KR20130027257A - Method and apparatus for driving alternating-current motor - Google Patents

Abstract

PURPOSE: A driving method of an AC motor and a driving device thereof are provided to reduce the size and a manufacturing cost of the driving device of the AC motor by detecting the position of a stator autonomously without using an additional stator position detecting device. CONSTITUTION: A driving part(13) drives an AC motor(11) according to voltage applied by a control part(12). The control part comprises a driving control part(121) and a rotator position detecting part(122). The driving control part successively applies different D-axis voltages and different Q-axis voltages in a control injection period. The rotator position detecting part secures a rotator angle at a control injection cycle. The driving part comprises a driving voltage converting part(131) and a pulse width modulating part(132). The driving voltage converting part converts voltage applied by the control part into three phase AC voltage. The pulse width modulating part applies the three phase AC voltage from the driving voltage converting part to a stator of the AC motor with pulse width modulation. [Reference numerals] (122) Rotator position detecting part

Description

교류 전동기의 구동 방법 및 장치{Method and apparatus for driving alternating-current motor}Method and apparatus for driving alternating current motor

본 발명은, 교류 전동기의 구동 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 교류 전동기의 회전자 각도를 주기적으로 구하면서 교류 전동기를 구동하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for driving an alternating current motor, and more particularly, to a method and apparatus for driving an alternating current motor while periodically obtaining a rotor angle of the alternating current motor.

일반적인 교류 전동기의 구동 방법에 있어서, 동기 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 목표 전류 값들이 사용된다. In a general method of driving an alternating current electric motor, d ^S -axis and q ^S -axis target current values in a synchronous coordinate system are used.

그러므로, 현재의 회전자 각도에 따라, 정지 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 구동 전류 값들을 동기 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 구동 전류 값들로 변환하여 귀환시킨다. 또한, 현재의 회전자 각도에 따라, 동기 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 제어 전압 값들을 정지 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 제어 전압 값들로 변환시켜서 제어를 수행한다.Therefore,, d ^S in the still coordinate system based on the current angle of the rotor-feeds back the driving current values is converted into axial-axes driving current value ^S d in synchronization coordinate-axis and q-axis and the q ^{S S.} Further, according to the current rotor angle, control is performed by converting the d ^S -axis and q ^S -axis control voltage values in the synchronous coordinate system into the d ^S -axis and q ^S -axis control voltage values in the stationary coordinate system. .

따라서, 현재의 회전자 각도를 정밀하게 파악하는 것이 중요한데, 이를 위하여 종래에는 레졸버를 사용한다. 예를 들어, 대한민국 등록 특허 제0176469호 공보(출원인 : 삼성전자 주식회사, 발명의 명칭 : 써보 모터의 위상 오프셋 보정 방법)를 참조하면, 서어보 모터에 레졸버를 부착하여 회전자의 위치를 측정하는 기술이 개시되어 있다. 여기에서, 레졸버는 회전자의 위치 데이터를 발생시킨다.Therefore, it is important to accurately grasp the current rotor angle, and for this purpose, a resolver is conventionally used. For example, referring to Korean Patent Registration No. 0176469 (Applicant: Samsung Electronics Co., Ltd., Name of the invention: a method for correcting phase offset of a servo motor), a resolver is attached to a servo motor to measure the position of the rotor. Techniques are disclosed. Here, the resolver generates position data of the rotor.

따라서, 상기와 같은 종래의 교류 전동기의 구동 방법 및 장치에 의하면, 레졸버와 같은 추가적인 회전자-위치 감지 장치를 사용함에 따라, 교류 전동기의 구동 장치의 규모가 커지고 제조 단가가 높아지는 문제점이 있다.Therefore, according to the conventional method and apparatus for driving an AC motor, there is a problem in that the size of the driving device of the AC motor is increased and the manufacturing cost is increased by using an additional rotor-position sensing device such as a resolver.

예를 들어, 레졸버, 신호 연결용 커넥터 및 케이블, 레졸버로부터의 출력 신호를 처리하는 소자(RDC) 및 회로가 추가되어야 한다.For example, resolvers, connectors and cables for signal connections, devices (RDCs) and circuits for processing output signals from resolvers must be added.

대한민국 등록 특허 제0176469호 공보Republic of Korea Patent No. 0176469 출원인 : 삼성전자 주식회사Applicant: Samsung Electronics Co., Ltd. 발명의 명칭 : 써보 모터의 위상 오프셋 보정 방법Name of the Invention: Phase Offset Correction Method of Servo Motor

본 발명의 실시예는, 교류 전동기의 구동 방법 및 장치에 있어서, 레졸버와 같은 추가적인 회전자-위치 감지 장치를 사용하지 않고 내부적으로 회전자 위치를 검출할 수 있음에 따라, 교류 전동기의 구동 장치의 규모 및 제조 단가를 줄이고자 한다.Embodiments of the present invention provide a method and apparatus for driving an alternating current motor, whereby the rotor position can be detected internally without using an additional rotor-position sensing device such as a resolver. To reduce the size and cost of manufacturing.

본 발명의 일 측면에 따르면, 교류 전동기의 회전자 각도를 주기적으로 구하면서 상기 교류 전동기를 구동하는 교류 전동기의 구동 방법에 있어서, 단계들 (a) 내지 (c)가 포함될 수 있다.According to an aspect of the present invention, steps (a) to (c) may be included in a method of driving an AC motor driving the AC motor while periodically obtaining a rotor angle of the AC motor.

상기 단계 (a)에서는, 정지 좌표계에서의 여자 전류용 전압인 d^S-축 전압과 정지 좌표계에서의 회전력 발생용 전압인 q^S-축 전압에 의하여 상기 교류 전동기가 구동되되, 제어 주입 주기 내에서 서로 다른 d^S-축 전압들 및 서로 다른 q^S-축 전압들이 순차적으로 인가된다. In the step (a), the AC motor is driven by the d ^S -axis voltage, which is the excitation current voltage in the stationary coordinate system, and the q ^S -axis voltage, which is the voltage for generating the rotational force in the stationary coordinate system. Different d ^S -axis voltages and different q ^S -axis voltages are applied sequentially.

상기 단계 (b)에서는, 상기 제어 주입 주기에서, 상기 인가 전압들에 상응하는 전류 변화량의 차이 값들 및 상기 인가 전압들 사이의 차이 값들이 구해진다.In the step (b), in the control injection period, difference values of the amount of current change corresponding to the applied voltages and difference values between the applied voltages are obtained.

