KR19990002752A - Inverter Integrated Induction Motor Controller - Google Patents

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KR19990002752A KR1019970026458A KR19970026458A KR19990002752A KR 19990002752 A KR19990002752 A KR 19990002752A KR 1019970026458 A KR1019970026458 A KR 1019970026458A KR 19970026458 A KR19970026458 A KR 19970026458A KR 19990002752 A KR19990002752 A KR 19990002752A
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Abstract

본 발명은 인버터 일체형 유도전동기 제어장치에 관한 것으로, 종래에는 슬립 계산시 온도변화에 따라 변하는 회전자 저항값을 고려하지 않고 일정한 상수값을 이용하여 계산함에 따라 정확한 슬립이 계산되지 못하여 슬립각이 틀려지며, 결국 고정도의 벡터제어가 불가능한 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 모터에 온도검출기를 부착하고, 그 부착된 온도검출기를 통해 검출한 온도에 따른 회전자 저항값을 미리 입력해놓고, 그 저항값을 기초로하여 슬립을 계산하도록 함으로써 벡터 제어의 정도를 높이도록 한 것이다.The present invention relates to an inverter integrated induction motor control apparatus, and in the related art, the slip angle is not correct because the accurate slip is not calculated by using a constant value without considering the rotor resistance value that varies with temperature change during slip calculation. As a result, high-precision vector control is not possible. Therefore, the present invention attaches a temperature detector to the motor, inputs a rotor resistance value corresponding to the temperature detected through the attached temperature detector in advance, and calculates slip based on the resistance value, thereby improving the degree of vector control. It was to increase.

Description

인버터 일체형 유도전동기 제어장치Inverter Integrated Induction Motor Controller

본 발명은 인버터 일체형 유도전동기 제어장치에 관한 것으로, 특히 권선 저항 변화에 따른 슬립주파수를 보정하여 최적의 벡터제어 운전이 가능하도록 한 인버터 일체형 유도전동기 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to an inverter integrated induction motor control device, and more particularly, to an inverter integrated induction motor control device which enables optimum vector control operation by correcting a slip frequency according to a change in winding resistance.

도 1은 종래의 인버터 일체형 유도전동기 제어장치 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이, 입력되는 교류전원을 정류하여 직류전압으로 만드는 정류부(10)와; 상기 정류부(10)의 직류전압을 받아 평활시키는 평활 콘덴서(C)와; 모터(30)의 회전속도에 따라 펄스를 발생하는 속도 검출부(40)와; 상기 속도 검출부(40)로 부터 출력된 펄스를 입력받아 모터(30)의 회전속도를 연산하고, 그 연산된 회전속도를 제어하기 위한 펄스폭변조(PWM) 신호를 출력하는 연산부(50)와; 상기 평활 콘덴서(C)로 부터 직류전압 공급시 상기 연산부(50)의 펄스폭변조(PWM) 신호에 따라 스위칭소자가 온 또는 오프하여 상기 모터(30)를 정회전 또는 역회전시키기 위한 인버터부(20)로 구성한다.1 is a configuration diagram of a conventional inverter integrated induction motor control device, as shown in this, a rectifying unit 10 for rectifying the input AC power to make a DC voltage; A smoothing capacitor C for smoothing the DC voltage of the rectifier 10; A speed detector 40 generating a pulse according to the rotational speed of the motor 30; A calculation unit (50) for receiving a pulse output from the speed detection unit (40) to calculate a rotational speed of the motor (30) and outputting a pulse width modulation (PWM) signal for controlling the calculated rotational speed; Inverter unit for turning the motor 30 forward or reverse by switching the switching element on or off according to the pulse width modulation (PWM) signal of the operation unit 50 when the DC voltage is supplied from the smoothing capacitor (C) ( 20).

