KR102297065B1 - Asymmetric bridge converter complementary switching control method of switched reluctance motor - Google Patents

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Abstract

각 상(Phase)의 인덕턴스(Inductance) 주기마다 한 번씩 윗상 스위치와 아랫상 스위치를 상보로 온/오프 동작시켜 비대칭브릿지 컨버터의 열 발생률을 감소하여 스위칭에 따른 손실을 줄이도록 한 스위치드 릴럭턴스 모터의 비대칭브릿시 컨버터 상보 스위칭 제어방법에 관한 것으로서, 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)의 구동을 제어하는 모터 제어기에서 모터 동작 시 상별 인덕턴스를 검출하는 단계, 모터 제어기에서 검출한 인덕턴스의 상승주기 유무를 판단하는 단계, 모터 제어기에서 판단한 인덕턴스의 상승주기로 구동 주기를 판별하고, 판별한 구동 주기별로 비대칭브릿지 컨버터의 윗상 스위치와 아랫상 스위치를 상보적으로 스위칭 제어하는 단계를 포함하여, 스위치드 릴럭턴스 모터의 비대칭브릿지 컨버터 상보 스위칭 제어방법을 구현한다.The switched reluctance motor is designed to reduce the loss due to switching by reducing the heat generation rate of the asymmetric bridge converter by turning the upper and lower switches on/off in a complementary manner once for each inductance cycle of each phase. A method for controlling complementary switching of an asymmetric british converter, comprising the steps of: detecting inductance for each phase during motor operation in a motor controller that controls driving of a switched reluctance motor (SRM); determining whether there is a rising period of inductance detected by the motor controller Step, determining the driving cycle by the rising cycle of the inductance determined by the motor controller, and complementary switching control of the upper-phase switch and the lower-phase switch of the asymmetric bridge converter for each determined driving period, including the steps of: A converter complementary switching control method is implemented.

Description

스위치드 릴럭턴스 모터의 비대칭브릿지 컨버터 상보 스위칭 제어방법{Asymmetric bridge converter complementary switching control method of switched reluctance motor}Asymmetric bridge converter complementary switching control method of switched reluctance motor

본 발명은 스위치드 릴럭턴스 모터(switched reluctance motor; SRM)의 비대칭브릿지 컨버터 상보 스위칭 제어방법에 관한 것으로, 특히 각 상(Phase)의 인덕턴스(Inductance) 주기마다 한 번씩 윗상 스위치와 아랫상 스위치를 상보로 온/오프 동작시켜 비대칭브릿지 컨버터의 열 발생률을 감소하여 스위칭에 따른 손실을 줄이도록 한 스위치드 릴럭턴스 모터의 비대칭브릿시 컨버터 상보 스위칭 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling complementary switching of an asymmetric bridge converter of a switched reluctance motor (SRM), and in particular, complementarily performing an upper-phase switch and a lower-phase switch once every inductance period of each phase. The present invention relates to a method for controlling complementary switching of an asymmetric bridge converter of a switched reluctance motor, in which on/off operation is performed to reduce the heat generation rate of the asymmetric bridge converter to reduce losses due to switching.

일반적으로, 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)는 아마추어 코일을 권취하여 자기력을 발생하는 다상의 고정자, 고정자에서 발생하는 자기력과 치(teeth)의 상대적인 위치에 따라 발생하는 자기력에 의해 회전하는 회전자, 위치검출 센싱부와 센서를 구비하여 회전자의 위치가 가변함에 따라 소정 각도 분해능으로 위치 검출 펄스를 감지함으로써 회전자의 위치를 검출하는 위치 검출부를 주요 구성으로 구비한 릴럭턴스 모터의 일종이다. 회전자에는 복수의 치가 대칭적으로 형성되어 있고, 다상의 고정자에는 대칭적으로 아마추어 코일이 권취되어 있으며, 위치 검출부가 회전자의 위치를 검출하여 위치 검출 펄스를 출력함으로써 위치 검출 펄스에 동기시켜 다상의 아마추어 코일을 순차적으로 구동한다.In general, a switched reluctance motor (SRM) has a multiphase stator that generates magnetic force by winding an armature coil, a rotor that rotates by magnetic force generated according to the relative position of teeth and magnetic force generated in the stator, position It is a kind of reluctance motor having a position detection unit as a main component that detects the position of the rotor by detecting the position detection pulse with a predetermined angular resolution as the position of the rotor is changed by having a detection sensing unit and a sensor. A plurality of teeth are symmetrically formed on the rotor, and an armature coil is symmetrically wound on a polyphase stator. The position detection unit detects the position of the rotor and outputs a position detection pulse to synchronize it with the position detection pulse. of the armature coils are driven sequentially.

