KR20110058074A - Maximizing efficiency control of induction motor for ac forklift truck - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 AC 전동 지게차용 유도전동기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 AC 전동 지게차의 유도전동기에서 자속분 전류에 따라 인덕턴스 성분이 크게 변화하는 성질을 이용하여 벡터 제어 시 부하에 따라 여자전류를 변경함으로써 유도전동기의 효율을 높일 수 있도록 하는 AC 전동 지게차용 유도전동기의 최대 운전효율 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an induction motor for an AC electric forklift, and more particularly, by changing an excitation current according to a load in a vector control by using a property in which an inductance component is greatly changed according to a flux current in an induction motor of an AC electric forklift. The present invention relates to a method for controlling the maximum operating efficiency of an induction motor for an AC electric forklift truck to increase the efficiency of an induction motor.
일반적으로, AC 전동 지게차용 유도전동기를 벡터 제어 시 전류를 자속분 전류와 토크분 전류로 나누게 되는데, 상기 자속분 전류의 크기를 조정함으로써 자속의 위치를 결정하게 된다.In general, in an induction motor for an AC electric forklift truck, the current is divided into a magnetic flux current and a torque current, and the position of the magnetic flux is determined by adjusting the magnitude of the magnetic flux current.
상기 자속은 흐르는 전류와 인덕턴스의 곱으로 표현 할 수 있는데 일반적인 유도전동기의 경우 인덕턴스가 일정하다고 가정하여 선형적으로 제어를 한다.The magnetic flux can be expressed as the product of the current flowing through the inductance. In the case of a general induction motor, the magnetic flux is linearly controlled assuming that the inductance is constant.
그러나, AC 전동 지게차용 유도전동기의 경우 자속분 전류와 자속 사이에 비선형적인 특성이 강하게 나타나기 때문에 일반적인 유도전동기처럼 이 둘의 관계를 선형적으로 가정하고 제어를 하게 되면 대부분의 자속분 전류 영역에서 원하는 자 속을 낼 수 없다.However, in the case of induction motors for AC electric forklifts, the nonlinear characteristics between the magnetic flux current and the magnetic flux appear strongly, so if the relationship between the two is linearly assumed and controlled like a general induction motor, it is desired in most magnetic flux current ranges. I can't let go.
즉, 일반적인 유도전동기의 경우 전동기 설계값으로부터 상호 인덕턴스와 고정자 및 회전자 인덕턴스를 알 수 있고, 설계값을 모른다면 전동기 명판의 3상 전압과 정격 주파수 및 정격 전류를 이용하여 인덕턴스를 계산하여 사용하게 되며, 이는 아래의 수학식들이 적용되는 알고리즘을 이용하여 추정하게 된다.That is, in the case of general induction motor, mutual inductance and stator and rotor inductance can be known from the design value of the motor.If the design value is not known, the inductance is calculated using the three-phase voltage, rated frequency and rated current of the motor nameplate. This is estimated using an algorithm to which the following equations are applied.
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 2][Equation 2]
[수학식 3]&Quot; (3) "
[수학식 4]&Quot; (4) "
이때, 유도전동기를 무부하 정격속도로 운전시키고, 상기 운전시 전류와 전 압을 측정하여 [수학식4]에 대입하면 고정자 인덕턴스(Ls)를 구할 수 있다.At this time, the induction motor is operated at the no-load rated speed, and the stator inductance L s can be obtained by measuring the current and voltage in the operation and substituting it in [Equation 4].
그리고, 무부하 정격속도라는 가정에 의해 [수학식1]과 같은 d축 전압(Vd)이 고정자 저항(Rs)과 자속분 전류(Id)의 곱으로 나타내어지고, [수학식2]와 같이 q축 전압(Vq)이 전동기 회전속도에 따른 구동주파수(ωe)와 고정자 인덕턴스(Ls), 그리고 자속분 전류(Id)의 곱으로 나타낼 수 있기 때문에 상기 [수학식3]의 과정을 통해 [수학식4]를 도출할 수 있는 것이다.On the assumption that no-load rated speed, the d-axis voltage (V d ) as shown in [Equation 1] is expressed as the product of the stator resistance (R s ) and the magnetic flux current (I d ), and [Equation 2] and Since the q-axis voltage (V q ) can be expressed as the product of the driving frequency (ω e ) according to the motor rotation speed, the stator inductance (L s ), and the magnetic flux current (I d ) of the equation (3)
따라서, 상기의 과정을 통해 얻어진 고정자 인덕턴스(λd)는 아래의 [수학식5]와 같은 자속과 전류의 선형적인 관계에 적용될 수 있는 것이다.Therefore, the stator inductance (λ d ) obtained through the above process can be applied to the linear relationship between the magnetic flux and the current as shown in Equation 5 below.
