KR19990022663A - Control device of SR motor and control method thereof - Google Patents

Control device of SR motor and control method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR19990022663A
KR19990022663A KR1019970070928A KR19970070928A KR19990022663A KR 19990022663 A KR19990022663 A KR 19990022663A KR 1019970070928 A KR1019970070928 A KR 1019970070928A KR 19970070928 A KR19970070928 A KR 19970070928A KR 19990022663 A KR19990022663 A KR 19990022663A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
motor
rotor
stator winding
control signal
Prior art date
Application number
KR1019970070928A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100260738B1 (en
Inventor
김창환
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
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 윤종용, 삼성전자 주식회사 filed Critical 윤종용
Publication of KR19990022663A publication Critical patent/KR19990022663A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100260738B1 publication Critical patent/KR100260738B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/0003Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control
    • H02P21/0017Model reference adaptation, e.g. MRAS or MRAC, useful for control or parameter estimation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/06Rotor flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/08Reluctance motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion 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
    • H02M7/53Conversion 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
    • H02M7/537Conversion 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
    • H02M7/5387Conversion 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 in a bridge configuration
    • H02M7/53871Conversion 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 in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53875Conversion 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 in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with analogue control of three-phase output

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 펄스폭 변조된 전압제어신호에 기초하여 SR모터의 구동을 위한 3상 구동 전압을 생성하는 인버터를 갖는 SR모터의 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 SR모터의 제어장치는, 전압제어신호에 기초하여 SR모터의 구동을 위한 3상 구동 전압을 생성하는 인버터를 갖는 SR모터의 제어장치에 있어서, 상기 SR모터의 회전자의 각속도를 검출하는 각속도검출부와; 상기 SR모터의 회전자의 회전각위치를 검출하는 회전각검출부와; 상기 SR모터의 고정자권선의 전류를 검출하는 전류검출부와; 상기 각속도검출부에서 검출한 회전자의 각속도, 상기 회전각검출부에서 검출한 회전자의 회전각위치, 상기 전류검출부에서 검출한 고정자권선의 전류를 기초로 고정자권선의 인덕턱스, 저항 및 역기전력의 모델값을 결정하고, 상기 결정된 인덕턴스, 역기전력, 및 저항의 모델값, 상기 고정자권선의 전류 및 외부에서 결정하여 인가되는 고정자권선의 기준전류명령을 기초로 인덕턴스 및 역기전력의 비선형성에 따른 전류추종오차를 보상하는 비선형 전압제어신호를 구하여 이를 인버터에 제공하는 전류제어부를 포함한다. 이에 의해, SR모터의 전류추종오차를 감소시킬 수 있다.The present invention relates to a control apparatus for an SR motor having an inverter for generating a three-phase driving voltage for driving a SR motor based on a pulse-width-modulated voltage control signal, and a control method thereof. A control device for an SR motor according to the present invention is an SR motor control device having an inverter for generating a three phase drive voltage for driving an SR motor based on a voltage control signal, An angular velocity detector for detecting angular velocity; A rotation angle detector for detecting a rotation angle position of the rotor of the SR motor; A current detector for detecting a current of a stator winding of the SR motor; A model value of an inductance of the stator winding, a resistance and a model value of a counter electromotive force based on the angular speed of the rotor detected by the angular velocity detecting section, the rotational angle position of the rotor detected by the rotational angle detecting section, and the current of the stator winding detected by the current detecting section And compensates the current follow-up error according to the inductance and the non-linearity of the counter electromotive force based on the determined inductance, the counter electromotive force, and the model value of the resistance, the current of the stator winding, and the reference current command of the stator winding, And a current controller for obtaining a nonlinear voltage control signal and providing it to the inverter. As a result, the current follow-up error of the SR motor can be reduced.

Description

SR모터의 제어장치 및 그 제어방법Control device of SR motor and control method thereof

본 발명은 SR모터(Switched Reluctance Motor)에 관한 것으로서, 보다 상세히는 펄스폭 변조된 전압제어신호에 기초하여 SR모터의 구동을 위한 3상 구동 전압을 생성하는 인버터를 갖는 SR모터의 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an SR motor (Switched Reluctance Motor), and more particularly to a control apparatus of an SR motor having an inverter for generating a three-phase driving voltage for driving an SR motor based on a pulse width- And a control method.

SR모터는 구조가 단순하고, 제조가 용이하다는 이유등으로 전기자동차, 항공기등의 여러 분야에서 구동부로 사용되고 있으며, 이러한 SR모터가 도 1에 도시되어 있다.The SR motor is used as a driving part in various fields such as an electric car and an aircraft because of its simple structure and easy manufacturing. Such an SR motor is shown in Fig.

도 1은 SR모터의 개략적 구성도로서, SR모터는 일반적인 모터와 같이 회전자(1)와 고정자(2)를 가진다. 회전자(1)는 별도로 영구자석이나 권선을 구비하지 않고 철심만으로 이루어 지며, 4개의 회전자돌극(11, 12 13, 14)이 90˚간격으로 형성된다. 한편, 고정자(2)에는 3쌍의 고정자돌극(3-3', 4-4', 5-5')이 60˚간격으로 형성되고, 3쌍의 고정자돌극에는 고정자 권선(7, 8, 9)이 감긴다. 각 권선(7, 8, 9)에는 1상씩의 교류전원이 공급되며 이에 의하여 회전력이 발생한다.Fig. 1 is a schematic configuration diagram of an SR motor. The SR motor has a rotor 1 and a stator 2 like a general motor. The rotor 1 does not have a permanent magnet or a winding wire separately but is made of only an iron core, and four rotor salient poles 11, 12 13 and 14 are formed at intervals of 90 degrees. Three pairs of stator salient poles 3-3 ', 4-4' and 5-5 'are formed at intervals of 60 degrees in the stator 2, and three pairs of stator windings 7, 8 and 9 ) Is wound. AC power is supplied to each of the windings 7, 8, and 9 by one phase, so that a rotational force is generated.

도 1를 참조하여 고정자권선(7, 8, 9)에 공급되는 교류전원에 의하여 회전력이 발생하는 과정을 보다 상세하게 설명한다.Referring to FIG. 1, a description will be given in more detail of the process of generating rotational force by the alternating current power supplied to the stator windings 7, 8, and 9.

고정자돌극쌍 (3-3')에 감긴 권선(7)에 구동전압을 인가하면, 도 1에 도시한 N에서 S으로 향하는 방향으로 자속이 발생하고, 이 발생한 자속중 대부분은 고정자 돌극쌍 (3-3'), 회전자(1) 및 회전자 돌극(도 1에서는 12, 14)과 고정자 돌극쌍 (3-3')사이에 형성된 공극을 통하는 경로에 집중된다. 이 때, 회전력은 자기저항(Reluctance)이 감소하는 방향 즉, 고정자 돌극(3)과 회전자 돌극(14), 고정자 돌극 (3')와 회전자 돌극(12)이 접근하는 방향으로 작용한다.When a driving voltage is applied to the winding 7 wound on the stator pole pair 3-3 ', a magnetic flux is generated in the direction from N to S shown in FIG. 1, and most of the generated magnetic flux is stator pole pair 3 3 '), the path through the gap formed between the rotor 1 and the rotor salient pole (12, 14 in FIG. 1) and the stator pole pair (3-3'). At this time, the rotational force acts in the direction in which the magnetic reluctance decreases, that is, the direction in which the stator salient pole 3 and the rotor salient pole 14, the stator salient pole 3 'and the rotor salient pole 12 approach.

