KR20150065079A - 프로그래머블 저역통과필터 및 그 교류전동기 제어 장치 - Google Patents

프로그래머블 저역통과필터 및 그 교류전동기 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150065079A
KR20150065079A KR1020130150192A KR20130150192A KR20150065079A KR 20150065079 A KR20150065079 A KR 20150065079A KR 1020130150192 A KR1020130150192 A KR 1020130150192A KR 20130150192 A KR20130150192 A KR 20130150192A KR 20150065079 A KR20150065079 A KR 20150065079A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
variable
phase
output signal
equation
pass filter
Prior art date
Application number
KR1020130150192A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101590230B1 (ko
Inventor
이우택
최진철
이강석
Original Assignee
창원대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 창원대학교 산학협력단 filed Critical 창원대학교 산학협력단
Priority to KR1020130150192A priority Critical patent/KR101590230B1/ko
Publication of KR20150065079A publication Critical patent/KR20150065079A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101590230B1 publication Critical patent/KR101590230B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H17/00—Networks using digital techniques
    • H03H17/02—Frequency selective networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

본 발명은 3상 변수를 직접 사용하는 알고리즘을 포함하는 교류전동기 구동 장치에서 3상 변수에 직접 적용가능한 프로그래머블(programmable) 저역통과필터에 관한 것으로 3상 변수 중 임의로 측정된 변수의 노이즈(noise)를 제거하는 감쇠부와 이득 및 위상을 보상하는 보상부 및 연산 특성에 따라 연산하여 필터링된 3상변수를 출력하는 연산부를 포함하여 구성한다.

