(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2008년07월09일
(11) 등록번호 10-0845110
(24) 등록일자 2008년07월02일
(51) Int. Cl.
H02P 21/14 (2006.01) H02P 21/00 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2006-0138968
(22) 출원일자 2006년12월29일
심사청구일자 2006년12월29일
(65) 공개번호 10-2008-0062830
(43) 공개일자 2008년07월03일
(56) 선행기술조사문헌
KR1020030004641 A
(73) 특허권자
엘에스산전 주식회사
경기도 안양시 동안구 호계동 1026-6
(72) 발명자
변성훈
경기도 군포시 금정동 875번지 율곡아파트 336동
806호
(74) 대리인
정종옥, 조현동, 진천웅
전체 청구항 수 : 총 3 항 심사관 : 이상웅
(54) 센서리스 인버터의 관성 모멘트 추정방법
(57) 요 약
본 발명은 센서리스 인버터의 관성 모멘트 추정방법에 관한 것으로, (가) 정상 가동중의 유도 전동기로부터 전압
및 전류를 검출하는 단계와; (나) 상기 검출된 전압 및 전류를 이용하여 자속을 계산하여 속도를 추정하는 단계
와; (다) 추정된 상기 추정 속도, 자속 전류 지령치 및 토크 전류 지령치를 이용하여 관성 모멘트를 추정하는 단
계와; (라) 상기 추정된 관성 모멘트로부터 게인을 연산하여 속도를 제어하는 단계를 제공함으로써, 속도 검출용
센서를 구비하지 않는 센서리스 벡터 제어 방식 인버터에 있어서 관성 모멘트를 추정하여 게인을 연산함으로써
속도 제어기의 성능을 개선할 수 있는 효과가 있다.
대표도 - 도2
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특허청구의 범위
청구항 1
(가) 정상 가동중의 유도 전동기로부터 전압 및 전류를 검출하는 단계와;
(나) 상기 검출된 전압 및 전류를 이용하여 자속을 계산하여 속도를 추정하는 단계와;
(다) 추정된 상기 추정 속도, 자속 전류 지령치 및 토크 전류 지령치를 이용하여 관성 모멘트를 추정하는 단계
와;
(라) 상기 추정된 관성 모멘트로부터 게인을 연산하여 속도를 제어하는 단계를 포함하는 센서리스 인버터의 관
성 모멘트 추정방법.
청구항 2
제 1 항에 있어서,
상기 (다)단계의 상기 자속 전류 지령치( )는 외부에서 입력되는 전류이며, 상기 토크 전류 지령치( )는
속도 제어기에서 출력되는 전류인 것을 특징으로 하는 센서리스 인버터의 관성 모멘트 추정방법.
청구항 3
제 1 항에 있어서,
상기 (다)단계의 관성 모멘트(Jm)은,
, 단 ,
상기 식에 의해 추정되며, 상기 Lm은 상호 인덕턴스, 상기 Lr은 회전자 인덕턴스 그리고 상기 은 추정 속도
인 것을 특징으로 하는 센서리스 인버터의 관성 모멘트 추정방법.
명 세 서
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 센서리스 인버터의 관성 모멘트 추정방법에 관한 것이다.<14>
특히, 본 발명은 속도 검출센서를 구비하지 않은 센서리스 벡터 제어 방식의 인버터에 있어서 센서리스 알고리<15>
즘에 의해 산출된 추정 속도를 이용하여 속도 제어 특성을 향상시킬 수 있는 센서리스 인버터의 관성 모멘트 추
정방법에 관한 것이다.
인버터란 전기적으로 직류를 교류로 변환하는 장치로서, 상용 전원으로부터 공급된 전력을 입력받아 인버터 내<16>
에서 전압과 주파수를 가변시켜 유도 전동기에 공급함으로써 유도 전동기의 속도를 제어하는 장치이다.
