령을 기반으로 공간 벡터 펄스폭 변조(Space Vector Pulse Width Modulation: SVPWM)를 방식을 적용하여 상기 인버터의 스위칭을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법에 따르면, 공간 전압 벡터도 상에서의 전압 지령 위치에 기반하여 스위칭 손실을 저감할 수 있는 불연속 펄스폭 변조 방식과 전류 리플 특성이 우수한 공간 벡터 펄스폭 변조 방식을 선택적으로 적용함으로써 인버터 효율을 향상시킬 수 있다.
특히, 상기 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법에 따르면, 불연속 펄스폭 변조 방식에 의해 스위칭 횟수를 현저히 감소시킬 수 있는 특정 영역을 설정하고 이 영역에 전압 지령이 속하는 경우에 불연속 펄스폭 변조 방식을 적용함으로써 불연속 펄스폭 변조 방식을 적용함에 의해 발생하는 전류 리플 증가의 불리함을 스위칭 손실 감소의 효과를 통해 극복할 수 있다.
또한, 상기 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법에 따르면, 인버터 제어를 위한 하드웨어의 설계 변경이 없이 알고리즘을 이용하여 인버터 제어 성능을 향상시킴으로써 그 적용에 따른 추가 비용이 발생하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법이 적용되는 모터 구동 시스템의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치를 더욱 상세하게 도시한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치를 설명하기 위한 공간 전압 벡터도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법의 이해를 돕기 위해 불연속 펄스폭 변조(PWM)의 스위칭 패턴의 일부를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법의 이해를 돕기 위해 공간 벡터 펄스폭 변조(PWM)의 스위칭 패턴의 일부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법의 이해를 돕기 위해 공간 전압 벡터도의 펄스폭 변조(PWM) 적용 영역의 일부를 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 펄스폭 변조(PWM) 적용 영역을 전체 공간 전압 벡터도 상으로 확장 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부의 도면을 참조하여 다양한 실시 형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치가 적용되는 모터 구동 시스템의 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치가 적용되는 모터 구동 시스템, 에너지 저장 장치(10)와 에너지 저장 장치의 양단에 사이에 연결된 직류 링크 커패시터(20)와 인버터(30)와 모터(40)와 회전각 센서(50) 및 컨트롤러(100)를 포함하여 구성될 수 있다.
에너지 저장 장치(10)는 배터리 등과 같이 모터(30) 구동을 위한 전기 에너지를 직류의 형태로 저장하는 요소로서 직류 전력을 출력한다.
직류 링크 커패시터(20)는 에너지 저장 장치(10) 양단에 연결되어 충전에 의해 직류 링크 전압(Vdc)을 형성한다. 이 직류 링크 전압(Vdc)는 인버터(30)의 입력 전압이 된다.
인버터(30)는 에너지 저장 장치(10)에 저장되어 제공되는 직류 전력을 모터 구동을 위한 교류 전력으로 변환하기 위한 요소로서 컨트롤러(100)에서 제공되는 펄스폭변조 신호에 의해 온/오프 상태가 제어되는 복수의 스위칭 소자(S1 내지 S6)를 포함할 수 있다. 인버터(30)의 스위칭이라 함은 인버터에서 출력되는 삼상 전압의 스위칭을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
모터(40)는 인버터(30)로부터 제공되는 삼상 교류전력을 입력 받아 회전력을 발생시키는 요소로서, 당 기술분야에 알려진 다양한 종류의 모터가 채용될 수 있다. 친환경 차량에서는 차량의 구동 휠에 회전력을 제공하는 모터로서 구동모터로 지칭될 수도 있다.
회전각 센서(50)는 모터의 회전자의 위치 즉 모터 회전자의 회전각을 검출하는 요소로서, 모터(40)의 회전자의 각도를 검출하고, 검출된 회전자의 회전각에 대한 정보를 포함하는 회전각 검출 신호를 연속적으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 회전각 센서(40)는 레졸버 등으로 구현될 수 있다.
컨트롤러(100)는 기본적으로 모터(40)의 토크를 원하는 값으로 제어하기 위해 인버터(30)의 스위칭 소자(S1-S6)의 듀티 사이클(듀티 비)를 적절하게 조정하는 펄스폭변조 방식의 제어를 수행할 수 있다. 이러한 제어를 위해, 컨트롤러(100)는 회전각 센서(50)에서 제공되는 신호 및 모터(40)로 제공되는 전류를 검출한 값(Ia, Ib)들을 기반으로 구동 중인 모터(40)의 토크 관련 정보를 도출한다. 이어, 컨트롤러(100)는 외부에서 입력되는 모터(40)에 대한 토크 지령치(모터(40)를 통해 얻고자 하는 토크 목표치)와 현재 구동중인 모터(40)의 토크 관련 정보를 비교한 결과를 기반으로, 모터(40)가 토크 지령치에 대응되는 값을 출력할 수 있도록 인버터(30) 내의 스위칭 소자(S1-S6) 들을 제어한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 컨트롤러(100)는 육각형의 공간 전압 벡터도에서 전압 지령의 위치에 따라 선택적으로 변조 방식을 변경하여 적용함으로써 인버터(30) 내 스위칭 소자(S1-S6)를 제어하기 위한 게이트 신호를 생성할 수 있다.
