KR20060129443A - 전기 기기의 제어 - Google Patents

Abstract

스위칭 릴럭턴스 모터(7) 등의 전기 기기는 회전자와 적어도 하나의 전기적으로 전력 공급 가능한 위상 권선을 갖는다. 회전자 속도의 범위에 걸쳐 회전자의 각도 위치에 대한 위상 권선의 전력 공급을 나타내는 소정의 어드밴스 각도 프로파일을 포함하는 제어 맵이 제조 동안에 구해진다. 이 제어 맵은 어드밴스 각도 프로파일의 소정 부분에 적용될 각도 보정 계수와 함께 제어기(9)의 메모리에 저장된다. 각도 보정 계수는 요구된 입력 전력과 측정된 입력 전력 간의 차를 보상한다. 각도 보상 계수는 무선 주파수 신호를 통해 제어기에 전송될 수도 있다.

릴럭턴스 모터, 위상 권선, 비휘발성 메모리, 제어 맵, 각도 보상 계수

Description

전기 기기의 제어{CONTROL OF ELECTRICAL MACHINES}

본 발명은 전기 기기의 제어에 관한 것으로, 구체적으로는 스위칭 릴럭턴스 모터(a switched reluctance motor) 등의 스위칭 릴럭턴스 타입의 기기에 관한 것이다.

최근에 스위칭 릴럭턴스 기기의 이용이 점차적으로 증가하고 있다. 이러한 스위칭 릴럭턴스 기기에서, 고정자는 자극 세트를 가지며, 이러한 자극 세트는 각각의 세트의 자극과 연관된 자장의 영향 하에서 전력 공급된 자극쌍과 일직선으로 회전자를 회전시키도록 순차적으로 전력이 공급된다. 상이한 쌍의 자극 간의 신속한 전환에 의해, 회전자가 매우 높은 속도로 회전할 수 있게 된다.

스위칭 릴럭턴스 모터가 최근에 개발됨에 따라, 회전자의 회전 속도는 본 기술분야에서 달성할 수 있었던 것보다 더 고속화되었다. 그러나, 이러한 고속에서의 회전자의 제어는 문제를 갖고 있을 수도 있다. 특히, 자극이 전력 공급되고 차단되는 회전자의 각도 위치를 세밀하게 제어할 필요가 있다.

이를 위하여, 기기의 제어 회로와 관련된 메모리에 유지되는 제어 법칙 테이블(control law table)을 채용하는 것이 제안되고 있다. 제어 법칙 테이블은 통상적으로 광범위의 동작 범위에 걸친 기기의 속도 및 토크에 대한 턴온 및 턴오프 각 도에 관련한 탐색표를 포함한다. 그러나, 이러한 제어 법칙 테이블은 통상적으로 DC 링크 전압으로서 알려진 권서에 인가된 전압에 대해 일정한 값으로 가정함으로써 구해진다. 실제로, 그 환경에서의 다른 전기적인 변화뿐만 아니라 주전력공급장치의 전압의 변화는 DC 링크 전압을 시간 경과에 따라 변화시킨다.

인가된 전압의 변동을 보상하기 위한 다양한 방법이 제안되어 있다. 예컨대, 미국특허번호 제6,586,904호에서는 DC 링크 전압, 회전자의 회전 속도 및 모터에 의해 생성된 토크를 샘플링하는 것에 대하여 개시하고 있다. 이들의 측정치는 보상 속도값 및 보상 토크값을 구하기 위해 사용된다. 그 후, 요구된 값에 기초하여 요구된 동작 파라미터를 구하기 위해 탐색표가 이용된다.

본 발명은 회전자, 적어도 하나의 위상 권선 및 회전자의 각도 위치에 기초하여 위상 권선에 전력 공급하도록 구성된 제어기를 포함하는 전기 기기에서, 인가된 DC 링크 전압과 소정의 DC 링크 전압 간의 차를 보상하는 방법을 제공하며, 이 방법은, 인가된 DC 링크 전압을 측정하는 단계와, 인가된 DC 링크 전압의 값에 기초하여 위상 권선의 전력 공급의 각도 위치에 대한 소정의 보정을 적용하는 단계를 포함한다.

본 발명은 더 적은 메모리를 이용하면서 지금까지 달성할 수 있었던 것보다 더욱 선형적인 방식으로 전기 기기의 제어를 제어한다.