이러한 스위치드 릴럭턴스 모터는 다상의 고정자에 권취된 아마추어 코일에 공급되는 전원을 스위칭 소자를 통해 단속하게 된다. 위치 검출부의 위치 검출 펄스에 동기시켜 스위칭 소자의 제어단에 입력 펄스 신호를 인가시킴에 따라 회전자와 고정자 간의 여자 상태를 순차적으로 가변시킴으로써 자기 흡입력에 의해 회전자에 입력펄스 신호에 대응하는 정방향 회전 토크를 발생시킬 수 있다. 특정 여자 상태를 가변시키지 않을 시에는 일정위치에서 회전자가 정지하도록 할 수 있으며, 최대 인덕턴스 형상을 기점으로 스위칭 소자에 인가되는 입력 펄스 신호의 위상을 제어함으로써 역회전력을 발생시킬 수도 있는 다양한 구동 제어가 가능함에 따라 다양한 응용분야에서 유용하게 이용되고 있다.In such a switched reluctance motor, power supplied to an armature coil wound around a multiphase stator is intermittently controlled through a switching element. By applying the input pulse signal to the control terminal of the switching element in synchronization with the position detection pulse of the position detection unit, the excitation state between the rotor and the stator is sequentially varied, and the magnetic suction force causes the rotor to rotate in the forward direction corresponding to the input pulse signal. torque can be generated. When the specific excitation state is not changed, the rotor can be stopped at a certain position, and various driving controls that can generate reverse rotational force by controlling the phase of the input pulse signal applied to the switching element based on the shape of the maximum inductance are available. As it is possible, it is usefully used in various application fields.

상기와 같은 스위치드 릴럭턴스 모터의 동작 방법은 상별로 윗상 스위치 또는 아랫상 스위칭 중 하나의 스위치만 PWM(펄스폭변조) 스위칭동작을 수행한다.In the operation method of the switched reluctance motor as described above, only one of the upper-phase switch and the lower-phase switching switch for each phase performs a PWM (pulse width modulation) switching operation.

즉, 스위치드 릴럭턴스 모터는 상별로 인덕턴스를 가지며, 상별로 인덕턴스 형태가 상승주기에 구동되는 것을 한 주기로 가정하며, 인덕턴스 주기마다 위상 스위치 또는 아랫상 스위치만을 온/오프로 동작시킨다.That is, the switched reluctance motor has inductance for each phase, and it is assumed that the inductance type is driven in the rising cycle for each phase as one cycle, and only the phase switch or the lower phase switch is turned on/off for each inductance cycle.

스위치드 릴럭턴스 모터에 대해 종래에 제안된 기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.A conventionally proposed technique for a switched reluctance motor is disclosed in <Patent Document 1> below.

