KR970063897A - 벡터 제어형 인버터를 통해 유도 모터의 토크를 제어하는 장치 및 방법 - Google Patents

벡터 제어형 인버터를 통해 유도 모터의 토크를 제어하는 장치 및 방법 Download PDF

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상기 유도 모터에 대한 벡터 제어를 이행하기 위해 사용된 슬립 주파수를 계산하도록 배치된 슬립 주파수 계산기 및 상기 유도 모터의 2차 저항 내의 온도 변화에 의해 상기 슬립 주파수를 교정하도록 배치된 2차 저항 보상 회로를 갖는 벡터 제어형 인버터를 통해서 유도 모터의 토크를 제어하는 장치 및 방법에 있어서, 기본적으로 누설 인덕턴스(Lσ)가 표피 효과 현상으로 인해 비선형적으로 변화하는 경우 2차 저항 보상 회로의 출력에서 나타난 에러 성분을 유도하기 위해 표피 효과 교정 회로가 첨가된다.

Description

벡터 제어형 인버터를 통해 유도 모터의 토크를 제어하는 장치 및 방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명에 따른 제1양호한 실시예의 유도 모터의 토크를 제어하는 장치의 회로 블럭 다이어그램.

Claims (13)

  1. 벡터 제어형 인버터를 통해 유도 모터의 토크를 제어하는 장치에 있어서: a) 상기 유도 모터의 로터의 속도(ωr)를 검출하도록 배치된 검출기; b) 상기 검출된 로터 속도(ωr)로부터 상기 유도 모터의 출력 주파수(ω1)를 계산하도록 배치된 출력 주파수 계산기; c) 상기 유도 모터와 동등한 모델을 가지며 토크 전류 인스트럭션(1T★), 2차 자속 인스트럭션(λ2d ★) 및 출력 주파수(ω1)으로부터 적어도 상기 모델의 2차 유도 전압(E2 ★)을 계산하도록 배치된 모델 계산기; d) 상기 유도 모터의 1차 전압 및 전류로부터 적어도 2차 유도 전압(E2 ★)을 계산하도록 배치된 유도 전압 및 자속 계산기; e) 상기 유도 전아 및 자속 계산기와 상기 모델 계산기에 의한 상기 계산된 2차 유도 전압들 간의 편차를 유도하고 상기 편차로부터 상기 유도 모터의 2차 저항의 변량에 상응하는 에러 특성 변수를 1차원 성분으로서 추출하여 출력하도록 배치된 에러 특성 변수 추출 회로; f)상기 2차 자속 인스트럭션(λ2d ★), 상기 토크 전류 인스트럭션(1T★), 및 상기 유도 모터의 2차 저항(R2′)으로부터 슬립 주파수(ωs)를 계산하도록 배치된 슬립 계산기; 및 g) 상기 에러 특성 변수 추출 회로의 출력 변수에 따라 상기 유도 모터의 2차 저항의 온도 변량에 의해 상기 유도 모터에 대한 벡터 제어를 이행하기 위해 사용된 상기 슬립 계산기의 슬립 주파수 계산을 교정하도록 배치된 보상 회로를 포함하되, 상기 장치는 비선형 함수 테이블을 가지며 상기 유도 모터의 로터의 상기 검출된 속도(ωr)및 상기 토크 전류 인스트럭션(1T★) 또는 토크 인스트럭션(Trq) 중에 적어도 어느 하나에 상응하는 상기 비선형 함수 테이블로부터 표피 효과로 인해 상기 유도 모터의 누설 인덕턴스가 비선형적으로 변화하는 경우 상기 보상 회로의 출력에서 나타난 에러 성분을 유도하도록 배치된 표피 효과 교정 회로, 및 상기 표피 효과 교정 회로의 상기 출력된 에러 성분을 상기 에러 특성 변수 추출 회로의 상기 출력 변수에 가산하도록 배치된 가산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 모터의 토크 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유도 모터의 상기 로터에 접속된 로드 설비; 상기 유도 모터의 로드 토크를 검출하도록 배치된 토크 검출기; 및 상기 유도 모터의 상기 검출된 로드 토크와 상기 토크 인스트럭션(Trq)을 비교하고 상기 표피 효과 교정 회로 내의 상기 비선형 함수 테이블을 교정하도록 