KR20040019323A - 동기 전동기의 전류 제어 방법 및 제어 장치 - Google Patents

동기 전동기의 전류 제어 방법 및 제어 장치 Download PDF

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KR20040019323A
KR20040019323A KR10-2004-7000067A KR20047000067A KR20040019323A KR 20040019323 A KR20040019323 A KR 20040019323A KR 20047000067 A KR20047000067 A KR 20047000067A KR 20040019323 A KR20040019323 A KR 20040019323A
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가부시키가이샤 야스카와덴키
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Abstract

동기 전동기의 회전자의 실(實) 위치(θ)를 이용하여, 동기 전동기에 흐르는 전류(Iu, Iv, Iw)를 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하여, d축 실 전류(Idfb)와 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 추정하고, d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하고, 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환한다. 이것에 의해, 온도 등의 영향에 의해서도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있는 동기 전동기의 전류 제어 방법 및 제어 장치를 제공할 수 있다.

Description

동기 전동기의 전류 제어 방법 및 제어 장치{METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING CURRENTS OF SYNCHRONOUS MOTOR}
종래의 동기 전동기의 전류 제어 장치로서는, 고속인 응답 특성을 얻기 위해서 도 7과 같은 동기 전동기의 전류 제어 장치(이하, 제1 종래 장치라고 한다)가 존재하였다.
도 7의 제1 종래 장치는, 일본국 특개평 제11-18469호 공보에서, 전류 피드 포워드를 이용한 동기 전동기의 전류 제어 장치로서 기재되어 있다. 이하, 간단히 도 7을 이용하여 설명한다.
도 7에서, 1은 동기 전동기, 2는 실 위치 관측기, 3은 실 전류 관측부, 4는 전력 변환 회로, 5는 제1 좌표 변환기, 6은 제2 좌표 변환기, 20은 피드백 제어부, 12는 피드 포워드 제어부, 13은 전압 지령 합성부이다.
실 전류 관측부(3)는, 동기 전동기(1)의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공한다.
실 위치 관측기(2)는 인코더와 같은 것으로, 동기 전동기(1)의 회전자의 실 위치(θ)를 제공한다.
제2 좌표 변환기(6)는, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환한다.
제1 좌표 변환기(5)는, 상기 실 위치(θ)를 이용하여, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하여, 전력 변환 회로(4)에 제공한다.
피드 포워드 제어부(12)는, d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)에 기초하여 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 생성한다.
피드백 제어부(20)는, 상기 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 상기 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 모의 전류와 q축 모의 전류에 기초하여 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)을 생성한다.
전압 지령 합성기(13)는, 상기 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 상기 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)과 상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)에 기초하여 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성한다.
상기와 같은 동기 전동기의 전류 제어 장치에 있어서, 피드 포워드 제어부(12)에서, d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)에 기초하여 d축제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 생성하여, 각각을 피드백 제어부(20)와 전압 지령 합성기(13)에 제공함으로써, 스텝 응답의 오버슈트를 발생시키지 않고, 또한 고속 응답의 전류 제어를 얻을 수 있도록 되어 있다.
또, 종래의 동기 전동기의 다른 제어 장치로서는, 도 10과 같은 동기 전동기의 제어 장치(이하, 제2 종래 장치라고 한다)도 존재하였다.
이하, 제2 종래 장치에 대해서 도 10을 이용하여 간단히 설명한다.
도 10에서, 81은 동기 전동기, 82는 실 위치 관측기, 83은 실 전류 관측부, 84는 전력 변환 회로, 85는 제2 좌표 변환 회로, 86은 제1 좌표 변환 회로, 87은 전류 제어부, 88은 기계 제어부, 91은 미분기이다.
실 전류 관측부(83)는, 동기 전동기(81)의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공한다.
실 위치 관측기(82)는 인코더와 같은 것으로, 동기 전동기(81)의 회전자의 실 위치(θ)를 제공한다.
제1 좌표 변환기(86)는, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Id) 및 q축 실 전류(Iq)로 변환한다.
제2 좌표 변환기(85)는, 상기 실 위치(θ)를 이용하여, d축 전압 지령(Vdref)과 q축 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하여, 전력 변환 회로(84)에 제공한다.
전류 제어부(87)는, 상기 토크 지령(Tref)과 상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 실 위치(θ)에 기초하여 전류 제어 연산을 행하여, d축 전압 지령(Vdref)과 q축 전압 지령(Vqref)을 제공한다.
미분기(91)는, 상기 실 위치(θ)에 기초하여 추정 속도(w)를 생성한다. 예를 들면, 다음과 같은 방법은 일반적이다.
w(k) = (θ(k)-θ(k-1))/T
단, T는 샘플링 타임, ·(k)는 시각(k*T)시의 신호값이다.
기계 제어부(88)는, 상기 실 지령(θref)과 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)와 추정 속도(w)에 기초하여 기계 제어 연산을 행하여, 토크 지령(Tref)을 제공한다.
기계 제어부(88)에 상기 실 위치(θ)와, 추정 속도(w)를 제공함으로써, 상기 실 지령(θref)에 대해서, 동기 전동기(81)가 안정적으로 또한 쾌속으로 응답하는 것이 가능하다.
그러나, 상기 제1 종래 장치는, d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)에 대한 응답 특성을 개선하는 것으로, 피드백 특성을 개선하는 것은 아니다. 따라서, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에는, 스텝 응답에 진동이나 오버슈트 등이 발생하여, 전류의 응답 특성이 악화한다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 예를 들면, 공작 기계에서의 테이블이나 로봇의 아암과 같은 부하 기계를 구동하는 리니어 모터나 동기 전동기의 전류 제어 방법 및 제어 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도,
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도,
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도,
도 4는 본 발명의 제4 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도,
도 5는 본 발명의 제5 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도,
도 6은 본 발명의 제6 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도,
도 7은 종래의 전동기 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도,
도 8은 본 발명의 제7 실시 형태의 동기 전동기의 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도,
도 9는 본 발명의 제8 실시 형태의 동기 전동기의 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도,
도 10은 종래의 동기 전동기의 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
또, 도면 중 부호 1은 동기 전동기, 2는 실 위치 관측기, 3은 실 전류 관측부, 4는 전력 변환 회로, 5는 제1 좌표 변환기, 6은 제2 좌표 변환기, 7은 유기 전압 보상부, 8은 속도 생성부, 9a는 전류 피드백 제어부, 9b는 전류 피드백 제어부, 10a는 전류 옵저버, 10b는 전류 옵저버, 11은 피드백 제어부,12는 피드 포워드 제어부, 13은 전압 지령 합성부, 14a는 전류 옵저버, 14b는 전류 옵저버, 15는 전압 지령 합성부, 16은 전압 지령 합성부, 17은 전압 지령 합성부, 20은 피드백 제어부, 81은 동기 전동기, 82는 실 위치 관측기, 83은 실 전류 관측부, 84는 전력 변환 회로, 85는 제2 좌표 변환기, 86은 제1 좌표 변환기, 87은 전류 제어부, 88은 기계 제어부, 89는 제1 속도 추정부, 90은 제2 속도 추정부, 그리고 91은 미분기이다.
(발명의 개시)
따라서, 본 발명의 제1 목적은, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 발생할 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있는 동기 전동기의 전류 제어 방법 및 제어 장치를 제공하는 것이다.
또, 상기 제2 종래 장치에서, 상기 실 위치(θ)는 양자화된 것으로, θ(k)에 양자화 오차가 존재한다. 즉,
wm(k) ≠ w(k)
가 된다. 단, wm은 동기 전동기의 실 속도이다.
