KR20210145470A

KR20210145470A - 인버터의 레졸버 옵셋 보정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20210145470A
Application number: KR1020200062396A
Authority: KR
Inventors: 이은우
Original assignee: 엘에스일렉트릭(주)
Priority date: 2020-05-25
Filing date: 2020-05-25
Publication date: 2021-12-02
Also published as: KR102542636B1

Abstract

본 발명은 인버터의 레졸버 옵셋 보정 장치 및 방법에 관한 것으로, 전원의 공급시 전동기의 제1상과 제2상 각각에 대하여 회전자를 강제 정렬시키는 전류 제어를 수행함과 아울러 수신된 제1상과 제2상에 대한 레졸버 절대각을 이용하여 레졸버의 극수를 산출하는 MCU와, 상기 MCU의 전류 제어에 의해 회전자가 정렬되는 전동기의 회전자 위치 정보를 검출하는 레졸버와, 상기 레졸버에서 검출된 회전자 위치 정보를 디지털 신호로 변환하여 상기 MCU에 제1상과 제2상 각각에 대한 레졸버 절대각을 제공하는 R/D 컨버터를 포함한다.

Description

인버터의 레졸버 옵셋 보정 장치 및 방법{Correcting device for resolver offset of inverter and correction method thereof}

본 발명은 인버터의 레졸버 옵셋 보정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 레졸버 극수 및 옵셋을 자동으로 검출하고 인버터에서 자동으로 보정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공장이나 빌딩에서는 공조시스템의 팬 구동, 펌프의 구동 등 다양한 목적으로 AC 전동기를 사용하고 있다. 공장이나 빌딩에서는 AC 전동기로 3상 유도전동기나 영구자석형 동기전동기를 주로 사용한다. 위의 전동기들은 위치 센서를 사용하여 회전자 위치 정보를 검출하고, 검출된 회전자 위치 정보와 벡터 제어 이론을 적용하여 센서리스 운전이나 출력전압/주파수(V/F) 운전에 비하여 영속을 포함한 저속에서 고성능의 제어가 가능하다.

상기 위치 센서로는 보통 엔코더(encoder)와 레졸버(resolver)가 사용되나, 엔코더에 비하여 먼지나 충격에 더 강인하여 쉽게 고장이 발생하지 않는 레졸버를 주로 사용하고 있다.

레졸버는 교류 전압을 받아 회전자의 위치 정보를 포함하는 교류 신호를 출력하는 장치이며, 전기 자동차의 전동기 제어에도 사용되고 있다.

통상 레졸버는 전동기의 리어 플레이트에 장착되는 것이 보통이며, 회전자의 위치 및 속도 정보를 검출한다.

레졸버를 전동기에 장착할 때 정확한 위치에 장착하여 보정이 필요 없도록 해야 하지만, 기계적인 조립 공차 등에 의해 정확한 위치에 장착하기가 쉽지 않다.

이러한 위치의 차이에 의하여 전동기 회전자의 위치와 레졸버에서 출력되는 회전자 위치 정보에 차이가 발생하며, 이러한 차이를 옵셋(offset)이라 한다.

따라서 레졸버의 출력과 전동기 회전자의 상이 같아지도록 보정하는 상기 옵셋 보정 방법이 요구된다.

레졸버 자체의 구조는 고정자와 회전자를 가지는 전동기와 유사한 구조이며, 고정자는 1상의 여자 권선과 2상의 검출 권선을 사용한다. 회전자는 회전각에 따라 철심 형상이 변화하여 쇄교 자속량이 변동하게 한다.

이와 같은 구조에서 여자 권선에 고주파의 여자 신호가 인가되고, 회전자가 회전하면서 릴럭턴스에 변화를 주게 되고, 따라서 1차와 2차측 상호 쇄교자속이 주기적으로 변화하게 된다.

고정자의 2상 검출 권선의 출력전압 진폭은 회전각에 비례하여 변화하게 되며, 이러한 아날로그 값을 RDC(Resolver to Digital Converter)를 통해 위치각으로 변화시킨다.

통상 레졸버는 전동기의 극수와 동일한 극수의 제품이 결합되어야 하지만, 제품마다 전동기의 극수와는 다른 극수의 레졸버가 적용될 수 있으며, 특히 신규 설치가 아닌 기존에 설치된 전동기를 제어할 때 레졸버의 극수를 알기 힘든 경우가 많다.

