KR102672748B1 - Parameter estimation apparatus and method of Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor - Google Patents

Parameter estimation apparatus and method of Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor Download PDF

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KR102672748B1
KR102672748B1 KR1020190150112A KR20190150112A KR102672748B1 KR 102672748 B1 KR102672748 B1 KR 102672748B1 KR 1020190150112 A KR1020190150112 A KR 1020190150112A KR 20190150112 A KR20190150112 A KR 20190150112A KR 102672748 B1 KR102672748 B1 KR 102672748B1
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stator
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강민주
권민관
박영식
이기창
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Abstract

본 발명은 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 장치 및 방법을 공개한다. 종래기술이 영구자석 동기전동기의 고정자 저항과 고정자 인덕턴스를 추정하기 위하여 전류제어기와 속도제어기를 모두 사용하여 전동기를 동작시키는데 반하여, 본 발명은 전류제어기만 사용하여 전동기 정지상태에서 간단하게 해당 파라미터들을 추정한다. 또한, 종래기술은 파라미터 추정을 위하여 전류센서, 전압센서 그리고 속도센서 등 많은 센서들이 요구되지만, 본 발명은 오직 전류센서만 사용하여 최소한의 정보만 가지고도 파라미터들을 추정할 수 있다. 또한, 종래기술은 동기전동기의 파라미터들을 추정하기 위하여 모델 기준 적응제어기를 사용하므로 계산량이 증가할 수 있으나, 본 발명은 동기회전좌표계 D축 모델에서 역기전력 성분과 Q축과의 상호 연결 성분을 모두 제거하고 D축 전류 제어만 수행하므로 계산이 간단한 장점이 있다.The present invention discloses an apparatus and method for estimating parameters of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor. While the prior art uses both a current controller and a speed controller to estimate the stator resistance and stator inductance of a permanent magnet synchronous motor to operate the motor, the present invention uses only a current controller to simply estimate the parameters in a motor stop state. do. In addition, the prior art requires many sensors such as current sensors, voltage sensors, and speed sensors to estimate parameters, but the present invention uses only current sensors to estimate parameters with minimal information. In addition, the prior art uses a model-based adaptive controller to estimate the parameters of the synchronous motor, which may increase the amount of calculation, but the present invention removes both the back electromotive force component and the interconnection component with the Q axis from the D-axis model in the synchronous rotation coordinate system. Since it only performs D-axis current control, it has the advantage of simple calculation.

Description

표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 장치 및 방법{Parameter estimation apparatus and method of Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor}{Parameter estimation apparatus and method of Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor}

본 발명은 모터의 파라미터 추정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for estimating parameters of a motor, and more specifically, to an apparatus and method for estimating parameters of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor.

최근 영구자석 동기 전동기가 다양한 산업 분야에서 활용되고 있다. 이러한 영구자석 동기 전동기를 보다 정교하게 제어하기 위해서는 가능한 정확한 고정자 저항 값 및 고정자 인덕턴스 값을 측정 내지 추정하는 것이 필요하다.Recently, permanent magnet synchronous motors have been used in various industrial fields. In order to more precisely control such a permanent magnet synchronous motor, it is necessary to measure or estimate the stator resistance and stator inductance values as accurately as possible.

이러한 영구자석 동기 전동기에서 고정자 저항과 고정자 인덕턴스 파라미터를 실시간으로 추정하는 종래 기술의 일예가 대한민국 특허 제 10-1353583 호(발명의 명칭:매입형 영구자석 동기 전동기의 파라미터 추정을 이용한 속도 제어 장치 및 방법)에 공개되어 있다.An example of the prior art for estimating the stator resistance and stator inductance parameters in such a permanent magnet synchronous motor in real time is Korean Patent No. 10-1353583 (title of the invention: Speed control device and method using parameter estimation of an embedded permanent magnet synchronous motor) ) is disclosed.

상기 종래기술의 매입형 영구자석 동기 전동기의 파라미터 추정을 이용한 속도 제어 방법은, 전동기의 전압을 검출하는 전압센서로부터 출력되는 2상 실제 전압을 이용하여 일정 토크 운전 구간에서 2상 인덕턴스를 추정하고, 추정된 2상 인덕턴스 추정치를 출력하는 인덕턴스 추정 단계, 및 상기 2상 인덕턴스 추정치가 출력되면, 상기 전압센서로부터 출력되는 2상 실제치 전압과, 상기 3/2상 전류변환기로부터 출력되는 2상 실제치 전류를 이용하여 고정자 저항값을 추정하고, 추정된 고정자 저항 추정치를 계산하여 출력하는 고정자 저항 추정 단계를 포함한다.The speed control method using parameter estimation of the conventional embedded permanent magnet synchronous motor includes estimating the two-phase inductance in a constant torque operation section using the two-phase actual voltage output from a voltage sensor that detects the voltage of the motor, An inductance estimation step of outputting an estimated two-phase inductance estimate, and when the two-phase inductance estimate is output, the two-phase actual value voltage output from the voltage sensor and the two-phase actual value current output from the 3/2-phase current converter. It includes a stator resistance estimation step of estimating the stator resistance value and calculating and outputting the estimated stator resistance estimate.

상기 종래기술은 동기 전동기의 고정자 저항과 고정자 인덕턴스 값들을 추정하기 위하여 전류제어기와 속도제어기를 포함하는 전체 제어루프를 통하여 전동기를 동작시키면서 파라미터들을 추정한다. 따라서, 상기 종래기술은 파라미터 추정을 위하여 전류 센서, 전압 센서 등 많은 센서들을 사용하며, 모델 기준 적응제어기를 사용하여 계산량이 크게 증가하는 문제점이 존재한다. The prior art estimates parameters while operating the motor through an entire control loop including a current controller and a speed controller in order to estimate the stator resistance and stator inductance values of the synchronous motor. Therefore, the prior art uses many sensors such as current sensors and voltage sensors to estimate parameters, and there is a problem that the amount of calculation greatly increases by using a model-based adaptive controller.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고정자 저항 및 고정자 인덕턴스와 같은 전기적 파라미터 추정에 필요한 센서의 수 및 제어기의 수를 최소화하면서도, 간단한 연산만으로도 정확한 전기적 파라미터 추정이 가능한 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The problem that the present invention aims to solve is parameter estimation of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor that can accurately estimate electrical parameters with simple calculations while minimizing the number of sensors and controllers required for estimating electrical parameters such as stator resistance and stator inductance. To provide a device and method.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 장치는, 상기 동기 전동기를 제어하는 d축 전류(ids(k)) 및 d축 전압(Vds(k))을 이용하여, 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치(

Figure 112019119686409-pat00001
)와 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112019119686409-pat00002
)를 구하는 모델링 오차 외란 추정기; 및 상기 모델링 오차 외란 추정기로부터 입력된 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112019119686409-pat00003
)와 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112019119686409-pat00004
)를 이용하여 고정자 저항 추정치(
Figure 112019119686409-pat00005
) 및 고정자 인덕턴스 추정치(
Figure 112019119686409-pat00006
)를 계산하는 전동기 파라미터 추정기를 포함한다.The parameter estimation device for a surface-mounted permanent magnet synchronous motor according to a preferred embodiment of the present invention for solving the above-mentioned problems includes the d-axis current (i ds (k)) and d-axis voltage (V) for controlling the synchronous motor. Using ds (k)), the stator resistance modeling error disturbance estimate (
Figure 112019119686409-pat00001
) and stator inductance modeling error disturbance estimate (
Figure 112019119686409-pat00002
) modeling error disturbance estimator to calculate ); And the stator resistance modeling error disturbance estimate input from the modeling error disturbance estimator (
Figure 112019119686409-pat00003
) and stator inductance modeling error disturbance estimate (
Figure 112019119686409-pat00004
) to estimate the stator resistance (
Figure 112019119686409-pat00005
) and stator inductance estimates (
Figure 112019119686409-pat00006
) includes a motor parameter estimator that calculates

또한, 상기 모델링 오차 외란 추정기는, 상기 표면부착형 영구자석 동기전동기의 q축 전류가 0이고 d축 전류가 임의의 값으로 일정하게 유지되는 상태에서 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치(

Figure 112019119686409-pat00007
)를 구하고, 실제 고정자 저항(R s)이 공칭값(Rso)과 고정자 저항 모델링 오차(△Rs)의 합으로 구성된다고 할 때, 상기 전동기 파라미터 추정기는 상기 고정자 저항 모델링 오차 외란(
Figure 112019119686409-pat00008
)과 d축 전류(ids(k))를 이용하여 상기 고정자 저항 모델링 오차 추정치(
Figure 112019119686409-pat00009
)를 구하고, 상기 고정자 저항 모델링 오차 추정치(
Figure 112019119686409-pat00010
)를 고정자 저항 공칭값과 합산하여 고정자 저항 추정치(
Figure 112019119686409-pat00011
)를 구할 수 있다.In addition, the modeling error disturbance estimator is a stator resistance modeling error disturbance estimate (
Figure 112019119686409-pat00007
) is obtained, and when the actual stator resistance ( R s ) is composed of the sum of the nominal value (R so ) and the stator resistance modeling error (△R s ), the motor parameter estimator calculates the stator resistance modeling error disturbance (
Figure 112019119686409-pat00008
) and the d-axis current (i ds (k)) to estimate the stator resistance modeling error (
Figure 112019119686409-pat00009
), and the stator resistance modeling error estimate (
Figure 112019119686409-pat00010
) is added with the nominal stator resistance value to estimate the stator resistance (
Figure 112019119686409-pat00011
) can be obtained.

