KR101736006B1 - 전류 지령 보정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전류 지령 보정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전류 지령이 유도 전동기의 정격 운전 조건을 만족하도록 전류 지령을 보정하는 보정 계수의 후보값을 이용하여 제1 토크 지령 구간 및 제2 토크 지령 구간을 설정하고, 제1 토크 지령 구간 및 제2 토크 지령 구간 중 토크 지령이 포함되는 구간에 따라서 보정 계수를 산출하는 산출부와 보정 계수를 이용하여 전류 지령을 보정하는 보정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 토크 지령이 제1 토크 지령 구간에 포함되면 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건을 만족시키는 보정 계수의 후보값 중에서 최소값을 보정 계수로 산출하고, 토크 지령이 제2 토크 지령 구간에 포함되면 토크 지령에 비례하여 보정 계수를 산출함으로써, 유도 전동기의 정격 운전 조건을 만족시키는 보정 계수를 저사양의 컴퓨팅 파워로 빠르게 산출할 수 있는 효과가 있다.

Description

전류 지령 보정 장치{Apparatus for correcting of current compensator}
본 발명은 전류 지령 보정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전류 지령을 보정하는 보정 계수의 후보값을 이용하여 제1 토크 지령 구간 및 제2 토크 지령 구간을 설정하고, 토크 지령이 포함되는 구간에 따라서 보정 계수를 산출하여 전류 지령을 보정하는 전류 지령 보정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유도 전동기는 권선이 장착된 고정자와 알루미늄 도체 또는 철심으로 형성된 회전자로 구성된다. 이러한 유도 전동기는, 상기 고정자에 장착된 권선에 주기적인 전류의 변화를 발생시키고, 전류 변화에 따른 자계의 일정한 변화에 의해 상기 회전자에 토크가 발생하도록 함으로써 회전 동력을 얻어내는 장치를 말한다.
범용 인버터는 3상 전동기 구동에 주로 이용되는데, 특히 유도 전동기를 이용한 가변속(variable speed) 운전 분야, 권상(hoist) 부하, 전기 자동차의 견인용(traction) 부하에 사용된다. 유도 전동기의 운전은 벡터 제어(vector control 또는 Field Oriented Control : FOC)에 의해서 이루어지는 경우가 많으며 공간 제약이 있거나 시스템의 가격 저감이 필요한 응용 분야에서는 위치 센서를 사용하지 않는 벡터 제어(position sensorless vector control)가 유도 전동기의 제어 방법으로 많이 사용되고 있다.
특히, 위치 센서를 사용하지 않는 상태에서 토크를 지령으로 갖는 벡터 제어의 토크 모드의 경우, 센서리스 벡터 제어를 적용하여 토크를 제어하게 된다. 하지만, 센서리스 벡터 제어를 적용하더라도 자속 추정 값은 위치 센서를 통해 얻은 자속 정보보다 정확하지 않기 때문에 저속 및 저토크 영역에서 인버터의 운전이 불안정한 문제점이 있다.
이에 따라, 종래에는 불안정한 센서리스 토크 모드의 운전 성능을 개선하기 위하여 자속 분 전류의 크기를 운전 상황에 맞게 변화시켜 유도전동기의 슬립 주파수를 증가시키고, 이를 통하여 자속 추정 값의 정확도를 향상시켰다.
이때, 종래에는 자속 분 전류의 크기를 변화시키는데 있어서, 인버터 및 유도 전동기의 운전에 요구되는 제한 조건에 따라 보정 계수를 산출하고, 산출된 보정 계수를 이용하여 자속 분 전류의 크기를 변화시킴으로써 불안정한 센서리스 토크 모드의 운전 성능을 개선하였다.
하지만, 종래에는 복잡하고 여러 제한 조건이 적용된 수식을 연산하여 보정 계수를 산출해야 하므로 복잡한 수식을 연산하기 위한 고성능의 연산 처리 능력이 요구되며 많은 연산량 처리로 인해 연산 시간이 오래 걸리는 문제점이 있었다.
