KR100379730B1 - Apparatus and method for correcting slip of induction motor driver - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유도전동기 드라이버의 슬립 보정 장치 및 방법에 관한 것으로써,특히 유도전동기의 원하는 회전속도와 모터의 회전속도와의 차이인 슬립을 정확하게 계산하여 보정하는 가변전압 가변주파수형 범용 유도전동기 드라이버 또는 자속 제어형 범용 유도전동기 드라이버의 슬립 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for slip correction of an induction motor driver, and in particular, a variable voltage variable frequency type general purpose induction motor driver for accurately calculating and correcting a slip which is a difference between a desired rotational speed of an induction motor and a rotational speed of a motor. The present invention relates to a slip compensation device and method for a flux-controlled general-purpose induction motor driver.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래의 유도전동기 드라이버의 슬립 보정 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a slip correction method of a conventional induction motor driver will be described with reference to the accompanying drawings.
제1도 (A)는 종래의 유도전동기 드라이버에서 부하의 크기가 커짐에 따라 슬립이 커지는 것을 도시하고 있고,FIG. 1 (A) shows that the slip increases as the load increases in the conventional induction motor driver.
제1도 (B)는 종래의 유도전동기 드라이버에서 슬립이 고정자 전류에 비례하는 것을 도시하고 있다.FIG. 1B shows that the slip is proportional to the stator current in the conventional induction motor driver.
종래의 유도전동기 드라이버의 슬립 보정 방법은 다음과 같다.The slip correction method of the conventional induction motor driver is as follows.
유도전동기는 산업계에서 널리 쓰이는 전동기로써, 그 기본 원리는 고정자권선에 교류전압을 인가하고, 이로부터 2차회전자 권선의 전류를 유도하여 회전력을 발생시킨다. 이때 고정자 권선에 가해진 교류전압의 회전속도와 실제 모터의 회전 속도 사이에는 반드시 슬립(Slip)이 존재하게 된다. 이 슬립은 모터의 부하크기에 근사적으로 비례하기 때문에 부하에 따라 모터 회전속도가 변동하게 되는 문제를 발생시킨다. 그러므로 변동하는 부하에서 일정한 속도로 구동하기 위해서는 슬립이 보정된 동기속도가 필요하다. 이때, 슬립보정식은Induction motor is a motor widely used in the industry, the basic principle is to apply an alternating voltage to the stator winding, from which the current of the secondary rotor winding induces the rotational force. At this time, there is a slip between the rotational speed of the AC voltage applied to the stator winding and the rotational speed of the actual motor. Since this slip is approximately proportional to the load size of the motor, it causes a problem that the motor rotational speed varies with the load. Therefore, in order to operate at a constant speed under a varying load, slip-corrected synchronous speed is required. At this time, the slip correction formula
이고, 여기에서 ω는 고정자의 교류 동기속도이고, 즉 고정자 속도이고, ωr은 원하는 회전자 속도이며, ωs1은 슬립속도이다. 식(1)과 같이 슬립속도와 원하는 회전자 속도를 합친 주파수를 고정자에 인가할 경우에, 부하의 변동과 관계없이 일정한 속도를 얻을 수 있다.Where ω is the alternating synchronous speed of the stator, ie the stator speed, ω r is the desired rotor speed, and ω s1 is the slip speed. When the frequency obtained by combining the slip speed and the desired rotor speed is applied to the stator as in Equation (1), a constant speed can be obtained regardless of the load variation.
