KR20160086328A - 초핑 처리된 전압들을 통해 전력을 공급받는 자동차 3-상 전기 기계를 제어하는 방법 및 시스템 - Google Patents

초핑 처리된 전압들을 통해 전력을 공급받는 자동차 3-상 전기 기계를 제어하는 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

초핑 처리된 전압들을 통해 전력을 공급받는 자동차 3-상 전기 기계(2)를 제어하는 시스템으로서, 구동기로부터의 토크 요구의 함수로서 상기 전기 기계의 위상들의 전류 설정치들을 결정하는 수단(3), 및 각각의 위상의 전압들을 상응하는 전류 설정치들의 함수로서 결정하는 것이 가능한 조정 수단(4)을 포함하는, 초핑 처리된 전압들을 통해 전력을 공급받는 자동차 3-상 전기 기계를 제어하는 시스템이 제공된다. 상기 시스템은, 토크 발진들을 보정하는 수단(5) 및 감산기들(6, 7, 8)을 포함하며, 상기 토크 발진들을 보정하는 수단(5)은, 각각의 위상의 전력들을 결정하고, 상기 자기장의 회전 속도가 문턱값을 초과하는 지의 여부를 결정하며, 상기 전력들의 대역 통과 필터링을 수행하고, 그리고 사후 필터링 전력들의 함수로서 각각의 위상에 대한 감쇄 전류들을 결정하는 것이 가능하며, 상기 감산기들(6, 7, 8)은 각각의 위상에 대한 감쇄 전류들을 상응하는 위상들의 전류 설정치들로부터 감산하고 그 감산 결과를 상기 조정 수단(4)으로 향하게 하는 것이 가능하다.

Description

초핑 처리된 전압들을 통해 전력을 공급받는 자동차 3-상 전기 기계를 제어하는 방법 및 시스템{Method and system for controlling an automotive vehicle three-phase electric machine supplied via chopped voltages}
본 발명의 기술분야는 자동차용 전기 기계의 제어 분야이며, 더 구체적으로는 그러한 전기 기계의 토크 발진들의 제어 분야이다.
전기 차량들의 개발 측면에서는, 전기 모터에 의해 공급되는 토크들은 제어될 필요가 있다. 기계의 토크가 상기 기계에서 순회하는 전류들과 서로 연관되어 있기 때문에, 이러한 전류들을 정확하게 제어할 수 있는 것이 결과적으로 필요하다. 제어되어야 할 전기 모터는 특히 권선형 회전자 3-상 동기식 기계일 수 있다.
고정자의 3개의 위상을 이루는 전류들은 정현파(正弦波)이며 상기 전류들 각각은 2π/3 rad만큼 위상 변위되어 있다. 이러한 전류들은 상기 기계에서의 회전 자기장을 생성한다. 회전자는 DC 전류에 지나치게 됨으로써 자석에 상응하게 형성되는 자기장을 생성한다. 기계적인 토크를 생성하기 위해, 상기 고정자 자기장이 4부분으로, 다시 말하면 회전자 자기장에 대해 일정하게 제어된 90°위상 변위를 가지고 구동된다. 따라서, 상기 회전자의 자기장의 회전 주파수는 상기 고정자 전류들의 주파수와 동일하므로, 이른바 "동기식"이다. 상기 기계의 회전에 필요한 토크를 생성하는 것은 바로 상기 회전자 전류의 값 및 상기 고정자 전류들의 진폭들이다. 이러한 전류들을 제어하기 위해, 상기 고정자의 위상들 사이에 각각의 정현파 전압이 또한 2π/3 rad 만큼 위상 변위된 정현파 전압들을 인가하고 일정 전압을 상기 회전자에 인가하는 것이 결과적으로 필요하게 된다.
더욱이, Park 변환(Park transform)은 상기 고정자의 전류들 및 전압들을 상기 정현파 신호들이 상수들이 되는 공간 내에 투영하는데 사용된다. Park 참조 프레임은 동기식 기계의 경우에 결과적으로 상기 회전자에 연관된 회전 자기장에 연관된 참조 프레임에 상응한다. 상기 Park 변환의 사용은 상수들의 조정을 가능하게 해주는데, 이는 상기 정현파 신호들의 조정보다 수행하기가 훨씬 간편하다.
