KR20130129361A - Pm 모터의 모터 상수 산출 방법 및 모터 상수 산출 장치 - Google Patents

Pm 모터의 모터 상수 산출 방법 및 모터 상수 산출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 PM 모터의 모터 상수 산출 방법은, 직류 성분과 복수의 주파수 성분을 포함하는 인가 전압을 PM 모터에 인가하는 전압 인가 단계와, 전압 인가 단계에서 인가한 인가 전압에 따라서 흐르는 모터 전류를 검출하는 모터 전류 검출 단계와, 인가 전압과 모터 전류에 의거하여 PM 모터의 모터 상수를 산출하는 모터 상수 산출 단계를 가진다.

Description

PM 모터의 모터 상수 산출 방법 및 모터 상수 산출 장치{MOTOR CONSTANT CALCULATING METHOD FOR PM MOTOR, AND MOTOR CONSTANT CALCULATING DEVICE}
본 발명은 PM 모터의 모터 상수 산출 방법 및 모터 상수 산출 장치에 관한 것이다.
최근, PM 모터를 고정밀도로 제어하기 위해서, 모터의 전기자 저항이나 인덕턴스 등의 모터 상수를 정확하게 파악하는 것이 요구되고 있다. 예를 들면, PM 모터의 자극 위치를 센서없이 제어하는 위치 센서리스 제어에서는, 모터 상수를 이용하여 자극 위치를 추정하는 수법이 많이 채용되고 있다. 또한, PM 모터의 벡터 제어에서는, 전류 제어가 많이 적용되고, 전류 제어부의 게인을 적절하게 설정하기 위해서 모터 상수를 이용하고 있다.
여기서, 모터를 회전시키지 않고, PM 모터의 모터 상수를 용이하게 구하는 기술이 몇가지 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 개시된 기술은, 우선, PM 모터에 직류 전류를 흐르게 했을 때의 입력 전압과 입력 전류로부터 권선 저항의 값을 구한다. 다음에, PM 모터에 교류 전류를 흐르게 했을 때의 입력 전압과 입력 전류의 기본파 성분을 추출하고, 입력 전압과 입력 전류의 각각의 크기, 및 입력 전압과 입력 전류의 위상차로부터 인덕턴스의 값을 구한다. 이에 따라, PM 모터의 모터 상수를 구하고 있다.
또한, PM 모터의 모터 상수를 구하는 별도의 기술은, 예를 들면 특허문헌 2에 개시되어 있다. 특허문헌 2에 의하면, 우선, 크고 작은 상이한 2개의 레벨의 직류 전류를 흐르게 했을 때의 각각의 전압을 기억한다. 다음에, 기억한 2개의 레벨의 전압의 차분을, 2개의 레벨의 전류의 차분으로 나누어 권선 저항의 값을 산출한다. 동시에, 큰 레벨의 직류 전류에 의거하는 전압치로부터 작은 레벨의 직류 전류에 의거하는 전압치로 급변시켰을 때의 전류가, 소정치로 변화할 때까지의 시간을 계측한다. 그리고, 계측한 시간과, 산출한 권선 저항의 값으로부터 인덕턴스의 값을 산출한다.
일본국 특허공개 2000-312498호 공보 일본국 특허공개 2009-232573호 공보
그러나, 특허문헌 1에서는, 권선 저항의 값을 구하기 위해서 PM 모터에 흐르는 직류 전류가 정상 상태로 될때까지 시간이 필요해진다. 또한, 권선 저항의 값과 인덕턴스의 값을 따로 따로 시험 신호를 이용하여 계측하므로, 계측에 시간을 필요로 하는 등의 과제가 있었다. 또한, 인덕턴스의 값을 구하기 위해서 흐르는 교류 전류의 주파수를 적절하게 설정하지 않으면 위상차의 검출 정밀도가 저하된다. 이 때문에, 계측한 위상차의 오차가 커져 버린다.