본 발명은 전류 지령을 보정하는 보정 계수의 후보값을 이용하여 제1 토크 지령 구간 및 제2 토크 지령 구간을 설정하고, 토크 지령이 제1 토크 지령 구간에 포함되면 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건을 만족시키는 보정 계수의 후보값 중에서 최소값을 보정 계수로 산출하고, 토크 지령이 제2 토크 지령 구간에 포함되면 토크 지령에 비례하여 보정 계수를 산출하여 전류 지령을 보정하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 전류 지령 보정 장치는 전류 지령이 유도 전동기의 정격 운전 조건을 만족하도록 전류 지령을 보정하는 보정 계수의 후보값을 이용하여 제1 토크 지령 구간 및 제2 토크 지령 구간을 설정하고, 제1 토크 지령 구간 및 제2 토크 지령 구간 중 토크 지령이 포함되는 구간에 따라서 보정 계수를 산출하는 산출부와 보정 계수를 이용하여 전류 지령을 보정하는 보정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 토크 지령이 제1 토크 지령 구간에 포함되면 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건을 만족시키는 보정 계수의 후보값 중에서 최소값을 보정 계수로 산출하고, 토크 지령이 제2 토크 지령 구간에 포함되면 토크 지령에 비례하여 보정 계수를 산출함으로써, 유도 전동기의 정격 운전 조건을 만족시키는 보정 계수를 저사양의 컴퓨팅 파워로 빠르게 산출할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 지령 보정 장치 및 유도 전동기 시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 지령 보정 장치의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 지령 보정 장치에 포함된 산출부의 구체적인 구성을 도시한 도면.
도 4는 유도 전동기의 정격 슬립 주파수 조건과 최소 여자 전류 조건을 만족시키는 보상 계수를 토크 지령에 따라 도시한 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 지령 보정 장치로부터 산출되는 보정 계수를 토크 지령에 따라 도시한 그래프.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 비교되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 지령 보정 장치(100) 및 유도 전동기 시스템(200)을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 지령 보정 장치(100)는 유도 전동기 시스템(200)에 포함될 수 있다.
또한, 유도 전동기 시스템(200)은 전류 지령 생성부(210), 전류 제어기(220), 2상 전류변환기(230), 전류 좌표변환기(240), 전압 좌표변환기(250), 3상 전압변환기(260), 인버터(270), 회전자 속도 및 위치 추정기(280) 및 유도 전동기(290)를 포함한다.
이때, 유도 전동기 시스템(200)은 유도 전동기(290)의 회전자 위치를 측정하는 센서를 사용하지 않고 토크를 지령으로 하여 유도 전동기(290)의 토크를 제어하는 센서리스 벡터 제어 방법을 통해 토크를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전류 지령 보정 장치(100)를 포함하는 유도 전동기 시스템(200)에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
전류 지령 생성부(210)는 유도 전동기 시스템(200)에 입력된 토크 지령(Te)으로부터 동기 좌표계 상의 q축 전류 지령(iqs e **) 및 동기 좌표계 상의 d축 전류 지령(ids e**)을 생성한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전류 지령 보정 장치(100)는 유도 전동기 시스템(200)의 전류 지령 생성부(210)와 전류 제어기(220) 사이에 연결된다.
전류 지령 보정 장치(100)는 보정 계수(K)를 이용하여 전류 지령 생성부(210)로부터 생성된 동기 좌표계 상의 q축 및 d축 전류 지령(iqs e **, ids e **)을 보정하고, 보정된 동기 좌표계 상의 q축 및 d축 전류 지령(iqs e *, ids e *)을 전류 제어기(230)로 출력한다.