결과적으로 문제는 일정 전압들을 제어하여 일정 전류들을 조정하는 것이다. 역변환을 수행함으로써, 상기 기계의 고정자의 참조 프레임을 구하고 결과적으로는 상기 전기 기계의 각각의 위상에 인가될 전압들을 정확하게 아는 것이 가능하다.
상기 기계에서의 전류들을 조정하기 위해, 보정기가 필요한데, 그 이유는 초핑된 전압들을 가지고 전력을 공급받는 3-상 기계가 전기 주파수(상기 기계의 회전자의 회전 주파수)의 고조파들에 상응하는 특정 주파수들에서 토크 발진들을 생성한다는 것이 공지되어 있기 때문이다.
Park 공간에서는, 제어되어야 할 시스템은 하기 수학식 1
Figure pct00001
와 같은데, 상기 수학식 1에서,
Vd, Vq 및 Vf : 각각 (볼트 단위로) 직류 전압(direct voltage; DC), 제곱 평균 제곱근(root mean square; 실효치) 전압 및 회전자 전압이며,
Id, Iq 및 If : (암페아 단위로) Park 평면의 3개의 축 상의 상기 기계에서 순회하는 전류들이고,
Figure pct00002
,
Figure pct00003
및
Figure pct00004
: 대응하는 전류들(Id, Iq, If)의 도함수들이며,
Rs 및 Rf : (오옴 단위로) 상기 기계의 고정자 및 회전자의 저항들이고,
Ld, Lq 및 Lf : (헨리 단위로) 상기 기계의 각각의 축 상의 인덕턴스들이며,
Mf : (헨리 단위로) 상기 고정자 및 상기 회전자 간의 상호 인덕턴스이고,
Figure pct00005
: (무 단위로) 상기 Park 변환으로부터 구해진 상수항이며,
Figure pct00006
: (rad/s 단위로) 상기 기계의 자기장의 회전속도이다.
여기서 유념해야 할 점은 동기식 기계에 대해, 상기 기계의 자기장의 회전 속도(
Figure pct00007
)가 상기 기계의 극쌍들의 개수로 승산된 상기 회전자의 회전 속도와 동일하다는 점이다.
상기 전압들(Vd, Vq)은 인버터로 생성되며, 상기 전압(Vf)은 초퍼로 생성되는데, 이러한 2개의 시스템은 배터리에 의해 전력을 공급받는다. 초퍼는 상시 전압들을 절단하여 효율이 높은 상이한 진폭의 상시 전압들을 생성한다. 인버터 및 초퍼가 채용되는 경우에는, 이때 관측될 제약조건들이 이하의 수학식 2
Figure pct00008
그리고 이하의 수학식 3
Figure pct00009
와 같은데, 상기 수학식 2 및 3에서,
Vbat : 상기 인버터 및 상기 초퍼에 전력을 공급하는 배터리의 전압이다.
그러나 이러한 시스템은 전류 레귤레이터의 편차(divergence)가 생길 수 있게 하는 토크 발진들을 나타낸다.
선행기술로부터, 이하의 문헌들이 공지되어 있다.
특허출원 FR2973607은 소스 측에서의 토크 발진들을 줄이는 것을 그 목적으로 한다. 그러나 전력이 배터리 전력에 의해 계산되는데, 이는 전력 손실들을 초래한다. 더군다나, 그러한 계산은 DC 전류를 측정하는 추가 전류 센서를 필요로 한다. 더욱이, 새로운 전류 설정치들은 새로운 토큰 설정치로부터 계산된다.
문헌 EP　1906523에서는, 상기 토크 발진들이 자기장 시스템의 단자들 측에 전압(Vf)을 인가함으로써 제거된다. 어떠한 중앙화 또는 분산 전력 레벨 프로세싱도 기재되어 있지 않다.
문헌 EP　1944861에는 어떠한 전력-레벨 프로세싱도 기재되어 있지 않다. 그럼에도, 보상 프로세싱의 분산이 기재되어 있다. 다시 말하면, 직접 축(direct axis; d) 및 제곱 평균 제곱근(실효치) 축(q)이 별도로 프로세싱된다. 이를 위해, 토크 발진들을 보상할 것으로 예상되는 전기 각 및 전류의 전기 각 간의 위상 변위의 실시간 계산이 기재되어 있다.
