KR102704922B1 - 전자 정류 전동기의 시간 이산적 제어 방법 - Google Patents

전자 정류 전동기의 시간 이산적 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102704922B1
KR102704922B1 KR1020187003076A KR20187003076A KR102704922B1 KR 102704922 B1 KR102704922 B1 KR 102704922B1 KR 1020187003076 A KR1020187003076 A KR 1020187003076A KR 20187003076 A KR20187003076 A KR 20187003076A KR 102704922 B1 KR102704922 B1 KR 102704922B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
control
time
modulation
modulation cycle
electronically commutated
Prior art date
Application number
KR1020187003076A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180034462A (ko
Inventor
카스텐 앙그릭
에두아르트 엔더를레
요헨 라이트
Original Assignee
섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게 filed Critical 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Publication of KR20180034462A publication Critical patent/KR20180034462A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102704922B1 publication Critical patent/KR102704922B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/539—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
    • H02M7/5395—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency by pulse-width modulation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

본 발명은, 시간 이산적인 공간 벡터 변조를 이용하여, 전자 정류 전동기, 특히 자동차의 전기 구동 모터를 시간 이산 방식으로 제어하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 방법을 개선하기 위하여 변조 사이클(102)의 시작 시 하나 이상의 제어 변수가 검출된다.

Description

전자 정류 전동기의 시간 이산적 제어 방법
본 발명은, 시간 이산적인 공간 벡터 변조를 이용하여, 전자 정류 전동기, 특히 자동차의 전기 구동 모터를 시간 이산 방식으로 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
DE 10 2011 086 583 A1호로부터, 로터를 구비한 자동차의 구동 시스템, 특히 마찰 클러치의 유압 작동 시스템 내에서 복수의 위상을 갖는 전자 정류 전동기의 정류 품질을 검사하기 위한 방법이 공지되어 있으며, 상기 로터의 회전각은 절대 측정식 로터 위치 센서에 의해 모니터링고, 이 경우 전동기는 로터 위치 센서에 의해 검출된 회전각와 무관하게 제어되며, 이때 실제로 주파한(지나온) 로터 회전각이 로터 위치 센서에 의해 결정되고, 그에 이어서 실제로 주파한 회전각이 사전 설정된 회전각만큼 전개된 회전각 범위와 비교되며, 실제로 주파한 회전각이 회전각 범위 내에 놓이면 전동기는 충분한 정류 품질을 제공하고 있는 것이다.
본 발명의 과제는 도입부에 언급한 방법을 개선하는 것이다.
상기 과제는, 시간 이산적인 공간 벡터 변조를 이용하여, 전자 정류 전동기, 특히 자동차의 전기 구동 모터를 시간 이산 방식으로 제어하기 위한 방법에 의해 해결되며, 이 경우 변조 사이클의 시작 시 하나 이상의 제어 변수가 검출된다.
상기 방법은 전동기의 정류를 제어하는 데 이용될 수 있다. 전동기는 동기 전동기(synchronous motor)일 수 있다. 전동기는 자동차를 구동하는 데 이용될 수 있다. 자동차는 전기 자동차일 수 있다. 자동차는 하이브리드 전기 자동차일 수 있다. 전동기는 브러시리스 직류 전동기일 수 있다. 전동기는 유체 정역학적 클러치 액추에이터를 구동하는 데 이용될 수 있다. 클러치 액추에이터는 마찰 클러치를 작동하는 데 이용될 수 있다. 마찰 클러치는 자동차 파워 트레인 내에서의 배열을 위해 이용될 수 있다. 전동기는 전자 기계식 롤링 안정화 시스템의 액추에이터를 구동하는 데 이용될 수 있다. 전동기는 변속기 액추에이터를 구동하는 데 이용될 수 있다. 전동기는 로터를 구비할 수 있다. 로터는 하나 이상의 영구 자석을 구비할 수 있다. 전동기는 스테이터를 구비할 수 있다. 스테이터는 코일들을 구비할 수 있다. 코일들은, 영구 여기되는 로터에서 토크를 야기하는 회전 자계를 형성하기 위하여, 전자식으로 시간차를 두고 제어될 수 있다. 전동기는 작동 중에 교류 전압에 대해 동기되어 회전할 수 있다. 전동기는 자극 쌍(pole pair)을 구비할 수 있다. 전동기의 회전수는 자극 쌍 개수를 통해 교류 전압의 주파수와 연계(연산)될 수 있다. 전동기의 정류를 위해 컨버터가 사용될 수 있다. 전동기는 자계 지향적 제어에 의해 정류될 수 있다. 전동기는 공간 벡터 변조에 의해 정류될 수 있다. 공간 벡터 변조는 마이크로컨트롤러 또는 디지털 신호 처리기를 이용하여 구현될 수 있다. 공간 벡터 변조는 소프트웨어 기반으로 그리고/또는 하드웨어 기반으로 구현될 수 있다. 공간 벡터 변조는 펄스 패턴을 결정하기 위해 이용될 수 있다.