전류 제어기(220)는 유도 전동기(290)의 상 전류(ias, ibs, ics)로부터 변환된 동기 좌표계 상의 q축 및 d축 전류(iqs e, ids e)와 전류 지령 보정 장치(100)로부터 보정된 동기 좌표계 상의 q축 및 d축 전류 지령(iqs e *, ids e *)을 비교하여 동기 좌표계 상의 q축 및 d축 전압(Vqs e *, Vds e *)을 출력한다.
2상 전류변환기(230)는 유도 전동기(290)의 상 전류(ias, ibs, ics)를 정지 좌표계 상의 q축 및 d축 전류(iqs s, ids s)로 변환하고, 전류 좌표변환기(240)는 2상 전류변환기(230)로부터 변환된 정지 좌표계 상의 q축 및 d축 전류(iqs s, ids s)를 동기 좌표계 상의 q축 및 d축 전류(iqs e, ids e)로 변환하여 전류 제어기(220)로 출력한다.
전압 좌표변환기(250)는 전류 제어기(220)로부터 출력되는 동기 좌표계 상의 q축 및 d축 전압(Vqs e *, Vds e *)을 정지 좌표계 상의 q축 및 d축 전압(Vqs s *, Vds s *)으로 변환하고, 3상 전압변환기(260)는 전압 좌표변환기(250)로부터 변환된 정지 좌표계 상의 q축 및 d축 전압(Vqs s *, Vds s *)을 정지 좌표계 상의 3상 전압(Vas, Vbs, Vcs)으로 변환하여 출력한다.
인버터(270)는 3상 전압변환기(260)로부터 출력되는 정지 좌표계 상의 3상 전압(Vas, Vbs, Vcs)을 입력받아 유도 전동기(290)에 인가하여 유도 전동기(290)의 토크를 제어한다.
회전자 속도 및 위치 추정기(280)는 유도 전동기(290)의 상 전류(ias, ibs, ics)와 전압 좌표변환기(250)로부터 변환된 정지 좌표계 상의 q축 및 d축 전압(Vqs s *, Vds s*)를 이용하여 유도 전동기(290)의 회전자 속도 및 회전자 위치를 추정한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 지령 보정 장치(100)는 보정 계수(K)를 이용하여 전류 지령을 보정하는데 있어서, 보정된 전류 지령이 유도 전동기의 정격 운전 조건을 만족하도록 유도 전동기 시스템(200)에 입력된 토크 지령(Te)에 따라 보정 계수(K)를 다르게 산출하여 전류 지령을 보정할 수 있다.
즉, 전류 지령 보정 장치(100)는 유도 전동기 시스템(200)에 입력된 토크 지령(Te)의 변화에 대응하여 전류 지령이 정격 운전 조건을 만족하도록 보정 계수(K)를 산출할 수 있다.
전류 지령 보정 장치(100)에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 지령 보정 장치(100)의 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 지령 보정 장치(100)에 포함된 산출부(110)의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 전류 지령 보정 장치(100)는 산출부(110) 및 보정부(120)를 포함한다.
산출부(110)는 전류 지령이 유도 전동기의 정격 운전 조건을 만족하도록 전류 지령을 보정하는 보정 계수의 후보값을 이용하여 제1 토크 지령 구간 및 제2 토크 지령 구간을 설정한다.
여기서, 정격 운전 조건은 유도 전동기를 구동 시 유도 전동기에 허용되는 전류 범위, 전압 범위, 슬립 주파수 범위 및 여자 전류 범위 중 어느 하나의 범위 내로 구동 환경을 유지하여 유도 전동기를 구동시키는 조건일 수 있다.
예를 들어, 정격 운전 조건은 정격 전류 제한 조건, 정격 전압 제한 조건, 정격 슬립 주파수 조건 및 최소 여자 전류 조건 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
정격 전류 제한 조건은 유도 전동기의 상 전류를 기 설정된 전류값 이하로 유지하는 조건일 수 있으며, 정격 전압 제한 조건은 유도 전동기에 인가되는 전압을 기 설정된 전압값으로 유지하는 조건일 수 있다.