레졸버의 옵셋을 보정하는 방법과 관련하여 등록특허 10-1597440호(레졸버 옵셋 보정 방법, 2016년 2월 18일 등록)에 제시한 방법과 같이 모터의 회전 여부를 기초로 모터 전류를 이용하여 레졸버 옵셋을 계산하고, 계산된 옵셋을 반영하여 보정을 수행하는 방법들이 제안되었다.

그러나 이러한 방법들은 산식이 복잡할 뿐만 아니라 레졸버의 극수를 알고 있는 상태에서 적용할 수 있는 방법으로 레졸버의 극수를 모르는 경우에는 적용하기 어려운 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 레졸버의 극수를 알 수 없는 상태에서도 옵셋을 검출하고, 보정할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 옵셋 검출 산식을 간소화할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 인버터의 레졸버 옵셋 보정 장치는, 전원의 공급시 전동기의 제1상과 제2상 각각에 대하여 회전자를 강제 정렬시키는 전류 제어를 수행함과 아울러 수신된 제1상과 제2상에 대한 레졸버 절대각을 이용하여 레졸버의 극수를 산출하는 MCU와, 상기 MCU의 전류 제어에 의해 회전자가 정렬되는 전동기의 회전자 위치 정보를 검출하는 레졸버와, 상기 레졸버에서 검출된 회전자 위치 정보를 디지털 신호로 변환하여 상기 MCU에 제1상과 제2상 각각에 대한 레졸버 절대각을 제공하는 R/D 컨버터를 포함하며, 상기 MCU는 아래의 수학식 1을 이용하여 레졸버 극수를 산출할 수 있다.

[수학식 1]

n = (제2상의 회전자 전기각 - 제1상의 회전자 전기각)/(제2상의 레졸버 절대각 - 제1상의 레졸버 절대각)

n은 레졸버 극수에 대한 전동기 극수의 비

본 발명의 실시예에서, 상기 R/D 컨버터는, 증분신호인 A/B 펄스로 상기 MCU에 상기 제1레졸버 절대각과 상기 제2레졸버 절대각을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 R/D 컨버터는, 직렬 또는 병렬 통신을 통해 상기 MCU에 상기 제1레졸버 절대각과 상기 제2레졸버 절대각을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1상은, U상, -U상, V상, -V상, W상 또는 -W상이며, 산식의 간소화를 위해 바람직하게 U상 또는 -U상일 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제2상은, 상기 제1상과는 다른 하나의 상이며, 바람직하게 V상 또는 -V상일 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 인버터의 레졸버 옵셋 보정 방법은, a) MCU의 제어에 따라 전동기 회전자를 제1상에 대하여 강제 정렬시키는 단계와, b) 상기 전동기 회전자가 제1상에 대하여 강제 정렬된 상태에서 레졸버를 이용하여 회전자의 절대각을 검출하는 단계와, c) 전동기 회전자를 제1상과는 다른 제2상에 대하여 강제 정렬시키는 단계와, d) 상기 회전자가 제2상에 대하여 강제 정렬된 상태에서 레졸버에서 회전자의 절대각을 검출하는 단계와, e) 상기 b)단계와 d)단계에서 각각 검출된 레졸버의 절대각들 및 상기 a) 단계와 c) 단계에서 각각 검출된 제1상의 전기각과 제2상의 전기각을 이용한 아래의 수학식 1을 통해 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

[수학식 1]

n은 레졸버 극수에 대한 전동기 극수의 비

본 발명의 실시예에서, 상기 제1상의 레졸버 절대각과 제2상의 레졸버 절대각은, 상기 레졸버의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환한 R/D 컨버터의 출력일 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1상의 레졸버 절대각과 제2상의 레졸버 절대각은, 상기 R/D 컨버터의 증분신호인 A/B 펄스로 상기 MCU에 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1상의 레졸버 절대각과 제2상의 레졸버 절대각은, 상기 R/D 컨버터에서 직렬 또는 병렬 통신을 통해 상기 MCU에 제공될 수 있다.

본 발명은 레졸버의 출력각을 이용하여 레졸버의 극수를 산출함으로써, 극수를 모르는 레졸버와 극수를 알고 있는 전동기 사이의 옵셋을 검출할 수 있어, 불특정 레졸버가 적용된 전동기의 제어에서도 옵셋을 보정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 옵셋의 산출과 보정에 레졸버의 절대각을 사용함으로써, 복잡한 산식을 간소화할 수 있어 보다 정확한 보정이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인버터의 레졸버 옵셋 보정 장치의 구성도이다.
도 2는 레졸버의 절대각과 회전자의 전기각의 비교 그래프이다.
도 3은 n이 2인 경우 레졸버 절대각과 회전자 전기각의 관계 그래프이다.
도 4는 n이 0.5인 경우 레졸버 절대각과 회전자 전기각의 관계 그래프이다.
도 5는 본 발명 인버터의 레졸버 옵셋 보정 방법을 보인 순서도이다.

