KR20060083342A - 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 장치 및 방법 - Google Patents

동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 장치 및 방법 Download PDF

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KR20060083342A
KR20060083342A KR1020050003851A KR20050003851A KR20060083342A KR 20060083342 A KR20060083342 A KR 20060083342A KR 1020050003851 A KR1020050003851 A KR 1020050003851A KR 20050003851 A KR20050003851 A KR 20050003851A KR 20060083342 A KR20060083342 A KR 20060083342A
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Abstract

본 발명은 동기 릴럭턴스 모터를 제어하는 기술과 관련된 것으로, 특히 동기 릴럭턴스 모터의 토크를 제어하는 기술과 관련된 것이다.
본 발명은, 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 장치에 있어서, 동기 릴럭턴스 모터로부터 동기 디(d)축 전류값과 동기 큐(q)축 전류값을 입력받아 전류각을 연산하는 전류각도 연산부와, 연산된 전류각의 각도가 위치하는 각도 범위를 판단하는 전류각도 판단부와, 검사 결과 전류각의 각도가 기설정된 각도 범위내에 위치하는 경우에는, 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값을 그대로 유지하고, 검사 결과 전류각의 각도가 기설정된 각도 범위를 벗어난 위치에 있는 경우에는, 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값의 크기를 조절하여, 전류각의 각도가 상기 기설정된 각도 범위내에 위치 되도록 제어하는 자속 지령값 조절부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
동기 릴럭턴스 모터, 토크 제어, 전류각 연산

Description

동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 장치 및 방법{TORQUE CONTROLLING APPARATUS AND METHOD FOR SYNCHRONOUS RELUCTANCE MOTOR}
도 1은 부하의 증가에 따라서 전류각도가 증가하는 과정을 설명하기 위한 그래프.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토크 제어 방식이 동기 릴럭턴스 모터에 적용되는 일 예를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토크 제어 장치를 도시한 구성도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토크 제어 방법을 도시한 흐름도.
본 발명은 동기 릴럭턴스 모터를 제어하는 기술과 관련된 것으로, 특히 동기 릴럭턴스 모터의 토크를 제어하는 기술과 관련된 것이다.
동기 릴럭턴스 모터(SYNCHRONOUS RELUCTANCE MOTOR)의 제어는 크게 속도 제어와 자속 제어로 구분될 수 있다. 자속 제어는, 검출되는 모터 인가 전압, 전류등으로부터 얻어진 관측 자속(
Figure 112005002260829-PAT00001
)이 자속 지령값(
Figure 112005002260829-PAT00002
)에 추종하도록 한다.
그런데, 종래의 제어 방식에 따르면 일반적으로 동기 릴럭턴스 모터가 일정한 속도로 회전하고 있는 상황에서는 자속 지령값(
Figure 112005002260829-PAT00003
)을 가변없이 일정하게 유지한다. 그러나, 모터의 부하(load)가 증가할 경우 동기 큐(q)축 전류가 증가(도 1의
Figure 112005002260829-PAT00004
->
Figure 112005002260829-PAT00005
참조)함으로 인해 전류각이 커지게 된다(도 1의
Figure 112005002260829-PAT00006
->
Figure 112005002260829-PAT00007
참조). 이로인해, 이 전류각은 동기 릴럭턴스 모터가 최대 토크(torque)로 출력이 가능하도록 하는 전류 각도 범위를 벗어나게 된다. 통상적으로 동기 릴럭턴스 모터는 각 모터별로 자신이 최대 토크를 출력할 수 있는 고유한 전류 각도 범위가 있다. 이러한 전류 각도 범위는 모터 제품 설계시에 실험치로부터 구해질 수가 있다.
한편, 전술한 바와 같이 전류 각도 범위를 벗어나게 되면, 모터의 토크 성능이 떨어지게 되고, 부하가 증가함에 따라서 전류각이 과도하게 커지는 경우에는 모터가 그 부하를 감당할 토크를 발생치 못해 모터 제어가 불안정해지는 문제점이 발생되게 된다.
