KR20210081057A - 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스 - Google Patents

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서보환
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이승주
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스는, dc단 커패시터, 각각 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 상기 dc단 커패시터에 병렬로 연결되며, 상기 dc단 커패시터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 상기 변환된 교류 전원을 상기 모터에 출력하는 제1,2 인버터, 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 의해, 상기 제1,2 인버터의 스위칭 소자들의 스위칭 동작들을 제어하는 인버터 제어부, 및, 상기 dc단 커패시터와 상기 인버터 사이에 배치되어 전류를 검출하는 출력 전류 검출부를 포함하고, 유효 벡터와 영 벡터를 조합하여 인버터들을 제어함으로써, 상 전류를 정확하게 검출하여 안정적으로 모터를 구동할 수 있다.

Description

모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스{Motor driving apparatus and home appliance including the same}
본 발명은 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정확하게 상 전류를 검출할 수 있는 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스에 관한 것이다.
모터구동장치는, 회전 운동을 하는 회전자와 코일이 감긴 고정자를 구비하는 모터를 구동하기 위한 장치로, 특히, 홈 어플라이언스 내의 모터를 구동하기 위해 많이 사용되고 있다.
홈 어플라이언스(home appliance)는 사용자 편의를 위해 사용되는 기기로, 가정에서 사용되는 의류 건조기, 세탁기, 냉장고, 공기조화기 등 홈 어플라이언스들은 각각 사용자의 조작에 따라 고유한 기능과 동작을 수행한다.
한편, 모터구동장치를 안정적으로 구동시키기 위해서는, 상 전류를 간편하고 정확하게 감지할 수 있는 방법이 요구된다.
최근에는 하나의 전류 센서를 이용하여 인버터 출력 전류를 감지하는 회로들이 제안되고 있다. 이러한 회로들은 3상 전류의 합이 0이라는 것을 전제로 하여 특정 상 전류를 추정하고 있다.
예를 들어, 한국 공개특허공보 제10-2007-0096685호(공개일자 2007년 10월 02일)는 단일 전류 센서를 이용한 3상 모터 제어시스템에 대한 내용을 기술하고 있다. 한국 공개특허공보 제10-2007-0096685호는 전류 감지 불가능 영역에서는 감지 가능한 영역으로 벡터(Vector)를 출력하고 추가된 벡터만큼 역방향으로 보상하는 벡터를 발생시키고 있다.
한편, 토크, 리플(ripple) 전류 측면에서 장점이 있는 6상 모터 등 다상 모터에 대한 연구가 증가하고 있다.
하지만, 2개의 인버터로 모터를 구동하는 6상 모터에서는 제어 한 주기동안에 유효 벡터 영역이 공존하는 영역으로 인해, 2개의 인버터 전류를 구분할 수 없었다.
따라서, 6상 모터의 기존 전류 센싱 방법은, 인버터 개당 3개의 CT(current transformer) 센서를 이용하거나, 2개의 CT 센서로 2상의 전류 센싱하고 나머지 한상의 전류를 계산하여 사용하였다. 하지만 이 방법의 경우, CT 센서 가격으로 비용 부담이 있었다. 또한, 다수의 CT 센서를 사용하는 방법은 CT 센서의 크기로 인하여 소형화, 모듈화에 한계가 있었다.
본 발명의 목적은, 6상 모터에 흐르는 상 전류를 정확하게 검출할 수 있는 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은, 상 전류를 정확하게 검출하여 안정적으로 6상 모터를 구동할 수 있는 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은, 저비용으로 인버터별 상 전류를 구분하여 검출할 수 있는 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은, 리플(ripple) 전류를 저감할 수 있는 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은, 소형화, 모듈화에 유리한 상 전류 센싱 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적은, 최대 토크(Maximum Torque Per Ampere, MTPA)를 연산하고, 연산된 최대 토크에 대응하는 전류 지령치에 기초하여 모터를 구동할 수 있는 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스는, dc단 커패시터, 각각 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 상기 dc단 커패시터에 병렬로 연결되며, 상기 dc단 커패시터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 상기 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 제1,2 인버터, 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 의해, 상기 제1,2 인버터의 스위칭 소자들의 스위칭 동작들을 제어하는 인버터 제어부, 및, 상기 dc단 커패시터와 상기 제1,2 인버터 사이에 배치되어 전류를 검출하는 출력 전류 검출부를 포함하고, 유효 벡터와 영 벡터를 조합하여 인버터들을 제어함으로써, 상 전류를 정확하게 검출하여 안정적으로 모터를 구동할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스는, dc단 커패시터, 각각 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 상기 dc단 커패시터에 병렬로 연결되며, 상기 dc단 커패시터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 상기 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 제1,2 인버터, 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 의해, 상기 제1,2 인버터의 스위칭 소자들의 스위칭 동작들을 제어하는 인버터 제어부, 및, 상기 dc단 커패시터와 상기 제1,2 인버터 사이에 배치되어 전류를 검출하는 출력 전류 검출부를 포함하고, 상기 제1 인버터는 상기 모터의 제1 권선에 연결되고, 상기 제2 인버터는 상기 모터의 제2 권선에 연결되며, 상기 인버터 제어부는, 제1 인버터 제어 한 주기에 포함되는 소정 반 주기에서, 삼상 전류 중 2개의 상 전류를 검출하는 유효 벡터를 생성하여 상기 제1 인버터를 제어하고, 영 벡터(zero vector)에 기초하여 상기 제2 인버터가 구비하는 모든 스위칭 소자를 오프(off)하며, 상기 제1 인버터 제어 한 주기의 다음 한 주기인 제2 인버터 제어 한 주기에 포함되는 소정 반 주기에서, 영 벡터(zero vector)에 기초하여 상기 제1 인버터가 구비하는 모든 스위칭 소자를 오프(off)하고, 삼상 전류 중 2개의 상 전류를 검출하는 유효 벡터를 생성하여 상기 제2 인버터를 제어함으로써. 상 전류를 정확하게 검출하여 안정적으로 모터를 구동할 수 있다.
상기 인버터 제어부는, 상기 제1 인버터 제어 한 주기의 제1 반 주기에서, 2개의 테스트용 유효 벡터를 생성하여, 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터를 제어하고, 상기 제1 반 주기의 다음 반 주기인 제2 반 주기에서, 삼상 전류 중 2개의 상 전류를 검출하는 유효 벡터를 생성하여 상기 제1 인버터를 제어하며, 상기 영 벡터(zero vector)에 기초하여 상기 제2 인버터를 제어할 수 있다.
또한, 상기 인버터 제어부는, 상기 제1 반 주기에서의 반송파(carrirer)와 전압 지령치를 비교하여 테스트용 유효 벡터의 유지 시간을 확인하고, 상기 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 제2 반 주기에서 전압 지령치를 가변할 수 있다.
또한, 상기 인버터 제어부는, 상기 유지 시간이, 상기 제1,2 인버터 내의 스위칭 소자의 안정 시간, 상기 제1,2 인버터의 데드 타임 시간, 상기 출력 전류 검출부의 아날로그 디지털 변환시간의 합에 대응하는 최소 전압 벡터 인가 시간보다 커지도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 인버터 제어부는, 상기 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 제2 반 주기에서 삼상 전압 지령치 중 두번째로 큰 전압 지령치를 가변할 수 있다.
상기 인버터 제어부는, 상기 2개의 테스트용 유효 벡터 중 첫번째 테스트용 유효 벡터의 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 두번째로 큰 전압 지령치를 증가시키고, 상기 2개의 테스트용 유효 벡터 중 두번째 테스트용 유효 벡터의 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 두번째로 큰 전압 지령치를 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 인버터 제어부는, 상기 제2 인버터 제어 한 주기의 제3 반 주기에서, 2개의 테스트용 유효 벡터를 생성하여, 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터를 제어하고, 상기 제3 반 주기의 다음 반 주기인 제4 반 주기에서, 삼상 전류 중 2개의 상 전류를 검출하는 유효 벡터를 생성하여 상기 제2 인버터를 제어하며, 상기 영 벡터(zero vector)에 기초하여 상기 제1 인버터를 제어할 수 있다.
또한, 상기 인버터 제어부는, 상기 제3 반 주기에서의 반송파(carrirer)와 전압 지령치를 비교하여 테스트용 유효 벡터의 유지 시간을 확인하고, 상기 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 제4 반 주기에서 전압 지령치를 가변할 수 있다.
또한, 상기 인버터 제어부는, 상기 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 제4 반 주기에서 삼상 전압 지령치 중 두번째로 큰 전압 지령치를 가변할 수 있다.
또한, 상기 인버터 제어부는, 상기 2개의 테스트용 유효 벡터 중 첫번째 테스트용 유효 벡터의 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 두번째로 큰 전압 지령치를 증가시키고, 상기 2개의 테스트용 유효 벡터 중 두번째 테스트용 유효 벡터의 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 두번째로 큰 전압 지령치를 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 출력 전류 검출부는, 하나의 션트(shunt) 저항을 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1 권선과 상기 제2 권선은, 결선간 위상차가 30도일 수 있다.
한편, 상기 인버터 제어부는, 반송파 및 전압 지령치에 기초하여, 상기 인버터에 인버터 스위칭 제어 신호를 출력할 수 있다.
한편, 상기 인버터 제어부는, 연산되거나 센싱된 상기 모터의 회전자 속도 정보와, 속도 지령치에 기초하여, 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부, 상기 전류 지령치와 상기 검출된 전류에 기초하여, 상기 제1,2 인버터를 구동하기 위한 전압 지령치를 생성하는 제1,2 전압 지령 생성부, 및, 상기 전압 지령치에 기초하여, 상기 제1,2 인버터를 구동하기 위한 제1,2 스위칭 제어 신호를 출력하는 제1,2 스위칭 제어신호 출력부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 인버터 제어부는, 상기 출력 전류 검출부를 통해 검출된 전류에 기초하여, 상기 모터의 회전자 속도를 연산하는 속도 연산부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스는, 상기 모터의 회전자 위치를 센싱(sensing)하는 위치 감지 센서;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 인버터 제어부는, 상기 전류 지령 생성부의 출력에 기초하여, 최대 토크(Maximum Torque Per Ampere; MTPA)를 연산하고, 상기 연산된 최대 토크에 대응하는 상기 전류 지령치를 상기 제1,2 전압 지령 생성부로 출력하는 최대 토크 연산부;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 인버터 제어부는, 상기 제1,2 전압 지령 생성부의 출력에서 상기 제1,2 인버터 사이의 상호 간섭 성분을 제거하는 디커플링(de-coupling) 보정부;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 모터는, 상기 제1 및 제2 인버터에 의해 구동되는 6상 모터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 6상 모터에 흐르는 상 전류를 정확하게 검출할 수 있는 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 상 전류를 정확하게 검출하여 안정적으로 6상 모터를 구동할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 저비용으로 인버터별 상 전류를 구분하여 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 소형화, 모듈화에 유리한 상 전류 센싱 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 리플(ripple) 전류를 저감할 수 있는 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 최대 토크(Maximum Torque Per Ampere, MTPA)를 연산하고, 연산된 최대 토크에 대응하는 전류 지령치에 기초하여 모터를 구동할 수 있다.