도 1에서 컨트롤러(100)는 본 발명에 따른 인버터 제어 장치가 될 수 있으며, 컨트롤러(100)에 의해 수행되는 인버터 제어 방법이 본 발명에 따른 인버터 제어 방법이 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치를 더욱 상세하게 도시한 블록 구성도로서, 도 1의 컨트롤러(100)의 세부 구성과 컨트롤러(100)에 의해 제어되는 인버터(30) 및 인버터(30)로부터 3상 전압을 인가 받아 구동되는 모터(40) 등으로 이루어지는 시스템을 도시한 것으로 이해될 수 있을 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치(도 1의 컨트롤러(100))는 외부에서 입력되는 토크 지령 및 모터의 역자속을 입력 받아 그에 대응되는 모터의 전류 지령(IdqREF)을 출력하는 전류 지령맵(110)과, 전류 지령(IdqREF)과 모터(30)로 제공되는 전류를 검출한 전류 검출값을 서로 비교하여 전류 검출값이 전류 지령(IdqREF)을 추종하도록 하기 위한 전압 지령(VdqssREF)을 생성하고 전압 지령(VdqssREF)에 상응하는 인버터(20)의 출력이 발생하도록 펄스폭 변조를 통해 스위칭 소자(S1-S6)의 온/오프를 제어하는 게이트 신호를 생성하는 전류제어 테스크부(120)와, 모터(40)로 제공되는 상전류(Ia, Ib)를 검출한 값을 d/q축 전류(Idq)로 변환하는 좌표 변환부(130) 및 회전각 센서(50)에서 검출된 모터 회전자의 위치를 이용하여 모터(40)의 회전 속도를 도출하는 속도추정부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
전류 지령맵(110)은 모터(40)에 대한 토크 지령과 모터(40)의 역자속에 동시 매핑 되는 전류 지령(IdqREF)을 사전에 저장할 수 있다. 이에 따라, 전류 지령맵(110)은 외부의 상위 제어기 등에서 입력되는 모터의 토크 지령과 모터에서 출력되는 역자속을 검출한 값을 입력 받아 그에 대응되는 전류 지령(IdqREF)을 출력하게 된다. 전류 지령(IdqREF)은 정지 좌표계의 d/q 축 전류 지령의 형태를 가질 수 있다.
도 2의 실시형태에서, 전류 지령맵(110)은 입력으로 모터(40)에 대한 토크 지령과 모터(40)의 역자속을 입력으로 하여 두 값에 매핑된 전류 지령(IdqREF)을 출력하는 것으로 설명되고 있으나 이는 일례에 불과하며, 다른 형식의 입력값을 기반으로 그에 대한 전류 지령이 매핑된 맵을 이용하여 전류 지령을 출력할 수도 있다. 또한, 전류 지령맵(110)은 전류를 생성하기 위해 적용될 수 있는 방식적인 일례에 불과하며 맵 이외의 방식, 예를 들어 사전 설정된 수학식 등에 특정 입력값을 대입하여 연산을 수행함으로써 전류 지령을 도출할 수도 있다.
전류 제어 테스크부(120)는 전류 제어기(121)와 HOVM 제어부(123)와 전압 변조부(123)를 포함할 수 있다.
전류 제어기(121)는 전류 지령맵(110)으로부터 d/q축 전류 지령(IdqREF)을 제공받고, 좌표 변환부(130)으로부터 모터로 제공되는 전류를 실측한 전류 검출값(Ia, Ib)을 d/q축 전류로 변환한 값(Idq)를 제공받으며, 속도 추정부(140)로부터 추정된 모터의 회전 속도(회전 주파수)(ωr)를 제공 받을 수 있다. 전류 제어기(121)는 제공 받은 정보를 이용하여 전압 지령(VdqssRef)을 생성할 수 있다. 더욱 구체적으로, 전류 제어기(121)는 전류 지령맵(110)에서 출력된 d/q축 전류 지령(IdqREF)과 와 실측된 d/q축 전류(Idq) 사이의 차이 성분을 이용하여 전압 지령(VdqssRef)을 생성할 수 있다. 특히, 전류 제어기(121)는 비례적분(PI) 제어기의 형태로 구현되어, d/q축 전류 지령(IdqREF)과 실측된 d/q축 전류(Idq) 사이의 차이 성분의 비례적분하는 방식으로 실측된 d/q축 전류(Idq)가 전류 지령(IdqREF)을 추종하도록 제어할 수 있는 d/q축 전압 지령(정지 좌표계)을 생성한다.