부연하여, 동기 릴럭턴스 모터에서의 토크는 하기 <수학식 1>로 표현될 수 있다.
Figure 112005002260829-PAT00008
<수학식 1>에서 T는 토크를 의미하며, P는 극수를 의미하며,
Figure 112005002260829-PAT00009
및
Figure 112005002260829-PAT00010
는 동기 좌표계 디(d)축, 큐(q)축 인덕턴스를 의미하며,
Figure 112005002260829-PAT00011
는 전류를 나타낸다. 또한,
Figure 112005002260829-PAT00012
는 전류각으로써, 도 1에서와 같이 전류
Figure 112005002260829-PAT00013
가 동기 좌표계 d축과 이루는 각을 의미한다. 알려진 바와 같이, 전류각이 45도 일때에, 동기 릴럭턴스 모터의 토크가 최대가 되게 된다.
전술한 바와 같이, 모터의 부하가 증가하게 되는 경우에 동기 큐(q)축 전류가 증가하게 되어 전류각이 커지게 되는데, 예컨대 최대 토크 전류각인 45도를 넘어서서도 계속해서 전류각이 증가하게 되면 결국 최대 토크 출력용 전류 각도 범위를 넘어서게 된다.
본 발명은 이와 같은 상황에서 안출된 것으로, 부하가 변동하는 경우에도 동기 릴럭턴스 모터의 토크를 효율적으로 제어할 수 있는 방안을 제시하고자 하는 것에 그 목적이 있다.
나아가 본 발명은, 계산된 전류각이 속하는 범위에 따라서, 자속 지령값의 크기를 조절하여 동기 릴럭턴스 모터가 최대 토크를 출력할 수 있도록 제어하는 방안을 제시하고자 하는 것에 목적이 있다.
더 나아가 본 발명은, 측정된 모터 인가 전류를 동기 좌표계로 변환한 동기 디(d)축 전류 (
Figure 112005002260829-PAT00014
)와 동기 큐(q)축 전류(
Figure 112005002260829-PAT00015
)로부터 전류각을 계산하여 최대 토크가 발생되는 전류각 범위에서 동기 릴럭턱스 모터가 제어되도록 부하 변화에 따라 자속 지령값을 가변시키는 방식을 고안하여 동기 릴럭턴스 모터의 성능 저감 문제를 해결하고 제어 안정성을 향상 시킬 수 있는 방안을 제시하고자 하는 것에 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 본 발명은, 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 장치에 있어서, 동기 릴럭턴스 모터로부터 동기 디(d)축 전류값과 동기 큐(q)축 전류값을 입력받아 전류각을 연산하는 전류각도 연산부와, 연산된 전류각의 각도가 위치하는 각도 범위를 판단하는 전류각도 판단부와, 검사 결과 전류각의 각도가 기설정된 각도 범위내에 위치하는 경우에는, 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값을 그대로 유지하고, 검사 결과 전류각의 각도가 기설정된 각도 범위를 벗어난 위치에 있는 경우에는, 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값의 크기를 조절하여, 전류각의 각도가 상기 기설정된 각도 범위내에 위치 되도록 제어하는 자속 지령값 조절부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 후술하는 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토크 제어 방식이 동기 릴럭턴스 모터에 적용되는 일 예를 도시한 도면이고,
동기 릴럭턴스 모터 장치에 대한 기술이 당업계에 잘 알려져 있다. 본 발명인이 이전에 발명한 국내 공개특허공보 제2004-81952호(04.09.23)의 도 1에서도 동기 릴럭턴스 모터 장치에 대한 기술이 잘 설명되어 있다.
본 발명에 따른 토크 제어 장치(220)는 통상의 동기 릴럭턴스 모터 장치에 적용 가능한 것이므로, 도 2에 도시된 동기 릴럭턴스 모터 장치는 일 예에 불과한 것은 당연하다.