[수학식 5][Equation 5]
Ls는 상수 L s is a constant
그러나, AC 전동 지게차용 유도전동기의 고정자 인덕턴스(Ls)는 상수가 아니라 자속분 전류(Id)에 따라 변하기 때문에 효율 운전을 위해 자속분 전류(Id)를 변경하였을 때 도1의 그래프와 같은 오차를 발생시키게 된다.However, the stator inductance (L s) of the induction motor for AC electric forklift is the graph of Fig. 1 as well as the constants are changed, the magnetic flux minute current (I d) flux minute current (I d) for the efficient operation changes due to, depending on Will produce the same error.
즉, 도1에서 만약 AC 전동 지게차의 유도전동기에 Tq 만큼의 토크를 내고자 할 때 λ2 만큼의 자속이 필요하다면 선형 관계식(도 1의 점선)의 경우 자속분 전류로써 I1의 전류를 흘리게 되지만, 실제(도 1의 실선)로는 λ1 의 자속이 형성되어 약 16%의 오차가 생김으로써 Tq의 토크를 만들기 위해 토크분 전류를 약 40% 정도 더 흘리게 된다.That is, in FIG. 1, if magnetic flux as much as λ 2 is required when the torque of T q is applied to the induction motor of an AC electric forklift truck, the current of I 1 is flowed as a flux component current in the linear relation (dotted line in FIG. 1). However, in practice (solid line in Fig. 1), a magnetic flux of λ 1 is formed and an error of about 16% occurs, so that the torque component current flows about 40% more to make a torque of T q .
이럴 경우 전체적인 전류가 약 10%정도 더 흐르게 되어 운전효율을 떨어뜨리는 주요한 원인이 된다.In this case, the overall current flows about 10% more, which is the main cause of lowering the operating efficiency.
특히 AC 전동 지게차의 경우 배터리를 사용하기 때문에 약 10%의 전류증가는 1일 충전시간에 있어 치명적인 약점으로 나타나게 되며, 이에 따라 자속분 전류(I1,I2)와 자속(λ1,λ2)의 관계를 최대한 실제와 같게 적용하기 위해서 자속분 전류에 따른 고정자 인덕턴스의 정확한 추정이 필요하다.In particular, AC electric forklift due to the use of battery current is increased to approximately 10% is displayed with lethal weaknesses in 1st charge time, so that magnetic flux minute current (I 1, I 2) and the magnetic flux (λ 1, λ 2 In order to apply the relationship of) as practically as possible, accurate estimation of stator inductance according to the flux currents is required.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, AC 전동 지게차의 유도전동기를 구동하기 이전에 유도전동기의 고정자 저항을 측정하고, 이와 함께 고정자 인덕턴스를 측정하여 자속분 전류의 변화에 따른 고정자 인덕턴스의 함수를 자동으로 구한 후 이를 바탕으로 AC 전동 지게차의 전 운전영역에서 최소 전류로 최대의 토크를 낼 수 있도록 하는 제어방법을 구현함으로써, AC 전동 지게차에 동일한 배터리를 사용함에 있어 한 번 충전 시 더 오랜 시간 지게차를 구동시킬 수 있도록 하는 무부하 전류에 대한 고정자 인덕턴스의 함수를 도출하고 이를 이용하여 AC 전동 지게차용 유도전동기의 최대 운전효율 제어방법을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and measures the stator inductance of an induction motor before driving the induction motor of an AC electric forklift, and measures the stator inductance together with the function of the stator inductance according to the change of the flux current. Is automatically obtained and based on this, the control method is implemented so that the maximum torque can be achieved with the minimum current in the entire operating area of the AC electric forklift truck. The purpose of this study is to derive the function of the stator inductance for the no-load current to drive the forklift and to provide the maximum operating efficiency control method of the induction motor for AC electric forklift.
