KR20210062200A - Off-line parameter estimation apparatus and method of induction motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 모터의 파라미터 추정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유도 전동기의 오프라인 파라미터 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for estimating a parameter of a motor, and more particularly, to an apparatus and method for estimating an offline parameter of an induction motor.
유도 전동기는 교류로 동작하는 전동기의 대표적인 예로, 고정자 (stator)와 회전자 (rotor)로 구성된다. 교류 전기로 고정자에 회전 자기장을 발생시키고 도체의 회전자에 유도전류를 발생시키면, 회전자가 전자기력을 받아 회전 자기장에 대응하여 회전 운동을 하는 원리로 작동한다. 이러한 유도 전동기는 가전제품 뿐만 아니라 다양한 산업 분야에서 사용된다.An induction motor is a representative example of an AC motor, and is composed of a stator and a rotor. When a rotating magnetic field is generated in the stator with an alternating current electricity and an induced current is generated in the rotor of a conductor, the rotor receives electromagnetic force and operates on the principle of performing a rotational motion in response to the rotating magnetic field. These induction motors are used not only in home appliances, but also in various industrial fields.
유도 전동기의 정밀한 제어를 위해서는 유도 전동기의 파라미터 값을 정확하게 추정하는 것이 필요하다. 유도 전동기의 파라미터 값들은 유도 전동기를 제어하는 제어기의 게인에 영향을 미치기 때문이다.For precise control of the induction motor, it is necessary to accurately estimate the parameter values of the induction motor. This is because the parameter values of the induction motor affect the gain of the controller controlling the induction motor.
유도 전동기의 파라미터 추정 장치 및 방법의 일예가 한국특허 제 10-1981682 호에 공개되어 있다.An example of an apparatus and method for estimating a parameter of an induction motor is disclosed in Korean Patent No. 10-1981682.
상기 종래 기술에서는, 유도전동기의 회전자 저항을 추정하는데 있어서, 자속 추정을 위하여 전동기를 온라인으로 동작시켜야 하므로, 전동기를 제어하기 위한 전체 제어 루프가 온전하게 갖추어져야 한다. 이를 위하여 전류 제어기뿐만 아니라 속도제어기도 요구되는데, 여기에는 유도전동기 제어를 위한 여러 계측 정보 및 전기적 정보 외에, 기계적 파라미터 및 회전 속도와 같은 기계적 정보 등 많은 추가 정보들이 많이 요구된다. 그리고 실시간으로 전동기를 동작시키면서 적응 메카니즘으로 파라미터 추정 오차를 줄여나가면서 회전자 저항을 추정하므로 계산량이 많고 그 구성이 복잡하다.In the prior art, in estimating the rotor resistance of the induction motor, since the motor must be operated online for magnetic flux estimation, the entire control loop for controlling the motor must be fully equipped. To this end, not only a current controller but also a speed controller is required. In addition to various measurement information and electrical information for controlling an induction motor, a lot of additional information such as mechanical parameters and mechanical information such as rotational speed is required. In addition, since the motor is operated in real time and the rotor resistance is estimated while reducing the parameter estimation error by the adaptation mechanism, the calculation amount is large and the configuration is complicated.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유도 전동기의 전기적 파라미터를 오프라인으로 간단하게 추정할 수 있는 유도 전동기의 오프라인 파라미터 추정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide an apparatus and method for estimating an offline parameter of an induction motor that can simply estimate an electrical parameter of an induction motor offline.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도 전동기의 파라미터 추정 장치는, 유도 전동기의 d축 전압 및 d축 전류를 이용하여 고정자 저항 추정치()를 출력하고, 회전자 자속 관측기로부터 입력되는 회전자 D축 자속 추정치() 및 상기 d축 전류를 이용하여 회전자 저항 추정치()를 출력하는 전동기 파라미터 추정기; 및 상기 d축 전류, 이전 샘플링 시간에 상기 전동기 파라미터 추정기에서 출력된 회전자 저항 추정치(), 및 이전 샘플링 시간에 상기 전동기 파라미터 추정기로 출력된 회전자 D축 자속 추정치()를 이용하여 상기 회전자 D축 자속 추정치()를 출력하는 상기 회전자 자속 관측기를 포함한다.The parameter estimation apparatus of an induction motor according to a preferred embodiment of the present invention for solving the above-described problem is a stator resistance estimation value using d-axis voltage and d-axis current of the induction motor ( ), and the estimated value of the rotor D-axis magnetic flux input from the rotor flux observer ( ) And the estimated rotor resistance using the d-axis current ( A motor parameter estimator that outputs ); And the d-axis current, the estimated rotor resistance output from the motor parameter estimator at the previous sampling time ( ), and the rotor D-axis magnetic flux estimate output to the motor parameter estimator at the previous sampling time ( ) Using the rotor D-axis magnetic flux estimate ( And a rotor magnetic flux observer that outputs ).