제어를 위해 하나 이상의 제어 프로세스가 실시될 수 있다. 하나 이상의 제어 프로세스는 하나 또는 복수의 측정- 및/또는 제어 단계를 가질 수 있다. 제어 프로세스의 복수의 또는 모든 측정 단계 및/또는 제어 단계의 시퀀스는 측정 태스크 또는 제어 태스크로서 지칭될 수 있다. 하나 이상의 제어 프로세스는 전체적으로 또는 부분적으로 주기적으로 반복 실시될 수 있다. 시간 이산적 제어는 연속하는 시간 단계들을 이용하는 제어일 수 있다. 시간 단계들은 각각 예정된 기간을 가질 수 있다. 시간 단계들은 각각 동일한 기간을 가질 수 있다. 하나의 제어 프로세스의 실시가 하나의 시간 단계 내에 완료될 수 있다. 하나의 제어 프로세스의 실시가 복수의 시간 단계에 걸쳐 지속될 수 있다. 제어 주파수는, 제어 프로세스들이 얼마나 빠르게 연속으로 실시될지를 알려준다.
제어를 위해 하나 이상의 제어 변수가 검출될 수 있다. 제어 변수는 측정 부재에 의해서 검출될 수 있다. 제어 변수는 실제값이라고도 지칭될 수 있다. 제어 변수는 상 전류(phase current)일 수 있다. 제어 변수는 로터 위치일 수 있다. 제어 변수는 하나 이상의 안내 변수와 비교될 수 있다. 안내 변수는 목표값이라고도 지칭될 수 있다. 하나 이상의 제어 편차가 결정될 수 있다. 제어 편차는 제어 변수와 안내 변수 간의 차이일 수 있다. 제어 편차가 하나 이상의 제어기에 제공될 수 있다. 제어기는 하나 이상의 조작 변수를 생성할 수 있다. 조작 변수가 하나 이상의 제어 구간에 공급될 수 있다. 하나의 제어 구간에 하나 이상의 간섭 변수가 작용할 수 있다. 제어는, 제어 편차를 최소화하기 위해 이용될 수 있다.
변조 방법은 전동기의 정류를 위해 이용될 수 있다. 변조 방법은 펄스 폭 변조 방법일 수 있거나, 펄스 폭 변조 방법에 기반할 수 있다. 시간 이산적 변조 방법은 연속하는 시간 단계들을 이용하는 변조 방법일 수 있다. 시간 단계들은 각각 예정된 기간을 가질 수 있다. 시간 단계들은 각각 동일한 기간을 가질 수 있다. 변조 주파수는, 어떤 클럭 주파수로 변조 방법이 수행될지를 알려준다. 변조 주파수에서는, 듀티 계수(duty factor)가 변조될 수 있다. 변조 주파수에서는, 구형파 펄스의 듀티 계수가 변조될 수 있다. 변조는 펄스 패턴을 나타낼 수 있다. 하나의 펄스 패턴은 변조 사이클들을 포함할 수 있다. 변조 사이클들은 각각 연속해서 주기적으로 반복될 수 있다.