상기 목적 달성을 위한 본 발명 AC 전동 지게차용 유도전동기의 최대 운전효율 제어방법은, 유도전동기를 구동시키지 않은 상태에서 무부하 전류를 인가하여 고정자 저항을 측정하고, 유도전동기를 정격속도로 구동시키면서 단계적인 무부하 전류를 인가하여 고정자 인덕턴스를 측정하는 측정단계; 자속분 전류를 최대 운전영역의 전류까지 증가시키면서 상기 측정단계를 반복하고, 상기 반복 과정에서 측정되는 자속분 전류에 대한 고정자 인덕턴스를 이용하여 근사화 과정으로 상기 고정자 인덕턴스의 함수를 도출하는 함수도출단계; 및, 상기 함수도출단계에서 도출된 고정자 인덕턴스의 함수를 이용하여 무부하 전류를 조정하여 유도전동기의 벡터 제어에 직접적인 영향을 주는 인자들을 변화시키는 제어단계; 를 포함하여 진행하는 것이다.The maximum operating efficiency control method of the present invention AC motor forklift for induction motor for achieving the above object, by applying a no-load current without driving the induction motor to measure the stator resistance, step by step while driving the induction motor at rated speed A measuring step of measuring stator inductance by applying a no-load current; A function derivation step of repeating the measuring step while increasing a flux current to a current of a maximum operating region and deriving a function of the stator inductance by an approximation process using a stator inductance for the flux current measured in the repetition process; And a control step of changing the factors directly affecting the vector control of the induction motor by adjusting the no-load current using a function of the stator inductance derived in the function derivation step. Including to proceed.
또한, 상기 고정자 측정은, 토크분 전류를 제로(zero)로 제어하고, 자속분 전류를 목표전류인 정격전류에 대하여 일정비율로 감소시켜 인가하는 단계; 상기 인가되는 자속분 전류를 서서히 증가시켜 안정화시킨 후 일정시간 동안 제 1의 d축 자속분 전압의 평균을 산출하는 단계; 상기 자속분 전류를 정격전류만큼 인가하는 단계; 상기 인가되는 자속분 전류를 서서히 증가시켜 안정화시킨 후 일정시간 동안 제 2의 d축 자속분 전압의 평균을 산출하는 단계; 및, 상기 산출되는 제 1,2의 d축 자속분 전압으로부터 고정자 저항을 산출하는 단계; 를 포함한다.The stator measurement may include: controlling torque current to zero and reducing and applying a flux current at a constant ratio with respect to a rated current as a target current; Calculating an average of the first d-axis flux voltages for a predetermined time after stabilizing by gradually increasing the applied flux currents; Applying the flux current as much as the rated current; Calculating an average of the second d-axis flux voltages for a predetermined time after stabilizing by gradually increasing the applied flux currents; Calculating a stator resistance from the calculated first and second d-axis magnetic flux voltages; It includes.
또한, 상기 자속분 전류를 정격전류에 대하여 일정비율로 감소시켜 인가하는 것에 있어 일정비율은 3/4 인 것이다.In addition, the constant ratio is 3/4 in applying the magnetic flux component current at a constant ratio with respect to the rated current.
또한, 상기 고정자 저항을 측정 시 자속분 전류는 정격전류 부근의 서로 다른 값을 택하되, 상기 두 값의 차이가 크지 않도록 설정하고, 시정수보다 충분히 큰 시간이 흐른 뒤 상기 자속분 전류가 안정화된 상태(정상상태)에 이르렀을 때 측정하는 것이다.In addition, when measuring the stator resistance, the magnetic flux current is set to a different value near the rated current, but the difference between the two values is set not to be large, and the magnetic flux current is stabilized after a time sufficiently larger than the time constant. It is measured when the state (normal state) is reached.