인가된 DC 링크 전압과 각도 위치에 대한 보정 간의 소정의 관계가 제어기와 관련된 메모리에 저장되는 것이 바람직하다.

DC 링크 전압은 주기적으로 및/또는 기기 개시 시에 측정될 수도 있다. DC 링크 전압은 기가가 스위치온되기 전에 주전력공급장치와 같은 전력공급장치에 접속될 때에 측정될 수도 있다.

본 발명은 회전자와 적어도 하나의 위상 권선을 포함하는 전기 기기용의 제어기를 포함하며, 이 제어기는, 회전자의 각도 위치에 따라 위상 권선에 전력 공급하도록 구성되고, 또한 DC 링크 전압의 인가시 인가된 DC 링크 전압의 값에 기초하여 위상 권선의 공급 전력의 각도 위치에 소정의 보정을 적용하도록 구성된다. 이 제어기는 예컨대 청소 응용기기 등의 다양한 전기 기기에 포함될 수도 있다.

도 1은 대표적인 스위칭 릴럭턴스 모터를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 2는 도 1의 모터에 대한 종래 기술의 제어 맵을 도시하는 도면이다.

도 3은 도 1의 모터에 대한 제어 맵을 생성하기 위한 장치의 개략도이다.

도 4는 도 1의 모터의 동작 속도의 범위에 걸친 요구된 입력 전력의 그래프를 예시하는 도면이다.

도 5는 도 1의 모터를 제어하기 위한 제어 맵을 예시하는 도면이다.

도 6은 도 1의 모터에 대한 제어 맵을 생성하기 위한 다른 맵의 개략도이다.

도 7은 도 1의 모터와 제어 회로를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 8은 DC 링크 전압의 대표적인 파형을 나타내는 도면이다.

도 9는 인가 DC 링크 전압과 위상 권선이 전력 공급되는 모터의 각도 위치에 대한 보정 간의 관계를 나타내는 도면이다.

도 10은 도 1의 모터를 통합하는 강력한 진공 청소기 형태의 청소 응용기기(cleaning applicance)를 예시하는 도면이다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 설명할 것이다.

본 명세서에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 부분을 나타낸다.

도 1은 대표적인 스위칭 릴럭턴스 모터의 단면도이다. 이 스위칭 릴럭턴스 모터는 샤프트(2) 상에 장착된 회전자(1)와, 고정자(3)를 포함한다. 회전자(1)는 한 쌍의 자극(1a, 1b)을 형성하도록 배열된 스틸 플레이트의 축방향으로 적층된 스택을 포함한다. 고정자는 본 예에서는 4개의 내측으로 돌출하는 자극(3a, 3b, 3c, 3d)을 갖도록 배열된 스틸 적층체의 스택을 포함한다. 대향 자극(3a, 3c)은 각각 권선(4a, 4b)을 지지하며, 이들 권선은 함께 제1 위상을 형성한다. 나머지 직경 방향으로 대향하는 자극(3b, 3d)은 유사하게 각각의 권선(4c, 4d)을 수용하며, 이들 권선은 제2 위상을 제공한다. 각각의 권선(4)은 각각의 고정자 자극 둘레의 다수의 권회수(예컨대, 50 회 이상)의 절연 전기 전도체를 포함한다.

사용 시, 위상 권선의 전력 공급은 회전자의 회전에 영향을 주도록 제어된다. 그러므로, 위상 권선에 대한 회전자의 회전 위치를 알아내는 것은 필수적이다. 따라서, 위치 검출 수단이 제공되며, 이 경우에는 인코더 디스크(5), 광학 방사 소스(6) 및 광학 센서(도시되지 않음)의 형태를 갖는다. 인코더 디스크(5)는 광학 방사 소스(6)와 검출기 사이에 그 평면이 광학 방사의 방향에 거의 수직이 되도록 위치된다. 디스크의 애퍼쳐는 광학 방사 소스로부터의 광이 센서에 전송되도 록 한다. 인코더 디스크(5)가 회전자 어셈블리(1)의 샤프트로 회전할 때, 광학 방사 소스의 광은 간헐적으로 차단된다. 그러므로, 광학 센서는 펄스 형태의 광 신호를 수신한다. 광학 센서로부터의 신호는 제어기에 전송된다.