그런데, 상기의 슬립속도(ωs1)는 종래에 다음과 같이 근사적으로 계산되었다. 즉, 제1도 (A)는 부하의 크기(TL)가 무부하 동작점에서 정격 동작점까지 정격부하(T'L) 범위 내에서 그 크기가 커질수록 모터의 회전자 속도(ωr)는 감소하는 것을 도시하고 있으며, 이때 감소한 모터의 회전자 속도에 비례하여 정격슬립(ω's1)이 발생하는 것을 도시하고 있고, 제1도 (B)에 나타난 바와 같이 슬립(ωs1)과 고정자 전류(Is)는 무부하 동작점에서 정격 동작점까지 거의 직선적으로 비례한다고 가정하였으며, 이러한 경우에 다음과 같이 근사적 슬립추정식을 구하였다. 즉, 종래의 1차 슬립추정식은,Incidentally, the slip speed ω s1 was calculated approximately as follows conventionally. That is, in FIG. 1A, the rotor speed ω r of the motor decreases as the magnitude of the load TL increases from the no-load operating point to the rated operating point within the rated load T ' L range. In this case, it shows that the rated slip (ω ' s1 ) occurs in proportion to the reduced rotor speed of the motor, as shown in Figure 1 (B) slip (ω s1 ) and stator current ( I s ) is assumed to be linearly proportional from the no-load operating point to the rated operating point. In this case, an approximate slip estimation equation is obtained. In other words, the conventional first slip estimation equation,
와 같고, 여기에서 Is는 모터 고정자 전류로써, 홀 센서(Hall Sensor)등으로 측정하고, I's는 모터 정격전류로써, 모터 사양에 의해 주어지며, ω's1은 모터의 정격슬립으로써, 모터 사양에 의해 주어지며, Im은 모터의 무부하 전류로써, 모터를 무부하로 구동시켜 그 값을 입력하게 된다.Where Is is the motor stator current, measured by a Hall sensor, etc., I 's is the motor rated current, given by the motor specification, and ω ' s1 is the rated slip of the motor. Given by the specification, I m is the no-load current of the motor, driving the motor at no load and entering its value.
그러나, 상기한 종래의 유도전동기 드라이버의 슬립보정 방법은 1차 슬립추정식에서 슬립의 크기가 고정자 전류에 직선적으로 비례한다고 가정하였으나, 실제로는 직선적인 관계가 성립하지 않고, 슬립의 크기는 고정자 전류와 쌍곡선 형태의 2차함수가 됨으로써 슬립 추정오차가 부하에 따라 변화하고 정확한 슬립 보정을 하지 못하는 문제점이 있다.However, the slip correction method of the conventional induction motor driver described above assumes that the magnitude of slip is linearly proportional to the stator current in the first slip estimation equation. Since the hyperbolic quadratic function causes slip estimation errors to vary with load, accurate slip correction is not possible.
그러므로, 이 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 슬립의 크기가 고정자 전류에 직선적인 관계로 비례하지 않고, 쌍곡선 형태의 2차함수 관계를 가지므로 이에따른 슬립 추정오차를 계산하여 보다 정확한 슬립을 보정하여 동작특성을 향상시킨 유도전동기 드라이버의 슬립 보정 방법을 제공하기 위한 것이다.Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems, and since the magnitude of the slip is not proportional to the stator current in a linear relationship but has a hyperbolic quadratic function, the slip estimation error is calculated accordingly. The purpose of the present invention is to provide a slip correction method of an induction motor driver, which improves operation characteristics by correcting accurate slip.