또한, 상기 전동기 파라미터 추정기는, 서로 다른 d축 전류값(ids,1 및 ids,2)이 일정하게 유지되는 2개의 구간을 설정하고, 각 구간에서의 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치(

Figure 112019119686409-pat00012
및
Figure 112019119686409-pat00013
)를 수학식
Figure 112019119686409-pat00014
에 대입하여 고정자 저항 추정치를 구할 수 있다. In addition, the motor parameter estimator sets two sections in which different d-axis current values (i ds,1 and i ds,2 ) are kept constant, and the stator resistance modeling error disturbance estimate in each section (
Figure 112019119686409-pat00012
and
Figure 112019119686409-pat00013
) in the equation
Figure 112019119686409-pat00014
You can obtain an estimate of stator resistance by substituting .

또한, 실제 고정자 저항(R s)이 공칭값(Rso)과 고정자 저항 모델링 오차(△Rs)의 합으로 구성되고, 실제 고정자 인덕턴스(L s)가 공칭값(L so)과 고정자 인덕턴스 모델링 오차(△Ls)의 합으로 구성되며, 실제 파라미터 값들과 공칭 파라미터 값들 간의 오차로 인한, 표면부착형 영구자석 동기전동기의 고정자 D축 전압 방정식의 모델링 오차 외란의 D축 성분을

Figure 112019119686409-pat00015
라 할 때, 표면부착형 영구자석 동기전동기의 고정자 D축 전압 방정식은 아래의 수학식과 같이 표현되고,In addition, the actual stator resistance ( R s ) is composed of the sum of the nominal value (R so ) and the stator resistance modeling error (△R s ), and the actual stator inductance ( L s ) is the sum of the nominal value ( L so ) and the stator inductance modeling error. It consists of the sum of the errors (△L s ), and the D-axis component of the modeling error disturbance of the stator D-axis voltage equation of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor due to the error between the actual parameter values and the nominal parameter values.
Figure 112019119686409-pat00015
When , the stator D-axis voltage equation of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor is expressed as the equation below,

Figure 112019119686409-pat00016
Figure 112019119686409-pat00016

Figure 112019119686409-pat00017
Figure 112019119686409-pat00017

상기 모델링 오차 외란 추정기는, 상기 표면부착형 영구자석 동기전동기의 q축 전류가 0이고 d축 전류가 임의의 값으로 일정하게 유지되는 상태에서, 상기 고정자 저항 모델링 오차 외란(

Figure 112019119686409-pat00018
)을 수학식
Figure 112019119686409-pat00019
에 따라서 구할 수 있다. The modeling error disturbance estimator calculates the stator resistance modeling error disturbance (
Figure 112019119686409-pat00018
) in the equation
Figure 112019119686409-pat00019
It can be obtained according to .

또한, 상기 모델링 오차 외란 추정기는 상기 표면부착형 영구자석 동기전동기의 q축 전류가 0이고 d축 전류의 미분값이 일정하게 유지되는 상태에서 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(

Figure 112019119686409-pat00020
)를 구하고, 실제 고정자 인덕턴스(L s)가 공칭값(Lso)과 고정자 인덕턴스 모델링 오차(△Ls)의 합으로 구성된다고 할 때, 상기 전동기 파라미터 추정기는 상기 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란(
Figure 112019119686409-pat00021
)과 d축 전류(ids(k))의 일정한 미분값을 이용하여 상기 고정자 인덕턴스 모델링 오차 추정치(
Figure 112019119686409-pat00022
)를 구하고, 상기 고정자 인덕턴스 모델링 오차 추정치(
Figure 112019119686409-pat00023
)를 고정자 인덕턴스 공칭값과 합산하여 고정자 인덕턴스 추정치(
Figure 112019119686409-pat00024
)를 구할 수 있다.In addition, the modeling error disturbance estimator is a stator inductance modeling error disturbance estimate (
Figure 112019119686409-pat00020
) is obtained, and when the actual stator inductance ( L s ) is composed of the sum of the nominal value (L so ) and the stator inductance modeling error (△L s ), the motor parameter estimator calculates the stator inductance modeling error disturbance (
Figure 112019119686409-pat00021
) and the constant differential value of the d-axis current (i ds (k)) to estimate the stator inductance modeling error (
Figure 112019119686409-pat00022
) is obtained, and the stator inductance modeling error estimate (
Figure 112019119686409-pat00023
) is added with the nominal stator inductance to obtain an estimate of the stator inductance (
Figure 112019119686409-pat00024
) can be obtained.

또한, 상기 전동기 파라미터 추정기는, 서로 다른 d축 전류값(ids,1 및 ids,2)의 미분값이 일정하게 유지되는 2개의 구간을 설정하고, 각 구간에서의 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(

Figure 112019119686409-pat00025
및
Figure 112019119686409-pat00026
)를 수학식
Figure 112019119686409-pat00027
에 대입하여 고정자 인덕턴스 추정치를 구할 수 있다. In addition, the motor parameter estimator sets two sections in which the differential values of different d-axis current values (i ds,1 and i ds,2 ) are kept constant, and the stator inductance modeling error disturbance estimate in each section (
Figure 112019119686409-pat00025
and
Figure 112019119686409-pat00026
) in the equation
Figure 112019119686409-pat00027
You can obtain an estimate of the stator inductance by substituting into .

또한, 실제 고정자 저항(R s)이 공칭값(Rso)과 고정자 저항 모델링 오차(△Rs)의 합으로 구성되고, 실제 고정자 인덕턴스(L s)가 공칭값(L so)과 고정자 인덕턴스 모델링 오차(△Ls)의 합으로 구성되며, 실제 파라미터 값들과 공칭 파라미터 값들 간의 오차로 인한, 표면부착형 영구자석 동기전동기의 고정자 D축 전압 방정식의 모델링 오차 외란의 D축 성분을

Figure 112019119686409-pat00028
라 할 때, 표면부착형 영구자석 동기전동기의 고정자 D축 전압 방정식은 아래의 수학식과 같이 표현되고,In addition, the actual stator resistance ( R s ) is composed of the sum of the nominal value (R so ) and the stator resistance modeling error (△R s ), and the actual stator inductance ( L s ) is the sum of the nominal value ( L so ) and the stator inductance modeling error. It consists of the sum of the errors (△L s ), and the D-axis component of the modeling error disturbance of the stator D-axis voltage equation of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor due to the error between the actual parameter values and the nominal parameter values.
Figure 112019119686409-pat00028
When , the stator D-axis voltage equation of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor is expressed as the equation below,

Figure 112019119686409-pat00029
Figure 112019119686409-pat00029

Figure 112019119686409-pat00030
Figure 112019119686409-pat00030

상기 모델링 오차 외란 추정기는, 상기 표면부착형 영구자석 동기전동기의 q축 전류가 0이고 d축 전류가 임의의 값으로 일정하게 유지되는 상태에서, 상기 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란(

Figure 112019119686409-pat00031
)을 수학식
Figure 112019119686409-pat00032
에 따라서 구할 수 있다. The modeling error disturbance estimator calculates the stator inductance modeling error disturbance (
Figure 112019119686409-pat00031
) in the equation
Figure 112019119686409-pat00032
It can be obtained according to .

한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 방법은, (a) 상기 동기 전동기를 제어하는 d축 전류(ids(k))가 일정하게 유지되고, q축 전류가 0으로 유지되도록 제어하면서 d축 전류(ids(k)) 및 d축 전압(Vds(k))을 이용하여, 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치(

Figure 112019119686409-pat00033
)를 구하는 단계; 및 (b) 실제 고정자 저항(R s)이 공칭값(Rso)과 고정자 저항 모델링 오차(△Rs)의 합으로 구성된다고 할 때, 상기 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112019119686409-pat00034
)와 d축 전류(ids(k))를 이용하여 상기 고정자 저항 모델링 오차 추정치(
Figure 112019119686409-pat00035
)를 구하고, 상기 고정자 저항 모델링 오차 추정치(
Figure 112019119686409-pat00036
)를 고정자 저항 공칭값과 합산하여 고정자 저항 추정치(
Figure 112019119686409-pat00037
)를 구하는 단계;를 포함한다.Meanwhile, the parameter estimation method of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor according to a preferred embodiment of the present invention for solving the above-described problem is: (a) the d-axis current (i ds (k)) for controlling the synchronous motor is Stator resistance modeling error disturbance estimate (
Figure 112019119686409-pat00033
) step of calculating; and (b) assuming that the actual stator resistance ( R s ) is composed of the sum of the nominal value (R so ) and the stator resistance modeling error (△R s ), the stator resistance modeling error disturbance estimate (
Figure 112019119686409-pat00034
) and the d-axis current (i ds (k)) to estimate the stator resistance modeling error (
Figure 112019119686409-pat00035
), and the stator resistance modeling error estimate (
Figure 112019119686409-pat00036
) is added with the nominal stator resistance value to estimate the stator resistance (
Figure 112019119686409-pat00037
) includes a step of calculating.

또한, 상기 (b) 단계는, 서로 다른 d축 전류값(ids,1 및 ids,2)이 일정하게 유지되는 2개의 구간을 설정하고, 각 구간에서의 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치(

Figure 112019119686409-pat00038
및
Figure 112019119686409-pat00039
)를 수학식
Figure 112019119686409-pat00040
에 대입하여 고정자 저항 추정치를 구할 수 있다. In addition, in step (b), two sections are set in which different d-axis current values (i ds,1 and i ds,2 ) are kept constant, and the stator resistance modeling error disturbance estimate in each section (
Figure 112019119686409-pat00038
and
Figure 112019119686409-pat00039
) in the equation
Figure 112019119686409-pat00040
You can obtain an estimate of stator resistance by substituting .