또한, 정격 슬립 주파수 조건은 유도 전동기의 슬립 주파수가 유도 전동기의 정격 슬립 주파수 대비 기 설정된 주파수비 이하를 유지하는 조건일 수 있으며, 최소 여자 전류 조건은 유도 전동기의 최소 여자 전류를 유도 전동기의 정격 여자 전류 대비 기 설정된 전류비 이상으로 유지하는 조건일 수 있다.
한편, 정격 운전 조건을 만족하도록 전류 지령을 보정하는 보정 계수의 후보값은 정격 운전 조건의 종류와 토크 지령에 따라 상이할 수 있다.
예를 들어, 정격 운전 조건 중에서 정격 슬립 주파수 조건을 만족하도록 전류 지령을 보정하는 보정 계수의 후보값은 유도 전동기 시스템(200)에 입력되는 토크 지령에 따라 상이할 수 있다.
보다 구체적으로, 유도 전동기 시스템(200)에 입력되는 토크 지령이 80%이면 정격 슬립 주파수 조건을 만족하도록 전류 지령을 보정하는 보정 계수의 후보값은 0.7 내지 2.2일 수 있으며, 입력되는 토크 지령이 50%이면 보정 계수의 후보값은 0.5 내지 2.2일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 산출부(110)는 정격 운전 조건 중에서 유도 전동기의 정격 슬립 주파수 조건(110a)을 만족시키는 보정 계수의 후보값 중 최소값과 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건(110b)을 만족시키는 보정 계수의 후보값 중 최소값이 동일할 때의 토크 지령을 기준 토크 지령으로 산출한다.
상술한 바와 같이, 정격 운전 조건의 종류와 유도 전동기 시스템(200)에 입력되는 토크 지령에 따라 보정 계수의 후보값은 상이하고, 산출부(110)는 정격 슬립 주파수 조건(110a)과 최소 여자 전류 조건(110b)을 모두 만족시키는 보정 계수의 후보값 중 최소값이 동일할 때의 토크 지령을 기준 토크 지령으로 산출한다.
이때, 산출부(110)는 하기의 수학식 1을 이용하여 기준 토크 지령을 산출할 수 있다.
<수학식 1>
Figure 112016031619999-pat00001
Figure 112016031619999-pat00002
여기서, Te,ref는 기준 토크 지령이고, Kc1,min은 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건을 만족시키는 보정 계수의 최소값, a는 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건에서 유도 전동기의 최소 여자 전류와 유도 전동기의 정격 여자 전류 간에 기 설정된 전류비일 수 있다.
예를 들어, 산출부(110)는 미리 설정된 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건에 따라 최소 여자 전류와 유도 전동기의 정격 여자 전류 간에 기 설정된 전류비가 30 : 100이면, 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건을 만족시키는 보정 계수의 최소값을 0.3으로 산출하고, 상술된 수학식 1을 이용하여 기준 토크 지령을 18%으로 산출할 수 있다.
도 4는 유도 전동기의 정격 슬립 주파수 조건(100a)과 최소 여자 전류 조건(100b)을 만족시키는 보상 계수를 토크 지령에 따라 도시한 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 정격 운전 조건 중에서 유도 전동기의 정격 슬립 주파수 조건(100a)을 만족시키는 보정 계수의 최소값(Kc2,min)과 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건(100b)을 만족시키는 보정 계수의 최소값(Kc1,min)이 유도 전동기 시스템(200)에 입력되는 토크 지령(Te)에 따라 도시되어 있다.
이때, 산출부(110)는 상술한 바와 같이, 정격 슬립 주파수 조건(100a)과 최소 여자 전류 조건(100b) 모두를 만족시키는 보정 계수의 후보값 중에서 최소값이 동일할 때의 토크 지령(Te)을 수학식 1을 이용하여 기준 토크 지령(Te,ref)으로 산출할 수 있다.