상기에서 연산부(50)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 사용자에 의해 속도 지령치(ωr *)와 전류 지령치(ide *)를 발생하는 지령 발생부(51)와; 상기 지령 발생부(51)로 부터의 속도 지령치(ωr *)와 모터의 실측치(ωr)를 비교하여 속도를 가변하기 위한 전류(iqe)를 계산하는 속도 제어부(56)와; 상기 지령 발생부(51)로 부터의 전류 지령치(ide *)와 모터의 상수값을 이용하여 슬립(ωsl)을 계산하여 출력하는 슬립 계산부(52)와; 상기 슬립 계산부(52)의 슬립(ωsl)과 모터속도(ωr)를 이용하여 슬립 각(θe)을 연산하는 비례적분 제어기(53)와; 모터로 부터의 3상전류(ia,ib,ic)를 2상전류(iqs,ids)로 변환시켜 출력하는 3상/2상 변환기(54)와; 상기 비례적분 제어기(53)의 슬립각(θe)의 정보로 부터 상기 3상/2상 변환기(54)의 2상전류(iqs,ids)를 동기좌표계의 전류(iqe,ide)로 변환하여 출력하는 제1 벡터 로테이터(55)와; 상기 속도 제어부(56)와 지령 발생부(51)의 전류명령치(iqe *,ide *)(iqe)(ide), 그리고 제1 벡터 로테이터(55)로 부터의 실제 전류(iqe)(ide)를 비교하여 모터에 인가될 전압 명령치(vqe *,vde *)를 만드는 전류 제어부(57)와; 상기 전류 제어부(57)로 부터 동기좌표계의 전압 명령치(vqe *,vde *)를 각각 입력받아 정지좌표계의 전압 명령치(vqe,vde)로 변환하는 제2 벡터 로테이터(58)와; 상기 제2 벡터 로테이터(58)의 전압 명령치(vqe,vde)를 이용하여 인버터부(20)의 IGBT소자를 구동하기 위한 펄스폭변조(PWM) 신호를 발생하는 PWM 발생기(59)로 구성된다.In the above description, the calculation unit 50 includes a command generation unit 51 for generating a speed command value ω r * and a current command value i de * by the user; The command generating unit of the speed command value from the (51) (ω r *) and the measured value (ω r), the speed control unit 56 for calculating a current (i qe) for varying the speed of the motor as compared with; Current command value i de * from the command generator 51 and the constant value of the motor And the use of the slip slip calculating unit 52 which calculates and outputs the (ω sl); A proportional integral controller 53 for calculating a slip angle θ e by using the slip ω sl and the motor speed ω r of the slip calculator 52; A three-phase / two-phase converter 54 for converting the three-phase currents ia, ib, ic from the motor into two-phase currents i qs and i ds and outputting them; From the information of the slip angle θ e of the proportional integral controller 53, the two-phase currents i qs and i ds of the three-phase and two-phase converters 54 are converted into the currents i qe and i de of the synchronous coordinate system. A first vector rotator 55 which is converted into and outputted as; The actual current i from the current command values i qe * , i de * ) (i qe ) (i de ) of the speed controller 56 and the command generator 51, and the first vector rotator 55. a current controller 57 which compares qe ) (i de ) to make a voltage command value v qe * , v de * to be applied to the motor; A second vector rotator 58 which receives the voltage command values v qe * and v de * of the synchronous coordinate system from the current control unit 57 and converts them to the voltage command values v qe and v de of the stationary coordinate system, respectively. Wow; The PWM generator 59 generates a pulse width modulation (PWM) signal for driving the IGBT element of the inverter unit 20 using the voltage command values v qe and v de of the second vector rotator 58. It is composed.

이와 같이 구성된 종래 기술에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the prior art configured as described in detail as follows.

자속센서를 사용하지 않고 모터의 자속을 측정하여 모터를 제어하는 간접벡터 제어동작에 대하여 살펴보면, 먼저 220V의 전원이 정류부(10)로 입력된다.Looking at the indirect vector control operation for controlling the motor by measuring the magnetic flux of the motor without using the magnetic flux sensor, first, 220V power is input to the rectifier 10.

그러면 상기 정류부(10)에서 입력받아 직류전압으로 정류하여 평활콘덴서(C)로 출력한다.Then, it is input from the rectifier 10 and rectified by a DC voltage and output to the smoothing capacitor (C).

이에 상기 평활용 콘덴서(C)는 평활하고, 그 평활된 전압을 인버터부(20)로 공급한다.Accordingly, the smoothing capacitor C is smooth and the smoothed voltage is supplied to the inverter unit 20.

이때 연산부(50)는 모터를 회전시키기 위한 펄스폭변조(PWM) 신호를 상기 인버터부(20)의 IGBT1~6의 트랜지스터로 출력한다.At this time, the calculation unit 50 outputs a pulse width modulation (PWM) signal for rotating the motor to the transistors of IGBT1 to 6 of the inverter unit 20.

그러면 상기 트랜지스터가 턴온 또는 턴오프하여 모터(30)를 회전시킨다.The transistor then turns on or off to rotate the motor 30.

상기 모터(30)가 회전하면, 그 회전속도에 대응하는 펄스를 속도 검출부(40)에서 검출하여 상기 연산부(50)로 출력한다.When the motor 30 rotates, a pulse corresponding to the rotational speed is detected by the speed detector 40 and output to the calculation unit 50.

그러면 상기 연산부(50)는 현재 회전하고 있는 모터(30)의 회전속도와 사용자에 의해 내려진 명령치를 이용하여 상기 모터(30)를 원하는 속도로 회전시키기 위한 펄스폭변조(PWM) 신호를 만들어 출력한다.Then, the calculation unit 50 generates and outputs a pulse width modulation (PWM) signal for rotating the motor 30 at a desired speed using the rotation speed of the currently rotating motor 30 and the command value given by the user. .