HOVM 제어부(123)는 전류 제어기(120)에서 출력되는 전압 지령(VdqssREF)에 사전 설정된 게인을 곱해 게인 오버 전압 변조된 출력전압(VdqssREF')생성한다. HOVM은 'High-gain Over Voltage Modulation'의 약어로서 전류 제어기(120)에서 출력된 전압 지령(VdqssREF)에 높은 이득을 곱하여 이득이 적용된 전압 지령(VdqssREF')을 생성하여 변조하는 기법이다. 도 2에서는 HOVM 제어부(123)는 선택적으로 적용될 수 있는 요소로서 단지 전류제어 테스크부(120)를 구성하는 일례로서 기재된 것이다. 본 발명의 주된 기술 사상이 전압 지령이 육각형의 공간 전압 벡터도에서 위치하는 지점에 기반하여 인버터로 제공되는 게이트 신호를 생성하는 펄스폭 변조 기법을 선택적으로 적용하는 것이므로 HOVM 제어부(123)는 생략되더라도 본 발명을 구현하는데 영향을 미치지 못한다. 다만, HOVM 제어부(123)가 적용된 예에서는 HOVM 제어부(123)에서 출력되는 이득이 적용된 전압 지령(VdqssREF')이 육각형의 공간 전압 벡터도에서 위치하는 지점을 기반으로 펄스폭 변조 기법이 선택적으로 적용될 수는 있을 것이다.
전압 변조부(125)는 전압 지령(VdqssREF, HOVM 제어부(123)이 적용된 예에서는 게인이 적용된 전압 지령(VdqssREF'))이 육각형의 공간 전압 벡터도에서 위치하는 지점을 기반으로 사전 설정된 복수의 펄스폭 변조 기법 중 하나를 선택하여 적용하여 인버터(30) 내의 스위칭 소자의 온/오프 상태를 결정하는 게이트 신호를 생성한다.
전압 변조부(125)는 본 발명의 주된 기술 사상을 구현하기 위한 핵심 요소이다. 이하에서는 전압 변조부(125)의 구성 및 작용을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치를 설명하기 위한 공간 전압 벡터도이다.
도 3의 전압 벡터도에서, 육각형은 전압 벡터를 나타내고 원점에서 꼭지점까지의 거리는 인버터(30)로 입력되는 직류의 인버터 입력 전압(Vdc)에 의해 결정될 수 있다. 전압 지령(VdqssREF)은 전압 벡터도에서 육각형의 중심(좌표의 원점)을 중심으로 하는 원으로 표시될 수 있다. 육각형의 중심(원점)과 각 꼭지점은 인버터 출력 전압 벡터를 나타낸다.
본 발명의 일 실시형태에서, 전압 변조부(125)는 우선적으로 육각형의 전압 벡터도에서 전압 지령이 위치하는 지점이 육각형의 중심을 지나는 대각선 상에 존재하는 지의 여부에 따라 변조방식을 선택할 수 있다. 예를 들어, 전압 변조부(125)는 육각형의 전압 벡터도에서 전압 지령이 위치하는 지점이 도 3의 'A' 및 'C'와 같이 육각형의 전압 벡터도에서 육각형의 중심을 지나는 대각선 상에 존재하는 경우 불연속 펄스폭 변조(Discontinuous Pulse Width Modulation: DPWM) 기법을 적용할 수 있다. 또한, 육각형의 전압 벡터도에서 육각형의 중심을 지나는 대각선 상이 아닌 지점(B)에 전압 지령이 위치하는 경우에는 공간 벡터 PWM 등과 같이 불연속 PWM 이외의 기법을 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법의 이해를 돕기 위해 불연속 PWM의 스위칭 패턴의 일부를 도시한 도면이다. 또한, 도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법의 이해를 돕기 위해 공간 벡터 PWM의 스위칭 패턴의 일부를 도시한 도면이다.
