KR100269450B1 - Motor controller - Google Patents

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KR100269450B1
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윤종용
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Abstract

PURPOSE: An apparatus for controlling a motor is provided to prevent the motor from unstably driving by controlling a duty ratio of the PWM signal so as to adjust the current applied to the motor. CONSTITUTION: A motor controlling apparatus applies the current to the coil of a motor based on the PWM signal which is inputted via a rectifying section and a capacitor. A voltage detecting section is provided to detect the abnormal voltage from an input power terminal. The voltage detecting section outputs the increased voltage value by adding an initial voltage value of the input power terminal to the increased voltage value. A control section(100) outputs a multi-phase voltage command signal based on the increased voltage value. A PWM signal generating section(20) is provided to generate the PWM signal corresponding to the multi-phase voltage command signal of the control section(100). The PWM signal is applied to an inverter.

Description

모터 구동제어장치 {motor controller}Motor Drive Controller {motor controller}

본 발명은 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 입력전원단측 전압상승분에 상응하게 PWM신호의 듀티비를 조절하여 모터에 인가되는 전류치를 조절하도록 된 모터 구동제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motor, and more particularly, to a motor drive control device configured to adjust a current value applied to a motor by adjusting a duty ratio of a PWM signal corresponding to an input power-side voltage increase.

일반적으로, 종래의 모터 구동제어장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 정류부(10)와, 인버터(20), 제어부(30)와, PWM신호발생부(40) 및, 회전각센서(50)로 이루어진다.In general, as shown in FIG. 1, the conventional motor drive control apparatus includes a rectifier 10, an inverter 20, a controller 30, a PWM signal generator 40, and a rotation angle sensor 50. Is made of.

도 1에 있어서, 제어부(10)는 3상의 전압지령신호(Va*, Vb*, Vc*)를 PWM신호발생부(20)에 인가하기 위한 것으로, 도 2를 참조하면 알 수 있듯이, 한 쌍의 PI제어기(11, 13)와 한쌍의 이득제어기(12, 14) 및 멀티플렉서(15)로 이루어진다.In FIG. 1, the control unit 10 applies three-phase voltage command signals Va *, Vb *, and Vc * to the PWM signal generator 20. As can be seen with reference to FIG. PI controllers 11 and 13, a pair of gain controllers 12 and 14, and a multiplexer 15.

도 2에 있어서, PI제어기(11)는 모터(M)의 a상코일전류(ia)를 동기좌표계로 변환한 전류치를 Iqe라 하고 전류지령신호를 Iqe*라 가정했을 때, 동기좌표계로 변환한 전류치(Iqe)에 전류지령신호(Iqe*)를 감산한 전류치를 비례적분하여 전압값으로 변환한 다음, 이득제어기(12)에 인가하도록 되어 있다.In Fig. 2, the PI controller 11 assumes a current value Iq e obtained by converting the a-phase coil current ia of the motor M into the synchronous coordinate system and assumes that the current command signal is Iq e * . A current value obtained by subtracting the current command signal Iq e * from the converted current value Iq e is proportionally integrated to be converted into a voltage value, and then applied to the gain controller 12.

그리고, PI제어기(13)는 모터(M)의 c상코일전류(ic)를 동기좌표계로 변환한 전류치를 Ide라 하고 전류지령신호를 Ide*라 가정했을 때, 동기좌표계로 변환한 전류치(Ide)에 전류지령신호(Ide*)를 감산한 전류치를 비례적분하여 전압값으로 변환한 다음, 이득제어기(14)에 인가하도록 되어 있다.The PI controller 13 converts the c-phase coil current ic of the motor M into a synchronous coordinate system as Id e and assumes that the current command signal is Id e * , and converts the current value into a synchronous coordinate system. a (Id e) proportional to a current value obtained by subtracting the current command signal (Id e *) to the integral is converted to a voltage value is applied to the next, the gain controller 14.

그리고, 한쌍의 이득제어기(12, 14)는 한쌍의 PI제어기(11, 13)의 각각으로부터 인가되는 전압값을 입력전원단측 전압 즉, 인버터(40)의 전원입력단측에 병렬로 연결된 캐패시터(C)의 양단에 걸리는 전압(Vdc)의 기설정된 초기값(Vdc.int)에 따라 이득을 각각 조절하고 이득이 조절된 각각의 전압값(Vq*, Vd*)을 멀티플렉서(15)에 인가하도록 되어 있다.In addition, the pair of gain controllers 12 and 14 have a capacitor C connected in parallel with a voltage value applied from each of the pair of PI controllers 11 and 13 to the input power supply side voltage, that is, the power input end side of the inverter 40. The gain is adjusted according to a predetermined initial value (Vdc.int) of the voltage Vdc across both ends of V), and each of the gain-adjusted voltage values (Vq * , Vd * ) is applied to the multiplexer 15. have.