또한, 상기 전동기 파라미터 추정기는, 고정자 Q축 전압 지령치를 0으로 설정하고, 임의의 고정자 D축 전압 지령치를 설정한 상태에서, 유도 전동기의 d축 전압 및 d축 전류를 이용하여 고정자 저항을 추정하여 상기 고정자 저항 추정치()를 출력하는 고정자 저항 추정부; 및 상기 회전자 자속 관측기로부터 입력되는 회전자 D축 자속 추정치() 및 상기 d축 전류를 이용하여 회전자 저항을 추정하여 상기 회전자 저항 추정치()를 출력하는 회전자 저항 추정부를 포함할 수 있다.In addition, the motor parameter estimator, in a state in which the stator Q-axis voltage command value is set to 0 and an arbitrary stator D-axis voltage command value is set, estimates the stator resistance by using the d-axis voltage and d-axis current of the induction motor. The stator resistance estimate ( A stator resistance estimating unit that outputs ); And an estimate of the D-axis magnetic flux of the rotor input from the rotor flux observer ( ) And the rotor resistance using the d-axis current to estimate the rotor resistance ( It may include a rotor resistance estimating unit that outputs ).
또한, 상기 고정자 저항 추정부는, 정상상태에서 서로 다른 d축 전압 지령( 및 )을 입력받고, 이 때 유도 전동기에 흐르는 서로 다른 d축 전류( 및 )를 입력받을 때, 수학식 에 따라서 고정자 저항 추정치()를 생성할 수 있다.In addition, the stator resistance estimating unit, in a normal state, different d-axis voltage commands ( And ) Is input, and at this time, different d-axis currents flowing in the induction motor ( And ) When inputting, the equation According to the stator resistance estimate ( ) Can be created.
또한, 상기 회전자 저항 추정부는, 상기 회전자 자속 관측기로부터 입력되는 회전자 D축 자속 추정치() 및 상기 d축 전류를 이용하여 수학식 에 따라서 회전자 저항 추정치()를 생성할 수 있다.In addition, the rotor resistance estimating unit, the rotor D-axis magnetic flux estimation value input from the rotor magnetic flux observer ( ) And the d-axis current Depending on the rotor resistance estimate ( ) Can be created.
또한, 상기 회전자 자속 관측기는, 상기 d축 전류, 이전 샘플링 시간에 상기 전동기 파라미터 추정기에서 출력된 회전자 저항 추정치(), 및 이전 샘플링 시간에 상기 전동기 파라미터 추정기로 출력된 회전자 D축 자속 추정치()를 이용하여 아래의 수학식In addition, the rotor magnetic flux observer, the d-axis current, the rotor resistance estimate output from the motor parameter estimator at the previous sampling time ( ), and the rotor D-axis magnetic flux estimate output to the motor parameter estimator at the previous sampling time ( ) Using the following equation
에 따라서 상기 회전자 D축 자속 추정치()를 생성할 수 있다. According to the rotor D-axis magnetic flux estimate ( ) Can be created.