토크 발진 현상을 보상하도록 전압들을 생성하기 위해 전류 측정치들을 예측하는 조정의 형태가 결과적으로 기재되어 있다.
"항-치유 서지(anti-curative surges)"라 불리는 보정을 적용하는 것은 사실상 공지되어 있는데, 여기에서는 상기 전기 기계의 속도 측정이 운동학적 연쇄의 동적 모델을 기반으로 하여 계산된 필터링을 상기 보정에 적용하였다. 결과적으로 프로세싱된 신호는 상기 토크 발진들에 대해 위상 변위된 토크 설정치를 나타낸다. 이는 주요한 토크 설정치에 삽입되어 상기 발진들을 완화시켜 준다.
그러나 이러한 해결수단들은 "소스 측에서", 다시 말하면 전력 레벨 측에서, 그리고 회전 속도들의 전체 범위에 걸쳐 발진들을 줄이는 것을 가능하게 해주지는 않는다.
그러므로 상기 전기 기계의 토폴로지(topology)에 연관되어 있는 토크 고조파들을 줄이는 것을 가능하게 해주는 전기 모터를 제어하는 방법이 필요하다.
본 발명의 한 주제는 초핑 처리된 전압들에 의해 전력을 공급받는 자동차의 3-상 전기 기계를 제어하는 방법으로서, 구동기로부터의 토크 요구의 함수로서 상기 전기 기계의 각각의 위상에 대한 전류 설정치들을 결정하는 단계, 및 각각의 위상에 대한 전류 설정치들의 함수로서 상기 전기 기계의 각각의 위상의 전압들을 결정하는 단계를 포함하는, 초핑 처리된 전압들에 의해 전력을 공급받는 자동차의 3-상 전기 기계를 제어하는 방법이다. 초핑 처리된 전압은 입력 전압의 진폭을 세분화 방식으로 수정하는 것을 가능하게 해주는 초퍼로부터의 전압들인 것으로 이해되어야 한다. 상기 방법은, Park 참조 프레임으로 표현되는 상기 전기 기계의 각각의 위상의 전력들을 결정하는 단계; 상기 전기 기계에서의 자기장의 회전 속도의 측정치가 문턱값을 초과하는 지의 여부에 대한 결정을 내리고, 만약 상기 전기 기계에서의 자기장의 회전 속도가 문턱값을 초과하는 경우에, 상기 전기 기계의 각각의 위상의 전력들의 대역 통과 필터링을 수행하는 단계; 각각의 위상에 대한 감쇄 전류들을 획득하도록 교정될 수 있는 이득들로 필터링 후의 각각의 전력을 승산하는 단계; 각각의 위상에 대한 감쇄 전류들을 상응하는 위상들의 전류 설정치들로부터 감산함으로써 최종 전류 설정값들을 결정하는 단계; 및 상기 최종 전류 설정치들의 함수로서 상기 전기 기계의 위상들에 대한 전원 전압 설정치들을 결정하는 단계; 를 포함한다.
상기 대역 통과 필터링은 토크 발진들이 관측되는 상기 자기장의 회전 주파수 미만의 낮은 컷-오프 주파수 및 토크 발진들이 관측되는 상기 자기장의 회전 주파수 이상의 높은 컷-오프 주파수에 대하여 수행될 수 있다.
상기 전기 기계는 동기식일 수도 있고 비동기식일 수도 있다.
상기 자기장의 회전 속도 문턱값은 토크 발진들이 관측되는 상기 자기장의 회전 속도의 함수로서 결정된다.