또한, 상기 고정자 인덕턴스는, 자속분 전류를 최소 운전 영역의 자속분 전류만큼 인가하여 유도전동기를 정격속도로 구동시키는 단계; 상기 유도전동기를 정격속도로 구동시키기 위해 인가되는 최소 운전 영역의 자속분 전류를 구동주파수에 실어 3상 전류로 직접 인가하는 단계; 상기 유도전동기가 정격속도에 도달 시 산출된 고정자 저항은 물론, 일정시간 동안의 토크분 전류와 q축 전압, 그리고 유 도전동기의 구동에 따른 측정주파수의 평균을 구하여 고정자 인덕턴스를 산출하는 단계; 를 더 포함한다.In addition, the stator inductance, the magnetic flux current of the minimum operating area by applying a flux current to drive the induction motor at a rated speed; Directly applying, as a three-phase current, a flux current of a minimum operating region applied to drive the induction motor at a rated speed, at a driving frequency; Calculating stator inductance by calculating the average of the stator resistance calculated when the induction motor reaches the rated speed, as well as the torque component current and q-axis voltage for a predetermined time, and the measurement frequency according to the driving of the induction motor; It further includes.
또한, 상기 고정자 인덕턴스를 측정함에 있어 인가하는 무부하 전류의 크기는 실제 운전범위를 미리 파악하여 그 범위를 설정하고, 상기 무부하 전류를 단계적으로 인가 시 시정수보다 충분히 큰 시간이 흐른 뒤 상기 무부하 전류가 안정화된 상태(정상상태)에서 측정하는 것이다.In addition, the magnitude of the no-load current to be applied in measuring the stator inductance is to determine the actual operating range in advance to set the range, and when the no-load current is applied stepwise enough time greater than the time constant, the no-load current is It is a measurement in a stabilized state.
또한, 상기 제어단계에는, 유도전동기의 변화되는 인자들이 속도제어기의 주기에 동기 되도록 상기 속도제어기의 주기에 따라 고정자 인덕턴스를 갱신(업데이트)하는 단계; 를 더 포함하여 진행하는 것이다.The controlling may include updating (updating) the stator inductance according to the period of the speed controller so that the changing factors of the induction motor are synchronized with the period of the speed controller; It will continue to include more.
또한, 상기 제어단계에는, 상기 갱신되는 고정자 인덕턴스에 따라 상호 인덕턴스와 회전자 인덕턴스의 변화가 이루어지고, 상기 상호 인덕턴스와 회전 인덕턴스의 변화에 따라 유도전동기의 인자들인 회전자 시정수와 토크 상수 및 정격 자속분 전류가 갱신(업데이트)됨은 물론, 벡터 제어에 사용되는 제어기의 이득이 갱신(업데이트)되는 것을 포함한다.In the control step, the mutual inductance and the rotor inductance are changed according to the updated stator inductance, and the rotor time constants and torque constants and ratings, which are factors of the induction motor, according to the change of the mutual inductance and rotational inductance. The flux current is updated (updated) as well as the gain of the controller used for vector control is updated (updated).
이 같은 본 발명은 AC 전동 지게차의 유도전동기를 구동하기 이전에 유도전동기의 고정자 저항을 측정하고, 이와 함께 고정자 인덕턴스를 측정하여 자속분 전류의 변화에 따른 고정자 인덕턴스의 함수를 자동으로 구한 후 이를 바탕으로 AC 전동 지게차의 전 운전영역에서 최소 전류로 최대의 토크를 낼 수 있도록 하는 제어방법을 구현한 것으로, 이를 통해 AC 전동 지게차의 배터리의 충전시간을 늘려 AC 전동 지게차에 동일한 배터리를 사용함에 있어 한 번 충전 시 더 오랜 시간 지게차를 구동시키고, AC 전동 지게차의 각 운전영역에 대한 효율을 높이는 효과를 기대할 수 있는 것이다.The present invention measures the stator resistance of the induction motor before driving the induction motor of the AC electric forklift, and measures the stator inductance, and automatically calculates the function of the stator inductance according to the change of the magnetic flux current. As a result, the control method is designed to produce the maximum torque with the minimum current in the entire operating area of the AC electric forklift. This increases the charging time of the battery of the AC electric forklift and uses the same battery in the AC electric forklift. In the case of a full charge, the forklift can be driven for a longer time and the efficiency of each operating area of the AC electric forklift can be expected.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시 예로 AC 전동 지게차의 유도전동기의 고정자 저항과 무부하 전류에 대한 고정자 인덕턴스를 측정하는 과정을 보여주는 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예로 도 2에 의해 구한 무부하 전류에 대한 고정자 인덕턴스의 함수를 이용하여 AC 전동 지게차의 유도전동기의 벡터제어에 적용하는 방법을 보여주는 블럭 흐름도를 도시한 것이다.2 is a flowchart illustrating a process of measuring a stator inductance of a stator resistance and a no-load current of an induction motor of an AC electric forklift according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating a no-load current obtained by FIG. 2 according to an embodiment of the present invention. A block flow diagram showing a method of applying to a vector control of an induction motor of an AC electric forklift using a function of stator inductance is shown.