이 회전력에 의하여 회전자 돌극(12, 14)이 고정자 돌극쌍(3-3')을 통과한 다음, 고정자 돌극쌍(3-3')에 감긴 권선(7)에 공급하는 구동전압을 끊고, 고정자 돌극쌍(5-5')에 감긴 권선(9)에 구동전압을 인가하면 다시 자기저항(Reluctance)이 감소하는 방향 즉, 고정자 돌극 (5')과 회전자 돌극(14), 고정자 돌극(5)과 회전자 돌극(12)이 접근하는 방향으로 회전력이 작용한다. 따라서, 회전자(1)는 권선(7, 8, 9)에 구동전압이 인가되는 방향으로 계속하여 회전하게 된다.This rotational force causes the rotor salient poles 12 and 14 to pass through the stator pole pair 3-3 'and then cut off the driving voltage supplied to the winding 7 wound on the stator pole pair 3-3' When the driving voltage is applied to the winding 9 wound on the stator pole pair 5-5 ', the stator pole 5' and the rotor pole 14 and the stator pole 5 and the rotor salient pole 12 approaches. Therefore, the rotor 1 continues to rotate in the direction in which the drive voltage is applied to the windings 7, 8, and 9.

이러한 SR모터로의 전력공급은 통상적으로 원하는 크기 및 주파수를 갖는 구동전압을 공급하기 위해 일반적인 모터의 경우와 같이 펄스폭 변조형 인버터를 통하여 이루어지며, 이러한 펄스폭 변조형 인버터가 도 2에 도시되어 있다.Such power supply to the SR motor is typically accomplished through a pulse width modulated inverter as in the case of a conventional motor to provide a drive voltage having a desired magnitude and frequency, and such a pulse width modulated inverter is shown in FIG. 2 have.

도 2는 펄스폭변조형 인버터의 기능별 블럭도로서, 펄스폭 변조형 인버터는 직류전원을 공급하는 직류전원공급부(21)와, 전압제어신호로부터 스위칭제어신호를 생성하는 펄스폭변조부(23)와, 직류전원공급부(21)로부터의 직류전원을 펄스폭변조부(23)로부터의 스위칭제어신호에 따라 스위칭하여 다수의 폭을 갖는 펄스로 이루어지는 3상 교류 구동전압을 생성하는 인버터부(22)를 가진다. 여기서, 전압제어신호는 SR모터의 고정자권선에 공급되어야 할 기준전압명령에 해당하며, 이는 인버터부(22)를 통해 SR모터의 고정자권선에 실제로 인가된다.FIG. 2 is a functional block diagram of a pulse width modulation inverter. The pulse width modulation inverter includes a DC power supply unit 21 for supplying DC power, a pulse width modulation unit 23 for generating a switching control signal from the voltage control signal, An inverter unit 22 for generating a three-phase AC drive voltage consisting of pulses having a plurality of widths by switching the DC power from the DC power supply unit 21 in accordance with a switching control signal from the pulse width modulation unit 23, . Here, the voltage control signal corresponds to a reference voltage command to be supplied to the stator winding of the SR motor, which is actually applied to the stator winding of the SR motor via the inverter section 22. [

이러한 SR모터의 등가회로는 그 구조상 다른 일반적인 모터와 달리 수학식 1과 같은 비선형 시스템으로 표시된다.The equivalent circuit of such an SR motor is represented by a non-linear system such as Equation (1) unlike other general motors.

여기서,는 3개의 고정자 권선에 흐르는 상전류,는 고정자권선에 공급되는 구동전압,R s는 고정자 권선의 저항,L은 고정자권선의 인덕턴스,E는 고정자권선의 역기전력, θ는 회전자의 위상각위치, 그리고 ω는 회전자의 각속도를 나타낸다. 이 때 인덕턴스과 역기전력는 수학식 2로 주어지며, 인덕턴스는 항상 양의 값을 가진다.here, Phase currents flowing through the three stator windings, Is the resistance of the excitation voltage, R s is the stator windings to be supplied to the stator windings, L is the inductance of the stator winding, E is a counter electromotive force of the stator winding, θ is the rotor phase angle position, and ω denotes the rotor angular velocity. In this case, And counter electromotive force Is given by Equation (2), and the inductance Is always positive.

여기서, λ는 1상의 고정자권선의 쇄교자속을 나타내며, 고정자권선에 흐르는 전류및 회전자의 위상각위치 θ의 함수이다.Here,? Represents the flux linkage of the stator winding of one phase, and the current flowing in the stator winding And the phase angular position [theta] of the rotor.

그런데, 수학식 1에 나타난 바와 같이, SR모터의 등가회로에 포함된 고정자 권선의 인덕턴스, 역기전력(Back Electromotive Force)은 고정자권선에 흐르는 전류및 회전자의 위상각위치 θ의 비선형함수로 주어지므로 SR모터의 속도를 정확하게 제어하는 것은 어렵다. 따라서, 그 속도제어를 위한 수단을 고안하여 적용하고 있으며, 이러한 SR모터의 속도제어를 위한 제어장치가 도 3에 도시되어 있다.As shown in Equation (1), the inductance and the back electromotive force of the stator winding included in the equivalent circuit of the SR motor are the currents flowing in the stator winding And the phase angular position? Of the rotor, it is difficult to accurately control the speed of the SR motor. Therefore, a means for speed control is devised and applied, and a control device for controlling the speed of the SR motor is shown in Fig.

도 3은 종래의 SR모터의 제어장치의 기능별 블럭도로서, SR모터의 제어장치는 고정자권선에 흐르는 전류 ()를 검출하는 전류 검출부(32)와, 회전자의 회전각위치(θ)를 검출하는 회전각 검출부(33)와, 회전자의 각속도(ω)를 검출하는 각속도 검출부(34)와, 회전자의 각속도(ω)와 기준각속도명령(ω*)을 비교하여 각속도 오차(ω*-ω)를 생성하는 비교기(35)와, 이 각속도오차(ω*-ω)를 기초로 기준토오크 명령(τ*)을 생성하여 회전자의 각속도를 제어하는 속도제어부(36)와, 이 기준토오크명령(τ*) 및 회전자의 회전각위치(θ)를 기초로 고정자 권선의 기준전류 명령()을 생성하는 토크제어부(37)와, 이 기준전류명령() 및 고정자권선에 흐르는 전류 ()를 기초로 수학식 3으로 주어지는 전압제어신호()를 생성하여 고정자권선에 흐르는 전류()를 제어하는 전류제어부(38)와, 이 전압제어신호()를 실제로 SR모터의 고정자권선에 공급하는 펄스폭 변조형 인버터(39)를 가지고 있다.FIG. 3 is a functional block diagram of a control device of a conventional SR motor, in which the control device of the SR motor controls the current flowing in the stator winding An angular velocity detecting section 34 for detecting the angular velocity omega of the rotor, and an angular velocity detecting section 34 for detecting the rotational angular position of the rotor, of the angular velocity (ω) and the reference angular speed command (ω *) for comparison with the angular speed error (ω * -ω) generates the comparator 35 and, the angular speed error (ω * -ω) based on the torque command on the basis of which the (τ * ) Of the stator windings to control the angular velocity of the rotor, and a reference current command of the stator windings based on the reference torque command? * And the rotational angle position? Of the rotor A torque control section 37 for generating a reference current command ) And the current flowing through the stator winding ( (3) based on the voltage control signal ) To generate the current flowing in the stator winding ( A current control unit 38 for controlling the voltage control signal ) To the stator windings of the SR motor.

여기서,는 비례제어이득,는 적분제어이득을 나타낸다.here, Is a proportional control gain, Represents an integral control gain.

한편, 전류 검출부(32)는 SR모터에서 전류제어부(38)로 궤환접속되고, 회전각 검출부(33)는 SR모터에서 토크제어부(37)로 궤환접속되고, 각속도 검출부(34)는 SR모터에서 비교기(35)로 궤환접속되며, 비교기(35), 속도제어부(36), 토크제어부(37), 전류제어부(38) 및 펄스폭변조형 인버터(39)는 순차적으로 SR모터에 종속접속된다. 또한 비교기(35)는 기준각속도명령(ω*) 생성원(도시되지 않음)에 접속된다.On the other hand, the current detection unit 32 is connected to the current control unit 38 in a feedback manner, the rotation angle detection unit 33 is feedback-connected to the torque control unit 37 in the SR motor, And a comparator 35. The comparator 35, the speed controller 36, the torque controller 37, the current controller 38 and the pulse width modulation inverter 39 are cascade-connected to the SR motor. Further, the comparator 35 is connected to a reference angular velocity command? * Generator (not shown).