상기의 목적을 달성하기 위한 수단으로써, 이 발명의 구성은,As a means for achieving the above object, the configuration of the present invention,
모터로부터 실제의 아날로그 고정자 전류를 입력신호로 수신하여, 디지털 고정자 전류로 변환하여 출력하는 아날로그/디지탈 변환기;An analog / digital converter which receives an actual analog stator current from the motor as an input signal, converts the digital stator current, and outputs the digital stator current;
유도전동기 드라이버의 정격 고정자 전류, 정격 슬립속도, 모터 무부하 전류의 값들을 기억하고 있고, 중앙처리장치의 명령에 의해 상기의 값들을 출력하는 메모리 수단;Memory means for storing values of the rated stator current, the rated slip speed and the motor no-load current of the induction motor driver, and outputting the values by a command of the central processing unit;
상기의 아날로그/디지탈 변환기로부터 수신한 디지털 고정자 전류를 수신하고, 상기의 메모리 수단으로부터 정격 고정자 전류, 정격 슬립속도, 모터 무부하 전류의 값들을 수신하여, 2차 슬립추정식에 의해 보정된 슬립속도를 출력하는 2차 슬립추정식 계산수단;The digital stator current received from the analog-to-digital converter is received, and the values of the rated stator current, rated slip speed and motor no-load current are received from the memory means, and the slip speed corrected by the second slip estimation equation is obtained. Second slip estimation calculation means for outputting;
속도지령을 발생하여 원하는 회전자 속도를 출력하는 속도지령 발생수단;Speed command generation means for generating a speed command and outputting a desired rotor speed;
상기의 속도지령 발생수단의 원하는 회전자 속도와 2차 슬립추정식 계산수단의 슬립속도를 수신하여, 이를 가산하여 보정된 고정자 속도를 출력하는 가산기로 이루어진다.And an adder for receiving the desired rotor speed of the speed command generation means and the slip speed of the secondary slip estimation calculation means and adding them to output the corrected stator speed.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 수단으로써, 이 발명의 다른 구성은,In addition, as a means for achieving the above object, another configuration of the present invention,
원하는 회전자 속도, 유도전동기 드라이버의 정격 고정자 전류, 정격 슬립속도, 모터 무부하 전류, 모터로부터 실제의 고정자 전류를 입력신호들로 읽어들이는 입력 읽기단계;An input reading step of reading desired rotor speed, rated stator current of induction motor driver, rated slip speed, motor no-load current, and actual stator current from the motor as input signals;
상기의 입력 읽기단계의 유도전동기 드라이버의 정격 고정자 전류, 정격 슬립속도, 모터 무부하 전류, 모터로부터 실제의 고정자 전류의 입력신호들을 수신하고, 2차 슬립추정식에 의해 보정된 슬립속도를 출력하는 2차 슬립추정식 계산단계;2, which receives input signals of rated stator current, rated slip speed, motor no-load current, and actual stator current of the induction motor driver in the input reading step, and outputs the slip speed corrected by the second slip estimation equation. Difference slip estimation calculation step;
상기의 입력 읽기단계의 회전자 속도와 2차 슬립추정식 계산단계의 슬립속도를 수신하여, 이를 가산하여 고정자 속도를 출력하는 가산출력단계로 이루어진다.An additional output step of receiving the rotor speed of the input reading step and the slip speed of the second slip estimation calculation step and adding them to output the stator speed.
또한, 상기의 2차 슬립추정식은,In addition, the second slip estimation equation,
이고, 여기에서 ωs1는 슬립속도이고, Is는 고정자 전류이며, I's는 모터의 정격전류이며, ω's1는 정격 슬립속도, Im은 모터 무부하전류이다.And, a slip speed ωs1 Here, I s is a stator current, I 's is the rated current of the motor, ω' s1 is the rated slip speed, I m is the motor no-load current.
상기의 구성에 의한 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, the most preferred embodiment which can easily implement this invention by the above structure is as follows.
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 유도전동기 드라이버에서 2차 슬립추정식을 유도하기 위해서 모델링된 회로도이고,2 is a circuit diagram modeled for inducing a second slip estimate in an induction motor driver according to an embodiment of the present invention.
제3도는 이 발명의 실시예에 따른 실제의 슬립과 종래의 슬립추정식에 따른 슬립 추정오차를 도시하고 있고,3 shows the actual slip according to the embodiment of the present invention and the slip estimation error according to the conventional slip estimation equation.
제4도는 이 발명의 실시예에 따른 유도전동기 드라이버의 슬립 보정 장치의 구성도이고,4 is a configuration diagram of a slip correction apparatus of an induction motor driver according to an embodiment of the present invention,
제5도는 이 발명의 실시예에 따른 유도전동기 드라이버의 슬립 보정 방법의 순서도이다.5 is a flowchart of a slip correction method of an induction motor driver according to an exemplary embodiment of the present invention.