변조 방법은 공간 벡터 변조 방법일 수 있다. 공간 벡터 변조에 의해, 다상 교류 시스템이 전자적으로 재현될 수 있다. 공간 벡터 형성에 의해, 전동기 내 자속 밀도 분포가 사전 결정될 수 있다. 전동기 내 자속 밀도 분포의 예정된 정렬을 위해 전압 공간 벡터가 이용될 수 있다. 하나의 공간 벡터는 2개의 변수, 즉, 각도와 절대값, 또는 실수부와 허수부를 가질 수 있다. 하나 이상의 전압 공간 벡터는 영전압 공간 벡터일 수 있다. 전압 공간 벡터는 연속해서 주기적으로 반복 인가될 수 있다.
하나 이상의 제어 변수의 검출이 앞당겨질 수 있다. 하나 이상의 제어 변수가 영전압 공간 벡터 내에서 변조 사이클의 시작 시 검출될 수 있다. 이로써, 제어 프로세스의 하나의 시퀀스는 제어 프로세스의 후속 시퀀스가 트리거되기 전에 종료될 수 있다. 따라서, 측정 변수들의 작용 및 계산이 동일한 제어 주기 내에서 계속 유효할 수 있다.
하나 이상의 제어 변수는 변조 사이클의 시작 시뿐만 아니라 변조 사이클의 중간에도 검출될 수 있다. 하나 이상의 제어 변수는 영전압 공간 벡터 내에서 변조 사이클의 시작 시뿐만 아니라 영전압 공간 벡터 내에서 변조 사이클의 중간에도 검출될 수 있다. 따라서, 더 최신의 값을 갖는 펄스 패턴이 계산될 수 있다.
제어 프로세스는 공간 벡터 모듈과 동기화되어 시작될 수 있다. 제어 프로세스는 변조 사이클과 동기화되어 시작될 수 있다. 제어 프로세스는, 상기 시점까지 존재하는 하나 이상의 제어 변수 값을 이용하여 시작될 수 있다. 펄스 패턴은 하나 이상의 갱신된 제어 변수 값을 이용하여 결정될 수 있다.
전류가 각 변조 사이클마다 단 한 번만 검출될 수 있다. 변조 사이클의 시작 시 전류가 검출될 수 있다. 변조 사이클의 중간에 전류가 검출될 수 있다. 전류가 각 변조 사이클마다 두 번 검출될 수 있다. 변조 사이클의 시작 시뿐만 아니라 변조 사이클의 중간에도 전류가 검출될 수 있다. 모멘트 잡음은 필터에 의해 감소할 수 있다.
로터 위치가 각 변조 사이클마다 단 한 번만 검출될 수 있다. 변조 사이클의 시작 시 로터 위치가 검출될 수 있다. 변조 사이클의 중간에 로터 위치가 검출될 수 있다. 로터 위치가 각 변조 사이클마다 두 번 검출될 수 있다. 변조 사이클의 시작 시뿐만 아니라 변조 사이클의 중간에도 로터 위치가 검출될 수 있다. 로터 위치가 예측에 의해 결정될 수 있다.
제어 프로세스 및/또는 변조 사이클이 상호 별개로 트리거될 수 있다. 제어 프로세스 및/또는 변조 사이클의 트리거가 상호 별개로 조정될 수 있다.
따라서, 요약해서 다른 말로 표현하자면, 본 발명에 의해 무엇보다 전기 구동 시스템의 신호 검출 및 전류 제어의 대기 시간을 줄이기 위한 컨셉이 도출된다. 여기서, 대기 시간은 하나 이상의 측정 변수를 검출하는 시간과 검출된 측정 변수 또는 상기 검출된 측정 변수에 기반한 결과가 작용하게 되는 시간 사이의 시간이다.