예를 들면, 10000펄스/회전의 인코더에서 실 위치(θ)의 최고 위치 정밀도는 1/10000 회전이다.
샘플링 타임이 100㎲인 경우, w의 분해능은 1펄스/100㎲가 되고, 10000펄스/s가 되어, 60rpm이 된다.
샘플링 타임이 10㎲인 경우, w의 분해능은 1펄스/10㎲가 되고, 100000펄스/s가 되어, 600rpm이 된다.
따라서, 동일한 인코더에 대해서, 샘플링 타임의 단축에 의해서, w의 분해능은 현저히 저하해 버린다. 따라서, 기계 제어부(88)에서 생성된 토크 지령(Tref)에 진동 성분이 커져서, 속도 게인을 높게 설정할 수 없게 되어, 동기 전동기의 즉응성(卽應性)이 저하하여 버린다고 하는 문제가 있다.
이 문제를 해결하기 위해서, 종래는, 인코더의 분해능을 향상시키는 것을 행하고 있었다. 그러나, 인코더의 분해능을 향상시키는 것은, 비용이 들기 때문에문제가 있다.
따라서, 본 발명의 제2 목적은, 샘플링 타임이 단축될 때에도, 인코더의 분해능을 향상시키지 않고도, 양호한 즉응성 및 로버스트성을 얻을 수 있는 동기 전동기의 제어 방법 및 제어 장치를 제공하는 것이다.
상기의 제1 목적을 달성하기 위해서, 청구의 범위 제1항에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법의 발명은, 전력 변환 회로에 의해 급전되는 동기 전동기에 흐르는 전류를 전류 지령과 일치하도록, 전력 변환 회로에 적절한 실 전압 지령을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 방법에 있어서, 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 동기 전동기에 흐르는 전류(Iu, Iv, Iw)를 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하고, 상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 추정하여, d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하고, 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 1에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법에 의하면, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 2에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법은, 전력 변환 회로에 의해 급전되는 동기 전동기에 흐르는 전류를 전류 지령과 일치하도록, 전력 변환 회로에 적절한 실 전압 지령을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 방법에 있어서, 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 동기 전동기에 흐르는 전류(Iu, Iv, Iw)를 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하고, 상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 추정하여, d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하고, 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 유기(誘起) 전압을 가산하고, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하여, 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 2에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법에 의하면, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 3에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법은, 전력 변환 회로에 의해 급전되는 동기 전동기에 흐르는 전류를 전류 지령과 일치하도록, 전력 변환 회로에 적절한 실 전압 지령을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 방법에 있어서, d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)에 기초하여 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 생성하고, 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 동기 전동기에 흐르는 전류(Iu, Iv, Iw)를 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하고, 상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 추정하여, 상기 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 상기 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)을 생성하고, 상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 상기 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하고, 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 유기 전압을 가산하고, d축 실 전압 지령(Vdref)과q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하여, 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 3에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법에 의하면, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, 지령에 대해서, 보다 고속인 전류의 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 4에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법은, 전력 변환 회로에 의해 급전되는 동기 전동기에 흐르는 전류를 전류 지령과 일치하도록, 전력 변환 회로에 적절한 실 전압 지령을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 방법에 있어서, 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 동기 전동기에 흐르는 전류(Iu, Iv, Iw)를 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하고, 상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)와 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 추정하여, d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하고, 상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 상기 q축 모의 외란 전압(Vqob)에 기초하여 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하고, 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 4에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법에 의하면, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터가 변동하여 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 5에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법은, 전력 변환 회로에 의해 급전되는 동기 전동기에 흐르는 전류를 전류 지령과 일치하도록, 전력 변환 회로에 적절한 실 전압 지령을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 방법에 있어서, d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)에 기초하여 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 생성하고, 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 동기 전동기에 흐르는 전류(Iu, Iv, Iw)를 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하여, 상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)와 d축 모의외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 추정하여, 상기 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 상기 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)을 생성하고, 상기 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 상기 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)과 상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 상기 q축 모의 외란 전압(Vqob)에 기초하여 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하고, 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 5에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법에 의하면, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터가 변동하여 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, 지령에 대해서, 보다 고속인 전류의 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 6에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법은, 전력 변환 회로에 의해 급전되는 동기 전동기에 흐르는 전류를 전류 지령과 일치하도록, 전력 변환 회로에 적절한 실 전압 지령을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 방법에 있어서, d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)에 기초하여 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 생성하고, 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 동기 전동기에 흐르는 전류(Iu, Iv, Iw)를 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하여, 상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 실 전압 지령(Vqo)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)와 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 추정하고, 상기 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 상기 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)을 생성하고, 상기 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 상기 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)과 상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 상기 q축 모의 외란 전압(Vqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 실 전압 지령(Vqo)을 생성하고, 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)과 유기 전압을 가산하여, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하고, 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 6에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법에 의하면, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터가 변동하여 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 지령에 대해서, 보다 고속인 전류의 응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 7에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치는, 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치에 있어서, 상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2)와, 동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3)와, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6)와, 상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 추정하는 전류 옵저버(10a)와, 상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 피드백 제어부(9a)와, 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 7에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 8에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치는, 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치에 있어서, 상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2)와, 동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3)와, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6)와, 상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 추정하는 전류 옵저버(10b)와, 상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하는 피드백 제어부(9b)와, 상기 실 위치(θ)를 이용하여 실 속도(w)를 생성하는 속도 생성기(8)와, 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)과 상기 실 속도(w)에 기초하여 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 유기 전압을 가산하여, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 유기 전압 보상부(7)와, 상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 8에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 9에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치는, 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치에 있어서, 상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2)와, 동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3)와, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6)와, 상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 추정하는 전류 옵저버(10b)와, 상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)에 기초하여 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 생성하는 피드 포워드 제어부(12)와, 상기 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 상기 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)을 생성하는 피드백 제어부(11)와, 상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 상기 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하는 전압 지령 합성기(13)와, 상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하는 피드백 제어부(9b)와, 상기 실 위치(θ)를 이용하여 실 속도(w)를 생성하는 속도 생성기(8)와, 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)괴 상기 실 속도(w)에 기초하여 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 유기 전압을 가산하여, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 유기 전압 보상부(7)와, 상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 9에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, 지령에 대해서, 보다 고속인 전류의 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 10에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치는, 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치에 있어서, 상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2)와, 동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3)와, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6)와, 상기 d축실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)와 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 추정하는 전류 옵저버(14a)와, 상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하는 피드백 제어부(9b)와, 상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 상기 q축 모의 외란 전압(Vqob)에 기초하여 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 전압 지령 합성기(15)와, 상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 10에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터가 변동하여 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 11에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치는, 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치에 있어서, 상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2)와, 동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3)와, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6)와, 상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)에 기초하여 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 생성하는 피드 포워드 제어부(12)와, 상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)와 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 추정하는 전류 옵저버(14a)와, 상기 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 상기 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)을 생성하는 피드백 제어부(11)와, 상기 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 상기 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)과 상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 상기 q축 모의 외란 전압(Vqob)에 기초하여 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 전압 지령 합성기(16)와, 상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 11에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터가 변동하여 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, 지령에 대해서, 보다 고속인 전류의 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 12에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치는, 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치에 있어서, 상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2)와, 동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3)와, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6)와, 상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)에 기초하여 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 생성하는 피드 포워드 제어부(12)와, 상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 실 전압 지령(Vqo)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)와 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 추정하는 전류 옵저버(14b)와, 상기 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 상기 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)와 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)을 생성하는 피드백 제어부(11)와, 상기 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 상기 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)과 상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 상기 q축 모의 외란 전압(Vqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 실 전압 지령(Vqo)을 생성하는 전압 지령 합성기(17)와, 상기 실 위치(θ)를 이용하여 실 속도(w)를 생성하는 속도 생성기(8)와, 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)과 상기 실 속도(w)에 기초하여 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 유기 전압을 가산하여, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 유기 전압 보상부(7)와, 상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 12에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터가 변동하여 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 지령에 대해서, 보다 고속인 전류의 응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
또, 상기의 제2 목적을 달성하기 위해서, 청구항 13에 기재된 동기 전동기의 제어 방법의 발명은, 전력 변환 회로에 의해 급전되는 동기 전동기가 실 지령(θref)에 접근하도록, 상기 전력 변환 회로에 적절한 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 제어 방법에 있어서, 상기 실 지령(θref)과 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)와 추정 속도(w)에 기초하여 기계 제어 연산을 행하여, 토크 지령(Tref)을 제공하고, 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 동기 전동기에 흐르는 전류(Iu, Iv, Iw)를 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Id) 및 q축 실 전류(Iq)로 변환하고, 상기 실 위치(θ)와 상기 토크 지령(Tref)과 상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축 실 전류(Iq)에 기초하여 전류 제어 연산을 행하여, d축 전압 지령(Vdref)과 q축 전압 지령(Vqref)을 제공하고, 상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하여, 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 추정 속도(w)를 추정하는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기의 동기 전동기의 제어 방법에 의하면, 샘플링 타임이 단축될 때에도, 인코더의 분해능을 향상시키지 않고도, 양호한 즉응성 및 로버스트성을 얻을 수 있다.