본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성요소는 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.

'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 인버터의 레졸버 옵셋 보정 장치 및 방법에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인버터의 레졸버 옵셋 보정 장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면 본 발명은, 전동기(10)의 회전자 위치를 검출하는 레졸버(20)의 검출신호를 수신하여 디지털신호로 변환하여 출력하는 레졸버 디지털 컨버터(R/D Converter, 이하 R/D 컨버터라 칭함, 30)와, 상기 R/D 컨버터(30)의 출력신호를 수신하고, 상기 전동기(10)의 구동 전류를 피드백 받아 구동 지령을 출력하는 마이크로 컨트롤러 유닛(이하, MCU라 약칭함, 40)과, 상기 MCU(40)의 구동 지령에 따라 게이트 구동신호를 출력하는 게이트 구동부(50)와, 교류전원(60)을 정류하는 정류부(70)와, 상기 정류부(70)의 전압을 평활하는 평활부(80)와, 상기 게이트 구동부(50)의 게이트 구동신호에 따라 전동기(10)의 각 상에 전류를 공급하는 인버터부(90)를 포함한다.

특히, 본 발명의 MCU(40)는 레졸버(20)의 극수를 알 수 없는 경우, 전동기(10)의 회전자가 순차적으로 서로 다른 두 개의 상에 대하여 위치를 강제 정렬 할 수 있도록 하는 지령을 출력한다.

좀 더 구체적으로, MCU(40)는 게이트 구동부(50)를 제어하여 인버터부(90)를 통해 U상(R, A 또는 X상으로 표기될 수 있음)에만 전류가 흐르도록 하는 제어를 수행하여 전동기(10)의 회전자가 U상에 강제 정렬되도록 한다.

이때 전동기(10)의 회전자의 위치를 검출한 레졸버(20)의 출력신호는 R/D 컨버터(30)에 입력된다.

또한, MCU(40)는 다시 게이트 구동부(50)를 제어하여 인버터부(90)를 통해 U상과는 120도 차이가 나는 V상(S, B 또는 Y로 표기될 수 있음)에만 전류가 흐르도록 하여, 전동기(10)의 회전자가 V상에 강제 정렬되도록 한다.

이때의 전동기(10) 회전자 위치는 레졸버(20)를 통해 검출되어 R/D 컨버터(30)에 제공된다.

이처럼 두 개의 다른 상에 대한 전동기(10) 회전자의 강제 정렬을 통해 두 개의 수식을 얻을 수 있다.

[수학식 1]

0도 = n(θres1 + θoffset)

[수학식 2]

120도 = n(θres2 + θoffset)

위의 수학식 1은 앞서 설명한 바와 같이 MCU(40)의 제어에 의해 전동기(10)의 회전자가 U상 강제 정렬된 상태식, 이때 전동기(10) 회전자의 기계적인 위치는 0도인 것으로 한다.

위의 수학식 1에서 θres1는 U상 강제 정렬 상태에서 레졸버(20)에서 검출된 회전자의 각이며, θoffset은 실제 전동기(10) 회전자의 위치와 레졸버(20)에서 검출된 회전자의 각의 옵셋이다.

또한, n은 레졸버(20)의 극수에 대한 전동기(10) 극수의 비이다.

그리고 수학식 2는 MCU(40)의 제어에 의해 전동기(10)의 회전자가 V상 위치에 강제 정렬된 상태식이며, 전동기(10) 회전자의 기계적 위치는 120도가 된다.

θres2는 회전자가 V상 위치에 강제 정렬된 상태에서 레졸버(20)에서 검출된 회전자의 각이다.

레졸버(20)에서 검출되는 회전자의 각은 sin, cos 함수로 표현될 수 있는 아날로그 신호이며, 이는 R/D 컨버터(30)에서 디지털 신호로 변환된다.

R/D 컨버터(30)에서 변환된 신호들은 MCU(40)로 제공된다.

이때, R/D 컨버터(30)의 출력은 로터리 엔코더와 같이 A/B 펄스를 출력함과 아울러 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 또는 병렬 통신을 통해 레졸버 절대각을 MCU(40)로 송신할 수 있다.