그런데, SR모터의 고정자권선에는 실제로 수학식 3으로 주어지는 구동전압이 공급되는 데, 이 구동전압은 전류추종오차(=)를 비례·적분(Proportional plus Integral: PI)한 것으로, 고정자권선의 전류(), 회전자의 회전자 각위치(θ) 및 회전자의 각속도(ω)의 함수인 SR모터의 인덕턴스 및 역기전력의 비선형성을 효과적으로 전압제어신호()에 반영하지 못함으로써, 전류추종오차(=)는 커지고 SR모터의 속도제어성능이 저하된다는 문제점이 있었다. 특히, 회전자의 각속도(ω)가 커질수록 SR모터의 인덕턴스 및 역기전력의 비선형성이 커지므로 이러한 문제점은 심각해진다.Actually, the drive voltage given by Equation (3) is supplied to the stator winding of the SR motor, (= ) Is proportional plus integral (PI), and the current of the stator winding ( ), The inductance of the SR motor and the nonlinearity of the counter electromotive force, which are functions of the angular position of the rotor (?) Of the rotor and the angular speed (?) Of the rotor, ), The current follow-up error (= ) Is increased and the speed control performance of the SR motor is deteriorated. Particularly, as the angular speed (?) Of the rotor becomes larger, the nonlinearity of the inductance and counter electromotive force of the SR motor becomes larger, and this problem becomes serious.

본 발명의 목적은, SR모터의 인덕턴스 및 역기전력의 비선형성에 따른 전류추종오차를 감소시킬 수 있는 SR모터의 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a control apparatus for a SR motor and a control method thereof that can reduce a current follow-up error according to nonlinearity of inductance and counter electromotive force of an SR motor.

도 1은 SR모터의 개략적 구성도,1 is a schematic configuration diagram of an SR motor,

도 2는 펄스폭변조형 인버터의 기능별 블록도,2 is a functional block diagram of a pulse width modulation inverter,

도 3은 종래의 SR모터의 제어장치의 기능별 블록도,3 is a functional block diagram of a control device of a conventional SR motor,

도 4는 본 발명에 따른 SR모터의 제어장치의 기능별 블록도,4 is a functional block diagram of a control apparatus for an SR motor according to the present invention,

도 5는 본 발명의 모델링오차 전압제어신호()를 도시한 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing the modeling error voltage control signal Fig.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

1 : 회전자 2 : 고정자1: rotor 2: stator

3, 3', 4, 4', 5, 5' : 고정자돌극 7, 8, 9 : 고정자권선3, 3 ', 4, 4', 5, 5 ': stator pole 7, 8, 9: stator winding

12, 13, 14, 15 : 회전자돌극 21 : 직류전원공급부12, 13, 14, 15: rotor pole 21: DC power supply

22 : 인버터부 23 : 펄스폭변조부22: inverter section 23: pulse width modulation section

32, 41 : 전류검출부 33, 42 : 회전각검출부32, 41: current detection unit 33, 42: rotation angle detection unit

34, 43 : 각속도검출부 35 : 비교기34, 43: angular velocity detecting section 35:

36 : 속도제어부 37 : 토크제어부36: speed control section 37: torque control section

38, 44 : 전류제어부 39, 45 : 펄스변조형 인버터38, 44: current control unit 39, 45: pulse-modulation inverter

상기 목적은, 본 발명에 따라, 전압제어신호에 기초하여 SR모터의 구동을 위한 3상 구동 전압을 생성하는 인버터를 갖는 SR모터의 제어장치에 있어서, 상기 SR모터의 회전자의 각속도를 검출하는 각속도검출부와; 상기 SR모터의 회전자의 회전각위치를 검출하는 회전각검출부와; 상기 SR모터의 고정자권선의 전류를 검출하는 전류검출부와; 상기 각속도검출부에서 검출한 회전자의 각속도, 상기 회전각검출부에서 검출한 회전자의 회전각위치, 상기 전류검출부에서 검출한 고정자권선의 전류를 기초로 고정자권선의 인덕턱스, 저항 및 역기전력의 모델값을 결정하고, 상기 결정된 인덕턴스, 역기전력, 및 저항의 모델값, 상기 고정자권선의 전류 및 외부에서 결정하여 인가되는 고정자권선의 기준전류명령을 기초로 인덕턴스 및 역기전력의 비선형성에 따른 전류추종오차를 보상하는 비선형 전압제어신호를 구하여 이를 인버터에 제공하는 전류제어부를 포함하는 SR모터의 제어장치에 의하여 달성된다.According to the present invention, there is provided an apparatus for controlling an SR motor having an inverter for generating a three-phase driving voltage for driving an SR motor on the basis of a voltage control signal, An angular velocity detecting unit; A rotation angle detector for detecting a rotation angle position of the rotor of the SR motor; A current detector for detecting a current of a stator winding of the SR motor; A model value of an inductance of the stator winding, a resistance and a model value of a counter electromotive force based on the angular speed of the rotor detected by the angular velocity detecting section, the rotational angle position of the rotor detected by the rotational angle detecting section, and the current of the stator winding detected by the current detecting section And compensates the current follow-up error according to the inductance and the non-linearity of the counter electromotive force based on the determined inductance, the counter electromotive force, and the model value of the resistance, the current of the stator winding, and the reference current command of the stator winding, And a current controller for obtaining a non-linear voltage control signal and providing it to the inverter.

또한, 상기 비선형 전압제어신호()는 수학식 4와 같이 함으로써, SR모터의 인덕턴스 및 역기전력의 비선형성에 따른 전류추종오차를 효과적으로 감소시킬 수 있다.Also, the non-linear voltage control signal ( (4), the current follow-up error according to the non-linearity of the inductance and the back electromotive force of the SR motor can be effectively reduced.

여기서,,은 각각 SR모터의 저항, 역기전력 및 인덕턴스의 모델값을 나타내고,는 회전자의 회전각위치, ω는 회전자의 각속도,는 고정자권선의 전류,는 고정자권선의 기준전류명령,는 임의의 양의 상수를 각각 나타내며,는 전류의 상으로서 1,2,3중 어느 하나의 값을 가진다.here, , And Represent the model values of the resistance, counter electromotive force and inductance of the SR motor, respectively, Is the rotation angle position of the rotor,? Is the angular speed of the rotor, The current of the stator winding, The reference current command of the stator winding, Quot; represents an arbitrary positive constant, Has a value of 1, 2, or 3 as an image of a current.

여기서, 상기 전류제어부는 인덕턴스, 저항 및 역기전력의 모델링 오차에 따른 전류추종오차를 보상하는 모델링오차 전압제어신호를 추가로 생성하여 이를 상기 전압제어신호에 반영시키는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the current controller further generates a modeling error voltage control signal for compensating a current tracking error due to a modeling error of inductance, resistance, and counter electromotive force, and reflects the modeling error voltage control signal on the voltage control signal.

또한, 상기 모델링오차 전압제어신호()를 수학식 5와 같게 함으로써, SR모터의 인덕턴스, 저항 및 역기전력의 모델링 오차에 따른 전류추종오차를 효과적으로 감소시킬 수 있다.Further, the modeling error voltage control signal ( ) Is made equal to Equation (5), it is possible to effectively reduce the current follow-up error due to the modeling error of the inductance, resistance and counter electromotive force of the SR motor.

일 때, when,

여기서,로 정의되며,는 회전자의 회전각위치, ω는 회전자의 각속도,는 고정자권선의 전류,는 고정자권선의 기준전류명령,는 임의의 양의 상수를 나타내고,는 인덕턴스, 저항 및 역기전력의 모델링 오차의 최대값을 각각 나타내며,는 전류의 상으로서 1,2,3중 하나의 값을 가지고,는 설계파라미터로서 임의의 양의 값을 가진다.here, Lt; / RTI > Is the rotation angle position of the rotor,? Is the angular speed of the rotor, The current of the stator winding, The reference current command of the stator winding, Lt; / RTI > represents an arbitrary positive constant, Represents the maximum value of the modeling error of inductance, resistance, and counter electromotive force, Has one of the values 1, 2, and 3 as the phase of the current, Has a positive value as a design parameter.