또한, 멀티플렉서(15)는 한쌍의 이득제어기(12, 14)로부터 각각 인가되는 전압값(Vq*, Vd*)을 하기의 회전각센서(50)로부터 인가되는 모터(M)의 회전각신호(θ)에 상응하는 3상의 전압지령신호(Va*, Vb*, Vc*)로 변환하여 PWM신호발생부(20)에 인가하도록 되어 있다.In addition, the multiplexer 15 receives the voltage values Vq * and Vd * applied from the pair of gain controllers 12 and 14, respectively, and the rotation angle signal of the motor M applied from the rotation angle sensor 50 below. The three-phase voltage command signals Va * , Vb * , Vc * corresponding to θ) are converted into the PWM signal generator 20 and applied.

그리고, PWM신호발생부(20)는 제어부(10)로부터 인가되는 3상의 전압지령신호(Va*, Vb*, Vc*)의 전압레벨에 상응하는 듀티비의 PWM신호를 발생하여 인버터(40)에 인가하도록 된 것으로, 도 2를 참조하면 알 수 있듯이, 제어부(10)로부터 인가되는 3상의 전압지령신호(Va*, Vb*, Vc*)에 도시생략된 삼각파발생기로부터 출력되는 삼각파를 감산함으로써, 상기 3상의 전압지령신호(Va*, Vb*, Vc*)의 전압레벨에 상응하는 PWM신호를 발생하여 인버터(40)에 인가하도록 되어 있다.In addition, the PWM signal generator 20 generates a PWM signal having a duty ratio corresponding to the voltage level of the three-phase voltage command signals Va * , Vb * , Vc * applied from the controller 10 to generate the inverter 40. 2, the triangular wave output from the triangular wave generator, not shown, is subtracted from the three-phase voltage command signals Va * , Vb * , Vc * applied from the control unit 10. The PWM signal corresponding to the voltage level of the three-phase voltage command signals Va * , Vb * , Vc * is generated and applied to the inverter 40.

또한, 정류부(30)는 외부로부터 인가되는 상용교류전압을 직류전압으로 정류하여 인버터(40)에 인가하도록 되어 있으며, 인버터(40)는 6개의 스위칭소자(Q1∼Q6)와 6개의 다이오드(D1∼D6)를 포함하여 구성되어 있는데, 6개의 스위칭소자(Q1∼Q6)는 각각 PWM신호발생부(20)로부터 인가되는 PWM신호에 의하여 모터(M)의 각 상 코일(a, b, c)에 전류를 인가하도록 되어 있으며, 6개의 다이오드(D1∼D6)는 모터(M)의 각 상의 코일(a, b, c)에 전류를 인가한 후 상기 각 스위칭소자(Q1∼Q6)가 '오프'될 때 생성되는 역기전압을 각각 환류시키도록 되어 있다.In addition, the rectifier 30 rectifies a commercial AC voltage applied from the outside into a DC voltage and applies the inverter 40 to the inverter 40. The inverter 40 includes six switching elements Q1 to Q6 and six diodes D1. D6), six switching elements Q1 to Q6 are each phase coils a, b, and c of the motor M by PWM signals applied from the PWM signal generator 20, respectively. The six diodes D1 to D6 apply current to the coils a, b and c of each phase of the motor M, and then the switching elements Q1 to Q6 are turned off. It is designed to reflux each generated counter voltage.

또한, 회전각센서(50)는 모터(50)의 회전각을 감지하여 그에 상응하는 회전각신호(θ)를 제어부(10)에 인가하도록 되어 있다.In addition, the rotation angle sensor 50 detects a rotation angle of the motor 50 and applies a rotation angle signal θ corresponding thereto to the controller 10.

그리고, 모터(M)는 인버터(40)로부터 각 상 코일(a, b, c)에 전류가 인가되면 인가되는 전류치에 상응하는 속도로 구동되도록 되어 있다.The motor M is driven at a speed corresponding to the applied current value when a current is applied to each of the phase coils a, b, and c from the inverter 40.

그런데, 상기 모터(M)가 고속으로 회전하다가 감속하게 되면 급격한 부하의 변동에 의하여 모터(M)가 발전기와 같이 동작함에 따라 인버터(20)를 통해 모터(M)의 각 상에 인가되던 전류가 입력전원단측으로 역류하게 된다.However, when the motor M rotates at a high speed and then decelerates, the current applied to each phase of the motor M through the inverter 20 as the motor M operates as a generator due to a sudden load change. Reverse flow to the input power supply side.

이와 같이 역류되는 전류는 정류부(10)에 가로막혀 방전되지 못한채 입력전원을 평활시키도록 설치된 캐패시터(C)에 충전되고, 이에 따라 입력전원단측의 전압 즉, 캐패시터(C)의 양단에 걸리는 전압(Vdc)은 비정상적으로 상승하게 된다.The reverse current is charged in the capacitor C installed to smooth the input power without being discharged by being blocked by the rectifier 10. Accordingly, the voltage across the input power supply side, that is, the voltage across the capacitor C ( Vdc) will rise abnormally.

