KR940004958B1 - 유도 전동기의 속도 제어방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유도 전동기의 속도 제어방법

제1도는 종래의 전동기 속도 제어 회로의 블록 구성도.

제2도는 본 방명에 따른 인버터의 블록 구성도.

제3도는 본 발명에 따른 속도 제어기의 블록 구성도

제4도는 본 발명 유도 전동기의 속도 제어 방법의 제어 흐름도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 감산기 2 : 비례 연산부

3 : 적분 연산부 4 : 가산기

7 : 속도 제어기 8 : 전류 제어기

9 : 파워 변환기 10 : 전동기 및 부하

본 발명은 전동기의 속도 제어에 관한 것으로, 특히 속도 지령 또는 부하 토오크의 급변시에 발생할 수 있는 전동기 속도의 전동을 억제하는데 적당하도록 한 유도 전동기의 속도 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 종래의 전동기 속도 제어 회로는 제1도에 도시한 바와 같이 전동기의 속도 명령신호(W_R ^*)와 현재 전동기의 속도 신호(W_R)를 일정한 비례상수(K_P)로 승산함과 아울러 적분기(3)를 통해 출력하여 가산기(4)에서 서로 가산하고 이를 제어기(7)에 입력하여 토오크 신호가 발생되도록 구성되어 있다.

상기와 같은 전동기 속도 제어회로의 구성에 대하여 그 동작 및 문제점을 제2도의 블록 선도와 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기회로는 속도 명령(W_R ^*)을 인가하였을 때 전동기로 부터 피이드백되어 오는 속도 (W_R)가 상기 명령값(W_R ^*)에 일치하여 속도 오차(△W_R)가 제로가 되도록 동작시키는데 상기 속도 오차(△W_R)를 제로로 만들기 위한 토오크 지령을 발생하는 방법은

[수학식]

와 같다.

즉, 상기 식에서은이 생길 때 속도 오차에 비례하여 토오크 지령값()을 만들고 전동기하는 속도에 도달하였을 때는 상기이 제로가 되어 비례항 KP△WR 성분의 토오크 지령갑은 없게된다. 그리고 상기 식(1)에서 적분항인는 속도 오차을 계속 누적하여 비례항인이 제로가 되는 정상 상태에서도 적분값은 계속 남아 토오크 지령를 만들게 된다. 그리고 상기 식(1)의 출력이 어느 값이상으로 커지는 것을 방지하기 위하여 제1도에서와 같이 제어기(7)를 사용하여 제어한다.

그러나 상기와 같은 회로는 속도 오차이 커질 때에 비례항과 적분항의 값이 모두 커져서 큰 값의 토오크지령가 발생하며, 상기 속도오차가 적은 값이라도 적분항은 이 값을 적분하여 시간의 경과에 따라 계속 누적하기 때문에 원하는 값 이상의 토오크 지령을 발생하여 필요 이상으로 전동기를 진동시킴에 따라 전동기를 정밀하게 제어할 수 없게 된다.

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래 전동기의 속도 제어회로에 따르는 결함을 감안하여 속도 제어기의 비례항과 적분항을 속도 오차에 따라 변화시키며 제어를 하여 전동기의 진동이 억제되도록 창안한 것으로 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 속도 제어기를 포함하는 인버터의 블록 구성도로서 속도 지령()과 전동기의 속도 신호()를 속도 제어기(7)에 인가하고 그 출력()을 전류 제어기(8)에 인가하며 상기 전류 제어기(8)의 출력으로 제어기 모터(M1)를 제어하도록 구성한다.

한편, 제3도는 본 발명에 따른 속도 제어기의 블록 선도로서 이에 도시한 바와 같이 전동기에 대한 속도지령()을 전동기의 속도 신호 (W_R)와 함께 감산하여 속도 오차()를 구한 다음 이 신호()를 비례항 및 적분항의 연산을 통해 처리하고 다시 그 출력신호() 가산기(4)에서 가산한 다음 전류제어기(7)를 통해 토오크 신호()의 진폭을 제어하도록 구성한다.