또한, 상기 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 방법은, (c) 상기 표면부착형 영구자석 동기전동기의 q축 전류가 0으로 유지되고 d축 전류의 미분값이 일정하게 유지되는 상태에서, d축 전류(ids(k)), d축 전압(Vds(k)), 및 상기 고정자 저항 추정치(

Figure 112019119686409-pat00041
)를 이용하여 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112019119686409-pat00042
)를 구하는 단계; 및 (d) 실제 고정자 인덕턴스(L s)가 공칭값(Lso)과 고정자 인덕턴스 모델링 오차(△Ls)의 합으로 구성된다고 할 때, 상기 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112019119686409-pat00043
)와 d축 전류(ids(k))의 일정한 미분값을 이용하여 상기 고정자 인덕턴스 모델링 오차 추정치(
Figure 112019119686409-pat00044
)를 구하고, 상기 고정자 인덕턴스 모델링 오차 추정치(
Figure 112019119686409-pat00045
)를 고정자 인덕턴스 공칭값과 합산하여 고정자 인덕턴스 추정치(
Figure 112019119686409-pat00046
)를 구하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the parameter estimation method of the surface-mounted permanent magnet synchronous motor includes (c) in a state where the q-axis current of the surface-mounted permanent magnet synchronous motor is maintained at 0 and the differential value of the d-axis current is maintained constant, d-axis current (i ds (k)), d-axis voltage (Vds (k)), and the stator resistance estimate (
Figure 112019119686409-pat00041
) using the stator inductance modeling error disturbance estimate (
Figure 112019119686409-pat00042
) step of calculating; and (d) assuming that the actual stator inductance ( L s ) is composed of the sum of the nominal value (L so ) and the stator inductance modeling error (△L s ), the stator inductance modeling error disturbance estimate (
Figure 112019119686409-pat00043
) and the constant differential value of the d-axis current (i ds (k)) to estimate the stator inductance modeling error (
Figure 112019119686409-pat00044
) is obtained, and the stator inductance modeling error estimate (
Figure 112019119686409-pat00045
) is added with the nominal stator inductance to obtain an estimate of the stator inductance (
Figure 112019119686409-pat00046
) may further include the step of calculating.

또한, 상기 (d) 단계는, 서로 다른 d축 전류값(ids,1 및 ids,2)의 미분값이 일정하게 유지되는 2개의 구간을 설정하고, 각 구간에서의 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(

Figure 112019119686409-pat00047
및
Figure 112019119686409-pat00048
)를 수학식
Figure 112019119686409-pat00049
에 대입하여 고정자 인덕턴스 추정치를 구할 수 있다. In addition, step (d) sets two sections in which the differential values of different d-axis current values (i ds,1 and i ds,2 ) are kept constant, and the stator inductance modeling error disturbance in each section Estimate (
Figure 112019119686409-pat00047
and
Figure 112019119686409-pat00048
) in the equation
Figure 112019119686409-pat00049
You can obtain an estimate of the stator inductance by substituting into .

종래기술이 영구자석 동기전동기의 고정자 저항과 고정자 인덕턴스를 추정하기 위하여 전류제어기와 속도제어기를 모두 사용하여 전동기를 동작시키는데 반하여, 본 발명은 전류제어기만 사용하여 전동기 정지상태에서 간단하게 전기적 파라미터들을 추정할 수 있다. While the prior art uses both a current controller and a speed controller to estimate the stator resistance and stator inductance of a permanent magnet synchronous motor to operate the motor, the present invention uses only a current controller to simply estimate electrical parameters in a motor stop state. can do.

또한, 종래기술은 전기적 파라미터 추정을 위하여 전류센서, 전압센서 그리고 속도센서 등 많은 센서들이 요구되지만, 본 발명은 오직 전류센서만 사용하여 최소한의 정보만 가지고도 전기적 파라미터들을 추정할 수 있다. In addition, the prior art requires many sensors such as current sensors, voltage sensors, and speed sensors to estimate electrical parameters, but the present invention uses only current sensors to estimate electrical parameters with minimal information.

또한, 종래기술은 동기전동기의 파라미터들을 추정하기 위하여 모델 기준 적응제어기를 사용하므로 계산량이 증가할 수 있으나, 본 발명은 동기회전좌표계 D축 모델에서 역기전력 성분과 Q축과의 상호 연결 성분을 모두 제거하고 D축 전류 제어만 수행하므로 계산이 간단한 장점이 있다.In addition, the prior art uses a model-based adaptive controller to estimate the parameters of the synchronous motor, which may increase the amount of calculation, but the present invention removes both the back electromotive force component and the interconnection component with the Q axis from the D-axis model in the synchronous rotation coordinate system. Since it only performs D-axis current control, it has the advantage of simple calculation.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면부착형 영구자석 동기 전동기 파라미터 추정 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면부착형 영구자석 동기 전동기 파라미터 추정 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모델링 오차 외란 추정기의 세부 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동기 파리미터 추정기의 세부 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 d축 전류가 일정한 2개의 구간을 설정하여 고정자 저항을 추정하는 과정을 설명하는 그래프이다.
도 6은 d축 전류의 미분값이 일정한 2개의 구간을 설정하여 고정자 인덕턴스를 추정하는 과정을 설명하는 그래프이다.1 is a diagram showing the configuration of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor parameter estimation device according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart illustrating a method for estimating parameters of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the detailed configuration of a modeling error disturbance estimator according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing the detailed configuration of an electric motor parameter estimator according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 5 is a graph explaining the process of estimating stator resistance by setting two sections where the d-axis current is constant.
Figure 6 is a graph explaining the process of estimating the stator inductance by setting two sections where the differential value of the d-axis current is constant.

일반적으로, 전동기 제어기 설계 변수들은 주로 전동기의 파라미터 값들에 의존하므로, 정확한 전동기 파라미터 값들을 확보할 수 있다면 정밀한 제어를 수행할 수 있다. 표면부착형 영구자석 동기전동기의 전류 제어기는 전동기의 전기적 파라미터들인 고정자 저항값과 고정자 인덕턴스값에 영향을 받는 제어 게인들을 가진다. 따라서, 최적의 전류 제어기를 설계하기 위해서는 고정자 저항값과 고정자 인덕턴스값들에 대하여 정확한 측정이나 추정이 필요하다. In general, motor controller design variables mainly depend on motor parameter values, so precise control can be performed if accurate motor parameter values can be secured. The current controller of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor has control gains that are affected by the stator resistance value and stator inductance value, which are the electrical parameters of the motor. Therefore, in order to design an optimal current controller, accurate measurement or estimation of stator resistance and stator inductance values is necessary.

이를 위하여, 본 발명에서는 전동기를 동작시키기 전에 정지상태에서 고정자 저항과 고정자 인덕턴스의 공칭값들로 먼저 전류 제어를 수행하고, 전류 제어 수행 중에 실제값과 공칭값 사이의 모델링 오차를 외란으로 정의하여 외란을 효과적으로 추정하는 추정기를 통하여 공칭값에 보상하여 실제값을 추정하는 방법을 이용한다.For this purpose, in the present invention, before operating the motor, current control is first performed using the nominal values of the stator resistance and stator inductance in a stopped state, and the modeling error between the actual value and the nominal value is defined as a disturbance during the current control to control the disturbance. A method is used to estimate the actual value by compensating for the nominal value through an estimator that effectively estimates .

본 발명은 오직 전류 센서와 전류제어기만 사용하여 최소한의 정보만 가지고 전동기 정지상태에서 간단하게 해당 파라미터들을 추정할 뿐만 아니라, 동기회전 좌표계 D축 모델에서 역기전력 성분과 Q축과의 상호 연결 성분을 모두 제거하고, D축 전류 제어만 수행하므로, 계산이 간단하면서도 정확한 추정이 가능하다.The present invention not only simply estimates the parameters in the motor stop state with minimal information using only a current sensor and a current controller, but also estimates both the back electromotive force component and the interconnection component with the Q axis in the synchronous rotation coordinate system D-axis model. Since it is removed and only D-axis current control is performed, calculations are simple and accurate estimation is possible.

먼저, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기에 앞서, 본 발명의 바람직한 실시예에서 이용되는 용어를 아래의 표 1과 같이 정의한다.First, before describing the preferred embodiment of the present invention, the terms used in the preferred embodiment of the present invention are defined as shown in Table 1 below.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면부착형 영구자석 동기 전동기의 파라미터 추정 장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면부착형 영구자석 동기 전동기의 파라미터 추정 방법을 설명하는 흐름도이다.Figure 1 is a diagram showing the configuration of a parameter estimation device for a surface-mounted permanent magnet synchronous motor according to a preferred embodiment of the present invention, and Figure 2 is a diagram showing the parameters of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor according to a preferred embodiment of the present invention. This is a flowchart explaining the estimation method.

도 1은 표면부착형 영구자석 동기전동기(1)의 고정자 저항(25)과 고정자 인덕턴스(26) 값들을 전동기 정지상태에서 전류 제어기(2)만 사용하여 모델링 오차 외란을 추정하고 외란 추정치를 공칭값에 보상하여 최종적으로 실제 파라미터 값들을 추정하는 전체 구성을 도시한다.Figure 1 shows the values of stator resistance 25 and stator inductance 26 of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor (1) to estimate modeling error disturbance using only the current controller (2) in a motor stop state, and converting the disturbance estimate to a nominal value. It shows the overall configuration of compensating for and finally estimating actual parameter values.