상기 단계 (c)에서는, 상기 교류 전동기의 인덕턴스 매트릭스, 상기 전압 차이 값들이 포함된 전압 매트릭스, 및 상기 전류 변화량 차이 값들이 포함된 전류 매트릭스에 따른 매트릭스 등식이 사용되어, 상기 제어 주입 주기에서의 회전자 각도가 구해진다.In the step (c), a matrix equation according to the inductance matrix of the AC motor, the voltage matrix including the voltage difference values, and the current matrix including the current variation amount difference values is used, so that The electron angle is obtained.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 교류 전동기의 회전자 각도를 주기적으로 구하면서 상기 교류 전동기를 구동하는 교류 전동기의 구동 방법에 있어서, 단계들 (a) 내지 (d)가 포함될 수 있다.According to another aspect of the present invention, steps (a) to (d) may be included in a method of driving an AC motor driving the AC motor while periodically obtaining a rotor angle of the AC motor.

상기 단계 (a)에서는, 정지 좌표계에서의 여자 전류용 전압인 d^S-축 전압과 정지 좌표계에서의 회전력 발생용 전압인 q^S-축 전압에 의하여 상기 교류 전동기가 구동되되, 제어 주입 주기 내의 제1 단위 주기에서 제1 d^S-축 전압(V^S _ds1)과 제1 q^S-축 전압(V^S _qs1)이 인가되고, 상기 제어 주입 주기 내의 제2 단위 주기에서 제2 d^S-축 전압(V^S _ds2)과 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)이 인가되며, 상기 제어 주입 주기 내의 제3 단위 주기에서 제3 d^S-축 전압(V^S _ds3)과 제3 q^S-축 전압(V^S _qs3)이 인가된다. In the step (a), the AC motor is driven by the d ^S -axis voltage, which is the excitation current voltage in the stationary coordinate system, and the q ^S -axis voltage, which is the voltage for generating the torque in the stationary coordinate system. The first d ^S -axis voltage V ^S _ds1 and the first q ^S -axis voltage V ^S _qs1 are applied in one unit period, and the second d ^S -axis voltage is applied in the second unit period in the control injection period. (V ^S _ds2 ) and the second q ^S -axis voltage (V ^S _qs2 ) are applied, and the third d ^S -axis voltage (V ^S _ds3 ) and the third q ^S − in the third unit period within the control injection period. The axial voltage V ^S _qs3 is applied.

상기 단계 (b)에서는, 상기 제어 주입 주기에서, 상기 제3 d^S-축 전압(V^S _ds3)과 상기 제2 d^S-축 전압(V^S _ds3)의 차이 값(V^S _ds32), 상기 제2 d^S-축 전압(V^S _ds2)과 상기 제1 d^S-축 전압(V^S _ds1)의 차이 값(V^S _ds21), 상기 제3 q^S-축 전압(V^S _qs3)과 상기 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)의 차이 값(V^S _qs32), 상기 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)과 상기 제1 q^S-축 전압(V^S _qs1)의 차이 값(V^S _qs21), 상기 제3 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds3)과 상기 제2 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds2)의 차이 값(△i^S _ds32), 상기 제2 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds2)과 상기 제1 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds1)의 차이 값(△i^S _ds21), 상기 제3 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs3)과 상기 제2 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs2)의 차이 값(△i^S _qs32), 및 상기 제2 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs2)과 상기 제1 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs1)의 차이 값(△i^S _qs21)이 구해진다.In the step (b), from the control implant cycle, the first 3 d ^S - axis voltage (V ^S _ds3) and the first 2 d ^S - difference value (V ^S _ds32) of the shaft voltage (V ^S _ds3), the claim 2 d ^S - axis voltage (V ^S _ds2) and the first 1 d ^S - axis voltage difference (V ^S _ds21) of (V ^S _ds1), the first 3 q ^S - axis voltage (V ^S _qs3) and the Difference value V ^S _{qs32 of} the second q ^S -axis voltage V ^S _qs2 , Difference between the second q ^S -axis voltage V ^S _qs2 and the first q ^S -axis voltage V ^S _qs1 value (V ^S _qs21), the first 3 d ^S of the unit period-difference value of the axis current variation (△ i ^S _ds2) (- axis current variation (△ i ^S _ds3) and the first 2 d ^S in unit of cycle △ i ^S _ds32), in the second unit period d ^S-axis current variation (△ i ^S _ds2) and the first 1 d ^S of the unit period-difference value of the axis current variation (△ i ^S _ds1) (△ difference-axis current variation _{^{(△ i S qs2) - i}} S ds21), wherein q 3 ^S in the unit cycle-axis current variation (△ ^S _qs3 i) and the second 2 q ^S in unit cycle This value _Δi ^S _qs32 and the q ^S -axis current change amount _Δi ^S _{qs2 in} the second unit period and q ^S -axis current change amount _Δi ^S _qs1 in the first unit period The difference value DELTA i ^S _qs21 is obtained.

상기 단계 (c)에서는, 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂)이 포함된 인덕턴스 매트릭스(L_S), 상기 4 개의 전압 차이 값들(V^S _ds32, V^S _ds21, V^S _qs32, V^S _qs21)이 포함된 전압 매트릭스, 및 상기 4 개의 전류 변화량 차이 값들(△i^S _ds32, △i^S _ds21, △i^S _qs32, △i^S _{qs 21})이 포함된 전류 매트릭스에 따른 매트릭스 등식이 사용되어, 상기 인덕턴스 매트릭스(L_S)의 상기 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂) 각각의 값이 구해진다.In the step (c), four matrix variables _{(L 11, L 12, L} 21, L 22) V S ( the inductance matrix (L _S), the four voltage difference values includes the _ds32, V ^S _ds21, to V ^S _qs32, V ^S _qs21) a voltage matrix include, and the four current variation amount difference values _{^{(△ i S ds32, △ i}} S ds21, △ i S qs32, △ i S qs 21) the current matrix containing the The corresponding matrix equation is used to obtain the value of each of the four matrix variables L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , L _{22 of} the inductance matrix L _S.