A/B 펄스는 증분신호이며 통상 엔코더는 기계적 움직임을 표시하기 위하여 A상과 B상의 신호를 이용하여 다수의 상태 수를 표시한다. 이때의 상태 수는 반복된다.

이를 위하여 A상 펄스와 B상 펄스는 90도 차이가 나게 되며, 이동량은 A상 또는 B상의 펄스를 계수하여 알 수 있으며, 이동 방향은 A상과 B상의 위상 관계로부터 확인할 수 있다.

상기 R/D 컨버터(30)는 레졸버의 1회전당 설정된 수의 펄스를 출력하도록 할 수 있으며, 이때 생성된 펄스를 MCU(40)로 제공하여 레졸버에서 검출된 회전자의 이동량과 방향을 MCU(40)에서 확인할 수 있도록 한다.

상기 n의 값을 설정하는 이유에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 레졸버의 절대각과 회전자의 전기각의 비교 그래프이다.

도 2의 파형은 앞서 언급한 R/D 컨버터(30)에서 디지털 신호로 변환된 결과를 도시한 것이며, 레졸버(20)는 4극이고, 전동기(10)는 8극인 예를 도시하였다.

위의 수학식 1과 수학식 2에서와 같이 회전자의 전기각은 레졸버(20)의 절대각에 옵셋을 더하여 산출할 수 있지만, 레졸버(20)가 4극이고 전동기(10)가 8극인 상태에서는 n의 값을 더 곱해주어야 정확한 기계각을 얻을 수 있다.

도 3은 n이 2인 경우 레졸버 절대각과 회전자 전기각의 관계 그래프이다.

이에 도시한 바와 같이 레졸버 절대각이 0도인 경우 회전자 전기각은 0도이며, 레졸버 절대각이 180도인 경우에도 회전자 전기각은 0도가 되며, 따라서 레졸버의 출력인 검출각에 대한 회전자 전기각의 값을 항상 알 수 있게 된다.

이러한 관계는 도 2의 그래프에서도 확인할 수 있다.

만약 n이 4인 경우라면 레졸버 절대각이 0도, 90도, 180도, 360도(0도와 동일)에서 회전자 전기각이 0도가 된다.

따라서 전동기(10)의 극수를 알고 있는 상태에서, 레졸버(20)의 극수를 알아야 검출된 레졸버 절대각에 대한 회전자 전기각을 알 수 있다.

만약, 도 4와 같이 n이 0.5인 경우를 가정할 때에는 레졸버 전기각에 대한 회전자 전기각의 값이 두 개가 되기 때문에 어떤 값인지 판별할 수 없게 된다.

이처럼 n의 값을 구하기 위하여 레졸버의 극수를 산출할 필요가 있다.

상기 수학식 1을 이용하면 θoffset과 θres1의 관계를 확인할 수 있다.

n은 0이 아닌 수이며, 수학식 1을 만족하기 위해서는 θoffset은 -θres1이라는 등식이 성립함을 알 수 있다.

이를 수학식 2에 대입하면, 아래의 수학식 3을 얻을 수 있다.

[수학식 3]

수학식 3은 n을 V상 위치각인 120도를 레졸버(20)의 두 절대각(θres2, θres1)의 차로 나눈 값이 됨을 나타낸다.

계산상 상기 θres1의 절대값이 θres2의 절대값에 비하여 큰 경우 n은 음수가 되지만, 이는 인버터부(90)의 출력이 양의 시퀀스일 때, 레졸버 절대각이 감소한다는 의미이고, 앞서 설명한 R/D 컨버터(30)의 출력에서 A상에 비하여 B상이 90도 앞서게 되는 것을 의미할 뿐이다. B상이 A상보다 앞서는 경우 회전의 방향이 반대임을 뜻한다.

상기 MCU(40)는 앞서 수학식 3에서 θres1과 θres2의 값을 R/D 컨버터(30)의 A/B 펄스 또는 통신을 통해 수신하여 알고 있으며, 따라서 n의 값을 산출할 수 있게 된다.

U상 정렬시 레졸버(20)에서 검출한 절대각 θres1의 값이 35이고, V상 정렬시 레졸버(20)에서 검출한 절대각인 θres2의 값이 95라고 가정하면, 상기 수학식 3에서 n의 값은 2가 된다.

이때, 옵셋(θoffset)은 -35가 되며, 전동기(10)의 극수가 4인 경우, 레졸버(20)의 극수는 2가 된다.