한편, 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모터구동장치의 내부 블록도의 일례이다.
도 2는 도 1의 모터구동장치의 내부 회로도의 일례이다.
도 3은 도 1의 모터구동장치의 내부 회로도의 일례이다.
도 4는 도 1,2의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터구동장치의 출력 전류 검출부를 예시하는 도면이다.
도 6은 인버터 내의 각 스위칭 소자의 스위칭 조합에 따른, 공간 벡터 기반의 전압 벡터를 예시하는 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 전류 추정 기법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 8과 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류 센싱 방법에 관한 설명에 참조되는 도면이다.
도 10과 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류 센싱 방법의 오프셋 보상에 관한 설명에 참조되는 도면이다.
도 12와 도 12b는, 인버터 내의 각 스위칭 소자의 스위칭 조합에 따른, 공간 벡터 기반의 전압 벡터 및 전류 검출 측정이 불가능한 데드 밴드를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류 센싱 방법의 순서도를 예시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다.
한편, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
또한, 본 명세서에서, 다양한 요소들을 설명하기 위해 제1, 제2 등의 용어가 이용될 수 있으나, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 아니한다. 이러한 용어들은 한 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해서만 이용된다.
본 명세서에서 기술되는 모터구동장치(220)는, 홀 센서(hall sensor), 엔코더(encoder) 등 센서로 모터의 회전자 위치를 감지하는 방식과 홀 센서, 엔코더와 같이 회전자 위치를 감지하는 감지부를 구비하지 않고 모터의 회전자 위치를 추정할 수 있는 센서리스(sensorless) 방식에 모두 적용될 수 있다. 이하에서는, 센서리스 방식의 모터구동장치를 중심으로 설명한다. 한편, 본 발명의 실시 예에 따른 모터구동장치(220)는, 모터 구동부로 명명할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모터구동장치의 내부 블록도의 일례이고, 도 2는 도 1의 모터구동장치의 내부 회로도의 일례이다.
도 3은 도 1의 모터구동장치의 내부 회로도의 일례로. 인버터와 모터를 중심으로 예시한 도면이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터구동장치(220)는, 센서리스 방식으로 모터를 구동하기 위한 것으로서, 인버터(420) 및 인버터 제어부(430)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 모터구동장치(220)는, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력하는 컨버터(410)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 모터구동장치(220)는, 입력 전류 검출부(A), 리액터(L), dc단 커패시터(C), dc단 전압 검출부(B), 출력 전류 검출부(E)를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 제어부(430)는, 공간 벡터 기반의 펄스폭(Pulse Width Modulation: PWM) 가변 제어에 의해, 인버터(420) 내의 스위칭 소자를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 모터구동장치(220)는, dc단 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에 배치되는 출력 전류 검출부(도 5의 Es 참조)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터구동장치(220)는, dc단 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에 배치되는 1개의 dc단 저항 소자(도 5의 Rs 참조)를 더 포함할 수 있고, 이러한 dc단 저항 소자는 션트(shunt) 저항 소자로 명명될 수도 있다.
이때, 인버터 제어부(430)는, 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 의해, 인버터(420) 내의 스위칭 소자를 제어한다.
이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 1개의 dc단 저항 소자(Rs)를 이용하여, 순차적으로 검출되는 상 전류 정보를 수신하고, 이에 기초하여, 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 의해, 인버터(420) 내의 스위칭 소자를 제어할 수 있다.
스위칭 제어 신호 출력부(360)는, 반송파 주파수 및 전압 지령치에 기초하여, 인버터(420)에 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 2개의 인버터(420a, 420b)로 모터(230)를 구동할 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 반송파 및 전압 지령치에 기초하여, 상기 제1,2 인버터(420a, 420b)에 인버터 스위칭 제어 신호를 출력할 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 의해, 인버터(420) 내의 상기 복수의 스위칭 소자를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 제어부(430)는, 스위칭 제어 한 주기가 앞의 제1 반 주기와 뒤의 제2 반 주기로 구성될 때, 제2 반 주기에서 제1 반 주기와 다른 PWM 패턴으로 인버터(420)를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 제어부(430)는, 앞의 제1 스위칭 제어 한 주기와 뒤의 제2 스위칭 제어 한 주기에서 다른 PWM 패턴으로 인버터(420)를 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 모터구동장치(220) 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스는, 2개의 3상 인버터(420a, 420b)로 모터(230)를 구동할 수 있다. 상기 모터(230)는 이중 권선 6상 모터일 수 있다. 상기 모터(230)의 제1 권선은 제1 인버터(420a)에 연결되고, 제2 권선은 제2 인버터(420b)에 연결될 수 있다. 또한, 제1,2 인버터(420a, 420b)는, dc단 커패시터(C)에 병렬로 연결될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 모터구동장치(220) 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스는, dc단 커패시터(C), 각각 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 상기 dc단 커패시터(C)에 병렬로 연결되며, 상기 dc단 커패시터(C)의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 상기 변환된 교류 전원을 상기 모터(230)에 출력하는 제1,2 인버터(420a, 420b), 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 의해, 상기 제1,2 인버터(420a, 420b)의 스위칭 소자들의 스위칭 동작들을 제어하는 인버터 제어부(430), 및, 상기 dc단 커패시터(C)와 상기 제1,2 인버터(420a, 420b) 사이에 배치되어 전류를 검출하는 출력 전류 검출부(Es)를 포함할 수 있다.
한편, 1개의 dc단 저항 소자를 이용하여, 순차적으로 상 전류를 검출할 때, 삼상 전류의 합이 0이라는 것을 전제로 한다. 하지만, 2개의 인버터(420a, 420b)를 이용하는 경우에 상기 dc단 커패시터(C)와 상기 제1,2 인버터(420a, 420b) 사이에 배치되는 출력 전류 검출부(Es)에서 검출되는 상 전류는 유효 벡터 구간이 겹침으로 인해서 어느 인버터에 의한 것인지 구분되기 어렵다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 제어부(430)는, 유효 벡터와 영 벡터를 조합하여 인버터들(420a, 420b)을 제어함으로써, 상 전류를 정확하게 검출하여 안정적으로 모터(230)를 구동할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 인버터(420a)는 상기 모터(230)의 제1 권선에 연결되고, 상기 제2 인버터(420b)는 상기 모터(230)의 제2 권선에 연결되며, 상기 인버터 제어부(430)는, 제1 인버터 제어 한 주기에 포함되는 소정 반 주기에서, 삼상 전류 중 2개의 상 전류를 검출하는 유효 벡터를 생성하여 상기 제1 인버터(420a)를 제어하고, 영 벡터(zero vector)에 기초하여 상기 제2 인버터(420b)가 구비하는 모든 스위칭 소자를 오프(off)하며, 상기 제1 인버터 제어 한 주기의 다음 한 주기인 제2 인버터 제어 한 주기에 포함되는 소정 반 주기에서, 영 벡터(zero vector)에 기초하여 상기 제1 인버터(420a)가 구비하는 모든 스위칭 소자를 오프(off)하고, 삼상 전류 중 2개의 상 전류를 검출하는 유효 벡터를 생성하여 상기 제2 인버터(420b)를 제어함으로써. 상 전류를 정확하게 검출하여 안정적으로 모터를 구동할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 출력 전류 검출부(Es)는, 1개의 dc단 저항 소자(Rs)를 이용하여, 시분할로, 상 전류를 검출함으로써, 제조 비용이 저감되며, 설치가 용이해지는 장점이 있다. 모터구동장치(220)의 모듈화, 소형화에도 유리한 장점이 있다.
이하에서는, 도면들을 참조하여 상세한 상 전류 검출 방법에 대해서 설명한다.
우선, 도 1 내지 도 3의 모터구동장치(220) 내의 각 구성 유닛들의 동작에 대해 설명한다.
리액터(L)는, 입력 교류 전원(405)과 컨버터(410) 사이에 배치되어, 역률 보정 또는 승압동작을 수행할 수 있다. 또한, 리액터(L)는 컨버터(410) 등의 고속 스위칭에 의한 고조파 전류를 제한하는 기능을 수행할 수도 있다.
입력 전류 검출부(A)는, 상용 교류 전원(405)으로부터 입력되는 입력 전류(is)를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 입력 전류 검출부(A)로, CT(current transformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 입력 전류(is)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.
컨버터(410)는, 리액터(L)를 거친 상용 교류 전원(405)을 직류 전원으로 변환하여 dc단에 출력한다. 도면에서는 상용 교류 전원(405)을 단상 교류 전원으로 도시하고 있으나, 삼상 교류 전원일 수도 있다. 상용 교류 전원(405)의 종류에 따라 컨버터(410)의 내부 구조도 달라질 수 있다.
한편, 컨버터(410)는, 스위칭 소자 없이 다이오드 등으로 이루어져, 별도의 스위칭 동작 없이 정류 동작을 수행할 수도 있다.
예를 들어, 단상 교류 전원인 경우, 4개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원인 경우, 6개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있다.
한편, 컨버터(410)는, 예를 들어, 2개의 스위칭 소자 및 4개의 다이오드가 연결된 하프 브릿지형의 컨버터가 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원의 경우, 6개의 스위칭 소자 및 6개의 다이오드가 사용될 수도 있다. 이러한 경우의 컨버터(410)는 정류부(rectifier)라 명명할 수도 있다.