대기 시간은 측정 시점을 제시함으로써 단축될 수 있다. PWM 사이클의 처음에 이미 영벡터 내에서 측정이 이루어짐으로써, PWM 중심 대칭적 전류 및 위치 측정이 확장될 수 있다. 그로 인해 절반 PWM 주기의 시간량이 절약될 수 있다. 그 후에는, 다음 주기의 시작 시까지의 목표값을 계산하기 위하여, 제어 태스크에 충분한 계산 시간이 제공될 수 있다. 예를 들어, 전류 및 로터 위치가 다른 영벡터 내에서 측정되어 즉시 처리될 경우, 150㎲의 대기 시간이 100㎲로 단축될 수 있다.
대기 시간은, 상이한 현재의 시간 검출의 전류 값 또는 위치 값을 사용하여 단축될 수 있다. 전류 및 로터 위치는 2개의 영벡터 내에서 측정될 수 있다(처음에 그리고 중간에). 제어는, PWM과 동기화되어, 상기 시점까지 존재하는 값들을 참조해서 시작될 수 있다. 또는, 이 경우에 새로 결정된 로터 위치를 참조해서 공간 벡터 변조를 통한 펄스 패턴의 계산이 수행될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 제어 출력의 결정은 100㎲ 이전의 정보에 기반하여 계속 수행될 수 있지만, 펄스 패턴은 50㎲ 이전의 각도 신호로부터 계산될 수 있다.
시점 2에서는, 전류 정보가 없어도 된다. 하지만, 더 많은 측정 데이터가 제공된다면, 전류 신호의 품질에 긍정적인 기여를 할 수 있다. 이로부터 기인하는 모멘트 잡음은 간단한 필터에 의해 감소할 수 있다. 시점 1에서의 로터 위치 신호가 필요할 수 있는데, 그 이유는 전류와 동시에 검출된 로터 위치 각도가 변환을 위해 필요하기 때문이다. 로터 위치 각도는 필요하다면 회전수 거동을 토대로 하는 예측에 의해 결정될 수 있다.
PWM, 전류/로터 위치 검출 및 제어기를 위한 태스크들이 매우 빠른 트리거 신호에 의해 호출될 수 있다. 예를 들면, 약 20kHz로 호출이 실시될 수 있다. FPGA 기반의 기술이 사용될 수 있고, 속도 측면에서 장점이 제공될 수 있다. 스케줄링이 분리될 수 있는데, 다시 말해 각각의 태스크는 선행 태스크의 완료 후에 자동으로 트리거되는 것이 아니라 별도로 호출될 수 있다. 이로써, PWM 주기들 내에서의 변위가 가능해질 수 있다. 전류 및 로터 위치의 측정은 조정될 수 있는데, 선택적으로 각각의 트리거링에 또는 매 두 번째 트리거링마다 반응할 수 있다. PWM 발생은 예를 들어 매 두 번째 트리거 시점으로 재배치될 수 있다. 20kHz의 PWM 패턴, 및 10kHz, 6.66kHz, 5kHz 등의 제수(divisor)가 설정될 수 있다. 제어 태스크는 예를 들어 각각의 인터럽트에 의해 호출될 수 있고 측정된 데이터를 처리할 수 있지만, 매 두 번째에서만 교대로 제어 루프(FOC) 또는 공간 벡터 변조(SVPWM)가 호출될 수 있다.
"~할(일) 수 있다"라는 표현으로써, 본 발명의 특히 선택적인 특징들이 지칭되어 있다. 그에 상응하게, 각각의 특징 또는 각각의 특징들을 갖는 본 발명의 일 실시예가 존재한다.
본 발명에 의해 제어 품질이 증대된다. 제어 속도가 증가한다. 대기 시간은 단축된다. 하나의 시간 단계에서 하나 이상의 제어 변수로부터 하나의 제어 프로세스에서 결정되는 변수들은 동일한 시간 단계 내에서 유효하다. 토크 변동이 감소한다. 기계적 여기가 감소한다. 잡음 발생이 줄어든다. 손실이 저감된다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들이 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 이하의 설명부에 추가 특징들 및 장점들이 명시된다. 이들 실시예의 구체적인 특징들은 본 발명의 일반적인 특징들이다. 다른 특징들과 연계된 이들 실시예의 특징들은 본 발명의 개별 특징이 될 수도 있다.