이후, 산출부(110)는 산출된 기준 토크 지령(Te,ref)을 이용하여 기준 토크 지령(Te,ref) 미만의 토크 지령 구간을 제1 토크 지령 구간(Te1)으로 설정하고, 기준 토크 지령(Te,ref) 이상의 토크 지령 구간을 제2 토크 지령 구간(Te2)으로 설정한다.
산출부(110)는 유도 전동기 시스템(200)에 입력되는 토크 지령(Te)이 제1 토크 지령 구간(Te1)에 포함되면 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건(100b)을 만족시키는 상기 보정 계수의 후보값 중에서 최소값(Kc1,min)을 보정 계수(K)로 산출한다.
이때, 산출부(110)는 하기의 수학식 2를 이용하여 제1 토크 지령 구간(Te1)에서의 보정 계수(K)를 산출한다.
<수학식 2>
Figure 112016031619999-pat00003
여기서, K는 보정 계수이고, Kc1,min은 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건을 만족시키는 보정 계수의 최소값이고, Te는 토크 지령이고, Te,ref는 기준 토크 지령이다.
상술한 바와 같이, 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건을 만족시키는 보정 계수의 최소값은 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건에서 유도 전동기의 최소 여자 전류와 유도 전동기의 정격 여자 전류 간에 기 설정된 전류비일 수 있다.
반대로, 산출부(110)는 유도 전동기 시스템(200)에 입력되는 토크 지령(Te)이 제2 토크 지령 구간(Te2)에 포함되면 토크 지령(Te)에 비례하여 보정 계수(K)로 산출한다.
이때, 산출부(110)는 하기의 수학식 3을 이용하여 제2 토크 지령 구간(Te2)에서의 보정 계수(K)를 산출한다.
<수학식 3>
Figure 112016031619999-pat00004
여기서, K는 보정 계수이고, Kc1,min은 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건을 만족시키는 보정 계수의 최소값이고, Te는 토크 지령이고, Te,ref는 기준 토크 지령이다.
한편, 산출부(110)는 상술된 수학식 3을 연산하기 위한 연산 모듈(110c)을 포함할 수 있다.
상술된 수학식 3에서와 같이, 유도 전동기 시스템(200)에 입력되는 토크 지령(Te)이 제2 토크 지령 구간(Te2)에 포함되는 경우, 산출부(110)에서 산출되는 보정 계수의 최소값은 제1 토크 지령 구간(Te1)에서 산출된 보정 계수일 수 있고, 최대값은 "1"일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 지령 보정 장치(100)로부터 산출되는 보정 계수를 토크 지령에 따라 도시한 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 산출부(110)로부터 산출되는 보정 계수(K)는 기준 토크 지령(Te,ref) 미만의 제1 토크 지령 구간(Te1)에서 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건을 만족시키는 상기 보정 계수의 후보값 중에서 최소값(Kc1,min)으로 산출된다.
또한, 산출부(110)로부터 산출되는 보정 계수(K)는 기준 토크 지령(Te,ref) 이상의 제2 토크 지령 구간(Te2)에서 최소값과 최대값을 각각 제1 토크 지령 구간(Te1)에서 산출된 보정 계수와 "1"로 하며 토크 지령(Te)에 비례하여 산출된다.
이를 통해, 산출부(110)는 정격 전류 제한 조건, 정격 전압 제한 조건, 정격 슬립 주파수 조건 및 최소 여자 전류 조건 모두를 만족시키는 보정 계수를 실시간으로 산출하지 않고, 입력된 토크 지령이 포함되는 토크 지령 구간에 따라 간단히 상술된 수학식 2 및 3 중 어느 하나를 이용하여 보정 계수를 산출할 수 있다.