<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 부하에 공급되는 전류를 On 또는 Off 하고, 소스에 연결된 부하에 공급되는 전력을 제어하는 반도체 전원 스위치, 반도체 전원 스위치의 드레인에 연결되고, 부하에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부, 전류 검출부에서 전류가 검출되면 보호 신호를 출력하는 보호 회로부, 보호 회로부의 보호 신호에 의하여 On 또는 Off 되는 보호 스위치와 입력된 On/Off 신호를 검출하는 On/Off 검출부, On/Off 검출부의 출력에 따라 발진 신호를 출력하는 발진 회로부, 발진 회로부의 출력이 High 이면 동작하는 제1 차지 펌프 스위치, 발진 회로부의 출력이 Low 이면 동작하는 제2 차지 펌프 스위치, 반도체 전원 스위치의 게이트에 연결되고, 입력 신호를 적분하는 적분 회로부와 일측은 B+ 단자에 연결되고, 일측은 적분 회로부에 연결되어 전류의 역류를 방지하는 다이오드와 일측은 제1 차지 펌프 스위치 및 제2 차지 펌프 스위치에 연결되고, 일측은 다이오드의 캐소드 및 적분 회로부에 연결되어 전하를 충전, 방전하는 차지펌프 콘덴서를 포함하여 이루어진다. 이러한 구성을 이루어지는 자동차용 반도체 전원 스위치는 기존 자동차용 반도체 전원 스위치에 비해 가격이 저렴하며, 발열이 적어 연료 절감과 효율이 높다는 장점이 있다.The prior art disclosed in <Patent Document 1> turns on or off the current supplied to the load, a semiconductor power switch that controls the power supplied to the load connected to the source, is connected to the drain of the semiconductor power switch, A current detection unit that detects current, a protection circuit unit that outputs a protection signal when a current is detected by the current detection unit, a protection switch that turns on or off by the protection signal of the protection circuit unit, and an On/Off detection unit that detects the input On/Off signal, On/Off The oscillation circuit unit that outputs an oscillation signal according to the output of the off detection unit, the first charge pump switch that operates when the output of the oscillation circuit unit is high, the second charge pump switch that operates when the output of the oscillation circuit unit is low, and the gate of the semiconductor power switch connected, an integrating circuit unit for integrating the input signal, one end connected to the B+ terminal, one end connected to the integrating circuit unit to prevent reverse current flow, and one end connected to the first charge pump switch and the second charge pump switch, , one side is connected to the cathode of the diode and the integrating circuit unit, and includes a charge pump capacitor for charging and discharging electric charges. The semiconductor power switch for automobiles having such a configuration has advantages in that the price is lower than that of the existing semiconductor power switch for automobiles, and fuel saving and efficiency are high due to less heat generation.

대한민국 등록특허 10-1049334(2011.07.07. 등록)(자동차용 반도체 전원 스위치)Republic of Korea Patent Registration 10-1049334 (Registered on Jul. 7, 2011) (Semiconductor power switch for automobiles)

그러나 상기와 같은 일반적인 스위치드 릴럭턴스 모터 구동 방법 및 종래기술은 비대칭브릿지 컨버터를 상별로 윗상 스위치 또는 아랫상 스위칭 중 하나만 PWM 방식으로 스위칭 동작을 제어하기 때문에, 스위칭되는 하나의 스위치에만 온/오프에 따른 스위칭 주파수 손실이 열로 발생하고, 이렇게 발생하는 열은 결과적으로 전력변환장치인 비대칭브릿지 컨버터의 효율을 저하시키는 문제점을 야기하였다.However, in the general switched reluctance motor driving method and the prior art as described above, since only one of the upper-phase switch or the lower-phase switching of the asymmetric bridge converter for each phase controls the switching operation in the PWM method, only one switch is switched on/off according to the on/off operation. The switching frequency loss is generated as heat, and the heat generated in this way causes a problem of lowering the efficiency of the asymmetric bridge converter, which is a power conversion device.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 각 상(Phase)의 인덕턴스(Inductance) 주기마다 한 번씩 윗상 스위치와 아랫상 스위치를 상보로 온/오프 동작시켜 비대칭브릿지 컨버터의 열 발생률을 감소하여 스위칭에 따른 손실을 줄이도록 한 스위치드 릴럭턴스 모터의 비대칭브릿지 컨버터 상보 스위칭 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the various problems occurring in the prior art as described above, and the upper and lower switches are operated on/off in a complementary manner once for each inductance period of each phase. An object of the present invention is to provide a method for controlling the complementary switching of an asymmetric bridge converter of a switched reluctance motor to reduce the loss due to switching by reducing the heat generation rate of the asymmetric bridge converter.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 비대칭브릿지 컨버터 상보 스위칭 제어방법은, (a) 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)의 구동을 제어하는 모터 제어기에서 모터 동작 시 상별 인덕턴스를 검출하는 단계; (b) 상기 모터 제어기에서 상기 (a)단계에서 검출한 인덕턴스의 상승주기 유무를 판단하는 단계; (c) 상기 모터 제어기에서 상기 (b)단계에서 판단한 인덕턴스의 상승주기로 구동 주기를 판별하고, 판별한 구동 주기별로 비대칭브릿지 컨버터의 윗상 스위치와 아랫상 스위치를 상보적으로 스위칭 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method for controlling the complementary switching of an asymmetric bridge converter of a switched reluctance motor according to the present invention includes (a) phase-by-phase when the motor is operated in a motor controller that controls the driving of the switched reluctance motor (SRM) detecting the inductance; (b) determining, by the motor controller, whether there is a rising period of the inductance detected in step (a); (c) determining, in the motor controller, a driving cycle based on the rising cycle of the inductance determined in step (b), and performing switching control of the upper and lower switches of the asymmetric bridge converter complementaryly for each determined driving cycle. characterized in that