상기한 바와 같이 입력전원단측의 전압(Vdc)이 상승하게 되면 정상치이상의 과전류가 모터(M)에 인가됨으로써, 속도 및 토오크가 정상치에서 일탈하는 등 모터(M)의 동작이 불안정해지는 문제점이 있었다.As described above, when the voltage Vdc on the input power supply side rises, an overcurrent of a normal value or more is applied to the motor M, whereby the operation of the motor M becomes unstable such as speed and torque deviating from the normal value.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 입력전원단의 비정상적인 전압상승에 상응하게 PWM신호의 듀티비를 조절하여 모터에 인가되는 전류치를 조절함으로써, 입력전원의 전압상승에 의한 모터의 불안정한 동작을 방지할 수 있는 모터 구동제어장치를 제공하는데에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, the present invention by adjusting the duty ratio of the PWM signal corresponding to the abnormal voltage rise of the input power supply terminal by adjusting the current value applied to the motor, It is an object of the present invention to provide a motor drive control device capable of preventing an unstable operation of a motor due to a voltage rise of a power supply.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모터 구동제어장치는, 정류부와 캐패시터를 매개로 입력되는 입력전원을 PWM신호에 따라 각 상의 코일에 인가하여 모터를 구동시키는 모터 구동제어장치에 있어서; 상기 입력전원단에 대한 비정상적인 전압상승분을 검출하고 전압상승분을 기설정된 입력전원단의 초기전압값에 가산하여 출력하는 전압상승감지부와, 상기 모터코일에 흐르는 전류치와 상기 모터의 회전각 및 전류지령신호에 따라 다상의 전압지령신호를 구하고, 상기 다상의 전압지령신호를 상기 전압상승분에 따라 이득조절하여 출력하는 제어부와, 상기 제어부에서 출력된 다상의 전압지령신호에 상응하는 PWM신호를 발생하여 상기 인버터에 인가하는 PWM신호발생부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Motor driving control apparatus according to the present invention for achieving the above object, the motor driving control apparatus for driving the motor by applying the input power input via the rectifier and the capacitor to the coil of each phase according to the PWM signal; Voltage rise detection unit for detecting abnormal voltage rise with respect to the input power source and adding the voltage rise to a predetermined initial voltage value of the input power source, a current value flowing through the motor coil, rotation angle and current command of the motor coil. Obtaining a multi-phase voltage command signal in accordance with the signal, the control unit for gain control and output the multi-phase voltage command signal according to the voltage rise, and generates a PWM signal corresponding to the voltage command signal output from the control unit And a PWM signal generator applied to the inverter.

도 1은 일반적인 모터 구동제어장치에 대한 개략적인 구조도,1 is a schematic structural diagram of a general motor drive control apparatus;

도 2는 종래의 제어부 및 PWM신호발생부에 대한 개략적인 내부블록구성도,2 is a schematic block diagram illustrating a conventional controller and a PWM signal generator;

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 제어부의 개략적인 내부블록구성도,3 is a schematic internal block diagram of a controller according to a preferred embodiment of the present invention;

도 4는 도 3에 도시된 전압상승감지부의 개략적인 내부블록구성도.Figure 4 is a schematic internal block diagram of the voltage rise detection unit shown in FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

20: PWM신호발생부 40: 인버터20: PWM signal generator 40: inverter

100: 제어부 110: 전압상승감지부100: control unit 110: voltage rise detection unit

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

우선, 본 발명의 기본적인 구성은 제어부를 제외하고는 도 1과 동일하므로 이에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하고 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 제어부에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.First, since the basic configuration of the present invention is the same as in FIG. 1 except for the control unit, a duplicate description thereof will be omitted and the control unit of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 제어부의 내부구조를 도시한 블록구성도로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이 본 발명의 제어부는 한 쌍의 PI제어기(101, 103)와 한쌍의 이득제어기(102, 104) 및 멀티플렉서(105)로 이루어진다.Figure 3 is a block diagram showing the internal structure of the control unit according to a preferred embodiment of the present invention, as can be seen with reference to the same figure, the control unit of the present invention is a pair of PI controller (101, 103) and a pair of gain It consists of a controller 102, 104 and a multiplexer 105.

도 3에 있어서, PI제어기(101)는 모터(M)의 a상코일전류(ia)를 동기좌표계로 변환한 전류치를 Iqe라 하고 전류지령신호를 Iqe*라 가정했을 때, 동기좌표계로 변환한 전류치(Iqe)에 전류지령신호(Iqe*)를 감산한 전류치를 비례적분하여 전압값으로 변환한 다음, 이득제어기(102)에 인가하도록 되어 있다.In Fig. 3, the PI controller 101 assumes a current value Iq e obtained by converting the a-phase coil current ia of the motor M into a synchronous coordinate system, and assumes that the current command signal is Iq e * . A current value obtained by subtracting the current command signal Iq e * from the converted current value Iq e is proportionally integrated to be converted into a voltage value, and then applied to the gain controller 102.

그리고, PI제어기(103)는 모터(M)의 c상코일전류(ic)를 동기좌표계로 변환한 전류치를 Ide라 하고 전류지령신호를 Ide*라 가정했을 때, 동기좌표계로 변환한 전류치(Ide)에 전류지령신호(Ide*)를 감산한 전류치를 비례적분하여 전압값으로 변환한 다음, 이득제어기(104)에 인가하도록 되어 있다.The PI controller 103 converts the c-phase coil current ic of the motor M into the synchronous coordinate system as Id e and assumes that the current command signal is Id e * , and converts the current value into the synchronous coordinate system. a (Id e) proportional to a current value obtained by subtracting the current command signal (Id e *) to the integral is converted to a voltage value is applied to the next, the gain controller 104.