여기서, 인버터는 유도 전동기의 연속적인 광범위 가변속 운전이 가능하며, 유도 전동기 제어로 보수성과 내환
경성 우수하고 소프트 정지/시동, 시동전류 저하, 전기적 제동 용이, 고속 운전 가능, 전력 절감 등의 장점이
있다.
이러한 인버터의 종류는 전압/전류 주회로 방식, PWM/PAM 스위칭 방식 등으로 분류되며 제어 방식으로는 V/F제<17>
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어, 센서리스제어, 벡터제어 등이 있다.
도 1을 참조하여 종래 기술에 의한 벡터 제어장치의 작동 관계를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 종래 기술에 의<18>
한 벡터 제어장치는 속도 검출기(16), 제 1 비교기(1), 속도 제어기(2), 제 2 비교기(3), 제 3 비교기(8), 전류
제어기(4), 전압 좌표변환기(5), 3상 전압변환기(6), 벡터제어 인버터(7), 2상 전류변환기(15), 전류 좌표변환
기(14), 슬립 연산기(11), 제 1 가산기(12), 적분기(13), 관성 추정부(9) 및 게인 연산부(10)를 포함하여 구성
된다.
속도 검출기(16)는 외부로부터 입력되는 지령(指令) 속도( )와, 유도전동기(IM)의 회전 속도를 검출한다.<19>
제1비교기(1)는 속도 검출기(16)에서 검출한 회전 속도( )와 외부로부터 입력되는 지령 속도( )를 비교하
고 그 비교에 따른 오차를 출력한다. 속도 제어기(2)는 제1비교기(1)에서 출력되는 속도에 의한 오차를 보상하
기 위한 토크 전류 지령치( )를 출력한다. 제2비교기(3)는 속도 제어기(2)에서 출력되는 토크 전류 지령치
( )와 실제 토크 전류( )를 비교하여 출력한다.
참고로, 사용되는 기호에서 아랫첨자 's'는 고정자를, 'r'은 회전자를 의미하며, 윗첨자 's'는 고정 좌표계를,
'e'는 회전 좌표계를 의미하는 것으로 사용하였다. 또한, 아랫첨자 'q'는 q축을, 'd'는 d축을 의미하며, 윗첨자
'*'는 지령을 나타내며, '^'는 추정을 나타내는 것으로 하였다. 예를 들어 는 고정자의 q축 전류의 회전좌
표계 지령을 의미한다.
제3비교기(8)는 외부로부터 입력되는 자속 전류 지령치( )와 실제 출력되는 자속 전류( )를 비교하여 출<20>
력한다. 전압 좌표변환기(5)는 제2비교기(3)와 제3비교기(8)에서 비교된 후 출력되는 토크분 전류와 자속분 전
류를 제어기를 통해 각각 자속분 전압 지령치( )와 토크분 전압 지령치( )를 생성하여 출력하는 전류
제어기(4)와, 전류 제어기(4)에서 출력되는 회전좌표에서의 자속분 전압 지령치( )와 토크분 전압 지령치
( )를 회전좌표에서 고정좌표로 변환시켜 출력한다.
3상 전압변환기(6)는 전압 좌표변환기(5)에서 출력된 고정좌표에서의 자속분 전압 지령치( )와 토크분 전압<21>
지령치( )를 고정좌표의 3상 전압 ( , , )으로 변환시켜 출력된다. 벡터제어 인버터(7)는 3상
전압변환기(6)의 3상 전압( , , )을 유도전동기(IM)로 인가하여 회전시킨다. 2상 전류변환기(15)
는 유도전동기(IM)에서 회전시 검출되는 3상 전류( , , )를 받아 고정좌표계의 d축과 q축으로 변환
시킨 전류( , )를 출력한다.