본 발명의 다른 한 주제는 초핑 처리된 전압들에 의해 전력을 공급받는 자동차의 3-상 전기 기계를 제어하는 시스템으로서, 구동기로부터의 토크 요구의 함수로서 상기 전기 기계의 각각의 위상의 전류 설정치들을 결정하는 수단, 및 각각의 위상에 대한 전류 설정치들의 함수로서 상기 전기 기계의 각각의 위상의 전압들을 결정하는 것이 가능한 전류들을 조정하는 수단을 포함하는, 초핑 처리된 전압들에 의해 전력을 공급받는 자동차의 3-상 전기 기계를 제어하는 시스템이다. 상기 시스템은, 토크 발진들을 보정하는 수단, 및 감산기들을 포함하며, 상기 토크 발진들을 보정하는 수단은, Park 참조 프레임으로 표기되는 상기 전기 기계의 각각의 위상의 전력들을 결정하는 것이 가능하고, 상기 전기 기계에서의 자기장의 회전 속도의 측정치가 문턱값을 초과하는 지의 여부를 결정하고 상기 전기 기계의 각각의 위상의 전력들의 대역 통과 필터링을 수행하는 것이 또 가능하며, 상기 토큰 발진들을 보정하는 수단은 필터링 후의 전력들의 함수로서 각각의 위상에 대한 감쇄 전류들을 결정하고, 상기 감산기들은, 각각의 위상에 대한 감쇄 전류들을 상응하는 위상들에 대한 전류 설정치들로부터 감산하여 최종 전류 설정치들을 구하는 것이 가능하며, 상기 최종 전류 설정치들을 상기 전기 기계의 조정 수단으로 송출하는 것이 가능하다.
상기 대역 통과 필터링은 토크 발진들이 관측되는 상기 자기장의 회전 주파수 미만의 낮은 컷-오프 주파수 및 토크 발진들이 관측되는 상기 자기장의 회전 주파수 이상의 높은 컷-오프 주파수에 대하여 수행될 수 있다.
상기 자기장의 회전 속도 문턱값은 토큰 발진들이 관측되는 상기 자기장의 회전 속도의 함수로서 결정된다.
상기 전기 기계는 동기식일 수도 있고 비동기식일 수도 있다.
다른 목적들, 특징들 및 이점들은 순전히 비-제한적인 예로서 그리고 첨부도면들을 참조하여 제공되는 이하의 설명을 이해하면 자명해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 제어 시스템의 주요 요소들을 예시하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 제어 방법의 주요 단계들을 예시하는 도면이다.
도 1에 예시된, 전기 기계(2)의 제어 시스템(1)은 구동기(Cref)로부터의 토크 요구의 함수로서 Park 참조 프레임에서의 상기 전기 기계의 위상들(d, q, f) 각각에 대한 전류 설정치들을 결정하기 위한 수단(3)을 포함한다.
상기 제어 시스템(1)은 상기 전기 기계의 위상들의 전류들을 조정하기 위한 수단(4)을 포함한다. 상기 조정 수단(4)은 입력으로서 수신된 전류 설정치들의 함수로서 상기 전기 기계의 위상들 각각에 대한 전원 전압들(Vd, Vq, Vf)을 결정한다.
상기 제어 시스템(1)은 또한 입력으로서 상기 위상들 각각의 전원 전압들(Vd, Vq, Vf), 각각의 위상의 전류들(Id, Iq, If)의 측정치들 및 자기장의 회전 속도(
Figure pct00010
)의 측정치를 수취하는 토크 발진들을 보정하기 위한 수단(5)을 포함한다. 상기 토큰 발진들을 보정하기 위한 수단(5)은 출력으로서 각각의 위상에 대한 토크 발진들에 대한 감쇄 전류들(
Figure pct00011
,
Figure pct00012
,
Figure pct00013
)을 송출한다.
제1 감산기(6)는 위상(d)의 전류 설정치 및 상응하는 감쇄 전류 간의 감산을 수행한다. 상기 제1 감산기(6)는 출력으로서 위상(d)에 대한 최종 전류 설정치를 송출한다.
제2 감산기(7) 및 제3 감산기(8)는 위상(q) 및 위상(f) 각각에 대한 최종 전류 설정치들에 대하여 유사한 감산들을 수행한다.
따라서, 상기 시스템이 시동 될 경우에, 각각의 위상의 전류 설정치는 수정 없이 상기 전류 조정 수단(4)으로 전송된다. 그러나 각각의 위상의 전류들(Id, Iq, If)의 측정치들 및 자기장의 회전 속도(
Figure pct00014
)가 이용 가능하게 되는 즉시, 상기 전류 조정 수단(4)으로 전송되는 전류 설정치들은 최종 전류 설정치들이고, 이때 상기 최종 전류 설정치들은 상기 토크 발진들을 줄이며, 심지어는 제거하는 것을 가능하게 해준다.