Description

프로그래머블 저역통과필터 및 그 교류전동기 제어 장치 {PROGRAMMABLE LOW-PASS FILTER AND AC-MOTOR CONTROL SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 프로그래머블 저역통과필터 및 그 교류전동기 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교류전동기 구동 장치에서 3상 변수를 직접 사용하는 알고리즘 구현시 3상 변수를 직접 필터링하여 제공할 수 있는 프로그래머블 저역통과필터 및 그 교류전동기 제어 장치에 관한 것이다.
PWM(Pulse Width Modulation) 인버터로 구동되는 교류전동기 제어 장치에서 측정된 상전압 또는 상전류에는 스위칭 노이즈, 샘플링 노이즈, 아날로그/디지털 변환에 의한 노이즈 성분 등을 포함하게 된다.
이러한 노이즈 영향을 줄이기 위해 통상 교류전동기 제어 장치에는 저역통과필터를 사용하고 있다. 그러나 전동기의 회전위치 및 속도에 동기 되어 기본 주파수가 변화는 3상 변수 측정 시 상기 저역통과필터는 기본 주파수가 차단주파수와 가까워질수록 측정 정보의 이득 감쇠 및 위상 지연을 초래하게 된다.
특히, 교류전동기 제어 방법 중 하나인 교류전동기의 센서리스 제어 방법 중 역기전력 적분에 의한 고정자 자속 추정에는 순수한 적분기가 사용되었으나 이러한 순수한 적분기는 입력 신호인 고정자 전압 및 전류의 오차, 직류 드리프트 등의 값이 계속 축적되어 발산하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 교류전동기 제어 장치에 프로그래머블 저역통과필터(Programmable Low Pass Filter)를 사용하는 기술이 제안되었다.
프로그래머블 저역통과필터(이하 'PLPF'라 함)는 고정 좌표계에서 αβ 축의 직교성을 이용하는 방식으로 교류전동기 구동 시 동기 주파수에 따라 차단주파수를 조정하고, PLPF에 의한 기본파 성분의 이득 감쇠 및 위상 지연을 보상할 수 있다.
따라서 순수 적분기를 대신하는 원래 목적 이외에도 전류 측정 및 역기전력 추정 시 기본파 신호의 크기 및 위상의 왜곡 없이 노이즈를 저감하기 위한 방법으로 유용하게 적용되고 있다.
영구자석동기전동기의 벡터 제어 및 센서리스 제어에서는 3상 변수(ma , mb, mc 변수)들이 직접 제어에 사용되기보다는 동기좌표계(Synchron- ous Reference frame)상의 변수(mp,mq 변수) 또는 고정좌표계(Stationary Reference Frame)상의 변수(mα,mβ 변수)로 변환되어 사용되고 있다.
도 1은 고정좌표계 변수를 이용하는 종래 PLPF 회로 구성도이다.
종래 PLPF(120)는 3상 변수(ma , mb, mc)를 고정좌표계상의 변수(mα,mβ)로 변환하는 제 1 좌표변환부(110)와 고정좌표계 변수를 3상 변수로 변환하는 제 2 좌표 변환부(130)를 추가적으로 구비하여야 한다.
종래 PLPF의 동작 특성을 살펴보면, 3상 변수가 제 1 좌표변환부(110)를 통해 고정좌표계 변수(mα,mβ)로 변환되어 PLPF(120)에 입력된다. PLPF(120)는 입력된 변수의 노이즈를 제거하고 이득 및 위상을 보상한 출력신호(mα PLPF, mβ PLPF)를 내보낸다. 이 출력 신호(mα PLPF, mβ PLPF)는 제 2 좌표변환부(130)를 통해 다시 3상 변수(ma PLPF , mb PLPF, mc PLPF)로 변환시킨다.
그렇게 때문에, 종래 PLPF의 경우 고정좌표계 변수와 3상 변수가 혼재된 복잡한 신호 흐름을 야기하고 별도의 좌표변환부를 구비해야 하는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 살펴보기 위해 도 2를 살펴본다. 도 2는 종래 PLPF의 교류전동기 제어 장치의 신호 흐름도이다.
종래 교류전동기 제어 장치는 벡터제어 등을 수행하기 위한 동기좌표계(mp,mq 변수) 사용영역(210), 고정좌표계(mα,mβ) 사용영역(220) 및 3상변수(ma , mb, mc) 사용영역(230)으로 구성된다.