전류 좌표변환기(14)는 2상 전류변환기(15)에서 출력되는 고정좌표의 전류( , )를 회전좌표의 실제 자속<22>
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분 전류( )와 토크분 전류( )로 변환시켜 출력한다. 슬립 연산기(11)는 속도 제어기(2)에서 출력되는
토크 전류 지 령치( )와 상기 외부로부터 입력되는 자속 전류 지령치( )와 유도 전동기 회전자 시정수
( )를 이용하여 슬립 주파수( )를 계산한다. 제1가산기(12)는 슬립 연산기(11)에서 계산된 슬립 주파수
( )와 속도 검출기(16)에서 검출된 속도( )를 합산한다.
적분기(13)는 제1가산기(12)에서 더한 값을 적분하여 전압 좌표변환기(5)와 전류 좌표변환기(14)에서 사용되는<23>
회전자 자속의 위치(θ)를 설정한다. 관성 추정부(9)는 속도 제어기(2)에서 출력되는 토크 전류 지령치( )
와 외부로부터 입력되는 자속 전류 지령치( )와 속도 검출기(16)에서 검출한 회전 속도( )를 이용하여 관
성 모멘트를 추정한다. 속도제어기 Gain 연산부(10)는 관성 추정부(9)에서 추정한 관성 모멘트를 이용하여 속
도 제어기(2)의 게인을 연산한다.
이와 같이 구성된 종래 기술에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 유도전동기(IM)가 회전하게 되면 속도 검<24>
출기(16)에서 회전속도( )를 검출하고, 그 검출한 속도를 출력한다. 외부로부터 입력되는 지령 속도( )가
제1비교기(1)의 비반전단자( )로 입력되면, 제1비교기(2)는 그의 반전단자(-)로 입력되는 속도 검출기(16)로부
터의 회전 속도( )를 받아 두 값의 오차를 구하여 속도 제어기(2)로 출력한다. 또한 외부로부터 입력되는 자
속 전류 지령치( )를 제2비교기의 비반전단자( )로 입력한다. 유도전동기(IM)의 회전시 유도전동기(IM)에서
검출한 3상 전류( , , )를 2상 전류변환기(15)에서 고정좌표계 2상 전류( , )를 각각 출력
한다. 2상 전류변환기(15)에서 출력한 고정좌표계 2상 전류( , )는 전류 좌표변환기(14)에 입력되어
회전좌표의 실제 자속분 전류( )와 토크분 전류( )를 출력한다.
이에 전류 좌표변환기(14)에서 출력되는 자속분 전류( )는 제3비교기(8)의 반전단자(-)로 출력한다. 그러면<25>
제3비교기(8)는 외부로부터 입력되는 자속 전류 지령치( )와 전류 좌표변환기(14)에서 출력되는 실제 자속
전류( )와의 오차를 구하여 전류 제어기(4)로 출력한다. 그리고 제2비교기(3)는 속도 제어기(2)에서 출력되
는 토크 전류 지령치( )를 비반전단자( )로 입력받고 전류 좌표변환기(14)에서 출력되는 실제 토크 전류
( )를 반전단자(-)로 입력받아 두 값의 오차를 구하고, 그 구한 오차를 전류 제어기(4)로 출력한다. 그러면
제2비교기에서 출력되는 토크분 전류와 제3비교기에서 출력되는 자속분 전류를 입력으로 받은 전류 제어기(4)는
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제어를 통하여 자속분 전압 지령치( )와 토크분 전압 지령치( ) 를 전압 좌표변환기(5)로 출력한다.