또한, 본 발명의 목적은, 전압제어신호에 기초하여 SR모터의 구동을 위한 3상 구동 전압을 생성하는 인버터를 갖는 SR모터의 제어방법에 있어서, 상기 SR모터의 고정자권선의 전류, 회전자의 회전각위치 및 회전자의 각속도를 함수로 하는 일련의 저항, 인덕턴스 및 역기전력의 모델값을 마련하는 단계와; 상기 SR모터의 회전자의 각속도, 회전자의 회전각위치 및 고정자 권선의 전류를 검출하는 단계와; 상기 검출된 회전자의 각속도, 회전자의 회전각위치 및 고정자 권선의 전류를 기초로 저항, 인덕턱스 및 역기전력의 모델값을 결정하는 단계와; 기준 각속도명령에 대응하는 기준전류명령을 결정하는 단계와; 상기 결정된 저항, 인덕턱스 및 역기전력의 모델값, 기준전류명령 및 상기 고정자 권선의 전류를 기초로 SR모터의 인덕턴스 및 역기전력의 비선형성에 따른 전류추종오차를 보상하는 비선형 전압제어신호를 생성하는 단계와; 상기 비선형 전압제어신호에 따라 상기 SR모터를 구동하는 3상 구동전압을 생성하는 단계를 포함하는 SR모터의 제어방법에 의해 달성된다.It is still another object of the present invention to provide a control method for an SR motor having an inverter for generating a three-phase drive voltage for driving an SR motor based on a voltage control signal, Providing a model value of a series of resistances, inductances, and counter electromotive forces that are functions of the rotational angular position and the angular velocity of the rotor; Detecting an angular velocity of the rotor of the SR motor, a rotational angle position of the rotor, and a current of the stator winding; Determining a model value of resistance, inductance, and counter electromotive force based on the detected angular velocity of the rotor, the rotational angle position of the rotor, and the current of the stator winding; Determining a reference current command corresponding to the reference angular velocity command; Generating a nonlinear voltage control signal for compensating a current follow-up error according to nonlinearity of inductance and counter electromotive force of the SR motor based on the determined model value of the resistor, the inductance and the counter electromotive force, the reference current command, and the current of the stator winding; And generating a three-phase driving voltage for driving the SR motor in accordance with the non-linear voltage control signal.

또한, 상기 비선형 전압제어신호를 생성하는 단계는, 수학식 4로 주어지는 비선형 전압제어신호()를 생성하도록 함으로써, SR모터의 인덕턴스 및 역기전력의 비선형성에 따른 전류추종오차를 효과적으로 감소시킬 수 있다.In addition, the step of generating the nonlinear voltage control signal may include: generating a nonlinear voltage control signal ), It is possible to effectively reduce the current follow-up error according to the inductance of the SR motor and the non-linearity of the counter electromotive force.

여기서, 인덕턴스, 저항 및 역기전력의 모델링 오차에 따른 전류추종오차를 보상하는 모델링오차 전압제어신호를 생성하여, 이를 상기 전압제어신호에 반영하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.The method may further include generating a modeling error voltage control signal for compensating a current tracking error due to a modeling error of inductance, resistance, and counter electromotive force, and reflecting the generated modeling error voltage control signal to the voltage control signal.

또한, 상기 모델링오차 전압제어신호()를 생성하는 단계는, 수학식 5로 주어지는 모델링오차 전압제어신호를 생성하도록 하는 것이 바람직하다.Further, the modeling error voltage control signal ( ), It is preferable to generate the modeling error voltage control signal given by Equation (5).

또한, 본 발명의 목적은, 전압제어신호에 기초하여 SR모터의 구동을 위한 3상 구동 전압을 생성하는 인버터를 갖는 SR모터의 제어장치에 있어서, 상기 SR모터의 회전자의 각속도를 검출하는 각속도검출부와; 상기 SR모터의 회전자의 회전각위치를 검출하는 회전각검출부와; 상기 SR모터의 고정자 권선의 전류를 검출하는 전류검출부와; 상기 각속도검출부에서 검출한 회전자의 각속도, 상기 회전각검출부에서 검출한 회전자의 회전각위치, 상기 전류검출부에서 검출한 고정자권선의 전류를 기초로 고정자권선의 인덕턴스, 역기전력 및 저항의 모델링 오차를 결정하고, 상기 결정된 모델링 오차, 고정자 권선의 전류, 회전자의 각속도 및 외부에서 결정되어 인가되는 고정자권선의 기준전류명령을 기초로 SR모터의 인덕턴스, 역기전력 및 저항의 모델링에 따른 전류추종오차를 보상하는 모델링오차 전압제어신호를 구하여 이를 인버터에 제공하는 전류제어부를 포함하는 SR모터의 제어장치에 의해 달성된다.It is still another object of the present invention to provide an SR motor control apparatus having an inverter for generating a three-phase drive voltage for driving an SR motor based on a voltage control signal, A detection unit; A rotation angle detector for detecting a rotation angle position of the rotor of the SR motor; A current detector for detecting a current of a stator winding of the SR motor; A modeling error of a stator winding inductance, a back electromotive force and a resistance based on an angular speed of the rotor detected by the angular velocity detecting unit, a rotational angle position of the rotor detected by the rotational angle detecting unit, and a current of the stator winding detected by the current detecting unit Based on the determined modeling error, the current of the stator winding, the angular speed of the rotor, and the reference current command of the stator winding determined and applied outside, the current follow-up error due to modeling of the inductance, counter electromotive force and resistance of the SR motor is compensated And a current control unit for obtaining a modeling error voltage control signal for providing the modeling error voltage control signal to the inverter.

또한, 상기 모델링오차 전압제어신호()는 수학식 5로 주어지도록 함으로써, 인덕턱스, 저항 및 역기전력의 모델링 오차에 따른 전류추종오차를 효과적으로 감소시킬 수 있다.Further, the modeling error voltage control signal ( Is given by Equation (5), it is possible to effectively reduce the current follow-up error due to the modeling error of the inductance, resistance, and counter electromotive force.

또한, 본 발명의 목적은, 전압제어신호에 기초하여 SR모터의 구동을 위한 3상 구동 전압을 생성하는 인버터를 갖는 SR모터의 제어방법에 있어서, SR모터의 고정자권선의 전류, 회전자의 회전각위치 및 회전자의 각속도를 함수로 하는 일련의 저항, 인덕턱스 및 역기전력의 모델값을 마련하는 단계와; 상기 SR모터의 회전자의 각속도, 회전자의 회전각위치 및 고정자 권선의 전류를 검출하는 단계와; 상기 검출된 회전자의 각속도, 회전자의 회전각위치 및 고정자 권선의 전류를 기초로 저항, 인덕턱스 및 역기전력의 모델값을 결정하여 모델링오차를 산출하는 단계와; 기준 각속도명령에 대응하는 기준전류명령을 결정하는 단계와; 상기 모델링 오차, 고정자권선의 전류, 회전자의 각속도 및 기준전류명령을 기초로 SR모터의 인덕턴스, 역기전력 및 저항의 모델링에 따른 전류추종오차를 보상하는 모델링오차 전압제어신호를 생성하는 단계와; 상기 모델링오차 전압제어신호에 따라 SR모터를 구동하는 3상 구동전압을 생성하는 단계를 포함하는 SR모터의 제어방법에 의해 달성된다.It is also an object of the present invention to provide a control method of an SR motor having an inverter for generating a three-phase drive voltage for driving an SR motor on the basis of a voltage control signal, Providing a model value of a series of resistors, inductances and counter electromotive forces that are functions of angular velocity of each position and rotor; Detecting an angular velocity of the rotor of the SR motor, a rotational angle position of the rotor, and a current of the stator winding; Calculating a modeling error by determining model values of resistance, inductance, and counter electromotive force based on the detected angular velocity of the rotor, the rotational angle position of the rotor, and the current of the stator winding; Determining a reference current command corresponding to the reference angular velocity command; Generating a modeling error voltage control signal for compensating a current follow-up error due to modeling of inductance, counter electromotive force and resistance of the SR motor based on the modeling error, the stator winding current, the angular velocity of the rotor, and the reference current command; And generating a three-phase driving voltage for driving the SR motor in accordance with the modeling error voltage control signal.