상기에서 (c)단계는 인덕턴스 형태가 상승주기가 있을 때 비례-적분(Proportional-Integral; PI) 전류제어 또는 히스테리시스 전류제어를 통해 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.In the step (c), when the inductance form has a rising period, it is characterized in that the driving of the switched reluctance motor is controlled through proportional-integral (PI) current control or hysteresis current control.

상기에서 (c)단계는 상별로 상기 인덕턴스의 상승주기를 한 주기로 설정하고, 상기 인덕턴스의 주기마다 윗상 스위치와 아랫상 스위치를 상보적으로 온/오프 제어하여, 윗상 스위치와 아랫상 스위치의 온 동작 시 발생하는 열을 줄이는 것을 특징으로 한다.In step (c), the rising cycle of the inductance for each phase is set to one cycle, and the upper switch and the lower switch are complementarily turned on/off for each cycle of the inductance, thereby turning on the upper switch and the lower switch. It is characterized by reducing the heat generated during operation.

본 발명에 따르면 각 상(Phase)의 인덕턴스(Inductance) 주기마다 한 번씩 윗상 스위치와 아랫상 스위치를 상보로 온/오프 동작시켜 비대칭브릿지 컨버터의 열 발생률을 감소하여 스위칭에 따른 전력변환장치의 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the upper-phase switch and the lower-phase switch are operated complementary on/off once for each inductance period of each phase to reduce the heat generation rate of the asymmetric bridge converter, thereby reducing the loss of the power converter due to switching. has the effect of reducing it.

또한, 각 스위치의 열 발생률 저감으로 전력변환장치의 효율 증대를 도모함과 동시에 스위치의 내구성 향상을 추구하여 결과적으로 스위치의 수명 연장을 도모할 수 있는 장점도 있다.In addition, by reducing the heat generation rate of each switch, the efficiency of the power conversion device is increased, and at the same time, the durability of the switch is improved, and consequently, the lifespan of the switch can be extended.