전압 좌표변환기(5)는 자속분 전압 지령치( )와 토크분 전압 지령치( )를 입력으로 받아 3상 전압변환<26>
기(6)를 통해 3상 전압( , , )으로 변환시켜 벡터제어 인버터(7)로 제공한다. 이에 벡터제어 인버터
(7)는 3상 전압( , , )을 유도전동기(IM)에 인가한다. 따라서 유도전동기(IM)는 회전하고, 이 때
전류 좌표변환기(15)와 2상 전류변환기(14)를 통해 실제 회전좌표로 d 축과 q 축으로 변환한 실제 자속분 전류
( )와 토크분 전류( )를 생성하고, 이렇게 생성된 전류중 자속 전류( )는 제3비교기(8)로 출력하고,
토크 전류( )는 제2비교기로 출력한다. 그리고 슬립 연산기(11)는 속도 제어기(2)에서 출력되는 토크 전류
지령치( )와 외부로부터 입력되는 자속 전류 지령치( )와 유도전동기 회전자 시정수를 이용하여 슬립 주
파수( )를 계산하여 제1가산기(12)의 일측단자로 출력한다. 그러면 가산기(12)는 속도 검출기(16)에서 출
력되는 속도( )와 슬립 연산기(11)에서 출력되는 슬립 주파수( )을 더하여 적분기(13)로 출력하고, 적분
기(13)는 가산기(12)에서 출력되는 값에 대하여 적분한 값 즉, 회전자 자속의 위치(θ)를 전압 좌표변환기(5)와
전류 좌표변환기(14)로 출력한다. 따라서 전압 좌표변환기(5)와 전류 좌표변환기(14)는 적분기(13)로부터 입력
되는 회전자 자속의 위치(θ)에 따라 좌표변환을 제어한다. 또한 관성 추정부(9)는 속도 제어기(2)에서 출력되
는 토크 전류 지령치( ), 외부로부터 입력되는 자속 전류 지령치( )와 속도 검출기(16)를 이용하여 수학
식 1과 같이 관성 모멘트를 계산하고, 관성 추정부(9)에서 추정한 관성 모멘트를 이용하여 속도 제어기 게인 연
산부(10)에서 속도 제어기(2)에 필요한 게인에 관련된 수학식 2 및 3과 같이 연산한다.
수학식 1
<27>
단, 이고, 이다. Lm은 상호 인덕턴스, Lr은 회전자 인<28>
덕턴스
수학식 2
<29>
수학식 3
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<30>
단. 속도제어기 P 게인(Gain), 속도 제어기 I 게인, 는 속도 제어기 컷-오프(Cut-off) 주파<31>
수, 는 전동기 토크 상수이다.
이상과 같은 종래 기술은 관성 모멘트를 추정하고, 속도 제어기의 Gain을 구한 후, 속도 제어 특성을 향상 시키<32>
려면 유도 전동기 속도를 검출할 수 있는 속도 검출기가 필요하기 때문에 속도 검출기를 장착하지 않은 센서리
스 벡터 제어 방식 인버터의 경우 속도를 검출하지 못하므로 관성 모멘트를 추정할 수 없는 단점이 있다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창출된 본 발명의 목적은, 속도 검출센서를 구비하지 않은 센서리스 벡<33>
터 제어 방식의 인버터에 있어서 센서리스 알고리즘에 의해 산출된 추정 속도를 이용하여 속도 제어 특성을 향
상시킬 수 있는 센서리스 인버터의 관성 모멘트 추정방법을 제공함에 있다.
이러한 본 발명의 목적은, (가) 정상 가동중의 유도 전동기로부터 전압 및 전류를 검출하는 단계와; (나) 상기<34>
검출된 전압 및 전류를 이용하여 자속을 계산하여 속도를 추정하는 단계와; (다) 추정된 상기 추정 속도, 자속
전류 지령치 및 토크 전류 지령치를 이용하여 관성 모멘트를 추정하는 단계와; (라) 상기 추정된 관성 모멘트로
부터 게인을 연산하여 속도를 제어하는 단계를 포함하는 센서리스 인버터의 관성 모멘트 추정방법에 의해 달성
될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 (다)단계의 상기 자속 전류 지령치( )는 외부에서 입력되는 전류이며, 상기<35>
토크 전류 지령치( )는 속도 제어기에서 출력되는 전류이다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 (다)단계의 관성 모멘트(Jm)은,<36>
, 단 , <37>
상기 식에 의해 추정되며, 상기 Lm은 상호 인덕턴스, 상기 Lr은 회전자 인덕턴스 그리고 상기 은 추정 속도<38>
이다.