이와 같은 과정을 통해 미지의 수인 레졸버(20)의 극수를 확인할 수 있으며, 옵셋 값도 쉽게 검출이 가능하게 된다.

이처럼 검출된 레졸버(20)의 극수 정보와 옵셋을 이용하여 MCU(40)는 옵셋을 보정하게 된다.

위의 예들에서는 U상과 V상에 대하여 전동기(10) 회전자를 강제 정렬시키는 것으로 설명하였으나, -U상, W상 등 서로 다른 두 상에 대하여 회전자를 강제 정렬시키고, 이때의 레졸버 절대각을 검출함으로써, 레졸버(20)의 극수와 옵셋을 산출할 수 있다.

또한, 본 발명은 삼각함수 형태의 레졸버 출력을 직접 이용하지 않고, R/D 컨버터(30)의 출력을 이용하여, 옵셋을 산출하기 때문에 산식을 간략화할 수 있다.

도 5는 본 발명 인버터의 레졸버 옵셋 보정 방법을 보인 순서도이다.

도 5를 참조하면 본 발명 인버터의 레졸버 옵셋 보정 방법은, 전동기(10) 회전자를 제1상에 대하여 강제 정렬시키는 단계(S51)와, 회전자가 제1상에 대하여 강제 정렬된 상태에서 레졸버(20)에서 회전자의 절대위치를 확인하는 단계(S52)와, 전동기(10) 회전자를 제1상과는 다른 제2상에 대하여 강제 정렬시키는 단계(S53)와, 상기 회전자가 제2상에 대하여 강제 정렬된 상태에서 레졸버(20)에서 회전자의 절대위치를 확인하는 단계(S54)와, 상기 S52단계와 S54단계에서 확인된 레졸버(20)의 회전자 절대위치 값을 이용하여 레졸버(20)의 극수 및 옵셋을 산출하는 단계(S55)를 포함한다.

이와 같은 본 발명의 방법을 좀 더 상세히 살펴보면, 먼저 S51 단계에서 MCU(40)는 U상 또는 -U상 등 전동기(10)의 특정한 제1상에만 선택적으로 전류가 흐르도록 게이트 구동부(50)를 제어하고, 인버터부(90)는 전동기(10)의 제1상에 전류를 공급한다.

따라서 제1상의 위치에 전동기(10)의 회전자가 강제 배열되며, S52단계에서 레졸버(20)는 고정된 회전자의 각을 검출하여 R/D 컨버터(30)로 제공하고, R/D 컨버터(30)는 레졸버(20)의 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여, A/B 펄스 또는 통신을 통해 MCU(40)로 제공한다.

그 다음, S53단계와 같이 MCU(40)는 상기 제1상과는 다른 제2상에만 선택적으로 전류를 공급할 수 있도록 게이트 구동부(50)를 제어하며, 인버터부(90)는 전동기(10)의 제2상에만 전류를 공급하여, 회전자를 제2상에 강제 배열한다.

그 다음, S54단계와 같이 레졸버(20)는 제2상의 위치에 고정된 회전자의 각을 검출하여 R/D 컨버터(30)로 제공하고, R/D 컨버터(30)는 제2상 위치의 회전자에 대한 레졸버 절대각 정보를 MCU(40)에 제공한다.

그 다음, MCU(40)는 S52단계와 S53단계에서 확인된 두 레졸버 절대각(θres1, θres2)를 이용하여 레졸버(20) 극수에 대한 전동기(10) 극수인 n의 값을 구함과 아울러 옵셋을 구할 수 있다.

구체적으로 n의 값을 구하는 식은 다음의 수학식 4로 표현될 수 있다.

[수학식 4]

위의 수학식 4는 앞서 설명한 수학식 1 내지 수학식 3을 일반화한 것이다.

좀 더 구체적으로 제1상의 회전자 전기각을 x1, 제2상의 회전자 전기각을 x2로 하면, 수학식 1은 x1 = n(θres1+θoffset)으로 표현할 수 있고, 이를 θoffset에 대한 방정식으로 풀면 θoffset = (x1/n) - θres1이 된다.

수학식 2에 제2상의 회전자 전기각 x2를 대입하면, 수학식 2는 x2 = n(θres2+θoffset)가 된다.

이에 대하여 앞서 구한 θoffset을 대입하면, x2 = n(θres2 + (x1/n) -θres1)의 식이 된다.

이를 n에 대하여 정리하면, n = (x2-x1)/θres2-θres1)으로 표현될 수 있다.