상기 모터(30)의 속도를 조절하는 연산부(50)의 동작에 대하여 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.An operation of the calculator 50 that adjusts the speed of the motor 30 will be described with reference to FIG. 2.

사용자가 속도 명령과 자속 명령을 지령하면, 지령 발생부(51)에서 속도 지령치(ωr *)를 속도 제어부(56)로 출력하고, 전류 지령치(ide *)를 슬립 계산부(52)로 각각 출력한다.When the user commands the speed command and the magnetic flux command, the command generator 51 outputs the speed command value ω r * to the speed controller 56, and the current command value i de * to the slip calculator 52. Print each.

그러면 상기 슬립 계산부(52)는 상기 지령 발생부(51)로 부터의 전류 지령치(ide *)와 모터의 상수값를 이용하여 슬립(ωsl)을 계산하여 비례적분 제어기(53)로 출력한다.Then, the slip calculator 52 calculates the current command value i de * from the command generator 51 and the constant value of the motor. Calculate the slip (ω sl ) by using and outputs to the proportional integral controller 53.

이에 따라 상기 비례적분 제어기(53)는 상기 슬립 계산부(52)에서 계산된 슬립(ωsl)과 모터(30)의 현재속도(ωr)를 각각 입력받아 비례적분을 행하여 슬립각(θe)을 연산하여 제1 벡터 로테이터(55)로 출력한다.Accordingly, the proportional-integral controller 53 is in the sleep calculation unit 52, a slip (ω sl) and the motor 30, the current speed (ω r) for each input received each by performing the proportional integral slip (θ e s account under the ) Is output to the first vector rotator 55.

이때 3상/2상 변환기(54)는 모터(30)로 부터 입력되는 3상전류(ia,ib,ic)를 2상전류(iqs,ids)로 변환시켜 상기 제1 벡터 로테이터(55)로 출력한다.At this time, the three-phase / two-phase converter 54 converts the three-phase current (ia, ib, ic) input from the motor 30 to the two-phase current (i qs , i ds ) to the first vector rotator 55. Output

그러면 상기 제1 벡터 로테이터(55)는 비례적분 제어기(53)로 부터 제공되는 슬립각(θe)의 정보를 이용하여 3상/2상 변환기(54)로 부터의 전류(iqs,ids)를 동기좌표계의 전류(iqe,ide)로 변환시켜 전류 제어부(57)로 출력한다.Then, the first vector rotator 55 uses the information of the slip angle θ e provided from the proportional integral controller 53 to obtain the current i qs , i ds from the three-phase / two-phase converter 54. ) Is converted into currents i qe and i de of the synchronous coordinate system and output to the current control unit 57.

속도 제어부(56)는 지령 발생부(51)에서 발생되는 속도 지령치(ωr *)와 모터(30)로 부터 검출되는 실제 모터속도(ωr)를 비교하여 속도를 가변하기 위한 전류(ide)를 계산하여 상기 전류 제어부(57)로 출력한다.The speed controller 56 compares the speed command value ω r * generated by the command generator 51 with the actual motor speed ω r detected from the motor 30, and thus the current i de for varying the speed. ) Is calculated and output to the current controller 57.

따라서 상기 전류 제어부(57)는 속도 제어부(56)에서 계산한 전류(ide), 지령 발생부(51)에서의 전류 지령치(ide *) 및 제1 벡터 로테이터(55)를 거쳐 입력되는 실제모터의 전류치(iqe,ide)를 비교하여 상기 모터(30)에 인가될 전압 명령치(vqe *,vde *)를 만들어 제2 벡터 로테이터(58)로 발생한다.Therefore, the current controller 57 is input via the current i de calculated by the speed controller 56, the current command value i de * from the command generator 51, and the first vector rotator 55. The current values i qe and i de of the motors are compared to generate voltage command values v qe * and v de * to be applied to the motor 30, and are generated as the second vector rotator 58.

상기 제2 벡터 로테이터(58)는 동기좌표계의 전압 명령치(vqe *,vde *)를 정지좌표계의 전압명령치(vqs *,vds *)로 변환시켜 PWM 발생기(59)로 출력한다.The second vector rotator 58 converts the voltage command values (v qe * , v de * ) of the synchronous coordinate system into voltage command values (v qs * , v ds * ) of the stationary coordinate system and outputs them to the PWM generator 59. do.