통상, 불연속 PWM은 공간 전압 벡터도 상에서 육각형의 중심을 지나는 대각선에 의해 분할되는 삼각형 섹터 중 d/q 전압 지령의 벡터가 존재하는 섹터에 따라 한 주기에서 하나의 무효 벡터(도 3의 V0 및 V7 중 하나)를 갖도록 스위칭 패턴을 결정하는 변조 방식이다. 도 4의 (a)는 도 3에서 참조부호 'B'로 표시된 위치의 d/q 전압 지령 벡터를 불연속 PWM에 변조한 스위칭 패턴을 도시한 것으로, 한 주기의 스위칭 패턴에서 삼상 중 한 상은 스위칭이 수행되지 않는다. 따라서, 불연속 PWM을 적용하는 경우 한 주기에서 스위칭 회수는 두 개의 스위치가 각각 온에서 오프로 1회, 오프에서 온으로 1회씩 2회의 스위칭이 발생하여, 전체 스위치가 총 4회의 스위칭을 하게 된다.
반면, 공간 벡터 PWM은, 공간 전압 벡터도 상에서 육각형의 중심을 지나는 대각선에 의해 분할되는 삼각형 섹터 중 d/q 전압 지령의 벡터가 존재하는 섹터에 따라 지령 전압 벡터에 가장 가까운 두 유효 전압 벡터(도 3에서 V1 내지 V6 중 두 개의 전압 벡터)와 두 무효 전압 벡터(도 3에서 V0 및 V7 모두)를 이용하여 변조하는 방식이다. 도 5의 (a)는 도 3에서 참조부호 'B'로 표시된 위치의 d/q 전압 지령 벡터를 공간 벡터 PWM에 변조한 스위칭 패턴을 도시한 것으로, 각 상에서 2회씩 스위칭이 발생하므로 전체 스위치가 한 주기에서 총 6회 스위칭을 수행하게 된다.
따라서, 불연속 PWM을 적용하는 경우 공간 벡터 PWM를 적용하는 것에 비해 2/3의 스위칭 회수만으로 변조를 수행할 수 있게 된다.
한편, d/q 전압 지령 벡터가 육각형의 중심을 지나는 대각선 상에 위치하는 경우(도 3의 참조부호 'A' 또는 'B'에 전압 지령 벡터가 위치하는 경우), 도 4의 (b) 및 (c)에 도시한 것과 같이 총 2회의 스위칭 만으로 전압 지령 벡터를 변조할 수 있다. 즉, 도 4의 (b) 및 (c)에서 나타나 듯이, 두 상이 모두 동일한 크기의 전압을 요구하기 때문에 두 상의 스위치를 모두 끄거나(도 6의 (b)), 모두 켜는 형태(도 6의 (c))의 변조가 가능하다.
반면, 도 5의 (b) 및 (c)에 나타나 듯이, 공간 벡터 PWM을 사용하는 경우 모든 상에서 스위칭이 발생하여 총 3회의 스위칭이 이루어진다.
즉, d/q 전압 지령이 공간 전압 벡터도의 육각형의 중심을 지나는 대각선 상에 위치하는 경우에, 불연속 PWM은 공간 벡터 PWM 대비 1/3의 스위칭만으로 동일 전압 지령을 변조할 수 있게 된다.
기본적으로 공간 벡터 PWM은 두 개의 무효 벡터(도 3의 V0, V7)가 한 주기당 각각 한번 발생하기 때문에 스위칭 주파수의 두배 주파수로 리플이 형성된다. 반면, 불연속 PWM의 경우 무효 벡터 중 하나가 한 주기당 한번 형성되어 스위칭 주파수로 리플이 발생한다. 따라서, 불연속 PWM의 스위칭 리플의 크기는 공간 벡터 PWM보다 크게 발생한다. 일반적인 경우, 불연속 PWM은 상대적으로 두 배의 주파수로 스위칭을 수행해야 공간 벡터 PWM과 동등한 수준의 전류 리플 크기를 얻을 수 있는 것으로 알려져 있다. 동등한 전류 리플 수준을 얻기 위해 두 배 스위칭 주파수의 불연속 PWM을 사용하는 경우, 공간 벡터 PWM 대비 4/3배의 스위칭을 수행하게 되어 스위칭 회수가 오히려 증가하기 때문에 스위칭 손실의 관점에서 공간 벡터 PWM 보다 이점을 갖는다 할 수 없다.
그러나, 전술한 것 과같이, 공간 전압 벡터도의 육각형의 중심을 지나는 대각선 위에서 불연속 PWM을 수행하는 경우, 1/3배의 스위칭을 수행하게 되므로 동등 리플 수준을 얻기 위해 2배 스위칭 주파수를 사용하여도 공간 벡터 PWM 대비 2/3 스위칭만으로 동등 리플을 얻을 수 있다.