도 2,3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무부하 전류에 대한 고정자 인덕턴스의 함수 도출은 고정자 저항을 측정하는 제 1 단계, 고정자 인덕턴스를 측정하는 제 2 단계, 그리고 함수를 도출하는 제 3 단계를 포함한다.2 and 3, the derivation of the function of the stator inductance for the no-load current according to an embodiment of the present invention is the first step of measuring the stator resistance, the second step of measuring the stator inductance, and the third to derive the function Steps.
상기 제 1 단계는 유도전동기(300)를 구동시키지 않은 상태에서 무부하 전류를 인가하여 고정자 저항(Rs)를 측정하는 것이다.The first step is to measure the stator resistance (R s ) by applying a quiescent current without driving the induction motor (300).
즉, 첨부된 도 2에서와 같이 속도제어기(100)의 토크분 전류(Iq)를 제로(zero)로 제어한 상태에서, 도 2의 고정자 저항(Rs)에 대한 도출함수는 전류제어기(200)에 자속분 전류(Id)를 목표전류인 정격전류(Id1)에 대하여 일정비율로 감소시켜 인가한다(S1)(S2).That is, in the state in which the torque component current I q of the
여기서, 상기 자속분 전류(Id)를 정격전류(Id1)에 대하여 일정비율로 감소시켜 인가하는 것에 있어 상기 일정비율은 3/4 인 것이 바람직하지만, 반드시 이러한 수치적인 것에 한정하지는 않으며 변경될 수 있는 것이다.In this case, the constant ratio is preferably 3/4 in applying the magnetic flux current I d at a constant ratio with respect to the rated current I d1 , but it is not necessarily limited to this numerical value and may be changed. It can be.
다음으로, 상기 도 2의 고정자 저항(Rs)에 대한 도출함수는 상기 전류제어기(200)에 인가되는 자속분 전류(Id)를 서서히 증가시켜 안정화시킨 후 일정시간 동안 제 1의 d축 자속분 전압(Vd1)의 평균을 산출하여 둔다(S3)(S4).Next, the derivation function for the stator resistance R s of FIG. 2 is stabilized by gradually increasing the magnetic flux current I d applied to the
다음으로, 도 2의 고정자 저항(Rs)에 대한 도출함수는 자속분 전류(Id)를 정격전류(Id2)만큼 인가한 후 상기 인가되는 자속분 전류(Id)를 서서히 증가시켜 안정화시킨 후 일정시간 동안 제 2의 d축 자속분 전압(Vd2)의 평균을 산출하여 둔다(S5)(S6).Next, the derivation function for the stator resistance R s of FIG. 2 is stabilized by gradually increasing the applied magnetic flux current I d after applying the magnetic flux current I d by the rated current I d2 . After that, the average of the second d-axis flux voltage V d2 is calculated for a predetermined time (S5) (S6).