청구항 14에 기재된 동기 전동기의 제어 방법의 발명은, 전력 변환 회로에 의해 급전되는 동기 전동기가 실 지령(θref)에 접근하도록, 상기 전력 변환 회로에 적절한 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 제어 방법에 있어서, 상기 실 지령(θref)과 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)와 추정 속도(w)에 기초하여 기계 제어 연산을 행하여, 토크 지령(Tref)을 제공하고, 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 동기 전동기에 흐르는 전류(Iu, Iv, Iw)를 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Id) 및 q축 실 전류(Iq)로 변환하고, 상기 실 위치(θ)와 상기 토크 지령(Tref)과 상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축 실 전류(Iq)에 기초하여 전류 제어 연산을 행하여, d축 전압 지령(Vdref)과 q축 전압 지령(Vqref)을 제공하고, 상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하여, 상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 추정 속도(w)를 추정하는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 동기 전동기의 제어 방법에 의하면, 샘플링 타임이 단축될 때에도, 인코더의 분해능을 향상시키지 않고도, 양호한 즉응성 및 로버스트성을 얻을 수 있다. 또, 추정 속도(w)의 추정 정밀도가 보다 높아지게 되기 때문에, 기계 제어부의 제어 게인을 보다 높게 설정할 수 있다.
청구항 15에 기재된 동기 전동기의 제어 장치의 발명은, 전력 변환 회로(84)에 의해 급전되는 동기 전동기(81)가 실 지령(θref)에 접근하도록, 상기 전력 변환 회로(84)에 적절한 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 제어 장치에 있어서, 상기 동기 전동기(81)의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(82)와, 상기 동기 전동기(81)의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(83)와, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Id) 및 q축 실 전류(Iq)로 변환하는 제1 좌표 변환 회로(86)와, 상기 실 지령(θref)과 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)와 추정 속도(w)에 기초하여 기계 제어 연산을 행하여, 토크 지령(Tref)을 제공하는 기계 제어부(88)와, 상기 토크 지령(Tref)과 상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 실 위치(θ)에 기초하여 전류 제어 연산을 행하여, d축 전압 지령(Vdref)과 q축 전압 지령(Vqref)을 제공하는 전류 제어부(87)와, 상기 실 위치(θ)와 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 제2 좌표 변환 회로(85)와, 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 추정 속도(w)를 추정하는 제1 속도 추정부(89)를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 동기 전동기의 제어 장치에 의하면, 샘플링 타임이 단축될 때에도, 인코더의 분해능을 향상시키지 않고도, 양호한 즉응성 및 로버스트성을 얻을 수 있다.
청구항 16에 기재된 동기 전동기의 제어 장치의 발명은, 전력 변환 회로(84)에 의해 급전되는 동기 전동기(81)가 실 지령(θref)에 접근하도록, 상기 전력 변환 회로(84)에 적절한 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 제어 장치에 있어서, 상기 동기 전동기(81)의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(82)와, 상기 동기 전동기(81)의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(83)와, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Id) 및 q축 실 전류(Iq)로 변환하는 제1 좌표 변환 회로(86)와, 상기 실 지령(θref)과 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)와 추정 속도(w)에 기초하여 기계 제어 연산을 행하여, 토크 지령(Tref)을 제공하는 기계 제어부(88)와, 상기 토크 지령(Tref)과 상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 실 위치(θ)에 기초하여 전류 제어 연산을 행하여, d축 전압 지령(Vdref)과 q축 전압 지령(Vqref)을 제공하는 전류 제어부(87)와, 상기 실 위치(θ)와 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 제2 좌표 변환 회로(85)와, 상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 추정 속도(w)를 추정하는 제2 속도 추정부(90)를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 동기 전동기의 제어 장치에 의하면, 샘플링 타임이 단축될 때에도, 인코더의 분해능을 향상시키지 않고도, 양호한 즉응성 및 로버스트성을 얻을 수 있다. 또, 추정 속도(w)의 추정 정밀도가 보다 높아지게 되기 때문에, 기계 제어부의 제어 게인을 보다 높게 설정할 수 있다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
이하, 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명에 대해서, 제1∼제6 실시 형태(도 1∼도 6)를 개시하고, 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명에 대해서, 제7 및 제8 실시 형태(도 8 및 도 9)를 개시한다.
먼저, 본 발명의 제1 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치 및 제어 방법에 대해서 도 1에 기초하여 설명한다.
이하, 동기 전동기의 전류 제어 장치는 동기 전동기의 전류 제어 방법의 일 실시 형태이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 이 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치는 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치로서, 상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2)와, 동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3)와, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6)와, 상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 추정하는 전류 옵저버(10a)와, 상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 피드백 제어부(9a)와, 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)로 구성되어 있다.
동기 전동기(1), 실 위치 관측기(2), 실 전류 관측부(3), 전력 변환 회로(4), 제1 좌표 변환기(5), 제2 좌표 변환기(6)는 종래 장치의 것과 동일하다.
전류 옵저버(10a)에서, d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)는 다음과 같이 생성된다. 단, s는 미분 연산자, Rd는 d축 등가 저항, Rq는 q축 등가 저항, Ld는 d축 등가 인덕턴스, Lq는 q축 등가 인덕턴스를 나타낸다. Ld1, Ld2, Lq1, Lq2는 전류 옵저버의 게인으로, 극배치로 설정하면 좋다.
Idob*s = -Rd*Idob/Ld+Ld1*(Idfb-Idob)+(Vdob+Vdref)/Ld (1)
Vdob*s = Ld2*(Idfb-Idob) (2)
Iqob*s = -Rq*Iqob/Lq+Lq1*(Iqfb-Iqob)+(Vqob+Vqref)/Lq (3)
Vqob*s = Lq2*(Iqfb-Iqob) (4)
피드백 제어부(9a)에서, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)은 다음과 같이 생성된다. 단, kda, kqa는 피드백 게인이다.