따라서 최종적으로 상기 PWM 발생기(59)는 전압 명령치(vqs *,vds *)로 부터 IGBT1~6의 6개 트랜지스터를 구동하기 위한 PWM 파형을 발생하여 모터를 구동시킨다.Accordingly, the PWM generator 59 generates a PWM waveform for driving six transistors of IGBTs 1 to 6 from the voltage command values v qs * and v ds * to drive the motor.

그러나, 상기에서와 같은 종래기술에서, 간접벡터 제어에서 벡터 로테이터를 위한 동기회전각을 정확히 검출하기 위해서는 정확한 슬립의 계산이 무엇보다 중요한데, 상기 슬립의 계산은 아래식과 같다.However, in the prior art as described above, in order to accurately detect the synchronous rotation angle for the vector rotator in indirect vector control, the calculation of the accurate slip is most important. The calculation of the slip is as follows.

단, R은 회전자 저항값이고, L은 모터 2차측 인덕턴스이다. Where R is the rotor resistance and L is the motor secondary inductance.

위 식에서 슬립은 저항값의 변화에 의하여 변화되고, 그 저항값은 온도변화에 따라 달라진다. 그리고 통상 우리가 사용하는 모터의 온도변화는 사용조건에 따라 아주 심하게 변동하므로, 종래에서 슬립 계산시 일정한 상수값으로 계산함에 따라 정확한 슬립이 계산되지 못하여 슬립각이 틀려지며, 결국 고정도의 벡터제어가 불가능한 문제점이 있다.In the above equation, slip is changed by the change of resistance value, and the resistance value is changed by temperature change. In general, since the temperature change of the motor we use varies greatly depending on the operating conditions, the slip angle is incorrect because the slip is not calculated correctly by calculating a constant constant value in the conventional slip calculation. There is an impossible problem.

따라서 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 모터에 온도검출기를 부착하고, 그 부착된 온도검출기를 통해 검출한 온도에 따른 회전자 저항값을 미리 입력해놓고, 그 저항값을 기초로하여 슬립을 계산하도록 함으로써 벡터 제어의 정도를 높이도록 한 인버터 일체형 유도전동기 제어장치를 제공함에 있다.Therefore, an object of the present invention for solving the conventional problems as described above is to attach a temperature detector to the motor, input the rotor resistance value according to the temperature detected by the attached temperature detector in advance, and the resistance value It is to provide an inverter integrated induction motor control device for increasing the degree of vector control by calculating the slip on the basis of.

도 1은 종래의 인버터 일체형 유도전동기 제어장치 구성도.1 is a configuration diagram of a conventional inverter integrated induction motor control device.

도 2는 도 1에서, 컨트롤러의 상세회로도.2 is a detailed circuit diagram of the controller in FIG.

도 3은 본 발명의 인버터 일체형 유도전동기 제어장치 구성도.3 is a block diagram of an inverter integrated induction motor control apparatus of the present invention.

도 4는 도 3에서, 컨트롤러의 상세회로도.4 is a detailed circuit diagram of the controller in FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 정류부200 : 인버터부100: rectifier 200: inverter

300 : 모터400 : 속도 검출부300: motor 400: speed detection unit

500 : 연산부501 : 지령 발생부500: operation unit 501: command generation unit

502 : 슬립 계산부503 : 비례적분 제어기502: slip calculation unit 503: proportional integral controller

504 : 3상/2상 변환기505 : 제1 벡터 로테이터504: three-phase / 2-phase converter 505: first vector rotator