전술한 특징들을 고려하여, 본 발명의 일 실시형태는, d/q 전압 지령(벡터)이 공간 전압 벡터도의 육각형 상에 위치하는 지점에 기반하여 PWM 방식을 선택적으로 결정한다. 특히, 본 발명의 일 실시형태는, d/q 전압 지령(벡터)이 공간 전압 벡터도의 육각형의 중심을 지나는 대각선 상에 위치하는 경우, 상대적으로 스위칭 회수의 현저한 감소를 달성할 수 있는 불연속 PWM 방식을 적용하고, 그 외의 위치에서는 전류 리플 특성이 우수한 공간 벡터 PWM을 적용하여 변조를 수행할 수 있다. 이러한 변조 방식의 적용은 전압 변조부(125)에서 수행될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시형태에서는 공간 전압 벡터도의 육각형의 중심을 지나는 대각선에 인접하여 d/q 전압 지령이 위치하는 경우 이 d/q 전압 지령을 대각선 상에 위치하는 것으로 간주하여 불연속 PWM을 적용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법의 이해를 돕기 위해 공간 전압 벡터도의 펄스폭 변조(PWM) 적용 영역의 일부를 도시한 도면이다. 특히, 도 6은 도 3에 도시된 육각형 중 V0(또는 V7), V1, V2의 벡터로 이루어진 삼각형이 형성하는 섹터(섹터 1)에서 불연속 PWM이 적용되는 영역(A1) 및 공간 벡터 PWM이 적용되는 영역(A2)를 도시한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태는 공간 전압 벡터도의 육각형의 중심을 지나는 대각선으로부터 사전 설정된 범위(Vδ) 이내의 영역에 d/q 전압 지령(V*)이 존재하는 경우 이를 대각선 상에 위치하는 것으로 간주하고 대각선 상의 전압 지령에 대응되는 불연속 PWM을 적용하여 변조할 수 있다.
전술한 바와 같이, 전압 지령은 공간 전압 벡터도 상에서 원으로 표시될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서는, 전압 지령(V*)이 공간 전압 벡터도의 육각형의 중심을 지나는 대각선으로부터 사전 설정된 범위(Vδ) 이내의 영역에 위치하는 경우, 해당 전압 지령과 육각형의 중심을 반지름으로 하는 원의 궤적이 만나는 가장 가까운 대각선의 교차점에 전압 지령이 존재하는 것으로 간주하여 불연속 PWM을 적용할 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 펄스폭 변조(PWM) 적용 영역을 전체 공간 전압 벡터도 상으로 확장 도시한 도면이다.
도 7에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태는, 공간 전압 벡터도의 육각형의 중심을 지나는 대각선으로부터 사전 설정된 범위(Vδ) 이내의 영역(A1)과 영역(A1)을 제외한 육각형 내부 영역(A2)를 사전에 설정해둘 수 있다. 영역(A1)에 전압 지령이 속하는 경우, 해당 전압 지령과 육각형의 중심이 형성하는 원의 궤적과 가장 근접한 대각선이 교차하는 지점에 해당 전압 지령이 존재하는 것으로 간주하고 불연속 PWM이 수행될 수 있다. 또한, 영역(A2)에 전압 지령이 속하는 경우에는 공간 벡터 PWM이 수행될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 방법을 도시한 흐름도이다. 특히, 도 8은 도 6 및 도 7을 통해 설명된 실시형태를 수행하기 위한 방법을 설명하는 도면이다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 방법은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치의 전압 변조부(125)에 의해 수행될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 방법은, 전압 변조부(125)가 입력 받은 d/q 전압 지령을 삼상의 상전압 지령으로 변환하는 단계로부터 시작될 수 있다(S10).
이어, 전압 변조부(125)는 변환된 삼상 전압 지령을 그 크기 순으로 정렬한 후(S11), 가장 큰 상전압 지령과 중간 크기의 상전압 지령의 크기 차이가 사전 설정된 값(Vδ) 이하인지 판단하거나(S121), 중간 크기의 상전압 지령과 가장 작은 상전압 지령의 크기 차이가 사전 설정된 값(Vδ) 이하인지 판단한다(S122).
예를 들어, 도 7에 도시된 육각형에서 [011]과 [100]을 가로지르는 대각선의 경우, 정지 좌표계 상 d축 전압 값은 가변, q축 전압 값은 0이 되는 경우이다. 이 경우, d/q변환을 위한 수식의 관점에서 판단하면, q축 전압이 0이 되기 위해서는 b상의 상전압 Vbs와 c상의 상전압 Vcs가 일치하여야 한다. [000]과 [100] 사이의 대각선의 경우, Vas가 최대인 부분이고, [011]과 [000] 사이의 대각선의 경우 Vas가 최소가 되는 구간이다. 이 구간에서, Vbs가 Vcs가 Veq를 기준으로 ±Vδ의 차이를 가지는 경우 아래의 식과 같이 Vqs가 결정될 수 있다.