상기 단계 (d)에서는, 상기 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂)의 값들이 사용되어 현재의 상기 제어 주입 주기에서의 회전자 각도가 구해진다.In step (d), the values of the four matrix variables L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , L ₂₂ are used to obtain the rotor angle in the current control injection period.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 교류 전동기의 회전자 각도를 주기적으로 구하면서 상기 교류 전동기를 구동하는 교류 전동기의 구동 장치에 있어서, 제어부 및 구동부가 포함될 수 있다.According to another aspect of the present invention, in the driving device of the AC motor for driving the AC motor while periodically obtaining the rotor angle of the AC motor, the control unit and the drive unit may be included.

상기 구동부는 상기 제어부로부터의 인가 전압에 따라 상기 교류 전동기를 구동한다.The drive unit drives the AC motor in accordance with an applied voltage from the control unit.

상기 제어부는 구동 제어부 및 회전자 위치 검출부를 포함한다.The controller includes a drive controller and a rotor position detector.

상기 구동 제어부는, 정지 좌표계에서의 여자 전류용 전압인 d^S-축 전압과 정지 좌표계에서의 회전력 발생용 전압인 q^S-축 전압을 상기 구동부에 인가하되, 제어 주입 주기 내에서 서로 다른 d^S-축 전압들 및 서로 다른 q^S-축 전압들을 순차적으로 인가한다.The driving control unit applies a d ^S -axis voltage, which is an excitation current voltage in a stationary coordinate system, and a q ^S -axis voltage, which is a voltage for generating a torque in a stationary coordinate system, to the driving unit, wherein the different d ^{S is} controlled within a control injection period. The -axis voltages and the different q ^S -axis voltages are applied sequentially.

상기 회전자 위치 검출부는, 상기 구동 제어부로부터의 상기 인가 전압들에 상응하는 전류 변화량의 차이 값들 및 상기 인가 전압들 사이의 차이 값들을 구하고, 상기 교류 전동기의 인덕턴스 매트릭스, 상기 전압 차이 값들이 포함된 전압 매트릭스, 및 상기 전류 변화량 차이 값들이 포함된 전류 매트릭스에 따른 매트릭스 등식을 사용하여, 상기 제어 주입 주기에서의 회전자 각도를 구한다.The rotor position detector may obtain difference values between the applied voltages and difference values of the current change amounts corresponding to the applied voltages from the driving controller, and include an inductance matrix of the AC motor and the voltage difference values. The rotor angle in the control injection period is obtained by using a matrix equation according to the voltage matrix and the current matrix including the current variation amount difference values.

또한, 상기 교류 전동기의 고정자에 3상 교류 전압이 인가됨에 의하여 상기 교류 전동기의 회전자가 회전한다. 여기에서, 상기 구동부는 구동 전압 변환부 및 펄스 폭 변조부를 포함한다. In addition, the rotor of the AC motor rotates by applying a three-phase AC voltage to the stator of the AC motor. Here, the driver includes a driving voltage converter and a pulse width modulator.

구동 전압 변환부는 상기 제어부로부터의 d^S-축 전압(V^S _ds)과 q^S-축 전압(V^S _qs)인 상기 인가 전압들(V^S _dqs)을 3상 교류 전압으로 변환시킨다.The driving voltage converter converts the applied voltages V ^S _dqs , which are the d ^S -axis voltage V ^S _ds and the q ^S -axis voltage V ^S _qs from the _controller , into a three-phase AC voltage.

상기 펄스 폭 변조부는 상기 구동 전압 변환부로부터의 3상 교류 전압을 펄스 폭 변조에 의하여 상기 교류 전동기의 고정자에 인가한다.The pulse width modulator applies a three-phase AC voltage from the drive voltage converter to a stator of the AC motor by pulse width modulation.

또한, 상기 구동 제어부는 제1 귀환전류 변환부, 제2 귀환전류 변환부, 전류 감산부, 비례-적분 제어부, 순방향제어 전압 발생부, 제1 전압 가산부, 제어 전압 변환부, 주입 전압 발생부, 및 제2 전압 가산부를 포함할 수 있다.The driving controller may include a first feedback current converter, a second feedback current converter, a current subtractor, a proportional-integral controller, a forward control voltage generator, a first voltage adder, a control voltage converter, and an injection voltage generator. , And a second voltage adder.

상기 제1 귀환전류 변환부는 상기 교류 전동기의 고정자에 흐르는 3상 구동 전류를 검출하여 상기 정지 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 구동 전류 값들(i^S _dqs)을 구한다.The first feedback current converter detects the three-phase driving current flowing through the stator of the AC motor to obtain d ^S -axis and q ^S -axis driving current values i ^S _dqs in the stationary coordinate system.

상기 제2 귀환전류 변환부는, 입력되는 회전자 각도(

_r)에 따라, 상기 제1 귀환 전류 변환부로부터의 상기 정지 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 구동 전류 값들(i^S _dqs)을 동기 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 구동 전류 값들(i^r _dqs)로 변환한다.The second feedback current converter is an input rotor angle (

according to _r), the first of d ^S in the still coordinate system from the return current converter-axis and the q ^S - in a shaft drive current values (i ^S _dqs) the synchronous coordinate system, d ^S-axis and the q ^S-axis Convert to drive current values i ^r _dqs .

상기 전류 감산부는 동기 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 목표 전류 값들(i^{r *} _dqs)과 상기 제2 귀환전류 변환부로부터의 d^S-축 및 q^S-축 구동 전류 값들(i^r _dqs)의 차이 값들인 오차 전류 값들을 발생시킨다.In the synchronous coordinate system, the current subtracting portion d ^S-axis and the q ^S-axis target current values (i ^{r *} _dqs) and the first 2 d ^S from the negative feedback current conversion-axis and the q ^S-axis drive current values (i ^r _dqs ), resulting in error current values.

상기 비례-적분 제어부는 상기 제1 감산부로부터의 오차 전류 값들에 비례-적분 제어를 수행하여 동기 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 귀환제어 전압 값들(V^r _dqsfb)을 구한다.The proportional-integration controller performs proportional-integral control on the error current values from the first subtractor to obtain the d ^S -axis and q ^S -axis feedback control voltage values V ^r _dqsfb in the synchronous coordinate system.

상기 순방향제어 전압 발생부는 상기 교류 전동기의 고유 특성에 부합되는 동기 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 순방향제어 전압 값들(V^r _dqsfb)을 발생시킨다.The forward control voltage generation unit generates the d ^S -axis and q ^S -axis forward control voltage values V ^r _dqsfb in the synchronous coordinate system corresponding to the intrinsic characteristics of the AC motor.