튜닝시켜서, 상기 로드 토크가 상기 로드 설비로부터 상기 유도 모터로 인가되는 경우에 상기 유도 모터의 상기 검출된 로드 토크가 상기 토크 인스트럭션(Trq)과 일치하도록 배치된 토크 제어 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 모터의 토크 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 다른 비선형 함수 테이블을 가지며 상기 로터의 검출된 속도(ωr)및 상기 토크 전류 인스트럭션(1T★) 또는 상기 토크 인스트럭션(Trq) 중에 적어도 어느 하나에 따른 상기 다른 비선형 함수 테이블로부터 상기 표피 효과로 인해 상기 유도 모터의 상기 2차 저항이 비선형적으로 변화하는 경우 상기 2차 저항의 변량 성분을 유도하도록 배치된 표피 효과 전이 성분 교정 회로; 및 상기 표피 효과 전이 성분 교정 회로의 출력의 승수로 상기 보상 회로의 출력을 승산하도록 배치된 승산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 모터의 토크 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 표피 효과 전이 성분 교정 회로의 출력을 1의 이득으로 스위칭하도록 배치된 스위치; 상기 유도 모터의 상기 로터에 접속된 로드 설비; 상기 유도 모터의 로드 토크를 검출하도록 배치된 토크 검출기; 및 상기 유도 모터의 상기 검출된 로드 토크와 상기 토크 인스트럭션(Trq)을 비교하고 상기 표피 효과 교정 회로 내의 상기 비선형 함수 테이블을 교정하도록 튜닝하여서, 상기 로드 토크가 상기 로드 설비로부터 상기 유도 모터로 인가될 때 상기 유도 모터의 상기 검출된 로드 토크가 상기 토크 인스트럭션(Trq)과 일치하고, 상기 표피 효과 교정 회로 내의 상기 비선형 함수 테이블이 상기 토크 제어 회로의 출력에 따라 튜닝될 때 상기 표피 효과 전이 성분 교정 회로 내의 다른 비선형 함수가 상기 승산기의 출력에 따라 튜닝하도록 배치된 토크 제어 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 모터의 토크 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 표피 효과 교정 회로 내의 상기 비선형 함수 테이블은 상기 유도 모터의 상기 로터의 상기 입력된 검출 속도(ωr) 및 상기 입력된 토크 전류 인스트럭션(1T★)에 상응하는 2개의 측방향 축들과 상기 에러 특성 변수 추출 회로의 상기 출력 변수와 동일한 단위(unit)를 갖는 상기 에러 성분에 상응하는 세로축을 갖는 2차원 테이블인 것을 특징으로 하는 유도 모터의 토크 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 표피 효과 교정 회로의 상기 출력 에러 성분은 보간을 사용하여 상기 비선형 함수 테이블로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 유도 모터의 토크 제어 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 표피 효과 교정 회로의 상기 출력 에러 성분은 상기 함수의 근사를 사용하여 상기 비선형 함수 테이블로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 유도 모터의 토크 제어 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 표피 효과 교정 회로 내의 상기 비선형 함수 테이블은 상기 유도 모터 로터의 검출된 속도(ωr) 및 상기 토크 전류 인스트럭션(1T★)에 상응하는 x-y좌표와 상기 에러 특성 변수 추출 회로의 상기 출력 변수들과 동일한 단위를 갖는 상기 표피 효과 교정 회로의 상기 출력 에러 성분에 상응하는 z축을 갖는 3차원 