또한, 상기 회전자 자속 관측기는, 상기 유도 전동기로 정현파 형태의 d축 전압이 인가되고, 이에 따라서 정현파 형태의 d축 전류가 상기 유도 전동기로 흐르는 상태에서, 상기 수학식에 따라서 상기 회전자 D축 자속 추정치()를 생성할 수 있다.In addition, the rotor magnetic flux observer, in a state in which the d-axis voltage in the form of a sinusoidal wave is applied to the induction motor, and accordingly, the d-axis current in the form of a sinusoidal wave flows to the induction motor, the rotor D-axis according to the equation Magnetic flux estimate ( ) Can be created.
한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도 전동기의 파라미터 추정 방법은, (a) 유도 전동기의 d축 전류, 이전 샘플링 시간에 추정된 회전자 저항 추정치(), 및 이전 샘플링 시간에 추정된 회전자 D축 자속 추정치()를 이용하여 회전자 D축 자속 추정치()를 생성하는 단계; 및 (b) 상기 유도 전동기의 d축 전압 및 상기 d축 전류를 이용하여 고정자 저항 추정치()를 생성하고, 상기 회전자 D축 자속 추정치() 및 상기 d축 전류를 이용하여 회전자 저항 추정치()를 생성하는 단계를 포함한다.Meanwhile, a method for estimating parameters of an induction motor according to a preferred embodiment of the present invention for solving the above-described problem includes (a) the d-axis current of the induction motor, and the estimated rotor resistance estimated at the previous sampling time ( ), and the estimated rotor D-axis flux estimated at the previous sampling time ( ) To estimate the magnetic flux of the D-axis of the rotor ( Generating ); And (b) an estimate of stator resistance using the d-axis voltage and the d-axis current of the induction motor ( ), and the rotor D-axis magnetic flux estimate ( ) And the estimated rotor resistance using the d-axis current ( ).
또한, 상기 (b) 단계는, 정상상태에서 서로 다른 d축 전압 지령( 및 )과, 이 때 유도 전동기에 흐르는 서로 다른 d축 전류( 및 )를 이용하여, 수학식 에 따라서 고정자 저항 추정치()를 생성할 수 있다.In addition, the step (b), in the normal state, different d-axis voltage command ( And ) And different d-axis currents flowing in the induction motor at this time ( And ), using the equation According to the stator resistance estimate ( ) Can be created.
한편, 상기 (b) 단계는, 상기 회전자 D축 자속 추정치() 및 상기 d축 전류를 이용하여 아래의 수학식 에 따라서 회전자 저항 추정치()를 생성할 수 있다.On the other hand, the step (b), the estimated value of the D-axis magnetic flux of the rotor ( ) And the following equation using the d-axis current Depending on the rotor resistance estimate ( ) Can be created.
한편, 상기 (a) 단계는, 상기 d축 전류, 이전 샘플링 시간에 추정된 회전자 저항 추정치(), 및 이전 샘플링 시간에 추정된 회전자 D축 자속 추정치()를 이용하여 수학식On the other hand, the step (a), the d-axis current, the estimated rotor resistance estimated at the previous sampling time ( ), and the estimated rotor D-axis flux estimated at the previous sampling time ( ) Using the equation
에 따라서 상기 회전자 D축 자속 추정치()를 생성할 수 있다. According to the rotor D-axis magnetic flux estimate ( ) Can be created.