한편, 특허문헌 2에서도, 특허문헌 1과 마찬가지로, 권선 저항을 구하기 위해서 PM 모터에 흐르는 직류 전류가 정상 상태로 될때까지 시간이 필요해진다. 또한, 권선 저항의 값과 인덕턴스의 값을 따로 따로 시험 신호를 이용하여 계측하므로, 계측에 시간을 필요로 하는 등의 과제가 있었다. 또한, 큰 레벨로부터 작은 레벨의 전압치로 급변시켰을 때에 흐르는 전류가 소정치로 변화할때까지의 시간을 계측할 경우, 레벨의 판단이나, 계측하는 시간에 오차를 포함하기 쉽다. 또한, 전류의 크기에 따라 인덕턴스의 값이 변화되는 모터의 경우, 시정수가 일정한 응답이 되지 않으므로, 올바른 인덕턴스의 값을 산출할 수 없다는 과제가 있었다.
본 발명의 모터 상수 산출 방법은, 직류 성분과 복수의 주파수 성분을 포함하는 인가 전압을 PM 모터에 인가하는 전압 인가 단계와, 전압 인가 단계에서 인가한 인가 전압에 따라 흐르는 모터 전류를 검출하는 모터 전류 검출 단계와, 인가 전압과 모터 전류에 의거하여 PM 모터의 모터 상수를 산출하는 모터 상수 산출 단계를 가진다.
이에 따라, PM 모터의 모터 상수를 단시간에 정밀도 좋게 산출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 PM 모터의 모터 상수 산출 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 상수를 산출하는 처리의 흐름을 나타내는 플로우챠트이다.
도 3은 PM 모터의 단상 통전 상태를 설명하는 등가 회로도이다.
도 4a는 PM 모터의 전달 함수(게인)의 주파수 특성을 나타내는 도면이다.
도 4b는 PM 모터의 전달 함수(위상)의 주파수 특성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 모터 상수를 산출하는 처리의 흐름을 나타내는 플로우챠트이다.
도 6은 동 실시의 형태에 있어서의 모터 전류와 인덕턴스의 관계를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시의 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
(실시의 형태 1)
이하에, 본 발명의 실시에 형태 1 있어서의 PM 모터의 모터 상수 산출 방법 및 모터 상수 산출 장치에 대하여, 도 1을 이용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 PM 모터의 모터 상수 산출 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 또한, 도 1의 블록도는, PM 모터의 모터 상수 산출 장치에 필요한 기능 부분만을 나타내고 있다. 여기서, 도 1을 이용하여 각 기능 블록의 기능과 기능 블록간의 관계를 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시의 형태의 PM 모터의 모터 상수 산출 장치는, 적어도 전압 지령 생성부(1)와, PM 모터(2)와, 인버터(3)와, 전류 검출기(4a, 4b)와, 전류 검출부(5)와, 모터 상수 산출부(6)로 구성된다.
즉, 도 1에 도시하는 PM 모터의 모터 상수 산출 장치는, 이하에 나타내는 것과 같은 기능 블록의 동작에 의해, PM 모터(2)를 구동한다.
즉, 전압 지령 생성부(1)는, 모터 상수를 산출하기 위해서 PM 모터(2)에 인가하는 인가 전압의 전압 지령을 생성한다. 인버터(3)는, 전압 지령 생성부(1)로부터 출력되는 전압 지령을 받아서 PM 모터(2)에 인가 전압을 인가한다. 전류 검출기(4a) 및 전류 검출기(4b)는, 적어도 인버터(3)로부터 PM 모터(2)에 흐르는 모터 전류(Iu, Iw)를 검출한다. 전류 검출부(5)는, 전류 검출기(4a, 4b)에서 검출된 모터 전류를 모터 전류 검출치로 변환한다. 모터 상수 산출부(6)는, 전압 지령 생성부(1)의 출력인 전압 지령과, 전류 검출부(5)의 출력인 모터 전류 검출치의 입력에 의거하여, PM 모터(2)의 모터 상수를 산출한다.