[식]
상기 식과 같이, 변환된 삼상의 전압 지령의 중 두 상의 차를 구하면 도 7의 육각형에서 대각선과 일정 범위(Vδ) 내에 전압지령이 존재하는지 판단할 수 있게 된다. 위와 같이, [011]과 [100] 사이의 대각선 중 [100]과 [000] 사이의 구간에서는 주변에서는 Vas가 최대값을 가지므로 중간값과 최소값을 갖는 변환된 3상 전압 지령을 비교하여 대각선과의 설정 범위에 해당하는 사전 설정된 값(Vδ) 내에 전압지령이 존재하는지 판단할 수 있게 되며, [000]과 [011] 사이의 구간에서는 Vas가 최소값을 가지므로 최대값과 중간값을 갖는 변환된 3상 전압 지령을 비교하여 사전 설정된 값(Vδ) 내에 전압지령이 존재하는지 판단할 수 있게 된다.
도 7의 [110]과 [001] 사이의 대각선 및 [010]과 [101] 사이의 대각선도 전술한 것과 같은 [100]과 [011] 사이의 대각선에 대한 설명을 대칭적으로 변환하면 동일한 결과를 얻을 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
단계(S121)의 판단 결과 가장 큰 상전압 지령과 중간 크기의 상전압 지령의 크기 차이가 사전 설정된 값(Vδ)보다 큰 경우와, 단계(S122)의 판단 결과 중간 크기의 상전압 지령과 가장 작은 상전압 지령의 크기 차이가 사전 설정된 값(Vδ)보다 큰 경우에는, 기존의 전압 지령을 유지한다(S13).
이어, 단계(S10)에서 변환된 3상 상전압 지령을 기반으로 3상 상전압 지령으로 변환한 후(S14) 공간 벡터 PWM 기법을 이용한 변조를 실시하여 인버터(30)의 스위칭 제어를 위한 게이트 전압을 생성한다(S15).
반면, 단계(S121)의 판단 결과 가장 큰 상전압 지령과 중간 크기의 상전압 지령의 크기 차이가 사전 설정된 값(Vδ) 이하인 경우와, 단계(S122)의 판단 결과 중간 크기의 상전압 지령과 가장 작은 상전압 지령의 크기 차이가 사전 설정된 값(Vδ) 이하인 경우는 도 6 및 도 7을 통해 설명한 바와 같이 d/q 전압 지령(벡터)이 공간 전압 벡터도의 육각형의 중심을 지나는 대각선에 인접한 영역(A1)에 존재하는 경우로 판단할 수 있다. 따라서, 단계(S121)의 판단 결과 가장 큰 상전압 지령과 중간 크기의 상전압 지령의 크기 차이가 사전 설정된 값(Vδ) 이하인 경우에는 가장 큰 상전압 지령의 크기를 중간 크기의 상전압 지령의 크기로 수정하여 두 상의 전압 지령을 동일하게 함으로써 육각형의 대각선 상으로 전압지령을 수정할 수 있다(S161). 단계(S122)의 판단 결과 중간 크기의 상전압 지령과 가장 작은 상전압 지령의 크기 차이가 사전 설정된 값(Vδ) 이하인 경우에는 가장 작은 상전압 지령의 크기를 중간 크기의 상전압 지령의 크기로 수정하여 두 상의 전압 지령을 동일하게 함으로써 육각형의 대각선 상으로 전압지령을 수정할 수 있다(S162).
단계(S161 및 S162)는 전압 벡터도 상의 육각형의 대각선 상으로 전압 지령 벡터를 이동시키는 기법의 일례로서, 전압 지령의 크기를 유지하면서 대각선 상으로 이동시키거나 대각선 상에 가장 가까운 경로로 이동시키는 수학적 계산을 통해 전압 지령 벡터를 이동시킬 수도 있다.