또한, 상기 모델링오차 전압제어신호를 생성하는 단계는, 수학식 5로 주어지는 모델링오차 전압제어신호()를 생성함으로써, 인덕턱스, 저항 및 역기전력의 모델링 오차에 따른 전류추종오차를 효과적으로 감소시킬 수 있다.Also, the step of generating the modeling error voltage control signal may include: generating a modeling error voltage control signal ), It is possible to effectively reduce the current follow-up error due to the modeling error of the inductance, resistance, and counter electromotive force.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 4는 본 발명에 따른 SR모터의 제어장치의 기능별 블록도이다. SR모터의 제어장치는 고정자권선에 흐르는 전류 ()를 검출하는 전류 검출부(41)와, 회전자의 회전각위치(θ)를 검출하는 회전각 검출부(42)와, 회전자의 각속도(ω)를 검출하는 각속도 검출부(43)와, 기준전류명령() 및 고정자권선에 흐르는 전류 ()를 기초로 수학식 4로 주어지는 비선형 전압제어신호()와 수학식 5로 주어지는 모델링오차 전압제어신호()의 합으로 주어지는 전압제어신호()를 생성하여 고정자권선에 흐르는 전류()를 제어하는 전류제어부(44)와, 이 전압제어신호()를 실제로 SR모터의 고정자권선에 공급하는 펄스폭 변조형 인버터(45)를 가지고 있다.4 is a functional block diagram of a control apparatus for an SR motor according to the present invention. The control device of the SR motor controls the current flowing in the stator winding An angular velocity detecting section 43 for detecting the angular velocity omega of the rotor, a current detecting section 43 for detecting a rotational angle of the rotor, Command( ) And the current flowing through the stator winding ( ) On the basis of the nonlinear voltage control signal ( ) And the modeling error voltage control signal (equation The voltage control signal < RTI ID = 0.0 > ( ) To generate the current flowing in the stator winding ( A current control section 44 for controlling the voltage control signal ) To the stator winding of the SR motor.

한편, 전류 검출부(41)는 SR모터에서 전류제어부(44)로 궤환접속되고, 전류제어부(44) 및 펄스폭변조형 인버터(45)는 순차적으로 SR모터에 종속접속된다. 또한 전류제어부(44)는 기준전류명령() 생성원(도시되지 않음)에 접속된다.On the other hand, the current detector 41 is connected to the current controller 44 in the SR motor, and the current controller 44 and the pulse width modulation inverter 45 are cascade-connected to the SR motor. The current control unit 44 also outputs a reference current command ) Source (not shown).

본 발명의 전압제어신호()를 다시 쓰면,The voltage control signal ( ) Is rewritten,

일 때, when,

일 때,이며,로 정의된다. when, Lt; .

먼저, 수학식 4로 주어지는 비선형 전압제어신호()만 펄스폭 변조형 인버터(45)에 주어질 때 전류추종오차(=)를 계산한다.First, the non-linear voltage control signal ( ) Is given to the pulse width modulation inverter 45, the current follow-up error (= ).

이 때, 펄스폭 변조형 인버터(45)는 실제로에 해당하는 구동전압이 SR모터의 고정자권선에 공급되고, 이는 수학식 1로 주어지는 SR모터의 비선형 시스템관계식을 만족시키므로를 수학식 1에 대입하면,At this time, the pulse width modulation inverter 45 is actually Is supplied to the stator winding of the SR motor, Satisfies the nonlinear system relation of the SR motor given by Equation (1) Into Equation 1,

을 얻을 수 있다.Can be obtained.

여기서, 비선형 전압제어신호()는Here, the nonlinear voltage control signal ( )

,,즉, 모델링오차를 무시하고 구한 것이므로, 이 것을 수학식 7에 대입하면, , , That is, it is obtained by ignoring the modeling error. If this is substituted into the equation 7,

여기서,은 항상 양의 값을 가지므로 수학식 8의 양변을로 나누면,here, Lt; RTI ID = 0.0 > Eq. 8 < / RTI > By dividing by,

수학식 9의 미분방정식을 풀면, 다음 수학식 10과 같은 결과가 얻어진다.Solving the differential equation of Equation (9) results in the following Equation (10).

따라서, 본 발명의 비선형 전압제어신호()만 펄스폭 변조형 인버터에 주어질 때 전류초종오차(=)는 충분한 시간이 경과하여 초기오차에 대한 영향이 사라지게 되면 0이 된다. 이렇게 전류추종오차가 0으로 되는 것은 SR모터의 인덕턴스 및 역기전력의 비선형성이 완전히 제거되어 실질적으로 선형 시스템과 같이 동작하게 되기 때문이다.Therefore, the non-linear voltage control signal ( ) Only when given to a pulse-width modulation inverter current error (= ) Becomes zero when the influence on the initial error disappears after a sufficient time has elapsed. This is because the nonlinearity of the inductance and the back electromotive force of the SR motor is completely eliminated, so that the current follow-up error becomes zero, and substantially operates as a linear system.

다음에, 수학식 4로 주어지는 비선형 전압제어신호()와 수학식 5로 주어지는 모델링오차 전압제어신호()가 펄스폭 변조형 인버터(45)에 주어질 때 전류추종오차(=)를 계산한다.Next, the non-linear voltage control signal ( ) And the modeling error voltage control signal (equation ) Is given to the pulse width modulation inverter (45), the current follow-up error (= ).

이 때, 펄스폭 변조형 인버터(45)는 실제로=+즉, 수학식 6에 해당하는 구동전압이 SR모터의 고정자권선에 공급되고, 이는 수학식 1로 주어지는 SR모터의 비선형 시스템관계식을 만족시키므로 이를 수학식 1에 대입하면,At this time, the pulse width modulation inverter 45 is actually = + That is, the driving voltage corresponding to Equation (6) is supplied to the stator winding of the SR motor, Satisfies the nonlinear system relation of the SR motor given by Equation (1) Into Equation 1,

을 얻을 수 있다.Can be obtained.

여기서, 모델링오차 및 새로운 함수를 수학식 12와 같이 정의한다.Here, the modeling error and the new function Is defined as Equation (12).

, ,

, ,

수학식 11에 수학식 12를 대입하면,Substituting Equation (12) into Equation (11)

여기서, 유사 리아프노프 함수(Lyapunov like function)를 수학식 14와같이 정의한다.Here, a Lyapunov like function < RTI ID = 0.0 > Is defined as Equation (14).

수학식 14의 정의를 이용하면,Using the definition in Equation 14,

수학식 13으로부터를 구하여 수학식 15에 대입하면,From equation (13) And substituting this into Equation 15,

을 얻을 수 있다.Can be obtained.

수학식 16에의 관계식을 적용하면,In Equation 16, Applying the relational expression

을 얻을 수 있다.Can be obtained.

여기서, 새로운 함수를 수학식 18과 같이 정의한다.Here, the new function Is defined as shown in Equation (18).

이다.to be.

수학식 12와 수학식 18으로부터,From equations (12) and (18)

수학식 17과 수학식 19로부터,From equations (17) and (19)

를 얻을 수 있다.Can be obtained.

여기서,은 항상 양의 값을 가지므로 수학식 20의 양변을로 나누면,here, Lt; RTI ID = 0.0 > (20) < / RTI > By dividing by,

여기서, 수학식 5에 의해이면,Here, by the expression (5) If so,

이므로 수학식 21으로부터 From Equation 21,

을 얻을 수 있다. Can be obtained.