Vdref = kda*(Idref-Idob) (5)
Vqref = kqa*(Iqref-Iqob) (6)
이 제1 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 측정 전류(Idfb, Iqfb) 대신에, 전류 옵저버부(10a)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 이용하여 피드백 제어를 행함으로써, 측정 전류(Idfb, Iqfb)에 포함되는 노이즈가 억제되고, 피드백 게인(kda, kqa)을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
또한, 피드백 제어부(9a)에 관해서는, (5), (6) 식으로 나타내는 비례 제어가 아니라, 비례·적분 제어로 구축해도 좋다. 또, 전류 옵저버(10a)에 관해서는, d, q축의 간섭 성분을 고려하여 구축해도 좋다.
본 발명의 제2 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치에 대해서 도 2에 기초하여 설명한다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 이 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치는, 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치로서, 상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2)와, 동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3)와, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6)와, 상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 추정하는 전류 옵저버(10b)와, 상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하는 전류 피드백 제어부(9b)와, 상기 실 위치(θ)를 이용하여 실 속도(w)를 생성하는 속도 생성기(8)와, 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)과 상기 실 속도(w)에 기초하여 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 유기 전압을 가산하여, d축실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 유기 전압 보상부(7)와, 상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)로 구성되어 있다.
전류 옵저버(10b)에서, d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)는 다음과 같이 생성된다.
Idob*s = -Rd*Idob/Ld+Ld1*(Idfb-Idob)+(Vdob+Vdo)/Ld (7)
Vdob*s = Ld2*(Idfb-Idob) (8)
Iqob*s = -Rq*Iqob/Lq+Lq1*(Iqfb-Iqob)+(Vqob+Vqo)/Lq (9)
Vqob*s = Lq2*(Iqfb-Iqob) (10)
피드백 제어부(9b)에서, d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)은 다음과 같이 생성된다. 단, kda, kqa는 피드백 게인이다.
Vdo = kda*(Idref-Idob) (11)
Vqo = kqa*(Iqref-Iqob) (12)
속도 생성기(8)에서, 실 속도(w)는 다음과 같이 생성된다.
w = s*θ (13)
유기 전압 보상부(7)에서, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)은 다음과 같이 생성된다. 단, φd, φq는 d, q축의 등가 자속 계수이다.
Vdref = Vdo+φd*w (14)
Vqref = Vqo+φq*w (15)
이 제2 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 측정 전류(Idfb, Iqfb) 대신에, 전류 옵저버부(10b)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 이용하여 피드백 제어를 행함으로써, 측정 전류(Idfb, Iqfb)에 포함되는 노이즈가 억제되고, 피드백 게인(kda, kqa)을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화하는 경우, 유기 전압 보상부(7)에서 유기 전압을 보상함으로써, 전류 옵저버부(10b)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)의 추정 오차를 억제함으로써, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화해도 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
또한, 피드백 제어부(9b)에 관해서는, (11), (12) 식으로 나타내는 비례 제어가 아니라, 비례·적분 제어로 구축해도 좋다.
또, 전류 옵저버(10b)에 관해서는, d, q축의 간섭 성분을 고려하여 구축해도 좋다.
본 발명의 제3 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치에 대해서 도 3에 기초하여 설명한다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 이 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치는, 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치로서, 상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2)와, 동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3)와, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6)와, 상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 추정하는 전류 옵저버(10b)와, 상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)에 기초하여 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 생성하는 피드 포워드 제어부(12)와, 상기 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 상기 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)을 생성하는 피드백 제어부(11)와, 상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 상기 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하는 전압 지령 합성기(13)와, 상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하는 전류 피드백 제어부(9b)와, 상기 실 위치(θ)를 이용하여 실 속도(w)를 생성하는 속도 생성기(8)와, 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)과 상기 실 속도(w)에 기초하여 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 유기 전압을 가산하여, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 유기 전압 보상부(7)와, 상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)로 구성되어 있다.
피드 포워드 제어부(12)에서, d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)은 다음과 같이 생성된다. 단, Kdf, Kqf는 피드 포워드 제어부(12)의 제어 게인이다.
Idff*s = -Rd*Idff/Ld+Vdff (16)
Vdff = Kdf*(Idref-Idff) (17)
Iqff*s = -Rq*Iqff/Lq+Vqff (18)
Vqff = Kqf*(Iqref-Iqff) (19)
피드백 제어부(11)에서, d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)은 다음과 같이 생성된다.
Vdfb = kda*(Idff-Idob) (20)
Vqfb = kqa*(Iqff-Iqob) (21)
전압 지령 합성기(13)에서, d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)은 다음과 같이 생성된다.
Vdo = Vdfb+Vdff (22)
Vqo = Vqfb+Vqff (23)
이 제3 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 측정 전류(Idfb, Iqfb) 대신에, 전류 옵저버부(10b)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 이용하여 피드백 제어를 행함으로써, 측정 전류(Idfb, Iqfb)에 포함되는 노이즈가 억제되고, 피드백 게인(kda, kqa)을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화하는 경우, 유기 전압 보상부(7)에서 유기 전압을 보상함으로써, 전류 옵저버부(10a)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)의 추정 오차를 억제함으로써, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화해도 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, 피드 포워드 제어부(12)에서 생성된 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 직접 전압 지령 합성기(13)에 입력함으로써, 지령에 대해서 보다 고속인 전류의 응답 특성을 얻을 수 있다.
또한, 피드백 제어부(11)에 관해서는, (20), (21) 식으로 나타내는 비례 제어가 아니라, 비례·적분 제어로 구축해도 좋다.
본 발명의 제4 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치에 대해서 도 4에기초하여 설명한다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 이 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치는, 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치로서, 상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2)와, 동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3)와, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6)와, 상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)와 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 추정하는 전류 옵저버(14a)와, 상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하는 피드백 제어부(9b)와, 상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 상기 q축 모의 외란 전압(Vqob)에 기초하여 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 전압 지령 합성기(15)와, 상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)로 구성되어 있다.
전류 옵저버(14a)에서, d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)와 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)은 다음과 같이 생성된다.
Idob*s = -Rd*Idob/Ld+Ld1*(Idfb-Idob)+(Vdob+Vdref)/Ld (24)
Vdob*s = Ld2*(Idfb-Idob) (25)
Iqob*s = -Rq*Iqob/Lq+Lq1*(Iqfb-Iqob)+(Vqob+Vqref)/Lq (26)
Vqob*s = Lq2*(Iqfb-Iqob) (27)
전압 지령 합성기(15)에서, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)은 다음과 같이 생성된다.
Vdref = Vdob+Vdo (28)
Vqref = Vqob+Vqo (29)
이 제4 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 측정 전류(Idfb, Iqfb) 대신에, 전류 옵저버부(14a)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 이용하여 피드백 제어를 행함으로써, 측정 전류(Idfb, Iqfb)에 포함되는 노이즈가 억제되고, 피드백 게인(kda, kqa)을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 전류 옵저버부(14a)에서 얻어진 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 직접 전압 지령 합성기(15)에 입력함으로써 외란 전압 성분이 직접 보상됨으로써, 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터가 변동하여 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 전류 옵저버(14a)에 관해서는, d, q축의 간섭 성분을 고려하여 구축해도 좋다.
본 발명의 제5 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치에 대해서 도 5에 기초하여 설명한다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 이 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치는, 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치로서, 상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2)와, 동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3)와, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6)와, 상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)에 기초하여 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 생성하는 피드 포워드 제어부(12)와, 상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)와 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 추정하는전류 옵저버(14a)와, 상기 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 상기 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)을 생성하는 피드백 제어부(11)와, 상기 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 상기 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)과 상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 상기 q축 모의 외란 전압(Vqob)에 기초하여 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 전압 지령 합성기(16)와, 상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)로 구성되어 있다.