컨버터(410)가, 스위칭 소자를 구비하는 경우, 해당 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 승압 동작, 역률 개선 및 직류전원 변환을 수행할 수 있다.
dc단 커패시터(C)는, dc 양단에 접속되며, 입력되는 전원을 평활하고 이를 저장한다. 도면에서는, dc단 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다.
한편, 도면에서는, 컨버터(410)의 출력단에 접속되는 것으로 예시하나, 이에 한정되지 않고, 직류 전원이 바로 입력될 수도 있다. 예를 들어, 태양 전지로부터의 직류 전원이 dc단 커패시터(C)에 바로 입력되거나 직류/직류 변환되어 입력될 수도 있다. 이하에서는, 도면에 예시된 부분을 위주로 기술한다.
한편, dc단 커패시터(C) 양단은, 직류 전원이 저장되므로, 이를 dc단 또는 dc 링크단이라 명명할 수도 있다.
dc단 전압 검출부(B)는 dc단 커패시터(C)의 양단인 dc단 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, dc단 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.
인버터(420)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원으로 변환하여, 동기 모터(230)에 출력할 수 있다.
예를 들어, 제1 인버터(420a)는 소정 주파수의 삼상 교류 전원(va,vb,vc)으로 변환하여, 동기 모터(230)에 출력할 수 있다.
제2 인버터(420b)는 소정 주파수의 삼상 교류 전원(vx,vy,vz)으로 변환하여, 동기 모터(230)에 출력할 수 있다.
제1,2 인버터(420a, 420b)는, 각각 복수의 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
제1,2 인버터(420a, 420b)에 포함되는 스위칭 소자들은 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b,Sc&S'c)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다.
인버터(420) 내의 스위칭 소자들은 인버터 제어부(430)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 교류 전원이 동기 모터(230)에 출력되게 된다.
인버터 제어부(430)는, 센서리스 방식을 기반으로, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출되는 출력 전류(io)를 입력 받을 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(420)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력 전류 검출부(E)에서 검출되는 출력 전류(io)를 기초로 생성되어 출력된다.
출력 전류 검출부(E)는, 인버터(420)와 모터(230) 사이에 흐르는 출력 전류(io)를 검출한다. 즉, 모터(230)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력 전류 검출부(E)는 각 상의 출력 전류(ia,ib,ic,ix,iy,iz)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 인버터 별 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다.
출력 전류 검출부(E)는 인버터(420)와 모터(230) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다.
션트 저항이 사용되는 경우, 3개의 션트 저항이 인버터(420)와 동기 모터(230) 사이에 위치하거나, 인버터(420)의 3개의 하암 스위칭 소자 소자(S'a,S'b,S'c)에 일단이 각각 접속되는 것이 가능하다.
또는, 2개의 션트 저항이 사용되어, 나머지 한 상의 전류를 삼상 평형을 이용하여 연산하는 것도 가능하다.
보다 바람직하게는, 1개의 션트 저항이, dc단 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 방식을 1 션트(1-shunt) 방식이라 명명할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 1 션트(1-shunt) 방식의 션트 저항(Rs)은, 상기 dc단 커패시터(C)와 상기 제1,2 인버터(420a, 420b) 사이에 배치될 수 있다.
1 션트 방식에 따르면, 출력 전류 검출부(E)는, 1 개의 션트 저항 소자(도 3,5의 Rs)를 사용하여, 시분할로, 모터(230)에 흐르는 출력 전류(io)인 상 전류(phase current)를 검출할 수 있다.
검출된 출력 전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력 전류(io)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다. 이하에서는 검출된 출력 전류(io)가 삼상의 출력 전류(ia,ib,ic)인 것으로 병행하여 기술할 수도 있다. 삼상의 출력 전류(ix,iy,iz)도 삼상의 출력 전류(ia,ib,ic)와 동일한 방식으로 다루어질 수 있다.
모터(230)는, 예를 들어, 6상 모터일 수 있으며, 각상의 고정자의 코일에 전압 가변/주파수 가변의 각상 교류 전원이 인가되는 경우, 인가되는 주파수에 기초하여, 회전자의 회전 속도가 가변하게 된다.
모터(230)는, 유도 모터(induction motor), BLDC 모터(blushless DC motor), 릴럭턴스 모터(reluctance motor) 등 다양한 형태가 가능하다.
부하(240)는, 홈 어플라이언스에 구현된 동작을 수행하기 위한 것으로, 각 홈 어플라이언스별로 다르게 구성될 수 있다.
예를 들어, 의류 건조기가 모터구동장치(220)를 포함하는 경우, 부하(240)는, 압축된 공기를 공급하기 위한 송풍팬일 수 있다.
다른 예로, 공기조화기가 모터구동장치(220)를 포함하는 경우, 부하(240)는, 실내팬, 실외팬, 냉매를 압축하는 압축기일 수 있다.
또 다른 예로, 냉장고가 모터구동장치(220)를 포함하는 경우, 부하(240)는, 냉장실 팬 또는, 냉동실 팬일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른, 모터(230)는, 제1,2 인버터(420a, 420b)에 의해 병렬 구동되는 6상 모터일 수 있다.
한편, 모터(230)를 병렬 구동하는 경우, 대체적으로 dc단 커패시터의 손실이 감소되어, 수명이 연장될 수 있으며, 그 부피 및 무게를 저감할 수 있는 장점이 있다. 또한, 다상 모터는 토크, 리플(ripple) 전류 측면에서 장점이 있다.
그러나, 제1,2 인버터(420a, 420b)를 이용하여, 모터(230)를 병렬 구동할 때, 토크 리플이 커질 수 있다. 본 발명에서는, 이러한 점을 해결하기 위해, 모터(230)의 권선 방법을 비대칭적(asymmetrical)으로 구성할 수 있다. 예를 들어, 제1 권선(231)과 제2 권선(232)의 위상차는 30도로 비대칭적으로 구성될 수 있고, 이 경우에 제1,2 인버터(420a, 420b)의 위상차는 30도일 수 있다. 결선 간 위상차를 30도로 구성함으로써, 6고조파 토크리플을 상당히 제거할 수 있다.
한편, 모터(230)는, 고정자(stator)와 회전자(rotar)를 구비하며, 각상(a,b,c 상, x,y,z 상)의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다.
이러한 모터(230)는, 예를 들어, 표면 부착형 영구자석 동기전동기(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기전동기(Interidcr Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), 및 동기 릴럭턴스 전동기(Synchronous Reluctance Motor; Synrm) 등을 포함할 수 있다. 이 중 SMPMSM과 IPMSM은 영구자석을 적용한 동기 전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor; PMSM)이며, Synrm은 영구자석이 없는 것이 특징이다.
6상 모터 구동을 위한 방법으로, Dual d-q, VSD(Vector Space Decomposition) 2가지 방법을 사용할 수 있다.
Dual d-q 방법은 제1 권선(231)과 제2 권선(232)이 다른 평면에 있다고 가정하고 수식 전개하여 상호 평면의 간섭 성분을 향후 보상하여 제어하는 것이다.
VSD 방법은 6개 권선을 전부 모델링하여 간섭성분이 제거된 두 개의 공간(각각 d-q평면, Z평면)으로 분리하여 제어하는 것이다.
VSD 방법이 고조파 성분이 포함된 Z평면의 값을 0으로 제어하여 좋지만, 제1,2 인버터(420a, 420b)의 제어 자유도 측면에서는 Dual d-q 방법이 장점이 있다. 따라서, 1 션트(shunt) 센싱에서는 자유도가 우선시 되는 dual d-q 방법이 더 효과적일 수 있다. 이 경우에도 고조파 성분 제어를 추가 적용함으로써 VSD와 유사한 퍼포먼스 도출이 가능하다.
도 4는 도 1,2의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 인버터 제어부(430)는, 축변환부(310a, 310b), 속도 연산부(320), 전류 지령 생성부(330), 제1,2 전압 지령 생성부(340a, 340b), 축변환부(350a, 350b), 및 제1,2 스위칭 제어신호 출력부(360a, 360b)를 포함할 수 있다.
축변환부(310a, 310b)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 출력 전류(ia,ib,ic 또는 ix,iy,iz)를, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환할 수 있다.
한편, 축변환부(310a, 310b)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다.
속도 연산부(320)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 출력 전류(ia,ib,ic)에 기초하여, 위치치(
Figure pat00001
)를 추정하고, 추정된 위치를 미분하여, 속도(
Figure pat00002
)를 연산할 수 있다.
실시 예에 따라서, 인버터 제어부(430)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 출력 전류(ix,iy,iz)에 기초하여, 위치치(
Figure pat00003
)를 추정하고, 추정된 위치를 미분하여, 속도(
Figure pat00004
)를 연산하는 속도 연산부(320)를 하나 더 포함할 수 있다. 이 경우에, 2개의 연산된 속도(
Figure pat00005
)를 각각 개별적으로 사용하거나 평균하여 사용하거나 어느 하나를 선택하여 사용하는 것이 가능하다.
속도 연산부(320)는 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 출력 전류(ia,ib,ic 또는ix,iy,iz)에 기초하여, 모터(230)의 회전자 속도를 연산할 수 있다.
한편, 전류 지령 생성부(330)는, 운전 지령치에 기초하여 전류 지령치를 생성할 수 있다. 이때의 운전 지령치는, 예를 들어, 토크 지령치 또는 속도 지령치일 수 있다. 이하에서는 속도 지령치(ω* r)에 기초하여 전류 지령치를 생성하는 예를 중심으로 설명한다. 전류 지령 생성부(330)는 연산되거나 센싱된 모터(230)의 회전자 속도 정보와, 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치를 생성할 수 있다.
전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도(
Figure pat00006
)와 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도(
Figure pat00007
)와 속도 지령치(ω* r)의 차이에 기초하여, PI 제어기(335)에서 PI 제어를 수행하며, 전류 지령치(i* q)를 생성할 수 있다. 도면에서는, 전류 지령치로, q축 전류 지령치(i* q)를 예시하나, 도면과 달리, d축 전류 지령치(i* d)를 함께 생성하는 것도 가능하다. 한편, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정될 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터구동장치(220) 및 이를 포함하는 홈 어플라이언스는, 모터(230)는 1개 사용하므로 1개의 전류 지령 생성부(330)를 포함하고, 인버터(420a, 420b)는 2개 사용하므로 2개의 전압 지령 생성부(340a, 340b)를 포함할 수 있다.