506 : 속도 제어부507 : 전류 제어부506: speed control unit 507: current control unit

508 : 제2 벡터 로테이터509 : PWM 발생기508: second vector rotator 509: PWM generator

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입력되는 교류전원을 정류하여 직류전압으로 만드는 정류부와; 상기 정류부의 직류전압을 받아 평활시키는 평활 콘덴서와; 모터의 회전속도에 따라 펄스를 발생하는 속도 검출부와; 모터권선의 온도를 감지하는 온도 검출기와; 상기 온도 검출기에서 감지한 온도 변화에 따른 회전자 저항값을 발생하는 저항값 발생기와; 상기 속도 검출부의 현재 모터속도와 상기 저항값 발생기의 저항값을 이용하여 모터를 속도를 제어하기 위한 모터 회전속도를 연산하고, 그 연산한 모터 회전속도에 대응하는 펄스폭변조(PWM) 신호를 출력하는 연산부를 구비하여 정확한 슬립이 계산되도록 하여 고정도의 벡터제어가 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a rectifying unit for rectifying the AC power input to the DC voltage; A smoothing capacitor for smoothing the DC voltage of the rectifying unit; A speed detector for generating a pulse according to the rotational speed of the motor; A temperature detector for sensing the temperature of the motor windings; A resistance value generator for generating a rotor resistance value according to the temperature change sensed by the temperature detector; The motor rotation speed for controlling the speed of the motor is calculated by using the current motor speed and the resistance value of the resistance generator, and outputs a pulse width modulation (PWM) signal corresponding to the calculated motor rotation speed. It is characterized in that it is provided with a calculation unit so that accurate slip is calculated to achieve a high precision vector control.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 인버터 일체형 유도전동기 제어장치 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이, 입력되는 상용 교류전원을 정류하여 직류전압으로 만드는 정류부(100)와; 상기 정류부의 직류전압을 받아 평활시키는 평활 콘덴서(C)와; 모터(300)의 회전속도에 따라 펄스를 발생하는 속도 검출부(400)와; 모터권선의 온도를 감지하는 온도 검출기(600)와; 상기 온도 검출기(600)에서 감지한 온도 변화에 따른 회전자 저항값을 발생하는 저항값 발생기(700)와; 상기 속도 검출부(400)의 현재 모터속도와 상기 저항값 발생기의 저항값을 이용하여 모터의 속도를 제어하기 위한 모터 회전속도를 연산하고, 그 연산한 모터 회전속도에 대응하는 펄스폭변조(PWM) 신호를 출력하는 연산부(500)로 구성한다.3 is a block diagram of an inverter-integrated induction motor control apparatus of the present invention, as shown in the rectification unit 100 to rectify the commercial AC power input to the DC voltage; A smoothing capacitor C for smoothing the DC voltage of the rectifying unit; A speed detector 400 generating pulses according to the rotational speed of the motor 300; A temperature detector 600 for sensing the temperature of the motor windings; A resistance value generator 700 for generating a rotor resistance value according to the temperature change sensed by the temperature detector 600; The motor rotation speed for controlling the speed of the motor is calculated by using the current motor speed of the speed detection unit 400 and the resistance value of the resistance generator, and pulse width modulation (PWM) corresponding to the calculated motor rotation speed Comprising a calculation unit 500 for outputting a signal.

상기 연산부(500)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 사용자에 의해 속도 지령치(ωr *)와 전류 지령치(ide *)를 발생하는 지령 발생부(501)와; 상기 지령 발생부(501)로 부터의 속도 지령치(ωr *)와 모터의 실측치(ωr)를 비교하여 속도를 가변하기 위한 전류(iqe)를 계산하는 속도 제어부(506)와; 상기 지령 발생부(501)로 부터의 전류 지령치(ide *)와 모터 2차측 인덕턴스값및 온도 검출기에서 검출한 온도에 따른 회전자 저항값을 이용하여 슬립(ωsl)을 계산하여 출력하는 슬립 계산부(502)와; 상기 슬립 계산부(502)의 슬립(ωsl)과 현재의 모터속도(ωr)를 이용하여 슬립 각(θe)을 연산하는 비례적분 제어기(503)와; 모터로 부터의 3상전류(ia,ib,ic)를 2상전류(iqs,ids)로 변환시켜 출력하는 3상/2상 변환기(504)와; 상기 비례적분 제어기(503)의 슬립각(θe)의 정보로 부터 상기 3상/2상 변환기(504)의 2상전류(iqs,ids)를 동기좌표계의 전류(iqe,ide)로 변환하여 출력하는 제1 벡터 로테이터(505)와; 상기 속도 제어부(506)와 지령 발생부(501)의 전류명령치(iqe *,ide *)(iqe)(ide), 그리고 제1 벡터 로테이터(505)로 부터의 실제 전류(iqe)(ide)를 비교하여 모터에 인가될 전압 명령치(vqe *,vde *)를 만드는 전류 제어부(507)와; 상기 전류 제어부(507)로 부터 동기좌표계의 전압 명령치(vqe *,vde *)를 각각 입력받아 정지좌표계의 전압 명령치(vqe,vde)로 변환하는 제2 벡터 로테이터(508)와; 상기 제2 벡터 로테이터(508)의 전압 명령치(vqe,vde)를 이용하여 인버터부(200)의 IGBT소자를 구동하기 위한 펄스폭변조(PWM) 신호를 발생하는 PWM 발생기(509)로 구성한다.As shown in Fig. 4, the calculation unit 500 includes: a command generator 501 for generating a speed command value ω r * and a current command value i de * by a user; The command generating unit 501, the speed command value from the (ω r *) and the measured value (ω r) for comparison to the speed control section 506 to calculate the current (i qe) for varying the speed of the motor and; Current command value i de * from the command generator 501 and the secondary inductance value of the motor And a slip calculator 502 which calculates and outputs a slip ω sl using the rotor resistance according to the temperature detected by the temperature detector. A proportional integral controller (503) for calculating a slip angle (θ e ) using the slip (ω sl ) of the slip calculator (502) and the current motor speed (ω r ); A three-phase / two-phase converter 504 for converting three-phase currents (ia, ib, ic) from the motor into two-phase currents (i qs, i ds ) and outputting them; From the information of the slip angle θ e of the proportional integral controller 503, the two-phase currents i qs and i ds of the three-phase / two-phase converter 504 are converted into the currents i qe and i de of the synchronous coordinate system. A first vector rotator 505 that is converted into and outputted as; The actual current i from the current command values i qe * , i de * ) (i qe ) (i de ) of the speed controller 506 and the command generator 501, and the first vector rotator 505. a current controller 507 which compares qe ) (i de ) to make a voltage command value v qe * , v de * to be applied to the motor; A second vector rotator 508 for receiving the voltage command values v qe * and v de * of the synchronous coordinate system from the current control unit 507 and converting them to the voltage command values v qe and v de of the stationary coordinate system, respectively. Wow; To the PWM generator 509 for generating a pulse width modulation (PWM) signal for driving the IGBT element of the inverter unit 200 using the voltage command value (v qe , v de ) of the second vector rotator 508. Configure.