그러면, 상기 산출되는 제 1,2의 d축 자속분 전압(Vd1)(Vd2)으로부터 아래의 수학식6과 같은 고정자 저항(Rs)를 산출할 수 있게 되는 것이다(S7).Then, the stator resistance R s as shown in
[수학식 6]&Quot; (6) "
여기서, 상기 고정자 저항(Rs)을 측정 시 자속분 전류(Id)는 정격전 류(Id1)(Id2) 부근의 서로 다른 값을 택하되, 상기 두 값의 차이가 크지 않도록 설정하고, 시정수보다 충분히 큰 시간이 흐른 뒤 상기 자속분 전류(Id)가 안정화된 상태(정상상태)에 이르렀을 때 측정하는 것이 좋다.Here, when measuring the stator resistance (R s ), the magnetic flux current (I d ) is set to a different value near the rated current (I d1 ) (I d2 ), but is set such that the difference between the two values is not large. For example, it is good to measure when the magnetic flux current I d reaches a stabilized state (steady state) after a time sufficiently larger than the time constant.
상기 제 2 단계는 유도전동기(300)를 정격속도로 구동시키면서 단계적인 무부하 전류를 인가하여 고정자 인덕턴스(Ls)를 측정하는 것이다.The second step is to measure the stator inductance (L s ) by applying a gradual no-load current while driving the
즉, 도 2의 고정자 저항(Rs)에 대한 도출함수는 자속분 전류(Id)를 최소 운전 영역의 자속분 전류만큼 인가하여 유도전동기(300)를 정격속도로 구동시킨 다음(S8), 상기 유도전동기(300)를 정격속도로 구동시키기 위해 속도제어기(100)에서 전류제어기(200)로 인가되는 최소 운전 영역의 자속분 전류(Id)를 명령주파수(ωe *)에 실어 3상 전류로 직접 인가한다(S9)(S10).That is, the derivation function for the stator resistance R s of FIG. 2 drives the
다음으로, 상기 유도전동기(300)가 정격속도에 도달 시 산출된 상기 고정자 저항(Rs)은 물론, 일정시간 동안의 토크분 전류(Iq)와 q축 전압(Vq), 그리고 유도전동기(300)의 구동에 따른 측정주파수(ωe)의 평균을 구하면(S11), 아래의 수학식7과 같은 고정자 인덕턴스(Ls)를 산출할 수 있는 것이다(S12).Next, the stator resistance R s calculated when the
[수학식 7][Equation 7]
여기서, 상기 고정자 인덕턴스(Ls)를 측정함에 있어 인가하는 무부하 전류의 크기는 실제 운전범위를 미리 파악하여 그 범위를 설정하고, 상기 무부하 전류를 단계적으로 인가 시 시정수보다 충분히 큰 시간이 흐른 뒤 상기 무부하 전류가 안정화된 상태(정상상태)에서 측정하는 것이 좋다.Here, the magnitude of the no-load current to be applied in measuring the stator inductance (L s ) is determined by grasping the actual operating range in advance, and after a time sufficiently larger than the time constant when the no-load current is applied in stages. It is good to measure in the state (normal state) where the said no-load current was stabilized.
상기 제 3 단계는 도 2의 단계 S15에 의한 고정자 인덕턴스 생성 함수에 의해 이루어지는 것으로, 상기 단계 S15는 자속분 전류(Id)를 최대 운전영역의 전류까지 증가시키면서 상기 제 1,2 단계를 반복하고(S13)(14), 상기 반복 과정에서 측정되는 자속분 전류(Id)에 대한 고정자 인덕턴스(Ls)를 이용하여 근사화 과정으로 상기 고정자 인덕턴스(Ls)의 함수를 도출할 수 있도록 한 것이다.(S15)The third step is performed by the stator inductance generation function according to step S15 of FIG. 2, and the step S15 is repeated by repeating the first and second steps while increasing the flux current I d to the current of the maximum operating region. (S13) (14), a function of the stator inductance L s can be derived by an approximation process using the stator inductance L s for the magnetic flux current I d measured in the repetition process. (S15)