제 1 속도 제어부(201)에 구비되는 제 1 감산부(219)는 회전 속도 지령값(
Figure 112005002260829-PAT00016
)(231)과 추정 또는 관측 회전 속도값(
Figure 112005002260829-PAT00017
)(233)을 입력받아 두 값의 오차를 출력하면, 제 1 속도 제어부(201)에 구비되는 제 1 PI 제어기(201)는 그 오차를 0으로 수렴시켜 오차를 보상하여 동기 큐(q)축 전류 지령값(
Figure 112005002260829-PAT00018
)(235)을 출력한다.
그러면, 제 2 속도 제어부(203)에 구비되는 제 2 감산부(223)는 전술한 동기 큐(q)축 전류 지령값(
Figure 112005002260829-PAT00019
)(235)과, 동기 큐(q)축 전류값(
Figure 112005002260829-PAT00020
)(259) 다시 말해 관측 전류값, 실제 토오크분 전류값을 입력받아 두 값의 오차를 출력하면, 제 2 속도 제어부(203)에 구비되는 제 2 PI 제어기(225)는 그 오차를 0으로 수렴시켜 오차 를 보상하여 동기 큐(q)축 전압 지령값(
Figure 112005002260829-PAT00021
)(237)을 출력한다.
한편, 전술한 바와 같이, 참조부호 233은 관측 회전 속도값 또는 추정 회전 속도값이 될 수 있다. 즉, 엔코더등과 같은 위치 센서(도시하지 않음)를 사용하는 방식에 있어서는, 참조부호 233은 위치 센서등에 의해 측정된 관측 회전 속도값이 된다. 또는 센서리스 방식으로 모터를 제어하는 방식에 있어서는, 참조부호 233은 속도/위치 추정 연산부(도시하지 않음)로부터 출력되는 추정 회전 속도값이 될 수 있다.
참조부호 210 내의 제 3 감산부(227)와 제 3 PI 제어부(229)는 기존의 자속 제어부에 해당된다. 토크 제어부(220)에 대한 설명은 후술하기로 한다. 우선 제 3 감산부(227)는 동기 디(d)축 자속 지령값(
Figure 112005002260829-PAT00022
) (239)과 관측 자속값(
Figure 112005002260829-PAT00023
)(241)을 입력받아 두 값의 오차를 출력하면, 제 3 PI 제어부(229)는 그 오차를 0으로 수렴시켜 오차를 보상하여 동기 디(d)축 전압 지령값(
Figure 112005002260829-PAT00024
)(243)을 출력한다.
그러면, 동기/정지 좌표계 변환부(207)는 전술한 동기 큐(q)축 전압 지령값(
Figure 112005002260829-PAT00025
)(237) 및 동기 디(d)축 전압 지령값(
Figure 112005002260829-PAT00026
)(243)을 입력받아, 이를 정지 좌표계의 기준 알파축 전압(
Figure 112005002260829-PAT00027
)(245) 및 정지 좌표계의 기준 베타축 전압(
Figure 112005002260829-PAT00028
) (247)로 변환하여 출력한다.
그러면, 정지/3상 좌표계 변환부(209)는 전술한 정지 좌표계의 기준 알파축 전압(
Figure 112005002260829-PAT00029
)(245) 및 정지 좌표계의 기준 베타축 전압(
Figure 112005002260829-PAT00030
) (247)을 입력받아, 이를 정지 좌표계의 3상 전압값(
Figure 112005002260829-PAT00031
(249),
Figure 112005002260829-PAT00032
(251),
Figure 112005002260829-PAT00033
(253))으로 변환하고, 이를 인버터부(211)에 인가한다.