상기 제1 전압 가산부는 상기 비례-적분 제어부로부터의 d^S-축 및 q^S-축 귀환제어 전압 값들(V^r _dqsfb) 및 상기 순방향제어 전압 발생부로부터의 d^S-축 및 q^S-축 순방향제어 전압 값들(V^r _dqsfb)이 더해진 결과의 d^S-축 및 q^S-축 제어 전압 값들(V^r _dqsf)을 발생시킨다.From the integral control unit d ^S - - wherein the first voltage adder unit the proportional-axis and the q ^S-axis feedback control voltage values (V ^r _dqsfb) and d ^S from the forward control voltage generation section-axis and the q ^S-axis forward The control voltage values V ^r _dqsfb are added to generate the resulting d ^S -axis and q ^S -axis control voltage values V ^r _dqsf .

상기 제어 전압 변환부는, 입력되는 회전자 각도(

_r)에 따라, 상기 제1 전압 가산부로부터의 동기 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 제어 전압 값들(V^r _dqsf)을 정지 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 제어 전압 값들(V^S _dqsf)로 변환시킨다.The control voltage converter, the input rotor angle (

_r ), the d ^S -axis and q ^S -axis control voltage values V ^r _dqsf in the synchronous coordinate system from the first voltage adder are _converted to the d ^S -axis and q ^S -axis control voltages in the stationary coordinate system. Convert to values (V ^S _dqsf ).

상기 주입 전압 발생부는 상기 제어 주입 주기 내에서 상기 인가 전압들(V^S _dqs)에서 상기 서로 다른 d^S-축 전압들 및 서로 다른 q^S-축 전압들이 순차적으로 발생되게 하기 위한 추가적인 d^S-축 및 q^S-축 주입 전압 값들(V^S _dqsi)을 발생시킨다.The injection voltage generator may further generate additional d ^S -axis voltages to sequentially generate the different d ^S -axis voltages and different q ^S -axis voltages at the applied voltages V ^S _dqs within the control injection period. And q ^S -axis injection voltage values V ^S _dqsi .

상기 제2 전압 가산부는 상기 제어 전압 변환부로부터의 정지 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 제어 전압 값들(V^S _dqsf) 및 상기 주입 전압 발생부로부터의 정지 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 주입 전압 값들(V^S _dqsi)이 가산된 결과의 상기 인가 전압들(V^S _dqs)을 상기 구동부 내의 상기 구동 전압 변환부에 입력시킨다.It said second voltage addition unit of d ^S in the rotating coordinates from said control voltage converting unit-axis and the q ^S-axis control voltage values (V ^S _dqsf) and the d ^S in the stationary coordinate from the injection voltage generation sub-shaft And the applied voltages V ^S _dqs resulting from the addition of the q ^S -axis injection voltage values V ^S _dqsi are input to the driving voltage converter in the driving unit.

또한, 상기 제2 전압 가산부는, 상기 제어 주입 주기 내의 제1 단위 주기에서 제1 d^S-축 전압(V^S _ds1)과 제1 q^S-축 전압(V^S _qs1)을 출력하고, 상기 제어 주입 주기 내의 제2 단위 주기에서 제2 d^S-축 전압(V^S _ds2)과 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)을 출력하며, 상기 제어 주입 주기 내의 제3 단위 주기에서 제3 d^S-축 전압(V^S _ds3)과 제3 q^S-축 전압(V^S _qs3)을 출력할 수 있다.The second voltage adder may output a first d ^S -axis voltage V ^S _ds1 and a first q ^S -axis voltage V ^S _qs1 in a first unit period within the control injection period, and control the Outputs a second d ^S -axis voltage V ^S _ds2 and a second q ^S -axis voltage V ^S _qs2 in a second unit period within an injection period, and generates a third d in a third unit period within the control injection period. ^S - may output a voltage axis (V ^S _qs3) --axis voltage (V ^S _ds3) and the 3 ^S q.

또한, 상기 회전자 위치 검출부는 신호 처리부를 포함할 수 있다. In addition, the rotor position detector may include a signal processor.

상기 신호 처리부는, 상기 제어 주입 주기에서, 상기 제3 d^S-축 전압(V^S _ds3)과 상기 제2 d^S-축 전압(V^S _ds3)의 차이 값(V^S _ds32), 상기 제2 d^S-축 전압(V^S _ds2)과 상기 제1 d^S-축 전압(V^S _ds1)의 차이 값(V^S _ds21), 상기 제3 q^S-축 전압(V^S _qs3)과 상기 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)의 차이 값(V^S _qs32), 상기 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)과 상기 제1 q^S-축 전압(V^S _qs1)의 차이 값(V^S _qs21), 상기 제3 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds3)과 상기 제2 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds2)의 차이 값(△i^S _ds32), 상기 제2 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds2)과 상기 제1 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds1)의 차이 값(△i^S _ds21), 상기 제3 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs3)과 상기 제2 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs2)의 차이 값(△i^S _qs32), 및 상기 제2 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs2)과 상기 제1 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs1)의 차이 값(△i^S _qs21)을 구할 수 있다.The signal processing unit, in the control the injection cycle, the first 3 d ^S - axis voltage (V ^S _ds3) and the second d ^S - difference value (V ^S _ds32) of the shaft voltage (V ^S _ds3), the second d ^S - axis voltage (V ^S _ds2) and the first 1 d ^S - difference of the shaft voltage _{^{(V S ds1) (V S}} ds21), wherein the 3 q ^S - axis voltage (V ^S _qs3) and the second Difference value V ^S _qs32 of q ^S -axis voltage V ^S _qs2 , Difference value of the second q ^S -axis voltage V ^S _qs2 and the first q ^S -axis voltage V ^S _qs1 ( V ^S _qs21), in the third unit period d ^S - axis current variation (△ i ^S _ds3) and wherein in the second unit period d ^S - axis current variation (△ i ^S _ds2) a difference value (△ i of ^S _ds32), in the second unit period d ^S-axis current variation (△ i ^S _ds2) and the d ^S in the first unit period-axis current variation (△ i ^S _ds1) a difference value (△ i ^S of difference-axis current variation _{^{(△ i S qs2) - ds21}} ), wherein q 3 ^S in the unit cycle-axis current variation (△ i ^S _qs3) q ^S and in the second unit period This value _Δi ^S _qs32 and the q ^S -axis current change amount _Δi ^S _{qs2 in} the second unit period and q ^S -axis current change amount _Δi ^S _qs1 in the first unit period The difference value DELTA i ^S _qs21 can be obtained.