도 1에 도시된 표면부착형 영구자석 동기 전동기의 파라미터 추정 장치를 포함하는 전체 표면부착형 영구자석 동기 전동기 제어 장치는, d축 전류가 일정하게 흐르도록 제어하거나, d축 전류의 미분값이 일정하도록 제어를 수행하는 전류 제어기(2), 전류 센서(9,10)를 통하여 고정자 삼상 전류들 중에 두 개의 상들의 전류값들(11,12)을 측정하고 이들을 동기 회전좌표계의 dq 상 전류값들(17,18)로 변환하는 제 1 DQ 변환부(13), 공간벡터 펄스폭 변조부(7)에서 계산된 삼상 지령 전압값(14,15,16)들을 동기 회전좌표계의 dq 상 전압값들(19,20)로 변환하는 제 2 DQ 변환부(17), 상기 dq 상 전류값들(17,18) 중에서 D축 전류(17)와 dq 상 전압값들(19,20) 중에서 D축 전압(20)을 입력 받아서 시간지연 추정기 기반으로 고정자 저항 모델링 오차 외란(22)과 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란(23)을 추정하여 출력하는 모델링 오차 외란 추정기(21), 모델링 오차 외란값들(22,23)을 이용하여 고정자 저항(25)과 고정자 인덕턴스(26) 값들에 대한 추정치를 계산하는 전동기 파라미터 추정기(24) 등으로 구성된다.The entire surface-mounted permanent magnet synchronous motor control device, including the parameter estimation device for the surface-mounted permanent magnet synchronous motor shown in FIG. 1, controls the d-axis current to flow at a constant rate, or the differential value of the d-axis current is constant. Measures the current values (11, 12) of two phases among the three-phase stator currents through the current controller (2) and current sensors (9, 10) that perform control so as to convert them to the dq phase current values of the synchronous rotation coordinate system. The three-phase command voltage values (14, 15, 16) calculated by the first DQ converter (13) and the space vector pulse width modulator (7) are converted to (17, 18) as dq phase voltage values of the synchronous rotation coordinate system. A second DQ converter 17 that converts (19, 20), a D-axis current (17) among the dq-phase current values (17, 18) and a D-axis voltage among the dq-phase voltage values (19, 20). A modeling error disturbance estimator (21) that receives (20) as input, estimates stator resistance modeling error disturbance (22) and stator inductance modeling error disturbance (23) based on a time delay estimator, and outputs modeling error disturbance values (22, 23). It consists of a motor parameter estimator 24 that calculates estimates for the values of the stator resistance 25 and the stator inductance 26 using ).

여기서, 전동기 파라미터 추정기(24)와 모델링 오차 외란 추정기(21)를 제외한 나머지 구성은 일반적인 표면 부착형 영구 자석 동기 전동기 제어 장치에 포함되는 구성과 그 기능이 동일 또는 유사하므로 구체적인 설명은 생략하고, 이하에서는 본 발명의 핵심 기능인 고정자 저항 및 고정자 인덕턴스를 추정하는 전동기 파라미터 추정기(24)와 모델링 오차 외란 추정기(21)의 구성과 동작을 중심으로 설명한다.Here, except for the motor parameter estimator 24 and the modeling error disturbance estimator 21, the remaining components have the same or similar functions as those included in a general surface-mounted permanent magnet synchronous motor control device, so detailed descriptions are omitted hereinafter. The explanation will focus on the configuration and operation of the motor parameter estimator 24 and the modeling error disturbance estimator 21, which estimate stator resistance and stator inductance, which are core functions of the present invention.

먼저, 본 발명의 고정자 저항(R s) 및 고정자 인덕턴스(L s)를 추정하는 전체 과정을 도 2를 참조하여 개략적으로 살펴보면, 먼저, d축 전류가 일정하도록 제어를 수행하여 고정자 저항 모델링 오차 외란을 추정(

Figure 112019119686409-pat00051
)하고(S1), 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112019119686409-pat00052
)로 고정자 저항 공칭값을 보상하여 고정자 저항을 추정(
Figure 112019119686409-pat00053
)한다(S2). First, looking at the entire process of estimating the stator resistance ( R s ) and stator inductance ( L s ) of the present invention schematically with reference to FIG. 2, first, control is performed so that the d-axis current is constant to prevent stator resistance modeling error disturbance. Estimate (
Figure 112019119686409-pat00051
) and (S1), stator resistance modeling error disturbance estimate (
Figure 112019119686409-pat00052
) to estimate the stator resistance by compensating for the nominal value of the stator resistance (
Figure 112019119686409-pat00053
)(S2).

그 후, d축 전류 미분값이 일정하도록 제어하면서 고정자 저항 추정치(

Figure 112019119686409-pat00054
)를 사용하여 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란을 추정(
Figure 112019119686409-pat00055
)하고(S3), 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112019119686409-pat00056
)로 고정자 인덕턴스 공칭값을 보상하여 고정자 인덕턴스를 추정(
Figure 112019119686409-pat00057
)한다(S4).Afterwards, the d-axis current differential value is controlled to be constant and the stator resistance estimate (
Figure 112019119686409-pat00054
) to estimate the stator inductance modeling error disturbance (
Figure 112019119686409-pat00055
) and (S3), stator inductance modeling error disturbance estimate (
Figure 112019119686409-pat00056
) to estimate the stator inductance by compensating for the nominal value of the stator inductance (
Figure 112019119686409-pat00057
)(S4).

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모델링 오차 외란 추정기의 세부 구성을 도시하는 도면이다.Figure 3 is a diagram showing the detailed configuration of a modeling error disturbance estimator according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3을 더 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모델링 오차 외란 추정기(21)는 고정자 저항 모델링 오차 추정부(27) 및 고정자 인덕턴스 모델링 오차 추정부(30)를 포함하고, 추가로 복수의 시간 지연기를 포함한다.Referring further to FIG. 3, the modeling error disturbance estimator 21 according to a preferred embodiment of the present invention includes a stator resistance modeling error estimator 27 and a stator inductance modeling error estimator 30, and further includes a plurality of Includes a time delay.

먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모델링 오차 외란 추정기(21)는 제 1 DQ 변환부(13)로부터 표면부착형 영구자석 동기 전동기의 3상 전류를 DQ 변환한 d축 전류(17)와 q축 전류(18)를 입력받는다. First, the modeling error disturbance estimator 21 according to a preferred embodiment of the present invention calculates the d-axis current 17 and q by DQ-converting the three-phase current of the surface-mounted permanent magnet synchronous motor from the first DQ converter 13. Receives the axis current (18) as input.

또한, 모델링 오차 외란 추정기(21)는 제 2 DQ 변환부(17)로부터 공간벡터 펄스폭 변조부(7)에서 계산된 표면부착형 영구 자석 동기 전동기(1)로 출력될 3상 지령 전압값들(Vas(k),Vbs(k),Vcs(k))(14,15,16)을 동기 회전좌표계의 d상 및 q상으로 변환한 d축 전압값(Vds(k))(19) 및 q축 전압값 전압값(Vqs(k))(20)을 입력 받는다. In addition, the modeling error disturbance estimator 21 calculates three-phase command voltage values to be output from the second DQ converter 17 to the surface-mounted permanent magnet synchronous motor 1 calculated by the space vector pulse width modulator 7. The d-axis voltage value (Vds(k)) (19) converted from (Vas(k), Vbs(k), Vcs(k))(14, 15, 16) to the d and q phases of the synchronous rotation coordinate system, and The q-axis voltage value receives the voltage value (Vqs(k)) (20).

다만, 상기 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예는 q축 전류값은 0으로 설정하고, d축 전류와 d축 전압만을 제어하여 본 발명의 고정자 저항 및 고정자 인덕턴스를 추정하므로, 모델링 오차 외란 추정기(21)는 실질적으로 d축 전류(ids(k))(17) 및 d축 전압(vds(k))(19)만을 입력받는다.However, as described above, the preferred embodiment of the present invention sets the q-axis current value to 0 and controls only the d-axis current and d-axis voltage to estimate the stator resistance and stator inductance of the present invention, so the modeling error disturbance estimator (21) substantially receives only the d-axis current (i ds (k)) (17) and d-axis voltage (v ds (k)) (19).

그리고, 모델링 오차 외란 추정기(21)는 상기 입력값들을 이용하여 모델링 오차 외란 추정치들인 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치(

Figure 112019119686409-pat00058
)(22)와 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112019119686409-pat00059
)(23)를 출력한다.And, the modeling error disturbance estimator 21 uses the input values to estimate the stator resistance modeling error disturbance, which are modeling error disturbance estimates (
Figure 112019119686409-pat00058
)(22) and stator inductance modeling error disturbance estimate (
Figure 112019119686409-pat00059
)(23) is output.

아래의 수학식 1은 공지의 표면부착형 영구자석 동기전동기의 고정자 D축 전압 방정식을 이산 시간으로 표현한 것이다.Equation 1 below expresses the stator D-axis voltage equation of a known surface-mounted permanent magnet synchronous motor in discrete time.

여기서 Rs 는 고정자 저항, Ls 는 고정자 인덕턴스,

Figure 112019119686409-pat00061
은 회전자의 전기적 회전 속도이다. 각 변수의 아래첨자의 d는 동기 회전좌표계의 d축 성분을 나타내고, s는 고정자(stator)를 의미하며, T는 이산 시스템의 샘플링 타임이다. where R s is the stator resistance, L s is the stator inductance,
Figure 112019119686409-pat00061
is the electrical rotation speed of the rotor. The subscript d of each variable represents the d-axis component of the synchronous rotation coordinate system, s represents the stator, and T is the sampling time of the discrete system.