그리고, 한쌍의 이득제어기(102, 104)는 한쌍의 PI제어기(101, 103)의 각각으로부터 인가되는 전압값을 전압상승감지부(110)의 출력값에 따라 이득을 각각 조절하고 이득이 조절된 각각의 전압값(Vq*, Vd*)을 멀티플렉서(105)에 인가하도록 되어 있다.In addition, the pair of gain controllers 102 and 104 respectively adjust the gains according to the output values of the voltage rise detection unit 110 and adjust the gains of the voltage values applied from each of the pair of PI controllers 101 and 103, respectively. The voltage values Vq * and Vd * are applied to the multiplexer 105.

또한, 멀티플렉서(105)는 한쌍의 이득제어기(102, 104)로부터 각각 인가되는 전압값(Vq*, Vd*)을 회전각센서(50)로부터 인가되는 모터 회전자의 회전각신호(θ)에 상응하는 3상의 전압지령신호(Va*, Vb*, Vc*)로 변환하여 PWM신호발생부(20)에 인가하도록 되어 있다.In addition, the multiplexer 105 transmits the voltage values Vq * and Vd * applied from the pair of gain controllers 102 and 104 to the rotation angle signal θ of the motor rotor applied from the rotation angle sensor 50. The voltage command signals Va * , Vb * , and Vc * are converted into corresponding three-phase voltage command signals 20 and applied to the PWM signal generator 20.

그리고, 전압상승감지부(110)는 도 4를 참조하면 알 수 있듯이, 전력검출부(111)와, 극성판정부(112), 역전류검출부(113)와, 전압변환부(114), 전압상승분산출부(115) 및, 전압상승분가산부(116)로 구성된다.And, as can be seen with reference to Figure 4, the voltage rise detection unit 110, the power detector 111, the polarity determination unit 112, the reverse current detection unit 113, the voltage converter 114, the voltage rise portion A calculator 115 and a voltage increase adder 116 are provided.

도 4에 있어서, 전력검출부(111)는 모터(M)의 a상코일전류(ia)를 동기좌표계로 변환한 전류치(Iqe)와 이득제어기(102)에서 출력된 전압값(Vq*)을 가산하여 구한 값과, 모터(M)의 c상코일전류(ic)를 동기좌표계로 변환한 전류치(Ide)에 이득제어기(104)에서 출력된 전압값(Vd*)을 가산하여 구한 값을 곱하여 전력치를 구하고, 이와 같이 구해진 전력치에 2/3를 곱하여 모터(M)의 전력값을 검출하도록 된 것이다.In FIG. 4, the power detector 111 determines the current value Iq e obtained by converting the a-phase coil current ia of the motor M into the synchronous coordinate system and the voltage value Vq * output from the gain controller 102. The calculated value is obtained by adding the voltage value Vd * output from the gain controller 104 to the current value Id e obtained by converting the c-phase coil current ic of the motor M into a synchronous coordinate system. The power value is obtained by multiplying, and the power value thus obtained is multiplied by 2/3 to detect the power value of the motor M.

그리고, 극성판정부(112)는 전력검출부(111)에서 출력된 모터(M)의 전력검출값이 (+)인 경우만 상기 전력검출값을 패스시키도록 되어 있으며, 역전류검출부(113)는 극성판정부(112)에서 패스된 전력검출값을 전압상승분가산부(116)에서 출력된 전압값으로 나누어 모터(M)의 전류치를 구하도록 되어 있다.In addition, the polarity determination unit 112 passes the power detection value only when the power detection value of the motor M output from the power detection unit 111 is (+), and the reverse current detection unit 113 The current detection value of the motor M is obtained by dividing the power detection value passed by the polarity determination unit 112 by the voltage value output from the voltage rise adder 116.

또한, 전압변환부(114)는 역전류검출부(113)에서 구해진 모터(M)의 전류치를 적분하여 전압값으로 변환하도록 되어 있고, 전압상승분산출부(115)는 전압변환부(114)에서 변환된 전압값을 인버터(40)의 입력전원단에 설치된 캐패시터(C)의 정전용량값으로 나누어 모터(M)의 각 상코일로부터 역류되는 전류에 의한 전원입력단측의 전압상승분 즉, 캐패시터(C)의 양단에 대한 전압상승분을 산출하도록 되어 있다.In addition, the voltage converter 114 converts the current value of the motor M obtained by the reverse current detector 113 into a voltage value, and the voltage rise calculator 115 converts the voltage value by the voltage converter 114. Divided voltage value by the capacitance value of the capacitor C installed at the input power terminal of the inverter 40, the voltage increase on the power input end side by the current flowing back from each phase coil of the motor M, that is, the capacitor C The voltage increase for both ends of is calculated.