도 1은 공간 벡터 변조에 의해서 작동되는 전자 정류 전동기의 자계 지향적인 제어에 대한 개략도로서, 여기서 측정 태스크는 영전압 공간 벡터 내에서의 변조 사이클의 시작 시 실행된다.
도 2는 공간 벡터 변조에 의해서 작동되는 전자 정류 전동기의 자계 지향적인 제어에 대한 개략도로서, 여기서 측정 태스크는 영전압 공간 벡터 내에서의 변조 사이클의 시작 시뿐만 아니라 영전압 공간 벡터 내에서의 변조 사이클의 중간에도 실행된다.
도 1은, 공간 벡터 변조에 의해서 작동되는 전자 정류 전동기의 자계 지향적인 제어를 보여주며, 여기서 측정 태스크(118)는 영전압 공간 벡터 내에서 변조 사이클(102)의 시작 시 실행된다.
도 1에서는, 변조 사이클(102)을 갖는 시간 시퀀스가 다이어그램(100)에 도시되어 있다. 변조 사이클(102)들은 각각 동일한 기간을 가지며, 주기적으로 서로 연속해서 시작한다. 제1 변조 사이클(102)은 시점(t0)에서 시작되고, 후속하는 변조 사이클(102)은 선행하는 변조 사이클(102)의 종료와 함께 시점(t2, t4 등)에서 시작된다. 시점(t1, t3 등)은 각각 변조 사이클(102)의 중심을 표시한다. 시점들(t0, t1, t2, t3, t4 등)에서는 영전압 공간 벡터가 인가된다. 시점들(t0, t1, t2, t3, t4 등)은 트리거로서 이용될 수 있다.
제어 프로세스(104)는 복수의 제어 단계(106, 108, 110, 112, 114, 116)를 포함한다. 제어 단계 "106, 108, 110"은 측정 태스크(118)를 형성한다. 측정 태스크(118)는 실질적으로 하드웨어 기반으로 실시된다. 제어 단계 "112, 114, 116"은 제어 태스크(120)를 형성한다. 제어 태스크(120)는 실질적으로 소프트웨어 기반으로 실행된다.
제어는 펄스 폭 변조에 의해 수행된다. 도 1에서 (122)는 펄스 폭 신호를 지시한다. 펄스 폭 신호(122)는 변조 주파수에 의해 2개의 값 사이에서 구형파 형태로 교번한다. 이때, 펄스 패턴 또는 듀티 계수가 도출된다. 듀티 계수는 펄스 폭 신호(122)의 펄스의 주기적인 순서에 대하여, 펄스 기간 대 주기 기간의 비율을 지시한다. 듀티 계수는 변조된다. 본 경우에, 변조 사이클은 100㎲ 동안 지속되고, 펄스 폭 신호(122)의 높은 값(124)이 80㎲ 동안 인가된다.
제어 프로세스(104)는 제어 주파수에 의해 주기적으로 반복 실행된다. 시점(t0)에서, 제어 프로세스(104)가 트리거 시점(126)에 트리거된다. 측정 태스크(118)는 영전압 공간 벡터 내에서 변조 사이클의 시작 시 실행된다. 측정 태스크(118)의 종료와 함께 제어 태스크(120)가 트리거된다. 본 경우에, 제어 프로세스(104)의 실행은 2개의 변조 사이클(102)에 걸쳐 있으며, 제어 프로세스(104)의 후속 실행은 시점(t2)에서 트리거 시점(128)에 시작한다. 하나의 제어 프로세스(104)의 결과는 각각, 그 다음 제어 프로세스(104)가 트리거되기 전에 제공된다. 본 실시예에서는 대기 시간(130)이 100㎲로 줄어든다.
도 2는, 공간 벡터 변조에 의해서 작동되는 전자 정류 전동기의 자계 지향적인 제어를 보여주며, 여기서 측정 태스크(220, 221)는 영전압 공간 벡터 내에서의 변조 사이클(202)의 시작 시뿐만 아니라 영전압 공간 벡터 내에서의 변조 사이클(202)의 중간에도 실시된다.