고정좌표계 변수를 이용한 제어의 용이성 때문에 종래 PLPF(221)의 경우 교류전동기 제어 장치에서 고정좌표계 사용 영역(220)에 위치한다. 따라서 종래 교류전동기 제어 장치는 좌표변환부(222, 223)를 구비하여야 한다.
교류전동기 제어 흐름을 살펴보면, 좌표변환부(222)는 임의로 측정된 3상 변수(mabc)를 고정좌표계 변수(mαβ)로 변환한다. 종래 PLPF(221)는 이렇게 변환된 고정좌표계 변수(mαβ)에 대하여 노이즈 제거 및 이득 감소 등의 보상을 위한 필터링을 수행한다.
따라서 3상 변수를 사용하는 알고리즘(231)이 필요한 경우 필터링된 고정좌표계 변수(mαβ PLPF)를 다시 3상 변수(mabc PLPF)로 변환하기 위한 좌표변환부(223)를 구비하여야 한다.
결국 종래 교류전동기 제어 장치는 상술한 바와 같이 3상 변수와 고정좌표계 변수가 혼재된 복잡한 신호 흐름을 갖게 되고 별도의 좌표변환부도 구비하여야 하는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2002-0014948호(2002년2월27일)
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 3상 변수를 필요로 하는 알고리즘에 3상 변수를 직접 전달하도록 한 PLPF 및 이를 이용한 교류전동기 제어 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 교류전동기 제어 장치의 3상 신호에서 측정된 제 1 변수와 제 2 변수의 노이즈(noise)를 저감시키는 감쇠부; 상기 노이즈가 제거된 제 1 변수와 제 2 변수의 이득 감쇠 및 위상 지연을 보상하는 보상부; 이득 및 위상이 보상된 출력신호들을 연산하여 필터링된 3상 변수를 계산하는 연산부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블(Programmable) 저역 통과 필터를 제시한다.
상기 제 1 변수 또는 제 2 변수는 교류전동기 제어 장치에서의 상전류 및 상전압 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 3상 변수 측정용 프로그래머블 저역 통과 필터를 포함하는 교류전동기 제어 장치를 제시한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 PLPF 및 이를 이용한 교류전동기 구동 장치에 의하면, 기존 PLPF에서 필요로 하는 좌표변환 단계를 거치지 않아도 되며 따라서 필터링된 3상 변수를 필요로 하는 알고리즘 구성시 명료하고 직관적인 신호 흐름을 가질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 고정좌표계 변수를 이용하는 PLPF 회로 구성도
도 2는 종래 교류전동기 제어 장치의 신호 흐름도
도 3은 본 발명에서 정의하는 변수의 이해를 돕기 위한 벡터도
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 PLPF를 나타낸 구성도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 교류전동기 제어 장치의 신호 흐름도
본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에서 정의하는 변수의 이해를 돕기 위한 벡터도이다.
3상 교류전동기 제어 장치에서 3상 변수(ma , mb, mc) 각각은 크기는 같고 120도 위상차를 갖는다. 본 발명에서 정의하는 제 1 변수(ma)는 상기 3상 변수 중 임의로 측정된 어느 하나의 상전류 또는 상전압을 의미한다. 상기 제 1 변수를 제외하고 임의로 측정된 상전류 또는 상전압은 제 2 변수(mc)를 의미한다. 상기 제 1 변수 및 제 2 변수를 제외한 나머지 하나의 변수가 제 3 변수(mb)가 된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 PLPF를 나타낸 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 PLPF는 3상 변수 중 임의로 측정된 변수를 입력 신호로 받아 노이즈(noise)를 제거하는 감쇠부(410), 상기 감쇠부의 출력신호를 받아 이득 감소 및 위상 지연을 보상하는 보상부(420), 상기 보상부의 출력신호를 받아 3상 변수를 계산하는 연산부(430)를 포함한다.