발명의 구성 및 작용
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.<39>
도 2는 본 발명에 의한 센서리스 인버터의 관성 모멘트 추정시스템을 나타내는 블록도이다.<40>
도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 센서리스 인버터의 관성 모멘트 추정시스템은 속도 검출기(속도 추정<41>
부)(16), 제 1 비교기(1), 속도 제어기(2), 제 2 비교기(3), 제 3 비교기(8), 전류 제어기(4), 전압 좌표변환기
(5), 3상 전압변환기(6), 2상 전류변환기(15), 전류 좌표변환기(14), 슬립 연산기(11), 제 1 가산기(12), 적분
기(13), 자속 추정부(17), 관성 추정부(9) 및 속도제어기 게인 연산부(10)를 포함하여 구성된다.
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속도 추정부(16)는 외부로부터 입력되는 지령 속도( )와, 유도전동기(IM)의 회전 속도를 추정( )한다.<42>
제1비교기(1)는 토크 속도 속도 추정부(16)에서 추정한 추정 속도( )와 토크 외부로부터 입력되는 지령 속
도( )를 비교하고 그 비교에 따른 오차를 출력한다. 속도 제어기(2)는 토크 제1비교기(1)에서 출력되는 속
도에 의한 오차를 보상하기 위한 토크 전류 지령치( )를 출력한다. 제2비교기(3)는 토크 속도 제어기(3)에
서 출력되는 토크 전류 지령치( )와 실제 토크 전류( )를 비교하여 출력한다.
제3비교기(8)는 외부로부터 입력되는 자속 전류 지령치( )와 실제 출력되는 자속 전류( )를 비교하여 출<43>
력한다. 전류 제어기(4)는 토크 제2비교기(3)와 제3비교기(8)에서 비교된 후 출력되는 토크분 전류와 자속분
전류를 제어기를 통해 각각 자속분 전압 지령치( )와 토크분 전압 지령치( )를 생성하여 출력한다. 전
압 좌표변환기(5)는 토크 전류 제어기(4)에서 출력되는 회전좌표에서의 자속분 전압 지령치( )와 토크분 전
압 지령치( )를 회전좌표에서 고정좌표로 변환시켜 출력한다. 3상 전압변환기(6)는 토크 전압 좌표변환기
(5)에서 출력된 고정좌표에서의 자속분 전압 지령치( )와 토크분 전압 지령치( )를 고정좌표의 3상 전
압( , , )으로 변환시켜 출력한다.
2상 전류변환기(15)는 토크 3상 전압변환기(6)의 3상 전압( , , )을 유도전동기(18)로 인가하여<44>
회전시키도록 하는 벡터제어 인버터(7)와, 토크 유도전동기(18)에서 회전시 검출되는 3상 전류
( , , )를 받아 고정좌표계의 d축과 q축으로 변환시킨 전류( , )를 출력한다. 전류 좌표변
환기(14)는 토크 2상 전류변환기(15)에서 출력되는 고정좌표의 전류( , )를 회전좌표의 실제 자속분 전
류( )와 토크분 전류( )로 변환시켜 출력한다. 슬립 연산기(11)는 토크 속도 제어기(2)에서 출력되는
토크 전류 지령치( )와 토크 외부로부터 입력되는 자속 전류 지령치( )와 유도 전동기 회전자 시정수
( )를 이용하여 슬립 주파수( )를 계산한다. 제1가산기(12)는 토크 슬립 연산기(11)에서 계산된 슬립
주파수( )와 속도추정부(16)에서 추정한 추정 속도( )를 합산한다.