이하에, 각 기능 블록의 동작 및 작용에 대하여, 도 2부터 도 4b를 이용하여, 도 1을 참조하면서 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 상수를 산출하는 처리의 흐름을 나타내는 플로우챠트이다. 도 3은 PM 모터의 단상 통전 상태를 설명하는 등가 회로도이다. 도 4a는 PM 모터의 전달 함수(게인)의 주파수 특성을 나타내는 도면이다. 도 4b는 PM 모터의 전달 함수(위상)의 주파수 특성을 나타내는 도면이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 우선, 모터 상수 산출의 처리가 개시되면, 인버터(3)는 PM 모터(2)에 직류 전압을 인가하고, PM 모터(2)의 회전자를 소정의 위치로 드로잉한다. 이는, PM 모터(2)는, 회전자에 자석이 존재하여 전압 인가에 의해 회전자가 회전하는 경우가 있으므로, 미리 PM 모터(2)의 회전자를 소정의 위치에 고정하기 위함이다. 이 때문에, 모터 상수의 산출에는, PM 모터(2)의 회전자가 정지한 상태에서 행하는 것이 바람직하다. 여기서, 예를 들면 U상에 Va, V상 및 W상에 -Va/2의 직류 전압을 인가하고, PM 모터(2)의 회전자를 소정의 위치로 드로잉한다(단계 S101). 또한, 직류 전압(Va)은, PM 모터(2)의 회전자가 소정의 위치에 충분히 드로잉되도록, 예를 들면 전압 인가 시에 PM 모터(2)의 정격 전류 정도의 전류가 흐를 때의 전압으로서 설정된다.
이 때, PM 모터(2)의 회전자를 소정의 위치에 드로잉한 후의 PM 모터(2)의 등가 회로는, 도 3에 도시하는 바와 같이 된다. 즉, 도 3에 도시하는 바와 같이, PM 모터(2)의 회전자는 회전하고 있지 않으므로, PM 모터(2)의 등가 회로는 상 저항(R)과 상 인덕턴스(L)로 이루어지고, U-VW간에 단상의 인가 전압이 인가되게 된다. 이에 따라, 전류축(d축)과 자극축이 일치한 상태로 된다.
다음에, 모터 상수를 산출하기 위해서, 전압 지령 생성부(1)는, PM 모터(2)에 인가하는 인가 전압인 전압 지령 Vs(t)을 생성한다(단계 S102). 구체적으로는, (수 1)에 나타내는 것과 같은, 직류 성분 V0에 복수의 주파수 성분을 가지는 Vn(t)을 가산한 전압 지령 Vs(t)을 생성한다. 이 때, 전압 지령 Vn(t)으로서, 예를 들면 M계열 신호(Maximum Length Sequence Signal)를 이용한다.
또한, V0과 Vn을 가산한 전압 지령 Vs(t)을 생성하는 이유에 대해서는 후술한다.
[수식 1]
Figure pct00001
그리고, 전압 지령 생성부(1)에서 생성된 전압 지령 Vs(t)에 의거하여, 드로잉할 때와 동일하게 U-VW간에 단상의 인가 전압이 인가되도록, 예를 들면 U상에 Vs(t), V상과 W상에 －Vs(t)/2을 인가한다(단계 S103). 이 때, 전압 지령 Vs(t)에 의해 PM 모터(2)에 흐르는 모터 전류는, 자극축과 동일한 d축에 흐르므로, PM 모터(2)의 회전자를 회전시키는 토크는 발생하지 않는다. 이에 따라, PM 모터(2)의 회전자를 정지시킨 상태에서, 모터 상수를 산출하기 위한 데이터 측정이 가능해진다.
다음에, 전류 검출기(4a, 4b) 및 전류 검출부(5)는, 단계 S103의 인가 전압을 인가했을 때에 흐르는 모터 전류 Is(t)를 검출한다.
그리고, 단계 S103에서 인가된 전압 지령 Vs(t)과, 전압 지령 Vs(t)의 응답이 되는 모터 전류 Is(t)를 샘플링하여, 시계열 데이터로서 받아들인다(단계 S104). 이 경우, 모터 전류 Is(t)는, U-VW간에 인가된 단상의 인가 전압에 대한 모터 전류가 되므로, U상의 모터 전류가 샘플링되게 된다.