또한, 상기 신호 처리부는, 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂)이 포함된 인덕턴스 매트릭스(L_S), 상기 4 개의 전압 차이 값들(V^S _ds32, V^S _ds21, V^S _qs32, V^S _qs21)이 포함된 전압 매트릭스, 및 상기 4 개의 전류 변화량 차이 값들(△i^S _ds32, △i^S _ds21, △i^S _qs32, △i^S _qs21)이 포함된 전류 매트릭스에 따른 매트릭스 등식을 사용하여, 상기 인덕턴스 매트릭스(L_S)의 상기 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂) 각각의 값을 구할 수 있다.In addition, the signal processing section, four matrix variables _{(L 11, L 12, L} 21, L 22) the inductance matrix (L _S), the four voltage difference values (V ^S _ds32, V ^S _ds21 include, according to V ^S _qs32, V ^S _qs21) a voltage matrix include, and the four current variation amount difference values _{^{(△ i S ds32, △ i}} S ds21, △ i S qs32, △ i S qs21) the current matrix containing the Using a matrix equation, the value of each of the four matrix variables L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , L _{22 of} the inductance matrix L _S can be obtained.

또한, 상기 회전자 위치 검출부는 회전자 각도 연산부 및 필터부를 더 포함할 수 있다.The rotor position detector may further include a rotor angle calculator and a filter unit.

상기 회전자 각도 연산부는 상기 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂)의 값들을 사용하여 현재의 상기 제어 주입 주기에서의 회전자 각도(

_rCal)를 연산한다.The rotor angle calculator uses the values of the four matrix variables L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , and L ₂₂ to determine the rotor angle in the current control injection period (

_rCal )

상기 필터부는, 상기 회전자 각도 연산부로부터의 회전자 각도(

_rCal)의 신호의 노이즈 성분을 제거하여 회전자 각도(

_r)를 최종적으로 구하고, 상기 최종적으로 구해진 회전자 각도(

_r)를 상기 구동 제어부 내의 상기 제2 귀환전류 변환부 및 상기 제어 전압 변환부에 각각 제공한다.The filter unit, the rotor angle from the rotor angle calculator (

remove the noise component of the signal in _rCal

_r ) is finally obtained and the finally obtained rotor angle (

_r ) is provided to the second feedback current converter and the control voltage converter in the driving controller, respectively.

또한, 상기 신호 처리부는 전압 매트릭스 생성부, 전류 매트릭스 생성부, 전류 매트릭스 변환부, 및 변수 값 연산부를 포함할 수 있다.The signal processor may include a voltage matrix generator, a current matrix generator, a current matrix converter, and a variable value calculator.

상기 전압 매트릭스 생성부는, 상기 제어 주입 주기에서, 상기 구동 제어부 내의 상기 제2 전압 가산부로부터의 상기 인가 전압들(V^S _dqs)을 입력받아, 상기 제3 d^S-축 전압(V^S _ds3)과 상기 제2 d^S-축 전압(V^S _ds3)의 차이 값(V^S _ds32), 상기 제2 d^S-축 전압(V^S _ds2)과 상기 제1 d^S-축 전압(V^S _ds1)의 차이 값(V^S _ds21), 상기 제3 q^S-축 전압(V^S _qs3)과 상기 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)의 차이 값(V^S _qs32), 및 상기 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)과 상기 제1 q^S-축 전압(V^S _qs1)의 차이 값(V^S _qs21)을 구하여, 상기 4 개의 전압 차이 값들(V^S _ds32, V^S _ds21, V^S _qs32, V^S _qs21)이 포함된 상기 전압 매트릭스를 구한다.Axis voltage (V ^S _ds3) - the voltage matrix generation unit in a period the control injection, wherein said applied voltage from the unit 2, voltage adder (V ^S _dqs) of said first 3 d ^S receives in the drive control difference value (V ^S _ds32), wherein the 2 d ^S of the shaft voltage (V ^S _ds3) - --axis voltage (V ^S _ds2) and the first 1 d ^S - axis voltage (V ^S _ds1) and the first 2 d ^S difference value (V ^S _ds21) of said first 3 q ^S - axis voltage (V ^S _qs3) and the second 2 q ^S - difference value (V ^S _qs32) of the shaft voltage (V ^S _qs2), and the second 2 q ^S - axis voltage (V ^S _qs2) and the first 1 q ^S - axis voltage, obtain a difference value (V ^S _qs21) of (V ^S _qs1), the four voltage difference values (V ^S _ds32, V ^S _ds21, V ^S _qs32 , V ^S _qs21 ) is obtained.

상기 전류 매트릭스 생성부는, 상기 제어 주입 주기에서, 상기 구동 제어부 내의 상기 제1 귀환전류 변환부로부터의 상기 d^S-축 및 q^S-축 구동 전류 값들(i^S _dqs)을 입력받아, 상기 제3 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds3)과 상기 제2 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds2)의 차이 값(△i^S _ds32), 상기 제2 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds2)과 상기 제1 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds1)의 차이 값(△i^S _ds21), 상기 제3 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs3)과 상기 제2 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs2)의 차이 값(△i^S _qs32), 및 상기 제2 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs2)과 상기 제1 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs1)의 차이 값(△i^S _qs21)을 구하여, 상기 4 개의 전류 변화량 차이 값들(△i^S _ds32, △i^S _{ds 21}, △i^S _qs32, △i^S _qs21)이 포함된 상기 전류 매트릭스를 구한다.The current matrix generator receives the d ^S -axis and q ^S -axis driving current values i ^S _dqs from the first feedback current converter in the driving control unit in the control injection period, d ^S in unit of cycle-axis current variation (△ i ^S _ds3) and d ^S in the second unit period-difference value (△ i ^S _ds32) of axis current variation (△ i ^S _ds2), the second unit d ^S in the period-axis current variation (△ i ^S _ds2) and the first 1 d ^S of the unit period-difference value (△ i ^S _ds21) of axis current variation (△ i ^S _ds1), periods of the third unit q ^S on-axis current variation (△ i ^S _qs3) and the second unit period q ^S on-axis current variation amount difference value (△ i ^S _qs32), and the second period unit of (△ i ^S _qs2) q ^S on-axis current variation (△ i ^S _qs2) and q ^S in the first unit period - obtain a difference value (△ i ^S _qs21) of axis current variation (△ i ^S _qs1), the four current Change The current matrix including the difference values _Δi ^S _ds32 , _Δi ^S _{ds 21} , _Δi ^S _qs32 , _Δi ^S _qs21 is obtained.