테이블인 것을 특징으로 하는 유도 모터의 토크 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 에러 특성 변수 추출 회로의 상기 출력 변수는 상기 2차 유도 전압 편차인 것을 특징으로 하는 유도 모터의 토크 제어 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 유도 전압 및 자속 계산 회로는 상기 2차 유도 전압(E2)의 적분으로서 2차 자속(λ2,λ2d,λ2q)을 더 계산하고, 상기 모델 게산기는 상기 검출된 로터 속도(ωr), 상기 토크 전류 인스트럭션(1T★)및 여자 전류 인스트럭션(I0★)으로부터 2차 자속(λ★ 2,λ★ 2d,λ★ 2q)을 더 계산하며, 상기 에러 특성 변수 추출 회로의 상기 출력 변수는 2차 자속 편차인 것을 특징으로 하는 유도 모터의 토크 제어 장치.
  11. 제4항에 있어서, 상기 표피 효과 전이 성분 교정 회로 내의 상기 다른 비선형 함수 테이블을 튜닝하는 튜닝 동작 후에, 상기 스위치는 상기 표피 효과 전이 성분 교정 회로의 출력 단부를 상기 승산기에 접속시키기 위해 전환되는 것을 특징으로 하는 유도 모터의 토크 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 토크 제어 회로는 상기 토크 검출기에 의해 검출된 상기 로드 토크로부터 상기 토크 인스트럭션(Trq)을 감산하도록 배치된 감산기, 및 상기 감산기에 의한 감산 결과에 따라 상기 표피 효과 교정 회로의 상기 출력 변수를 상기 테이블을 통해서 유도하도록 배치된 2차원 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 모터의 토크 제어 장치.
  13. 벡터 제어형 인버터를 통해 유도 모터의 토크를 제어하는 방법에 있어서: a)상기 유도 모터의 로터의 속도(ωr)를 검출하는 단계; b)상기 검출된 로터 속도(ωr)로부터 상기 유도 모터의 출력 주파수(ω1)를 계산하는 단계; c) 상기 유도 모터와 동등한 모델을 가지며 토크 전류 인스트럭션(1T★), 2차 자속 인스트럭션(λ2d ★) 및 출력 주파수(ω1)으로부터 적어도 상기 모델의 2차 유도 전압(E2 ★)을 계산하는 단계; d) 상기 유도 모터의 1차 전압 및 전류로부터 적어도 2차 유도 전압(E2 ★)을 계산하는 단계; e) 상기 단계 d)및 c)에서 계산된 상기 2차 유도 전압들 간의 편차를 유도하고 상기 편차로부터 상기 유도 모터와 2차 저항의 변량에 상응하는 에러 특성 변수를 1차원 성분으로서 추출및 출력하는 단계; f)상기 2차 자속 인스트럭션(λ2d ★), 상기 토크 전류 인스트럭션(1T★), 및 상기 유도 모터의 2차 저항(R2′)으로부터 슬립 주파수(ωs)를 계산하는 단계; 및 g) 상기 단계 e)에서의 출력 변수에 따라 상기 유도 모터의 2차 저항의 온도 변량에 의해 상기 유도 모터에 대한 벡터 제어를 이행하기 위해 사용된 슬립 주파수 계산을 교정하는 단계를 포함하되, 상기 방법 h) 비선형 함수 테이블을 제공하는 단계; i) 상기 유도 모터의 로터의 상기 검출된 속도(ωr)및 상기 토크 전류 인스트럭션(1T★) 또는 상기 트크 인스트력션(Trq)중에 적어도 어느 하나에 상응하는 상기 비선형 함수 테이블로부터 표피효과로 인해 상기 유도 모터의 누설 인덕턴스가 비선형적으로 변화하는 경우 상기 보상 회로의 출력에서 나타난 에러 성분을 유도하는 단계; 및 j) 상기 출력된 에러 성분을 상기 단계 e)에서 출력된 상기 출력 변수들에가산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 모터의 토크 제어 방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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