여기서, 수학식 5에 의해이면,Here, by the expression (5) If so,

이므로 수학식 21로부터 From Equation 21,

을 얻을 수 있다. Can be obtained.

여기서, 새로운 함수을 수학식 24과 같이 정의한다.Here, the new function Is defined as Equation (24).

수학식 23에 수학식 24의 정의식을 대입하면,Substituting the definition formula of the expression (24) into the expression (23)

수학식 23 및 수학식 25로부터 수학식 26의 미분부등식을 얻을 수 있다.From the equations (23) and (25), the differential inequality of the equation (26) can be obtained.

수학식 26을 풀면,Solving equation (26)

수학식 14 및 수학식 27로부터,From equations (14) and (27)

여기서,를 수학식 29로 정의된다.here, Is defined by Equation (29).

수학식 29를 수학식 28에 대입하면,Substituting equation (29) into equation (28)

따라서, 전류추종오차Therefore, the current follow- The

일 때,로 주어진다. when, .

따라서, 수학식 4로 주어지는 비선형 전압제어신호()와 수학식 5로 주어지는 모델링오차 전압제어신호()가 펄스폭 변조형 인버터(45)에 주어질 때 전류추종오차(=)의 최대값은로 제한된다. 여기서,는 설계파라미터로 이를 작게하면 전류추종오차도 작아지고,를 0으로 수렴시키면 전류추종오차도 0으로 수렴시킬 수 있다.Therefore, the non-linear voltage control signal ( ) And the modeling error voltage control signal (equation ) Is given to the pulse width modulation inverter (45), the current follow-up error (= ) Is the maximum value of . here, As the design parameter, the current follow-up error becomes smaller, Is converged to 0, the current follow-up error can be converged to zero.

다만, 여기서 유의할 점은를 무한히 작게할 수 없다는 것이다. 그 이유를 수학식 6으로 주어지는 모델링오차 전압제어신호()를 도시한 도 5를 참조하여 설명한다.Note, however, Can not be infinitely small. The reason for this is expressed by the modeling error voltage control signal ( Will be described with reference to FIG.

도 5의 가로축은 수학식 18로 정의되는와 전류추종오차(=)의 곱, 세로축은 모델링오차 전압제어신호()의 크기를 나타낸다.The horizontal axis of FIG. 5 is defined by Equation 18 And current follow-up error (= ), And the vertical axis represents the modeling error voltage control signal ( ).

도 5에서 설계파라미터인를 매우 작게하면와 전류추종오차(=)의 곱이 -보다 크고보다 작은 구간에서의 모델링오차 전압제어신호()의 경사는 커져 뱅뱅(Bang-bang)제어기가 된다. 즉, 전류추종오차가 양에서 음으로 변할 때 모델링오차 전압제어신호()는에서 -으로 급격하게 변해야 하고, 이러한 모델링오차 전압제어신호()의 급격한 변화는 채터링(Chattering)현상을 발생시켜 SR모터의 속도제어성능을 저하시킨다. 전류추종오차가 음에서 양으로 변할 때도 동일한 현상이 일어난다. 따라서, 본 발명에 따른 SR모터의 제어장치의 설계시의 적절한 트레이드 오프(Trade off)가 필요하다.In Fig. 5, Is made very small And current follow-up error (= ) Is the product of - Bigger Modeling error voltage control signal in a smaller section ( ) Becomes larger and becomes a Bang-bang controller. That is, Is changed from positive to negative, the modeling error voltage control signal ( ) From - , And this modeling error voltage control signal ( ) Causes a chattering phenomenon and degrades the speed control performance of the SR motor. Current follow-up error The same phenomenon occurs when the value changes from negative to positive. Therefore, in designing the control device of the SR motor according to the present invention (Trade-offs) between the two.

상기와 같은 SR모터의 제어장치 및 제어방법에 따르면, SR모터의 인덕턴스 및 역기전력의 비선형성과 SR모터의 저항, 인덕턴스 및 역기전력의 모델링오차에 따른 전류추종오차를 보상하는 전압제어신호를 생성함으로써, SR모터의 전류추종오차를 감소시킴과 동시에 SR모터의 토크 및 속도를 정밀하게 제어할 수 있다.According to the control device and control method of the SR motor as described above, the voltage control signal for compensating the current tracking error due to the nonlinearity of the inductance and counter electromotive force of the SR motor, the modeling error of the resistance, inductance and counter electromotive force of the SR motor is generated, It is possible to precisely control the torque and speed of the SR motor while reducing the current follow-up error of the motor.

Claims (12)