이어, 단계(S161 및 S162)에서 크기가 수정된 상전압 지령을 이용하여 3상 상전압 지령으로 변환한 후(S17) 불연속 PWM 기법을 이용한 변조를 실시하여 인버터(30)의 스위칭 제어를 위한 게이트 전압을 생성한다(S18))
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법은, 공간 전압 벡터도 상에서의 전압 지령 위치에 기반하여 스위칭 손실을 저감할 수 있는 불연속 펄스폭 변조 방식과 전류 리플 특성이 우수한 공간 벡터 펄스폭 변조 방식을 선택적으로 적용함으로써 인버터 효율을 향상시킬 수 있다. 특히, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법은, 불연속 펄스폭 변조 방식에 의해 스위칭 횟수를 현저히 감소시킬 수 있는 특정 영역을 설정하고 이 영역에 전압 지령이 속하는 경우에 불연속 펄스폭 변조 방식을 적용함으로써 불연속 펄스폭 변조 방식을 적용함에 의해 발생하는 전류 리플 증가의 불리함을 스위칭 손실 감소의 효과를 통해 극복할 수 있다. 또한, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치 및 방법은 인버터 제어를 위한 하드웨어의 설계 변경이 없이 알고리즘을 이용하여 인버터 제어 성능을 향상시킴으로써 그 적용에 따른 추가 비용이 발생하지 않는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10: 에너지 저장 장치 20: 직류 링크 전압(인버터 입력 전압)
30: 인버터 40: 모터
50: 회전각 센서
100: 컨트롤러(모터 구동 인버터 제어 장치)
110: 전류 지령맵 120: 전류제어 테스크부
121: 전류 제어기 123: HOVM 제어부
125: 전압 변조부 130: 좌표 변환부
140: 속도 추정부

Claims (15)

  1. 인버터에서 모터로 제공되는 전류를 측정한 d/q축 전류 검출값이 모터를 구동하기 위한 d/q축 전류 지령을 추종하도록 하기 위한 d/q축 전압 지령을 생성하는 전류제어기; 및
    상기 d/q축 전압 지령이 육각형의 공간 전압 벡터도에서 위치하는 지점에 기반하여, 사전 설정된 복수의 펄스폭 변조 방식 중 하나를 선택적으로 적용하여 상기 인버터의 스위칭을 제어하는 전압 변조부;
    를 포함하되,
    상기 전압 변조부는,
    상기 d/q축 전압 지령이 상기 공간 전압 벡터도에서 상기 육각형의 중심을 지나는 대각선 상에 위치하는 경우, 불연속 펄스폭 변조(Discontinuous Pulse Width Modulation: DPWM) 방식을 적용하는 것을 특징으로 하는 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 전압 변조부는,
    상기 d/q축 전압 지령이 상기 공간 전압 벡터도에서 상기 육각형의 중심을 지나는 대각선을 제외한 상기 육각형의 내부에 위치하는 경우, 공간 벡터 펄스폭 변조(Space Vector Pulse Width Modulation: SVPWM)를 방식을 적용하는 것을 특징으로 하는 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 공간 전압 벡터도에서 상기 육각형의 중심을 지나는 대각선 상에 위치하는 상기 d/q축 전압 지령에 대해 불연속 펄스폭 변조 방식을 적용하는 경우의 스위칭 회수는 상기 공간 벡터 펄스폭 변조 방식을 적용하는 경우의 스위칭 회수의 1/3인 것을 특징으로 하는 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치.
  5. 인버터에서 모터로 제공되는 전류를 측정한 d/q축 전류 검출값이 모터를 구동하기 위한 d/q축 전류 지령을 추종하도록 하기 위한 d/q축 전압 지령을 생성하는 전류제어기; 및
    상기 d/q축 전압 지령이 육각형의 공간 전압 벡터도에서 위치하는 지점에 기반하여, 사전 설정된 복수의 펄스폭 변조 방식 중 하나를 선택적으로 적용하여 상기 인버터의 스위칭을 제어하는 전압 변조부;
    를 포함하되,
    상기 전압 변조부는,
    상기 d/q축 전압 지령이 상기 공간 전압 벡터도에서 상기 육각형의 중심을 지나는 대각선으로부터 사전 설정된 범위 내에 위치하는 경우, 불연속 펄스폭 변조(Discontinuous Pulse Width Modulation: DPWM) 방식을 적용하는 것을 특징으로 하는 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 전압 변조부는,
    상기 d/q축 전압 지령이 상기 공간 전압 벡터도에서 상기 육각형의 중심을 지나는 대각선으로부터 사전 설정된 범위 내에 위치하는 경우, 상기 d/q축 전압 지령을 인접한 대각선 상의 일 지점으로 수정하여 불연속 펄스폭 변조(Discontinuous Pulse Width Modulation: DPWM) 방식을 적용하는 것을 특징으로 하는 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 전압 변조부는,