이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the present invention configured as described in detail as follows.

먼저 220V의 상용전원이 정류부(100)로 입력되면, 상기 정류부(100)는 상용전원을 직류전압을 만들어 평활콘덴서(C)로 출력한다.First, when 220V commercial power is input to the rectifying unit 100, the rectifying unit 100 generates a DC voltage and outputs the commercial power to the smoothing capacitor (C).

이에 상기 평활용 콘덴서(C)는 직류전압을 평활하고, 그 평활된 전압을 인버터부(200)로 공급한다.Accordingly, the smoothing capacitor C smoothes the DC voltage, and supplies the smoothed voltage to the inverter unit 200.

이때 연산부(500)는 모터를 회전시키기 위한 펄스폭변조(PWM) 신호를 상기 인버터부(200)의 IGBT1~6의 트랜지스터로 출력한다.In this case, the calculation unit 500 outputs a pulse width modulation (PWM) signal for rotating the motor to the transistors of IGBTs 1 to 6 of the inverter unit 200.

그러면 상기 트랜지스터가 턴온 또는 턴오프하여 모터(300)를 회전시킨다.The transistor then turns on or off to rotate the motor 300.

상기 모터(300)가 회전하면, 그 회전속도에 대응하는 펄스를 속도 검출부(400)에서 검출하여 상기 연산부(500)로 출력한다.When the motor 300 rotates, the speed detector 400 detects a pulse corresponding to the rotation speed and outputs the pulse to the calculation unit 500.

이때 온도 검출기(600)는 모터 권선의 온도를 검출하여 저항값 발생기(700)로 발생한다.In this case, the temperature detector 600 detects the temperature of the motor winding and generates the resistance value generator 700.

상기 저항값 발생기(700)는 온도 검출기(600)에서 감지한 모터 권선의 온도 변화에 따른 회전자 저항값을 1 : 1 대응시킨 룩-업 테이블로 되어 있다.The resistance generator 700 is a look-up table in which the rotor resistance value corresponding to the change in the temperature of the motor winding detected by the temperature detector 600 is 1: 1.

따라서 저항값 발생기(700)는 온도 검출기(600)에서 감지한 온도를 출력하면, 그 온도에 대응하는 회전자 저항값을 테이블로 부터 연산부(500)로 발생한다.Therefore, when the resistance value generator 700 outputs the temperature sensed by the temperature detector 600, the resistance value generator 700 generates a rotor resistance value corresponding to the temperature from the table to the calculation unit 500.

그러면 상기 연산부(500)는 현재 회전하고 있는 모터(300)의 회전속도와 저항값 발생기(700)의 회전자 저항값 및 사용자에 의해 내려진 명령치를 이용하여 상기 모터(300)를 원하는 속도로 회전시키기 위한 펄스폭변조(PWM) 신호를 만들어 인버터부(200)로 출력한다.Then, the calculation unit 500 rotates the motor 300 at a desired speed by using the rotational speed of the motor 300 currently being rotated, the rotor resistance of the resistance value generator 700, and a command value given by the user. It generates a pulse width modulation (PWM) signal for outputting to the inverter unit 200.

여기서 상기 모터(300)의 속도를 조절하는 연산부(500)의 동작에 대하여 도 4를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.Herein, the operation of the operation unit 500 for adjusting the speed of the motor 300 will be described with reference to FIG. 4.

사용자가 속도 명령과 자속 명령을 지령하면, 지령 발생부(501)에서 속도 지령치(ωr *)를 속도 제어부(506)로 출력하고, 전류 지령치(ide *)를 슬립 계산부(502)로 각각 출력한다.When the user commands the speed command and the magnetic flux command, the command generator 501 outputs the speed command value ω r * to the speed controller 506, and the current command value i de * to the slip calculator 502. Print each.