제1,2 전압 지령 생성부(340a, 340b)는 상기 전류 지령치(i* q)와 상기 검출된 전류에 기초하여, 상기 제1,2 인버터(420a, 420b)를 구동하기 위한 전압 지령치를 생성할 수 있다.
한편, 전류 지령 생성부(330)는, 전류 지령치(i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
다음, 제1,2 전압 지령 생성부(340a, 340b)는, 축변환부(310a, 310b)에서 2상 회전 좌표계로 축변환된 d축, q축 전류(id,iq)와, 전류 지령 생성부(330) 등에서의 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령 생성부(340a, 340b)는, q축 전류(iq)와, q축 전류 지령치(i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어기(344a, 344b)에서 PI 제어를 수행하며, q축 전압 지령치(v* q)를 생성할 수 있다. 또한, 전압 지령 생성부(340a, 340b)는, d축 전류(id)와, d축 전류 지령치(i* d)의 차이에 기초하여, PI 제어기(348a, 348b)에서 PI 제어를 수행하며, d축 전압 지령치(v* d)를 생성할 수 있다. 한편, 전압 지령 생성부(340a, 340b)는, d 축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
한편, 생성된 d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)는, 축변환부(350a, 350b)에 입력된다.
축변환부(350a, 350b)는, 속도 연산부(320)에서 연산된 위치(
Figure pat00008
)와, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 입력받아, 축변환을 수행할 수 있다. 여기서, 제2 인버터(420b)를 위한 축변환부(350b)는 연산된 위치(
Figure pat00009
)와 제1,2 권선(231, 232)의 위상차의 차이값(예를 들어,
Figure pat00010
-30도)를 사용할 수 있다.
먼저, 축변환부(350a, 350b)는, 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 속도 연산부(320)에서 연산된 위치(
Figure pat00011
)에 기초한 값이 사용될 수 있다.
그리고, 축변환부(350a, 350b)는, 2상 정지 좌표계에서 3상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이러한 변환을 통해, 축변환부(350a, 350b)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c, v*x,v*y,v*z)를 출력하게 된다.
스위칭 제어 신호 출력부(360a, 360b)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c, v*x,v*y,v*z)에 기초하여 펄스폭 변조(PWM) 방식에 따른 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력한다.
출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는, 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 제1,2 인버터(420a, 420b) 내의 각 스위칭 소자의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 제1,2 인버터(420a, 420b) 내의 각 스위칭 소자들(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)이 스위칭 동작을 하게 된다.
한편, 모터구동장치(220)는, 인버터(420) 제어를 통하여, 모터(230)를 구동하는 벡터(vector) 제어를 수행하기 위해서 모터(230)에 흐르는 출력 전류, 특히, 상 전류를 감지할 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 감지된 상 전류를 이용하여, 전류 지령 생성부(330), 전압 지령 생성부(340a, 340b)를 통해, 모터(230)를 원하는 속도와 토크(torque)로 제어할 수 있게 된다.
한편, 도 4의 일례에서는 센서리스(sensorless) 방식으로 위치(
Figure pat00012
)와 속도(
Figure pat00013
)를 연산하여 사용하였으나, 홀 센서(hall sensor), 엔코더(encoder) 등 센서로 모터(230)의 회전자 위치 및 속도를 감지하여 사용하는 것도 가능하다. 이 경우에, 모터구동장치(220)는, 홀 센서(hall sensor), 엔코더(encoder), 리졸버(resolver) 등 모터(230)의 회전자 위치, 속도를 센싱(sensing)하는 위치 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 제어부(430)는, 전류 지령 생성부(330)의 출력에 기초하여, 최대 토크(Maximum Torque Per Ampere; MTPA)를 연산하고, 상기 연산된 최대 토크에 대응하는 상기 전류 지령치를 상기 제1,2 전압 지령 생성부(340a, 340b)로 출력하는 최대 토크 연산부(370a, 370b)를 더 포함할 수 있다.
전류 지령 생성부(330)의 내부 또는 외부에 토크 연산부(미도시)가 구비될 수 있다. 토크 연산부는, 연산되거나 센싱된 속도(
Figure pat00014
)에 기초하여, 현재의 토크(T)를 연산할 수 있다
다음, 전류 지령 생성부(330)는, 연산된 현재 토크(T)와, 인버터 제어부(430)로부터 수신되는 토크 지령치(T*)에 기초하여, 전류 지령치(i*d,i*q)를 생성한다.
예를 들어, 전류 지령 생성부(330)는, 연산된 현재 토크(T)와, 인버터 제어부(430)로부터 수신되는 토크 지령치(T*)에 기초하여, PI 제어기(335)에서 PI 제어를 수행하며, 전류 지령치(i*d,i*q)를 생성할 수 있다. 한편, d축 전류 지령치(i*d)의 값은 0으로 설정될 수도 있다.
전류 지령 생성부(330)의 출력 값은 1/2로 분할되어 제1,2 인버터(420a, 420b)에 최대 토크 제어를 위한 최대 토크 연산부(370a, 370b)로 각각 들어간다. 최대 토크 연산부(370a, 370b)는 각각의 d-q축 전류 레퍼런스(reference) 값을 계산하여 최대 토그 제어를 위한 전류 지령치를 상기 제1,2 전압 지령 생성부(340a, 340b)로 출력할 수 있다.
최대 토크 연산부(370a, 370b)는, 연산된 최대 토크 또는 연산된 최대 효율에 대응하는 전류 지령치를 출력할 수 있다. 이에 기초한 전류 지령치에 의해 모터 구동이 수행되므로, 모터 구동 안정성이 향상되게 된다.
상기 제1,2 전압 지령 생성부(340a, 340b)는, 모터(230)의 6개의 권선에서 각 각에 해당되는 3개의 전류를 가져와서 좌표변환을 실시하며, 연산되거나 계산된 위상 정보를 이용할 수 있다.
이 때 모터 설계에 의해 제1,2 인버터(420a, 420b)의 위상각 차이는 정해져있기 때문에 제1 인버터(420a)를 통해 위상각이 계산되었다면 제2 인버터(420b)의 위상각은 제1 인버터(420a) 위상각의 기계적인 차이(예를 들어, PI/6: 30도)를 빼주면 된다.
한편, 인버터 제어부(430)는, 상기 제1,2 전압 지령 생성부(340a, 340b)의 출력에서 상기 제1,2 인버터(420a, 420b) 사이의 상호 간섭 성분을 제거하는 디커플링(de-coupling) 보정부(380a, 380b)를 더 포함할 수 있다.
디커플링 보정부(380a, 380b)는, 제1 권선(231)과 제2 권선(232)이 다른 평면에 있다고 가정하고 수식 전개하여 상호 평면의 간섭 성분 항(term)을 만들어 상기 제1,2 전압 지령 생성부(340a, 340b)의 출력을 보상할 수 있다.
디커플링 보정부(380a, 380b)는, 상기 제1,2 전압 지령 생성부(340a, 340b)의 출력과 축 변환부(310a, 310b)에 기초하여 간섭 성분 항(term)을 만들 수 있다. 또한, 경우에 따라서, 디커플링 보정부(380a, 380b)는, 모터(230)의 연산 또는 측정된 속도 성분도 간섭 성분 항의 생성에 이용할 수도 있다.
한편, 디커플링 보정부(380a, 380b)에서 보상된 출력은 축 변환부(350a, 350b)에 입력될 수 있다.
한편, 제1,2 스위칭 제어신호 출력부(360a, 360b)는 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 의해, 상기 제1,2 인버터(420a, 420b)의 스위칭 소자들의 스위칭 동작들을 제어할 수 있다.
제1,2 스위칭 제어신호 출력부(360a, 360b)는 출력 전류 검출부(E)에서 검출되는 전류에 기초하여 스위칭 동작들을 제어할 수 있다.
이 때, 제1,2 스위칭 제어신호 출력부(360a, 360b)는, 유효 벡터와 영 벡터를 조합하여 인버터들을 제어함으로써, 상 전류를 정확하게 검출하여 안정적으로 모터(230)를 구동할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터구동장치의 출력 전류 검출부를 예시하는 도면이다. 도 5에서는 설명의 편의상 인버터(420)를 하나로 도시하였지만 도 3과 같이 인버터(420)가 제1,2 인버터(420a, 420b)를 포함하는 경우에도 동일한 방식으로 전류를 검출할 수 있다.
도 3과 도 5를 참조하여 설명하면, 출력 전류 검출부(E)는, dc단 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에 배치되는 션트 저항 소자(Rs)를 구비할 수 있다. 제1,2 인버터(420a, 420b)는 일단이 dc단 커패시터(C)에 연결되고 타단이 모터(230)에 연결된다. 이 때, 션트 저항 소자(Rs)는 dc단 커패시터(C)와 제1,2 인버터(420a, 420b) 사이에 배치될 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 션트 저항 소자(Rs)에 흐르는 전류에 기초하여, 모터(230)에 흐르는 전류를 감지하고, 감지된 모터 전류에 기초하여 인버터(420)를 제어할 수 있다.
도면과 같이, 션트 저항 소자(Rs)를 이용한, 전류 획득 방법을 션트(shunt) 알고리즘이라 한다.
션트 알고리즘은, 션트 저항 소자의 위치와 개수에 따라 1-션트, 2-션트, 3-션트로 구분되는데, 본 발명의 모터구동장치(220)는, 1-션트 방식을 이용할 수 있다. 이하 1-션트 방식에 대해 기술한다.
이러한 1-션트(shunt) 방식에 따르면, 모터(230)에 흐르는 3 상 전류(a,b,c 상 전류)를, dc단에 배치되는, 하나의 션트(shunt) 저항 소자만으로 획득한다.
따라서, 전류 센서 없이 상 전류를 감지할 수 있고, 2-션트(shunt), 3-션트(shunt) 방법에 비해, 전압 증폭기, A/D 포트 등의 주변 회로를 감소시킬 수 있게 된다. 또한, 모터구동장치(220)의 제조 비용 및 부피가 감소하는 등의 많은 장점이 있다.