    상기 d/q축 전압 지령을 3상 상전압 지령으로 변환하고, 상기 변환된 3상 상전압 지령 중 가장 큰 크기의 제1 상전압 지령과 중간 크기의 제2 상전압 지령의 크기 차이를 비교하고 상기 제2 상전압 지령과 크기가 가장 작은 제3 상전압 지령의 크기 차이를 비교한 결과에 기반하여 상기 d/q축 전압 지령이 상기 공간 전압 벡터도에서 상기 육각형의 중심을 지나는 대각선으로부터 사전 설정된 범위 이내의 영역에 위치하지 판단하는 것을 특징으로 하는 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 전압 변조부는,
    상기 제1 상전압 지령과 상기 제2 상전압 지령의 크기 차이가 상기 사전 설정된 값 이하인 경우 또는 상기 제2 상전압 지령과 상기 제3 상전압 지령의 크기가 상기 사전 설정된 값 이하인 경우, 상기 d/q축 전압 지령이 상기 공간 전압 벡터도에서 상기 육각형의 중심을 지나는 대각선으로부터 사전 설정된 범위 이내의 영역 내에 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 전압 변조부는,
    상기 제1 상전압 지령과 상기 제2 상전압 지령의 크기 차이가 상기 사전 설정된 값 이하인 경우 상기 제2 상전압 지령의 크기를 상기 제1 상전압 지령의 크기로 수정하여 상기 d/q축 전압 지령을 인접한 대각선 상의 일 지점으로 수정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 전압 변조부는,
    상기 제2 상전압 지령과 상기 제3 상전압 지령의 크기가 상기 사전 설정된 값 이하인 경우 상기 제2 상전압 지령의 크기를 상기 제3 상전압 지령의 크기로 변환하는 것을 특징으로 하는 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치.
  11. 청구항 5에 있어서,
    상기 d/q축 전압 지령이 상기 공간 전압 벡터도에서 상기 육각형의 중심을 지나는 대각선으로부터 사전 설정된 범위 이내의 영역 이외의 상기 육각형의 내부에 위치하는 경우, 공간 벡터 펄스폭 변조(Space Vector Pulse Width Modulation: SVPWM)를 방식을 적용하는 것을 특징으로 하는 모터 구동을 위한 인버터 제어 장치.
  12. 인버터에서 모터로 제공되는 전류를 측정한 d/q축 전류 검출값이 모터를 구동하기 위한 d/q축 전류 지령을 추종하도록 하기 위한 d/q축 전압 지령 3상 상전압 지령으로 변환하는 단계;
    상기 3상 상전압 지령 중 가장 큰 크기의 제1 상전압 지령과 중간 크기의 제2 상전압 지령의 크기 차이를 비교하고 상기 제2 상전압 지령과 크기가 가장 작은 제3 상전압 지령의 크기 차이를 비교하는 단계;
    상기 제1 상전압 지령과 상기 제2 상전압 지령의 크기 차이가 공간 전압 벡터도의 육각형의 중심을 지나는 대각선을 기준으로 사전 설정된 값 이하인 경우 또는 상기 제2 상전압 지령과 상기 제3 상전압 지령의 크기가 상기 사전 설정된 값 이하인 경우 상기 3상 상전압 지령을 상기 공간 전압 벡터도의 육각형의 중심을 지나는 대각선 상의 값으로 수정하는 단계;
    상기 변환된 3상 상전압 지령을 기반으로 불연속 펄스폭 변조(Discontinuous Pulse Width Modulation: DPWM) 방식을 적용하여 상기 인버터의 스위칭을 제어하는 단계;
    를 포함하는 모터 구동을 위한 인버터 제어 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 수정하는 단계는, 상기 제1 상전압 지령과 상기 제2 상전압 지령의 크기 차이가 상기 사전 설정된 값 이하인 경우 상기 제2 상전압 지령의 크기를 상기 제1 상전압 지령의 크기로 변환하는 것을 특징으로 하는 모터 구동을 위한 인버터 제어 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 수정하는 단계는, 상기 제2 상전압 지령과 상기 제3 상전압 지령의 크기가 상기 사전 설정된 값 이하인 경우 상기 제2 상전압 지령의 크기를 상기 제3 상전압 지령의 크기로 변환하는 것을 특징으로 하는 모터 구동을 위한 인버터 제어 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 비교하는 단계의 비교 결과 상기 제1 상전압 지령과 상기 제2 상전압 지령의 크기 차이가 상기 사전 설정된 값보다 크거나 상기 제2 상전압 지령과 상기 제3 상전압 지령의 크기 차이가 상기 사전 설정된 값보다 큰 경우, 상기 변환하는 단계에서 변환된 3상 상전압 지령을 기반으로 공간 벡터 펄스폭 변조(Space Vector Pulse Width Modulation: SVPWM)를 방식을 적용하여 상기 인버터의 스위칭을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동을 위한 인버터 제어 방법.
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