먼저 감쇠부(410)는 제 1 변수(ma)를 입력받아 노이즈를 제거하는 제 1 감쇠부(411)와 제 2 변수(mc)를 입력받아 노이즈를 제거하는 제 2 감쇠부(412)로 구성된다.
통상적으로 교류전동기 구동 장치에서 측정된 정보는 스위칭 노이즈, 샘플링 노이즈, 아날로그/디지털 변환에 의한 노이즈 성분 등을 포함하고 있기 때문에 상기 감쇠부(410)를 통하여 이러한 노이즈 영향을 줄일 수 있다.
감쇠부(410)의 동작 특성을 살펴보면, 제 1 감쇠부(411)는 임의로 측정된 제 1 변수(ma)가 입력되면 제 1 감쇠부(411)의 감쇠특성에 따라 노이즈 성분이 제거된 출력 신호(S11)를 내보낸다.
마찬가지로 제 2 감쇠부(412)는 제 2 변수(mc)가 입력되면 제 2 감쇠부(412) 감쇠특성에 따라 노이즈 성분이 제거된 출력 신호(S12)를 내보낸다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 제 1 감쇠부(411)와 제 2 감쇠부(412)의 감쇠특성은 [수학식 1]과 같다.
Figure pat00001
상기 [수학식 1]에서,
Figure pat00002
는 본 발명인 PLPF의 차단주파수이고
Figure pat00003
는 전동기의 동기주파수이며
Figure pat00004
는 교류전동기 구동 시 동기 주파수에 따라 차단주파수를 조정하기 위한 변수로서 본 발명인 PLPF에 적용되는
Figure pat00005
는 [수학식 2]와 같다.
Figure pat00006
[수학식 2]에서
Figure pat00007
는 동기주파수이고
Figure pat00008
는 종래 저역 통과 필터의 차단주파수이다.
상기 [수학식 1]의 감쇠특성에 따르면 차단주파수
Figure pat00009
보다 작은 기본주파수를 가지는 신호 성분은 통과시키나 차단주파수
Figure pat00010
보다 큰 주파수를 가지는 노이즈 성분은 차단된다.
다음으로 보상부(420)를 살펴본다. 교류전동기에서 전동기 회전 속도에 동기 되어 3상 변수의 기본 주파수가 변화하는 경우, 기본주파수가 차단주파수와 가까워질수록 측정 정보의 이득 감쇠 및 위상 지연을 초래한다. 따라서 이득 및 위상을 보상할 필요가 있다.
보상부(420)는 상기 S11 출력신호를 입력으로 받는 제 1 보상부(421) 및 제 2 보상부(422)와 상기 S12 출력신호를 입력으로 받는 제 3 보상부(423) 및 제 4 보상부(424)를 포함한다.
구체적인 동작 특성을 살펴보면, 노이즈가 제거된 출력신호(S11)가 제 1 보상부(421)에 입력되면 제 1 보상부(421)의 증폭 특성에 따라 이득 및 위상이 보상된 출력신호(S21)를 내보낸다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 제 1 보상부(421)의 증폭 특성은 [수학식 3]과 같다.
Figure pat00011
상기 [수학식 3]에서
Figure pat00012
는 [수학식 2]와 같다(이하 동일).
또한, 제 2 보상부(422)도 노이즈가 제거된 출력신호(S11)를 입력으로 받아 제 2 보상부(422)의 증폭 특성에 따라 이득 및 위상이 보상된 출력신호(S22)를 내보낸다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 제 2 보상부(422)의 증폭 특성은 [수학식 4]와 같다.
Figure pat00013
제 3 보상부(423)는 노이즈가 제거된 출력신호(S12)를 입력받아 제 3 보상부(423)의 증폭 특성에 따라 이득 및 위상이 보상된 출력신호(S23)를 내보낸다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 제 3 보상부(423)의 증폭 특성은 [수학식 5]와 같다.