표면부착형 영구자석 동기전동기의 실제 파라미터 값들인 실제 고정자 저항(Rs)과 실제 고정자 인덕턴스(Ls)가 각각 고정자 저항 공칭값(Rso) 및 고정자 인덕턴스 공칭값(Lso)과 고정자 저항 오차(△Rs) 및 고정자 인덕턴스 오차(△Ls)의 합으로 구성된다고 할 때,

Figure 112019119686409-pat00062
및
Figure 112019119686409-pat00063
의 오차식이 성립한다.The actual parameter values of the surface-mounted permanent magnet synchronous motor, the actual stator resistance (R s ) and the actual stator inductance (L s ), are the nominal stator resistance value (R so ), the nominal stator inductance value (L so ), and the stator resistance error, respectively. Assuming that it is composed of the sum of (△R s ) and stator inductance error (△L s ),
Figure 112019119686409-pat00062
and
Figure 112019119686409-pat00063
The error equation is established.

상기 오차식의 Rs 및 Ls 을 상기 수학식 1에 대입하면, 상기 표면부착형 영구자석 동기전동기를 공칭 파라미터 값들로 모델링한 식은 다음의 수학식 2와 같다.Substituting R s and L s of the error equation into Equation 1, the equation modeling the surface-mounted permanent magnet synchronous motor with nominal parameter values is as follows Equation 2.

상기 수학식 2에서,

Figure 112019119686409-pat00065
은 공칭 파라미터 기반의 모델과 실제 파라미터 기반의 모델 사이의 모델링 오차의 D축 성분이고, 이들은 지속적인 외란으로 간주할 수 있으며, 아래의 수학식 3과 같이 공칭 파라미터 값과 실제 파라미터 값 사이의 오차 외란으로 표현될 수 있다.In Equation 2 above,
Figure 112019119686409-pat00065
is the D-axis component of the modeling error between the nominal parameter-based model and the actual parameter-based model, and these can be regarded as continuous disturbances, and are the error disturbance between the nominal parameter values and the actual parameter values as shown in Equation 3 below. can be expressed.

본 발명은 모델링 오차 외란

Figure 112019119686409-pat00067
을 파악하여 표면부착형 영구자석 동기전동기의 모델링 오차를 보상하기 위해서 모델링 오차 외란 추정기(21)를 사용하여 추정을 수행한다.The present invention is a modeling error disturbance
Figure 112019119686409-pat00067
In order to identify and compensate for the modeling error of the surface-mounted permanent magnet synchronous motor, estimation is performed using the modeling error disturbance estimator (21).

모델링 오차 외란 추정기(21)는 시간 지연 기법을 사용하는데, 이는 정상 상태 동작에서, 추정하고자 하는 모델링 오차 외란

Figure 112019119686409-pat00068
가 짧은 시간에 급격히 변하지 않고 시간에 대하여 연속이라면 충분히 작은 임의의 샘플링 회수 N에 대하여 다음 수학식 4와 같은 시간지연 조건이 성립될 수 있다는 사실에 기초한다.The modeling error disturbance estimator 21 uses a time delay technique, which means that in steady-state operation, the modeling error disturbance to be estimated
Figure 112019119686409-pat00068
It is based on the fact that if does not change drastically in a short time and is continuous with respect to time, the time delay condition as shown in Equation 4 below can be established for a sufficiently small arbitrary sampling number N.

Figure 112019119686409-pat00069
Figure 112019119686409-pat00069

수학식 4 의 시간 지연 조건을 통해 모델링 오차 외란

Figure 112019119686409-pat00070
을 추정하면, 상기한 수학식 2는 아래의 수학식 5 와 같이 정리될 수 있다. 여기서 변수의 삿갓(hat) 표시는 그 변수가 추정치라는 것을 의미한다.Modeling error disturbance through the time delay condition in Equation 4
Figure 112019119686409-pat00070
By estimating , Equation 2 above can be organized as Equation 5 below. Here, the hat designation of a variable means that the variable is an estimate.

수학식 5에서 D축 전류가 임의의 값으로 일정하게 유지되도록 제어하고, Q축 전류를 0으로 제어하면,

Figure 112019119686409-pat00072
이 되고,
Figure 112019119686409-pat00073
이 되므로, 정상상태에서 상기 수학식 5는 다음 수학식 6과 같이 표현된다.In Equation 5, if the D-axis current is controlled to remain constant at a random value and the Q-axis current is controlled to 0,
Figure 112019119686409-pat00072
It becomes,
Figure 112019119686409-pat00073
Therefore, in the normal state, Equation 5 is expressed as Equation 6 below.

Figure 112019119686409-pat00074
Figure 112019119686409-pat00074

여기서

Figure 112019119686409-pat00075
은 일정하게 전류를 제어하는 상황에서의 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치(22)를 의미한다. here
Figure 112019119686409-pat00075
means the stator resistance modeling error disturbance estimate (22) in a situation where the current is constantly controlled.

본 발명의 고정자 저항 모델링 오차 추정부(27)는 상기한 수학식 6에 따라서, d축 전압(vds(k))(19)과 d축 전류(ids(k))(17)를 각각 샘플링 시간 N 만큼 지연시킨 d축 전압(vds(k-N))(28)과 d축 전류(ids(k-N))(29)를 이용하여 고정자 저항 모델링 오차 외란(

Figure 112019119686409-pat00076
)(22)을 계산하여 전동기 파라미터 추정기(24)로 출력한다.The stator resistance modeling error estimation unit 27 of the present invention calculates the d-axis voltage (v ds (k)) (19) and the d-axis current (i ds (k)) (17), respectively, according to Equation 6 above. Stator resistance modeling error disturbance (
Figure 112019119686409-pat00076
)(22) is calculated and output to the motor parameter estimator (24).

한편, Q축 전류가 계속 0으로 유지되고, D축 전류 미분값이 일정하게 유지되도록 제어를 수행하고, 도 4를 참조하여 후술하는 전동기 파라미터 추정기(24) 내의 고정자 저항 추정부(32)에서 이전 샘플링 시간에 추정된 고정자 저항(

Figure 112019119686409-pat00077
)을 고정자 저항의 공칭값(R so) 대신에 상기 수학식 5에 적용하면, 상기 수학식 5는 아래의 수학식 7과 같이 모델링 오차 외란으로 표현된다.Meanwhile, control is performed so that the Q-axis current continues to be maintained at 0 and the D-axis current differential value is maintained constant, and the stator resistance estimation unit 32 in the motor parameter estimator 24, which will be described later with reference to FIG. 4, Stator resistance estimated at sampling time (
Figure 112019119686409-pat00077
) is applied to Equation 5 instead of the nominal value of the stator resistance ( R so ), Equation 5 is expressed as a modeling error disturbance as shown in Equation 7 below.

수학식 7에서,

Figure 112019119686409-pat00079
은 d축 전류 미분값이 일정하게 유지되도록 제어하는 상황에서 고정자 인덕턴스의 모델링 오차 외란 추정치(23)를 의미한다. In equation 7,
Figure 112019119686409-pat00079
means the modeling error disturbance estimate of the stator inductance (23) in a situation where the d-axis current differential value is controlled to remain constant.

본 발명의 고정자 인덕턴스 모델링 오차 추정부(30)는 상기한 수학식 7에 따라서, d축 전압(vds(k))(19)과 d축 전류(ids(k))(17)를 각각 샘플링 시간 N 만큼 지연시킨 d축 전압(vds(k-N))(28)과 d축 전류(ids(k-N))(29), d축 전류(ids(k))(17)를 샘플링 시간 N+1 만큼 지연시킨 d축 전류(ids(k-N-1))(31), 및 고정자 저항 추정부(32)에서 이전 샘플링 시간에 추정된 고정자 저항(

Figure 112019119686409-pat00080
)을 이용하여 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란(
Figure 112019119686409-pat00081
)(23)을 계산하여 전동기 파라미터 추정기(24)로 출력한다.The stator inductance modeling error estimation unit 30 of the present invention calculates the d-axis voltage (v ds (k)) (19) and the d-axis current (i ds (k)) (17), respectively, according to Equation 7 above. The d-axis voltage (v ds (kN)) (28), d-axis current (i ds (kN)) (29), and d-axis current (i ds (k)) (17) delayed by the sampling time N are sampled at the sampling time. The d-axis current (i ds (kN-1)) 31 delayed by N+1, and the stator resistance estimated at the previous sampling time in the stator resistance estimation unit 32 (
Figure 112019119686409-pat00080
) using stator inductance modeling error disturbance (
Figure 112019119686409-pat00081
)(23) is calculated and output to the motor parameter estimator (24).

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동기 파리미터 추정기의 세부 구성을 도시하는 도면이다.Figure 4 is a diagram showing the detailed configuration of an electric motor parameter estimator according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 전동기 파리미터 추정기(24)는 고정자 저항 추정부(32) 및 고정자 인덕턴스 추정부(33)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the motor parameter estimator 24 includes a stator resistance estimator 32 and a stator inductance estimator 33.

상기한 수학식 3에서 D축 전류를 일정 값으로 유지하고, Q축 전류를 0으로 제어하면, 정상상태에서

Figure 112019119686409-pat00082
이 되고,
Figure 112019119686409-pat00083
이 되므로, 수학식 3은 아래의 수학식 8과 같이 표현된다.In Equation 3 above, if the D-axis current is maintained at a constant value and the Q-axis current is controlled to 0, in the normal state
Figure 112019119686409-pat00082
It becomes,
Figure 112019119686409-pat00083
Therefore, Equation 3 is expressed as Equation 8 below.