다음에, 인가 전압 시계열 데이터의 입력인 전압 지령 Vs(t)와, 검출 전류 시계열 데이터의 출력인 모터 전류 Is(t)의 관계를 이용하여, 전압 지령 Vs(t)으로부터 모터 전류 Is(t)로의 전달 함수 H(s)의 주파수 특성을 구한다(단계 S105). 또한, 전달 함수 H(s)의 주파수 특성은, 전압 지령 Vs(t) 및 모터 전류 Is(t)를, FFT(Fast Fourier Transform) 처리 등에 의해 얻을 수 있다.
이 때, 전압 지령 Vs(t)이 인가되어 있을 때의 PM 모터의 등가 회로는 도 3에 나타낸 대로이고 전달 함수는 (수 2)식으로 표시된다.
[수식 2]
Figure pct00002
또한, 전달 함수는, 컷 오프 주파수가 R/L, DC(Direct Current) 게인이 1/R이 되는 1차 지연 특성으로 된다.
여기에서, (수 2)식으로 나타내는 전달 함수의 주파수 특성에 대하여, 도 4a와 도 4b를 이용하여 설명한다.
도 4a는 PM 모터의 전달 함수(게인)의 주파수 특성을 나타내는 도면이다.
도 4b는 PM 모터의 전달 함수(위상)의 주파수 특성을 나타내는 도면이다.
도 4a와 도 4b에 나타내는 바와 같이, PM 모터의 전달 함수의 주파수 특성인, 게인 및 위상과 주파수의 관계를 조사함으로써, 컷 오프 주파수 R/L 및 DC 게인 1/R을 구할 수 있다. 이 때, 예를 들면 컷 오프 주파수는 게인 특성의 DC 게인으로부터 약 3dB 내려가는 주파수로서 구해도 되고, 위상이 －45°가 되는 주파수로서도 구해도 된다. 또한, DC 게인은 저주파수 영역의 게인 특성으로부터 구해도 되고, 컷 오프 주파수에서의 DC 게인에 약 3dB 가산한 값으로부터 구해도 된다.
그리고, 모터 상수인, 전기적 시정수 L/R는 컷 오프 주파수의 역수에서, 상 저항(R)은 DC 게인의 역수에서, 인덕턴스(L)는 얻어진 컷 오프 주파수와, 게인 특성의 DC 게인으로부터 계산할 수 있다(단계 S106). 또한, 상기에 의해 얻어지는 인덕턴스(L)의 값은 d축의 인덕턴스의 값이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시의 형태에 의하면, 직류 성분과 복수의 주파수 성분을 포함하는 인가 전압을 PM 모터에 인가하고, 인가한 인가 전압에 따라서 흐르는 모터 전류를 검출함으로써, 인가한 인가 전압과 검출된 모터 전류의 관계를 이용하여 PM 모터의 모터 상수를 산출한다. 즉, 직류 성분과 복수의 주파수 성분을 포함하는 인가 전압을 인가하고, 모터 전류를 검출하는 것만으로 모터 상수를 산출할 수 있다.
이에 따라, 모터 전류가 정상 상태로 될때까지 기다리는 시간을 불필요로 함과 더불어, 복수의 시험 신호를 인가하여 모터 상수를 산출할 필요가 없으므로, 대폭적인 시간 단축이 가능해진다.
또한, 본 실시의 형태에 의하면, 전압 지령과 모터 전류의 관계인 주파수 특성을 이용하여, 모터 상수를 산출한다. 그 결과, 노이즈 등의 영향을 분리하여, 높은 정밀도로 모터 상수를 산출할 수 있다. 또한, 컷 오프 주파수를 위상이 －45°가 되는 주파수로서 구하는 경우, 가장 위상 변화가 큰 점에서 구할 수 있다. 이 때문에, 모터 상수인 컷 오프 주파수를 고정밀도로 구할 수 있다.
(실시의 형태 2)
본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 PM 모터의 모터 상수 산출 방법 및 모터 상수 산출 장치에 대하여, 도면을 이용하여 설명한다.
본 실시의 형태에서는, PM 모터에, 상이한 복수의 직류 성분을 포함하는 인가 전압을 인가하여 모터 상수인 인덕턴스의 값을 산출하는 점에서, 실시의 형태 1과는 상이하다. 다른 구성이나 동작은, 실시의 형태 1과 같으므로, 설명을 생략한다.