본 발명은 유도전동기의 전기 파라미터들 중 대표적인 고정자 저항 및 회전자 저항값들을 추정하되, 이들을 추정하기 위하여 오프라인으로 일체의 제어기를 사용하지 않고, 일부 제어루프 구간에서 전압 및 전류 측정값만 활용하여 간단하고 편리하게 유도전동기의 고정자 및 회전자 저항 값들을 추정할 수 있다.The present invention estimates typical stator resistance and rotor resistance values among electrical parameters of an induction motor, but does not use any controller offline to estimate them, and is simple by using only voltage and current measurements in some control loop sections. And you can conveniently estimate the stator and rotor resistance values of the induction motor.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도 전동기 파라미터 추정 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동기 파라미터 추정기의 세부 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전자 자속 관측기의 세부 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고정자 저항 추정 과정에서의 전압과 전류 파형을 도시하는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전자 저항 추정 과정에서의 전압과 전류 파형을 도시하는 그래프이다.1 is a diagram showing the configuration of an induction motor parameter estimation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a detailed configuration of an electric motor parameter estimator according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a detailed configuration of a rotor magnetic flux observer according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a graph showing voltage and current waveforms in a process of estimating stator resistance according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a graph showing voltage and current waveforms in a process of estimating rotor resistance according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 유도전동기의 자속 기준 제어를 위하여 중요하게 사용되는 정보들인 고정자 저항 및 회전자 저항 값들을 오프라인으로 추정함에 있어서, 일체의 제어기를 사용하지 않고, 제어루프의 일부 구간에서 최소의 전압 및 전류 정보만을 가지고 간단하고 편리하게 원하는 파라미터들을 추정할 수 있는 방법을 제공한다.In the present invention, in estimating the stator resistance and rotor resistance values, which are important information for the magnetic flux reference control of the induction motor, off-line, without using any controller, the minimum voltage and current in some section of the control loop It provides a simple and convenient method of estimating desired parameters with only information.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도 전동기 파라미터 추정 장치 및 방법을 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for estimating an induction motor parameter according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도 전동기 파라미터 추정 장치의 구성을 도시하는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of an induction motor parameter estimation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도 전동기 파라미터 추정 장치를 포함하는 유도 전동기 제어 장치는, 임의의 설정 전압 지령치들(2, 3)을 입력 받아 유도 전동기로 출력할 3상 지령 