모터구동장치(220)는, 1개의 션트 저항 소자(Rs)를 이용하여 상 전류를 검출할 수 있다. 이때, 인버터 제어부(430)는, 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 의해, 인버터(420) 내의 스위칭 소자를 제어할 수 있다.
도 6은 인버터 내의 각 스위칭 소자의 스위칭 조합에 따른, 공간 벡터 기반의 전압 벡터를 예시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 인버터(420) 내의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)가 모두 온(On)인 경우, V0(111)의 영 벡터(zero vector)에 대응하며, 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)가 모두 온(On)인 V7(000)의 영 벡터에 대응하게 된다. 즉, 공간 벡터 영역(800)에, 2개의 영 벡터가 존재한다.
한편, 그 외, 도면에서는, 6개의 유효 벡터(V1~V6)를 예시한다.
도 7a 내지 도 7c는 전류 추정 기법을 설명하기 위해 참조되는 도면으로, 인버터가 하나 인 경우에 션트 알고리즘에 대한 설명에 참조되는 도면이다.
보다 상세하게는, 도 7a는 제1 유효 벡터(V1)와 제2 유효 벡터(V2)에 대응하여, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 스위칭을 예시하는 도면이고, 도 7b는 제1 유효 벡터(V1)에서의 전류 패스를 예시하는 도면이다.
도면을 참조하여 설명하면, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 스위칭 조합에 따라, 공간 벡터 기반의 전압 벡터가 생성될 수 있다.
한편, 제1 유효 벡터(V1)와 제2 유효 벡터(V2)의 조합으로 전압 벡터(v*)가 생성될 수 있다. 이러한 전압 벡터(v*)는, 상술한 제1,2 전압 지령 생성부(도 4의 340a, 340b)에서 생성될 수 있다.
한편, 센서리스 또는 엔코더를 통해 현재의 섹터(sector)를 구별할 수 있고, 각 섹터별로 3상 지령 신호의 크기를 알 수 있다. 예를 들어, 도 7a의 섹터 1에서는 a상 지령 전압이 b상 지령 전압보다 크고, b상 지령 전압이 c상 지령 전압보다 크다. 같은 방식으로, 섹터 2는, b상 지령 전압이 가장 크고, a상 지령 전압이 두번째로 크고, c상 지령 전압이 가장 작다. 섹터 3은, b상 지령 전압이 가장 크고, c상 지령 전압이 두번째로 크고, a상 지령 전압이 가장 작다. 섹터 4는, c상 지령 전압이 가장 크고, b상 지령 전압이 두번째로 크고, a상 지령 전압이 가장 작다. 섹터 5는, c상 지령 전압이 가장 크고, a상 지령 전압이 두번째로 크고, b상 지령 전압이 가장 작다. 섹터 6은, a상 지령 전압이 가장 크고, c상 지령 전압이 두번째로 크고, b상 지령 전압 순서이 가장 작다.
1-션트 방식은, 한 공간 벡터 기반의 PWM(SVPWM)을 위한 제어 주기(Tc)에서, 유효 벡터가 인가될 때, 션트 저항 소자(Rs)로부터 상 전류를 검출하고, 검출된 상 전류를 아날로그 디지털(A/D)변환하고, 스위칭 제어 신호 출력부(도 4의 360a, 360b) 내의 게이트 신호 생성부(미도시)에서, 현재의 섹터와, 유효 벡터를 판단하여, 상 전류를 복원한다. 이때, 벡터가 한 주기(Tc) 내에서 인가되므로, 2상의 상 전류를 복원할 수 있으며, 나머지 한 상의 전류는 세 상의 전류의 합이 0이라는 것을 이용하여 구한다.
도 7a에서, S51 영역은, 제1 상암 스위칭 소자(Sa) 온, 제2 상암 스위칭 소자(Sb) 오프, 제3 상암 스위칭 소자(Sc) 오프 되는 영역으로써, 제1 유효 벡터(V1) 영역에 대응한다.
도 7b에서, 제1 하암 스위칭 소자(S'a), 제2 하암 스위칭 소자(S'b) 및 제3 하암 스위칭 소자(S'c)는, 각 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)에 상보적으로 동작하므로, 입력 전류는, 제1 상암 스위칭 소자(Sa)를 통해, 입력 되어, 모터(230), 제2 하암 스위칭 소자(S'b) 및 제3 하암 스위칭 소자(S'c)를 경유하여, 션트 저항 소자(Rs)에 인가된다. 도면에서는, 제1 전류 패스(Path 1)를 예시한다.
따라서, 출력 전류 검출부(Es)는, 제1 유효 벡터(V1)의 인가 시간인 T2/2 시간 동안에 a 상 전류인 ia를 검출한다.
출력 전류 검출부(Es)는, 동일한 방식에 의해, 제2 유효 벡터(V2)의 인가 시간인 T1/2 시간 동안, c 상 전류인 -ic를 검출할 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 나머지 b 상 전류인 ib를 내부 연산을 통하여 얻을 수 있다.
도 7c는, 각 벡터에 대한, 출력 전류 검출부(Es)에서 검출되는 모터 전류의 상태를 예시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 섹터 1에서의 제1 유효 벡터에 대해, 션트 저항 소자(Rs)를 통해, a 상 전류인 Ias 전류가 검출되며, 섹터 2에서의 제2 유효 벡터에 대해, 션트 저항 소자(Rs)를 통해, c 상 전류인 -Ics 전류가 검출되며, 섹터 3에서의 제3 유효 벡터에 대해, 션트 저항 소자(Rs)를 통해, b 상 전류인 Ibs 전류가 검출되며, 섹터 4에서의 제4 유효 벡터에 대해, 션트 저항 소자(Rs)를 통해, a 상 전류인 -Ias 전류가 검출되며, 섹터 5에서의 제5 유효 벡터에 대해, 션트 저항 소자(Rs)를 통해, c 상 전류인 Ics 전류가 검출되며, 섹터 6에서의 제6 유효 벡터에 대해, 션트 저항 소자(Rs)를 통해, b 상 전류인 -Ibs 전류가 검출된다.
한편, 영 벡터인, V0, V7 벡터에 대해, 션트 저항 소자(Rs)를 통해, 전류 검출이 불가능하게 된다.
상술한 것과 같이 통상적인 1-Shunt 전류 감지 기법은 전류의 합이 0라는 관점에서 제어를 한다. 예를 들어, 2상의 전류를 감지하고, ia + ib + ic = 0이라는 전제로 나머지 한 상의 전류를 계산한다. 즉, ia와 ib가 측정되면, ic = -ia - ib로 계산한다.
하지만, 2개의 인버터(420a, 420b)를 이용하는 경우에 상기 dc단 커패시터(C)와 상기 제1,2 인버터(420a, 420b) 사이에 배치되는 출력 전류 검출부(Es)에서 검출되는 상 전류는 유효 벡터 구간이 겹침으로 인해서 어느 인버터에 의한 것인지 구분되기 어렵다.
도 8과 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류 센싱 방법에 관한 설명에 참조되는 도면이다.
도 8과 도 9에서는 반송파(carrier)의 최고 피크(peak)와 최고 피크(peak) 사이 구간을 인버터 제어 한 주기(Tc1, Tc2)로 예시하나 다른 기준점으로 한 주기를 정의할 수도 있을 것이다.
또한, 각 인버터 제어 한 주기(Tc1, Tc2)는 각각 2개의 제어 반 주기(Th1, Th2, Th3, Th4)로 나누어질 수 있다.
이 때, 인버터 제어 한 주기(Tc1, Tc2)는, 그 순서에 따라, 제1 인버터 제어 한 주기(Tc1)와 제2 인버터 제어 한 주기(Tc2)로 명명될 수 있다. 같은 방식으로 인버터 스위칭 제어 반 주기(Th1, Th2, Th3, Th4)는 그 순서에 따라 제1 인버터 스위칭 제어 반 주기(Th1), 제2 인버터 스위칭 제어 반 주기(Th2), 제3 인버터 스위칭 제어 반 주기(Th3), 제4 인버터 스위칭 제어 반 주기(Th4)로 명명될 수 있다.
한편, 반송파가 하강하는 구간을 다운 카운트(Down count), 반송파가 상승하는 구간을 업 카운트(Up count)로 명명할 수 있다.
도 8과 도 9에서 반송파(carrier)와 삼상 지령이 예시된다. 지령이 반송파보다 큰 구간에서는 해당 상의 상단 스위치가 온된다.
도 8을 참조하면, 일반적인 6상 모터 제어의 경우, 동일 시점에서 제1 인버터(INV #1)에 유효 벡터(Effective vector, EV)가 형성되면 제2 인버터(INV #2) 또한 유효 벡터가 형성된다. 이 경우에는 션트 저항(Rs)에 제1 인버터(INV #1)에 의한 전류만 흐르지 않고 제1 인버터(INV #1)와 제2 인버터(INV #2)의 전류가 동시에 흐르게 된다.
일반적으로 인버터 2개(INV #1,2)를 구동하였을 때 각 인버터(INV #1,2)의 지령 신호는 유사하게 형성되어, 동일 시점에서 보았을 때, 제1 인버터(INV #1)의 유효 벡터(EV) 구간과 제2 인버터(INV #2)의 유효 벡터(EV) 구간도 유사하게 생성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 인버터 제어 한 주기(Tc1, Tc2)에서 각각 4개의 유효 벡터(EV)가 생성될 때, 제1 인버터(INV #1)와 제2 인버터(INV #2)의 유효 벡터 구간이 겹칠 수 있다.
도 8에서는 유효 벡터 구간이 겹치는 것을 강조하기 위하여 제1 인버터(INV #1)와 제2 인버터(INV #2)의 유효 벡터(EV) 구간을 동일하게 그렸으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이다. 많은 경우에 제1 인버터(INV #1)와 제2 인버터(INV #2)의 유효 벡터(EV)가 겹치는 구간(제1 인버터(INV #1)와 제2 인버터(INV #2) 모두 유효 벡터(EV)인 구간)이 발생하고 동일하지는 않다. 특히 각 인버터 스위칭 제어 반 주기(Th1, Th2, Th3, Th4) 내에 2개의 유효 벡터(EV)가 연달아 생성되는 경우에 제2 인버터(INV #2)의 첫번째 유효 벡터(EV)가 매우 짧게 형성되는 경우가 많다.