전압제어신호에 기초하여 SR모터의 구동을 위한 3상 구동 전압을 생성하는 인버터를 갖는 SR모터의 제어장치에 있어서,A control apparatus for an SR motor having an inverter for generating a three-phase drive voltage for driving an SR motor based on a voltage control signal, 상기 SR모터의 회전자의 각속도를 검출하는 각속도검출부와;An angular velocity detector for detecting an angular velocity of the rotor of the SR motor; 상기 SR모터의 회전자의 회전각위치를 검출하는 회전각검출부와;A rotation angle detector for detecting a rotation angle position of the rotor of the SR motor; 상기 SR모터의 고정자권선의 전류를 검출하는 전류검출부와;A current detector for detecting a current of a stator winding of the SR motor; 상기 각속도검출부에서 검출한 회전자의 각속도, 상기 회전각검출부에서 검출한 회전자의 회전각위치, 상기 전류검출부에서 검출한 고정자권선의 전류를 기초로 고정자권선의 인덕턱스, 저항 및 역기전력의 모델값을 결정하고, 상기 결정된 인덕턴스, 역기전력, 및 저항의 모델값, 상기 고정자권선의 전류 및 외부에서 결정하여 인가되는 고정자권선의 기준전류명령을 기초로 인덕턴스 및 역기전력의 비선형성에 따른 전류추종오차를 보상하는 비선형 전압제어신호를 구하여 이를 인버터에 제공하는 전류제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 SR모터의 제어장치.A model value of an inductance of the stator winding, a resistance and a model value of a counter electromotive force based on the angular speed of the rotor detected by the angular velocity detecting section, the rotational angle position of the rotor detected by the rotational angle detecting section, and the current of the stator winding detected by the current detecting section And compensates the current follow-up error according to the inductance and the non-linearity of the counter electromotive force based on the determined inductance, the counter electromotive force, and the model value of the resistance, the current of the stator winding, and the reference current command of the stator winding, And a current controller for obtaining a nonlinear voltage control signal and providing it to the inverter. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 비선형 전압제어신호()는 다음 식으로 주어지는 것을 특징으로 하는 SR모터의 제어장치:The non-linear voltage control signal ( ) Is given by the following equation: < EMI ID = 1.0 > 여기서,,은 각각 SR모터의 저항, 역기전력 및 인덕턴스의 모델값을 나타내고,는 회전자의 회전각위치, ω는 회전자의 각속도,는 고정자권선의 전류,는 고정자권선의 기준전류명령,는 임의의 양의 상수를 각각 나타내며,는 전류의 상으로서 1,2,3중 어느 하나의 값을 가진다.here, , And Represent the model values of the resistance, counter electromotive force and inductance of the SR motor, respectively, Is the rotation angle position of the rotor,? Is the angular speed of the rotor, The current of the stator winding, The reference current command of the stator winding, Quot; represents an arbitrary positive constant, Has a value of 1, 2, or 3 as an image of a current. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 전류제어부는 인덕턴스, 저항 및 역기전력의 모델링 오차에 따른 전류추종오차를 보상하는 모델링오차 전압제어신호를 추가로 생성하여 이를 상기 전압제어신호에 반영하는 것을 특징으로 하는 SR모터의 제어장치.Wherein the current controller further generates a modeling error voltage control signal for compensating a current tracking error according to a modeling error of an inductance, a resistance, and a back electromotive force, and reflects the modeling error voltage control signal to the voltage control signal. 청구항 3에 있어서,The method of claim 3, 상기 모델링오차 전압제어신호()는 다음 식으로 주어지는 것을 특징으로 하는 SR모터의 제어장치:The modeling error voltage control signal ( ) Is given by the following equation: < EMI ID = 1.0 > 일 때, when, 일 때, when, 여기서,로 정의되며,는 회전자의 회전각위치, ω는 회전자의 각속도,는 고정자권선의 전류,는 고정자권선의 기준전류명령,는 임의의 양의 상수를 나타내고,는 인덕턴스, 저항 및 역기전력의 모델링 오차의 최대값을 각각 나타내며,는 전류의 상으로서 1,2,3중 하나의 값을 가지고,는 설계파라미터로서 임의의 양의 값을 가진다.here, Lt; / RTI > Is the rotation angle position of the rotor,? Is the angular speed of the rotor, The current of the stator winding, The reference current command of the stator winding, Lt; / RTI > represents an arbitrary positive constant, Represents the maximum value of the modeling error of inductance, resistance, and counter electromotive force, Has one of the values 1, 2, and 3 as the phase of the current, Has a positive value as a design parameter. 전압제어신호에 기초하여 SR모터의 구동을 위한 3상 구동 전압을 생성하는 인버터를 갖는 SR모터의 제어방법에 있어서,A method of controlling an SR motor having an inverter for generating a three-phase driving voltage for driving an SR motor based on a voltage control signal, 상기 SR모터의 고정자권선의 전류, 회전자의 회전각위치 및 회전자의 각속도를 함수로 하는 일련의 저항, 인덕턴스 및 역기전력의 모델값을 마련하는 단계와;Providing a model value of a series of resistances, inductances, and counter electromotive forces that are functions of the current of the stator winding of the SR motor, the rotational angle position of the rotor, and the angular speed of the rotor; 상기 SR모터의 회전자의 각속도, 회전자의 회전각위치 및 고정자 권선의 전류를 검출하는 단계와;Detecting an angular velocity of the rotor of the SR motor, a rotational angle position of the rotor, and a current of the stator winding; 상기 검출된 회전자의 각속도, 회전자의 회전각위치 및 고정자 권선의 전류를 기초로 저항, 인덕턱스 및 역기전력의 모델값을 결정하는 단계와;Determining a model value of resistance, inductance, and counter electromotive force based on the detected angular velocity of the rotor, the rotational angle position of the rotor, and the current of the stator winding; 기준 각속도명령에 대응하는 기준전류명령을 결정하는 단계와;Determining a reference current command corresponding to the reference angular velocity command; 상기 결정된 저항, 인덕턱스 및 역기전력의 모델값, 기준전류명령 및 상기 고정자 권선의 전류를 기초로 SR모터의 인덕턴스 및 역기전력의 비선형성에 따른 전류추종오차를 보상하는 비선형 전압제어신호를 생성하는 단계와;Generating a nonlinear voltage control signal for compensating a current follow-up error according to nonlinearity of inductance and counter electromotive force of the SR motor based on the determined model value of the resistor, the inductance and the counter electromotive force, the reference current command, and the current of the stator winding; 상기 비선형 전압제어신호에 따라 상기 SR모터를 구동하는 3상 구동전압을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 SR모터의 제어방법.And generating a three-phase driving voltage for driving the SR motor according to the non-linear voltage control signal. 청구항 5에 있어서,The method of claim 5, 상기 비선형 전압제어신호를 생성하는 단계는,Wherein the step of generating the nonlinear voltage control signal comprises: 다음과 같은 식으로 주어지는 비선형 전압제어신호()를 생성하는 것을 특징으로 하는 SR모터의 제어방법:The nonlinear voltage control signal given by ) Of the SR motor. 여기서,,은 각각 SR모터의 저항, 역기전력 및 인덕턴스의 모델값을 나타내고,는 회전자의 회전각위치, ω는 회전자의 각속도,는 고정자권선의 전류,는 고정자권선의 기준전류명령,는 임의의 양의 상수를 각각 나타내며,는 전류의 상으로서 1,2,3중 어느 하나의 값을 가진다.here, , And Represent the model values of the resistance, counter electromotive force and inductance of the SR motor, respectively, Is the rotation angle position of the rotor,? Is the angular speed of the rotor, The current of the stator winding, The reference current command of the stator winding, Quot; represents an arbitrary positive constant, Has a value of 1, 2, or 3 as an image of a current. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 인덕턴스, 저항 및 역기전력의 모델링 오차에 따른 전류추종오차를 보상하는 모델링오차 전압제어신호를 생성하여, 이를 상기 전압제어신호에 반영하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 SR모터의 제어방법.Further comprising the step of generating a modeling error voltage control signal for compensating a current tracking error due to a modeling error of inductance, resistance, and counter electromotive force, and reflecting the generated modeling error voltage control signal to the voltage control signal. 청구항 7에 있어서,The method of claim 7, 상기 모델링오차 전압제어신호를 생성하는 단계는,Wherein generating the modeling error voltage control signal comprises: 다음 식으로 주어지는 모델링오차 전압제어신호()를 생성하는 것을 특징으로 하는 SR모터의 제어방법:The modeling error voltage control signal ( ) Of the SR motor. 일 때, when, 일 때, when, 여기서,로 정의되며,는 회전자의 회전각위치, ω는 회전자의 각속도,는 고정자권선의 전류,는 고정자권선의 기준전류명령,는 임의의 양의 상수를 나타내고,는 인덕턴스, 저항 및 역기전력의 모델링 오차의 최대값을 각각 나타내며,는 전류의 상으로서 1,2,3중 하나의 값을 가지고,는 설계파라미터로서 임의의 양의 값을 가진다.here, Lt; / RTI > Is the rotation angle position of the rotor,? Is the angular speed of the rotor, The current of the stator winding, The reference current command of the stator winding, Lt; / RTI > represents an arbitrary positive constant, Represents the maximum value of the modeling error of inductance, resistance, and counter electromotive force, Has one of the values 1, 2, and 3 as the phase of the current, Has a positive value as a design parameter. 전압제어신호에 기초하여 SR모터의 구동을 위한 3상 구동 전압을 생성하는 인버터를 갖는 SR모터의 제어장치에 있어서,A control apparatus for an SR motor having an inverter for generating a three-phase drive voltage for driving an SR motor based on a voltage control signal, 상기 SR모터의 회전자의 각속도를 검출하는 각속도검출부와;An angular velocity detector for detecting an angular velocity of the rotor of the SR motor; 상기 SR모터의 회전자의 회전각위치를 검출하는 회전각검출부와;A rotation angle detector for detecting a rotation angle position of the rotor of the SR motor; 상기 SR모터의 고정자 권선의 전류를 검출하는 전류검출부와;A current detector for detecting a current of a stator winding of the SR motor; 상기 각속도검출부에서 검출한 회전자의 각속도, 상기 회전각검출부에서 검출한 회전자의 회전각위치, 상기 전류검출부에서 검출한 고정자권선의 전류를 기초로 고정자권선의 인덕턴스, 역기전력 및 저항의 모델링 오차를 결정하고, 상기 결정된 모델링 오차, 고정자 권선의 전류, 회전자의 각속도 및 외부에서 결정되어 인가되는 고정자권선의 기준전류명령을 기초로 SR모터의 인덕턴스, 역기전력 및 저항의 모델링에 따른 전류추종오차를 보상하는 모델링오차 전압제어신호를 구하여 이를 인버터에 제공하는 전류제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 SR모터의 제어장치.A modeling error of a stator winding inductance, a back electromotive force and a resistance based on an angular speed of the rotor detected by the angular velocity detecting unit, a rotational angle position of the rotor detected by the rotational angle detecting unit, and a current of the stator winding detected by the current detecting unit Based on the determined modeling error, the current of the stator winding, the angular speed of the rotor, and the reference current command of the stator winding determined and applied outside, the current follow-up error due to modeling of the inductance, counter electromotive force and resistance of the SR motor is compensated And a current control unit for obtaining a modeling error voltage control signal for providing the modeling error voltage control signal to the inverter. 청구항 9에 있어서,The method of claim 9, 상기 모델링오차 전압제어신호()는 다음 식으로 주어지는 것을 특징으로 하는 SR모터의 제어장치:The modeling error voltage control signal ( ) Is given by the following equation: < EMI ID = 1.0 > 일 때, when, 일 때, when, 여기서,로 정의되며,는 회전자의 회전각위치, ω는 회전자의 각속도,는 고정자권선의 전류,는 고정자권선의 기준전류명령,는 임의의 상수를 나타내고,는 인덕턴스, 저항 및 역기전력의 모델링 오차의 최대값을 각각 나타내며,는 전류의 상으로서 1,2,3중 하나의 값을 가지고,는 설계파라미터로서 임의의 양의 값을 가진다.here, Lt; / RTI > Is the rotation angle position of the rotor,? Is the angular speed of the rotor, The current of the stator winding, The reference current command of the stator winding, Represents an arbitrary constant, Represents the maximum value of the modeling error of inductance, resistance, and counter electromotive force, Has one of the values 1, 2, and 3 as the phase of the current, Has a positive value as a design parameter. 전압제어신호에 기초하여 SR모터의 구동을 위한 3상 구동 전압을 생성하는 인버터를 갖는 SR모터의 제어방법에 있어서,A method of controlling an SR motor having an inverter for generating a three-phase driving voltage for driving an SR motor based on a voltage control signal, SR모터의 고정자권선의 전류, 회전자의 회전각위치 및 회전자의 각속도를 함수로 하는 일련의 저항, 인덕턱스 및 역기전력의 모델값을 마련하는 단계와;Providing a model value of a series of resistors, inductance, and counter electromotive force that are functions of the current of the stator winding of the SR motor, the rotational angle position of the rotor, and the angular speed of the rotor; 상기 SR모터의 회전자의 각속도, 회전자의 회전각위치 및 고정자 권선의 전류를 검출하는 단계와;Detecting an angular velocity of the rotor of the SR motor, a rotational angle position of the rotor, and a current of the stator winding; 상기 검출된 회전자의 각속도, 회전자의 회전각위치 및 고정자 권선의 전류를 기초로 저항, 인덕턱스 및 역기전력의 모델값을 결정하여 모델링오차를 산출하는 단계와;Calculating a modeling error by determining model values of resistance, inductance, and counter electromotive force based on the detected angular velocity of the rotor, the rotational angle position of the rotor, and the current of the stator winding; 기준 각속도명령에 대응하는 기준전류명령을 결정하는 단계와;Determining a reference current command corresponding to the reference angular velocity command; 상기 모델링 오차, 고정자권선의 전류, 회전자의 각속도 및 기준전류명령을 기초로 SR모터의 인덕턴스, 역기전력 및 저항의 모델링에 따른 전류추종오차를 보상하는 모델링오차 전압제어신호를 생성하는 단계와;Generating a modeling error voltage control signal for compensating a current follow-up error due to modeling of inductance, counter electromotive force and resistance of the SR motor based on the modeling error, the stator winding current, the angular velocity of the rotor, and the reference current command; 상기 모델링오차 전압제어신호에 따라 SR모터를 구동하는 3상 구동전압을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 SR모터의 제어방법.And generating a three-phase driving voltage for driving the SR motor according to the modeling error voltage control signal. 청구항 11에 있어서,The method of claim 11, 상기 모델링오차 전압제어신호를 생성하는 단계는,Wherein generating the modeling error voltage control signal comprises: 다음 식으로 주어지는 모델링오차 전압제어신호()를 생성하는 것을 특징으로 하는 SR모터의 제어방법:The modeling error voltage control signal ( ) Of the SR motor. 일 때, when, 일 때, when, 여기서,로 정의되며,는 회전자의 회전각위치, ω는 회전자의 각속도,는 고정자권선의 전류,는 고정자권선의 기준전류명령,는 임의의 양의 상수를 나타내고,는 인덕턴스, 저항 및 역기전력의 모델링 오차의 최대값을 각각 나타내며,는 전류의 상으로서 1,2,3중 하나의 값을 가지고,는 설계파라미터로서 임의의 양의 값을 가진다.here, Lt; / RTI > Is the rotation angle position of the rotor,? Is the angular speed of the rotor, The current of the stator winding, The reference current command of the stator winding, Lt; / RTI > represents an arbitrary positive constant, Represents the maximum value of the modeling error of inductance, resistance, and counter electromotive force, Has one of the values 1, 2, and 3 as the phase of the current, Has a positive value as a design parameter.
KR1019970070928A 1997-08-30 1997-12-19 Control apparatus and its method of a sr motor KR100260738B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970044870A KR19990024344A (en) 1997-08-30 1997-08-30 Nonlinear Current Tracking Control Method and Device for Variable Reluctance Motor
KR1997-44870 1997-08-30
KR1019970044870 1997-08-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990022663A true KR19990022663A (en) 1999-03-25
KR100260738B1 KR100260738B1 (en) 2000-07-01