전압값들(10,11,12)을 출력하는 공간벡터 펄스폭 변조부(4), 펄스폭 변조부(4)로부터 입력되는 제어 신호에 따라서 전력변환모듈(5)에 의하여 실제 전압이 유도전동기(1)로 입력될 때 흐르는 전류들을 측정하는 전류 센서(6, 7), 측정된 삼상 전류값들 중에서 a상 전류(8) 및 b상 전류(9)를 이용하여 유도 전동기에 흐르는 삼상 전류를 동기 회전좌표계의 dq 상으로 변환하는 제 1 DQ 변환부(13), 공간벡터 펄스폭변조부(4)에서 생성된 삼상 지령 전압값들(10,11,12)을 동기 회전좌표계의 dq 상으로 변환하는 제 2 DQ 변환부(14), 상기의 DQ 변환부들(13,14)을 통해서 생성된 dq 상 전류값들(16, 17)과 dq 상 전압값들(17, 18)을 사용하여 회전자의 자속들(20, 21)을 추정하는 회전자 자속 관측기(19), 및 회전자 자속들(20, 21)의 추정값들과 dq 상 전류값들(15, 16) 및 dq 상 전압값들(17,18)을 입력받아서 최종적으로 유도전동기의 고정자 저항(R s)(23)과 회전자 저항(R r)(24) 값들을 추정하는 전동기 파라미터 추정기(22) 등으로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, an induction motor control apparatus including an induction motor parameter estimation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention receives a set
여기서, 회전자 자속 관측기(19)와 전동기 파라미터 추정기(22)를 제외한 나머지 구성은 일반적인 유도 전동기 제어 장치에 포함되는 구성과 그 기능이 동일 또는 유사하므로 구체적인 설명은 생략하고, 이하에서는 본 발명의 핵심 기능인 고정자 저항(R s)(23)과 회전자 저항(R r)(24) 값들을 추정하는 회전자 자속 관측기(19)와 전동기 파라미터 추정기(22)의 구성과 동작을 중심으로 설명한다.Here, except for the rotor
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동기 파라미터 추정기의 세부 구성을 도시하는 도면이다.2 is a diagram showing a detailed configuration of an electric motor parameter estimator according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 전동기 파라미터 추정기(22)는 제 2 DQ 변환부(14)로부터 입력된 d축 전압(17) 및 제 1 DQ 변환부(13)로부터 입력된 d축 전류(15)를 이용하여 고정자 저항(R s)을 추정하여 고정자 저항 추정치()(23)를 출력하는 고정자 저항 추정부(25)를 포함한다. 2, the
또한, 전동기 파라미터 추정기(22)는 회전자 자속 관측기(19)로부터 입력된 회전자 D축 자속 추정치()(20) 및 제 1 DQ 변환부(13)로부터 입력된 d축 전류(15)를 이용하여 회전자 저항(R r)을 추정하여 회전자 저항 추정치()(24)를 출력하는 회전자 저항 추정부(28)를 포함한다.In addition, the
고정자 저항 추정부(25)에서 고정자 저항 추정치()(23)를 생성하는 과정을 설명하면, 먼저, 고정자 저항(R s)을 추정하기 위해서, 본 발명은 고정자 Q축 전압 지령치(3)를 0으로 설정하여 역기전력이 생기지 않도록 하고, 임의의 고정자 D축 전압 지령치(2)를 설정한다. 유도전동기(1)의 고정자 전압방정식을 동기 회전좌표계의 이산 시간 형태로 표현하면 다음의 수학식 1과 같다.In the stator
수학식 1에서 R s는 고정자 저항, R r 은 회전자 저항, L M 은 상호 인덕턴스, L s 는 고정자 자기 인덕턴스, L r는 회전자 자기 인덕턴스, ω r은 전동기 회전 속도, ω e 는 고정자 동기 회전속도, T는 샘플링 타임, 그리고 누설 계수는 이다.In
임의의 일정한 고정자 Q축 전압 은 0으로 설정하고, 임의의 D축 전압 을 일정하게 인가하여 정상상태에서의 전류 응답을 사용하므로 , , 이므로, 상기 수학식 1은 아래의 수학식 2와 같이 정리될 수 있다.Arbitrary constant stator Q-axis voltage Is set to 0, and any D-axis voltage Since it uses the current response in the steady state by applying constant , , Therefore,
한편, 아래의 수학식 3은 D축 회전자 자속 방정식이다.Meanwhile,
본 발명의 정상상태에서, 수학식 3의 이므로, 이 되어 수학식 2는 아래의 수학식 4와 같이 고정자 전압, 전류, 저항식으로 간편화된다.In the steady state of the present invention, in
본 발명의 정상상태에서 전압 방정식을 만족하는 수학식 4를 바탕으로, 임의의 고정자 D축 전압 지령치를 2개 설정하여 입력한다. 이렇게 하는 이유는 정확하지 않은 전압값으로 인해 추정된 파라미터에 오차가 발생할 수 있으므로, 후술하는 도 5와 같이 2개의 서로 다른 전압을 인가하고, 두 전압 차이를 이용하여 정확한 인가 전압을 계산하는 것이다. 이러한 방법으로 고정자 저항(23)을 추정하는 식은 아래의 수학식 5와 같이 정리된다. Based on