전압 지령 합성기(16)에서, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)은 다음과 같이 생성된다.
Vdref = Vdob+Vdfb+Vdff (30)
Vqref = Vqob+Vqfb+Vqff (31)
이 제5 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 측정 전류(Idfb, Iqfb) 대신에, 전류 옵저버부(14a)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 이용하여 피드백 제어를 행함으로써, 측정 전류(Idfb, Iqfb)에 포함되는 노이즈가 억제되고, 피드백 게인(kda, kqa)을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 전류 옵저버부(14a)에서 얻어진 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 직접 전압 지령 합성기(15)에 입력함으로써 외란 전압 성분이 직접 보상됨으로써, 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터가 변동하여 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, 피드 포워드 제어부(12)에서 생성된 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 직접 전압 지령 합성기(16)에 입력함으로써, 지령에 대해서 보다 고속인 전류의 응답 특성을 얻을 수 있다.
본 발명의 제6 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치에 대해서 도 6에 기초하여 설명한다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 이 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치는, 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치로서, 상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2)와, 동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3)와, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6)와, 상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)에 기초하여 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 생성하는 피드 포워드 제어부(12)와, 상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 실 전압 지령(Vqo)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)와 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 추정하는 전류 옵저버(14b)와, 상기 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 상기 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)을 생성하는 피드백 제어부(11)와, 상기 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 상기 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)과 상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 상기 q축 모의 외란 전압(Vqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 실 전압 지령(Vqo)을 생성하는 전압 지령 합성기(17)와, 상기 실 위치(θ)를 이용하여 실 속도(w)를 생성하는 속도 생성기(8)와, 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)과 상기 실 속도(w)에 기초하여 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 유기 전압을 가산하여, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 유기 전압 보상부(7)와, 상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)로 구성되어 있다.
전류 옵저버(14b)에서, d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)와 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)은 다음과 같이 생성된다.
Idob*s = -Rd*Idob/Ld+Ld1*(Idfb-Idob)+(Vdob+Vdo)/Ld (32)
Vdob*s = Ld2*(Idfb-Idob) (33)
Iqob*s = -Rq*Iqob/Lq+Lq1*(Iqfb-Iqob)+(Vqob+Vqo)/Lq (34)
Vqob*s = Lq2*(Iqfb-Iqob) (35)
전압 지령 합성기(17)에서, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)은 다음과 같이 생성된다.
Vdo = Vdff+Vdfb+Vdob (36)
Vqo = Vqff+Vqfb+Vqob (37)
이 제6 실시 형태의 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 측정 전류(Idfb, Iqfb) 대신에, 전류 옵저버부(14b)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 이용하여 피드백 제어를 행함으로써, 측정 전류(Idfb, Iqfb)에 포함되는 노이즈가 억제되고, 피드백 게인(kda, kqa)을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 전류 옵저버부(14b)에서 얻어진 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 직접 전압 지령 합성기(15)에 입력함으로써 외란 전압 성분이 직접 보상됨으로써, 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터가 변동하여 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 피드 포워드 제어부(12)에서 생성된 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 직접 전압 지령 합성기(16)에 입력함으로써, 지령에 대해서 보다 고속인 전류의응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화하는 경우, 유기 전압 보상부(7)에서 유기 전압을 보상함으로써, 전류 옵저버부(14b)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)의 추정 오차를 억제함으로써, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화해도 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 전류 옵저버(14b)에 관해서는, d, q축의 간섭 성분을 고려하여 구축해도 좋다.
다음에, 본 발명의 제7 실시 형태의 동기 전동기의 제어 장치 및 제어 방법에 대해서 도 8에 기초하여 설명한다. 이하, 동기 전동기의 제어 장치는 동기 전동기의 제어 방법의 일 실시 형태이다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 이 실시 형태의 동기 전동기의 제어 장치는, 전력 변환 회로(84)에 의해 급전되는 동기 전동기(81)가 실 지령(θref)에 접근하도록, 상기 전력 변환 회로(84)에 적절한 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 제어 장치로서, 상기 동기 전동기(81)의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(82)와, 상기 동기 전동기(81)의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(83)와, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Id) 및 q축 실 전류(Iq)로 변환하는 제1 좌표 변환 회로(86)와, 상기 실 지령(θref)과 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)와 추정 속도(w)에 기초하여 기계 제어 연산을 행하여, 토크 지령(Tref)을 제공하는 기계 제어부(88)와, 상기 토크 지령(Tref)과 상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 실 위치(θ)에 기초하여 전류 제어 연산을 행하여, d축 전압 지령(Vdref)과 q축 전압 지령(Vqref)을 제공하는 전류 제어부(87)와, 상기 실 위치(θ)와 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 제2 좌표 변환 회로(85)와, 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 추정 속도(w)를 추정하는 제1 속도 추정부(89)로 구성되어 있다.
동기 전동기(81), 실 위치 관측기(82), 실 전류 관측부(83), 전력 변환 회로(84), 제2 좌표 변환기(85), 제1 좌표 변환기(86), 전류 제어부(87), 기계 제어부(88)는 종래 장치의 것과 동일이다.
제1 속도 추정부(89)에서, 추정 속도(w)를 다음과 같이 생성한다.
단, s는 미분 연산자, Rq는 q축 등가 저항, Lq는 q축 등가 인덕턴스를 나타낸다. Lq1, Lq2는 전류 옵저버의 게인으로, 극배치로 설정하면 좋다. 단, Iqob는 q축 추정 전류, Vqob는 q축 추정 전압 외란이다.
Iqob*s = -Rq*Iqob/Lq+Lq1*(Iq-Iqob)+(Vqob+Vqref)/Lq (38)
Vqob*s = Lq2*(Iqfb-Iqob) (39)
w = -Vqob/φ (40)
이 제7 실시 형태의 동기 전동기의 제어 장치에 의하면, 미분기(91) 대신에, 제1 속도 추정부에서 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 추정 속도(w)를 추정함으로써, 추정 속도(w)의 정밀도는 실 위치(θ)의 분해능 등에 직접 의존하지 않게 된다.
따라서, 샘플링 타임이 단축될 때에도, 인코더의 분해능을 향상시키지 않고도, 양호한 즉응성 및 로버스트성을 얻을 수 있다.
본 발명의 제8 실시 형태의 동기 전동기의 제어 장치 및 제어 방법에 대해서 도 9에 기초하여 설명한다. 이하, 동기 전동기의 제어 장치는 동기 전동기의 제어 방법의 일 실시 형태이다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 이 실시 형태의 동기 전동기의 제어 장치는 전력 변환 회로(84)에 의해 급전되는 동기 전동기(81)가 실 지령(θref)에 접근하도록, 상기 전력 변환 회로(84)에 적절한 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 제어 장치로서, 상기 동기 전동기(81)의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(82)와, 상기 동기 전동기(81)의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(83)와, 상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Id) 및 q축 실 전류(Iq)로 변환하는 제1 좌표 변환 회로(86)와, 상기 실 지령(θref)과 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)와 추정 속도(w)에 기초하여 기계 제어 연산을 행하여, 토크 지령(Tref)을 제공하는 기계 제어부(88)와, 상기 토크 지령(Tref)과 상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 실 위치(θ)에 기초하여 전류 제어 연산을 행하여, d축 전압 지령(Vdref)과 q축 전압 지령(Vqref)을 제공하는 전류 제어부(87)와, 상기 실 위치(θ)와 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 제2 좌표 변환 회로(85)와, 상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축실 전류(Iq)와 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 추정 속도(w)를 추정하는 제2 속도 추정부(90)로 구성되어 있다.