상기 전류 매트릭스 변환부는 상기 전류 매트릭스 생성부로부터의 상기 전류 매트릭스의 역 매트릭스를 구한다.The current matrix converter calculates an inverse matrix of the current matrix from the current matrix generator.

상기 변수 값 연산부는, 상기 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂)이 포함된 인덕턴스 매트릭스(L_S), 상기 전압 매트릭스 생성부로부터의 상기 전압 매트릭스, 및 상기 전류 매트릭스 변환부로부터의 전류 역-매트릭스에 따른 매트릭스 등식을 사용하여, 상기 인덕턴스 매트릭스(L_S)의 상기 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂) 각각의 값을 구한다.The variable value calculator includes an inductance matrix L _S including the four matrix variables L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , and L ₂₂ , the voltage matrix from the voltage matrix generator, and the current matrix. A value of each of the four matrix variables L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , L _{22 of} the inductance matrix L _S is obtained using a matrix equation according to the current inverse matrix from the converter.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제어 주입 주기에서, 상기 서로 다른 d^S-축 전압들 및 서로 다른 q^S-축 전압들이 순차적으로 인가됨에 의하여, 상기 인가 전압들에 상응하는 전류 변화량의 차이 값들 및 상기 인가 전압들 사이의 차이 값들이 구해질 수 있다. 또한, 상기 교류 전동기의 인덕턴스 매트릭스, 상기 전압 차이 값들이 포함된 전압 매트릭스, 및 상기 전류 변화량 차이 값들이 포함된 전류 매트릭스에 따른 매트릭스 등식이 사용되어, 상기 제어 주입 주기에서의 회전자 각도가 구해질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the control injection period, the different d ^S -axis voltages and the different q ^S -axis voltages are sequentially applied, whereby the difference values of the amount of current change corresponding to the applied voltages are applied. And difference values between the applied voltages can be obtained. In addition, a matrix equation according to an inductance matrix of the AC motor, a voltage matrix including the voltage difference values, and a current matrix including the current change amount difference values may be used to obtain a rotor angle in the control injection period. Can be.

그러므로, 레졸버와 같은 추가적인 회전자-위치 감지 장치를 사용하지 않고 내부적으로 회전자 위치를 검출할 수 있음에 따라, 교류 전동기의 구동 장치의 규모 및 제조 단가가 줄어들 수 있다.Therefore, as the rotor position can be detected internally without using an additional rotor-position sensing device such as a resolver, the size and manufacturing cost of the drive device of the AC motor can be reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 교류 전동기의 구동 방법 및 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는, 도 1의 실시예를 도출하는 원리로서, 일반적인 유도 전동기 내에서 회전자 각도에 따라 인덕턴스(inductance)가 변함을 보여주는 그래프이다.
도 3은 도 1의 교류 전동기의 구동 장치에서 펄스폭 변조(PWM) 캐리어 신호의 제어 주기에 따른 제어 전압 변환부로부터의 d^S-축 제어 전압 값(V^S _dsf), q^S-축 제어 전압 값(V^S _qsf), 그리고 주입 전압 발생부로부터의 추가적인 d^S-축 주입 전압 값(V^S _dsi) 및 q^S-축 주입 전압 값(V^S _qsi)을 보여주는 타이밍도이다.
도 4는 제어 주입 주기 내에서 도 3의 d^S-축과 q^S-축 제어 전압 값들(V^S _dqsf)에 대하여 제1 d^S-축과 q^S-축 주입 전압들(V^S _dqsi1), 제2 d^S-축과 q^S-축 주입 전압들(V^S _dqsi2), 및 제3 d^S-축과 q^S-축 주입 전압들(V^S _dqsi3)이 서로 120^o의 위상차를 가짐을 보여주는 벡터 도면이다.
도 5는 도 1의 회전자 위치 검출부의 내부 구성을 보여주는 블록도이다.
도 6은 도 5의 신호 처리부의 내부 구성을 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a method and apparatus for driving an AC motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the embodiment of FIG. 1, and is a graph showing that inductance changes according to a rotor angle in a general induction motor.
3 is a d ^S -axis control voltage value (V ^S _dsf ) and a q ^S -axis control voltage from a control voltage converter according to a control period of a pulse width modulation (PWM) carrier signal in the driving device of the AC motor of FIG. 1. value (V ^S _qsf), and further d ^S from the injection voltage generating unit - is a timing chart showing the injection axis voltage value (V ^S _qsi) - injection axis voltage value (V ^S _dsi) and ^S q.
FIG. 4 shows the first d ^S -axis and q ^S -axis injection voltages V ^S _{dqsi1 for} the d ^S -axis and q ^S -axis control voltage values V ^S _dqsf of FIG. 3 within a control injection period. _Showing that the second d ^S -axis and q ^S -axis injection voltages V ^S _dqsi2 and the third d ^S -axis and q ^S -axis injection voltages V ^S _dqsi3 have a phase difference of 120 ^° from each other. Vector drawing.
FIG. 5 is a block diagram illustrating an internal configuration of the rotor position detector of FIG. 1.
6 is a block diagram illustrating an internal configuration of a signal processor of FIG. 5.

하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다. The following description and the annexed drawings are for understanding the operation according to the present invention, and a part that can be easily implemented by those skilled in the art may be omitted.

또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. In addition, the specification and drawings are not provided to limit the invention, the scope of the invention should be defined by the claims. Terms used in the present specification should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical spirit of the present invention so as to best express the present invention.

참고로, 본 명세서, 도면 및 청구범위에서 위 첨자 s는 정지 좌표계를, 위 첨자 r은 동기 좌표계를, 그리고 아래 첨자 s는 고정자를 각각 가리킨다.For reference, in the present specification, the drawings, and the claims, the superscript s denotes a stop coordinate system, the superscript r denotes a synchronous coordinate system, and the subscript s denotes a stator, respectively.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 설명된다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 교류 전동기의 구동 방법 및 장치를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a method and apparatus for driving an AC motor according to an embodiment of the present invention.