한편, 첨부된 도 3에서와 같이 고정자 인덕턴스 생성함수부(500)를 통해 도출되는 고정자 인덕턴스(Ls)의 함수를 이용하여 무부하 전류를 조정한 후 유도전동기(300)의 벡터 제어에 직접적인 영향을 주는 인자들을 변화시키면, 상기 유도전동기(300)의 최대 운전효율을 제어할 수 있는 것이다.On the other hand, as shown in Figure 3 attached by using a function of the stator inductance (L s ) derived through the stator
즉, 상기 고정자 인덕턴스 생성함수부(500)를 통해 도출되는 고정자 인덕턴 스(Ls)의 함수를 매 속도제어 주기마다 사용하여 전동기인자 갱신함수부(600)에서 상기 고정자 인덕턴스(Ls)를 갱신(업데이트)하는 경우, 상기 갱신되는 고정자 인덕턴스(Ls)에 따라 상호 인덕턴스와 회전자 인덕턴스가 변화되고, 이에 따라 유도전동기(300)의 인자들인 회전자 시정수(Tr)와 토크 상수(Kt) 및 정격 자속분 전류(Id_rate), 그리고 저항(Rx)이 새롭게 갱신(업데이트)되고, 더불어 제어기 이득계산부(700)에 의해 이루어지는 벡터 제어에 사용되는 속도제어기(200)의 이득(Kp,i,a_sc)과 전류제어기(200)의 이득(Kp,i,a_cc)이 갱신(업데이트)됨은 물론, 상기 속도제어기(200)로 인가되는 슬립주파수 계산부(800)의 슬립주파수(ωsl)가 변화될 수 있는 것이다.That is, the stator inductance Ls is updated in the motor
즉, 상기 슬립주파수 계산부(800)는 유도전동기(300)로부터 피드백 되는 자속분 및 토크분의 측정전류(Idq)와, 약계자함수 처리부(400)에서 출력하는 명령자속(λd)와, 고정자 인덕턴스 생성함수부(500)에서 출력하는 고정자 인덕턴스(Ls), 그리고 전동기인자 갱신함수부(600)에서 출력하는 회전자 시정수(Tr)를 계산하여 슬립주파수(ωsl)의 변화량을 속도제어기(100)에 출력하는 것이다.That is, the
그러면, 상기 갱신되는 속도제어기(200)의 이득(Kp,i,a_sc)과 상기 슬립주파수(ωsl)가 변화량으로부터 상기 속도제어기(200)에서 전류제어기(300)로 출력되는 명 령 토크분 전류(Iq)가 조정되고, 이에 따라 상기 전류제어기(300)에서 유도전동기(100)로 출력되는 자속분 및 토크분 전압을 포함하는 명령전압(Vdq)은 변화되며, 따라서 상기 유도전동기(100)는 AC 전동 지게차의 전 운전영역에서 최소 전류로 최대의 토크를 낼 수 있음은 물론, AC 전동 지게차의 배터리 충전시간이 길어지면서 한 번 충전 시 더 오랜 시간 지게차를 구동시킬 수 있는 등 AC 전동 지게차의 각 운전영역에 대한 운전효율을 높일 수 있게 되는 것이다.Then, the command torque output from the
이하, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.Hereinafter, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, such changes are within the scope of the claims.
도 1은 종래 자속분 전류와 자속간의 선형적인 관계를 보인 그래프.1 is a graph showing a linear relationship between a magnetic flux current and a magnetic flux according to the related art.
도 2는 본 발명의 실시 예로 AC 전동 지게차의 유도전동기의 고정자 저항과 무부하 전류에 대한 고정자 인덕턴스를 측정하는 과정을 보여주는 흐름도이고, 2 is a flowchart illustrating a process of measuring stator inductances for stator resistance and no-load current of an induction motor of an AC electric forklift according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시 예로 도 2에 의해 구한 무부하 전류에 대한 고정자 인덕턴스의 함수를 이용하여 AC 전동 지게차의 유도전동기의 벡터제어에 적용하는 방법을 보여주는 블럭 흐름도를 도시한 것이다.FIG. 3 is a block diagram illustrating a method of applying to vector control of an induction motor of an AC electric forklift using the function of stator inductance with respect to the no-load current obtained by FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100; 속도제어기 200; 전류제어기100;
300; 유도전동기 400; 약계자함수 처리부300;
500; 고정자 인덕턴스 생성함수부 600; 전동기인자 갱신함수부500; Stator
700; 제어기 이득계산부 800; 슬립주파수 계산부700; A
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