전기 기계를 제어하는 방법은 상기 전류 설정치들의 동적 보정을 제공하여 상기 토크 발진들의 진폭을 줄이는 것을 가능하게 해준다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 방법은 이하의 수학식 4
Figure pct00015
를 적용함으로써, 각각의 위상의 전력들을 계산하는 단계(9)로부터 개시되는데,
상기 수학식 4에서,
Pd = 위상(d)의 전력이고,
Pq = 위상(q)의 전력이며,
Pf = 위상(f)의 전력이다.
제2 단계(10) 동안, 상기 자기장의 회전 속도(
Figure pct00016
)가 문턱값을 초과하는 지의 여부에 대한 결정이 내려진다. 상기 문턱값은 이전 테스트들에 따라 결정되며, 상기 이전 테스트들 동안 토크 발진이 관측된다. 그리고 나서, 상기 문턱값은 상기 토큰 발진들이 관측되었던, 상기 자기장의 회전 속도와 같은 값으로 설정된다. 상기되겠지만, 회전 속도 및 회전 주파수는 서로 연관되어 있다. 만약 그러한 것이 본 경우이라면, 단지 관련 주파수들만을 추출하기 위해 각각의 전력 신호의 대역 통과 필터링이 적용된다. 대역 통과 필터는 상기 토크 발진들이 관측되는 상기 자기장의 회전 주파수 미만의 낮은 컷-오프 주파수 및 상기 토크 발진들이 관측되는 상기 자기장의 회전 주파수 이상의 높은 컷-오프 주파수로 구성된다.
그리고 나서, 필터링 후 위상(d)의 전력(
Figure pct00017
), 필터링 후 위상(q)의 전력(
Figure pct00018
), 필터링 후 위상(f)의 전력(
Figure pct00019
)이 획득된다.
제3 단계(11) 동안, 필터링 후 각각의 전력은 각각의 위상에 대한 감쇄 전류들을 획득하도록 교정될 수 있는 이득들로 승산된다. 이하의 수학식 5
Figure pct00020
는 이러한 전류들을 결정하는 것을 가능하게 해주는데,
상기 수학식 5에서,
Figure pct00021
: 위상(d)에 대한 감쇄 전류이고,
Figure pct00022
: 위상(q)에 대한 감쇄 전류이며,
Figure pct00023
: 회전자(f)에 대한 감쇄 전류이고,
Figure pct00024
: 위상(d)에 대한 교정 가능 이득이며,
Figure pct00025
: 위상(q)에 대한 교정 가능 이득이고,
Figure pct00026
: 회전자(f)에 대한 교정 가능 이득이다.
제4 단계(12) 동안, 각각의 위상에 대한 감쇄 전류들은 상응하는 위상들에 대한 전류 설정치들로부터 감산되며 상기 구동기로부터의 토크 요구의 함수로서 결정된다. 이하의 수학식 6
Figure pct00027
는 상기 감산으로부터 구한 최종 전류 설정치들을 결정하는 것을 가능하게 해주는데,
상기 수학식 6에서,
Figure pct00028
: 위상(d)에 대한 최종 전류 설정치이고,
Figure pct00029
: 위상(q)에 대한 최종 전류 설정치이며,
Figure pct00030
: 회전자(f)에 대한 최종 전류 설정치이고,
Figure pct00031
: 위상(d)에 대한 전류 설정치이며,
Figure pct00032
: 위상(q)에 대한 전류 설정치이고,
Figure pct00033
: 회전자(f)에 대한 전류 설정치이다.
그리고 나서, 상기 최종 전류 설정치들은 제5 단계(13) 동안 상기 전기 기계의 조정 수단(4)으로 송출된다.
여기서 유념해야 할 점은 위에서 설명한 토크 발진들을 줄이는 것을 가능하게 해주는 전기 기계를 제어하는 시스템 및 방법이 모든 동기식 또는 비동기식 전기 기계들에 적용될 수 있다는 점이다.