Figure pat00014
또한, 제 4 보상부(424)도 노이즈가 제거된 출력신호(S12)를 입력으로 받아 제 4 보상부(424)의 증폭 특성에 따라 이득 및 위상이 보상된 출력신호(S24)를 내보낸다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 제 4 보상부(424)의 증폭 특성은 [수학식 6]과 같다.
Figure pat00015
상기와 같이 보상된 출력신호(S21, S22, S23, S24)들은 제 1 내지 제 4 보상부(421 내지 424)의 증폭 특성에 따라 이득 및 위상이 보상된 각각의 신호 특성을 갖는다.
상기 보상부(420)를 통해 보상된 출력신호(S21, S22, S23, S24)들을 입력으로 받아 최종적으로 필터링된 3상 변수를 출력하는 연산부(430)는 제 1 연산부(431)와 제 2 연산부(432) 및 제 3 연산부(433)로 구성된다.
각 연산부의 동작 특성을 살펴보면, 제 1 연산부(431)는 보상된 S21 출력신호와 S23 출력신호를 입력받아 제 1 연산부(431)의 연산 특성에 따라 연산된 출력신호(S31)를 내보낸다. 여기서 S31 출력신호는 본 발명인 PLPF를 통해 최종적으로 필터링된 제 1 변수(ma PLPF)에 해당한다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 제 1 연산부(431)의 연산 특성은 [수학식 7]과 같다.
Figure pat00016
제 2 연산부(432)는 보상된 S22 출력신호와 S24 출력신호를 입력받아 제 2 연산부(432)의 연산 특성에 따라 연산된 출력신호(S32)를 내보낸다. 여기서 S32 출력신호는 본 발명인 PLPF를 통해 최종적으로 필터링된 제 2 변수(mc PLPF)에 해당한다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 제 2 연산부(432)의 연산 특성은 [수학식 8]과 같다.
Figure pat00017
제 3 연산부(433)는 제 1 연산부(431)에 의해 연산된 출력신호(S31)와 제 2 연산부(432)에 의해 연산된 출력신호(S32)를 입력받아 제 3 연산부(433)의 연산 특성에 따라 연산된 출력신호(S33)를 내보낸다. 여기서 S33 출력신호는 본 발명인 PLPF를 통해 최종적으로 필터링된 제 3 변수(mb PLPF)에 해당한다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 제 3 연산부(433)의 연산 특성은 [수학식 9]와 같다.
Figure pat00018
상기에서 살펴본 바와 같이 감쇠부(410), 보상부(420), 연산부(430)로 구성된 본 발명의 PLPF는 교류전동기 제어 장치의 3상 변수 중 임의로 측정된 두 개의 변수를 입력받아 필터링하여 3상 변수를 직접 사용할 수 있게 한다.
따라서 상전류 극성 판단에 따른 인버터 데드타임(dead time) 보상방법 이나 상전압 측정 기반의 인버터 개방 스위치 고장 검출 방법 같이 3상 변수를 직접 사용하는 알고리즘 구현시 추가적인 좌표변환단계를 포함하지 않아 보다 간단하고 직관적인 신호 흐름을 가질 수 있다.
종래 교류 전동기 제어를 위해서는 3상 변수들이 직접 사용되기보다는 제어의 용이성 때문에 동기좌표계 변수로 변환되어 사용된다.
하지만 기본적인 벡터 제어 이외에도 여러 가지 고성능 제어 기법 및 진단 기법들이 소개되었고 이들 기법들은 동기좌표계 변수뿐만 아니라, 고정좌표계 변수 또는 3상 변수를 직접 사용한다.
고정좌표계 변수는 벡터 추종(Vector Tracking)을 기반으로 하는 관측 및 추정 알고리즘 또는 위치 센서 없이 구동하는 센서리스 알고리즘을 위한 회전자 위치 추정 알고리즘에 주로 사용된다.
3상 변수는 주로 고장 진단 알고리즘에 사용되며, 어느 상에서 고장이 발생했는지 판단하기 위한 고장분리(Isolation)을 위해 중요한 정보가 된다. 또한 3상 전류의 극성 판단을 기반으로 하는 인버터 데드타임 보상 기법에도 사용된다.