한편, 산출부(110)는 보정 계수 제한 모듈(110d)을 더 포함하고, 보정 계수 제한 모듈은(110d)은 정격 슬립 주파수 조건(100a)과 최소 여자 전류 조건(100b)을 만족시키는 보정 계수의 후보값에 리미트(Limit)를 취하여 보정 계수로 산출할 수 있다.
보정부(120)는 산출부(110)로부터 산출된 보정 계수를 이용하여 유도 전동기 시스템(200)의 전류 지령 생성부(210)로부터 생성된 전류 지령을 보정한다.
보다 구체적으로, 보정부(120)는 전류 지령 생성부(210)로부터 생성된 동기 좌표계 상의 q축 전류 지령(iqs e **)에 보정 계수(K)의 역수를 곱하여 전류 지령을 보정한다.
또한, 보정부(120)는 전류 지령 생성부(210)로부터 생성된 동기 좌표계 상의 d축 전류 지령(ids e **)에 보정 계수(K)를 곱하여 전류 지령을 보정한다.
이때,보정부(120)는 하기의 수학식 4를 이용하여 전류 지령 생성부(210)로부터 생성된 전류 지령을 보정한다.
<수학식 4>
Figure 112016031619999-pat00005
여기서, iqs e **는 보정전 동기 좌표계 상의 q축 전류 지령이고, iqs e *는 보정 후 동기 좌표계 상의 q축 전류 지령이고, ids e **는 보정전 동기 좌표계 상의 d축 전류 지령이고, ids e *는 보정 후 동기 좌표계 상의 d축 전류 지령이고, K는 보정 계수이다.
이후, 유도 전동기 시스템(200)은 보정된 전류 지령을 이용하여 유도 전동기(290)의 토크를 정격 운전 조건에 만족하도록 제어할 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (8)

  1. 유도 전동기의 토크를 제어하기 위하여 토크 지령으로부터 생성된 전류 지령을 보정하는 전류 지령 보정 장치에 있어서,
    상기 전류 지령이 상기 유도 전동기의 정격 운전 조건을 만족하도록 상기 전류 지령을 보정하는 보정 계수의 후보값을 이용하여 제1 토크 지령 구간 및 제2 토크 지령 구간을 설정하고, 상기 제1 토크 지령 구간 및 상기 제2 토크 지령 구간 중 상기 토크 지령이 포함되는 구간에 따라서 상기 보정 계수를 산출하는 산출부; 및
    상기 보정 계수를 이용하여 상기 전류 지령을 보정하는 보정부를
    포함하는 전류 지령 보정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산출부는
    상기 정격 운전 조건 중에서 상기 유도 전동기의 정격 슬립 주파수 조건을 만족시키는 상기 보정 계수의 최소값과 상기 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건을 만족시키는 상기 보정 계수의 최소값이 동일할 때의 상기 토크 지령을 기준 토크 지령으로 산출하는 전류 지령 보정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 산출부는
    하기의 수학식을 이용하여 상기 기준 토크 지령을 산출하는 전류 지령 보정 장치.
    <수학식>
    Figure 112016031619999-pat00006

    여기서, Te,ref는 기준 토크 지령이고, Kc1,min은 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건을 만족시키는 보정 계수의 최소값이다.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 산출부는
    상기 기준 토크 지령 미만의 토크 지령 구간을 제1 토크 지령 구간으로 설정하고, 상기 기준 토크 지령 이상의 토크 지령 구간을 제2 토크 지령 구간으로 설정하는 전류 지령 보정 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 산출부는
    상기 토크 지령이 상기 제1 토크 지령 구간에 포함되면 상기 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건을 만족시키는 상기 보정 계수의 후보값 중에서 최소값을 상기 보정 계수로 산출하는 전류 지령 보정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 산출부는
    상기 토크 지령이 상기 제1 토크 지령 구간에 포함되면 하기의 수학식을 이용하여 상기 보정 계수로 산출하는 전류 지령 보정 장치.