Claims (8)

  1. 초핑 처리된 전압들에 의해 전력을 공급받는 자동차의 3-상 전기 기계(2)를 제어하는 방법으로서, 구동기로부터의 토크 요구의 함수로서 상기 전기 기계(2)의 각각의 위상에 대한 전류 설정치들을 결정하는 단계, 및 각각의 위상에 대한 전류 설정치들의 함수로서 상기 전기 기계(2)의 각각의 위상의 전압들을 결정하는 단계를 포함하는, 초핑 처리된 전압들에 의해 전력을 공급받는 자동차의 3-상 전기 기계를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    Park 참조 프레임으로 표현되는 상기 전기 기계의 각각의 위상의 전력들을 결정하는 단계;
    상기 전기 기계(2)에서의 자기장의 회전 속도의 측정치가 문턱값을 초과하는 지의 여부에 대한 결정을 내리고, 만약 상기 전기 기계(2)에서의 자기장의 회전 속도가 문턱값을 초과하는 경우에, 상기 전기 기계(2)의 각각의 위상의 전력들의 대역 통과 필터링을 수행하는 단계;
    각각의 위상에 대한 감쇄 전류들을 획득하도록 교정될 수 있는 이득들로 필터링 후의 각각의 전력을 승산하는 단계;
    각각의 위상에 대한 감쇄 전류들을 상응하는 위상들의 전류 설정치들로부터 감산함으로써 최종 전류 설정값들을 결정하는 단계; 및
    상기 최종 전류 설정치들의 함수로서 상기 전기 기계의 위상들에 대한 전원 전압 설정치들을 결정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 초핑 처리된 전압들에 의해 전력을 공급받는 자동차의 3-상 전기 기계를 제어하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 대역 통과 필터링은 토크 발진들이 관측되는 상기 자기장의 회전 주파수 미만의 낮은 컷-오프 주파수 및 토크 발진들이 관측되는 상기 자기장의 회전 주파수 이상의 높은 컷-오프 주파수에 대하여 수행되는, 초핑 처리된 전압들에 의해 전력을 공급받는 자동차의 3-상 전기 기계를 제어하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전기 기계는 동기식이거나 비동기식인, 초핑 처리된 전압들에 의해 전력을 공급받는 자동차의 3-상 전기 기계를 제어하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기장의 회전 속도 문턱값은 토크 발진들이 관측되는 상기 자기장의 회전 속도의 함수로서 결정되는, 초핑 처리된 전압들에 의해 전력을 공급받는 자동차의 3-상 전기 기계를 제어하는 방법.
  5. 초핑 처리된 전압들에 의해 전력을 공급받는 자동차의 3-상 전기 기계(2)를 제어하는 시스템으로서, 구동기로부터의 토크 요구의 함수로서 상기 전기 기계의 각각의 위상의 전류 설정치들을 결정하는 수단(3), 및 각각의 위상에 대한 전류 설정치들의 함수로서 상기 전기 기계의 각각의 위상의 전압들을 결정하는 것이 가능한 전류들을 조정하는 수단(4)을 포함하는, 초핑 처리된 전압들에 의해 전력을 공급받는 자동차의 3-상 전기 기계를 제어하는 시스템에 있어서,
    상기 시스템은,
    토크 발진들을 보정하는 수단(5); 및
    감산기들(6, 7, 8);
    을 포함하며,
    상기 토크 발진들을 보정하는 수단(5)은,
    Park 참조 프레임으로 표기되는 상기 전기 기계의 각각의 위상의 전력들을 결정하는 것이 가능하고,
    상기 전기 기계에서의 자기장의 회전 속도의 측정치가 문턱값을 초과하는 지의 여부를 결정하고 상기 전기 기계의 각각의 위상의 전력들의 대역 통과 필터링을 수행하는 것이 또 가능하며,
    상기 토큰 발진들을 보정하는 수단(5)은 필터링 후의 전력들의 함수로서 각각의 위상에 대한 감쇄 전류들을 결정하고,
    상기 감산기들(6, 7, 8)은,
    각각의 위상에 대한 감쇄 전류들을 상응하는 위상들에 대한 전류 설정치들로부터 감산하여 최종 전류 설정치들을 구하는 것이 가능하며,
    상기 최종 전류 설정치들을 상기 전기 기계의 조정 수단(4)으로 송출하는 것이 또 가능한 것을 특징으로 하는, 초핑 처리된 전압들에 의해 전력을 공급받는 자동차의 3-상 전기 기계를 제어하는 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 대역 통과 필터링은 토크 발진들이 관측되는 상기 자기장의 회전 주파수 미만의 낮은 컷-오프 주파수 및 토크 발진들이 관측되는 상기 자기장의 회전 주파수 이상의 높은 컷-오프 주파수에 대하여 수행되는, 초핑 처리된 전압들에 의해 전력을 공급받는 자동차의 3-상 전기 기계를 제어하는 시스템.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 자기장의 회전 속도 문턱값은 토큰 발진들이 관측되는 상기 자기장의 회전 속도의 함수로서 결정되는, 초핑 처리된 전압들에 의해 전력을 공급받는 자동차의 3-상 전기 기계를 제어하는 시스템.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 기계는 동기식이거나 비동기식인, 초핑 처리된 전압들에 의해 전력을 공급받는 자동차의 3-상 전기 기계를 제어하는 시스템.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180093872A (ko) 2015-08-11 2018-08-22 제네시스 로보틱스 엘엘피 전기 기계