Figure 112019119686409-pat00084
Figure 112019119686409-pat00084

상기 수학식 8에서,

Figure 112019119686409-pat00085
은 일정하게 전류를 제어하는 중에 발생하는 고정자 저항 모델링 오차 외란을 의미한다. In Equation 8 above,
Figure 112019119686409-pat00085
refers to the stator resistance modeling error disturbance that occurs while constantly controlling the current.

이 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 서로 다른 두 개의 D축 전류(ids,1 및 ids,2)가 일정하게 유지되는 구간(34,35)을 설정하고, 정상상태 D축 전류값들(ids,1 및 ids,2)과 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치들(

Figure 112019119686409-pat00086
,
Figure 112019119686409-pat00087
)을 서로 빼면 아래의 수학식 9와 같이 정리되어, 전동기의 PWM 제어로 인해서 발생할 수 있는 비선형성을 제거하면서 고정자 저항 모델링 오차 추정치(
Figure 112019119686409-pat00088
)를 구할 수 있다.At this time, as shown in Figure 5, the sections 34 and 35 in which the two different D-axis currents (i ds,1 and i ds,2 ) are kept constant are set, and the steady-state D-axis current value is set. (i ds,1 and i ds,2 ) and stator resistance modeling error disturbance estimates (
Figure 112019119686409-pat00086
,
Figure 112019119686409-pat00087
) are calculated as Equation 9 below, and the stator resistance modeling error estimate (
Figure 112019119686409-pat00088
) can be obtained.

상기 수학식 9에서 고정자 저항 모델링 오차 외란은 추정치(22)을 사용한다. 상기 수학식 9에서 구한 고정자 저항 모델링 오차 추정치(

Figure 112019119686409-pat00090
)와 공칭값(R so)을 더하면 아래의 수학식 10과 같이 고정자 저항 추정치(
Figure 112019119686409-pat00091
)(25)를 구할 수 있다.In Equation 9 above, the stator resistance modeling error disturbance uses the estimate (22). Stator resistance modeling error estimate obtained from Equation 9 above (
Figure 112019119686409-pat00090
) and the nominal value ( R so ), the stator resistance estimate (
Figure 112019119686409-pat00091
)(25) can be obtained.

고정자 저항 추정부(32)는, 상기한 수학식 10에 따라서, 모델링 오차 외란 추정기(21)로부터 입력된 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치(

Figure 112019119686409-pat00093
,
Figure 112019119686409-pat00094
)(22) 및 제 1 DQ 변환부(13)으로부터 입력된 d축 전류(ids,1(k), ids,2(k))(17)와, 고정자 저항 공칭값(R so)을 이용하여 고정자 저항 추정치(
Figure 112019119686409-pat00095
)(25)를 구한다.The stator resistance estimation unit 32 calculates the stator resistance modeling error disturbance estimate input from the modeling error disturbance estimator 21 according to Equation 10 above (
Figure 112019119686409-pat00093
,
Figure 112019119686409-pat00094
) (22) and the d-axis current (i ds,1 (k), i ds,2 (k)) (17) input from the first DQ converter 13, and the stator resistance nominal value ( R so ) Stator resistance estimate using (
Figure 112019119686409-pat00095
)(25) is obtained.

한편, 상기 수학식 3에서 D축 전류를 일정한 미분값으로 유지(즉, d축 전류가 일정하게 증가하도록 제어)하고 Q축 전류는 0으로 제어하면, 수학식 3은 정상상태에서 아래의 수학식 11과 같이 표현된다.Meanwhile, in Equation 3 above, if the D-axis current is maintained at a constant differential value (i.e., controlled so that the d-axis current is constantly increased) and the Q-axis current is controlled to 0, Equation 3 is the equation below in the steady state It is expressed as 11.

여기서

Figure 112019119686409-pat00097
은 d축 전류 미분값을 일정하게 제어하는 상황에서 발생하는 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란을 의미한다. 또한, 이전 샘플링 구간에서 고정자 저항 추정부(32)가 이미 고정자 저항값(
Figure 112019119686409-pat00098
)(25)을 추정하였기 때문에, 수학식 3에서 고정자 저항 모델링 오차
Figure 112019119686409-pat00099
는 0으로 설정하였다. here
Figure 112019119686409-pat00097
refers to the stator inductance modeling error disturbance that occurs in a situation where the d-axis current differential value is controlled to be constant. In addition, in the previous sampling section, the stator resistance estimation unit 32 has already calculated the stator resistance value (
Figure 112019119686409-pat00098
)(25), so the stator resistance modeling error in Equation 3
Figure 112019119686409-pat00099
is set to 0.

그 후, 도 6에 도시된 바와 같이, D축 전류 미분값이 일정하게 유지되는 2개의 구간을 설정하고, 정상상태 D축 전류 미분값들(

Figure 112019119686409-pat00100
)과 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치들(
Figure 112019119686409-pat00101
)을 서로 빼면 아래의 수학식 12 와 같이 정리되어 고정자 인덕턴스 모델링 오차를 추정할 수 있다.Then, as shown in FIG. 6, two sections in which the D-axis current differential value is maintained constant are set, and the steady-state D-axis current differential values (
Figure 112019119686409-pat00100
) and stator inductance modeling error disturbance estimates (
Figure 112019119686409-pat00101
) can be calculated as Equation 12 below to estimate the stator inductance modeling error.

수학식 12에서 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란은 추정치(23)을 사용한다. 수학식 12에서 구한 고정자 인덕턴스 모델링 오차 추정치(

Figure 112019119686409-pat00103
)와 공칭값(L so)을 더하면 아래의 수학식 13과 같이 고정자 인덕턴스 추정치(
Figure 112019119686409-pat00104
)(26)를 구할 수 있다.In Equation 12, the stator inductance modeling error disturbance uses the estimate (23). The stator inductance modeling error estimate obtained from Equation 12 (
Figure 112019119686409-pat00103
) and the nominal value ( L so ), the stator inductance estimate (
Figure 112019119686409-pat00104
)(26) can be obtained.

본 발명의 고정자 인덕턴스 추정부(33)는 도 4에 도시된 바와 같이, 모델링 오차 외란 추정기(21)로부터 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(

Figure 112019119686409-pat00106
,
Figure 112019119686409-pat00107
)(23)를 입력받고, 제 1 DQ 변환부(13)으로부터 d축 전류(ids,1(k), ids,2(k))(17)를 입력받아, 상기 수학식 13에 따라서, 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112019119686409-pat00108
,
Figure 112019119686409-pat00109
)(23), d축 전류(ids,1(k), ids,2(k))(17)의 일정한 미분값(
Figure 112019119686409-pat00110
), 및 고정자 인덕턴스 공칭값(L so)을 이용하여 고정자 인덕턴스 추정치(
Figure 112019119686409-pat00111
)(26)를 구한다.As shown in FIG. 4, the stator inductance estimator 33 of the present invention receives the stator inductance modeling error disturbance estimate (
Figure 112019119686409-pat00106
,
Figure 112019119686409-pat00107
) (23) is input, and the d-axis current (i ds,1 (k), i ds,2 (k)) (17) is input from the first DQ converter 13, according to Equation 13 above. , stator inductance modeling error disturbance estimate (
Figure 112019119686409-pat00108
,
Figure 112019119686409-pat00109
)(23), constant differential value of d-axis current (i ds,1 (k), i ds,2 (k))(17) (
Figure 112019119686409-pat00110
), and the stator inductance estimate (L so) using the nominal stator inductance value ( L so ).
Figure 112019119686409-pat00111
)(26) is obtained.

도 5는 d축 전류가 일정한 2개의 구간을 설정하여 고정자 저항을 추정하는 과정을 설명하는 그래프이다. 제 1 전류 일정 구간(34)에서 추정된 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치(36)과 제 2 전류 일정 구간(35)에서 추정된 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치(37)을 이용하여 상기 수학식 10에 따라서 고정자 저항 추정치(25)이 계산됨은 상기한 바와 같다.Figure 5 is a graph explaining the process of estimating stator resistance by setting two sections where the d-axis current is constant. According to Equation 10 above, using the stator resistance modeling error disturbance estimate 36 estimated in the first current constant section 34 and the stator resistance modeling error disturbance estimate 37 estimated in the second current constant section 35. The stator resistance estimate 25 is calculated as described above.

도 6은 d축 전류의 미분값이 일정한 2개의 구간을 설정하여 고정자 인덕턴스를 추정하는 과정을 설명하는 그래프이다. 제 1 전류 미분값 일정 구간(38)에서 추정된 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(40)과 제 2 전류 미분값 일정 구간(39)에서 추정된 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(41)을 이용하여 상기한 수학식 13에 따라서 고정자 인덕턴스 추정치(26)이 계산됨은 상술한 바와 같다.Figure 6 is a graph explaining the process of estimating the stator inductance by setting two sections where the differential value of the d-axis current is constant. Using the stator inductance modeling error disturbance estimate 40 estimated in the first current differential value constant section 38 and the stator inductance modeling error disturbance estimate 41 estimated in the second current differential value constant section 39, the above-mentioned As described above, the stator inductance estimate 26 is calculated according to Equation 13.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been examined focusing on its preferred embodiments. A person skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative rather than a restrictive perspective. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope should be construed as being included in the present invention.