상기와 같이 구성한 본 발명의 회로에 대하여 그 동작 및 작용효과를 제4도의 제어 흐름도와 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

모터 속도의 지령치와 실제 모터의 속도 W_R을 입력으로하여 필요한 토오크 전류 지령()를 속도제어기(7)를 통해 출력하고 전류제어기(8)는 상기 토오크 전류()를 입력으로 하여 실제 전류()가 지령과 일치하도록 트랜지스터 모듈(9)에 지령을 인가하여 모터(M1)에 전류가 흐르게 하는데 이를 제3도의 블록 선도를 통해 설명하면 속도 지령()로 실제 속도 W_R이 추종하도록 하기 위해 출력하는 토오크지령()는 속도 오차를 입력받아 아래와 같은 식을 산출한다.

[수학식]

상기 식(2),(3)에서와는의 값에 따라 변화하는의 종속변수이며 이는 제5도와 같은 흐름도에 의해 제어되는데 먼저 토오크 지령 전류를 출력하고 상기가 제한값보다 적을때에는 제한 상태 표시 리미트(Limit)가 온인지를 판단하여 제한 상태가 종래와 같은 방식으로 사용하며 여기서 제한 상태는가 상기보다 증가한 후(Limit)=온이 되고 상기가의 80% 이하가 된 후에야 오프되는 상태를 의미한다. 그리고 상기의 절대값이 상기보다 커지면 다시가 제로보다 큰지를 판별하여 크면 그 크기를 상기로 제한하고 작으면 그 값을 -로 한 후 리미트를 온시킨다. 그리고 계속하여 비례정수를 2배의 크기로 하고를 0.5배로 한다. 이렇게 하면에 포함된 적분항값은 줄어들게 되고의 값은 커지게 되어 속도 오차이 감소하여가이하의 값으로 복귀할 때 과도 진동을 일으키는 요인이 되는의 값이 작기 때문에 과도진동의 저감 효과를 발휘하게 된다. 그리고의 값이의 80% 이하가 되면 다시 비례항와 적분항를 원래의 이득인 K_P와 K₁로 각각 복귀시키게 된다.

따라서 상기가보다 작을 경우에는로 유지시키고가보다 클 경우에는 상기값을 키워서의 비중을보다 크게하여가보다 작아지는 경우를 대비하며, 따라서가보다 작아지면값이 적은 상태이므로 과도 상태가 저감되어 속도의 제어가 가능하게 된다.

이상에서의 같이 본 발명은 속도 제어기의 비례항과 적분항을 속도 오차에 따라 변화시키며 제어를 하여 전동기의 진동이 억제되도록 해준다.

Claims (4)

1. 전동기에 대한 토오크 전류()를 독립변수로하여 그에 따른 종속변수(K_P)를 구하고 이를 속도오차()와 승산하여 제1토오크 제어신호()를 구하고, 토오크 신호()와 상기 제1토오크 제어신호()로 부터을 연산하여 제2토오크 제어신호()를 발생시킨 다음 상기 두 신호(,)를 합산하고 그 진폭의 절대치를 일정 진폭 이하로 제한하여 전동기에 대한 토오크 제어신호()를 발생시키는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 속도 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 제1토오크 제어신호는()는 그 절대치가 제한치() 이상이면 제한치로 고정한 다음 제2토오크 제어신호()와 합산하여 토오크 신호()를 생성하고 생성된 토오크 신호()가 제한치()이상일 때에는 그 절대치를 제한치()로 설정한 다음 상기 제1토오크 제어신호()의 종속 변수를 2배로 하고 제2토오크 신호()에 대한 종속 변수를 1/2배하여 토오크 제어신호 ()를 생성하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 속도 제어 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기토오크 제어신호()는 그 크기에 대한 한계가 설정되어 있을 경우 생성된 토오크 제어신호()의 절대치가 제한치()이하이고 제한치()의 0.8배 이상이면 상기 제1토오크 제어신호()의 종속 변수를 2배로 하고 제2토오크 제어신호()에 대한 종속변수를 1/2배하여 토오크 제어신호()를 생성하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 속도 제어방법.
4. 제1항에 있어서, 토오크 제어신호()는 그 크기에 대한 한계가 설정되어 있지 않고 그 진폭의 절대치가 제한치()이하이면 상기 제1토오크 제어신호()에 대한 종속 변수와 제2토오크 제어신호()에 대한 종속 변수를 승산처리하지 않고 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 속도 제어방법.