도 2는, 도 1의 실시예를 도출하는 원리로서, 일반적인 유도 전동기 내에서 회전자 각도에 따라 인덕턴스(inductance)가 변함을 보여주는 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing the embodiment of FIG. 1, and is a graph showing that inductance changes according to a rotor angle in a general induction motor.

도 3은 도 1의 교류 전동기의 구동 장치에서 펄스폭 변조(PWM) 캐리어 신호의 제어 주기에 따른 제어 전압 변환부로부터의 d^S-축 제어 전압 값(V^S _dsf), q^S-축 제어 전압 값(V^S _qsf), 그리고 주입 전압 발생부로부터의 추가적인 d^S-축 주입 전압 값(V^S _dsi) 및 q^S-축 주입 전압 값(V^S _qsi)을 보여주는 타이밍도이다.3 is a d ^S -axis control voltage value (V ^S _dsf ) and a q ^S -axis control voltage from a control voltage converter according to a control period of a pulse width modulation (PWM) carrier signal in the driving device of the AC motor of FIG. 1. value (V ^S _qsf), and further d ^S from the injection voltage generating unit - is a timing chart showing the injection axis voltage value (V ^S _qsi) - injection axis voltage value (V ^S _dsi) and ^S q.

도 4는 제어 주입 주기 내에서 도 3의 d^S-축과 q^S-축 제어 전압 값들(V^S _dqsf)에 대하여 제1 d^S-축과 q^S-축 주입 전압들(V^S _dqsi1), 제2 d^S-축과 q^S-축 주입 전압들(V^S _dqsi2), 및 제3 d^S-축과 q^S-축 주입 전압들(V^S _dqsi3)이 서로 120^o의 위상차를 가짐을보여주는 벡터 도면이다.FIG. 4 shows the first d ^S -axis and q ^S -axis injection voltages V ^S _{dqsi1 for} the d ^S -axis and q ^S -axis control voltage values V ^S _dqsf of FIG. 3 within a control injection period. _Showing that the second d ^S -axis and q ^S -axis injection voltages V ^S _dqsi2 and the third d ^S -axis and q ^S -axis injection voltages V ^S _dqsi3 have a phase difference of 120 ^° from each other. Vector drawing.

도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 구동 장치는 교류 전동기(11) 예를 들어, 영구자석 매입형 동기전동기(IPMSM : Interior-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor)의 회전자 각도를 주기적으로 구하면서 교류 전동기(11)를 구동하는 것으로서, 제어부(12) 및 구동부(13)를 포함한다.1 to 4, the driving device of the embodiment of the present invention periodically rotates the rotor angle of the AC motor 11, for example, an interior-mounted permanent magnet synchronous motor (IPMSM). The AC motor 11 is driven while being found, and includes a control unit 12 and a drive unit 13.

구동부(13)는 제어부(12)로부터의 인가 전압(V^S _dqs)에 따라 교류 전동기(11)를 구동한다.The drive unit 13 drives the AC motor 11 in accordance with the applied voltage V ^S _dqs from the control unit 12.

제어부(12)는 구동 제어부(121) 및 회전자 위치 검출부(122)를 포함한다.The controller 12 includes a drive controller 121 and a rotor position detector 122.

구동 제어부(121)는, 정지 좌표계에서의 여자 전류용 전압인 d^S-축 전압과 정지 좌표계에서의 회전력 발생용 전압인 q^S-축 전압(V^S _dqs)을 구동부(13)에 인가하되, 제어 주입 주기(도 3의 Tci) 내에서 서로 다른 d^S-축 전압들 및 서로 다른 q^S-축 전압들(V^S _dqs)을 순차적으로 인가한다.The driving control unit 121 applies the d ^S -axis voltage, which is the excitation current voltage in the stationary coordinate system, and the q ^S -axis voltage, V ^S _dqs , which is the voltage for generating the rotational force in the stationary coordinate system, to the driving unit 13, Different d ^S -axis voltages and different q ^S -axis voltages V ^S _dqs are sequentially applied within the control injection period (Tci of FIG. 3).

회전자 위치 검출부(122)는, 구동 제어부(121)로부터의 인가 전압들(V^S _dqs)에 상응하는 전류(i^S _dqs) 변화량의 차이 값들 및 인가 전압들(V^S _dqs) 사이의 차이 값들을 구하고, 교류 전동기(11)의 인덕턴스 매트릭스, 상기 전압 차이 값들이 포함된 전압 매트릭스, 및 상기 전류(i^S _dqs) 변화량 차이 값들이 포함된 전류 매트릭스에 따른 매트릭스 등식을 사용하여, 제어 주입 주기(도 3의 Tci)에서의 회전자 각도(

)를 구한다.The rotor position detector 122 may include a difference value between the difference values of the change amount of the current i ^S _dqs corresponding to the applied voltages V ^S _dqs from the driving controller 121 and the difference values between the applied voltages V ^S _dqs . And a matrix equation according to an inductance matrix of the AC motor 11, a voltage matrix including the voltage difference values, and a current matrix including the current (i ^S _dqs ) variation difference values. Rotor angle in Tci of FIG.

).

따라서, 레졸버와 같은 추가적인 회전자-위치 감지 장치를 사용하지 않고 내부적으로 회전자 위치(

)를 검출할 수 있음에 따라, 교류 전동기(11)의 구동 장치(12 및 13)의 규모 및 제조 단가가 줄어들 수 있다.Thus, internal rotor position (without using additional rotor-position sensing devices such as resolvers)

), The size and manufacturing cost of the drive devices 12 and 13 of the AC motor 11 can be reduced.

교류 전동기(11)의 고정자에 3상 교류 전압이 인가됨에 의하여 교류 전동기(11)의 회전자가 회전한다. 여기에서, 구동부(13)는 구동 전압 변환부(131) 및 펄스 폭 변조부(132, PWM : Pulse Width Modulator)를 포함한다. The rotor of the AC motor 11 rotates by applying a three-phase AC voltage to the stator of the AC motor 11. Herein, the driver 13 includes a driving voltage converter 131 and a pulse width modulator 132 (PWM).

구동 전압 변환부(131)는 제어부(12)로부터의 d^S-축 전압(V^S _ds)과 q^S-축 전압(V^S _qs)인 상기 인가 전압들(V^S _dqs)을 3상 교류 전압으로 변환시킨다.The driving voltage converter 131 may convert the applied voltages V ^S _dqs , which are the d ^S -axis voltage V ^S _ds and the q ^S -axis voltage V ^S _qs from the control unit 12, into a three-phase AC voltage. To.