한편, 위와 같이 두 인버터가 동시에 유효 벡터를 구성하는 구간을 가지고 있다면 1 션트(shunt) 전류 센싱은 불가능하다.
따라서, 본 발명의 실시 예는, 2개의 인버터(INV #1,2)를 사용하는 경우에도 1 션트(shunt) 전류 센싱을 할 수 있는 방안을 제안한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 제어부(430)는, 유효 벡터(EV)와 영 벡터(ZV)를 조합하여 인버터들(420a, 420b)을 제어함으로써, 상 전류를 정확하게 검출하여 안정적으로 모터(230)를 구동할 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 인버터 제어 주기 홀수/짝수 일때 각각 검출 대상 인버터의 반대편 인버터의 지령 신호를 변경하여 영벡터로 제어함으로써, 검출 대상 인버터에 의한 전류만을 검출하고, 상 전류의 합이 0이라는 전제에 기초하여 나머지 상의 전류도 연산함으로서 상 전류들을 정확하게 검출할 수 있다.
예를 들어, 제1 인버터(INV #1, 420a)가 유효 벡터 스위칭 상태가 되었을 때, 제2 인버터(INV #2, 420b)는 무효 벡터(영 백터) 스위칭 상태가 되도록 지령 신호를 변경함으로써, 제1 인버터(INV #1, 420a)의 전류만 션트 저항(Rs)에 흐르게 되고 전류 센싱이 가능해진다. 반대의 경우도 마찬가지다.
도면을 참조하여 설명하면, 인버터 제어부(430)는, 제1 인버터 제어 한 주기(Tc1)에 포함되는 소정 반 주기(Th2)에서, 삼상 전류 중 2개의 상 전류를 검출하는 유효 벡터를 생성하여 상기 제1 인버터(INV #1, 420a)를 제어하고, 영 벡터(zero vector)에 기초하여 상기 제2 인버터(INV #2, 420b)가 구비하는 모든 스위칭 소자를 오프(off)하도록 제어할 수 있다.
이에 따라, 제1 인버터 제어 한 주기(Tc1)에 포함되는 소정 반 주기(Th2)에서는 션트 저항(Rs)에서 제1 인버터(INV #1, 420a)의 전류만 센싱된다.
상기 제1 인버터(INV #1, 420a)의 유효 벡터(EV) 구간에서 2개의 상 전류를 센싱하고, 3상 전류의 합이 0이라는 것을 이용하여 나머지 한 상 전류도 검출함으로써 전체 상 전류를 정확하게 검출할 수 있다.
이러한 과정을 교대로 수행하여 나머지 제2 인버터(INV #2, 420b)의 상 전류도 검출할 수 있다.
예를 들어, 인버터 제어부(430)는, 상기 제1 인버터 제어 한 주기(Tc1)의 다음 한 주기인 제2 인버터 제어 한 주기(Tc2)에 포함되는 소정 반 주기(Th4)에서, 영 벡터(zero vector)에 기초하여 상기 제1 인버터(INV #1, 420a)가 구비하는 모든 스위칭 소자를 오프(off)하고, 삼상 전류 중 2개의 상 전류를 검출하는 유효 벡터를 생성하여 상기 제2 인버터(INV #2, 420b)를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서는 인버터 제어 한 주기(예를 들어, 스위칭 주파수 5kHz일 때, 200us)를 홀수/짝수로 구별할 수 있다. 홀수 번째 인버터 제어 한 주기에서는 상기 제1 인버터(INV #1, 420a)의 전류를 센싱하기 위해 반송파 업 카운트 구간에서 상기 제2 인버터(INV #2, 420b)의 모든 스위치를 오프(OFF)하여 무효 벡터(ZV)로 만들어 준다. 반대로 인버터 제어 한 주기가 짝수인 경우에는 상기 제2 인버터(INV #2, 420b)의 전류를 센싱하기 위해 반송파 업 카운트 구간에서 상기 제2 인버터(INV #1, 420a)의 모든 스위치를 오프(OFF)하여 무효 벡터(ZV)로 만들어 준다.
이에 따라, 전체 상 전류를 인버터 별로 구분하여 정확하게 검출할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상 전류 센싱을 위해 유효 벡터가 유지되어야하는 최소 시간를 확인하고, 부족한 경우, 각 섹터 별로 2nd 지령 신호에 이를 보상하여 충분한 센싱 시간 확보가 가능하다.
도 10과 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류 센싱 방법의 오프셋 보상에 관한 설명에 참조되는 도면이다.
도 10을 참조하여, 유효 벡터 최소 유지 시간 확보를 위한 보상 제어를 설명한다. 인버터 제어 한 주기(Tc)를 시작할 때 이미 앞선 전류 제어기에 의해 3상의 지령 신호는 정해져 있다. 이 3상의 지령 신호를 통해 현 시점의 유효 벡터의 시간을 알 수 있다.
도 10은 섹터(sector) 1일 때의 예시를 보여준다.
도 10을 참조하면, 인버터 제어 한 주기(Tc) 내 다운 카운트(down count) 구간에서는 유효 벡터 최소 유지 시간 확보를 위한 테스트용 유효 벡터로 각 유효 벡터 구간의 길이를 확인할 수 있다.
다운 카운트(down count) 구간과 업 카운트(up count) 구간은 그 경계 시점을 기준으로 대칭되므로 다운 카운트(down count) 구간에서 확인된 유효 벡터 구간 길이는 업 카운트(up count) 구간에서의 유효 벡터 구간 길이와 대응된다.
도 10을 참조하면, 다운 카운트(down count) 구간의 전압 벡터(1010)에서 제1 유효 벡터(EV1) 구간은 상대적으로 짧고 제2 유효 벡터(EV2) 구간은 상대적으로 길다.
도 10을 참조하면, 업 카운트(up count) 구간의 전압 벡터(1015)에서 제2 유효 벡터(EV2) 구간에 대응하는 구간은 상대적으로 길고 제1 유효 벡터(EV1) 구간에 대응하는 구간은 상대적으로 길다.
따라서, 제1 유효 벡터(EV1)에 대응하는 구간은 상대적으로 증가시키고, 제2 유효 벡터(EV2) 구간에 대응하는 구간은 감소시키는 보상 제어를 수행함으로써, 보상 제어된 전압 벡터(1020)에서는 두 유효 벡터 모두 전류 센싱에 충분한 시간을 확보할 수 있다.
도 11을 참조하면, 스위칭 상태가 바뀌는 시점(1110)에 전압 오실레이션이 생길 수 있고 이로부터 전류 센싱에 영향을 줄 있다. 또한, 전압 안정화 상태(1120)에 도달할 때까지의 시간도 필요하다. 또한, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는데 어느 정도 시간이 필요하다. 이러한 사항들을 고려하여, 유효 벡터 유지시간을 산출할 수 있다. 예를 들어, 유효 벡터 유지시간 8us일 수 있다.
도 12와 도 12b는, 인버터 내의 각 스위칭 소자의 스위칭 조합에 따른, 공간 벡터 기반의 전압 벡터 및 전류 검출 측정이 불가능한 데드 밴드를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도면을 참조하여 설명하면, 상술한 바와 같이 인버터 제어부(430)는, 유효 벡터 구간에서 션트 저항 소자(Rs)에 흐르는 전류를 감지하여, 상 전류를 감지할 수 있다.
이때, 유효 벡터가 인가되는 구간이 짧을 경우, 즉, 유효 벡터의 인가 시간이, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin) 보다 작은 경우, 상 전류를 감지하는데 문제가 발생하게 된다.
인버터 제어부(430)는, 인버터(420) 내의 스위칭 소자의 암쇼트(arm short)를 방지하기 위한 데드 타임(dead time)(Td), 인버터(420) 내의 스위칭 소자의 스위칭 시 발생하는 링잉(Ringing) 현상에 따른 안정 시간(settling tiem)(Ts), 샘플링시의 아날로그 디지털 변환 시간(Tad)을 고려하여, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin)을 연산할 수 있다.
특히, 인버터 제어부(430)는, 인버터(420) 내의 스위칭 소자의 스위칭에 의한 스위칭 시간 마진(margin)(Tm1) 및 샘플링시의 아날로그 디지털 변환 시간 마진(margin)(Tm2)까지 고려하여, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin)을 연산할 수 있다.
결국 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin)은, 다음의 수학식 1과 같이 연산된다.
Figure pat00015
즉, 최소 전압 벡터 인가 시간(Tmin)은, 인버터(420) 내의 스위칭 소자의 암쇼트(arm short)를 방지하기 위한 데드 타임(dead time)(Td), 인버터(420) 내의 스위칭 소자의 스위칭 시 발생하는 링잉(Ringing) 현상에 따른 안정 시간(settling tiem)(Ts), 샘플링시의 아날로그 디지털 변환 시간(Tad), 인버터(420) 내의 스위칭 소자의 스위칭에 의한 스위칭 시간 마진(margin)(Tm1) 및 샘플링시의 아날로그 디지털 변환 시간 마진(margin)(Tm2)의 합에 대응될 수 있다.
예를 들어, 최소 전압 벡터 인가 시간(Tmin)은, 데드 타임(Td) 2us, 안정 시간(Ts) 3us, 아날로그 디지털 변환 시간(Tad) 2us에, 스위칭 시간 마진(Tm1) 0.5us 와 아날로그 디지털 변환 시간 마진(Tm1) 0.5us을 더한 8us일 수 있다.
이에 따라, 모터구동장치(220)는, 데드 타임(Td), 안정 시간(Ts), 아날로그 디지털 변환 시간(Tad) 뿐만 아니라, 스위칭 마진(Tm1) 및 아날로그 디지털 변환 시간 마진(Tm2)까지 고려하여, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin)을 연산하므로, 보다 안정적인 상 전류 감지가 가능하다.
한편, 유효 벡터의 인가 시간이, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin)보다 작은 경우에 대해서는, 도 12a와 도 12b를 참조하여 설명한다.
도면을 참조하여 설명하면, 도 12a는 공간 벡터 기반의 PWM(SVPWM) 육각형에서, 스위칭 한 주기 내에서 한 유효 벡터의 인가 시간이, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin) 보다 작은 경우를 예시한다.