여기서 n은 레졸버의 극수에 대한 전동기의 극수이며, 전동기의 극수를 알고 있으면, 다른 모든 수는 검출 가능한 상수이므로, 레졸버의 극수를 확인할 수 있다.

만약 전동기의 극수를 모르는 경우에도, 레졸버의 극수에 대한 전동기의 극수를 알 수 있어, 이를 적용 가능하다.

이처럼 본 발명은 간단한 수식을 사용하여 사양을 알 수 없는 레졸버의 극수를 쉽게 알 수 있게 된다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10:전동기 20:레졸버
30:R/D 컨버터 40:MCU
50:게이트 구동부 90:인버터부

Claims

전원의 공급시 전동기의 제1상과 제2상 각각에 대하여 회전자를 강제 정렬시키는 전류 제어를 수행함과 아울러 수신된 제1상과 제2상에 대한 레졸버 절대각을 이용하여 레졸버의 극수를 산출하는 MCU;
상기 MCU의 전류 제어에 의해 회전자가 정렬되는 전동기의 회전자 위치 정보를 검출하는 레졸버; 및
상기 레졸버에서 검출된 회전자 위치 정보를 디지털 신호로 변환하여 상기 MCU에 제1상과 제2상 각각에 대한 레졸버 절대각을 제공하는 R/D 컨버터를 포함하며,
상기 MCU는 아래의 수학식 1을 이용하여 레졸버 극수를 산출하는 인버터의 레졸버 옵셋 보정 장치.
[수학식 1]
n = (제2상의 회전자 전기각 - 제1상의 회전자 전기각)/(제2상의 레졸버 절대각 - 제1상의 레졸버 절대각)
n은 레졸버 극수에 대한 전동기 극수의 비
제1항에 있어서,
상기 R/D 컨버터는,
증분신호인 A/B 펄스로 상기 MCU에 상기 제1상의 레졸버 절대각과 상기 제2상의 레졸버 절대각을 제공하는 인버터의 레졸버 옵셋 보정 장치.
제1항에 있어서,
상기 R/D 컨버터는,
직렬 또는 병렬 통신을 통해 상기 MCU에 상기 제1상의 레졸버 절대각과 상기 제2상의 레졸버 절대각을 제공하는 인버터의 레졸버 옵셋 보정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1상은,
U상, -U상, V상, -V상, W상 또는 -W상이며,
산식의 간소화를 위해 U상 또는 -U상인 것을 특징으로 하는 인버터의 레졸버 옵셋 보정 장치.
제4항에 있어서,
상기 제2상은,
상기 제1상과는 다른 하나의 상이며,
바람직하게 V상 또는 -V상인 것을 특징으로 하는 인버터의 레졸버 옵셋 보정 장치.
a) MCU의 제어에 따라 전동기 회전자를 제1상에 대하여 강제 정렬시키는 단계;
b) 상기 전동기 회전자가 제1상에 대하여 강제 정렬된 상태에서 레졸버를 이용하여 회전자의 절대각을 검출하는 단계;
c) 전동기 회전자를 제1상과는 다른 제2상에 대하여 강제 정렬시키는 단계;
d) 상기 회전자가 제2상에 대하여 강제 정렬된 상태에서 레졸버에서 회전자의 절대각을 검출하는 단계; 및
e) 상기 b)단계와 d)단계에서 각각 검출된 레졸버의 절대각들 및 상기 a) 단계와 c) 단계에서 각각 검출된 제1상의 전기각과 제2상의 전기각을 이용한 아래의 수학식 1을 통해 산출하는 단계를 포함하는 인버터의 레졸버 옵셋 보정 방법.
[수학식 1]
n = (제2상의 회전자 전기각 - 제1상의 회전자 전기각)/(제2상의 레졸버 절대각 - 제1상의 레졸버 절대각)
n은 레졸버 극수에 대한 전동기 극수의 비
제6항에 있어서,
상기 제1상의 레졸버 절대각과 제2상의 레졸버 절대각은,
상기 레졸버의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환한 R/D 컨버터의 출력인 것을 특징으로 하는 인버터의 레졸버 옵셋 보정 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1상의 레졸버 절대각과 제2상의 레졸버 절대각은,
상기 R/D 컨버터의 증분신호인 A/B 펄스로 상기 MCU에 제공되는 인버터의 레졸버 옵셋 보정 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1상의 레졸버 절대각과 제2상의 레졸버 절대각은,
상기 R/D 컨버터에서 직렬 또는 병렬 통신을 통해 상기 MCU에 제공되는 인버터의 레졸버 옵셋 보정 방법.