그리고, 전압상승분가산부(116)는 입력전원단측 즉, 캐패시터(C)의 양단에 걸리는 전압(Vdc)의 기설정된 초기값(Vdc.int)에 전압상승분산출부(115)에서 산출된 전압상승분을 가산하여 구한 값을 한쌍의 이득제어기(102, 104)에 인가하도록 되어 있다.In addition, the voltage increase adder 116 applies the voltage increase calculated by the voltage increase calculator 115 to a predetermined initial value Vdc.int of the voltage Vdc across the input power supply side, that is, across the capacitor C. The added value is applied to the pair of gain controllers 102 and 104.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작예를 도 1과 도 3 및 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.An operation example of the present invention having the configuration as described above will be described in more detail with reference to FIGS. 1, 3, and 4.

초기상태에서, 외부로부터 상용교류전압이 입력되면 정류부가(30)가 상기 상용교류전압을 직류전압으로 변환하여 출력하고, 이와 같이 변환된 직류전압은 캐패시터(C)에서 평활되어 보다 안정화된 상태로 인버터(40)에 인가된다.In the initial state, when a commercial AC voltage is input from the outside, the rectifier 30 converts the commercial AC voltage into a DC voltage and outputs the DC voltage. The DC voltage thus converted is smoothed in the capacitor C to a more stable state. Is applied to the inverter 40.

그리고, 회전각센서(50)는 모터(M)의 회전각을 감지하여 그에 상응하는 회전각신호(θ)를 제어부(100)에 인가한다.In addition, the rotation angle sensor 50 detects a rotation angle of the motor M and applies a rotation angle signal θ corresponding thereto to the controller 100.

이때, 외부로부터 제어부(100)에 동작신호가 입력되면 한쌍의 PI제어기(101, 103)가 각각 모터(M)의 a상코일전류(ia)를 동기좌표계로 변환한 전류치(Iqe)에 전류지령신호(Iqe*)를 감산한 전류치와, 모터(M)의 c상코일전류(ic)를 동기좌표계로 변환한 전류치(Ide)에 전류지령신호(Ide*)를 감산한 전류치를 각각 비례적분하여 전압값으로 변환한 다음, 한쌍의 이득제어기(102, 104)의 각각에 인가한다.At this time, when an operation signal is input to the controller 100 from the outside, a pair of PI controllers 101 and 103 respectively supply current to the current value Iq e in which the a-phase coil current ia of the motor M is converted into a synchronous coordinate system. The current value obtained by subtracting the current command signal Id e * from the current value obtained by subtracting the command signal Iq e * and the current value Id e obtained by converting the c-phase coil current ic of the motor M into a synchronous coordinate system. Each is proportionally integrated and converted into a voltage value, and then applied to each of the pair of gain controllers 102 and 104.

그리고, 한쌍의 이득제어기(102, 104)가 한쌍의 PI제어기(101, 103)로부터 각각 인가되는 전압값을 전압상승감지부(110)의 출력값에 따라 이득을 각각 조절하고 이득이 조절된 각각의 전압값(Vq*, Vd*)을 멀티플렉서(105)에 인가한다.Then, a pair of gain controllers 102 and 104 respectively adjust the gains according to the output values of the voltage rise detection unit 110 to the voltage values applied from the pair of PI controllers 101 and 103, respectively, and the gains are adjusted. The voltage values Vq * and Vd * are applied to the multiplexer 105.

이때, 상기 전압상승감지부(110)에서 출력된 출력값은 인버터(40)의 입력전원단측의 전압(Vdc)에 대한 기설정된 초기값(Vdc.int)이 된다.At this time, the output value output from the voltage rise detection unit 110 is a predetermined initial value (Vdc. Int) for the voltage (Vdc) of the input power terminal side of the inverter 40.

또한, 멀티플렉서(105)는 한쌍의 이득제어기(102, 104)로부터 각각 인가되는 전압값(Vq*, Vd*)을 회전각센서(50)로부터 인가되는 모터 회전자의 회전각신호(θ)에 상응하게 3상의 전압지령신호(Va*, Vb*, Vc*)으로 변환하여 PWM신호발생부(20)에 인가한다.In addition, the multiplexer 105 transmits the voltage values Vq * and Vd * applied from the pair of gain controllers 102 and 104 to the rotation angle signal θ of the motor rotor applied from the rotation angle sensor 50. Correspondingly, three phase voltage command signals Va * , Vb * , Vc * are converted into the PWM signal generator 20 and applied.

그리고, PWM신호발생부(20)는 제어부(100)로부터 인가되는 3상의 전압지령신호(Va*, Vb*, Vc*)의 전압레벨에 상응하는 듀티비의 PWM신호를 발생하여 인버터(40)에 인가한다.In addition, the PWM signal generator 20 generates a PWM signal having a duty ratio corresponding to the voltage level of the three-phase voltage command signals Va * , Vb * , Vc * applied from the controller 100 to generate the inverter 40. To apply.

또한, 인버터(40)는 PWM신호발생부(20)로부터 인가되는 PWM신호에 따라 각각의 스위칭소자(Q1∼Q6)가 동작하여 모터(M)의 각 상코일(a, b, c)에 전류를 인가하여 모터(M)를 동작시킨다.In addition, the inverter 40 operates each of the switching elements Q1 to Q6 according to the PWM signal applied from the PWM signal generator 20 to supply current to each of the phase coils a, b, and c of the motor M. FIG. To operate the motor (M).