1: 표면부착형 영구자석 동기 전동기
2: 전류 제어기
7: 공간 벡터 펄스폭 변조부
8: 전력 변화 모듈
13: 제 1 DQ 변환부
17: 제 2 DQ 변환부
21: 모델링 오차 외란 추정기
24: 전동기 파라미터 추정기
27: 고정자 저항 모델링 오차 추정부
30: 고정자 인덕턴스 모델링 오차 추정부
32: 고정자 저항 추정부
33: 고정자 인덕턴스 추정부 1: Surface-mounted permanent magnet synchronous motor
2: Current controller
7: Space vector pulse width modulation unit
8: Power change module
13: first DQ conversion unit
17: 2nd DQ conversion unit
21: Modeling error disturbance estimator
24: Motor parameter estimator
27: Stator resistance modeling error estimation unit
30: Stator inductance modeling error estimation unit
32: Stator resistance estimation unit
33: Stator inductance estimation unit

Claims (11)

삭제delete 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 장치로서,
상기 동기 전동기를 제어하는 d축 전류(ids(k)) 및 d축 전압(Vds(k))을 이용하여, 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치()와 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치()를 구하는 모델링 오차 외란 추정기; 및
상기 모델링 오차 외란 추정기로부터 입력된 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치()와 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치()를 이용하여 고정자 저항 추정치() 및 고정자 인덕턴스 추정치()를 계산하는 전동기 파라미터 추정기를 포함하고,
상기 모델링 오차 외란 추정기는 상기 표면부착형 영구자석 동기전동기의 q축 전류가 0이고 d축 전류가 임의의 값으로 일정하게 유지되는 상태에서 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112024047177264-pat00118
)를 구하고,
실제 고정자 저항(R s)이 공칭값(Rso)과 고정자 저항 모델링 오차(△Rs)의 합으로 구성된다고 할 때,
상기 전동기 파라미터 추정기는 상기 고정자 저항 모델링 오차 외란(
Figure 112024047177264-pat00119
)과 d축 전류(ids(k))를 이용하여 상기 고정자 저항 모델링 오차 추정치(
Figure 112024047177264-pat00120
)를 구하고, 상기 고정자 저항 모델링 오차 추정치(
Figure 112024047177264-pat00121
)를 고정자 저항 공칭값과 합산하여 고정자 저항 추정치(
Figure 112024047177264-pat00122
)를 구하는 것을 특징으로 하는 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 장치.A parameter estimation device for a surface-mounted permanent magnet synchronous motor,
Using the d-axis current (i ds (k)) and d-axis voltage (V ds (k)) that control the synchronous motor, the stator resistance modeling error disturbance estimate ( ) and stator inductance modeling error disturbance estimate ( ) modeling error disturbance estimator to calculate ); and
Stator resistance modeling error disturbance estimate input from the modeling error disturbance estimator ( ) and stator inductance modeling error disturbance estimate ( ) to estimate stator resistance ( ) and stator inductance estimate ( ), including an electric motor parameter estimator that calculates
The modeling error disturbance estimator is a stator resistance modeling error disturbance estimate (
Figure 112024047177264-pat00118
),
Assuming that the actual stator resistance ( R s ) is composed of the sum of the nominal value (R so ) and the stator resistance modeling error (△R s ),
The motor parameter estimator is the stator resistance modeling error disturbance (
Figure 112024047177264-pat00119
) and the d-axis current (i ds (k)) to estimate the stator resistance modeling error (
Figure 112024047177264-pat00120
), and the stator resistance modeling error estimate (
Figure 112024047177264-pat00121
) is added with the nominal stator resistance value to estimate the stator resistance (
Figure 112024047177264-pat00122
) Parameter estimation device for a surface-mounted permanent magnet synchronous motor, characterized by obtaining. 제 2 항에 있어서, 상기 전동기 파라미터 추정기는
서로 다른 d축 전류값(ids,1 및 ids,2)이 일정하게 유지되는 2개의 구간을 설정하고, 각 구간에서의 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112019119686409-pat00123
및
Figure 112019119686409-pat00124
)를 수학식
Figure 112019119686409-pat00125
에 대입하여 고정자 저항 추정치를 구하는 것을 특징으로 하는 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 장치. The method of claim 2, wherein the motor parameter estimator is
Set two sections in which different d-axis current values (i ds,1 and i ds,2 ) are kept constant, and estimate the stator resistance modeling error disturbance in each section (
Figure 112019119686409-pat00123
and
Figure 112019119686409-pat00124
) in the equation
Figure 112019119686409-pat00125
Parameter estimation device for a surface-mounted permanent magnet synchronous motor, characterized in that the stator resistance estimate is obtained by substituting into . 제 2 항에 있어서,
실제 고정자 저항(R s)이 공칭값(Rso)과 고정자 저항 모델링 오차(△Rs)의 합으로 구성되고, 실제 고정자 인덕턴스(L s)가 공칭값(L so)과 고정자 인덕턴스 모델링 오차(△Ls)의 합으로 구성되며, 실제 파라미터 값들과 공칭 파라미터 값들 간의 오차로 인한, 표면부착형 영구자석 동기전동기의 고정자 D축 전압 방정식의 모델링 오차 외란의 D축 성분을
Figure 112019119686409-pat00126
라 할 때, 표면부착형 영구자석 동기전동기의 고정자 D축 전압 방정식은 아래의 수학식과 같이 표현되고,

상기 모델링 오차 외란 추정기는
상기 표면부착형 영구자석 동기전동기의 q축 전류가 0이고 d축 전류가 임의의 값으로 일정하게 유지되는 상태에서, 상기 고정자 저항 모델링 오차 외란(
Figure 112019119686409-pat00128
)을 수학식
Figure 112019119686409-pat00129
에 따라서 구하는 것을 특징으로 하는 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 장치. According to claim 2,
The actual stator resistance ( R s ) is composed of the sum of the nominal value (R so ) and the stator resistance modeling error (△R s ), and the actual stator inductance ( L s ) is the nominal value ( L so ) and the stator inductance modeling error (△R s). It is composed of the sum of △L s ), and the D-axis component of the modeling error disturbance of the stator D-axis voltage equation of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor due to the error between the actual parameter values and the nominal parameter values is
Figure 112019119686409-pat00126
When , the stator D-axis voltage equation of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor is expressed as the equation below,

The modeling error disturbance estimator is
In a state where the q-axis current of the surface-mounted permanent magnet synchronous motor is 0 and the d-axis current is maintained constant at an arbitrary value, the stator resistance modeling error disturbance (
Figure 112019119686409-pat00128
) in the equation
Figure 112019119686409-pat00129
A parameter estimation device for a surface-mounted permanent magnet synchronous motor, characterized in that it is obtained according to . 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 장치로서,
상기 동기 전동기를 제어하는 d축 전류(ids(k)) 및 d축 전압(Vds(k))을 이용하여, 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치()와 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치()를 구하는 모델링 오차 외란 추정기; 및
상기 모델링 오차 외란 추정기로부터 입력된 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치()와 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치()를 이용하여 고정자 저항 추정치() 및 고정자 인덕턴스 추정치()를 계산하는 전동기 파라미터 추정기를 포함하고,
상기 모델링 오차 외란 추정기는 상기 표면부착형 영구자석 동기전동기의 q축 전류가 0이고 d축 전류의 미분값이 일정하게 유지되는 상태에서 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112024047177264-pat00130
)를 구하고,
실제 고정자 인덕턴스(L s)가 공칭값(Lso)과 고정자 인덕턴스 모델링 오차(△Ls)의 합으로 구성된다고 할 때,
상기 전동기 파라미터 추정기는 상기 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란(
Figure 112024047177264-pat00131
)과 d축 전류(ids(k))의 일정한 미분값을 이용하여 상기 고정자 인덕턴스 모델링 오차 추정치(
Figure 112024047177264-pat00132
)를 구하고, 상기 고정자 인덕턴스 모델링 오차 추정치(
Figure 112024047177264-pat00133
)를 고정자 인덕턴스 공칭값과 합산하여 고정자 인덕턴스 추정치(
Figure 112024047177264-pat00134
)를 구하는 것을 특징으로 하는 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 장치.A parameter estimation device for a surface-mounted permanent magnet synchronous motor,
Using the d-axis current (i ds (k)) and d-axis voltage (V ds (k)) that control the synchronous motor, the stator resistance modeling error disturbance estimate ( ) and stator inductance modeling error disturbance estimate ( ) modeling error disturbance estimator to calculate ); and
Stator resistance modeling error disturbance estimate input from the modeling error disturbance estimator ( ) and stator inductance modeling error disturbance estimate ( ) to estimate the stator resistance ( ) and stator inductance estimates ( ), including an electric motor parameter estimator that calculates
The modeling error disturbance estimator is a stator inductance modeling error disturbance estimate (
Figure 112024047177264-pat00130
),
Assuming that the actual stator inductance ( L s ) is composed of the sum of the nominal value (L so ) and the stator inductance modeling error (△L s ),
The motor parameter estimator calculates the stator inductance modeling error disturbance (
Figure 112024047177264-pat00131
) and the constant differential value of the d-axis current (i ds (k)) to estimate the stator inductance modeling error (
Figure 112024047177264-pat00132
) is obtained, and the stator inductance modeling error estimate (
Figure 112024047177264-pat00133
) is added with the nominal stator inductance to obtain an estimate of the stator inductance (
Figure 112024047177264-pat00134
) Parameter estimation device for a surface-mounted permanent magnet synchronous motor, characterized by calculating. 제 5 항에 있어서, 상기 전동기 파라미터 추정기는
서로 다른 d축 전류값(ids,1 및 ids,2)의 미분값이 일정하게 유지되는 2개의 구간을 설정하고, 각 구간에서의 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112019119686409-pat00135
및
Figure 112019119686409-pat00136
)를 수학식
Figure 112019119686409-pat00137
에 대입하여 고정자 인덕턴스 추정치를 구하는 것을 특징으로 하는 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 장치. The method of claim 5, wherein the motor parameter estimator is
Set two sections in which the derivatives of different d-axis current values (i ds,1 and i ds,2 ) remain constant, and estimate the stator inductance modeling error disturbance in each section (
Figure 112019119686409-pat00135
and
Figure 112019119686409-pat00136
) in the equation
Figure 112019119686409-pat00137
Parameter estimation device for a surface-mounted permanent magnet synchronous motor, characterized in that the stator inductance estimate is obtained by substituting into . 제 5 항에 있어서,
실제 고정자 저항(R s)이 공칭값(Rso)과 고정자 저항 모델링 오차(△Rs)의 합으로 구성되고, 실제 고정자 인덕턴스(L s)가 공칭값(L so)과 고정자 인덕턴스 모델링 오차(△Ls)의 합으로 구성되며, 실제 파라미터 값들과 공칭 파라미터 값들 간의 오차로 인한, 표면부착형 영구자석 동기전동기의 고정자 D축 전압 방정식의 모델링 오차 외란의 D축 성분을
Figure 112019119686409-pat00138
라 할 때, 표면부착형 영구자석 동기전동기의 고정자 D축 전압 방정식은 아래의 수학식과 같이 표현되고,