그러면, 동기 릴럭턴스 모터부(213)는 전술한 정지 좌표계의 3상 전압값을 인가받은 인버터부(211)에 의해 회전동작을 수행하게 되며, 3상/정지 좌표계 변환부(215)는 검출되는 3상 전류를 입력받아 이를 정지 좌표계의 알파축 전류값(
Figure 112005002260829-PAT00034
)(255) 및 정지 좌표계의 베타축 전류값(
Figure 112005002260829-PAT00035
)(257)으로 변환하여 출력한다.
그러면, 정지/동기 좌표계 변환부(217)는 전술한 정지 좌표계의 알파축 전류값(
Figure 112005002260829-PAT00036
)(255) 및 정지 좌표계의 베타축 전류값(
Figure 112005002260829-PAT00037
)(257)을 입력받아, 이를 전술한 동기 큐(q)축 전류값(
Figure 112005002260829-PAT00038
)(259) 및 동기 디(d)축 전류값(
Figure 112005002260829-PAT00039
)(261)으로 변환하여 출력한다.
한편, 주지하다시피, 동기 디(d)축 전류값(
Figure 112005002260829-PAT00040
)(261)은 실제 자속분 전류로서, 관측 자속값(
Figure 112005002260829-PAT00041
)(241)과 비례관계에 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토크 제어 장치를 도시한 구성도 이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토크 제어 방법을 도시한 흐름도 이다. 이하 전술한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 방법에 있어서, 동기 릴럭턴스 모터(예:정지/동기 좌표계 변환부(217))로부터 동기 디(d)축 전류값(
Figure 112005002260829-PAT00042
)(261)과 동기 큐(q)축 전류값(
Figure 112005002260829-PAT00043
)(259)을 입력받아 전류각을 연산하는 단계(401, 403)와, 연산된 전류각의 각도가 위치하는 각도 범위를 판단하는 단계(405, 407)와, 검사 결과 전류각의 각도가 기설정된 각도 범위내에 위치하는 경우에는(405), 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값을 그대로 유지하고(409), 검사 결과 상기 전류각의 각도가 기설정된 각도 범위를 벗어난 위치에 있는 경우에는(407), 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값의 크기를 조절하여, 상기 전류각의 각도가 상기 기설정된 각도 범위내에 위치 되도록 제어하는 단계(411, 413)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
전류각 연산부(301)는 동기 릴럭턴스 모터(예:정지/동기 좌표계 변환부(217))로부터 동기 디(d)축 전류값(
Figure 112005002260829-PAT00044
)(261)과 동기 큐(q)축 전류값(
Figure 112005002260829-PAT00045
)(259)을 입력받아 전류각을 연산한다(401, 403).
전술한 바와 같이, 동기 릴럭턴스 모터에서 최대 토크는 동기 좌표계 d축과 전류가 이루는 각인 전류각(
Figure 112005002260829-PAT00046
)가 45도일 일 때에 발생되게 된다. 통상적으로, 전류각은 하기 <수학식 2>로부터 구해질 수가 있다.
Figure 112005002260829-PAT00047
Figure 112005002260829-PAT00048
,
또한, 주지하다시피, 동기 디(d)축 전류(
Figure 112005002260829-PAT00049
)는 동기 디(d)축 자속 성분(
Figure 112005002260829-PAT00050
)와 비례 관계에 있다. 즉, 동기 디(d)축 자속 성분(
Figure 112005002260829-PAT00051
)을 증가 시키면 동기 디(d)축 전류(
Figure 112005002260829-PAT00052
) 또한 증가하여, 전류각이 작아진다. 반대로, 동기 디(d)축 자속 성분(
Figure 112005002260829-PAT00053
)을 감소 시키면 동기 디(d)축 전류(
Figure 112005002260829-PAT00054
) 또한 감소하여, 전류각이 커지게 된다.