제2 속도 추정부(90)에서, 추정 속도(w)를 다음과 같이 생성한다.
단, Rd는 d축 등가 저항, Ld는 d축 등가 인덕턴스를 나타낸다. Ld1, Ld2는 전류 옵저버의 게인으로, 극배치로 설정하면 좋다. Idob는 d축 추정 전류, Vdob는 d축 추정 전압 외란이다.
Idob*s = -Rd*Idob/Ld+Ld1*(Id-Idob)-w*Iqob*Lq/Ld+(Vdref+Vdob)/Ld (41)
Vdob*s = Ld2*(Id-Idob) (42)
Iqob*s = -Rq*Iqob/Lq+Lq1*(Iq-Iqob)+w*Idob*Ld/Lq+(Vqob+Vqref)/Lq (43)
Vqob*s = Lq2*(Iq-Iqob) (44)
w = -Vqob/φ (45)
이 제8 실시 형태의 동기 전동기의 제어 장치에 의하면, 미분기(91) 대신에, 제2 속도 추정부(90)에서 상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 추정 속도(w)를 추정함으로써, 추정 속도(w)의 정밀도는 실 위치(θ)의 분해능 등에 직접 의존하지 않게 된다. 따라서, 샘플링 타임이 단축될 때에도, 인코더의 분해능을 향상시키지 않고도, 양호한 즉응성 및 로버스트성을 얻을 수 있다. 또, 제2 속도 추정부(90)는, 제1 속도 추정부(89)보다도, 추정 속도(w)의 추정 정밀도가 보다 높아지게 되기 때문에, 기계 제어부의 제어 게인을 보다 높게 설정할 수 있다.
본 발명을 상세하게 또한 특정한 실시 양태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 부가할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 명확하다.
본 출원은, 2001년 7월 4일 출원의 일본 특허 출원(특원 제2001-203576호)과, 2001년 7월 10일 출원의 일본 특허 출원(특원 제2001-209395호)에 기초한 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들인다.
청구항 1에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법에 의하면, d축 실 전류(Idfb)와 q축 실 전류(Iqfb)의 노이즈를 억제함으로써, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 2에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법에 의하면, d축 실 전류(Idfb)와 q축 실 전류(Iqfb)의 노이즈를 억제함으로써, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 유기 전압을 직접 보상함으로써, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 3에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법에 의하면, d축 실 전류(Idfb)와 q축 실 전류(Iqfb)의 노이즈를 억제함으로써, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 유기 전압을 직접 보상함으로써, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 직접 보상함으로써, 지령에 대해서, 보다 고속인 전류의 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 4에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법에 의하면, d축 실 전류(Idfb)와 q축 실 전류(Iqfb)의 노이즈를 억제함으로써, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 직접 보상함으로써, 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터가 변동하여 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 5에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법에 의하면, d축 실 전류(Idfb)와 q축 실 전류(Iqfb)의 노이즈를 억제함으로써, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 직접 보상함으로써, 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터가 변동하여 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 직접 보상함으로써, 지령에 대해서, 보다 고속인 전류의 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 6에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 방법에 의하면, d축 실 전류(Idfb)와 q축 실 전류(Iqfb)의 노이즈를 억제함으로써, 전류 피드백 게인을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 직접 보상함으로써, 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터가 변동하여 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 직접 보상함으로써, 지령에 대해서, 보다 고속인 전류의 응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, 유기 전압을 직접 보상함으로써, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 7에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 측정 전류(Idfb, Iqfb) 대신에, 전류 옵저버부(10a)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 이용하여 피드백 제어를 행함으로써, 측정 전류(Idfb, Iqfb)에 포함되는 노이즈가 억제되고, 피드백 게인(kda, kqa)을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 8에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 측정전류(Idfb, Iqfb) 대신에, 전류 옵저버부(10b)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 이용하여 피드백 제어를 행함으로써, 측정 전류(Idfb, Iqfb)에 포함되는 노이즈가 억제되고, 피드백 게인(kda, kqa)을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화하는 경우, 유기 전압 보상부(7)에서 유기 전압을 보상함으로써, 전류 옵저버부(10b)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)의 추정 오차를 억제함으로써, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화해도 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 9에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 측정 전류(Idfb, Iqfb) 대신에, 전류 옵저버부(10b)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 이용하여 피드백 제어를 행함으로써, 측정 전류(Idfb, Iqfb)에 포함되는 노이즈가 억제되고, 피드백 게인(kda, kqa)을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화하는 경우, 유기 전압 보상부(7)에서 유기 전압을 보상함으로써, 전류 옵저버부(10a)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)의 추정 오차를 억제함으로써, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화해도 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, 피드 포워드 제어부(12)에서 생성된 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의전압 지령(Vqff)을 직접 전압 지령 합성기(13)에 입력함으로써, 지령에 대해서 보다 고속인 전류의 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 10에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 측정 전류(Idfb, Iqfb) 대신에, 전류 옵저버부(14a)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 이용하여 피드백 제어를 행함으로써, 측정 전류(Idfb, Iqfb)에 포함되는 노이즈가 억제되고, 피드백 게인(kda, kqa)을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 전류 옵저버부(14a)에서 얻어진 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 직접 전압 지령 합성기(15)에 입력함으로써 외란 전압 성분이 직접 보상됨으로써, 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터가 변동하여 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 11에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 측정 전류(Idfb, Iqfb) 대신에, 전류 옵저버부(14a)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 이용하여 피드백 제어를 행함으로써, 측정 전류(Idfb, Iqfb)에 포함되는 노이즈가 억제되고, 피드백 게인(kda, kqa)을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 전류 옵저버부(14a)에서 얻어진 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 직접 전압 지령 합성기(15)에 입력함으로써 외란 전압 성분이 직접 보상됨으로써, 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터가 변동하여 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, 피드 포워드 제어부(12)에서 생성된 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 직접 전압 지령 합성기(16)에 입력함으로써, 지령에 대해서 보다 고속인 전류의 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 12에 기재된 동기 전동기의 전류 제어 장치에 의하면, 측정 전류(Idfb, Iqfb) 대신에, 전류 옵저버부(14b)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 이용하여 피드백 제어를 행함으로써, 측정 전류(Idfb, Iqfb)에 포함되는 노이즈가 억제되고, 피드백 게인(kda, kqa)을 높게 설정할 수 있기 때문에, 온도 등의 영향에 의한 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터 변동이나 전원의 변동 등이 생길 때에도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 전류 옵저버부(14b)에서 얻어진 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 직접 전압 지령 합성기(15)에 입력함으로써 외란 전압 성분이 직접 보상됨으로써, 동기 전동기(1)와 전력 변환 회로(4)와 파라미터가 변동하여 급속하게 변화해도, 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다. 또, 피드 포워드 제어부(12)에서 생성된 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 직접 전압 지령 합성기(16)에 입력함으로써, 지령에 대해서 보다 고속인 전류의 응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화하는 경우, 유기 전압 보상부(7)에서 유기 전압을 보상함으로써, 전류 옵저버부(14b)에서 얻어진 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)의 추정 오차를 억제함으로써, 동기 전동기의 회전 속도가 급속하게 변화해도 양호한 전류 응답 특성을 얻을 수 있다.
청구항 13에 기재된 동기 전동기의 제어 방법에 의하면, 제1 속도 추정부에서 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 추정 속도(w)를 추정함으로써, 추정 속도(w)의 정밀도는 실 위치(θ)의 분해능 등에 직접 의존하지 않게 된다. 따라서, 샘플링 타임이 단축될 때에도, 인코더의 분해능을 향상시키지 않고도, 양호한 즉응성 및 로버스트성을 얻을 수 있다.