첨부한 제4도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 유도전동기 드라이버의 슬립 보정 장치의 구성은,As shown in FIG. 4, the configuration of the slip correction apparatus of the induction motor driver according to the embodiment of the present invention is
모터로부터 실제의 아날로그 고정자 전류(Isa)를 입력신호로 수신하여, 디지털 고정자 전류(Is)로 변환하여 출력하는 아날로그/디지탈 변환기(10);An analog / digital converter 10 which receives an actual analog stator current Is from the motor as an input signal, converts it into a digital stator current Is, and outputs it;
유도전동기 드라이버의 정격 고정자 전류(I's), 정격 슬립속도(ω's1), 모터 무부하 전류(Im)의 값들을 기억하고 있고, 중앙처리장치의 명령에 의해 상기의 값들을 출력하는 메모리 수단(50);Memory that stores the values of rated stator current (I ' s ), rated slip speed (ω' s1 ) and motor no-load current (I m ) of the induction motor driver, and outputs the above values by command of the central processing unit. Means 50;
상기의 아날로그/디지탈 변환기(10)로부터 수신한 디지털 고정자 전류(Is)를 수신하고, 상기의 메모리 수단(50)으로부터 정격 고정자 전류(I's), 정격 슬립 속도(ω's1), 모터 무부하 전류(Im)의 값들을 수신하여, 2차 슬립추정식에 의해 보정된 슬립속도(ωs1)를 출력하는 2차 슬립추정식 계산수단(40);The digital stator current I s received from the analog-to-digital converter 10 is received, and the rated stator current I ' s , the rated slip speed ω' s1 , and the motor are received from the memory means 50. receives the value of the no-load current (I m), the second slip a slip speed corrected by the estimation secondary slip estimation calculation for outputting the (ω s1) means (40);
속도지령을 발생하여 원하는 회전자 속도(ωr)를 출력하는 속도지령 발생수단(20);Speed command generation means (20) for generating a speed command and outputting a desired rotor speed (ω r );
상기의 속도지령 발생수단(20)의 원하는 회전자 속도(ωr)와 2차 슬립추정식 계산수단(40)의 슬립속도(ωs1)를 수신하여, 이를 가산하여 보정된 고정자 속도(ω)를 출력하는 가산기(30)로 이루어진다.The desired rotor speed ω r of the speed command generating means 20 and the slip speed ω s1 of the secondary slip estimation calculation means 40 are received, and the stator speed ω is corrected by adding them. It consists of an adder 30 for outputting.
또한, 제5도를 참고로 하여, 유도전동기 드라이버의 슬립 보정 방법은,In addition, referring to FIG. 5, the slip correction method of the induction motor driver is
원하는 회전자 속도(ωr), 유도전동기 드라이버의 정격 고정자 전류(I's), 정격슬립속도(ω's1), 모터 무부하 전류(Im), 모터로부터 실제의 고정자 전류(Is)를 입력신호들로 읽어들이는 입력 읽기단계(100);Input signal of desired rotor speed (ω r ), rated stator current (I's) of induction motor driver, rated slip speed (ω ' s1 ), motor no-load current (I m ), and actual stator current (I s ) from motor An input reading step of reading into the field;
상기의 입력 읽기단계(100)의 유도전동기 드라이버의 정격 고정자 전류(I's), 정격 슬립속도(ω's1), 모터 무부하 전류(Im), 모터로부터 실제의 고정자 전류(Is)의 입력신호들을 수신하고, 2차 슬립추정식에 의해 보정된 슬립속도(ωs1)를 출력하는 2차 슬립추정식 계산단계(200);The rated stator current (I ' s ), rated slip speed (ω' s1 ), motor no-load current (I m ), and actual stator current (I s ) of the induction motor driver in the input reading step 100 above. A second slip estimation calculation step 200 for receiving input signals and outputting a slip speed ω s1 corrected by the second slip estimation equation;
상기의 입력 읽기단계(100)의 회전자 속도(ωr)와 2차 슬립추정식 계산단계(200)의 슬립속도(ωs1)를 수신하여, 이를 가산하여 고정자 속도(ω)를 출력하는 가산출력단계(300)로 이루어진다.The rotor speed ω r of the input reading step 100 and the slip speed ω s1 of the second slip estimation calculation step 200 are received and added to output the stator speed ω. The output step 300 is made.
또한, 상기의 2차 슬립추정식은,In addition, the second slip estimation equation,
이고, 여기에서 ωs1는 슬립속도이고, Is는 고정자 전류이며, I's는 모터의 정격전류이며, ω's1는 정격 슬립속도, Im은 모터 무부하전류로 주어진다.Where ω s1 is the slip speed, I s is the stator current, I ' s is the rated current of the motor, ω' s1 is the rated slip speed, and I m is the motor no-load current.
상기의 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 유도전동기 드라이버의 슬립 보정 장치 및 방법의 작용은 다음과 같다.The operation of the slip correction apparatus and method of the induction motor driver according to the embodiment of the present invention by the above configuration is as follows.
범용 유도전동기 드라이버의 슬립보정을 위해 다음과 같은 가정이 필요하다. 즉, 첫째, 모델링을 위해서 공극자속과 누설자속의 분포는 정현파적이고, 둘째, 모터의 철손은 그 크기가 매우 작으므로 무시하고, 셋째, 정상상태의 운전 특성만을 고려하며, 넷째, 회전자 누설자속은 그 크기가 작으므로 무시하며, 다섯째, 완전한 가변전압 가변주파수(V/F) 제어에 의해 공극자속은 일정하게 유지되고 있는 것으로 가정하게 된다.For slip compensation of general purpose induction motor driver, the following assumptions are required. That is, firstly, for the modeling, the distribution of air gap and leakage flux is sinusoidal, and second, the iron loss of the motor is very small and ignored. Third, only the steady state driving characteristics are considered. Is negligible because of its small size. Fifth, it is assumed that the air gap flux is kept constant by the control of the complete variable voltage variable frequency (V / F).
상기와 같은 가정하에 유도전동기 드라이버는 제2도와 같이 모델링될 수 있다. 제2도에서 Rs는 고정자의 저항이고, Ls1은 고정자의 누설 인덕턴스이고, Im은 무부하 전류이며, Ir은 회전자 전류, Rr은 회전자 저항, S는 슬립으로써, ωs1/ω에 해당한다. 따라서, 고정자 전류는Under the above assumption, the induction motor driver may be modeled as shown in FIG. In Figure 2, R s is the stator's resistance, L s1 is the stator's leakage inductance, I m is the no-load current, I r is the rotor current, R r is the rotor resistance, and S is the slip, ω s1 / corresponds to ω. Thus, the stator current
이 되고, 식(3)을 벡터의 크기에 관해서 표현하면,If equation (3) is expressed in terms of the magnitude of the vector,
가 되고, 회전자 전류(Ir)에 대해서 풀면,If you solve for the rotor current (Ir),
이며, 한편, 공극자속이 일정하게 유지되면 다음과 같은 관계를 만족한다.On the other hand, if the void flux remains constant, the following relationship is satisfied.
이며, 여기에서 S · ω는 Rr· Ir에 비례하게 되고,Where S · ω is proportional to R r · I r ,
이 되며, C는 비례상수이다. 식(4)와 식(6)에서 정격에서의 간을 대입하면 비례상수를 구할 수 있다. 따라서C is a proportionality constant. In equation (4) and equation (6), the proportionality constant can be obtained by substituting the interval at the rating. therefore
이 되고, 이 때 비례상수(C)는,Where proportional constant (C) is
이 된다. 그러므로, 식(4), (6), (7)을 사용하면, 2차 슬립추정식은Becomes Therefore, using equations (4), (6) and (7), the second slip estimate
이 된다.Becomes
그리고, 제3도는 종래의 1차 슬립추정식(11)과 쌍곡선 형태의 2차 슬립추정식(12)간에 △ω에 해당하는 슬립 추정오차가 발생하는 것을 도시하고 있다. 이러한 경우에 최대오차는 고정자 전류(Is)가 아래와 같을 때 나타난다. 즉,3 shows that a slip estimation error corresponding to Δω occurs between the conventional first slip estimation equation 11 and the second slip estimation equation 12 in the form of a hyperbola. In this case, the maximum error occurs when the stator current I s is In other words,
이고, 여기에서 k는 Ir,/(I's- Im) 이다 그러므로 이러한 오차를 방지하기 위해 식(8과 같은 정확한 슬립추정식을 이용할 경우에 부하변동에 무관한 일정한 고정자 속도 특성을 얻을 수 있다.Where k is I r , / (I ' s -I m ). Therefore, in order to prevent this error, we obtain constant stator velocity characteristics independent of load fluctuations when using an accurate slip estimation equation (8). Can be.
그리고, 제4도에서, 메모리 수단(50)은 유도전동기 드라이버의 정격 회전자전류(I's), 정격 슬립속도(ω's1), 모터 무부하 전류(Im)의 값들을 기억하고 있고, 중앙처리장치의 명령에 의해 상기의 값들을 출력하며, 아날로그/디지탈 변환기(10)는 모터로부터 실제의 아날로그 고정자 전류(Isa)를 입력신호로 수신하여, 디지털 고정자전류(Is)로 변환하여 출력한다. 2차 슬립추정식 계산수단(40)은 상기의 아날로그/디지탈 변환기(10)로부터 수신한 디지털 고정자 전류(Is)를 수신하고, 상기의 메모리 수단(50)으로부터 정격 회전자 전류(I's), 정격 슬립속도(ω's1), 모터 무부하 전류(Im)의 값들을 수신하여, 식(8)과 같은 2차 슬립추정식에 의해 보정된 슬립속도(ωs1)를 출력한다. 상기의 속도지령 발생수단(20)이 속도지령을 발생하여 원하는 회전자 속도(ωr)를 출력하면, 가산기(30)는 상기의 속도지령 발생수단(20)의 회전자 속도(ωr)와 2차 슬립추정식 계산수단(40)의 슬립속도(ωs1)를 수신하여, 이를 가산하여 고정자 주파수(ω)를 출력하게 된다.And, in FIG. 4, the memory means 50 stores the values of the rated rotor current I's, the rated slip speed ω ' s1 , the motor no-load current I m of the induction motor driver, and central processing. The above values are output by the command of the device, and the analog-to-digital converter 10 receives the actual analog stator current I sa from the motor as an input signal, converts it into a digital stator current I s , and outputs it. . Second slip estimation calculation means (40) is rated rotor current (I 's from a digital stator current (I s) received, and wherein the memory means (50) for receiving from the analog / digital converter (10) of the ), The values of the rated slip speed (ω ' s1 ) and the motor no-load current (I m ) are received, and the slip speed (ω s1 ) corrected by the second slip estimate equation (8) is output. If the speed command generating means (20) generates a speed command output the desired rotor speed (ω r), an adder (30) and rotor speed (ω r) of the speed command generating means (20) of the The slip speed ω s1 of the secondary slip estimation calculation means 40 is received, and this is added to output the stator frequency ω.
따라서, 슬립 보정장치는 실제전류를 아날로그/디지탈 변환기로 입력받고 사전에 측정되어 기억된 정격 및 무부하 상수등 으로부터 현재의 슬립을 계산한 후 출력주파수에 더하여 출력시키는 구조로 되어 있다. 이와 같은 슬립 계산에 있어서, 종래의 1차 슬립추정식 대신에 실제 모터 모델에 근거한 2차 슬립추정식을 사용할 경우에 종래 방식에 비해 매우 우수한 고정자 속도 관련식을 얻을 수 있고, 가변 전압 가변주파수(V/F) 드라이버의 슬립 보정과 자속제어형 드라이버의 슬립 보정에 적용이 가능하게 된다.Therefore, the slip compensator has a structure in which the actual current is input to the analog / digital converter and the current slip is calculated from the previously measured and memorized rated and no-load constants and then output in addition to the output frequency. In this slip calculation, when the second slip estimate based on the actual motor model is used instead of the conventional first slip estimate, a much better stator speed relation can be obtained than the conventional method, and the variable voltage variable frequency ( V / F) It is possible to apply to slip compensation of driver and slip compensation of flux control type driver.
다시 말하면, 종래의 가변전압 가변주파수(V/F) 유도전동기 드라이버는 사용이 용이하고 모터 변수에 대해 거의 무관하여 광범위하게 사용되어 왔지만, 부하에 따라 속도가 변동하기 때문에 고성능 속도제어가 어렵다는 문제점을 지녀왔고, 종래의 슬립 보정 방법은 슬립 추정시의 오차 때문에 역시 부하에 대한 속도변동을 피할 수 없었지만, 이 발명의 경우에 정확한 모터 특성에 근거하여 슬립을 계산하였으므로 부하에 대한 속도변동이 거의 없고 아울러 종래의 기술에 비해 별도의 하드웨어나 모터 변수에 대한 정보가 불필요하므로 동일한 원가로 고성능 구동이 가능하다.In other words, the conventional variable voltage variable frequency (V / F) induction motor driver is easy to use and has been widely used regardless of the motor variables, but it is difficult to control high performance speed because the speed varies depending on the load. Although the conventional slip correction method cannot avoid the speed fluctuation with respect to the load due to the error in slip estimation, in the case of the present invention, since the slip is calculated based on the exact motor characteristics, there is almost no speed fluctuation with the load. Compared with the conventional technology, since no information on hardware or motor variables is required, high performance driving is possible at the same cost.
또한, 가변전압 가변주파수(V/F) 방식 및 일정 자속 제어방식을 사용하는 범용 유도전동기 드라이버에 있어서, 동기주파수와 실제 속도와의 차이인 슬립을 보정하여 부하변동에 무관하게 일정한 속도를 유지하기 위해 아날로그/디지탈 변환기에 의해 일정 공극 자속시의 슬립추정식을 이용하여 슬립의 크기를 계산하고, 슬립을 속도지령에 의해서 실제 출력주파수로 출력하기 위한 가산기에 의해 슬립이 보정된 고정자 속도를 출력하게 된다.In addition, in the general purpose induction motor driver using the variable voltage variable frequency (V / F) method and the constant flux control method, a constant speed is maintained regardless of the load fluctuation by correcting slip, which is a difference between the synchronous frequency and the actual speed. To calculate the slip size by using the slip estimation equation at constant air gap flux by analog / digital converter, and to output the slip-corrected stator speed by the adder for outputting slip to the actual output frequency by speed command. do.
결국, 제5도를 참조로 하여 슬립 보정 방법은 입력 읽기단계(100)에서 원하는 회전자 속도(ωr), 유도전동기 드라이버의 정격 고정자 전류(I's), 정격 슬립속도(ω's1), 모터 무부하 전류(Im), 모터로부터 실제의 고정자전류(Is)를 입력신호들로 읽어들이고, 2차 슬립추정식 계산단계(200)에서 상기의 입력 인기단계(100)의 유도전동기 드라이버의 정격 고정자전류(I's), 정격 슬립속도(ω's1), 모터 무부하 전류(Im), 모터로부터 실제의 고정자전류(Is)를 입력신호들을 수신하고, 2차 슬립추정식에 의해 보정된 슬립속도(ωs1)를 출력하게 된다.Finally, referring to FIG. 5, the slip correction method includes the desired rotor speed (ω r ), the rated stator current (I ' s ), and the rated slip speed (ω' s1 ) of the induction motor driver in the input reading step 100. induction motor drivers for the motor no-load current (I m), the actual stator currents from a motor (I s), the type read in by the signal, the second slip estimation calculation the input popular step in step 200 (100) Rated stator current (I ' s ), rated slip speed (ω' s1 ), motor no-load current (I m ), and actual stator current (I s ) from the motor. By outputting the corrected slip speed (ω s1 ).
다음에, 가산출력단계(300)는 상기의 입력 읽기단계(100)의 회전자속도(ωr)와 2차 슬립추정식 계산단계(200)의 슬립속도(ωs1)를 수신하여, 이를 가산하여 고정자 속도(ω)를 출력하게 된다. 여기에서, 상기의 2차 슬립추정식 계산단계(200)에서 2차 슬립추정식은,Next, the addition output step 300 receives the rotor speed ω r of the input reading step 100 and the slip speed ω s1 of the second slip estimation calculation step 200 and adds them. To output the stator speed (ω). Here, in the second slip estimate calculation step 200, the second slip estimate is,
이고, 여기에서 ωs1은 슬립속도이고, Is는 고정자 전류이며, I's는 모터의정격전류이며, ω's1은 정격 슬립속도, 1m은 모터 무부하전류이다.Where ω s1 is the slip speed, I s is the stator current, I ' s is the rated current of the motor, ω' s1 is the rated slip speed, and 1 m is the motor no-load current.
그러므로 상기와 같이 동작하는 이 발명의 효과는, 정확한 모터 특성에 근거하여 슬립추정식에 의해 슬립속도를 계산함으로써 부하에 대한 속도변동이 거의 없어서 동작특성을 향상시키고, 아울러 별도의 하드웨어나 모터 변수에 대한 정보가 불필요하므로 경제성을 향상시킨 유도전동기 드라이버의 슬립 보정 장치와 방법을 제공할 수 있다.Therefore, the effect of the present invention operating as described above is that the slip speed is calculated by the slip estimation equation based on the exact motor characteristics, so that there is almost no speed fluctuation with respect to the load, and the operating characteristics are improved. Since no information is required, it is possible to provide an apparatus and method for slip compensation of an induction motor driver having improved economic efficiency.
제1도 (A)는 종래의 유도전동기 드라이버에서 부하의 크기가 커짐에 따라 슬립이 커지는 것을 도시하고 있고,FIG. 1 (A) shows that the slip increases as the load increases in the conventional induction motor driver.
제1도 (B)는 종래의 유도전동기 드라이버에서 슬립이 고정자 전류에 비례하는 것을 도시하고 있고,FIG. 1B shows that the slip is proportional to the stator current in the conventional induction motor driver.
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 유도전동기 드라이버에서 2차 슬립추정식을 유도하기 위해서 모델링된 회로도이고,2 is a circuit diagram modeled for inducing a second slip estimate in an induction motor driver according to an embodiment of the present invention.
제3도는 이 발명의 실시예에 따른 실제의 슬립과 종래의 슬립추정식에 따른 슬립 추정오차를 도시하고 있고,3 shows the actual slip according to the embodiment of the present invention and the slip estimation error according to the conventional slip estimation equation.
제4도는 이 발명의 실시예에 따른 유도전동기 드라이버의 슬립 보정 장치의 구성도이고,4 is a configuration diagram of a slip correction apparatus of an induction motor driver according to an embodiment of the present invention,
제5도는 이 발명의 실시예에 따른 유도전동기 드라이버의 슬립 보정 방법의 순서도이다.5 is a flowchart of a slip correction method of an induction motor driver according to an exemplary embodiment of the present invention.
Claims (4)
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| KR970068118A KR970068118A (en) | 1997-10-13 |
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-
1996
- 1996-03-15 KR KR1019960007009A patent/KR100379730B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR950006640A (en) * | 1993-08-04 | 1995-03-21 | 가부시가이샤 메이덴샤 | Vector control unit for induction motor |
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| KR970068118A (en) | 1997-10-13 |
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