본 발명에서는 이와 같은 원리를 이용하여 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어를 수행한다. 일 실시예에 있어서, 전류각 판단부(303)는 연산된 전류각의 각도가 위치하는 각도 범위를 판단한다(405, 407). 판단 결과 전류각의 각도가 기설정된 각도 범위내에 위치하는 경우(예:405)에는, 자속 지령값 조절부(305)는 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값(
Figure 112005002260829-PAT00055
)(239)을 그대로 유지한다(409). 일 실시예에 있어서, 자속 지령값 조절부(305)는 입력되는 자속 지령값(
Figure 112005002260829-PAT00056
)(239)이 그대로 유지 된 자속 지령값(
Figure 112005002260829-PAT00057
)(230)을 제 3 감산부(227)로 전달한다(415).
다른 한편, 전류각 판단부(303)의 판단 결과, 전류각의 각도가 기설정된 각도 범위를 벗어난 위치에 있는 경우(407)에는, 자속 지령값 조절부(305)는 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값(
Figure 112005002260829-PAT00058
)(239)의 크기를 조절하여, 전류각의 각도가 기설정된 각도 범위내에 위치 되도록 제어한다(411, 413). 그리고, 일 실시예에 있어서, 자속 지령값 조절부(305)는 크기가 조절된 자속 지령값(
Figure 112005002260829-PAT00059
)(230)을 제 3 감산부(227)로 전달한다(415).
일 실시예에 있어서, 전술한 기설정된 각도 범위는, 해당되는 동기 릴럭턴스 모터별로 고유하게 최대 토크로 출력이 가능하도록 하는 전류 각도의 범위인 것을 특징으로 한다.
즉, 판단 결과 전류각의 각도가 기설정된 각도 범위내에 위치하는 경우(예:405)에는, 동기 릴럭턴스 모터부(213)는 최대 토크로 출력이 가능하다. 따라서, 이때에는 자속 지령값(
Figure 112005002260829-PAT00060
)(239)을 그대로 유지한다(409).
일 실시예에 있어서, 전술한 자속 지령값의 크기를 조절하는 동작은, 상기 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값을 증가 시켜, 부하의 증가에 따라서 상기 기설정된 각도 범위보다 크게 증가한 상기 전류각의 각도를 상기 기설정된 각도 범위내로 위치 시키는 것(413)이 될 수 있다.
예컨대, 전술한 바와 같이, 모터의 부하가 증가하게 되는 경우에 동기 큐(q)축 전류가 증가하게 되어 전류각이 점점 커지게 되는데, 이에 따라서 기설정된 각도 범위보다 크게 증가하게 된다(예:407단계에서 '아니오'에 해당됨). 본 실시예는 이런 경우에 모터의 토크를 효율적으로 제어할 수가 있다. 즉, 전류각 판단부(303)는 예컨대 413 단계로 진행하여, 자속 지령값 조절부(305)는 자속 지령값을 증가시킨다(413). 즉, 자속 지령값 조절부(305)는 부하의 증가에 따라서 기설정된 각도 범위보다 크게 증가한 전류각의 각도를 기설정된 각도 범위내로 위치 시켜, 증가 되는 부하에 대응하여 모터가 최대 토크를 출력할 수 있도록 하여, 모터의 성능 저감을 방지하고 제어 안정성을 확보할 수가 있게 된다.
일 실시예에 있어서, 전술한 자속 지령값의 크기 조절 동작은, 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값을 감소 시켜, 부하의 감소에 따라서 기설정된 각도 범위보다 작게 감소한 전류각의 각도를 기설정된 각도 범위내로 위치 시키는 것(411)이 될 수 있다.
예컨대, 모터의 부하가 감소하게 되는 경우에 동기 큐(q)축 전류가 감소하게 되어 전류각이 점점 작아지게 되는데, 이에 따라서 기설정된 각도 범위보다 작게 감소하게 된다(예:407단계에서 '예'에 해당됨). 본 실시예는 이런 경우에 모터의 토크를 효율적으로 제어할 수가 있다. 즉, 전류각 판단부(303)는 예컨대 411 단계로 진행하여, 자속 지령값 조절부(305)는 자속 지령값을 감소시킨다(413).