청구항 14에 기재된 동기 전동기의 제어 방법에 의하면, d축 실 전류(Id)와 q축 실 전류(Iq)와 d축 전압 지령(Vdref)과 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 추정 속도(w)를 추정함으로써, 추정 속도(w)의 정밀도는 실 위치(θ)의 분해능 등에 직접 의존하지 않게 된다. 따라서, 샘플링 타임이 단축될 때에도, 인코더의 분해능을 향상시키지 않고도, 양호한 즉응성 및 로버스트성을 얻을 수 있다. 또, d축 실 전류(Id)와 q축 실 전류(Iq)와 d축 전압 지령(Vdref)과 q축 전압 지령(Vqref)을 이용함으로써, 추정 속도(w)의 추정 정밀도가 보다 높아지게 되기 때문에, 기계 제어부의 제어 게인을 보다 높게 설정할 수 있다.
청구항 15에 기재된 동기 전동기의 제어 장치에 의하면, 미분기(91) 대신에, 제1 속도 추정부에서 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 추정 속도(w)를 추정함으로써, 추정 속도(w)의 정밀도는 실 위치(θ)의 분해능 등에 직접 의존하지 않게 된다. 따라서, 샘플링 타임이 단축될 때에도, 인코더의 분해능을 향상시키지 않고도, 양호한 즉응성 및 로버스트성을 얻을 수 있다.
청구항 16에 기재된 동기 전동기의 제어 장치에 의하면, 미분기(91) 대신에, 제2 속도 추정부(90)에서 상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 추정 속도(w)를 추정함으로써, 추정 속도(w)의 정밀도는 실 위치(θ)의 분해능 등에 직접 의존하지 않게 된다. 따라서, 샘플링 타임이 단축될 때에도, 인코더의 분해능을 향상시키지 않고도, 양호한 즉응성 및 로버스트성을 얻을 수 있다. 또, 제2 속도 추정부(90)는, 제1 속도 추정부(89)보다도, 추정 속도(w)의 추정 정밀도가 보다 높아지게 되기 때문에, 기계 제어부의 제어 게인을 보다 높게 설정할 수 있다.

Claims (16)

  1. 전력 변환 회로에 의해 급전되는 동기 전동기에 흐르는 전류를 전류 지령과 일치하도록, 전력 변환 회로에 적절한 실 전압 지령을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 방법에 있어서,
    동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 동기 전동기에 흐르는 전류(Iu, Iv, Iw)를 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하고,
    상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 추정하고,
    d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하고,
    동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 것을 특징으로 하는 동기 전동기의 전류 제어 방법.
  2. 전력 변환 회로에 의해 급전되는 동기 전동기에 흐르는 전류를 전류 지령과 일치하도록, 전력 변환 회로에 적절한 실 전압 지령을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 방법에 있어서,
    동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 동기 전동기에 흐르는 전류(Iu, Iv, Iw)를 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하고,
    상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 추정하고,
    d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하고,
    상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 유기 전압을 가산하여, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하고,
    상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 것을 특징으로 하는 동기 전동기의 전류 제어 방법.
  3. 전력 변환 회로에 의해 급전되는 동기 전동기에 흐르는 전류를 전류 지령과 일치하도록, 전력 변환 회로에 적절한 실 전압 지령을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 방법에 있어서,
    d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)에 기초하여 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 생성하고,
    동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 동기 전동기에 흐르는 전류(Iu, Iv, Iw)를 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하고,
    상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 추정하고,
    상기 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 상기 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)을 생성하고,
    상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 상기 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하고,
    상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 유기 전압을 가산하여, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하고,
    상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 것을 특징으로 하는 동기 전동기의 전류 제어 방법.
  4. 전력 변환 회로에 의해 급전되는 동기 전동기에 흐르는 전류를 전류 지령과 일치하도록, 전력 변환 회로에 적절한 실 전압 지령을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 방법에 있어서,
    동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 동기 전동기에 흐르는 전류(Iu, Iv, Iw)를 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하고,
    상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)와 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 추정하고,
    d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하고,
    상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 상기 q축 모의 외란 전압(Vqob)에 기초하여 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하고,
    동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 것을 특징으로 하는 동기 전동기의 전류 제어 방법.
  5. 전력 변환 회로에 의해 급전되는 동기 전동기에 흐르는 전류를 전류 지령과 일치하도록, 전력 변환 회로에 적절한 실 전압 지령을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 방법에 있어서,
    d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)에 기초하여 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 생성하고,
    동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 동기 전동기에 흐르는 전류(Iu, Iv, Iw)를 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하고,
    상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)와 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 추정하고,
    상기 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 상기 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)을 생성하고,
    상기 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 상기 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)과상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 상기 q축 모의 외란 전압(Vqob)에 기초하여 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하고,
    상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 것을 특징으로 하는 동기 전동기의 전류 제어 방법.
  6. 전력 변환 회로에 의해 급전되는 동기 전동기에 흐르는 전류를 전류 지령과 일치하도록, 전력 변환 회로에 적절한 실 전압 지령을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 방법에 있어서,
    d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)에 기초하여 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 생성하고,
    동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 동기 전동기에 흐르는 전류(Iu, Iv, Iw)를 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하고,
    상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 실 전압 지령(Vqo)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)와 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 추정하고,
    상기 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 상기 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)을 생성하고,
    상기 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 상기 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)과 상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 상기 q축 모의 외란 전압(Vqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 실 전압 지령(Vqo)을 생성하고,
    상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 유기 전압을 가산하여, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하고,
    상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 것을 특징으로 하는 동기 전동기의 전류 제어 방법.
  7. 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치에 있어서,
    상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2);
    동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3);
    상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6);
    상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 추정하는 전류 옵저버(10a);
    상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 피드백 제어부(9a); 및
    동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)를 갖는 것을 특징으로 하는 동기 전동기의 전류 제어 장치.
  8. 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치에 있어서,
    상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2);
    동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3);
    상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6);
    상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 추정하는 전류 옵저버(10b);
    상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하는 피드백 제어부(9b);
    상기 실 위치(θ)를 이용하여 실 속도(w)를 생성하는 속도 생성기(8);
    상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)과 상기 실 속도(w)에 기초하여 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 유기 전압을 가산하여, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 유기 전압 보상부(7); 및
    상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)를 갖는 것을 특징으로 하는 동기 전동기의 전류 제어 장치.
  9. 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치에 있어서,
    상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2);
    동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3);
    상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6);
    상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)를 추정하는 전류 옵저버(10b);
    상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)에 기초하여 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 생성하는 피드 포워드 제어부(12);
    상기 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 상기 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)을 생성하는 피드백 제어부(11);
    상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 상기 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하는 전압 지령 합성기(13);
    상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하는 피드백 제어부(9b);
    상기 실 위치(θ)를 이용하여 실 속도(w)를 생성하는 속도 생성기(8);
    상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)과 상기 실 속도(w)에 기초하여 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 유기 전압을 가산하여, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 유기 전압 보상부(7); 및
    상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)를 갖는 것을 특징으로 하는 동기 전동기의 전류 제어 장치.
  10. 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치에 있어서,
    상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2);
    동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3);
    상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6);
    상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)와 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 추정하는 전류 옵저버(14a);
    상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)을 생성하는 피드백 제어부(9b);
    상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 상기 q축 모의 외란 전압(Vqob)에 기초하여 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 전압 지령 합성기(15); 및
    상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)를 갖는 것을 특징으로 하는 동기 전동기의 전류 제어 장치.