도 1은 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 비대칭브릿지 컨버터의 구동 회로도,
도 2는 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 비대칭브릿지 컨버터의 구동 회로의 각 부분 동작 타이밍도,
도 3은 기존 PWM 방식으로 특정 스위치만 온/오프 제어하는 데 따른 비대칭브릿지 컨버터의 발열을 측정한 예시도로서, 좌측 도면은 기존 방식의 비대칭브릿지 컨버터 동작 제어 시 측정한 발열 온도 예시이고, 우측 도면은 본 발명에 따른 비대칭브릿지 컨버터 동작 제어 시 측정한 발열 온도 예시도,
도 4는 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 비대칭브릿지 컨버터 상보 스위칭 제어방법을 보인 흐름도이다.1 is a driving circuit diagram of an asymmetric bridge converter of a switched reluctance motor according to the present invention;
2 is an operation timing diagram of each part of the driving circuit of the asymmetric bridge converter of the switched reluctance motor according to the present invention;
3 is an exemplary view of measuring the heat of the asymmetric bridge converter according to the on/off control of only a specific switch in the conventional PWM method. is an exemplary diagram of the heating temperature measured when controlling the operation of the asymmetric bridge converter according to the present invention;
4 is a flowchart illustrating a method for controlling complementary switching of an asymmetric bridge converter of a switched reluctance motor according to the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 비대칭브릿지 컨버터 상보 스위칭 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an asymmetric bridge converter complementary switching control method of a switched reluctance motor according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 비대칭브릿지 컨버터 상보 스위칭 제어방법이 적용되는 스위치드 릴럭턴스 모터의 비대칭브릿지 컨버터 구동 회로도로서, 윗부분은 윗상 스위치 구동 회로도이고, 아랫부분은 아랫상 스위치 회로도이다.1 is an asymmetric bridge converter driving circuit diagram of a switched reluctance motor to which an asymmetric bridge converter complementary switching control method of a switched reluctance motor according to a preferred embodiment of the present invention is applied. The upper part is an upper switch driving circuit diagram, and the lower part is the lower part. Phase switch circuit diagram.

스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)의 구동이 요청되면, 모터 제어기(10)는 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)의 각 상 인덕턴스를 인덕턴스 검출기를 통해 검출한다. 여기서 인덕턴스 검출기는 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)의 고정자와 회전자의 치(tooth) 위치에 따라 도 2의 맨 위의 처음 타이밍도와 같이 정렬상태(aligned)와 비정렬상태(unaligned) 상태를 통해 인덕턴스를 검출한다. 여기서 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)는 각 상별로 인덕턴스를 가진다.When driving of the switched reluctance motor SRM is requested, the motor controller 10 detects each phase inductance of the switched reluctance motor SRM through an inductance detector. Here, the inductance detector performs inductance through aligned and unaligned states as shown in the first timing diagram at the top of FIG. 2 according to the tooth positions of the stator and rotor of the switched reluctance motor (SRM). to detect Here, the switched reluctance motor (SRM) has an inductance for each phase.

모터 제어기(10)는 상기 인덕턴스 검출기에 의해 검출한 인덕턴스 형태를 보고, 도 2의 두 번째 및 세 번째 도면과 같이 인덕턴스 형태가 상승주기에 있을 때, 기본 비례-적분(Proportional-Integral; PI) 전류제어 또는 히스테리시스 전류제어를 통해 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)의 구동을 제어한다.The motor controller 10 sees the inductance shape detected by the inductance detector, and when the inductance shape is in the rising period as shown in the second and third diagrams of FIG. 2, the basic proportional-integral (PI) current Controls the operation of a switched reluctance motor (SRM) through control or hysteresis current control.

여기서 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)의 구동 제어 방법은 도 2의 네 번째 및 다섯번째 도면과 같은 타이밍으로 이루어진다.Here, the driving control method of the switched reluctance motor SRM is performed at the same timing as in the fourth and fifth drawings of FIG. 2 .

즉, 각 상(예를 들어, Phase A)별로 인덕턴스 상승주기에 구동되는 것을 한 주기로 가정한다. 그리고 상기 인덕턴스 맨 첫 상승주기가 되면, 윗상 스위치(SaP)는 온(on)시키고, 아랫상 스위치(SaN)는 오프(off)시킨다. 이어, 다음 인덕턴스의 상승주기가 되면, 윗상 스위치(SaP)는 오프(off)시키고, 아랫상 스위치(SaN)는 온(on)시킨다. 이러한 과정을 모터 구동 종료시까지 반복 수행한다.That is, it is assumed that one cycle is driven in the inductance rising cycle for each phase (eg, Phase A). And when the first rising period of the inductance is reached , the upper-phase switch S aP is turned on, and the lower-phase switch S aN is turned off. Then, when the next rising period of the inductance comes , the upper-phase switch S aP is turned off, and the lower-phase switch S aN is turned on. This process is repeated until the end of motor driving.