저속에서, 위상 권선에 대한 전압의 인가를 제어하는 것은 비교적 간단히 이루어진다. 통상적으로, 위상 권선에 대한 전압 인가의 제어는 펄스폭 변조(PWM)를 통해 이루어지며, 이에 대해서는 추가로 후술될 것이다. 그러나, 속도가 증가할 때, 권선에 인가되는 전압에서의 회전자의 각도 위치(턴온 각도)는 전압의 인가가 중단되는 각도 위치(턴오프 각도)에 비해 선행(advance)되어 있어야 한다. 턴온 각도는 자극이 접근할 때 인덕턴스가 상승을 개시하기 전에 영(0)에서 요구된 값으로의 권선의 자속의 상승을 가능하게 하기 위해 선행되어야 한다. 이것은 온-어드밴스 각도(on-advance angle)로 알려져 있다. 유사하게, 턴오프 각도는 자극이 떨어질 때에 인덕턴스가 감소를 개시하기 전에 자속을 감소시킬 수 있도록 선행되어야 한다. 이것은 오프-어드밴스 각도(off-advance angle)로 알려져 있다.

스위칭 릴럭턴스 모터용의 대표적인 제어기에서, 제어 법칙 맵이 탐색표의 형태로 이용된다. 이러한 탐색표의 예가 도 2에 도시되어 있다. 이 탐색표는 메모리에 유지된 일련의 저장 위치를 포함한다. 탐색표는 모터의 속도와 모터에 의해 생성되는 요구된 토크 간의 관계를 차트로 보여주고 있다. 탐색표의 각각의 위치에는 대응하는 속도와 토크를 생성하기 위해 기기를 제어하기 위한 제어 파라미터가 저장된다. 통상적으로, 제어 파라미터는 온-어드밴스 각도와 오프-어드밴스 각도를 포함한다. 모터의 작동 동안, 속도 및 모니터링 토크가 측정되어 제어 시 스템에 입력되고, 이 제어 시스템은 탐색표를 채용하여 적합한 시동 각도(firing angle)를 찾음으로써 위상 권선의 전력공급을 제어하여 요구된 속도 및 토크를 달성한다.

그러나, 이러한 제어 맵의 단점은 대량의 메모리를 점유한다는 점이다. 또한, 제어 맵이 모터의 일괄제조 시에 제조업체에 의해 적용되면, 이들 모터는 일정한 결과를 달성하기 위해 동일한 성능 특성을 가져야 한다. 따라서, 모터는 물리적인 측면과 전기적인 측면에서 일정하고 정해진 공차를 갖는 부품으로 제조되어야 한다. 이것은 당연히 모터의 전체적인 비용을 현저히 상승시킨다. 이에 대한 대안으로 모터에 대한 스크래치(scratch)로부터 탐색표를 생성하는 방법이 있으나, 이 또한 비용이 많이 소요되고 많은 시간이 소요된다.

제어 맵의 생성

이러한 문제점을 해소하는 제어 맵과 이 제어 맵을 생성하는 방법에 대하여 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 제어 맵을 생성하기에 적합한 장치에 대한 개략도가 도 3에 도시되어 있다. 모터는 전반적으로 도면부호 "7"로 나타내어져 있으며, 전기 제어판(9)과 함께 모터 버킷(motor backet : 8)에 위치된다. 모터는 배터리 또는 정류 및 필터링된 AC 주전력 중의 하나가 가능한 DC 전력공급 장치 형태의 전압원(10)을 포함한다. 배전압원(10)에 의해 제공된 DC 전압은 DC 링크 양단에 제공되며, 전자 제어판(9)에 의해 모터(7)의 위상 권선을 가로질러 스위칭된다. 본 출원에서, 스 위칭 릴럭턴스 기기에 제공된 DC 전압(배터리, 정류기 또는 그 외의 것이던 간에)은 "DC 링크 전압"으로서 지칭된다.

제어판(9)은 모터(7)의 위상 권선의 각각에 접속되고, 위상 권선이 순차적으로 전력공급되도록 함으로써 모터의 작동을 제어한다. 전력계(11)는 입력 전력을 측정하기 위해 DC 링크에 접속된다. 전력계(11)로부터의 신호는 검사 제어기(12)에 입력되며, 이 검사 제어기는 데이터를 전자 제어판(9)에 보낸다.

도 4는 광범위의 작동 속도에 걸친 요구된 입력 전력 프로파일을 도시하는 도면이다. 이러한 프로파일은 모델링 소프트웨를 통해 사전 결정될 수도 있고, 모터의 특정 응용을 위해 생성될 수도 있다. 예컨대, 도 4의 프로파일은 진공 청소기 모터에 대하여 생성된 것이다. 이 프로파일은 80,000∼100,000 rpm 사이의 매우 높은 속도에서 최대 전력이 달성될 때까지 속도에 따라 꾸준하게 증가하는 전력을 나타내고 있다. 이 한계치 이상의 속도에서, 모터는 부품에 대한 과도한 마모를 방지하기 위해 전력 다운하도록 구성된다.

도 5는 대응하는 소정 프로파일을 정상적인 어드밴스 각도 맵의 형태로 나타내는 도면이다. 이 프로파일은 이상적인 동작 조건을 나타낸다. 도면부호 "13"에 의해 표시된 링크는 회전자의 속도 증가와 함께 오프-어드밴스 각도의 변동을 나타내고 있다. 도면부호 "14"에 의해 표시된 라인은 온-어드밴스와 회전자 속도 간의 관계를 나타낸다. 온-어드밴스 각도는 모터가 60,000 rpm을 초과하는 속도에 도달할 때가지 전혀 변화하지 못한다. 더 저속에서, 권선의 전력 공급은 주로 PWM에 의해 제어된다. 그래프 상의 라인(15)은 PWM 제어를 나타내고, 전압이 위상 권선 에 인가되는 동안의 각각의 사이클의 백분율을 보여준다. 예컨대 5,000 rpm의 저속에서, 전압 펄스는 듀티 사이클의 대략 10％ 동안에만 인가된다. 전압 펄스폭은 50,000 rpm 부근에서 전체 폭의 전압 펄스가 권선에 인가될 때까지 속도가 증가함에 따라 증가한다.

제어 맵을 생성하기 위해, 전압공급 장치(10)는 전자 제어판(9)을 통해 모터(7)에 정전압을 공급하도록 배열된다. 인가된 정전압의 값은 사용 시에 DC 링크를 통해 기기에 공급될 대표적인 작동 전압에 대응하여 선택된다. 진공 청소기용의 모터에 대한 본 발명의 예에서, 정전압은 예컨대 230V의 대표적인 가정용 주전력의 전압을 나타내도록 선택된다.

전력 속도 프로파일로부터의 소정의 입력 전력에 대응하는 속도가 선택된다. 이 예에서, 모터가 최대 전력 공급시에 그 정도의 속도로 작동하여야 하기 때문에, 편리한 속도는 80,000 rpm이 될 것이다. 제어판(9)은 회전자를 최대 속도로 하기 위해 도 5의 정상적인 어드밴스 각도 프로파일에 따라 권선에 전압 펄스를 인가하도록 구성된다. 이 펄스는 정상적인 어드밴스 각도 프로파일에 저장된 온-어드밴스 및 오프-어드밴스 각도에 따라 인가된다.

전력계(11)는 입력 전력을 측정하고, 그 측정된 값을 검사 제어기(12)에 신호로서 보낸다. 제어기(12)는 측정된 입력 전력을 도 4의 전력 프로파일에 의해 나타내진 요구된 입력 전력과 비교한다. 이들이 불일치하는 경우, 검사 제어기는 온-어드밴스 각도와 오프-어드밴스 각도 양자에 증분 변화량(incremental change)을 추가한다. 다시, 측정된 입력 전력과 요구된 입력 전력이 불일치한다면, 온-어 드밴스 및 오프-어드밴스 각도는 또 다른 증분만큼 변경된다. 대표적인 증분 각도 변화는 0.7°정도이다. 이 과정은 측정된 입력 전력과 요구된 입력 전력이 거의 동일하게 될 때까지 지속된다. 측정된 입력 전력과 요구된 입력 전력이 거의 동일하게 될 때, 어드밴스 각도에서의 총변화량이 보정 계수로서 메모리에 저장된다. 사용 시, 이 보정 계수는 정상적인 어드밴스 각도 프로파일의 소정 부분, 바람직하게는 온-어드밴스 각도가 지금 막 구현되려고 하는 동안의 부분에 걸쳐 이용된다. 전형적인 보정 계수가 고려된 어드밴스 각도 프로파일이 도 5에 점선으로 나타내어져 있다. 보정 계수가 추가된 어드밴스 각도는 라인 "17"에 의해 나타내어져 있다.