이후, 모터(M)의 속도가 급감하게 되면 급격한 부하변동에 의하여 모터(M)가 발전기처럼 동작하게 되면서 모터(M)의 각 상코일에 흐르던 전류가 입력전원단측에 역류되어 캐패시터(C)에 충전되면서 입력전원단측의 전압(Vdc)이 그 초기값(Vdc.int)에 비하여 비정상적으로 상승하게 된다.Subsequently, when the speed of the motor M decreases rapidly, the motor M operates as a generator due to a sudden load change, and the current flowing in each phase coil of the motor M flows back to the input power supply end to the capacitor C. As it is charged, the voltage Vdc at the input power supply terminal rises abnormally compared to its initial value Vdc.int.

이때, 이와 같은 입력전원단측 전압(Vdc)의 비정상적인 상승은 전압상승감지부(110)에서 체크되는데, 그 상세한 동작과정은 하기와 같다.At this time, such an abnormal increase in the input power supply side voltage Vdc is checked by the voltage increase detecting unit 110, and a detailed operation thereof is as follows.

먼저, 전압상승감지부(110)의 전력검출부(111)가 모터(M)의 a상코일전류(ia)를 동기좌표계로 변환한 전류치(Iqe)에 이득제어기(102)에서 출력된 전압값(Vq*)을 곱셈하여 구한 값과, 모터(M)의 c상코일전류(ic)를 동기좌표계로 변환한 전류치(Ide)에 이득제어기(104)에서 출력된 전압값(Vd*)을 곱셈하여 구한 값을 가산하여 전력치를 구하고, 이와 같이 구해진 전력치에 2/3를 곱하여 모터(M)의 전력값을 검출한다.First, the voltage value output from the gain controller 102 to the current value Iq e obtained by the power detector 111 of the voltage rise detection unit 110 converting the a-phase coil current ia of the motor M into a synchronous coordinate system. The voltage value Vd * output from the gain controller 104 is obtained by multiplying Vq * and the current value Id e obtained by converting the c-phase coil current ic of the motor M into a synchronous coordinate system. The power value is obtained by adding the value obtained by multiplication, and the power value of the motor M is detected by multiplying the power value thus obtained by 2/3.

이때, 모터(M)의 각 상의 코일에 흐르는 전류가 입력전원단측으로 역류되어 캐패시터(C)에 충전되면서 입력전원단측의 전압(Vdc)이 그 초기값(Vdc.int)에 비하여 비정상적으로 상승하므로 a상코일전류(ia)의 검출치 및 c상코일전류(ic)의 검출치가 (+)의 값을 나타내게 되고, 이로 인하여 상기 모터(M)의 전력검출값은 (+)의 값을 갖게 된다.At this time, since the current flowing in the coil of each phase of the motor M is reversed to the input power supply end and charged in the capacitor C, the voltage Vdc at the input power supply end is abnormally increased compared to the initial value Vdc.int. The detection value of the a-phase coil current ia and the detection value of the c-phase coil current ic have a positive value, and thus the power detection value of the motor M has a positive value. .

한편, 모터(M)의 각 상의 코일에 흐르는 전류가 입력단측으로 역류되지 않을 때는 a상코일전류(ia)의 검출치 및 c상코일전류(ic)의 검출치가 (-)의 값을 나타내기 때문에 모터(M)의 전력검출값은 (-)의 값을 갖게 된다.On the other hand, when the current flowing in the coil of each phase of the motor M does not flow back to the input end side, the detection value of the a-phase coil current ia and the detection value of the c-phase coil current ic show a negative value. The power detection value of the motor M has a negative value.

그리고, 극성판정부(112)는 전력검출부(111)에서 출력된 모터(M)의 전력검출값이 (+)인 경우만 상기 전력검출값을 패스시키도록 되어 있는데, 전력검출부(111)에서 출력된 모터(M)의 전력검출값이 (+)이므로 이 전력검출값을 패스시켜 역전류검출부(113)에 인가한다.The polarity determination unit 112 passes the power detection value only when the power detection value of the motor M output from the power detection unit 111 is (+), but is output from the power detection unit 111. Since the power detection value of the motor M thus obtained is positive, the power detection value is passed and applied to the reverse current detection unit 113.

즉, 전력검출부(111)에서 출력된 모터(M)의 전력검출값이 (-)이면 모터(M)의 각 상에 전류가 정상적으로 흐르는 상태이고 전력검출부(111)에서 출력된 모터(M)의 전력검출값이 (+)이면 모터(M)의 각 상에 흐르는 전류가 그 입력전원단측으로 역류되는 상태이므로, 극성판정부(112)는 모터(M)의 각 상에 흐르는 전류가 그 입력전원단측으로 역류되는 상태에서 검출되는 모터(M)의 전력검출값만을 패스시키는 것이다.That is, when the power detection value of the motor M output from the power detection unit 111 is (−), the current flows normally in each phase of the motor M, and the power of the motor M output from the power detection unit 111 is maintained. If the power detection value is (+), the current flowing in each phase of the motor M is reversed to the input power supply end side. Therefore, the polarity determination unit 112 has a current flowing in each phase of the motor M in its input power supply. Only the power detection value of the motor M detected in the state of flowing back to the short side is passed.