수학식 5에서 과 는 각각 과 가 입력되었을 때의 정상상태 D축 고정자 전류를 의미한다.In
따라서, 본 발명의 고정자 저항 추정부(25)는 상기 수학식 5에 따라서 서로 제 2 DQ 변환부(14)로부터 입력된 서로 다른 d축 전압( 및 )(17) 및 제 1 DQ 변환부(13)로부터 입력된 서로 다른 d축 전류( 및 )(15)를 이용하여 고정자 저항(R s)을 추정하여 고정자 저항 추정치()(23)를 출력한다. Accordingly, the stator
이를 위해서, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예는 먼저 (27)로 일정 전압 지령을 입력하여 정상상태에서 전류값(29)(15)을 획득하고, 이후에 (27)로 일정 전압 지령을 입력하고 그 다음 정상상태에서 전류값(30)(15)을 획득하며, 고정자 저항 추정부(25)는 이들 값을 이용하여 상기한 수학식 5에 따라서 고정자 저항 추정치()를 생성하여 출력한다.To this end, as shown in Figure 4, a preferred embodiment of the present invention first Enter a constant voltage command with (27) and Acquire the current value (29) (15), and then Enter the constant voltage command with (27) and then in the normal state The
한편, 회전자 저항 추정부(28)는 후술하는 수학식 7에 따라서 회전자 자속 관측기(19)로부터 입력된 회전자 D축 자속 추정치()(20) 및 제 1 DQ 변환부(13)로부터 입력된 d축 전류(15)를 이용하여 회전자 저항(R r)을 추정하여 회전자 저항 추정치()(24)를 출력한다. 회전자 저항 추정부(28)는 회전자 자속 관측기(19)로부터 입력되는 회전자 D축 자속 추정치()를 이용하여 회전자 저항 추정치()(24)를 생성하므로, 회전자 자속 관측기(19)에 대해서 먼저 설명한다.On the other hand, the rotor
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전자 자속 관측기의 세부 구성을 도시하는 도면이다.3 is a diagram showing a detailed configuration of a rotor magnetic flux observer according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3을 더 참조하면, 회전자 자속 관측기(19)는 회전자 D축 자속 관측기(26)와 시간 지연기를 포함한다.3, the
회전자 D축 자속 관측기(26)는 회전자 D축 자속()을 추정()하기 위하여, 이전 샘플링 시간에 추정된 회전자 D축 자속 추정값()(27)과 고정자 D축 전류(ids(k))(15) 그리고 이전 샘플링 시간에 추정된 회전자 저항()(24)을 입력받아 회전자 D축 자속 추정치()(20)를 출력한다. The rotor D-axis
이를 위하여, 회전자 D축 자속 관측기(26)는 D축 전압 지령치(2)를 도 5와 같이 정현파 형태로 입력하면서, 아래의 수학식 6에 따라서 회전자 D축 자속 추정치()(20)를 계산한다.To this end, the rotor D-axis
고정자 D축 전압 지령치(31)를 정현파 형태로 입력하면 고정자 D축 전류(32)도 정현파 형태가 되고, 이를 통해 유도되는 회전자 D축 자속 또한 정현파가 된다. 회전자 D축 자속 관측기(26)에 대한 수학식 6에서, 고정자 D축 전류 추정치(33)()가 측정된 고정자 D축 전류()(32)와 거의 일치하게 되면 회전자 D축 자속 추정치()(20) 또한 잘 추정되었다고 볼 수 있다. When the stator D-axis
한편, 다시 도 2를 참조하여 전동기 파라미터 추정기(22)의 회전자 저항 추정부(28)의 동작을 설명하면, 회전자 저항 추정부(28)는 회전자 D축 자속 관측기(26)에서 출력된 회전자 D축 자속 추정치()(20)와 고정자 D축 전류(ids(k))(15)를 입력받아서 아래의 수학식 7에 따라서 회전자 저항 추정치()(24)를 계산하여 출력한다.Meanwhile, referring to FIG. 2 again, the operation of the rotor
상기 수학식 7은 상기 수학식 3을 회전자 저항(R r)에 대해서 정리한 것으로서, 수학식 3의 회전자 D축 자속() 대신에 회전자 D축 자속 추정치()(20)를 대입하여 정리하면 회전자 저항 추정치()(24)를 구할 수 있다.Equation 7 is a summary of
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been looked at around its preferred embodiments. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative point of view rather than a limiting point of view. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the above description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.