상기에서, 도 2를 통해 종래 교류전동기 제어 장치에서 3상 변수를 사용하는 알고리즘 구현시 복잡한 신호 흐름을 갖는 것을 살펴보았다.
이와 대비하여 본 발명의 PLPF를 사용하는 교류전동기 제어 장치의 신호 흐름을 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 교류전동기 제어 장치의 신호 흐름도이다.
도 5에서, 교류전동기 제어 장치는 동기좌표계 변수 사용영역(510)과 고정좌표계 변수 사용영역(520) 및 3상 변수 사용영역(530)으로 구분될 수 있다.
상기 동기좌표계 변수 사용영역(510)은 종래 벡터 제어를 통한 교류전동기 제어를 위해 동기좌표계 변수(mdq PLPF)를 사용한다.
따라서 벡터 제어시 필요한 동기좌표계 변수를 얻기 위하여 3상 변수(mabc)를 좌표변환부(521)를 통해 고정좌표계 변수(mαβ PLPF)로 변환하고 회전자 위치(θe)를 기초로 동기좌표계 변수로 변환하여 벡터 제어를 수행한다.
그러나 인버터 데드타임 보상이나 인버터 개방 스위치 고장 검출과 같은 3상 변수를 직접 사용하는 알고리즘(532)의 경우 3상 변수에 직접 사용하는 본 발명의 PLPF(531)를 적용하여 추가적인 좌표변환단계 없이 직접 필터링된 3상 변수(mabc PLPF)를 알고리즘(532)에 제공할 수 있음을 알 수 있다.
이와 대비하여 기존의 PLPF는 고정좌표계 변수를 사용하므로 3상 변수의 필터링을 위해 고정좌표계 변수로 변환하여 PLPF를 거치고, 그 결과를 다시 3상 변수로의 역변환하는 과정을 거쳐야 한다. 그 결과 고정 좌표계 변수와 3상 변수가 혼재된 복잡한 신호 흐름을 야기한다.
하지만 본 발명의 PLPF는 추가의 좌표변환 없이 3상 변수에 직접적으로 적용가능하며, 3상 변수 내에서 독립적인 신호 흐름을 가지게 할 수 있어 보다 직관적인 알고리즘 구성이 가능하게 된다.
종래 PLPF와 본 발명의 PLPF의 실제 구현 형태를 비교하면, 역 좌표 변환을 줄일 수 있어 기존 PLPF에 비해 변형된 PLPF는 60MHz의 DSP 기준으로 1~2μSec 정도의 연산 시간을 줄일 수 있었다. 비록 적은량의 시간이긴 하지만, 10~20kHz의 PWM 주파수(100~50 μSec의 주기)와 동기 되어 샘플링되고 제어되어야 하는 점과 점점 복잡하고 집적화되는 고성능 PMSM 구동 장치의 소프트웨어 특성상 1~2 μSec 연산 시간 축소도 무시할 수 없는 장점이 될 것이다.
지금까지 본 발명의 구성 및 동작 특성을 살펴보았고 이하 본 발명을 수학적 개념을 통하여 설명한다.
종래 PLPF를 통하여 보상된 형태는 다음 [수학식 10]과 같다.
Figure pat00019
여기서, mα PLPF 및 mβ PLPF 는 종래 PLPF에 의해 필터링된 고정좌표계 변수이고, K=ωe/ωc 이며, mα 및 mβ 는 필터링전 고정좌표계 변수이다. 또한 ωe 는 전동기의 동기주파수이고 ωc 는 저역 통과 필터의 차단주파수이다.
상기 [수학식 10]의 고정좌표계 변수를 3상 변수로 좌표변환을 위해 행렬 연산을 하면 다음의 [수학식 11]과 같다.
Figure pat00020
[수학식 11]에서, ma PLPF 와 mb PLPF 및 mc PLPF 는 필터링된 3상 변수이고, ma 와 mb 및 mc 는 필터링전 3상 변수이다. 또한
Figure pat00021
이며 ωe 는 전동기의 동기주파수이고 ωc 는 저역 통과 필터의 차단주파수이다.
mb = -ma - mc 이기 때문에 2상 변수 정보만 이용하여 본 발명인 PLPF의 특성을 나타내는 [수학식 12]를 알 수 있다.
Figure pat00022
상기 [수학식 12]의 각 문자의 의미는 [수학식 11]에서와 같다. 본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것이고, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.
410 : 감쇠부
420 : 보상부
430 : 연산부