또한, 역전류검출부(113)는 극성판정부(112)에서 패스된 전력검출값을 전압상승분가산부(116)에서 출력된 전압값으로 나누어 모터(M)의 전류치를 구하며, 전압변환부(114)는 역전류검출부(113)에서 구해진 모터(M)의 전류치를 적분하여 전압값으로 변환한다.In addition, the reverse current detector 113 obtains a current value of the motor M by dividing the power detection value passed by the polarity determination unit 112 by the voltage value output from the voltage increase adder 116, and the voltage conversion unit 114. Integrates the current value of the motor M obtained by the reverse current detection unit 113 and converts it to a voltage value.

그리고, 전압상승분산출부(115)는 전압변환부(114)에서 변환된 전압값을 인버터(40)의 입력전원단에 설치된 캐패시터(C)의 정전용량값으로 나누어 모터(M)로부터 역류되는 전류에 의해 캐패시터(C)에 걸리는 전압상승분을 산출한다.In addition, the voltage rise calculator 115 divides the voltage value converted by the voltage converter 114 by the capacitance value of the capacitor C installed at the input power supply terminal of the inverter 40 to reverse the current flowing from the motor M. The voltage increase applied to the capacitor C is calculated.

또한, 전압상승분가산부(116)는 입력전원단측의 전압 즉, 캐패시터(C)의 양단에 걸리는 전압(Vdc)의 기설정된 초기값(Vdc.int)에 전압상승분산출부(115)에서 산출된 전압상승분을 가산하여 구한 값을 한쌍의 이득제어기(102, 104)에 각각 인가한다.In addition, the voltage increase adder 116 calculates the voltage calculated by the voltage increase calculator 115 at a predetermined initial value Vdc.int of the voltage at the input power supply side, that is, the voltage Vdc across the capacitor C. The value obtained by adding the increase is applied to the pair of gain controllers 102 and 104, respectively.

즉, 전압상승분가산부(116)는 비정상적으로 상승된 입력전원단측의 전압겁출값을 한쌍의 이득제어기(102, 104)에 각각 인가하는 것이다.That is, the voltage increase adder 116 applies an abnormally elevated voltage extraction value on the input power supply terminal side to the pair of gain controllers 102 and 104, respectively.

이로서, 한쌍의 이득제어기(102, 104)가 각각 한쌍의 PI제어기(101, 103)로부터 인가되는 전압값의 이득을 비정상적으로 상승된 인버터(40)의 입력전원단측의 전압(Vdc)에 상응하게 조절하게 되고, 이에 따라 멀티플렉서(105)로부터 출력되는 3상의 전압지령신호(Va*, Vb*, Vc*)의 전압레벨이 가변되어 PWM신호발생부(20)로부터 출력되는 PWM신호의 듀티비가 재조정된다.As a result, the gains of the voltage values applied by the pair of gain controllers 102 and 104, respectively, from the pair of PI controllers 101 and 103, correspond to the voltage Vdc of the input power supply terminal side of the inverter 40 that is abnormally raised. The voltage level of the three-phase voltage command signals Va * , Vb * , Vc * output from the multiplexer 105 is adjusted accordingly, and the duty ratio of the PWM signal output from the PWM signal generator 20 is readjusted. do.

이로서, 인버터(40)로부터 모터(M)의 각 상에 인가하는 전류치가 비정상적으로 상승된 입력전원단측의 전압(Vdc)에 상응하게 조절됨으로써, 입력전원단측의 전압상승분에 의한 과전류가 모터(M)에 인가됨에 의하여 모터(M)의 속도 및 토오크가 정상치에 일탈하는 등의 난조를 방지할 수 있게 된다.As a result, the current value applied from the inverter 40 to each phase of the motor M is adjusted to correspond to the voltage Vdc at the input power supply end side which is abnormally increased, whereby the overcurrent due to the voltage increase at the input power supply end side is the motor M. FIG. By applying), it is possible to prevent hunting such as deviation of the speed and torque of the motor M from the normal value.

즉, 본 발명은 입력전원단측의 전압상승분에 상응하게 전압지령신호의 전압레벨을 조절하여 PWM신호의 듀티비를 조절하고 이를 통해 모터의 각 상에 흐르는 전류치를 조절함으로써, 입력전원단측의 전압상승에 따른 모터의 불안정한 동작을 방지하도록 한 것이다.That is, the present invention adjusts the duty ratio of the PWM signal by adjusting the voltage level of the voltage command signal corresponding to the voltage increase on the input power supply side, and thereby adjusts the current value flowing in each phase of the motor, thereby increasing the voltage on the input power supply side. This is to prevent the unstable operation of the motor.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 입력전원단측의 비정상적인 전압상승분에 상응하게 PWM신호의 듀티비를 조절하여 모터에 인가되는 전류치를 조절함으로써, 입력전원단측의 전압상승에 의한 모터의 불안전한 동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by controlling the current value applied to the motor by adjusting the duty ratio of the PWM signal corresponding to the abnormal voltage increase of the input power supply side, the unstable operation of the motor by the voltage increase of the input power supply side is controlled. There is an effect that can be prevented.