  11. 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치에 있어서,
    상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2);
    동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3);
    상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6);
    상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)에 기초하여 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 생성하는 피드 포워드 제어부(12);
    상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)와 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 추정하는 전류 옵저버(14a);
    상기 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 상기 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)을 생성하는 피드백 제어부(11);
    상기 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 상기 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)과상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 상기 q축 모의 외란 전압(Vqob)에 기초하여 d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 전압 지령 합성기(16); 및
    상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)를 갖는 것을 특징으로 하는 동기 전동기의 전류 제어 장치.
  12. 동기 전동기(1)의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)가 d축 전류 지령(Idref)과 q축 전류 지령(Iqref)과 일치하도록, 전력 변환 회로(4)에 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 전류 제어 장치에 있어서,
    상기 동기 전동기의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(2);
    동기 전동기의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(3);
    상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Idfb) 및 q축 실 전류(Iqfb)로 변환하는 제2 좌표 변환기(6);
    상기 d축 전류 지령(Idref)과 상기 q축 전류 지령(Iqref)에 기초하여 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)을 생성하는 피드 포워드 제어부(12);
    상기 d축 실 전류(Idfb)와 상기 q축 실 전류(Iqfb)와 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 실 전압 지령(Vqo)에 기초하여 d축 모의 전류(Idob)와 q축 모의 전류(Iqob)와 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 q축 모의 외란 전압(Vqob)을 추정하는 전류 옵저버(14b);
    상기 d축 제2 모의 전류 지령(Idff)과 상기 q축 제2 모의 전류 지령(Iqff)과 상기 d축 모의 전류(Idob)와 상기 q축 모의 전류(Iqob)에 기초하여 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)을 생성하는 피드백 제어부(11);
    상기 d축 제2 모의 전압 지령(Vdff)과 상기 q축 제2 모의 전압 지령(Vqff)과 상기 d축 제3 모의 전압 지령(Vdfb)과 상기 q축 제3 모의 전압 지령(Vqfb)과 상기 d축 모의 외란 전압(Vdob)과 상기 q축 모의 외란 전압(Vqob)에 기초하여 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 q축 실 전압 지령(Vqo)을 생성하는 전압 지령 합성기(17);
    상기 실 위치(θ)를 이용하여 실 속도(w)를 생성하는 속도 생성기(8);
    상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)과 상기 실 속도(w)에 기초하여 상기 d축 제1 모의 전압 지령(Vdo)과 상기 q축 제1 모의 전압 지령(Vqo)에 유기 전압을 가산하여, d축 실 전압 지령(Vdref)과 q축 실 전압 지령(Vqref)을 생성하는 유기 전압 보상부(7); 및
    상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 실 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 실 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하는 제1 좌표 변환기(5)를 갖는 것을 특징으로 하는 동기 전동기의 전류 제어 장치.
  13. 전력 변환 회로에 의해 급전되는 동기 전동기가 실 지령(θref)에 접근하도록, 상기 전력 변환 회로에 적절한 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 제어 방법에 있어서,
    상기 실 지령(θref)과 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)와 추정 속도(w)에 기초하여 기계 제어 연산을 행하여, 토크 지령(Tref)을 제공하고,
    동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 동기 전동기에 흐르는 전류(Iu, Iv, Iw)를 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Id) 및 q축 실 전류(Iq)로 변환하고,
    상기 실 위치(θ)와 상기 토크 지령(Tref)과 상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축 실 전류(Iq)에 기초하여 전류 제어 연산을 행하여, d축 전압 지령(Vdref)과 q축 전압 지령(Vqref)을 제공하고,
    상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하고,
    상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 추정 속도(w)를 추정하는 것을 특징으로 하는 동기 전동기의 제어 방법.
  14. 전력 변환 회로에 의해 급전되는 동기 전동기가 실 지령(θref)에 접근하도록, 상기 전력 변환 회로에 적절한 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 제어 방법에 있어서,
    상기 실 지령(θref)과 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)와 추정 속도(w)에 기초하여 기계 제어 연산을 행하여, 토크 지령(Tref)을 제공하고,
    동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)를 이용하여, 동기 전동기에 흐르는 전류(Iu, Iv, Iw)를 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Id) 및 q축 실 전류(Iq)로 변환하고,
    상기 실 위치(θ)와 상기 토크 지령(Tref)과 상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축 실 전류(Iq)에 기초하여 전류 제어 연산을 행하여, d축 전압 지령(Vdref)과 q축 전압 지령(Vqref)을 제공하고,
    상기 실 위치(θ)를 이용하여, 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 전압 지령(Vqref)을 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)으로 변환하고,
    상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 추정 속도(w)를 추정하는 것을 특징으로 하는 동기 전동기의 제어 방법.
  15. 전력 변환 회로(84)에 의해 급전되는 동기 전동기(81)가 실 지령(θref)에 접근하도록, 상기 전력 변환 회로(84)에 적절한 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 제어 장치에 있어서,
    상기 동기 전동기(81)의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(82);
    상기 동기 전동기(81)의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(83);
    상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Id) 및 q축 실 전류(Iq)로 변환하는 제1 좌표 변환 회로(86);
    상기 실 지령(θref)과 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)와 추정 속도(w)에 기초하여 기계 제어 연산을 행하여, 토크 지령(Tref)을 제공하는 기계 제어부(88);
    상기 토크 지령(Tref)과 상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 실 위치(θ)에 기초하여 전류 제어 연산을 행하여, d축 전압 지령(Vdref)과 q축 전압 지령(Vqref)을 제공하는 전류 제어부(87);
    상기 실 위치(θ)와 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 제2 좌표 변환 회로(85); 및
    상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 추정 속도(w)를 추정하는 제1 속도 추정부(89)를 갖는 것을 특징으로 하는 동기 전동기의 제어 장치.
  16. 전력 변환 회로(84)에 의해 급전되는 동기 전동기(81)가 실 지령(θref)에 접근하도록, 상기 전력 변환 회로(84)에 적절한 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 동기 전동기의 제어 장치에 있어서,
    상기 동기 전동기(81)의 실 위치(θ)를 제공하는 실 위치 관측기(82);
    상기 동기 전동기(81)의 2상 이상의 전류를 관측하여, 실 전류(Iu, Iv, Iw)를 제공하는 실 전류 관측부(83);
    상기 실 위치(θ)와 실 전류(Iu, Iv, Iw)에 기초하여 상기 동기 전동기의 회전자 자속 벡터에 동기하여 회전하는 회전 좌표축 상의 d축 실 전류(Id) 및 q축 실 전류(Iq)로 변환하는 제1 좌표 변환 회로(86);
    상기 실 지령(θref)과 상기 동기 전동기의 회전자의 실 위치(θ)와 추정 속도(w)에 기초하여 기계 제어 연산을 행하여, 토크 지령(Tref)을 제공하는 기계 제어부(88);
    상기 토크 지령(Tref)과 상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 실 위치(θ)에 기초하여 전류 제어 연산을 행하여, d축 전압 지령(Vdref)과 q축 전압 지령(Vqref)을 제공하는 전류 제어부(87);
    상기 실 위치(θ)와 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 실 전압 지령(Vuref, Vvref, Vwref)을 제공하는 제2 좌표 변환 회로(85); 및
    상기 d축 실 전류(Id)와 상기 q축 실 전류(Iq)와 상기 d축 전압 지령(Vdref)과 상기 q축 전압 지령(Vqref)에 기초하여 추정 속도(w)를 추정하는 제2 속도 추정부(90)를 갖는 것을 특징으로 하는 동기 전동기의 제어 장치.
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