도 2에서는, 변조 사이클(202)을 갖는 시간 시퀀스가 다이어그램(200)에 도시되어 있다. 제어 프로세스(204)는 복수의 제어 단계(206, 208, 210, 211, 214, 216, 218)를 포함한다. 제어 단계 "206, 208, 210"은 측정 태스크(220)를 형성한다. 제어 단계 "211, 214, 216, 218"은 제어 태스크(212)를 형성한다.
제어 프로세스(204)는 제어 주파수에 의해서 주기적으로 반복 실행된다. 시점(t0)에서 제어 프로세스(204)가 트리거 시점(224)에 트리거된다. 측정 태스크(220)는 영전압 공간 벡터 내에서 변조 사이클(202)의 시작 시 실행된다. 측정 태스크(220)의 종료와 함께 제어 태스크(212)가 트리거된다. 후속하는 제어 프로세스(204)는 시점(t1)에서 트리거 시점(226)에 트리거된다. 상기 후속 제어 프로세스(204)는 영전압 공간 벡터 내에서 변조 사이클(202)의 중간에 실행된다. 본 경우에, 제어 프로세스(204)는 변조 사이클(202) 내에서 2회 실행된다. 제어 프로세스(204)의 실행은 영전압 공간 벡터 내에서 시점(t0, t1, t2, t3 등)에 시작된다. 제어 프로세스(204)의 결과는 각각, 다음 제어 프로세스(204)가 트리거되기 전에 제공된다. 본 실시예에서는 대기 시간(228)이 50㎲로 줄어든다.
제어 프로세스(204)의 시작과 함께, 측정된 신호(전류, 각도)가 측정 태스크(220) 내에서 처리된다. 이들 데이터는 파크/클라크 변환(Park-Clarke-Transformation)에 의해 로터 기반의 d-q-좌표계로 변환된다(212). 이로부터 발생하는 토크 형성 및 자속 형성 전류 성분(Id 및 Iq)이 계산되어, 전류 제어를 위한 측정 변수로서 이용된다. 상기 제어의 출력 변수들은 동일한 좌표계(212) 내에서 모터 전압(Ud 및 Uq)이다. 스테이터 기반의 좌표계로의 역변환 이전에, 현재의 각도가 새로 판독 입력된다(221). 그 다음에, 현재 결정된 로터 위치를 참조해서, 상기 전압(Ud, Uq)으로부터 최종 단이 필요로 하는 스위치 위치가 공간 벡터 변조에 의해 결정된다(216, 218).
제어 단계(214)는 제어 루프를 포함한다. 제어 단계(214)는 매 두 번째 제어 프로세스(204)에 의해서만 실행된다. 제어 단계 "216, 218"에 의해서는 공간 벡터 변조가 수행된다. 제어 단계 "216, 218"도 마찬가지로 매 두 번째 제어 프로세스(205)에 의해서만 실시된다. 제어 단계 "214"와 제어 단계들 "216, 218"은 제어 프로세스(204/205)들에 의해 교대로 실행된다.