이하에, 상이한 복수의 직류 성분을 포함하는 인가 전압을 인가하여 모터 상수인 인덕턴스의 값을 산출하는 이유에 대하여 설명한다.
일반적으로, 모터의 종류에 따라, 자기 포화 등의 영향이나, 모터 전류의 크기에 따라 모터의 모터 상수인 인덕턴스의 값은 변화된다. 그러나, 실시의 형태 1의 모터 상수인 인덕턴스의 값의 산출 방법에서는, 1개의 인덕턴스의 값밖에 산출되지 않는다. 이 때문에, 상기에 나타내는 이유에 의해, 모터 상수가 변화한 경우에는, 정확한 인덕턴스의 값으로 모터를 제어할 수 없는 경우가 있기 때문이다.
이하에, 본 실시의 형태의 각 기능 블록의 동작 및 작용에 대하여, 도 5와 도 6을 이용하고, 도 1을 참조하면서 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 모터 상수를 산출하는 처리의 흐름을 나타내는 플로우챠트이다. 도 6은 동 실시의 형태에 있어서의 모터 전류와 인덕턴스의 관계를 나타내는 도면이다. 또한, 도 5에 있어서, 단계 S101부터 단계 S106은, 도 2를 이용하여 설명한 실시의 형태 1과 동일한 처리를 행하므로, 설명을 생략한다.
즉, 도 5에서는, 도 2의 각 단계에, 단계 S207의 처리가 더 추가되어 있으므로, 추가된 단계에 대하여 상세하게 설명한다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 단계 S101부터 단계 S106의 처리를 실행한 후, 단계 S102에서의 전압 지령의 생성에 있어서 복수개 있는 직류 성분 V0의 인가 전압의 전체가 설정되었는지 여부를 판단한다(단계 S207). 여기서, 복수의 직류 성분 V0의 인가 전압은, 제로부터 PM 모터(2)의 규정인 최대 전류가 흐를 때의 전압치까지의 사이에서, 미리 설정된다.
이 때, 복수개 있는 직류 성분 V0의 인가 전압 중, 설정하지 않은 값(인가 전압)이 있는 경우(단계 S207의 Yes), 복수개 있는 직류 성분 V0의 인가 전압 중, 설정하지 않은 값(인가 전압)을 1개 선택하여, 단계 S102로 되돌아간다. 그리고, 단계 S102부터 단계 S106의 처리를 순차적으로 반복하여 실행하고, 복수개 있는 직류 성분의 각 인가 전압에 대한 PM 모터의 모터 상수를 산출한다.
한편, 복수개 있는 직류 성분 V0의 인가 전압의 모든 값이 실행된 경우(단계 S207의 No), 모터 상수의 산출 처리를 종료한다.
즉, 단계 S102부터 단계 S106까지의 처리를 반복하고, 직류 성분 V0의 인가 전압을 복수 설정함으로써, 도 6에 나타내는 것과 같은 각 직류 성분 V0의 인가 전압에 대응하는 모터 전류의 평균치와 산출된 모터 상수인 인덕턴스의 관계가 복수개 얻어진다.
그리고, 도 6에 나타내는 관계로부터, PM 모터의 모터 전류에 따른 복수의 모터 상수인, 예를 들면 인덕턴스의 값을 산출할 수 있다.
이에 따라, 모터 전류의 변화까지 고려하여, 안정되고 또한 높은 정밀도로 복수의 모터 상수인 인덕턴스의 값을 산출할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시의 형태에 의하면, 복수의 직류 성분과 복수의 주파수 성분을 포함하는 인가 전압을 PM 모터에 인가하고, 인가한 복수의 인가 전압에 따라서 흐르는 복수의 모터 전류를 검출함으로써, 복수의 인가된 인가 전압과 검출된 모터 전류의 관계를 이용하여 PM 모터의 모터 상수를 산출한다.
이에 따라, 변화되는 모터 전류에 따른 모터 상수의 산출이 가능해진다.