Claims (5)

정류부와 캐패시터를 매개로 입력되는 입력전원을 PWM신호에 따라 각 상의 코일에 인가하여 모터를 구동시키는 모터 구동제어장치에 있어서;A motor drive control apparatus for driving a motor by applying an input power input through a rectifier and a capacitor to a coil of each phase according to a PWM signal; 상기 입력전원단에 대한 비정상적인 전압상승분을 검출하고 전압상승분을 기설정된 입력전원단의 초기전압값에 가산하여 출력하는 전압상승감지부와,A voltage rise detection unit for detecting an abnormal voltage rise with respect to the input power source and adding the voltage rise to an initial voltage value of a predetermined input power source; 상기 모터코일에 흐르는 전류치와 상기 모터의 회전각 및 전류지령신호에 따라 다상의 전압지령신호를 구하고, 상기 다상의 전압지령신호를 상기 전압상승분에 따라 이득조절하여 출력하는 제어부와,A controller for obtaining a voltage command signal of a multiphase according to a current value flowing in the motor coil, a rotation angle of the motor, and a current command signal, and controlling the gain of the multiphase voltage command signal according to the voltage increase; 상기 제어부에서 출력된 다상의 전압지령신호에 상응하는 PWM신호를 발생하여 상기 인버터에 인가하는 PWM신호발생부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 모터 구동제어장치.And a PWM signal generator for generating a PWM signal corresponding to the multi-phase voltage command signal output from the controller and applying the PWM signal to the inverter. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 1, wherein the control unit, 상기 모터의 코일에 흐르는 전류치를 전류지령신호와 감산하여 출력하는 감산기와, 상기 감산기에서 출력된 전류치를 비례적분하여 전압값으로 변환하는 PI제어기와, 상기 PI제어기에서 변환된 전압값의 이득을 상기 전압상승감지부에서 출력된 전압값에 상응하게 조절하는 이득조절부와, 상기 이득조절부의 출력값을 모터의 회전각에 상응하는 다상의 전압지령신호로 변환하여 상기 PWM신호발생부에 인가하는 멀티플렉서로 이루어진 것을 특징으로 하는 모터 구동제어장치.A subtractor for subtracting and outputting a current value flowing through the coil of the motor with a current command signal, a PI controller for proportionally integrating the current value output from the subtractor into a voltage value, and a gain of the voltage value converted in the PI controller; A gain control unit for adjusting the voltage value output from the voltage rise detection unit and a multiplexer for converting the output value of the gain control unit into a multi-phase voltage command signal corresponding to the rotation angle of the motor and applying it to the PWM signal generator. Motor drive control device, characterized in that made. 제 2 항에 있어서, 상기 전압상승감지부는,The method of claim 2, wherein the voltage rise detection unit, 상기 모터의 전력을 검출하는 전력검출부와,A power detector detecting power of the motor; 상기 전력검출부에서 검출된 전력검출값의 극성이 설정극성일 경우에만 상기 전력검출값을 패스시키는 극성판정부,A polarity determination unit which passes the power detection value only when the polarity of the power detection value detected by the power detection unit is a set polarity; 상기 극성판정부에서 패스된 전력검출값으로부터 상기 입력전원측으로 역류되는 모터의 전류치를 구하는 역전류검출부와,A reverse current detection unit for obtaining a current value of the motor flowing back to the input power supply side from the power detection value passed by the polarity determination unit; 상기 역전류검출부에서 구해진 모터의 전류치를 적분하여 전압값으로 변환하는 전압변환부와,A voltage converting unit for converting the current value of the motor obtained by the reverse current detecting unit into a voltage value; 상기 전압변환부에서 변환된 전압값을 상기 캐패시터의 정전용량값으로 나누어 상기 입력전원단의 전압상승분을 산출하는 전압상승분산출부 및,A voltage increase calculator configured to calculate a voltage increase of the input power terminal by dividing the voltage value converted by the voltage converter by the capacitance of the capacitor; 상기 입력전원단의 초기전압값에 상기 전압상승분산출부에서 산출된 전압상승분을 가산하여 출력하는 전압상승분가산부로 이루어진 것을 특징으로 하는 모터 구동제어장치.And a voltage rise adder which adds and outputs the voltage rise calculated by the voltage rise calculator to the initial voltage value of the input power terminal. 제 3 항에 있어서, 상기 전력검출부는,The method of claim 3, wherein the power detection unit, 상기 모터의 코일에 흐르는 전류치를 상기 이득조절부의 출력값과 곱하여 상기 모터의 전력을 검출하도록 된 것을 특징으로 하는 모터 구동제어장치.And controlling the electric power of the motor by multiplying a current value flowing through the coil of the motor with an output value of the gain adjusting unit. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 역전류검출부는,The method of claim 3 or 4, wherein the reverse current detection unit, 상기 전력검출부에서 검출된 전력검출값을 상기 전압상승분가산부의 출력값으로 나누어 상기 모터의 전류치를 검출하도록 된 것을 특징으로 하는 모터 구동제어장치.And a current detection value of the motor by dividing a power detection value detected by the power detection unit by an output value of the voltage increase addition unit.
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