먼저 상기 슬립 계산부(502)는 상기 지령 발생부(501)로 부터의 전류 지령치(ide *), 모터 2차측 인덕턴스값, 그리고 저항값 발생기(700)로 부터 입력받은 회전자 저항값을 이용하여 슬립(ωsl)을 계산하고, 이 계산한 슬립(ωsl)을 비례적분 제어기(503)로 출력한다.First, the slip calculation unit 502 is the current command value (i de * ) from the command generation unit 501, the motor secondary side inductance value , And using a resistance value received from the rotor resistance value generator 700 calculates the slip (ω sl), and outputs the calculated slip (ω sl) to the proportional integration controller 503.

이에 따라 상기 비례적분 제어기(503)는 상기 슬립 계산부(502)에서 계산된 슬립(ωsl)과 모터(300)의 현재속도(ωr)를 각각 입력받아 비례적분을 행하여 슬립각(θe)을 연산하여 제1 벡터 로테이터(505)로 출력한다.Thus the proportional-integral controller 503 is a slip (ω sl) and the current speed (ω r) for each input received each by performing the proportional integral slip (θ e of the motor 300 calculated by the slip calculator 502 ) Is output to the first vector rotator 505.

이때 3상/2상 변환기(504)는 모터(300)로 부터 입력되는 3상전류(ia,ib,ic)를 2상전류(iqs,ids)로 변환시켜 상기 제1 벡터 로테이터(505)로 출력한다.At this time, the three-phase / two-phase converter 504 converts the three-phase current (ia, ib, ic) input from the motor 300 to the two-phase current (i qs , i ds ) to the first vector rotator 505. Output

그러면 상기 제1 벡터 로테이터(505)는 비레적분 제어기(503)로 부터 제공되는 슬립각(θe)의 정보를 이용하여 3상/2상 변환기(504)로 부터의 전류(iqs,ids)를 동기좌표계의 전류(iqe,ide)로 변환시켜 전류 제어부(507)로 출력한다.The first vector rotator 505 then uses the information of the slip angle θ e provided from the non-integral controller 503 to obtain the current i qs , i ds from the three-phase / two-phase converter 504. ) Is converted into currents i qe and i de of the synchronous coordinate system and output to the current control unit 507.

속도 제어부(506)는 지령 발생부(501)에서 발생되는 속도 지령치(ωr *)와 모터(30)로 부터 검출되는 실제 모터속도(ωr)를 비교하여 속도를 가변하기 위한 전류(ide)를 계산하여 상기 전류 제어부(507)로 출력한다.The speed controller 506 compares the speed command value ω r * generated by the command generator 501 with the actual motor speed ω r detected from the motor 30, and thus the current i de for varying the speed. ) Is calculated and output to the current controller 507.

따라서 상기 전류 제어부(507)는 속도 제어부(506)에서 계산한 전류(ide), 지령 발생부(501)에서의 전류 지령치(ide *) 및 제1 벡터 로테이터(505)를 거쳐 입력되는 실제모터의 전류치(iqe,ide)를 비교하여, 상기 모터(300)에 인가될 전압 명령치(vqe *,vde *)를 만들어 제2 벡터 로테이터(508)로 발생한다.Accordingly, the current controller 507 is input via the current i de calculated by the speed controller 506, the current command value i de * from the command generator 501, and the first vector rotator 505. By comparing the current values i qe and i de of the motor, a voltage command value v qe * and v de * to be applied to the motor 300 is generated and generated as the second vector rotator 508.

상기 제2 벡터 로테이터(508)는 동기좌표계의 전압 명령치(vqe *,vde *)를 정지좌표계의 전압명령치(vqs *,vds *)로 변환시켜 PWM 발생기(509)로 출력한다.The second vector rotator 508 converts the voltage command values (v qe * , v de * ) of the synchronous coordinate system into voltage command values (v qs * , v ds * ) of the stationary coordinate system and outputs them to the PWM generator 509. do.

따라서 최종적으로 상기 PWM 발생기(509)는 전압 명령치(vqs *,vds *)로 부터 IGBT1~6의 6개 트랜지스터를 구동하기 위한 PWM 파형을 발생하여 모터를 구동하도록 한다.Therefore, the PWM generator 509 finally generates a PWM waveform for driving six transistors of IGBT 1 to 6 from the voltage command values v qs * and v ds * to drive the motor.

이상에서와 같이 슬립을 회전자 저항값이 변하더라도 상관없이 정확히 계산할 수 있도록 하여 고정도의 벡터제어가 가능하도록 한다.As described above, the slip can be accurately calculated regardless of the change of the rotor resistance, thereby enabling highly accurate vector control.