1: 유도 전동기
4: 공간 벡터 펄스폭 변조부
5: 전력 변화 모듈
13: 제 1 DQ 변환부
14: 제 2 DQ 변환부
19: 회전자 자속 관측기
22: 전동기 파라미터 추정기
25: 고정자 저항 추정부
26: 회전자 D축 자속 관측기
28: 회전자 저항 추정부
1: induction motor
4: Spatial vector pulse width modulator
5: power change module
13: first DQ conversion unit
14: second DQ conversion unit
19: rotor flux observer
22: motor parameter estimator
25: stator resistance estimation unit
26: rotor D-axis magnetic flux observer
28: rotor resistance estimation unit
Claims (10)
유도 전동기의 d축 전압 및 d축 전류를 이용하여 고정자 저항 추정치()를 출력하고, 회전자 자속 관측기로부터 입력되는 회전자 D축 자속 추정치() 및 상기 d축 전류를 이용하여 회전자 저항 추정치()를 출력하는 전동기 파라미터 추정기; 및
상기 d축 전류, 이전 샘플링 시간에 상기 전동기 파라미터 추정기에서 출력된 회전자 저항 추정치(), 및 이전 샘플링 시간에 상기 전동기 파라미터 추정기로 출력된 회전자 D축 자속 추정치()를 이용하여 상기 회전자 D축 자속 추정치()를 출력하는 상기 회전자 자속 관측기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 파라미터 추정 장치.As a parameter estimation device of an induction motor,
Estimation of stator resistance using d-axis voltage and d-axis current of an induction motor ( ), and the estimated value of the rotor D-axis magnetic flux input from the rotor flux observer ( ) And the estimated rotor resistance using the d-axis current ( A motor parameter estimator that outputs ); And
The d-axis current, the estimated rotor resistance output from the motor parameter estimator at the previous sampling time ( ), and the rotor D-axis magnetic flux estimate output to the motor parameter estimator at the previous sampling time ( ) Using the rotor D-axis magnetic flux estimate ( The apparatus for estimating a parameter of an induction motor, comprising: the rotor magnetic flux observer outputting ).
고정자 Q축 전압 지령치를 0으로 설정하고, 임의의 고정자 D축 전압 지령치를 설정한 상태에서,
유도 전동기의 d축 전압 및 d축 전류를 이용하여 고정자 저항을 추정하여 상기 고정자 저항 추정치()를 출력하는 고정자 저항 추정부; 및
상기 회전자 자속 관측기로부터 입력되는 회전자 D축 자속 추정치() 및 상기 d축 전류를 이용하여 회전자 저항을 추정하여 상기 회전자 저항 추정치()를 출력하는 회전자 저항 추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 파라미터 추정 장치.The method of claim 1, wherein the motor parameter estimator is
In the state that the stator Q-axis voltage command value is set to 0 and the arbitrary stator D-axis voltage command value is set,
Using the d-axis voltage and d-axis current of an induction motor, the stator resistance is estimated and the stator resistance estimate ( A stator resistance estimating unit that outputs ); And
Estimated rotor D-axis magnetic flux input from the rotor flux observer ( ) And the rotor resistance using the d-axis current to estimate the rotor resistance ( A parameter estimating device for an induction motor, comprising: a rotor resistance estimating unit that outputs ).
정상상태에서 서로 다른 d축 전압 지령( 및 )을 입력받고, 이 때 유도 전동기에 흐르는 서로 다른 d축 전류( 및 )를 입력받을 때, 수학식 에 따라서 고정자 저항 추정치()를 생성하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 파라미터 추정 장치.The method of claim 2, wherein the stator resistance estimating unit
Different d-axis voltage command ( And ) Is input, and at this time, different d-axis currents flowing in the induction motor ( And ) When inputting, the equation According to the stator resistance estimate ( ). A device for estimating parameters of an induction motor, characterized in that to generate.
상기 회전자 자속 관측기로부터 입력되는 회전자 D축 자속 추정치() 및 상기 d축 전류를 이용하여 수학식 에 따라서 회전자 저항 추정치()를 생성하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 파라미터 추정 장치.The method of claim 2, wherein the rotor resistance estimating unit
Estimated rotor D-axis magnetic flux input from the rotor flux observer ( ) And the d-axis current Depending on the rotor resistance estimate ( ). A device for estimating parameters of an induction motor, characterized in that to generate.