적분기(13)는 토크 제1가산기(12)에서 더한 값을 적분하여 토크 전압 좌표변환기(5)와 토크 전류 좌표변환기<45>
(14)에서 사용되는 회전자 자속의 위치(θ)를 설정한다. 자속 추정부(17)는 토크 전압 좌표변환기(5)에서 출력
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된 고정좌표에서의 자속분 전압 지령치( )와 토크분 전압 지령치( )와 2상 전류변환기(15)에서 출력된
고정좌표의 전류( , ) 및 전동기 파라미터( , , , )를 이용하여 회전좌표의 회전자 자
속을 출력( , )한다. 관성 추정부(9)는 토크 자속 추정부에서 출력되는 회전좌표의 회전자 자속
( , )을 이용하여 유도 전동기(18)의 회전 속도를 추정하는 속도 추정부(16)와 토크 속도 제어기(2)에
서 출력되는 토크 전류 지령치( )와 외부로부터 입력되는 자속 전류 지령치( )와 토크 유도전동기(IM)의
회전 속도를 추정하는 속도 추정부(16)에서 출력하는 추정 속도( )를 이용하여 관성 모멘트를 추정한다.
속도제어기 게인 연산부(10)는 토크 관성 추정부(9)에서 추정한 관성 모멘트를 이용하여 토크 속도 제어기(2)의
게인을 연산한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 유도전동기(18)가 회전하게 되면, 전압 좌표<46>
변환기(5)에서 출력된 고정좌표에서의 자속분 전압 지령치( )와 토크분 전압 지령치( )와 2상 전류변환
기(15)에서 출력된 고정좌표의 전류( , ) 및 전동기 파라미터( , , , )를 이용하여 자
속 추정부(17)에서 회전좌표의 회전자 자속( , )을 출력한다. 이 때 회전자 자속은 수학식 4와 같이 구
현된다.
수학식 4
<47>
이 때 는 전압 모델을 이용한 회전자 자속을 의미하며 는 전류 모델을 이용한 회전자 자속<48>
을 의미한다.
자속 추정부(17)에서 출력된 회전자 자속( , )을 이용하여 속도 추(16)에서 전동기 회전 속도( )를<49>
추정한다. 이 때 전동기 추정 속도( )는 수학식 5 및 6과 같이 구한다.
수학식 5
<50>
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수학식 6
<51>
속도 지령치( )가 제1비교기(1)의 비반전단자( )로 입력되면, 제1비교기(1)는 그의 반전단자(-)로 입력되는<52>
추정 속도( )를 받아 두 값의 오차를 구하여 속도 제어기(2)로 출력한다. 또한 외부로부터 입력되는 자속
전류 지령치( )를 제3비교기(8)의 비반전단자( )로 입력한다. 유도전동기(18)의 회전시 유도전동기(18)에서
검출한 3상 전류( , , )를 2상 전류변환기(15)에서 고정좌표계 2상 전류( , )를 각각 출력한
다. 2상 전류변환기(15)에서 출력한 고정좌표계 2상 전류( , )는 전류 좌표변환기(14)에 입력되어 회전
좌표의 실제 자속분 전류( )와 토크분 전류( )를 출력한다. 이에 전류 좌표변환기(14)에서 출력되는 자
속분 전류( )는 제3비교기(8)의 반전단자(-)로 출력한다. 그러면 제3비교기(8)는 외부로부터 입력되는 자속
전류 지령치( )와 전류 좌표변환기(14)에서 출력되는 실제 자속 전류( )와의 오차를 구하여 전류 제어기
(4)로 출력한다.
그리고 제2비교기(3)는 속도 제어기(2)에서 출력되는 토크 전류 지령치( )를 비반전단자( )로 입력받고 전류<53>
좌표변환기(14)에서 출력되는 실제 토크 전류( )를 반전단자(-)로 입력받아 두 값의 오차를 구하고, 그 구한
오차를 전류 제어기(4)로 출력한다. 그러면 제2비교기에서 출력되는 토크분 전류와 제3비교기에서 출력되는 자
속분 전류를 입력으로 받은 전류 제어기(4)는 제어를 통하여 자속분 전압 지령치( )와 토크분 전압 지령치
( ) 를 전압 좌표변환기(5)로 출력한다. 전압 좌표변환기(5)는 자속분 전압 지령치( )와 토크분 전압
지령치( )를 입력으로 받아 3상 전압변환기(6)를 통해 3상 전압( , , )으로 변환시켜 벡터제어
인버터(7)로 제공한다. 이에 벡터제어 인버터(7)는 3상 전압( , , )을 유도전동기(18)에 인가한다.