다시 말해, 각 상의 인덕턴스 주기마다 한 번씩 위상 스위치와 아랫상 스위치의 온/오프를 상보적으로 제어한다.In other words, the on/off of the phase switch and the lower-phase switch are complementarily controlled once every inductance cycle of each phase.

도 4는 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 비대칭브릿지 컨버터 상보 스위칭 제어방법을 보인 흐름도로서, (a) 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)의 구동을 제어하는 모터 제어기(10)에서 모터 동작 시 상별 인덕턴스를 검출하는 단계(S10), (b) 상기 모터 제어기(10)에서 상기 (a)단계에서 검출한 인덕턴스의 상승주기 유무를 판단하는 단계(S20, S40), (c) 상기 모터 제어기에서 상기 (b)단계에서 판단한 인덕턴스의 상승주기로 구동 주기를 판별하고, 판별한 구동 주기별로 비대칭브릿지 컨버터의 윗상 스위치(SaP)와 아랫상 스위치(SaN)를 상보적으로 스위칭 제어하는 단계(S30, S50)를 포함한다.4 is a flowchart showing a method for controlling complementary switching of an asymmetric bridge converter of a switched reluctance motor according to the present invention. (S10), (b) determining in the motor controller 10 whether there is a rising period of the inductance detected in step (a) (S20, S40), (c) in the motor controller ( Step (S30, S50) of determining the driving cycle by the rising cycle of the inductance determined in step b), and performing switching control of the upper-phase switch (S aP ) and the lower-phase switch (S aN) of the asymmetric bridge converter for each determined driving period (S30, S50) ) is included.

상기 (c)단계는 인덕턴스 형태가 상승주기가 있을 때 비례-적분(Proportional-Integral; PI) 전류제어 또는 히스테리시스 전류제어를 통해 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동을 제어한다.In step (c), when the inductance form has a rising period, the driving of the switched reluctance motor is controlled through proportional-integral (PI) current control or hysteresis current control.

또한, 상기 (c)단계는 상별로 상기 인덕턴스의 상승주기를 한 주기로 설정하고, 상기 인덕턴스의 주기마다 윗상 스위치와 아랫상 스위치를 상보적으로 온/오프 제어하여, 윗상 스위치와 아랫상 스위치의 온 동작 시 발생하는 열을 줄인다.In addition, in step (c), the rising cycle of the inductance is set to one cycle for each phase, and the upper switch and the lower switch are complementarily turned on/off for each cycle of the inductance, so that the upper switch and the lower switch are turned on. Reduces heat generated during operation.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터의 비대칭브릿지 컨버터 상보 스위칭 제어방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The method for controlling the asymmetric bridge converter complementary switching of the switched reluctance motor according to the present invention configured as described above will be described in detail as follows.

먼저, 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)의 구동이 요청되면, 모터 제어기(10)는 단계 S10과 같이 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)의 각 상 인덕턴스를 인덕턴스 검출기를 통해 검출한다. 여기서 인덕턴스 검출기는 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)의 고정자와 회전자의 치(tooth) 위치에 따라 도 2의 맨 위의 처음 타이밍도와 같이 정렬상태(aligned)와 비정렬상태(unaligned) 상태를 통해 인덕턴스를 검출한다. 여기서 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)는 각 상별로 인덕턴스를 가진다.First, when driving of the switched reluctance motor SRM is requested, the motor controller 10 detects each phase inductance of the switched reluctance motor SRM through an inductance detector as in step S10. Here, the inductance detector performs inductance through aligned and unaligned states as shown in the first timing diagram at the top of FIG. 2 according to the tooth positions of the stator and rotor of the switched reluctance motor (SRM). to detect Here, the switched reluctance motor (SRM) has an inductance for each phase.

모터 제어기(10)는 단계 S20에서 상기 인덕턴스 검출기에 의해 검출한 인덕턴스 형태를 보고, 도 2의 두 번째 및 세 번째 도면과 같이 인덕턴스 형태가 상승주기에 있을 때, 기본 비례-적분(Proportional-Integral; PI) 전류제어 또는 히스테리시스 전류제어를 통해 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)의 구동을 제어한다.The motor controller 10 sees the inductance shape detected by the inductance detector in step S20, and when the inductance shape is in the rising period as shown in the second and third drawings of FIG. 2, the basic proportional-integral (Proportional-Integral; PI) Controls the operation of the switched reluctance motor (SRM) through current control or hysteresis current control.