또한, 상기 각 실시의 형태에서는, PM 모터의 모터 상수의 산출 방법에 대해서 설명했는데, 이에 한정되지 않고, 동일한 기능을 가지면, 어떤 구성이나 구현화 방법을 이용해도 되는 것은 말할 필요도 없다. 예를 들면, 도 1의 블록도에 있어서의 PM 모터(2) 이외의 기능 블록을 PM 모터의 모터 상수 산출 장치의 1개의 기능으로서 집어넣고, 설정에 따라 기능시키는 구성으로 해도 된다. 또한, 전압 지령 생성부(1)와 모터 상수 산출부(6)를 PM 모터의 모터 상수 산출 장치와 연동하는 PC(Personal Comuputor)의 어플리케이션 소프트웨어로서 구성해도 된다. 이에 따라, 모터 상수 산출 장치의 구성을 간략화할 수 있다.
또한, 드로잉 처리(단계S101)에서의 인가 전압을 Va로 했는데, PM 모터의 회전자가 드로잉되는 것이면 임의의 상이한 값이어도 된다.
또한, 상기 각 실시의 형태에서는, 전압 지령 Vs(t)에 가산되는 복수의 주파수 성분을 포함하는 신호로서 M계열 신호를 이용하는 예로 설명했는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 주파수 특성을 구할 수 있으면, 화이트 노이즈 신호나, 정현파 스위핑 신호 등 시간적으로 주파수가 변화되는 정현파 신호 등, 다른 신호를 이용해도 된다. 이에 따라, 필요에 따라, 임의의 신호로 주파수 특성을 구할 수 있다.
또한, 상기 각 실시의 형태에서는, 인가하는 전압 지령 Vs(t)으로부터 모터 전류 Is(t)의 주파수 특성을 구하는 예로 설명했는데, 이에 한정되지 않는다. PM 모터 이외의 요소, 예를 들면 필터 처리나 지연 요소 등이 있는 경우는, 그 영향을 보상한 시계열 데이터를 전압 지령 Vs(t)에 가산하여 주파수 특성을 구해도 된다. 이에 따라, 더욱 높은 정밀도로 PM 모터의 모터 상수를 산출할 수 있다.
또한, 상기 각 실시의 형태에서는, 드로잉 처리의 후에 모터를 소정의 위치에 고정하고, 모터 전류를 검출하는 예로 설명했는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 드로잉 처리 후의 자극축의 위치에 대하여, 전기 위상이 상이한 방향에 전압 지령 Vs(t)을 인가하고, 동 방향에 흐르는 모터 전류를 검출해도 된다. 구체적으로는, 드로잉 처리 후의 자극축의 위치에 대하여, 전기 위상이 90° 상이한 전기축(q축), 즉 V―W간에 단상의 인가 전압이 인가되도록, U상에 0, V상에 Vs(t), W상에 －Vs를 인가하고, 동 방향인 V상의 모터 전류를 검출해도 된다. 이에 따라, 자극축의 위치에 따라 모터 상수가 변화되는 PM 모터, 예를 들면 매입 자석형의 PM 모터 등에 있어서, 전압 지령 Vs(t)을 인가하는 전기 위상을 임의로 설정할 수 있으므로, 자극축의 위치에 따른 모터 상수를 정밀도 좋게 산출할 수 있다. 특히, q축에 전압 지령 Vs(t)을 인가하여 모터 상수를 산출함으로써, q축의 인덕턴스의 값을 산출할 수 있다.
또한, 상기 각 실시의 형태에서는, d축의 인덕턴스의 값을 산출하는 예로 설명했는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 자극축의 위치에 따라, 인덕턴스의 값이 변화되지 않는 PM 모터의 경우, 산출된 d축의 인덕턴스의 값을 q축의 인덕턴스의 값으로 해도 된다. 이에 따라, PM 모터의 회전자를, 소정의 위치에 고정하지 않고 q축의 인덕턴스를 산출할 수 있다.
본 발명은, 직류 성분과 복수의 주파수 성분을 포함하는 인가 전압을 PM 모터에 인가하는 전압 인가 단계와, 인가 전압에 따라서 흐르는 모터 전류를 검출하는 모터 전류 검출 단계와, 인가 전압과 모터 전류의 주파수 특성에 의거하여 PM 모터의 모터 상수를 산출하는 모터 상수 산출 단계를 가진다. 이에 따라, 단시간에, 높은 정밀도로 모터 상수를 산출할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전압을 인가하는 단계에서 상이한 복수의 직류 성분의 인가 전압을 이용한다. 이에 따라, 모터 전류의 크기의 변화에 따라, 모터 상수인 인덕턴스의 값을, 단시간에, 높은 정밀도로 산출할 수 있다.