100: 다이어그램
102: 변조 사이클
104: 제어 프로세스
106: 제어 단계
108: 제어 단계
110: 제어 단계
112: 제어 단계
114: 제어 단계
116: 제어 단계
118: 측정 태스크
120: 제어 태스크
122: 펄스 폭 신호
124: 높은 값
126: 트리거 시점
128: 트리거 시점
130: 대기 시간
200: 다이어그램
202: 변조 사이클
204: 제어 프로세스
205: 제어 프로세스
206: 제어 단계
208: 제어 단계
210: 제어 단계
211: 제어 단계
212: 제어 태스크
213: 제어 태스크
214: 제어 단계
216: 제어 단계
218: 제어 단계
220: 측정 태스크
221: 측정 태스크
224: 트리거 시점
226: 트리거 시점
228: 대기 시간

Claims (10)

  1. 시간 이산적인 공간 벡터 변조를 이용하여, 전자 정류 전동기를 시간 이산 방식으로 제어하기 위한 방법에 있어서,
    변조 사이클(202)의 시작 시 상기 전자 정류 전동기의 하나 이상의 제어 변수가 검출되되,
    변조 사이클(202)에서 측정 태스크(220, 221)는 제1 제어 프로세스(204)에서 변조 사이클(202)의 시작 시뿐만 아니라 제2 제어 프로세스(205)에서 변조 사이클(202)의 중간에도 실시되며, 이때 제1 제어 프로세스(204)에서 측정 태스크(220)의 종료와 함께 제1 제어 프로세스(204)에서 제어 태스크(212)가 트리거되고, 제2 제어 프로세스(205)에서 측정 태스크(221)의 종료와 함께 연이어서 공간 벡터 변조(216, 218)가 실시되는 것을 특징으로 하는, 전자 정류 전동기의 시간 이산적 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 영전압 공간 벡터 내에서 변조 사이클(202)의 시작 시 상기 하나 이상의 제어 변수가 검출되는 것을 특징으로 하는, 전자 정류 전동기의 시간 이산적 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 변조 사이클(202)의 시작 시뿐만 아니라 변조 사이클(202)의 중간에도 상기 하나 이상의 제어 변수가 검출되는 것을 특징으로 하는, 전자 정류 전동기의 시간 이산적 제어 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 영전압 공간 벡터 내에서 변조 사이클(202)의 시작 시뿐만 아니라 영전압 공간 벡터 내에서 변조 사이클(202)의 중간에도 상기 하나 이상의 제어 변수가 검출되는 것을 특징으로 하는, 전자 정류 전동기의 시간 이산적 제어 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 현재 시점까지 존재하는 상기 하나 이상의 제어 변수의 값에 의해 공간 벡터 변조와 동시에 상기 제1 제어 프로세스(204)가 시작되는 것을 특징으로 하는, 전자 정류 전동기의 시간 이산적 제어 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 제어 변수의 값의 하나 이상의 갱신된 제어 변수 값을 갖는 펄스 패턴이 결정되는 것을 특징으로 하는, 전자 정류 전동기의 시간 이산적 제어 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 변조 사이클(202)마다 전류가 단 한 번만 검출되는 것을 특징으로 하는, 전자 정류 전동기의 시간 이산적 제어 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 변조 사이클(202)마다 로터 위치가 단 한 번만 검출되는 것을 특징으로 하는, 전자 정류 전동기의 시간 이산적 제어 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 제어 프로세스(204) 및 변조 사이클(202) 중 적어도 하나가 상호 별개로 트리거되는 것을 특징으로 하는, 전자 정류 전동기의 시간 이산적 제어 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 제어 프로세스(204) 및 변조 사이클(202) 중 적어도 하나의 트리거가 상호 별개로 조정되는 것을 특징으로 하는, 전자 정류 전동기의 시간 이산적 제어 방법.
KR1020187003076A 2015-08-05 2016-07-21 전자 정류 전동기의 시간 이산적 제어 방법 KR102704922B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015214961.7A DE102015214961A1 (de) 2015-08-05 2015-08-05 Verfahren zum zeitdiskreten Regeln eines elektronisch kommutierten Elektromotors
DE102015214961.7 2015-08-05
PCT/DE2016/200333 WO2017020903A1 (de) 2015-08-05 2016-07-21 Verfahren zum zeitdiskreten regeln eines elektronisch kommutierten elektromotors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180034462A KR20180034462A (ko) 2018-04-04
KR102704922B1 true KR102704922B1 (ko) 2024-09-11

Family

ID=56740728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187003076A KR102704922B1 (ko) 2015-08-05 2016-07-21 전자 정류 전동기의 시간 이산적 제어 방법

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR102704922B1 (ko)
CN (1) CN107852121A (ko)
DE (2) DE102015214961A1 (ko)
WO (1) WO2017020903A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113098349B (zh) * 2021-04-28 2022-06-21 杭州电子科技大学 离散空间矢量调制的永磁同步电动机模型预测控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007336641A (ja) * 2006-06-13 2007-12-27 Denso Corp 同期モータの位置センサレス駆動装置