Family

ID=66037699

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970044870A KR19990024344A (en) 1997-08-30 1997-08-30 Nonlinear Current Tracking Control Method and Device for Variable Reluctance Motor
KR1019970070928A KR100260738B1 (en) 1997-08-30 1997-12-19 Control apparatus and its method of a sr motor

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970044870A KR19990024344A (en) 1997-08-30 1997-08-30 Nonlinear Current Tracking Control Method and Device for Variable Reluctance Motor

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR19990024344A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200066006A (en) 2018-11-30 2020-06-09 (주)쿠첸 Sr motor

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101587721B1 (en) * 2014-06-17 2016-01-22 에스엔유 프리시젼 주식회사 Apparatus and method for controlling surgical burr cutter
KR20200000702A (en) 2018-06-25 2020-01-03 원광대학교산학협력단 Control device and method of SPSR motor with auxiliary winding

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200066006A (en) 2018-11-30 2020-06-09 (주)쿠첸 Sr motor

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990024344A (en) 1999-04-06
KR100260738B1 (en) 2000-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4624619B2 (en) Method and apparatus for controlling torque in a permanent magnet brushless electronic motor
US9825564B2 (en) Circuits and methods of determining position and velocity of a rotor
JP3686474B2 (en) Brushless permanent magnet motor control system and method
Uddin et al. Performance of interior permanent magnet motor drive over wide speed range
US7119530B2 (en) Motor phase current measurement using a single DC bus shunt sensor
US6429611B1 (en) Rotary and linear motor
JP3467961B2 (en) Control device for rotating electric machine
US6426602B1 (en) Minimization of motor torque ripple due to unbalanced conditions
EP0944164B1 (en) Sensorless control method and apparatus of permanent magnet synchronous motor
EP1516425B1 (en) Brushless motor control utilizing independent phase parameters
US7411365B2 (en) Drive control device of motor and a method of start-up
JP3312520B2 (en) Magnetic pole position detection device for motor
EP1783891B1 (en) Control of switched reluctance machines
WO1994011945A1 (en) Method of observer-based control of permanent-magnet synchronous motors
US6859001B2 (en) Torque ripple and noise reduction by avoiding mechanical resonance for a brushless DC machine
US8810180B2 (en) Electric motor operation apparatus and method
US6566829B1 (en) Method and apparatus for torque control of a machine
JPH08275599A (en) Control method for permanent magnet synchronous motor
JP2001197777A (en) Brushless machine control
KR19990022663A (en) Control device of SR motor and control method thereof
JP4032845B2 (en) Control device for synchronous motor
Øvrebø Sensorless control of permanent magnet synchronous machines
Gupta et al. Comparative analysis of Speed control of BLDC motor using PWM and Current Control Techniques
JP3427575B2 (en) DC brushless motor and its stopping method
JPH1189277A (en) Controller of reluctance motor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080328

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee