KR20090061478A - 모터 제어 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

모터 제어 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모터 제어 장치 및 모터 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 모터 제어 장치 및 모터 제어 방법은 실시간으로 부하 토크를 추정하는 제어부나 제어 방법을 구비한다. 이에 의해 부하 토크의 변화를 실시간으로 모터 제어에 반영하여 안정적인 토크 제어가 이루어진다. 모터 속도의 변동을 줄임으로써 모터의 진동을 방지하여 모터의 수명이 연장되게 한다.
부하 토크, 추정, 실시간, 토크 패턴

Description

모터 제어 장치 및 그 제어 방법 {Motor Control Apparatus and Method thereof}
본 발명은 모터의 출력을 제어하는 모터의 제어 장치 및 그 제어 방법으로, 더욱 상세하게는 모터의 출력이 부하 토크에 대응하도록 모터에 인가되는 전원을 제어하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
소비전력의 감소를 위해서는 고효율의 모터가 요구된다. 고효율의 모터를 위해서는 모터의 출력이 부하에 걸리는 토크와 대응되도록 토크 제어를 하는 것이 이상적이다.
또한, 토크 제어가 안정적으로 이루어지지 않는 경우, 모터가 정지하거나 모터에 과전류가 흘러 모터 및 주변 장치가 손상될 우려가 있어, 안정적인 토크 제어가 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은, 실시간으로 부하에 걸리는 토크를 추정하여 추정된 부하 토크에 모터의 출력이 실시간으로 대응되도록 제어하는 장치 및 그 방법을 제공함에 있다. 또한, 부하 토크의 변동이 주기성을 가지고 있는 경우, 이를 저장하여 저장된 값을 이용하는 모터 제어 장치 및 모터 제어 방법을 제공하는 목적이 있다. 또한 모터 속도의 변동을 줄이고 모터 제어를 안정적으로 함으로써 모터나 주변 장치 등의 손상 등을 방지함에 본 발명의 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모터 제어 장치는 모터, 상기 모터에 전원을 인가하는 인버터, 및 부하에 걸리는 토크를 추정하여 상기 모터의 출력 토크가 상기 추정 부하 토크에 대응되도록 상기 인가 전원을 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 모터 제어 장치는 모터 속도가 지령속도를 추종하도록 지령전류를 출력하는 속도제어부, 부하에 걸리는 토크를 추정하여, 상기 지령전류를 상기 추정된 부하 토크에 대응되도록 보상하는 보상부, 모터에 흐르는 전류가 상기 보상된 지령전류를 추종하도록 지령전압을 출력하는 전압제어부, 및 상기 지령전압에 따라 모터에 전원을 인가하는 인버터부를 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 모터 제어 방법은 모터에 전원을 인가하는 단계, 부하에 걸리는 토크를 추정하는 추정 단계, 및 모터의 출력 토크가 상기 추정 부하 토 크에 대응되도록 상기 인가 전원을 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 모터 제어 방법은 모터 속도가 지령속도를 추종하도록 지령전류를 출력하는 단계, 부하에 걸리는 토크를 추정하는 단계, 상기 지령전류를 상기 추정된 부하 토크에 대응되도록 보상하는 단계, 모터에 흐르는 전류가 상기 보상된 지령전류를 추종하도록 지령전압을 출력하는 단계, 및 상기 지령전압에 따라 모터에 전원을 인가하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 토크 제어를 위해 부하 토크를 실시간으로 추정함으로써 토크제어가 안정적으로 이루어진다. 또한 필요시 추정 부하 토크를 패턴화하여 토크 패턴으로 저장함으로써 모터 구동에 필요한 자원을 효율적으로 분배하여 사용할 수도 있다. 모터 속도의 변동을 줄이는 토크 제어를 함으로써 모터 진동을 억제하여 모터 수명을 연장한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 일실시예에 대한 블록도이다.
도면을 참조하면, 모터 제어 장치는 인버터부(100)와 제어부(110)를 포함한다.
인버터부(100)는 모터의 구동에 필요한 전력을 공급한다. 일반적으로 다이오드 및 콘덴서 등을 포함하는 컨버터(미도시)를 통해 교류 전원을 직류 전원으로 변환한다. 변환된 직류 전원은 인버터(미도시)에 의해 교류 전원화 되어 모터에 인가 된다. 인버터는 공급받은 직류 전원을 제어부(110)의 제어신호에 따라 적정 주파수 및 진폭을 갖는 교류 전원으로 바꾼다.
제어부(110)는 부하에 걸리는 토크를 추정하여 모터의 출력 토크가 추정토크에 대응되도록 모터 속도 지령치, 전류 지령치 또는 전압 지령치 등의 제어인자를 조작하여 인버터(100)에서 모터로 인가되는 전원을 제어하는 제어신호를 출력한다.
제어부(110)는 부하에 걸리는 토크를 모터에 흐르는 전류 즉 모터 전류(I)와 모터 속도(ω)에서 추정한다.
모터의 운동 방정식에 의하면 모터의 출력은 전체 시스템의 관성이 회전하는 데 필요한 토크와 부하에 걸리는 토크의 합으로 표현될 수 있다. 마찰에 의한 모터 출력의 소비 등이 있지만 이는 부하 토크에 포함 시킬 수 있다. 강성계수에 의한 토크는 회전시 무시될 수 있다.
모터의 출력은 모터 전류(I)에 비례하므로 모터 전류(I)를 알면 모터 출력을 구할 수 있다.
회전체의 관성질량이 회전하는 데 필요한 토크는 관성질량과 회전체의 각가속도를 알면 구할 수 있다. 관성질량은 측정을 통해 구할 수 있다. 각가속도는 모터 속도(ω)의 변화량으로 표현되므로 시간의 흐름에 따른 모터 속도(ω)를 알면 모터 속도(ω)를 미분기를 통하는 등으로 각가속도를 구할 수 있다.
즉, 모터 속도(ω)와 모터 전류(I)를 통해 모터 출력과 관성 토크를 구할 수 있어 부하 토크를 계산할 수 있다. 부하 토크의 변동량에 따라 모터에 인가되는 전류나 전압을 조절하여 부하 토크에 대응하도록 모터 출력을 제어할 수 있다. 이는 실시간으로 부하 토크를 계산하므로 부하 토크가 증가하는데 전원이 부족하거나, 부하 토크가 감소하는데 전원이 과인가될 염려가 줄어든다. 전원 부족 및 과인가의 경우 모터가 정지하거나, 모터의 소손이 발생할 수 있다.
또한, 모터 속도(ω)가 일정한 정상상태의 경우, 실시간으로 부하 토크의 변동에 따라 모터에 적절한 전원을 인가함으로써 모터 속도(ω)를 일정하게 하여 모터 진동을 억제할 수 있다.
모터 속도(ω)는 모터에 인가되는 전류나 전압을 측정하여 추정할 수 있다. 이는 모터에 대한 전기 방정식 또는 기계 방정식을 이용하여 모터 속도를 추정할 수 있다. 모터 속도(ω)는 홀센서 등을 이용하여 관측된 실제 모터 속도일 수도 있다.
모터 출력이 부하 토크에 부합되지 않은 경우 즉, 모터에 인가되는 전원이 부족하거나 과도한 경우 모터 속도(ω)의 변동량인 맥동이 발생할 수 있다.
일반적으로 모터에 인가되는 전원이 일정한 경우, 모터 출력 토크가 커지면 모터 속도(ω)는 감속되며, 모터 출력 토크가 작아지면 모터 속도(ω)는 증가된다. 따라서, 모터 속도(ω)를 일정하게 하기 위해서는 모터 출력 토크가 커지면 모터에 인가되는 전원을 늘릴 필요가 있으며, 모터 출력 토크가 작아지면 모터에 인가되는 전원을 줄일 필요가 있다.
즉 맥동이 발생하면 안정적인 토크 제어가 이루어지지 않는다고 볼 수 있다.
부하 토크를 실시간으로 추정하여 토크 제어 하는 것은 안정적이지만 중앙처리장치나 메모리 등의 자원 점유율이 높을 수 있다. 따라서, 기설정된 지령치에 예 를 들면 모터 속도 지령치에 모터 속도(ω)가 추종하도록 제어하다가 맥동이 기설정된 허용범위를 벗어나는 경우 본 실시예에서의 부하 토크를 추정하여 토크 제어를 할 수도 있다.
맥동을 계산하는 방법은 일정 구간 동안 모터 속도의 최대값과 최소값의 차이로 할 수 있다. 또는 일정구간의 모터 평균 속도를 구한 다음 매 순간 모터 속도의 차로 구할 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 다른 실시예에 관한 블록도이다.
도면을 참조하면, 모터 제어 장치는 인버터부(200)와 제어부(210), 저장부(230)를 포함한다.
인버터부(200)는 모터의 구동에 필요한 전력을 공급한다. 일반적으로 다이오드 및 콘덴서 등을 포함하는 컨버터를 통해 교류 전원을 직류 전원으로 변환한다. 변환된 직류 전원은 인버터에 의해 교류 전원화 되어 모터에 인가된다. 인버터는 공급받은 직류 전원을 제어부(210)의 제어신호에 따라 적정 주파수 및 진폭을 갖는 교류 전원으로 바꾼다.
제어부(210)는 부하에 걸리는 토크를 추정하여 모터의 출력 토크가 추정토크에 대응되도록 모터 속도 지령치, 전류 지령치 또는 전압 지령치 등의 제어인자를 조작하여 인버터(200)에서 모터로 인가되는 전원을 제어하는 제어신호를 출력한다.
제어부(210)는 부하에 걸리는 토크를 모터에 흐르는 전류 즉 모터 전류(I)와 모터 속도(ω)에서 추정한다.
모터의 운동 방정식에 의하면 모터의 출력은 전체 시스템의 관성이 회전하는 데 필요한 토크와 부하에 걸리는 토크의 합으로 표현될 수 있다. 마찰에 의한 모터 출력의 소비 등이 있지만 이는 부하 토크에 포함 시킬 수 있다. 강성계수에 의한 토크는 회전시 무시될 수 있다.
모터의 출력은 모터 전류(I)에 비례하므로 모터 전류(I)를 알면 모터 출력을 구할 수 있다.
회전체의 관성질량이 회전하는 데 필요한 토크는 관성질량과 회전체의 각가속도를 알면 구할 수 있다. 관성질량은 측정을 통해 구할 수 있다. 각가속도는 모터 속도(ω)의 변화량으로 표현되므로 시간의 흐름에 따른 모터 속도(ω)를 알면 모터 속도(ω)를 미분기를 통하는 등으로 각가속도를 구할 수 있다.
즉, 모터 속도(ω)와 모터 전류(I)를 통해 모터 출력과 관성 토크를 구할 수 있어 부하 토크를 계산할 수 있다. 부하 토크의 변동량에 따라 모터에 인가되는 전류나 전압을 조절하여 부하 토크에 대응하도록 모터 출력을 제어할 수 있다. 이는 실시간으로 부하 토크를 계산하므로 부하 토크가 증가하는데 전원이 부족하거나, 부하 토크가 감소하는데 전원이 과인가될 염려가 줄어든다. 전원 부족 및 과인가의 경우 모터가 정지하거나, 모터의 소손이 발생할 수 있다.
또한, 모터 속도(ω)가 일정한 정상상태의 경우, 실시간으로 부하 토크의 변동에 따라 모터에 적절한 전원을 인가함으로써 모터 속도(ω)를 일정하게 하여 모터 진동을 억제할 수 있다.
모터 속도(ω)는 모터에 인가되는 전류나 전압을 측정하여 추정할 수 있다. 이는 모터에 대한 전기 방정식 또는 기계 방정식을 이용하여 모터 속도를 추정할 수 있다. 모터 속도(ω)는 홀센서 등을 이용하여 관측된 실제 모터 속도일 수도 있다.
모터 출력이 부하 토크에 부합되지 않은 경우 즉, 모터에 인가되는 전원이 부족하거나 과도한 경우 모터 속도(ω)의 변동량인 맥동이 발생할 수 있다.
일반적으로 모터에 인가되는 전원이 일정한 경우, 모터 출력 토크가 커지면 모터 속도(ω)는 감속되며, 모터 출력 토크가 작아지면 모터 속도(ω)는 증가된다. 따라서, 모터 속도(ω)를 일정하게 하기 위해서는 모터 출력 토크가 커지면 모터에 인가되는 전원을 늘릴 필요가 있으며, 모터 출력 토크가 작아지면 모터에 인가되는 전원을 줄일 필요가 있다.
즉 맥동이 발생하면 안정적인 토크 제어가 이루어지지 않는다고 볼 수 있다.
부하 토크를 실시간으로 추정하여 토크 제어 하는 것은 안정적이지만 중앙처리장치나 메모리 등의 자원 점유율이 높을 수 있다. 따라서, 기설정된 지령치에 예를 들면 모터 속도 지령치에 모터 속도(ω)가 추종하도록 제어하다가 맥동이 기설정된 허용범위를 벗어나는 경우 본 실시예에서의 부하 토크를 추정하여 토크 제어를 할 수도 있다.
맥동을 계산하는 방법은 일정 구간 동안 모터 속도의 최대값과 최소값의 차이로 할 수 있다. 또는 일정구간의 모터 평균 속도를 구한 다음 매 순간 모터 속도의 차로 구할 수도 있다.
부하 토크의 변동이 주기적인 경우 추정 부하 토크도 주기적이 된다. 제어부(210)는 추정 부하 토크의 주기에 맞게 패턴화하여 저장부(230)에 토크 패턴으로 저장할 수 있다. 제어부(210)는 토크 패턴이 있는 경우 실시간으로 부하 토크를 추정하지 않고 저장된 토크 패턴에 모터의 출력이 부합하도록 제어인자를 조작하여 토크 제어를 할 수 있다.
도 5는 토크 패턴에 대한 일실시예를 도시한 그래프이다. 가로축은 시간을 나타낸다. 부하 토크 변동 주기를 일정 구간으로 구분하여 각 구간에 따른 부하 토크가 세로축에 표현되어 있다.
토크 패턴은 저장된 값이므로 실세 부하 토크의 주기가 변하거나 값이 변한 경우 반영되지 않는다. 이에 제어부(210)는 맥동을 계산하여 맥동이 기설정된 허용범위를 벗어나면 다시 부하 토크를 추정하여, 모터 출력이 추정 부하 토크에 추종되도록 제어할 수 있다.
본 실시예에서 먼저 부하 토크를 추정하고 이를 패턴화하였지만, 모터 구동 전에 토크 패턴을 저장부(230)에 미리 저장해 놓을 수도 있다. 이 경우, 제어부(210)는 토크 패턴에 따라 토크 제어를 하다가 맥동이 기설정된 허용범위를 벗어나는 경우 부하 토크를 추정하여 모터 출력이 추정 부하 토크에 부합하도록 토크 제어를 할 수도 있다. 또는 실시간으로 추정되는 부하 토크를 패턴화하여 저장된 토크 패턴을 보정하여, 모터 출력이 보정된 토크 패턴에 부합하도록 토크 제어를 할 수도 있다. 이 경우, 항상 토크 패턴에 부합하도록 토크 제어가 이루어진다.
본 실시예에서 인버터부(200)에서 전원을 인가하는 모터는 압축기용 모터일 수 있다. 압축기용 모터는 압축기(250)의 피스톤의 왕복운동에 동력을 전달하는데, 피스톤의 위치 및 왕복 주기에 대응되게 모터에 부하가 걸린다. 즉 압축기용 모터 의 경우 부하 토크가 주기적이므로 토크 패턴에 따라 토크 제어하기에 적절하다.
도 3은 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 다른 실시예에 관한 블록도이다.
도면을 참조하면, 모터 제어 장치는 인버터부(300), 저장부(330), 추정부(340), 속도제어부(350), 보상부(360), 및 전압제어부(370)를 포함한다.
인버터부(300)는 모터의 구동에 필요한 전력을 공급한다. 일반적으로 다이오드 및 콘덴서 등을 포함하는 컨버터를 통해 교류 전원을 직류 전원으로 변환한다. 변환된 직류 전원은 인버터에 의해 교류 전원화 되어 모터에 인가된다. 인버터는 공급받은 직류 전원을 적정 주파수 및 진폭을 갖는 교류 전원으로 바꾼다. 본 실시예에서는 전압제어부(370)의 전압 지령치를 입력받아 적정 교류 전원을 모터에 인가한다.
속도제어부(350)는 모터 속도(ω)(모터 회전자의 속도)가 지령속도(ω*)에 추종되도록, 즉 모터 속도(ω)와 지령속도(ω*)의 오차가 0이 되도록 하는 지령전류(I*)를 출력한다.
모터 속도(ω)는 모터에 인가되는 전류나 전압을 측정하여 추정할 수 있다. 이는 모터에 대한 전기 방정식 또는 기계 방정식을 이용하여 모터 속도를 추정할 수 있다. 모터 속도(ω)는 홀센서 등을 이용하여 관측된 실제 모터 속도일 수도 있다.
추정부(340)는 모터에 흐르는 전류(I)와 모터 속도(ω)를 입력 받아 부하 토크를 추정한다.
모터의 운동 방정식에 의하면 모터의 출력은 전체 시스템의 관성이 회전하는 데 필요한 토크와 부하에 걸리는 토크의 합으로 표현될 수 있다. 마찰에 의한 모터 출력의 소비 등이 있지만 이는 부하 토크에 포함 시킬 수 있다. 강성계수에 의한 토크는 회전시 무시될 수 있다.
모터의 출력은 모터 전류(I)에 비례하므로 모터 전류(I)를 알면 모터 출력을 구할 수 있다.
회전체의 관성질량이 회전하는 데 필요한 토크는 관성질량과 회전체의 각가속도를 알면 구할 수 있다. 관성질량은 측정을 통해 구할 수 있다. 각가속도는 모터 속도(ω)의 변화량으로 표현되므로 시간의 흐름에 따른 모터 속도(ω)를 알면 모터 속도(ω)를 미분기를 통하는 등으로 각가속도를 구할 수 있다.
즉, 모터 속도(ω)와 모터 전류(I)를 통해 모터 출력과 관성 토크를 구할 수 있어 부하 토크를 추정할 수 있다.
보상부(360)는 지령전류(I*)를 추정부(340)의 추정 부하 토크(TL)에 대응하도록 보상한다. 이는 실시간으로 부하 토크를 계산하므로 부하 토크가 증가하는데 전원이 부족하거나, 부하 토크가 감소하는데 전원이 과인가될 염려가 줄어든다. 전원 부족 및 과인가의 경우 모터가 정지하거나, 모터의 소손이 발생할 수 있다.
또한, 모터 속도(ω)가 일정한 정상상태의 경우, 실시간으로 부하 토크의 변동을 전류지령(I*)에 반영함으로써 모터 속도(ω)를 일정하게 하여 모터 진동을 억제할 수 있다.
모터 출력이 부하 토크에 부합되지 않은 경우 즉, 모터에 인가되는 전원이 부족하거나 과도한 경우 모터 속도(ω)의 변동량인 맥동이 발생할 수 있다.
일반적으로 모터에 인가되는 전원이 일정한 경우, 모터 출력 토크가 커지면 모터 속도(ω)는 감속되며, 모터 출력 토크가 작아지면 모터 속도(ω)는 증가된다. 따라서, 모터 속도(ω)를 일정하게 하기 위해서는 모터 출력 토크가 커지면 모터에 인가되는 전원을 늘릴 필요가 있으며, 모터 출력 토크가 작아지면 모터에 인가되는 전원을 줄일 필요가 있다.
즉 맥동이 발생하면 안정적인 토크 제어가 이루어지지 않는다고 볼 수 있다.
부하 토크를 실시간으로 추정하여 토크 제어 하는 것은 안정적이지만 중앙처리장치나 메모리 등의 자원 점유율이 높을 수 있다. 속도제어부(350)을 통해 토크 제어하다가 맥동이 기설정된 허용범위를 벗어나는 경우 보상부(360)를 통해 지령전류(I*)를 보상할 수도 있다.
맥동을 계산하는 방법은 일정 구간 동안 모터 속도의 최대값과 최소값의 차이로 할 수 있다. 또는 일정구간의 모터 평균 속도를 구한 다음 매 순간 모터 속도의 차로 구할 수도 있다.
부하 토크의 변동이 주기적인 경우 추정 부하 토크도 주기적이 된다. 보상부(360)는 추정 부하 토크의 주기에 맞게 패턴화하여 저장부(330)에 토크 패턴(TP)으로 저장할 수 있다. 보상부(360)는 토크 패턴(TP)이 있는 경우 실시간으로 부하 토크를 추정하지 않고 저장된 토크 패턴(TP)에 모터의 출력이 부합하도록 지령전류(I*)를 보상할 수 있다.
도 5는 토크 패턴에 대한 일실시예를 도시한 그래프이다. 가로축은 시간을 나타낸다. 부하 토크 변동 주기를 일정 구간으로 구분하여 각 구간에 따른 부하 토 크가 세로축에 표현되어 있다.
토크 패턴(TP)은 저장된 값이므로 실세 부하 토크의 주기가 변하거나 값이 변한 경우 반영되지 않는다. 이에 보상부(360)는 맥동을 계산하여 맥동이 기설정된 허용범위에 해당하면 토크 패턴(TP)을 이용하여 지령전류(I*)를 보상하고, 허용범위를 벗어나면 추정부(340)를 작동시켜 추정 부하 토크(TL)를 이용하여 지령전류(I*)를 보상할 수 있다.
본 실시예에서 먼저 부하 토크를 추정하고 이를 패턴화하였지만, 모터 구동 전에 토크 패턴을 저장부(330)에 미리 저장해 놓을 수도 있다. 특히 모터 구동 전에 토크 패턴을 저장하여 사용하는 경우, 모터가 변경되더라도 소프트웨어를 변경하지 않아도 된다.
본 실시예에서 인버터부(300)에서 전원을 인가하는 모터는 압축기용 모터일 수 있다. 압축기용 모터는 압축기(390)의 피스톤의 왕복운동에 동력을 전달하는데, 피스톤의 위치 및 왕복 주기에 대응되게 모터에 부하가 걸린다. 즉 압축기용 모터의 경우 부하 토크가 주기적이므로 토크 패턴에 따라 토크 제어하기에 적절하다.
전압제어부(370)는 보상부(360)에서 출력하는 보상된 지령전류(I*′)를 입력받아 지령전압(V*)을 출력한다. 전압제어부(370)는 모터 전류(I)가 보상된 지령전류(I*′)를 추종하도록 하는 지령전압(V*)을 출력할 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 모터 제어 방법의 일실시예에 대한 순서도로 도 3을 참조한다.
추정부(340)는 부하 토크를 추정한다(S410). 부하 토크를 추정하는 방법은 앞서 설명한 바와 같다. 보상부(3600)는 추정된 부하 토크(TL)를 패턴화하여 패턴화한 토크 패턴(TP)을 저장부(230)에 저장한다(S420). 추정부(340)에서 추정 부하 토크(TL)를 패턴화하여 저장부(230)에 저장할 수도 있다.
추정 부하 토크(TL)가 토크 패턴(TP)으로 패턴화하여 저장된 경우, 보상부(360)는 토크 패턴(TP)에 대응하도록 지령전류(I*)를 보상할 수 있다(S430). 또는 보상부(360)는 실시간으로 추정 부하 토크(TL)에 대응하도록 지령전류(I*)를 보상할 수도 있다.
보상부(360)는 모터 구동 후 일정 기간이 지나면, 모터 속도(ω)의 변동량인 맥동을 계산하여, 맥동이 기설정된 허용범위에 해당하는지 판단한다(S440).
보상부(360)는 맥동이 허용범위 이하이면 부하 토크를 추정하지 않고 저장된 토크 패턴(TP)을 이용하여 지령전류(I*)를 보상한다(S470).
보상부(360)는 맥동이 허용범위 보다 크면, 추정부(340)를 작동시켜 부하 토크를 추정하게 하며(S460), 이를 토크 패턴(TP)으로 저장부(330)에 저장한다(S460). 보상부(360)는 부하 토크의 변동이 반영되어 새로이 저장된 토크 패턴 또는 추정 부하 토크에 대응하도록 지령전류(I*)를 보상할 수 있다(S470).
보상부(360)는 모터 종료 신호를 체크하여(S480), 모터 종료 신호가 없으면 맥동이 기설정된 허용범위에 해당하는지 다시 판단하고 모터 종료 신호가 있으면 모터 구동을 종료시킨다.
이상의 실시예는 주로 하드웨어에 의해 실시되는 것으로 설명하였지만, 소프트웨어에 의해 실시할 수도 있다.
즉 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 일실시예에 대한 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 다른 실시예에 관한 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 다른 실시예에 관한 블록도,
도 4는 본 발명에 따른 모터 제어 방법의 일실시예에 대한 순서도, 및
도 5는 토크 패턴에 대한 일실시예를 도시한 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
200: 인버터부 210: 제어부

Claims (20)

  1. 모터;
    상기 모터에 전원을 인가하는 인버터; 및
    부하에 걸리는 토크를 추정하여 상기 모터의 출력 토크가 상기 추정 부하 토크에 대응되도록 상기 인가 전원을 제어하는 제어부를 포함하는 모터 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 모터에 흐르는 전류와 모터 속도에서 부하 토크를 추정하는 모터 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 모터 속도의 변동 정도인 맥동이 기설정된 허용범위를 벗어나면 상기 부하 토크를 추정하는 모터 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 추정 부하 토크가 패턴화된 토크 패턴을 저장하는 저장부를 더 포함하는 모터 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 출력 토크가 상기 토크 패턴에 대응되도록 상기 인가 전원을 제어하는 모터 제어 장치.
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 모터 속도는 모터 회전자의 속도 측정을 통한 관측 속도를 포함하는 모터 제어 장치.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 모터 속도는 모터에 인가되는 전압 및 전류 중 적어도 어느 하나를 통해 추정한 추정 속도를 포함하는 모터 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 압축기용 모터에 인가되는 전원을 제어하는 모터 제어 장치.
  9. 모터 속도가 지령속도를 추종하도록 지령전류를 출력하는 속도제어부;
    부하에 걸리는 토크를 추정하여, 상기 지령전류를 상기 추정된 부하 토크에 대응되도록 보상하는 보상부;
    모터에 흐르는 전류가 상기 보상된 지령전류를 추종하도록 지령전압을 출력하는 전압제어부; 및
    상기 지령전압에 따라 모터에 전원을 인가하는 인버터부를 포함하는 모터 제 어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 보상부는 상기 추정 부하 토크를 패턴화하고, 상기 모터 속도의 변동 정도인 맥동이 기설정된 허용범위에 해당하면 상기 지령전류를 상기 토크 패턴에 대응되도록 보상하는 모터 제어 장치.
  11. 모터에 전원을 인가하는 단계;
    부하에 걸리는 토크를 추정하는 추정 단계; 및
    모터의 출력 토크가 상기 추정 부하 토크에 대응되도록 상기 인가 전원을 제어하는 단계를 포함하는 모터 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 추정 부하 토크는 모터에 흐르는 전류와 모터 속도에서 추정되는 모터 제어 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 추정 단계는 모터 속도의 변동 정도인 맥동이 기설정된 허용범위를 벗어나면 상기 부하 토크를 추정하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 추정 부하 토크를 패턴화하여 토크 패턴으로 저장하는 단계를 더 포함하는 모터 제어 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 출력 토크가 상기 토크 패턴에 대응되도록 상기 인가 전원을 제어하는 단계를 더 포함하는 모터 제어 방법.
  16. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 모터 속도는 모터 회전자의 속도 측정을 통한 관측 속도를 포함하는 모터 제어 방법.
  17. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 모터 속도는 모터에 인가되는 전압 및 전류 중 적어도 어느 하나를 통해 추정한 추정 속도를 포함하는 모터 제어 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    압축기용 모터에 인가되는 전원을 제어하는 모터 제어 방법.
  19. 모터 속도가 지령속도를 추종하도록 지령전류를 출력하는 단계;
    부하에 걸리는 토크를 추정하는 단계;
    상기 지령전류를 상기 추정된 부하 토크에 대응되도록 보상하는 단계;
    모터에 흐르는 전류가 상기 보상된 지령전류를 추종하도록 지령전압을 출력하는 단계; 및
    상기 지령전압에 따라 모터에 전원을 인가하는 단계를 포함하는 모터 제어 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 추정 부하 토크를 패턴화하는 단계를 더 포함하고,
    상기 보상 단계는 상기 모터 속도의 변동 정도인 맥동이 기설정된 허용범위에 해당하면 상기 지령전류를 상기 토크 패턴에 대응되도록 보상하는 모터 제어 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20140094897A (ko) * 2013-01-23 2014-07-31 엘지전자 주식회사 모터 제어 장치 및 그 제어 방법
KR20190113102A (ko) * 2018-03-27 2019-10-08 네이버랩스 주식회사 모터로 구동되는 이동체 및 그 제어 방법
KR102281866B1 (ko) * 2020-04-01 2021-07-23 한국전기연구원 영구자석 동기전동기의 부하토크 추정 시스템 및 이를 이용한 영구자석 동기전동기의 속도 제어 시스템

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