CN101536302A (zh) * 2006-10-30 2009-09-16 邦巴尔迪尔运输有限公司 用于运行异步电机的三相变流器的控制和/或调节
JP2011083068A (ja) * 2009-10-02 2011-04-21 Aisin Aw Co Ltd 電動機駆動装置の制御装置
JP2013251971A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Nsk Ltd モータ制御装置及びそれを用いた電動パワーステアリング装置
JP2014514900A (ja) * 2011-03-18 2014-06-19 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 電子整流式電気機械に対する整流を適合化するための方法および装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100638866B1 (ko) * 2002-03-28 2006-10-26 인터내쇼널 렉티파이어 코포레이션 Ｄｃ 버스 전류 측정에 의한 모터 전류의 재현
US20060071627A1 (en) * 2002-03-28 2006-04-06 Ho Eddy Y Y Motor current reconstruction via DC bus current measurement
GB0213098D0 (en) * 2002-06-07 2002-07-17 Trw Ltd Motor control device
US7723946B2 (en) * 2007-04-18 2010-05-25 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and system for pulse position scheduling in electric drives
DE102011086583A1 (de) 2011-11-17 2013-05-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Überprüfung einer Kommutierungsgüte eines elektronisch kommutierten Elektromotors

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007336641A (ja) * 2006-06-13 2007-12-27 Denso Corp 同期モータの位置センサレス駆動装置
CN101536302A (zh) * 2006-10-30 2009-09-16 邦巴尔迪尔运输有限公司 用于运行异步电机的三相变流器的控制和/或调节
JP2011083068A (ja) * 2009-10-02 2011-04-21 Aisin Aw Co Ltd 電動機駆動装置の制御装置
JP2014514900A (ja) * 2011-03-18 2014-06-19 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 電子整流式電気機械に対する整流を適合化するための方法および装置
JP2013251971A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Nsk Ltd モータ制御装置及びそれを用いた電動パワーステアリング装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180034462A (ko) 2018-04-04
DE102015214961A1 (de) 2017-02-09
WO2017020903A1 (de) 2017-02-09
DE112016003521A5 (de) 2018-04-19
CN107852121A (zh) 2018-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7339344B2 (en) Self tuning method and apparatus for permanent magnet sensorless control
US8446117B2 (en) Methods, systems and apparatus for adjusting duty cycle of pulse width modulated (PWM) waveforms
WO2018089581A1 (en) System and method for starting synchronous motors
JP2008086129A (ja) 交流電動機の制御装置および定数測定装置
JP5866429B2 (ja) 電気機器を制御する方法及び装置
KR20100038013A (ko) 상전류 추정방법
CN104221274A (zh) 三相同步电动机驱动装置
CN103986395A (zh) 一种表贴式永磁同步电机转子初始位置检测方法
JP2005130582A (ja) 磁極位置検出装置及び方法
JPWO2016035298A1 (ja) モータ駆動装置およびブラシレスモータ
EP2840701B1 (en) Sensing PM electrical machine position
Lad et al. A simple overlap angle control strategy for reducing commutation torque ripple in a brushless DC motor drive
JP4120420B2 (ja) モータ制御装置
Dianov et al. Sensorless starting of horizontal axis washing machines with direct drive
JP2014110708A5 (ko)
CN110838810A (zh) 电机控制方法和装置
JP5074318B2 (ja) 同期電動機のロータ位置推定装置
JP2000156993A (ja) 永久磁石型同期機の制御装置及びその制御方法
US8912743B2 (en) Apparatus and method of determining rotor position in a salient-type motor
KR102704922B1 (ko) 전자 정류 전동기의 시간 이산적 제어 방법
Kuai et al. Sensorless control of three phase switched reluctance motor drives using an approximate inductance model
JP5493546B2 (ja) リニア型永久磁石同期モータの制御装置
Yim et al. A predictive current control associated to EKF for high performance IPMSM drives
Thiemann et al. PMSM sensorless control with Direct Flux Control for all speeds
JP6474331B2 (ja) モータ制御方法及びモータ制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)