    <수학식>
    Figure 112016031619999-pat00007

    여기서, K는 보정 계수이고, Kc1,min은 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건을 만족시키는 보정 계수의 최소값이고, Te는 토크 지령이고, Te,ref는 기준 토크 지령이다.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 산출부는
    상기 토크 지령이 상기 제2 토크 지령 구간에 포함되면 상기 토크 지령에 비례하여 상기 보정 계수를 산출하는 전류 지령 보정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 산출부는
    상기 토크 지령이 상기 제2 토크 지령 구간에 포함되면 하기의 수학식을 이용하여 상기 보정 계수로 산출하는 전류 지령 보정 장치.
    <수학식>
    Figure 112016031619999-pat00008

    여기서, K는 보정 계수이고, Kc1,min은 유도 전동기의 최소 여자 전류 조건을 만족시키는 보정 계수의 최소값이고, Te는 토크 지령이고, Te,ref는 기준 토크 지령이다.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001352793A (ja) * 2000-06-08 2001-12-21 Mitsubishi Electric Corp 有限回転電動機

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5689169A (en) * 1995-03-10 1997-11-18 Allen-Bradley Company, Inc. Transient inductance identifier for motor control
JP3520002B2 (ja) * 1999-12-08 2004-04-19 三菱電機株式会社 誘導電動機のベクトル制御装置
US6448728B2 (en) * 2000-03-31 2002-09-10 Honda Giken Kabushiki Kaisha Electric power steering apparatus
JP3672883B2 (ja) * 2002-03-19 2005-07-20 山洋電気株式会社 同期モータの制御装置
US7317978B2 (en) * 2003-09-05 2008-01-08 Nissan Motor Co., Ltd. Driving force control apparatus for vehicle
JP4595406B2 (ja) * 2004-07-06 2010-12-08 富士電機システムズ株式会社 複数台モータ駆動装置
JP4455245B2 (ja) 2004-09-22 2010-04-21 三菱電機株式会社 誘導電動機のベクトル制御装置
US7095209B2 (en) * 2004-09-29 2006-08-22 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus to regulate torque provided to loads
WO2008004294A1 (fr) * 2006-07-06 2008-01-10 Mitsubishi Electric Corporation Dispositif de commande de vecteur de moteur à induction, procédé de commande de vecteur de moteur à induction, et dispositif de commande d'entraînement de moteur à induction
WO2008038338A1 (fr) 2006-09-26 2008-04-03 Mitsubishi Electric Corporation Dispositif de commande de vecteur pour moteur de synchronisation à aimant permanent
EP2343799A4 (en) * 2008-10-29 2017-12-27 Mitsubishi Electric Corporation Control device for permanent magnet synchronization electric motor
KR101202884B1 (ko) * 2011-07-05 2012-11-19 엘에스산전 주식회사 유도전동기의 속도제어 장치
JP5916343B2 (ja) * 2011-10-21 2016-05-11 三菱重工業株式会社 モータ制御装置、モータ制御方法
CN103378788B (zh) * 2012-04-28 2015-11-25 瑞萨电子(中国)有限公司 变频空调用压缩机的驱动方法和装置
ITTO20120674A1 (it) * 2012-07-30 2014-01-31 Ansaldobreda Spa Controllo del funzionamento di un sistema elettronico di azionamento di un motore elettrico utilizzato per la trazione di un veicolo
CN103532462B (zh) * 2013-09-17 2016-04-13 四川长虹电器股份有限公司 永磁同步电机低频转矩补偿过渡控制方法
KR101539539B1 (ko) * 2014-05-12 2015-07-24 엘에스산전 주식회사 유도전동기 제어장치
JP2016032328A (ja) 2014-07-28 2016-03-07 株式会社豊田自動織機 誘導電動機の制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001352793A (ja) * 2000-06-08 2001-12-21 Mitsubishi Electric Corp 有限回転電動機

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