도 12a에 따르면, 제1 유효 벡터 내지 제6 유효 벡터 주변 영역에서, 션트 저항 소자(Rs)를 통해 한 상의 전류가 검출 불가능한 영역(71)이 발생하게 되며, 이를 측정 불가영역 또는 데드 밴드(dead band)라 명명할 수 있다.
도 12b는 공간 벡터 기반의 PWM(SVPWM) 육각형에서, 스위칭 한 주기 내에서 두 유효 벡터의 인가 시간이, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin)보다 작은 경우를 예시한다.
도 12b에 따르면, 영 벡터(zero vector) 주변 영역에서, 션트 저항 소자(Rs)를 통해 두 상의 전류가 검출 불가능한 영역(72)이 발생하게 된다.
한편, 이러한 데드 밴드에서, 전류 검출을 수행하지 못하는 경우, 정확한 모터 제어를 할 수 없다.
본 발명의 일 실시 예는, 이러한 전류 검출 불가능한 영역이 발생하는 것을 방지하기 위해, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin) 확보하는 방안을 제안한다.
도 10의 예에서는 스위칭 주파수가 5Khz로 인버터 제어 한 주기가 200us이고 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin)은 8us로 예시하여 설명한다.
도 10을 참조하면, 인버터 제어부(430)는, 반송파(Carrier) 다운 카운트(down count) 구간에서 다음의 비교 체크(Check) 1,2를 실시한다.
도 10의 예에서 다운 카운트(down count)인 상황에서 EV1의 시간이 8us 이하일 경우라고 보았을 때, 다운 카운트(down count)와 업 카운트(up count) 대칭인 구조로 전압 벡터가 형성되므로, 업 카운트(up count)일 때 EV1 시간 확보를 위해 가운데에 위치한 V상 지령 전압 보상이 필요하다.
현재 섹터에서 두번째로 큰 지령에 지령 옵셋 보상 Compensation_offset = Vcarrier peak /100us * 8us(comp_offset)을 가감하여, 업 카운트(up count)일 때 유효 벡터인 EV1과 EV2일 때 전류 센싱에 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin)을 확보한다.
체크(Check) 1)
U상 지령 - V상 지령 > Vcarrier peak /100us * 8us
V상 지령 += Vcarrier peak /100us * 8us
제일 큰 지령 신호에서 2번째 큰 지령 신호를 뺀 값이 Vcarrier_peak/100us * 8us 보다 큰지를 판별한다. 이는 EV1 유지 시간이 8us 이상이 되는지를 확인하는 작업이다. 만약 크지 않다면, 2번째 큰 지령 신호, 본 예시에서는 v상 지령 신호에 (+)Vcarrier_peak/100us * 8us 더하여 반송파(Carrier) 업 카운트(up count)일 때 EV1 시간을 확보한다.
체크 2)
V상 지령 - W상 지령 > Vcarrier peak /100us * 8us
V상 지령 -= Vcarrier peak /100us * 8us
마찬가지로 2번째 지령 신호와 3번째 지령 신호를 뺀 값이 Vcarrier_peak/100us * 8us 보다 큰지를 판별한다. 이는 EV2 유지 시간이 8us 이상이 되는지를 확인하는 작업이다. 만약 크지 않다면, 2번째 큰 지령 신호, 본 예시에서는 v상 지령 신호에 (-)Vcarrier_peak/100us * 8us 빼서 반송파(Carrier) 업 카운트(up count)일 때 EV2 시간을 확보한다.
도 10의 예시는, 섹터 1으로 U상 지령이 가장 크고, V상 지령이 두번째 큰 신호이고, W상 지령이 가장 작다. 섹터 2는, b상 지령 전압이 가장 크고, a상 지령 전압이 두번째로 크고, c상 지령 전압이 가장 작다. 섹터 3은, b상 지령 전압이 가장 크고, c상 지령 전압이 두번째로 크고, a상 지령 전압이 가장 작다. 섹터 4는, c상 지령 전압이 가장 크고, b상 지령 전압이 두번째로 크고, a상 지령 전압이 가장 작다. 섹터 5는, c상 지령 전압이 가장 크고, a상 지령 전압이 두번째로 크고, b상 지령 전압이 가장 작다. 섹터 6은, a상 지령 전압이 가장 크고, c상 지령 전압이 두번째로 크고, b상 지령 전압 순서이 가장 작다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 두번째 큰 지령 신호에 전류 센싱 시간 확보를 위한 지령 옵셋 보상 Compensation_offset = Vcarrier peak /100us * 8us(comp_offset)을 가감한다. 이에 따라, 도 10과 같이, 두번째 큰 지령 신호가 반송파보다 큰 구간이 변경되고, 유효 벡터(EV1, EV2) 구간도 변경될 수 있다.
도 9와 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 제어부(430)는, 상기 제1 인버터 제어 한 주기(Tc1)의 제1 반 주기(Th1)에서, 2개의 테스트용 유효 벡터를 생성하여, 상기 제1 인버터(INV #1, 420a) 및 상기 제2 인버터(INV #2, 420b)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 다운 카운트인 제1 반 주기(Th1)에서 업 카운트에서의 보상 필요 여부를 판별할 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 상기 제1 반 주기(Th1)의 다음 반 주기인 제2 반 주기(Th2)에서, 삼상 전류 중 2개의 상 전류를 검출하는 유효 벡터를 생성하여 상기 제1 인버터(INV #1, 420a)를 제어하며, 상기 영 벡터(zero vector)에 기초하여 상기 제2 인버터(INV #2, 420b)를 제어할 수 있다.
이에 따라, 제2 인버터(INV #2, 420b)에 의한 전류가 검출되지 않도록 방지한 상태에서, 션트 저항(Rs)에는 제1 인버터(INV #1, 420a)에 의한 전류만 흘러, 제1 인버터(INV #1, 420a)에 의한 상 전류를 검출할 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 상기 제1 반 주기(Th1)에서의 반송파(carrirer)와 전압 지령치를 비교하여 테스트용 유효 벡터의 유지 시간을 확인하고, 상기 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 제2 반 주기(Th2)에서 전압 지령치를 가변할 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 다운 카운트인 제1 반 주기(Th1)에서 최소 전압 벡터 인가 시간(Tmin)이 확보되지 않은 것으로 판별되면, 업 카운트인 제2 반 주기(Th2)에서에서 전압 지령치를 가변하는 보상 제어를 수행할 수 있다.
이에 따라, 인버터 제어부(430)는, 상기 유지 시간이, 상기 인버터(420) 내의 스위칭 소자의 안정 시간, 상기 인버터(420)의 데드 타임 시간, 상기 출력 전류 검출부(Es)의 아날로그 디지털 변환시간의 합에 대응하는 최소 전압 벡터 인가 시간(Tmin)보다 커지도록 제어할 수 있다.
더욱 상세하게는, 인버터 제어부(430)는, 제1 인버터(INV #1, 420a)에 의한 전류를 검출할 때, 유효 벡터의 유지 시간이, 상기 제1 인버터(INV #1, 420a) 내의 스위칭 소자의 안정 시간, 상기 제1 인버터(INV #1, 420a)의 데드 타임 시간, 상기 출력 전류 검출부(Es)의 아날로그 디지털 변환시간의 합에 대응하는 최소 전압 벡터 인가 시간(Tmin)보다 커지도록 제어할 수 있다. 또한, 인버터 제어부(430)는, 제2 인버터(INV #2, 420b)에 의한 전류를 검출할 때, 유효 벡터의 유지 시간이, 상기 제2 인버터(INV #2, 420b) 내의 스위칭 소자의 안정 시간, 상기 제2 인버터(INV #2 420b)의 데드 타임 시간, 상기 출력 전류 검출부(Es)의 아날로그 디지털 변환시간의 합에 대응하는 최소 전압 벡터 인가 시간(Tmin)보다 커지도록 제어할 수 있다.
한편, 인버터 제어부(430)는, 상기 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 제2 반 주기(Th2)에서 삼상 전압 지령치 중 두번째로 큰 전압 지령치를 가변할 수 있다. 예를 들어, 섹터 1에서는 V상 지령을 가변할 수 있다.
도 10을 참조하여 설명한 것과 같이, 인버터 제어부(430)는, 상기 2개의 테스트용 유효 벡터 중 첫번째 테스트용 유효 벡터의 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 두번째로 큰 전압 지령치를 증가시키고, 상기 2개의 테스트용 유효 벡터 중 두번째 테스트용 유효 벡터의 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 두번째로 큰 전압 지령치를 감소시킬 수 있다.
한편, 인버터 제어부(430)는, 제1 인버터(INV #1, 420a)에 의한 전류를 검출하면, 다음 제어 한 주기에서 제2 인버터(INV #2, 420b)에 의한 전류를 검출할 수 있다. 즉, 두 인버터에 의한 전류를 교대로 검출할 수 있다. 또한, 필요한 경우에 최소 전압 벡터 인가 시간(Tmin) 확보를 위한 보상 제어도 교대로 수행할 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 상기 제2 인버터 제어 한 주기(Tc2)의 제3 반 주기(Th3)에서, 2개의 테스트용 유효 벡터를 생성하여, 상기 제1 인버터(INV #1, 420a) 및 상기 제2 인버터(INV #2, 420b)를 제어할 수 있다.
또한, 인버터 제어부(430)는, 상기 제3 반 주기(Th3)의 다음 반 주기인 제4 반 주기(Th4)에서, 삼상 전류 중 2개의 상 전류를 검출하는 유효 벡터를 생성하여 상기 제2 인버터(INV #2, 420b)를 제어하며, 상기 영 벡터(zero vector)에 기초하여 상기 제1 인버터(INV #1, 420a)를 제어할 수 있다.
또한, 인버터 제어부(430)는, 상기 제3 반 주기(Th3)에서의 반송파(carrirer)와 전압 지령치를 비교하여 테스트용 유효 벡터의 유지 시간을 확인하고, 상기 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 제4 반 주기(Th4)에서 전압 지령치를 가변할 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 상기 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 제4 반 주기(Th4)에서 삼상 전압 지령치 중 두번째로 큰 전압 지령치를 가변할 수 있다.