상기 d축 전류, 이전 샘플링 시간에 상기 전동기 파라미터 추정기에서 출력된 회전자 저항 추정치(), 및 이전 샘플링 시간에 상기 전동기 파라미터 추정기로 출력된 회전자 D축 자속 추정치()를 이용하여 수학식
에 따라서 상기 회전자 D축 자속 추정치()를 생성하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 파라미터 추정 장치.The method of claim 1, wherein the rotor flux observer
The d-axis current, the estimated rotor resistance output from the motor parameter estimator at the previous sampling time ( ), and the rotor D-axis magnetic flux estimate output to the motor parameter estimator at the previous sampling time ( ) Using the equation
According to the rotor D-axis magnetic flux estimate ( ), the parameter estimation apparatus of an induction motor, characterized in that to generate.
상기 유도 전동기로 정현파 형태의 d축 전압이 인가되고, 이에 따라서 정현파 형태의 d축 전류가 상기 유도 전동기로 흐르는 상태에서, 상기 수학식에 따라서 상기 회전자 D축 자속 추정치()를 생성하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 파라미터 추정 장치.
The method of claim 5, wherein the rotor flux observer
In a state where the d-axis voltage in the form of a sine wave is applied to the induction motor, and accordingly, the d-axis current in the form of a sine wave flows into the induction motor, the rotor D-axis magnetic flux estimation value ( ). A device for estimating parameters of an induction motor, characterized in that to generate.
(b) 상기 유도 전동기의 d축 전압 및 상기 d축 전류를 이용하여 고정자 저항 추정치()를 생성하고, 상기 회전자 D축 자속 추정치() 및 상기 d축 전류를 이용하여 회전자 저항 추정치()를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 파라미터 추정 방법.(a) The d-axis current of the induction motor, the estimated rotor resistance at the previous sampling time ( ), and the estimated rotor D-axis flux estimated at the previous sampling time ( Using ), the estimated value of the magnetic flux in the D-axis of the rotor ( Generating ); And
(b) Using the d-axis voltage and the d-axis current of the induction motor, an estimate of stator resistance ( ), and the rotor D-axis magnetic flux estimate ( ) And the estimated rotor resistance using the d-axis current ( ), the method of estimating parameters of an induction motor comprising the step of generating.
정상상태에서 서로 다른 d축 전압 지령( 및 )과, 이 때 유도 전동기에 흐르는 서로 다른 d축 전류( 및 )를 이용하여, 수학식에 따라서 고정자 저항 추정치()를 생성하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 파라미터 추정 방법.The method of claim 7, wherein step (b) is
Different d-axis voltage command ( And ) And different d-axis currents flowing in the induction motor at this time ( And ), using the equation According to the stator resistance estimate ( ), the method of estimating parameters of an induction motor, characterized in that to generate.
상기 회전자 D축 자속 추정치() 및 상기 d축 전류를 이용하여, 수학식 에 따라서 회전자 저항 추정치()를 생성하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 파라미터 추정 방법.The method of claim 7, wherein step (b) is
Estimated value of the D-axis magnetic flux of the rotor ( ) And the d-axis current, Depending on the rotor resistance estimate ( ), the method of estimating parameters of an induction motor, characterized in that to generate.
상기 d축 전류, 이전 샘플링 시간에 추정된 회전자 저항 추정치(), 및 이전 샘플링 시간에 추정된 회전자 D축 자속 추정치()를 이용하여 수학식 에 따라서 상기 회전자 D축 자속 추정치()를 생성하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 파라미터 추정 방법.The method of claim 7, wherein step (a)
The d-axis current, the estimated rotor resistance estimated at the previous sampling time ( ), and the estimated rotor D-axis flux estimated at the previous sampling time ( ) Using the equation According to the rotor D-axis magnetic flux estimate ( ), the method of estimating parameters of an induction motor, characterized in that to generate.
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