이와 달리, 어드밴스 각도는 측정된 입력 전력이 소정의 입력 전력에 대해 어느 범위의 값 내에 있을 때까지 증분적으로 수정될 것이다.

정상적인 어드밴스 각도 프로파일 및 보정 계수는 제어판과 관련된 비휘발성 메모리의 위치에 영구적으로 유지된다. 저장된 데이터의 양은 통상적으로 탐색표를 구성하는 종래 기술의 제어 맵에서의 한 행의 데이터에 상당한다. 그러므로, 이 제어 맵은 더 적은 메모리가 사용될 수 있도록 하며, 이에 의해 기기의 비용을 감소시킨다. 아울러, 여분의 미사용된 메모리는 다른 애플리케이션용으로 사용될 수도 있을 것이다.

추가의 다른 예가 도 6에 개략적으로 예시되어 있다. 이러한 구성에서, 검사 제어기(18)는 무선 주파수(rf) 송신기를 통해 제어판(19)과 통신하도록 구성된다. 본 실시예에서, 보정 계수는 신호를 통해 제어판(19)의 메모리에 전송된다. 이러한 구성은 모터 버킷(8) 내에 감추어지는 제어기와 제어판 간의 전기 접속에 대한 필요성을 제거하는 이점이 있다.

전압 보상

전술한 제어 맵은, 종래 기술의 제어 맵과 마찬가지로, 권선에 인가된 전압이 일정한 것으로 가정한다. 그러나, 사용 시, DC 링크 전압은 제어 맵이 구해지는 전압으로부터 변화한다.

도 7 내지 도 9는 변화하는 DC 링크 전압을 보상하는 방법을 예시하는 도면이다.

도 7은 사용 시의 스위칭 릴럭턴스 모터(25)를 나타내는 간략화된 개략도이다. 이 도면에서, 전력 변환 장치는 도면부호 "20"으로 나타내어져 있다. 사용 시, 전력 변환 장치(20)는 주전력 공급장치에 접속되고, 필터링 및 정류된 DC 링크 전압을 제공하도록 배열된다. 적합한 전력 변환 장치가 본 출원인의 공동 계류 중인 특허 출원 GB0229873.5호에 개시되어 있다.

실제의 DC 링크 전압의 예는 도 8의 라인 "21"로 나타내어져 있다. 전압 신호는 시간에 따라 급속하게 요동한다. DC 링크 전압은 DC 링크 전압의 평활 평균값을 제공하기 위해 도 7의 필터 회로(22)에서 샘플링된다. 대표적인 평균 DC 링크 전압이 도 8에 도면부호 "23"으로 나타내어져 있다. 이 평균 DC 링크 전압은 도 9에 도시된 바와 같은 전압 보상 맵이 저장되는 제어기(24)에 인가된다.

이 맵은 평균 각도와 평균 DC 링크 전압 간의 관계를 차트로 나타낸다. 이 맵은 실험에 의해 구해지거나 또는 모델링 소프트웨어를 통해 생성될 수도 있다. 이 맵은 제어기(24)와 관련된 비휘발성 메모리에 영구적으로 유지된다. 이 예에서, 어드밴스 각도는 230V에서는 영(0)이다. 이것은 정전압 펄스를 230V의 권선에 인가하면서 제어 맵이 구해지기 때문이다. 그러므로, 제어 맵은 그 전압에서 모터의 정확한 제어를 제공한다. 이 예에서, 어드밴스 각도는 DC 링크 전압이 증가할 때에 감소하도록 구성되거나, 또는 그 반대로 구성된다.

필터에 의해 DC 링크 전압이 샘플링될 때, 제어기(24)는 펄스가 개시되는 어드밴스 각도에 적용될 보정 계수를 구하기 위해 메모리에 유지된 전압 관계를 어드레스한다. 예컨대, 측정된 DC 링크 전압이 207V 라면, 제어기는 온-어드밴스 각도 및 오프-어드밴스 각도 양자에 대해 2.1°의 어드밴스 각도 보정을 적용한다. 그러므로, 위상의 개시가 간략한 방식으로 제어되고, 예컨대 토크, 속도 등의 모터의 특성을 측정하기 위한 센서의 필요성을 감소시킨다.