여기서 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)의 구동 제어 방법은 도 2의 네 번째 및 다섯번째 도면과 같은 타이밍으로 이루어진다.Here, the driving control method of the switched reluctance motor SRM is performed at the same timing as in the fourth and fifth drawings of FIG. 2 .

즉, 각 상(예를 들어, Phase A)별로 인덕턴스 상승주기에 구동되는 것을 한 주기로 가정한다. 그리고 상기 인덕턴스 맨 첫 상승주기가 되면, 단계 S30으로 이동하여 윗상 스위치(SaP)는 온(on)시키고, 아랫상 스위치(SaN)는 오프(off)시킨다. 이어, 단계 S40과 같이 다음 인덕턴스의 상승주기가 되면, 단계 S50으로 이동하여 윗상 스위치(SaP)는 오프(off)시키고, 아랫상 스위치(SaN)는 온(on)시킨다. 이러한 과정을 모터 구동 종료 시까지 반복 수행한다.That is, it is assumed that one cycle is driven in the inductance rising cycle for each phase (eg, Phase A). And when the first rising period of the inductance is reached, the process moves to step S30 to turn on the upper-phase switch S aP and turn off the lower-phase switch S aN . Then, as in step S40, when the rising cycle of the next inductance comes, the process moves to step S50 to turn off the upper switch S aP and turn on the lower switch S aN . This process is repeated until the end of motor operation.

다시 말해, 각 상의 인덕턴스 주기마다 한 번씩 위상 스위치와 아랫상 스위치의 온/오프를 상보적으로 제어한다.In other words, the on/off of the phase switch and the lower-phase switch are complementarily controlled once every inductance cycle of each phase.

이와 같이 전력변환장치인 비대칭브릿지 컨버터의 2개의 스위치를 인덕턴스의 상승주기마다 번갈아 온/오프를 제어함으로써, 도 3에 도시한 바와 같이 스위치의 발열량을 현저하게 줄일 수 있게 된다.In this way, by controlling the two switches of the asymmetric bridge converter, which is a power conversion device, on/off alternately at every rising cycle of inductance, it is possible to remarkably reduce the amount of heat generated by the switch as shown in FIG. 3 .

도 3은 비대칭브릿지 컨버터의 전류 제어 수행에 따라 스위치의 발열 상태를 측정한 도면이다.3 is a diagram illustrating a measurement of the heat generation state of the switch according to the current control of the asymmetric bridge converter.

좌측 도면(①참조)은 기존과 같이 비대칭브릿지 컨버터의 전류제어 수행 시 단일의 스위치 즉, SaP 스위치만 PWM 제어 방식으로 제어할 경우, SaP 스위치에 열이 64℃까지 발생하는 것을 알 수 있다.In the figure on the left (see ①), it can be seen that when only a single switch, that is, the S aP switch, is controlled by the PWM control method when the current control of the asymmetric bridge converter is performed, heat is generated in the S aP switch up to 64°C. .

반면, 본 발명과 같이 전력변환장치인 비대칭브릿지 컨버터의 2개의 스위치를 인덕턴스의 상승주기마다 번갈아 온/오프를 제어함으로써, 우측 도면(②, ③ 참조)과 같이, 윗상 스위치의 발열량은 28.5℃, 아랫상 스위치의 발열량은 28.3℃로 줄일 수 있게 된다.On the other hand, as in the present invention, by controlling the on/off of the two switches of the asymmetric bridge converter, which is a power conversion device, alternately at every rising cycle of the inductance, as shown in the right figure (②, ③), the amount of heat generated by the upper phase switch is 28.5℃, The heat output of the lower switch can be reduced to 28.3℃.