Claims (9)

  1. 교류전동기 제어 장치의 3상 신호에서 측정된 제 1 변수와 제 2 변수의 노이즈(noise)를 저감시키는 감쇠부;
    상기 노이즈가 제거된 제 1 변수와 제 2 변수의 이득 감쇠 및 위상 지연을 보상하는 보상부; 및
    상기 보상부에서 보상된 출력신호를 연산하여 필터링된 제 1 내지 제 3 변수를 출력하는 연산부; 를 포함하는 프로그래머블 저역 통과 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 변수 또는 제 2 변수는 교류전동기 제어 장치에서의 상전류 및 상전압 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 프로그래머블 저역 통과 필터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 감쇠부는 제 1 및 제 2 감쇠부를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 감쇠부는 아래의 [식 1]의 감쇠특성에 따라 상기 제 1 및 제 2 변수의 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 저역 통과 필터.
    [식 1]
    Figure pat00023

    상기 [식 1]에서,
    Figure pat00024
    는 본 발명인 PLPF의 차단주파수이고
    Figure pat00025
    는 전동기의 동기주파수이며
    Figure pat00026
    는 교류 전동기 구동 시 동기 주파수에 따라 차단주파수를 조정하기 위한 변수로써
    Figure pat00027
    이고
    Figure pat00028
    는 종래 저역 통과 필터의 차단주파수이다.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상부는 제 1 내지 제 4 보상부를 포함하고,
    상기 제 1 보상부는 아래의 [식 2]의 보상특성에 따라 상기 제 1 감쇠부 출력신호의 이득 및 위상을 보상하고;
    상기 제 2 보상부는 아래의 [식 3]의 보상특성에 따라 상기 제 1 감쇠부 출력신호의 이득 및 위상을 보상하며;
    상기 제 3 보상부는 아래의 [식 3]의 보상특성에 따라 상기 제 2 감쇠부 출력신호의 이득 및 위상을 보상하고;
    상기 제 4 보상부는 아래의 [식 4]의 보상특성에 따라 상기 제 2 감쇠부 출력신호의 이득 및 위상을 보상; 하는 것을 특징으로 하는 프로그래머블 저역 통과 필터.
    [식 2]
    Figure pat00029

    [식 3]
    Figure pat00030

    [식 4]
    Figure pat00031

    상기 [식 2 내지 4]에서
    Figure pat00032
    이고
    Figure pat00033
    는 전동기의 동기주파수이며
    Figure pat00034
    는 종래 저역 통과 필터의 차단주파수이다.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 제 1 보상부와 제 3 보상부의 출력신호를 연산하는 제 1 연산부;
    상기 제 2 보상부와 제 4 보상부의 출력신호를 연산하는 제 2 연산부 ; 및
    상기 제 1 연산부와 제 2 연산부의 출력신호를 연산하는 제 3 연산부; 를 포함하는 프로그래머블 저역 통과 필터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 연산부는 상기 필터링된 제 1 변수를 출력하고,
    상기 제 1 변수는 아래의 [식 5]의 연산특성에 따라 연산되는 프로그래머블 저역 통과 필터.
    [식 5]
    Figure pat00035

    [식 5]에서, S31 은 필터링된 제 1 변수이고, S21 은 제 1 보상부의 출력신호이며, S23 은 제 3 보상부의 출력신호이다.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 연산부는 상기 필터링된 제 2 변수를 출력하고,
    상기 제 2 변수는 아래의 [식 6]의 연산특성에 따라 연산되는 프로그래머블 저역 통과 필터.
    [식 6]
    Figure pat00036

    [식 6]에서, S32 는 필터링된 제 2 변수이고, S22 는 제 2 보상부의 출력신호이며, S24 는 제 4 보상부의 출력신호이다.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 연산부는 상기 필터링된 제 3 변수를 출력하고,
    상기 제 3 변수는 아래의 [식 7]의 연산특성에 따라 연산되는 프로그래머블 저역 통과 필터.
    [식 7]
    Figure pat00037

    [식 7]에서, S33 은 필터링된 제 3 변수이고, S31 는 제 1 연산부의 출력신호이며, S32 는 제 2 연산부의 출력신호이다.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 적어도 하나의 항으로 이루어지는 프로그래머블 저역 통과 필터를 포함하는 교류전동기 제어 장치.
KR1020130150192A 2013-12-04 2013-12-04 프로그래머블 저역통과필터 및 그 교류전동기 제어 장치 KR101590230B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130150192A KR101590230B1 (ko) 2013-12-04 2013-12-04 프로그래머블 저역통과필터 및 그 교류전동기 제어 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130150192A KR101590230B1 (ko) 2013-12-04 2013-12-04 프로그래머블 저역통과필터 및 그 교류전동기 제어 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150065079A true KR20150065079A (ko) 2015-06-12
KR101590230B1 KR101590230B1 (ko) 2016-02-01