전압과 각도 보정 간의 관계는 도 9의 맵의 형태로 저장될 필요가 없다. 예컨대, 이러한 관계가 선형적이라면, 본 기술분야에 익숙한 사람은 제어기로 하여금 소정의 보정 계수를 모든 볼트 또는 인가된 DC 링크 전압이 시프트되는 만큼이 볼트의 양에 적용하도록 할 수 있을 것이다.

전술한 전압 보상 방법은 연속적으로 적용될 수도 있고, 주기적으로 적용될 수도 있으며, 또한 단순히 모터 구동시와 같은 소정의 이벤트 시에 적용될 수도 있다.

모터가 전력공급장치에 접속되지만 작동하고 있지 않을 때에, DC 링크 전압 은 전류가 회로로부터 도출되지 않기 때문에 그렇지 않은 경우에 기대되는 것보다 전반적으로 더 높다. 그러므로, 보정 계수는 모터의 구동 시에 개시 각도를 보정하도록만 저장될 것이다. 이것은 소정의 전압값만큼 각도 보상 계수를 시프트함으로써 이루어질 수 있을 것이다. 예컨대, 구동 시, 315V의 DC 링크 전압은 1.4°의 대응 어드밴스 각도 조정을 가질 것이다.

본 발명의 또 다른 장점은 이력 제어에 적용할 수 있다는 점이다. 측정된 DC 링크 전압이 2개의 값 사이에서 급속하게 요동하면, 어드밴스 각도 보정 계수는 그에 따라 요동하는 경향이 있다. 제어기는 제어기가 어드밴스 각도 보정에 대해 새로운 값을 적용하기 전에 전압의 변화가 소정 증분치보다 더 크게 되어야 하도록 구성되며, 이로써 어드밴스 각도의 변화는 전압의 변화보다 뒤쳐지게 된다. 예컨대, DC 링크 전압이 230V에서 232V로 상승한다면, 제어기는 어드밴스 각도에 보정을 적용하기 전에 전압이 234V로 상승할 때까지 대기하도록 구성될 수도 있다.

본 발명은 스위칭 릴럭턴스 기기에 적용 가능하며, 예컨대 100,000 rpm의 고속으로 동작하는 이러한 기기에 특히 유용하다.

도 10은 스위칭 릴럭턴스 모터가 사용될 수도 있는 진공 청소기(30)의 일례를 도시한다. 모터는 날개(impeller)를 매우 높은 속도로 구동하도록 구성된다. 날개의 펌핑 동작은 노즐(31)과 호스 및 주관(wand) 어셈블리를 통해 먼지 공기를 청소기 내로 흡인한다. 먼지 공기는 분리기(33)에 보내져 쓰레기와 먼지로 분리된다. 분리기(33)는 본 도면에 도시된 바와 같이 강력한 분리기일 수도 있으며, 또는 먼지 주머니와 같은 다른 유형의 분리기일 수도 있다. 청소된 공기는 청소기의 주몸체(34) 내에 위치된 모터 하우징에 진입하기 전에 분리기(33)로부터 배출된다. 프리-모터 필터는 통상적으로 분리기(33)에 의해 분리되지 않는 어떠한 미세한 먼지 입자를 필터링하기 위해 날개 앞쪽의 공기흐름 경로에 배치된다. 포스트-모터 필터는 공기흐름 경로에 위치될 수도 있다. 그러나, 무정류자 모터를 제공함으로써 포스트-모터 필터에 대한 필요성이 감소된다. 청소된 공기는 적합한 배출구를 통해 청소시에서 대기로 배출된다.

본 발명의 예시 실시예에 대한 변형이 가능함은 자명하며, 이러한 변형 또한 본 발명의 사상 내에 있는 것으로 간주된다. 예컨대, 4극 고정자 및 2극 회전자 기기에 대해 설명하였지만, 본 발명은 고정자와 회전자 측에 다른 수의 자극을 갖고 모터가 다른 치수를 갖는 기기에도 동등하게 적용될 수 있다.

본 발명은 반드시 스위칭 릴럭턴스 타입일 필요가 없는 모터 및 발전기에도 적용 가능하며, 예초기, 공기 청정기, 핸드 드라이어 및 물펌프 등의 가정용 진공 청소기 이외의 다른 응용기기에도 채용될 수 있다.