<산업상의 이용 가능성>
본 발명의 PM 모터의 모터 상수 산출 방법 및 모터 상수 산출 장치는, PM 모터의 모터 상수를 단시간에 정밀도 좋게 산출할 수 있으므로, 모터 상수를 필요로 하는 PM 모터의 제어 장치 등 전반에 유용하다.
1 : 전압 지령 생성부 2 : PM 모터
3 : 인버터 4a, 4b : 전류 검출기
5 : 전류 검출부 6 : 모터 상수 산출부

Claims (12)

  1. 직류 성분과 복수의 주파수 성분을 포함하는 인가 전압을 PM 모터에 인가하는 전압 인가 단계와,
    상기 전압 인가 단계에서 인가한 상기 인가 전압에 따라서 흐르는 모터 전류를 검출하는 모터 전류 검출 단계와,
    상기 인가 전압과 상기 모터 전류에 의거하여 상기 PM 모터의 모터 상수를 산출하는 모터 상수 산출 단계를 가지는, PM 모터의 모터 상수 산출 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전압 인가 단계에 있어서, 상이한 복수의 직류 성분과 상기 복수의 주파수 성분을 포함하는 인가 전압을 PM 모터에 인가하는, PM 모터의 모터 상수 산출 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 주파수 성분을 포함하는 상기 인가 전압이, 화이트 노이즈를 가산한 상기 인가 전압인, PM 모터의 모터 상수 산출 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 화이트 노이즈는 M계열 신호인, PM 모터의 모터 상수 산출 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 주파수 성분을 포함하는 상기 인가 전압은, 시간적으로 주파수가 변화하는 정현파를 가산한 상기 인가 전압인, PM 모터의 모터 상수 산출 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 모터 상수 산출 단계는,
    인가 전압 시계열 데이터를 입력으로 하고, 검출 전류 시계열 데이터를 출력으로 한 주파수 특성을 연산하고, 상기 주파수 특성으로부터 상기 PM 모터의 상기 모터 상수를 산출하는, PM 모터의 모터 상수 산출 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 모터 상수 산출 단계에 있어서,
    산출되는 상기 PM 모터의 상기 모터 상수는, 전기적 시정수, 저항값, 인덕턴스값 중 적어도 1개인, PM 모터의 모터 상수 산출 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 모터 상수 산출 단계는,
    상기 주파수 특성으로부터 컷 오프 주파수를 구하고, 상기 컷 오프 주파수로부터 상기 PM 모터의 상기 전기적 시정수를 산출하는, PM 모터의 모터 상수 산출 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 모터 상수 산출 단계는,
    상기 주파수 특성으로부터 컷 오프 주파수를 구하고, 상기 컷 오프 주파수보다 저주파 영역의 게인 특성으로부터 상기 PM 모터의 상기 저항값을 산출하는, PM 모터의 모터 상수 산출 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 모터 상수 산출 단계는,
    상기 주파수 특성으로부터 컷 오프 주파수를 구하고, 상기 컷 오프 주파수에서의 게인 특성으로부터 상기 PM 모터의 상기 저항값을 산출하는, PM 모터의 모터 상수 산출 방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 모터 상수 산출 단계는,
    상기 주파수 특성으로부터 컷 오프 주파수를 구하고, 상기 컷 오프 주파수로부터 상기 PM 모터의 상기 전기적 시정수를 산출하고, 상기 컷 오프 주파수보다 저주파 영역의 게인 특성 혹은 상기 컷 오프 주파수에서의 게인 특성으로부터 상기 PM 모터의 상기 저항값을 산출하고, 산출된 상기 전기적 시정수 및 상기 저항값으로부터 상기 PM 모터의 상기 인덕턴스값을 산출하는, PM 모터의 모터 상수 산출 방법.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 PM 모터의 모터 상수 산출 방법을 가지는, PM 모터의 모터 상수 산출 장치.
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