상술한 바와 같이, 본 발명은 모터에 온도검출기를 부착하고, 그 부착된 온도검출기를 통해 검출한 온도에 따른 회전자 저항값을 미리 입력해놓고, 그 저항값을 기초로하여 슬립을 계산하도록 함으로써 벡터 제어의 정도를 높이도록 한 효과가 있다.As described above, the present invention provides a vector by attaching a temperature detector to a motor, inputting a rotor resistance value corresponding to the temperature detected by the attached temperature detector in advance, and calculating slip based on the resistance value. The effect is to increase the degree of control.

Claims (3)

상용 교류전원을 정류하여 직류로 변환하고 그 변환된 직류값을 다시 원하는 주파수와 전압으로 변환하는 인터버부의 제어에 의해 모터를 구동시키기 위한 인버터 일체형 유도전동기에 있어서, 모터권선의 온도를 감지하는 온도 검출기와; 상기 온도 검출기에서 감지한 온도 변화에 따른 회전자 저항값을 발생하는 저항값 발생기와; 상기 속도 검출부의 현재 모터속도와 상기 저항값 발생기의 저항값을 이용하여 모터를 속도를 제어하기 위한 모터 회전속도를 연산하고, 그 연산한 모터 회전속도에 대응하는 펄스폭변조(PWM) 신호를 상기 인버터부로 출력하는 연산부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인버터 일체형 유도전동기 제어장치.In the inverter-integrated induction motor for driving the motor by the control of the inverter unit to rectify the commercial AC power to convert to DC and convert the converted DC value back to the desired frequency and voltage, the temperature for sensing the temperature of the motor winding A detector; A resistance value generator for generating a rotor resistance value according to the temperature change sensed by the temperature detector; The motor rotational speed for controlling the speed of the motor is calculated using the current motor speed of the speed detection unit and the resistance value of the resistance generator, and the pulse width modulation (PWM) signal corresponding to the calculated motor rotational speed is calculated. Inverter-integrated induction motor control device comprising a calculation unit for outputting to the inverter unit. 제1항에 있어서, 저항값 발생기는 룩-업 테이블화하여 사용하도록 한 것을 특징으로 하는 인버터 일체형 유도전동기 제어장치.The inverter integrated induction motor control apparatus according to claim 1, wherein the resistance value generator is used as a look-up table. 제1항에 있어서, 연산부는 사용자 명령에 의한 속도 지령치와 모터의 실측치를 비교하여 속도를 가변하기 위한 전류를 계산하는 속도 제어부와; 사용자 명령에 의한 전류 명령치, 모터 2차측 인덕턴스값 및 온도 검출기에서 검출한 온도에 따른 회전자 저항값을 이용하여 슬립을 계산하는 슬립 계산부와; 상기 슬립 계산부의 슬립과 현재의 모터속도를 이용하여 슬립각을 연산하는 비례적분 제어기와; 상기 슬립각의 정보로 부터 모터의 2상전류를 동기좌표계의 전류로 변환하여 출력하는 제1 벡터 로테이터와; 사용자 명령에 의한 전류 명령치, 속도 제어부의 전류, 그리고 제1 벡터 로테이터로 부터의 실제 전류를 비교하여 모터에 인가될 전압 명령치를 만드는 전류 제어부와; 상기 전압 명령치를 입력받아 정지좌표계의 전압 명령치로 변환하는 제2 벡터 로테이터와; 상기 제2 벡터 로테이터의 전압 명령치를 이용하여 인버터부의 IGBT소자를 구동하기 위한 펄스폭변조 신호를 발생하는 PWM 발생기로 이루어진 것을 특징으로 하는 인버터 일체형 유도전동기 제어장치.The apparatus of claim 1, further comprising: a speed controller configured to calculate a current for varying speed by comparing a speed command value by a user command with an actual measured value of a motor; A slip calculation unit for calculating a slip by using a current command value by a user command, a motor secondary inductance value, and a rotor resistance value according to a temperature detected by a temperature detector; A proportional integral controller for calculating a slip angle by using the slip of the slip calculator and a current motor speed; A first vector rotator converting the two-phase current of the motor from the information of the slip angle into a current of a synchronous coordinate system and outputting the current; A current controller which compares the current command value by the user command, the current of the speed controller, and the actual current from the first vector rotator to produce a voltage command value to be applied to the motor; A second vector rotator which receives the voltage command value and converts the voltage command value into a voltage command value of a stationary coordinate system; And a PWM generator for generating a pulse width modulation signal for driving the IGBT element of the inverter unit by using the voltage command value of the second vector rotator.
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KR20030002562A (en) * 2001-06-29 2003-01-09 엘지전자 주식회사 Driving control method of washine machine with sensorless bldc motor

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