즉, 자속 지령값 조절부(305)는 부하의 감소에 따라서 기설정된 각도 범위보다 작게 감소한 전류각의 각도를 기설정된 각도 범위 내로 위치시켜, 감소되는 부 하에 대응하여 모터가 최대 토크를 출력할 수 있도록 한다. 또한, 모터의 부하 증가 경우 뿐만 아니라 감소의 경우에도 적용된다.
본 발명의 보조적인 양상에 따르면, 전류각 판단부(303)는, 전류각의 각도가 최소 임계각도 및 최대 임계각도 사이의 각도 범위내에 위치하는지의 여부를 판단할 수가 있다.
전술한 바와 같이, 기설정되는 각도 범위는 동기 릴럭턴스 모터별로 고유하며, 실험에 의해 각 모터가 최대 토크를 발생하게 되는 전류각의 각도 범위를 알아낼 수 있다. 일 실시예에 있어서, 모터가 큰 토크를 발생하게 하는 범위에 해당되는 최소 임계각도와 최대 임계각도가 구해질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전술한 최소 임계각도는, 45도가 될 수 있다. 전술한 바와 같이, 45도는 최대 토크에 해당되는 전류각도이다.
일 실시예에 있어서, 판단부(303)는 전류각이 최소 임계각도인 45도와 최대 임계각도(예컨대, 각도 C) 사이에 있는지를 판단하고(405), 또는 전류각이 최소 임계각도인 45도 보다 작은지 또는 큰지를 판단할 수 있다(407).
한편, 자속 지령값의 크기를 증가시키거나 또는 감소 시키는 경우에 있어서, 전류각이 다시 설정된 범위내로 위치될 수 있도록, 증가되는 양 또는 감소되는 양이 설정되어야 한다. 예컨대 이러한 증가/감소양은 연산되는 전류각의 크기에 따라 가변될 수 있다. 즉, 전류각 판단부(303)는 연산되는 전류각의 크기를 판단할 수가 있다. 예를 들어, 연산된 전류각의 각도가 45도 보다 큰 소정의 "A"인 경우를 대비하여, 자속 지령값의 증가양을 "B"가 되도록 기설정할 수 가 있다. 또는 예를 들어, 연산된 전류각의 각도가 45도 보다 작 소정의 "D"인 경우를 대비하여, 자속 지령값의 증가양을 "E"가 되도록 기설정할 수 가 있다.
또는 전류각 판단부(303)는 연산되는 전류각의 범위만을 판단할 수가 있다. 예컨대 전류각이 최소 임계각도보다 작은 경우에는 자속 지령값 조절부(305)는 일률적으로, 기설정된 "B"를 자속 지령값의 감소양으로 하여 자속 지령값을 감소시킬 수가 있다. 또한 예컨대, 전류각이 최대 임계각도보다 큰 경우에는 자속 지령값 조절부(305)는 일률적으로, 기설정된 "B"를 자속 지령값의 증가양으로 하여 자속 지령값을 증가시킬 수가 있다. 일 실시예에 있어서, 기설정된 자속 지령값에 대한 증가양 및 감소양은 동일한 크기가 될 수도 있고, 경우에 따라서는 서로 다른 크기를 가질 수도 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 측정된 모터 인가 전류를 동기 좌표계로 변환한 동기 디(d)축 전류 (
Figure 112005002260829-PAT00061
)와 동기 큐(q)축 전류(
Figure 112005002260829-PAT00062
)로부터 전류각을 계산하여 최대 토크가 발생되는 전류각 범위에서 동기 릴럭턱스 모터가 제어되도록 부하 변화에 따라 자속 지령값을 가변시키는 방식을 고안하여 동기 릴럭턴스 모터의 성능 저감 문제를 해결하고 제어 안정성을 향상 시킬 수 있다.