Family

ID=53503588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130150192A KR101590230B1 (ko) 2013-12-04 2013-12-04 프로그래머블 저역통과필터 및 그 교류전동기 제어 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101590230B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100268704B1 (ko) * 1997-08-27 2000-10-16 모리 가즈히로 음극선관
KR20020014948A (ko) 2000-08-19 2002-02-27 이종수 유도전동기의 벡터제어장치
KR20080044561A (ko) * 2006-11-16 2008-05-21 현대모비스 주식회사 Ｂｌｄｃ 모터의 센서리스 위치 검출 방법
KR20100108676A (ko) * 2009-03-30 2010-10-08 (주)모토닉 3상 ｂｌｄｃ 모터의 제어 방법 및 제어 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100268704B1 (ko) * 1997-08-27 2000-10-16 모리 가즈히로 음극선관
KR20020014948A (ko) 2000-08-19 2002-02-27 이종수 유도전동기의 벡터제어장치
KR20080044561A (ko) * 2006-11-16 2008-05-21 현대모비스 주식회사 Ｂｌｄｃ 모터의 센서리스 위치 검출 방법
KR20100108676A (ko) * 2009-03-30 2010-10-08 (주)모토닉 3상 ｂｌｄｃ 모터의 제어 방법 및 제어 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR101590230B1 (ko) 2016-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101258087B1 (ko) 모터의 고속운전 제어 장치 및 그 방법
KR100999352B1 (ko) 영구자석 동기 전동기 구동제어장치의 데드타임 보상기 및보상방법
KR101852754B1 (ko) 영구자석 동기전동기의 센서리스 제어 시스템
CN113866480B (zh) 用于马达控制系统的相电流测量中的偏移误差的检测
KR102453916B1 (ko) 표면 부착형 영구자석 동기 전동기의 파라미터 추정 방법 및 장치
US8766587B2 (en) Motor controlling apparatus and controlling method of the same
Zhang et al. Robust plug-in repetitive control for speed smoothness of cascaded-PI PMSM drive
KR101758004B1 (ko) 회전 기기 제어 장치
CN106849808A (zh) 带lc滤波器的永磁同步电机无位置传感器控制系统及方法
CN106487301B (zh) 一种基于滑膜观测器的死区补偿控制方法
JP4632157B2 (ja) 永久磁石モータの駆動システム
JP2002252991A (ja) モータ制御装置
TWI427916B (zh) Inverter control device and control method thereof
KR101590230B1 (ko) 프로그래머블 저역통과필터 및 그 교류전동기 제어 장치
JP5692572B2 (ja) 同期電動機の駆動制御装置
KR101878090B1 (ko) 모터 제어 시스템 및 방법
KR102333018B1 (ko) 전동기 제어 시스템 및 방법
KR20200028704A (ko) 시간 지연 추정을 이용한 영구자석 동기 전동기 회전자의 각도 및 각속도 추정 장치 및 방법
CN111900908B (zh) 一种基于无差拍反电动势预测器的永磁同步电机转子位置和速度估算方法
JP7578041B2 (ja) モータ制御装置
JPH0956198A (ja) 誘導電動機磁束推定器入力電圧誤差補正の方法及び誘導電動機磁束推定器
Stumpf et al. Digitally implemented naturally sampled SVM applied in speed sensor-less field oriented controlled induction motor drive
Khandekar et al. Modified integration method to estimate stator flux in induction motor with offset error
KR101726684B1 (ko) 교류 전동기의 구동 방법 및 장치
Sharma et al. Experimental investigations on flux estimation of a variable frequency IM drive

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20131204

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20150712

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20160120

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20160125

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20160125

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190104

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20190104

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200103

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200103

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210423

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230119

Start annual number: 8

End annual number: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240116

Start annual number: 9

End annual number: 9