US11139707B2 (en) 2015-08-11 2021-10-05 Genesis Robotics And Motion Technologies Canada, Ulc Axial gap electric machine with permanent magnets arranged between posts
US20170077854A1 (en) * 2015-09-15 2017-03-16 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for controlling an electric machine
GB201601472D0 (en) * 2016-01-26 2016-03-09 Alstom Grid Uk Ltd Oscillations in electrical power networks
US11043885B2 (en) 2016-07-15 2021-06-22 Genesis Robotics And Motion Technologies Canada, Ulc Rotary actuator
CN111224594B (zh) * 2019-11-08 2021-05-25 南京航空航天大学 一种高效率低纹波电机驱动方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004088859A (ja) * 2002-08-26 2004-03-18 Hitachi Home & Life Solutions Inc 電動機駆動装置および電動機応用装置
JP2011244638A (ja) * 2010-05-20 2011-12-01 Denso Corp 回転機の制御装置
JP2012165634A (ja) * 2011-01-18 2012-08-30 Daikin Ind Ltd 電力変換装置
FR2973607A1 (fr) * 2011-03-30 2012-10-05 Renault Sa Systeme et procede de commande d'un moteur electrique a phases multiples prenant en compte les oscillations de courant.

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6404158B1 (en) * 1992-04-22 2002-06-11 Nartron Corporation Collision monitoring system
US8073600B2 (en) 2005-07-11 2011-12-06 Hitachi, Ltd. Controller of field winding type synchronous motor, electric drive system, electric four wheel driving vehicle, and hybrid automobile
JP5130716B2 (ja) * 2007-01-09 2013-01-30 株式会社ジェイテクト モータ制御装置および電気式動力舵取装置
JP4540727B2 (ja) * 2008-07-31 2010-09-08 山洋電気株式会社 モータ制御装置
JP5446988B2 (ja) * 2010-02-25 2014-03-19 株式会社明電舎 回転電気機械のトルクリプル抑制制御装置および制御方法
JP5384608B2 (ja) * 2011-12-13 2014-01-08 東芝機械株式会社 サーボ制御装置およびその調整方法
CN102651628B (zh) * 2012-05-02 2014-08-27 中国电力科学研究院 一种抑制电机闭环调速系统转子扭振的方法及其电路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004088859A (ja) * 2002-08-26 2004-03-18 Hitachi Home & Life Solutions Inc 電動機駆動装置および電動機応用装置
JP2011244638A (ja) * 2010-05-20 2011-12-01 Denso Corp 回転機の制御装置
JP2012165634A (ja) * 2011-01-18 2012-08-30 Daikin Ind Ltd 電力変換装置
FR2973607A1 (fr) * 2011-03-30 2012-10-05 Renault Sa Systeme et procede de commande d'un moteur electrique a phases multiples prenant en compte les oscillations de courant.

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