또한, 부하의 증가에 따라서 기설정된 각도 범위보다 크게 증가한 전류각의 각도를 기설정된 각도 범위내로 위치 시켜, 증가 되는 부하에 대응하여 모터가 최대 토크를 출력할 수 있도록 하여, 모터의 성능 저감을 방지하고 제어 안정성을 확 보할 수가 있게 된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하는 실시예에 의하여 설명되었으나 이에 한정하여 해석되지 않으며, 이로부터 자명한 많은 변형예들을 포괄하도록 해석되어져야 한다.

Claims (12)

  1. 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 장치에 있어서,
    상기 동기 릴럭턴스 모터로부터 동기 디(d)축 전류값과 동기 큐(q)축 전류값을 입력받아 전류각을 연산하는 전류각 연산부;
    상기 연산된 전류각의 각도를 판단하는 전류각 판단부; 및
    상기 판단 결과 상기 전류각의 각도가 기설정된 각도 범위내에 위치하는 경우에는, 상기 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값을 그대로 유지하고,
    상기 판단 결과 상기 전류각의 각도가 상기 기설정된 각도 범위를 벗어난 위치에 있는 경우에는, 상기 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값의 크기를 조절하여, 상기 전류각의 각도가 상기 기설정된 각도 범위내에 위치 되도록 제어하는 자속 지령값 조절부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기설정된 각도 범위가,
    해당되는 동기 릴럭턴스 모터별로 고유하게 최대 토크로 출력이 가능하도록 하는 전류 각도의 범위인 것;을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자속 지령값의 크기 조절이,
    상기 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값을 증가 시켜, 부하의 증가에 따라서 상기 기설정된 각도 범위보다 크게 증가한 상기 전류각의 각도를 상기 기설정된 각도 범위내로 위치 시키는 것;을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 자속 지령값의 크기 조절이,
    상기 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값을 감소 시켜, 부하의 감소에 따라서 상기 기설정된 각도 범위보다 작게 감소한 상기 전류각의 각도를 상기 기설정된 각도 범위내로 위치 시키는 것;을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류각 판단부가,
    상기 전류각의 각도가 최소 임계각도 및 최대 임계각도 사이의 각도 범위내에 위치하는지의 여부를 판단하는 것;을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 최소 임계각도가,
    45도 임;을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 장치.
  7. 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 방법에 있어서,
    상기 동기 릴럭턴스 모터로부터 동기 디(d)축 전류값과 동기 큐(q)축 전류값을 입력받아 전류각을 연산하는 단계;
    상기 연산된 전류각의 각도를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과 상기 전류각의 각도가 기설정된 각도 범위내에 위치하는 경우에는, 상기 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값을 그대로 유지하고,
    상기 판단 결과 상기 전류각의 각도가 상기 기설정된 각도 범위를 벗어난 위치에 있는 경우에는, 상기 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값의 크기를 조절하여, 상기 전류각의 각도가 상기 기설정된 각도 범위내에 위치 되도록 제어하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기설정된 각도 범위가,
    해당되는 동기 릴럭턴스 모터별로 고유하게 최대 토크로 출력이 가능하도록 하는 전류 각도의 범위인 것;을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 자속 지령값의 크기 조절이,
    상기 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값을 증가 시켜, 부하의 증가에 따라서 상기 기설정된 각도 범위보다 크게 증가한 상기 전류각의 각도를 상기 기설정된 각도 범위내로 위치 시키는 것;을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 자속 지령값의 크기 조절이,
    상기 동기 릴럭턴스 모터의 자속 지령값을 감소 시켜, 부하의 감소에 따라서 상기 기설정된 각도 범위보다 작게 감소한 상기 전류각의 각도를 상기 기설정된 각도 범위내로 위치 시키는 것;을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 판단 단계가,
    상기 전류각의 각도가 최소 임계각도 및 최대 임계각도 사이의 각도 범위내에 위치하는지의 여부를 판단하는 것;을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 최소 임계각도가,
    45도 임;을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 방법.
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