여기서 전력변환장치인 비대칭브릿시 컨버터는 열에 매우 민감하며, 열은 결과적으로 효율에 영향을 미친다. 열이 높으면 높을수록 스위칭 소신이 발생하여 효율이 떨어지고, 열이 낮으면 반대로 스위칭 손실이 최소화되어 효율이 증대됨은 당해 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 자명하다 할 것이다.Here, the asymmetric british converter, which is a power converter, is very sensitive to heat, and the heat consequently affects the efficiency. It will be apparent to those skilled in the art that the higher the heat, the lower the efficiency due to the occurrence of switching dissipation, and the lower the heat, the more the efficiency is increased by minimizing the switching loss on the contrary.

또한, 열 발생률의 감소는 스위치 내구성 향상을 도모할 수 있으며, 스위치 내구성 향상은 결과적으로 스위치의 수명 연장을 도모할 수 있게 되는 것이다.In addition, a reduction in the heat generation rate may improve the durability of the switch, and as a result, the improvement in the durability of the switch may extend the life of the switch.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.Although the invention made by the present inventor has been described in detail according to the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and it is common knowledge in the art that various changes can be made without departing from the gist of the present invention. self-evident to those who have

10: 모터 제어기
SRM: 스위치드 릴럭턴스 모터
SaP: 윗상 스위치
SaN: 아랫상 스위치10: motor controller
SRM: Switched Reluctance Motor
S aP : upper phase switch
S aN : lower switch

Claims (3)

스위치드 릴럭턴스 모터의 비대칭브릿지 컨버터를 제어하는 방법으로서,
(a) 비대칭브릿지 컨버터의 열 발생을 줄이기 위해, 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)의 구동을 제어하는 모터 제어기에서 모터 동작 시 상별 인덕턴스를 검출하는 단계;
(b) 상기 모터 제어기에서 상기 (a)단계에서 검출한 인덕턴스의 상승주기 유무를 판단하는 단계; 및
(c) 상기 모터 제어기에서 상기 (b)단계에서 판단한 인덕턴스의 상승주기로 구동 주기를 판별하고, 판별한 구동 주기별로 비대칭브릿지 컨버터의 윗상 스위치와 아랫상 스위치를 상보적으로 스위칭 제어하는 단계를 포함하고,
상기 (c)단계는 상별로 인덕턴스의 상승주기를 한 주기로 설정하고, 상기 인덕턴스의 주기마다 윗상 스위치와 아랫상 스위치를 상보적으로 온/오프 제어하여, 윗상 스위치와 아랫상 스위치의 온 동작 시 발생하는 열을 줄이는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 비대칭브릿지 컨버터 상보 스위칭 제어방법.
A method of controlling an asymmetric bridge converter of a switched reluctance motor, comprising:
(a) detecting the inductance of each phase during motor operation in a motor controller that controls driving of a switched reluctance motor (SRM) in order to reduce heat generation of the asymmetric bridge converter;
(b) determining, by the motor controller, whether there is a rising period of the inductance detected in step (a); and
(c) determining, in the motor controller, the driving cycle by the rising cycle of the inductance determined in step (b), and complementary switching control of the upper and lower switches of the asymmetric bridge converter for each determined driving cycle; ,
In step (c), the rising cycle of the inductance for each phase is set to one cycle, and the upper switch and the lower switch are complementarily on/off controlled for each inductance cycle, which occurs when the upper switch and the lower switch are on. Asymmetric bridge converter complementary switching control method of a switched reluctance motor, characterized in that reducing the heat.
 청구항 1에서, 상기 (c)단계는 인덕턴스 형태가 상승주기가 있을 때 비례-적분(Proportional-Integral; PI) 전류제어 또는 히스테리시스 전류제어를 통해 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 스위치드 릴럭턴스 모터의 비대칭브릿지 컨버터 상보 스위칭 제어방법.
The switched reluctance motor as set forth in claim 1 , wherein in step (c), driving of the switched reluctance motor is controlled through proportional-integral (PI) current control or hysteresis current control when the inductance form has a rising period. A method for controlling complementary switching of asymmetric bridge converters of reluctance motors.
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