Claims (17)

1. 회전자, 적어도 하나의 위상 권선 및 상기 회전자의 각도 위치에 기초하여 상기 위상 권선에 전력을 공급하도록 구성된 제어기를 포함하는 전기 기기에서 인가된 DC 링크 전압과 소정의 DC 링크 전압 간의 차를 보상하는 전압 보상 방법에 있어서,

   상기 인가된 DC 링크 전압을 측정하는 단계; 및

   상기 인가된 DC 링크 전압의 값에 기초하여 상기 위상 권선의 공급 전력의 각도 위치에 소정의 보정을 가하는 단계

   를 포함하는 전압 보상 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제어기가, 상기 인가된 DC 링크 전압과 상기 각도 위치에 대한 보정 간의 소정의 관계를 저장하도록 구성된 메모리를 포함하는, 전압 보상 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 인가된 DC 링크 전압이 주기적으로 측정되는, 전압 보상 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 인가된 DC 링크 전압은 상기 전기 기기가 개시될 때에 측정되는, 전압 보상 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전기 기기가 스위칭-온되기 전에 전력공급장치에 접속될 때에 상기 인가된 DC 링크 전압을 측정하는 단계와,

   상기 측정된 DC 링크 전압의 값에 기초하여, 상기 전기 기기의 개시 시에 상기 위상 권선의 전력 공급의 각도 위치에 소정의 보정을 가하는 단계

   를 더 포함하는, 전압 보상 방법.
6. 제1항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 인가된 DC 링크 전압에 대한 측정 시에 또는 상기 인가된 DC 링크 전압에 대한 각각의 측정 시에, 상기 인가된 DC 링크 전압에 대한 평균값을 구하는 단계를 더 포함하는, 전압 보상 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 평균값을 구하는 단계는 상기 인가된 DC 링크 전압에 필터를 적용하는 단계를 포함하는, 전압 보상 방법.
8. 상기 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에서 청구된 바와 같이 인가된 DC 링크 전압과 소정의 DC 링크 전압 간의 차를 보상하는 방법을 포함하는, 전기 기기의 제 어 방법.
9. 회전자와 적어도 하나의 위상 권선을 포함하는 전기 기기에 대한 제어기에 있어서,

   상기 회전자의 각도 위치에 기초하여 위상 권선에 전력 공급하도록 구성되며, 또한 DC 링크 전압의 인가 시에 상기 인가된 DC 링크 전압의 값에 기초하여 상기 위상 권선의 공급 전력의 각도 위치에 소정의 보정을 적용하도록 구성되는,

   제어기.
10. 제9항에 있어서,

    상기 인가된 DC 링크 전압과 각도 위치에 대한 보정 간의 소정의 관계를 저장하도록 구성된 메모리를 더 포함하는, 제어기.
11. 제10항에 있어서,

    상기 회전자의 속도 범위에 대해 상기 회전자의 각도 위치에 대한 상기 위상 권선의 공급 전력을 나타내는 소정의 어드밴스 각도 맵(advance angle map)을 더 포함하는, 제어기.
12. 제11항에 있어서,

    소정의 상기 상기 어드밴스 각도 맵의 소정의 부분에 적용되고, 측정된 입력 전력과 소정의 전력 간의 차에 관련되는 각도 보정 계수를 더 포함하는, 제어기.
13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에서 청구된 바와 같은 제어기를 포함하는 전기 기기.
14. 제13항에 있어서,

    상기 전기 기기가 스위칭 릴럭턴스 모터(switched reluctance motor)의 형태를 갖는, 전기 기기.
15. 제13항 또는 제14항에서 청구된 바와 같은 전기 기기를 구비한 청소 응용기기.
16. 첨부 도면을 참조하여 전술한 바와 같은 또는 첨부 도면에 예시된 바와 같은, 회전자, 적어도 하나의 위상 권선 및 상기 회전자의 각도 위치에 기초하여 상기 위상 권선에 전력 공급하도록 구성된 제어기를 포함하는 전기 기기에서, 인가된 DC 링크 전압과 소정의 DC 링크 전압 간의 차를 보상하는 방법.
17. 첨부 도면을 참조하여 전술한 바와 같은 또는 첨부 도면에 예시된 바와 같은, 전기 기기, 스위칭 릴럭턴스 모터 또는 청소 응용기기용 제어기.

Images