상기 모델링 오차 외란 추정기는
상기 표면부착형 영구자석 동기전동기의 q축 전류가 0이고 d축 전류가 임의의 값으로 일정하게 유지되는 상태에서, 상기 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란(
Figure 112019119686409-pat00140
)을 아래의 수학식
Figure 112019119686409-pat00141
에 따라서 구하는 것을 특징으로 하는 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 장치.
According to claim 5,
The actual stator resistance ( R s ) is composed of the sum of the nominal value (R so ) and the stator resistance modeling error (△R s ), and the actual stator inductance ( L s ) is the nominal value ( L so ) and the stator inductance modeling error (△R s). It is composed of the sum of △L s ), and the D-axis component of the modeling error disturbance of the stator D-axis voltage equation of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor due to the error between the actual parameter values and the nominal parameter values is
Figure 112019119686409-pat00138
When , the stator D-axis voltage equation of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor is expressed as the equation below,

The modeling error disturbance estimator is
In a state where the q-axis current of the surface-mounted permanent magnet synchronous motor is 0 and the d-axis current is maintained constant at an arbitrary value, the stator inductance modeling error disturbance (
Figure 112019119686409-pat00140
) in the equation below
Figure 112019119686409-pat00141
A parameter estimation device for a surface-mounted permanent magnet synchronous motor, characterized in that it is obtained according to .
 삭제delete 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 방법으로서,
(a) 상기 동기 전동기를 제어하는 d축 전류(ids(k))가 일정하게 유지되고, q축 전류가 0으로 유지되도록 제어하면서 d축 전류(ids(k)) 및 d축 전압(Vds(k))을 이용하여, 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치()를 구하는 단계; 및
(b) 실제 고정자 저항(R s)이 공칭값(Rso)과 고정자 저항 모델링 오차(△Rs)의 합으로 구성된다고 할 때, 상기 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치()와 d축 전류(ids(k))를 이용하여 상기 고정자 저항 모델링 오차 추정치()를 구하고, 상기 고정자 저항 모델링 오차 추정치()를 고정자 저항 공칭값과 합산하여 고정자 저항 추정치()를 구하는 단계;를 포함하고,
상기 (b) 단계는
서로 다른 d축 전류값(ids,1 및 ids,2)이 일정하게 유지되는 2개의 구간을 설정하고, 각 구간에서의 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112024047177264-pat00147
및
Figure 112024047177264-pat00148
)를 수학식
Figure 112024047177264-pat00149
에 대입하여 고정자 저항 추정치를 구하는 것을 특징으로 하는 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 방법. A method for estimating parameters of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor,
(a) The d-axis current (i ds (k)), which controls the synchronous motor, is maintained constant, and the q-axis current is controlled to be maintained at 0, while the d-axis current (i ds (k)) and d-axis voltage ( Using Vds(k)), the stator resistance modeling error disturbance estimate ( ) step of calculating; and
(b) Given that the actual stator resistance ( R s ) is composed of the sum of the nominal value (R so ) and the stator resistance modeling error (△R s ), the stator resistance modeling error disturbance estimate ( ) and the d-axis current (i ds (k)) to estimate the stator resistance modeling error ( ), and the stator resistance modeling error estimate ( ) is added with the nominal stator resistance value to estimate the stator resistance ( ), including the step of calculating,
Step (b) above is
Set two sections where different d-axis current values (i ds,1 and i ds,2 ) are kept constant, and the stator resistance modeling error disturbance estimate in each section (
Figure 112024047177264-pat00147
and
Figure 112024047177264-pat00148
) in the equation
Figure 112024047177264-pat00149
A parameter estimation method for a surface-mounted permanent magnet synchronous motor, characterized in that the stator resistance estimate is obtained by substituting into . 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 방법으로서,
(a) 상기 동기 전동기를 제어하는 d축 전류(ids(k))가 일정하게 유지되고, q축 전류가 0으로 유지되도록 제어하면서 d축 전류(ids(k)) 및 d축 전압(Vds(k))을 이용하여, 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치()를 구하는 단계; 및
(b) 실제 고정자 저항(R s)이 공칭값(Rso)과 고정자 저항 모델링 오차(△Rs)의 합으로 구성된다고 할 때, 상기 고정자 저항 모델링 오차 외란 추정치()와 d축 전류(ids(k))를 이용하여 상기 고정자 저항 모델링 오차 추정치()를 구하고, 상기 고정자 저항 모델링 오차 추정치()를 고정자 저항 공칭값과 합산하여 고정자 저항 추정치()를 구하는 단계;를 포함하고,
(c) 상기 표면부착형 영구자석 동기전동기의 q축 전류가 0으로 유지되고 d축 전류의 미분값이 일정하게 유지되는 상태에서, d축 전류(ids(k)), d축 전압(Vds(k)), 및 상기 고정자 저항 추정치(
Figure 112024047177264-pat00150
)를 이용하여 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112024047177264-pat00151
)를 구하는 단계; 및
(d) 실제 고정자 인덕턴스(L s)가 공칭값(Lso)과 고정자 인덕턴스 모델링 오차(△Ls)의 합으로 구성된다고 할 때, 상기 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112024047177264-pat00152
)와 d축 전류(ids(k))의 일정한 미분값을 이용하여 상기 고정자 인덕턴스 모델링 오차 추정치(
Figure 112024047177264-pat00153
)를 구하고, 상기 고정자 인덕턴스 모델링 오차 추정치(
Figure 112024047177264-pat00154
)를 고정자 인덕턴스 공칭값과 합산하여 고정자 인덕턴스 추정치(
Figure 112024047177264-pat00155
)를 구하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 방법.A method for estimating parameters of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor,
(a) The d-axis current (i ds (k)), which controls the synchronous motor, is maintained constant, and the q-axis current is controlled to be maintained at 0, while the d-axis current (i ds (k)) and d-axis voltage ( Using Vds(k)), the stator resistance modeling error disturbance estimate ( ) step of calculating; and
(b) Given that the actual stator resistance ( R s ) is composed of the sum of the nominal value (R so ) and the stator resistance modeling error (△R s ), the stator resistance modeling error disturbance estimate ( ) and the d-axis current (i ds (k)) to estimate the stator resistance modeling error ( ), and the stator resistance modeling error estimate ( ) is added with the nominal stator resistance value to estimate the stator resistance ( ), including the step of calculating,
(c) In a state where the q-axis current of the surface-mounted permanent magnet synchronous motor is maintained at 0 and the differential value of the d-axis current is maintained constant, the d-axis current (i ds (k)) and d-axis voltage (Vds) (k)), and the stator resistance estimate (
Figure 112024047177264-pat00150
) using the stator inductance modeling error disturbance estimate (
Figure 112024047177264-pat00151
) step of calculating; and
(d) When the actual stator inductance ( L s ) is composed of the sum of the nominal value (L so ) and the stator inductance modeling error (△L s ), the stator inductance modeling error disturbance estimate (
Figure 112024047177264-pat00152
) and the constant differential value of the d-axis current (i ds (k)) to estimate the stator inductance modeling error (
Figure 112024047177264-pat00153
) is obtained, and the stator inductance modeling error estimate (
Figure 112024047177264-pat00154
) is added with the nominal stator inductance to obtain an estimate of the stator inductance (
Figure 112024047177264-pat00155
) A parameter estimation method for a surface-mounted permanent magnet synchronous motor further comprising the step of calculating. 제 10 항에 있어서, 상기 (d) 단계는
서로 다른 d축 전류값(ids,1 및 ids,2)의 미분값이 일정하게 유지되는 2개의 구간을 설정하고, 각 구간에서의 고정자 인덕턴스 모델링 오차 외란 추정치(
Figure 112019119686409-pat00156
및
Figure 112019119686409-pat00157
)를 수학식
Figure 112019119686409-pat00158
에 대입하여 고정자 인덕턴스 추정치를 구하는 것을 특징으로 하는 표면부착형 영구자석 동기전동기의 파라미터 추정 방법. The method of claim 10, wherein step (d) is
Set two sections in which the derivatives of different d-axis current values (i ds,1 and i ds,2 ) remain constant, and estimate the stator inductance modeling error disturbance in each section (
Figure 112019119686409-pat00156
and
Figure 112019119686409-pat00157
) in the equation
Figure 112019119686409-pat00158
A parameter estimation method for a surface-mounted permanent magnet synchronous motor, characterized in that the stator inductance estimate is obtained by substituting into .
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