따라서 유도전동기(18)는 회전하고, 이 때 전류 좌표변환기(15)와 2상 전류변환기(14)를 통해 실제 회전좌표로<54>
d 축과 q 축으로 변환한 실제 자속분 전류( )와 토크분 전류( )를 생성하고, 이렇게 생성된 전류 중 자
속 전류( )는 제3비교기(8)로 출력하고, 토크 전류( )는 제2비교기(3)로 출력한다. 그리고 슬립 연산기
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(11)는 속도 제어기(2)에서 출력되는 토크 전류 지령치( )와 외부로부터 입력되는 자속 전류 지령치( )
와 유도전동기 회전자 시정수를 이용하여 슬립 주파수( )를 계산하여 제1가산기(12)의 일측 단자로 출력한
다. 그러면 가산기(12)는 속도 추정부(16)에서 출력되는 추정 속도( )와 슬립 연산기(11)에서 출력되는 슬
립 주파수( )을 더하여 적분기(13)로 출력하고, 적분기(13)는 가산기(12)에서 출력되는 값에 대하여 적분한
값 즉, 회전자 자속의 위치(θ)를 전압 좌표변환기(5)와 전류 좌표변환기(14)로 출력한다. 따라서 전압 좌표변
환기(5)와 전류 좌표변환기(14)는 적분기(13)로부터입력되는 회전자 자속의 위치(θ)에 따라 좌표변환을 제어한
다. 또한 관성 추정부(9)는 속도 제어기(2)에서 출력되는 토크 전류 지령치( ), 외부로부터 입력되는 자속
전류 지령치( )와 속도 추정부(16)에서 출력되는 추정 속도( )를 이용하여 수학식 7과 같이 관성 모멘트
를 계산하고, 관성 추정부(9)에서 추정한 관성 모멘트를 이용하여 속도 제어기 Gain 연산부(10)에서 속도 제어
기(2)에 필요한 게인에 관련된 최종 수학식은 종래 기술의 수학식 2 및 3과 같이 연산되기 때문에 이에 대한 상
세한 설명은 생략하기로 한다.
수학식 7
단, 이고, 이다.<55>
이상에서 설명된 본 발명은 전술된 실시예에 한정되어 설명되었지만, 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 분<56>
야의 통상적인 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 정도의 변형은 본 발명의 기술
적 사상에 속하는 것임은 자명하다.
발명의 효과
이상의 구성을 갖는 본 발명은 속도 검출용 센서를 구비하지 않는 센서리스 벡터 제어 방식 인버터에 있어서 관<57>
성 모멘트를 추정하여 게인을 연산함으로써 속도 제어기의 성능을 개선할 수 있는 효과가 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 종래 기술에 의한 벡터 제어장치를 나타내는 블록도이다.<1>
도 2는 본 발명에 의한 센서리스 인버터의 관성 모멘트 추정시스템를 나타내는 블록도이다.<2>
도 3은 도 2 센서리스 인버터의 관성 모멘트 추정시스템의 관성 모멘트 추정 단계를 나타내는 순서도이다.<3>
<< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >><4>
1 : 제1비교기 2 : 속도 제어기<5>
3 : 제2비교기 4 : 전류 제어기<6>
5 : 전압 좌표변환기 6 : 3상 전압변환기<7>
7 : 벡어제어 인버터 8 : 제3비교기<8>
9 : 관성 추정부 10 : 속도제어기 게인 연산부<9>
11 : 슬립 연산기 12 : 가산기<10>
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등록특허 10-0845110
13 : 적분기 14 : 전류 좌표변환기<11>
15 : 2상 전류변환기 16 : 속도 검출기<12>
17 : 유도전동기<13>
도면
도면1
도면2
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등록특허 10-0845110
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