더욱 구체적으로, 인버터 제어부(430)는, 상기 2개의 테스트용 유효 벡터 중 첫번째 테스트용 유효 벡터의 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 두번째로 큰 전압 지령치를 증가시키고, 상기 2개의 테스트용 유효 벡터 중 두번째 테스트용 유효 벡터의 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 두번째로 큰 전압 지령치를 감소시킬 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류 센싱 방법의 순서도를 예시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 인버터 제어부(430)는, 엔코더 등 센서 또는 센서리스 방식을 통해 현재의 섹터(sector)를 구별할 수 있고, 각 섹터(sector)별로 3상 지령 신호의 크기를 알 수 있다(S1310).
인버터 제어부(430)는, 두 인버터(INV #1,2)를 교번 제어하면서 상 전류를 검출할 수 있다(S1320). 예를 들어, 인버터 제어 주기 홀수번째는 제1 인버터(INV #1)의 상 전류를 검출하고, 인버터 제어 주기 짝수번째는 제2 인버터(INV #2)의 상 전류를 검출할 수 있다.
인버터 제어 주기 홀수번째에(S1320), 인버터 제어부(430)는, 다운 카운트 구간에서 제1 인버터(INV #1)의 지령 전압 비교를 통해 유효 벡터(EV) 유지 시간 8us 이상인지 여부를 확인할 수 있다(S1330).
만약, 유효 벡터(EV) 유지 시간이 8us 이상으로 전류 검출에 필요한 시간이 충분히 확보되었다면(S1330), 인버터 제어부(430)는, 업 카운트 구간에서, 제2 인버터(INV #2)의 3상 지령 전압 모두 0으로 설정하고(S1350), 제1 인버터(INV #1)의 유효 벡터 지점에서 2상 전류 센싱할 수 있다(S1340).
만약, 유효 벡터(EV) 유지 시간이 8us 미만으로 전류 검출에 필요한 시간이 충분히 확보되지 않았다면(S1330), 인버터 제어부(430)는, 업 카운트 구간에서, 제1 인버터(INV #1)의 섹터 위치에서 두번째로 큰 전압 지령을 가변하는 보상 제어를 수행할 수 있다(S1335). 또한, 인버터 제어부(430)는, 업 카운트 구간에서, 제2 인버터(INV #2)의 3상 지령 전압 모두 0으로 설정하고(S1350), 제1 인버터(INV #1)의 유효 벡터 지점에서 2상 전류 센싱할 수 있다(S1340).
인버터 제어 주기 짝수번째에(S1320), 인버터 제어부(430)는, 다운 카운트 구간에서 제2 인버터(INV #2)의 지령 전압 비교를 통해 유효 벡터(EV) 유지 시간 8us 이상인지 여부를 확인할 수 있다(S1360).
만약, 유효 벡터(EV) 유지 시간이 8us 이상으로 전류 검출에 필요한 시간이 충분히 확보되었다면(S1360), 인버터 제어부(430)는, 업 카운트 구간에서, 제1 인버터(INV #1)의 3상 지령 전압 모두 0으로 설정하고(S1380), 제2 인버터(INV #2)의 유효 벡터 지점에서 2상 전류 센싱할 수 있다(S1370).
만약, 유효 벡터(EV) 유지 시간이 8us 미만으로 전류 검출에 필요한 시간이 충분히 확보되지 않았다면(S1360), 인버터 제어부(430)는, 업 카운트 구간에서, 제2 인버터(INV #2)의 섹터 위치에서 두번째로 큰 전압 지령을 가변하는 보상 제어를 수행할 수 있다(S1365). 또한, 인버터 제어부(430)는, 업 카운트 구간에서, 제1 인버터(INV #1)의 3상 지령 전압 모두 0으로 설정하고(S1380), 제2 인버터(INV #2)의 유효 벡터 지점에서 2상 전류 센싱할 수 있다(S1370).
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 6상 모터에 흐르는 상 전류를 정확하게 검출할 수 있는 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 상 전류를 정확하게 검출하여 안정적으로 6상 모터를 구동할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 저비용으로 인버터별 상 전류를 구분하여 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 소형화, 모듈화에 유리한 상 전류 센싱 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 리플(ripple) 전류를 저감할 수 있는 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 최대 토크(Maximum Torque Per Ampere, MTPA)를 연산하고, 연산된 최대 토크에 대응하는 전류 지령치에 기초하여 모터를 구동할 수 있다.
본 발명에 따른 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스는 상기한 바와 같이 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 모터구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스의 동작 방법은, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
220: 모터구동장치
230: 모터
231: 부하
410: 컨버터
420: 인버터
420a: 제1 인버터
420b: 제2 인버터
430: 인버터 제어부

Claims (20)

  1. dc단 커패시터;
    각각 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 상기 dc단 커패시터에 병렬로 연결되며, 상기 dc단 커패시터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 상기 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 제1,2 인버터;
    공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 의해, 상기 제1,2 인버터의 스위칭 소자들의 스위칭 동작들을 제어하는 인버터 제어부; 및,
    상기 dc단 커패시터와 상기 제1,2 인버터 사이에 배치되어 전류를 검출하는 출력 전류 검출부;를 포함하고,
    상기 제1 인버터는 상기 모터의 제1 권선에 연결되고, 상기 제2 인버터는 상기 모터의 제2 권선에 연결되며,
    상기 인버터 제어부는,
    제1 인버터 제어 한 주기에 포함되는 소정 반 주기에서, 삼상 전류 중 2개의 상 전류를 검출하는 유효 벡터를 생성하여 상기 제1 인버터를 제어하고, 영 벡터(zero vector)에 기초하여 상기 제2 인버터가 구비하는 모든 스위칭 소자를 오프(off)하며,
    상기 제1 인버터 제어 한 주기의 다음 한 주기인 제2 인버터 제어 한 주기에 포함되는 소정 반 주기에서, 영 벡터(zero vector)에 기초하여 상기 제1 인버터가 구비하는 모든 스위칭 소자를 오프(off)하고, 삼상 전류 중 2개의 상 전류를 검출하는 유효 벡터를 생성하여 상기 제2 인버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 제1 인버터 제어 한 주기의 제1 반 주기에서,
    2개의 테스트용 유효 벡터를 생성하여, 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터를 제어하고,
    상기 제1 반 주기의 다음 반 주기인 제2 반 주기에서,
    삼상 전류 중 2개의 상 전류를 검출하는 유효 벡터를 생성하여 상기 제1 인버터를 제어하며, 상기 영 벡터(zero vector)에 기초하여 상기 제2 인버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 제1 반 주기에서의 반송파(carrirer)와 전압 지령치를 비교하여 테스트용 유효 벡터의 유지 시간을 확인하고,
    상기 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 제2 반 주기에서 전압 지령치를 가변하는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 유지 시간이, 상기 제1,2 인버터 내의 스위칭 소자의 안정 시간, 상기 제1,2 인버터의 데드 타임 시간, 상기 출력 전류 검출부의 아날로그 디지털 변환시간의 합에 대응하는 최소 전압 벡터 인가 시간보다 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 제2 반 주기에서 삼상 전압 지령치 중 두번째로 큰 전압 지령치를 가변하는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 2개의 테스트용 유효 벡터 중 첫번째 테스트용 유효 벡터의 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 두번째로 큰 전압 지령치를 증가시키고,
    상기 2개의 테스트용 유효 벡터 중 두번째 테스트용 유효 벡터의 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 두번째로 큰 전압 지령치를 감소시키는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 제2 인버터 제어 한 주기의 제3 반 주기에서,
    2개의 테스트용 유효 벡터를 생성하여, 상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터를 제어하고,
    상기 제3 반 주기의 다음 반 주기인 제4 반 주기에서,
    삼상 전류 중 2개의 상 전류를 검출하는 유효 벡터를 생성하여 상기 제2 인버터를 제어하며, 상기 영 벡터(zero vector)에 기초하여 상기 제1 인버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 제3 반 주기에서의 반송파(carrirer)와 전압 지령치를 비교하여 테스트용 유효 벡터의 유지 시간을 확인하고,
    상기 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 제4 반 주기에서 전압 지령치를 가변하는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 제4 반 주기에서 삼상 전압 지령치 중 두번째로 큰 전압 지령치를 가변하는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 2개의 테스트용 유효 벡터 중 첫번째 테스트용 유효 벡터의 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 두번째로 큰 전압 지령치를 증가시키고,
    상기 2개의 테스트용 유효 벡터 중 두번째 테스트용 유효 벡터의 유지 시간이 기준치 미만인 경우에, 상기 두번째로 큰 전압 지령치를 감소시키는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 출력 전류 검출부는, 하나의 션트(shunt) 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 권선과 상기 제2 권선은, 결선간 위상차가 30도인 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는, 반송파 및 전압 지령치에 기초하여, 상기 인버터에 인버터 스위칭 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    연산되거나 센싱된 상기 모터의 회전자 속도 정보와, 속도 지령치에 기초하여, 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부;
    상기 전류 지령치와 상기 검출된 전류에 기초하여, 상기 제1,2 인버터를 구동하기 위한 전압 지령치를 생성하는 제1,2 전압 지령 생성부; 및
    상기 전압 지령치에 기초하여, 상기 제1,2 인버터를 구동하기 위한 제1,2 스위칭 제어 신호를 출력하는 제1,2 스위칭 제어신호 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 출력 전류 검출부를 통해 검출된 전류에 기초하여, 상기 모터의 회전자 속도를 연산하는 속도 연산부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 모터의 회전자 위치를 센싱(sensing)하는 위치 감지 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 전류 지령 생성부의 출력에 기초하여, 최대 토크(Maximum Torque Per Ampere; MTPA)를 연산하고, 상기 연산된 최대 토크에 대응하는 상기 전류 지령치를 상기 제1,2 전압 지령 생성부로 출력하는 최대 토크 연산부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 제1,2 전압 지령 생성부의 출력에서 상기 제1,2 인버터 사이의 상호 간섭 성분을 제거하는 디커플링(de-coupling) 보정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 모터는,
    상기 제1 및 제2 인버터에 의해 구동되는 6상 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터구동장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 모터구동장치를 구비하는 홈 어플라이언스.
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WO2023106601A1 (ko) * 2021-12-08 2023-06-15 삼성전자주식회사 세탁기 및 그 제어 방법

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