펄스 폭 변조부(132)는 구동 전압 변환부(131)로부터의 3상 교류 전압을 펄스 폭 변조에 의하여 교류 전동기(11)의 고정자에 인가한다.The pulse width modulator 132 applies the three-phase AC voltage from the drive voltage converter 131 to the stator of the AC motor 11 by pulse width modulation.

구동 제어부(12)는 제1 귀환전류 변환부(1211), 제2 귀환전류 변환부(1212), 전류 감산부(1213), 비례-적분 제어부(1214), 순방향제어 전압 발생부(1215), 제1 전압 가산부(1216), 제어 전압 변환부(1217), 주입 전압 발생부(1218), 및 제2 전압 가산부(1219)를 포함한다.The driving controller 12 may include a first feedback current converter 1211, a second feedback current converter 1212, a current subtractor 1213, a proportional-integral controller 1214, a forward control voltage generator 1215, The first voltage adder 1216, the control voltage converter 1217, the injection voltage generator 1218, and the second voltage adder 1219 are included.

제1 귀환전류 변환부(1211)는 상기 교류 전동기의 고정자에 흐르는 3상 좌표계(abcs)에서의 3상 구동 전류를 검출하여 상기 정지 좌표계(dqs)에서의 d^S-축 및 q^S-축 구동 전류 값들(i^S _dqs)을 구한다.The first feedback current converter 1211 detects the three-phase driving current in the three-phase coordinate system abcs flowing through the stator of the AC motor to drive the d ^S -axis and q ^S -axis in the stationary coordinate system dqs. _{Obtain the} current values i ^S _dqs .

제2 귀환전류 변환부(1212)는, 회전자 위치 검출부(122)가 알려주는 회전자 각도(

_r)에 따라, 제1 귀환 전류 변환부(1211)로부터의 정지 좌표계(dqs)에서의 d^S-축 및 q^S-축 구동 전류 값들(i^S _dqs)을 동기 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 구동 전류 값들(i^r _dqs)로 변환한다.The second feedback current converter 1212 is a rotor angle (notified by the rotor position detector 122).

axis and the q ^S --axis of the d ^S in the drive current values (i ^S _dqs) a synchronous coordinate system axis and _r), the first of d ^S in the still coordinate system (dqs) from the return current converter 1211 according to the q Converts to ^S -axis drive current values i ^r _dqs .

전류 감산부(1213)는 동기 좌표계(dqr)에서의 d^S-축 및 q^S-축 목표 전류 값들(i^{r *} _dqs)과 제2 귀환전류 변환부(1212)로부터의 d^S-축 및 q^S-축 구동 전류 값들(i^r _dqs)의 차이 값들인 오차 전류 값들을 발생시킨다.At a current subtraction section 1213 synchronous coordinate system (dqr) d ^S - axis and the ^q-S - from the axis target current values (i ^{r *} _dqs) and a second feedback current converter (1212) d ^S - axis and q _Generate error current values that are difference values of the ^S -axis drive current values i ^r _dqs .

비례-적분 제어부(1214)는 제1 감산부(1213)로부터의 오차 전류 값들에 비례-적분 제어를 수행하여 동기 좌표계(dqr)에서의 d^S-축 및 q^S-축 귀환제어 전압 값들(V^r _dqsfb)을 구한다.The proportional-integral control unit 1214 performs proportional-integral control on the error current values from the first subtractor 1213 to control the d ^S -axis and q ^S -axis feedback control voltage values V in the synchronous coordinate system dqr. ^r _dqsfb )

순방향제어 전압 발생부(1215)는 교류 전동기(11)의 고유 특성에 부합되는 동기 좌표계(dqr)에서의 d^S-축 및 q^S-축 순방향제어 전압 값들(V^r _dqsfb)을 발생시킨다.The forward control voltage generator 1215 generates the d ^S -axis and q ^S -axis forward control voltage values V ^r _dqsfb in the synchronous coordinate system dqr that conform to the intrinsic characteristics of the AC motor 11.

제1 전압 가산부(1216)는 비례-적분 제어부(1214)로부터의 d^S-축 및 q^S-축 귀환제어 전압 값들(V^r _dqsfb) 및 순방향제어 전압 발생부(1215)로부터의 d^S-축 및 q^S-축 순방향제어 전압 값들(V^r _dqsfb)이 더해진 결과의 d^S-축 및 q^S-축 제어 전압 값들(V^r _dqsf)을 발생시킨다.A first voltage adder section 1216 is proportional to - d ^S from the integration control 1214-axis and the q ^S - from the axis feedback control voltage values (V ^r _dqsfb) and a forward control voltage generating section (1215) d ^S - Axis and q ^S -axis forward control voltage values V ^r _dqsfb are added to generate the resulting d ^S -axis and q ^S -axis control voltage values V ^r _dqsf .

제어 전압 변환부(1217)는, 입력되는 회전자 각도(

_r)에 따라, 제1 전압 가산부(1216)로부터의 동기 좌표계(dqr)에서의 d^S-축 및 q^S-축 제어 전압 값들(V^r _dqsf)을 정지 좌표계(dqs)에서의 d^S-축 및 q^S-축 제어 전압 값들(V^S _dqsf)로 변환시킨다.The control voltage converter 1217 has an input rotor angle (

according to _r), the first voltage d ^S in the synchronous coordinate system (dqr) from the addition unit 1216-axis and the q ^S-in axis control voltage values (V ^r _dqsf) a stationary coordinate (dqs) d ^S - Converts the axis and q ^S -axis control voltage values (V ^S _dqsf ).

회전자 위치 검출을 위한 주입 전압 발생부(1218)는 제어 주입 주기(도 3의 Tci) 내에서 인가 전압들(V^S _dqs)에서 서로 다른 d^S-축 전압들 및 서로 다른 q^S-축 전압들이 순차적으로 발생되게 하기 위한 추가적인 d^S-축 및 q^S-축 주입 전압 값들(V^S _dqsi)을 발생시킨다.The injection voltage generator 1218 for detecting the rotor position has different d ^S -axis voltages and different q ^S -axis voltages at applied voltages V ^S _dqs within a control injection period (Tci of FIG. 3). Generate additional d ^S -axis and q ^S -axis injection voltage values V ^S _dqsi to cause them to be generated _sequentially .

여기에서, 제어 주입 주기(도 3의 Tci)의 역수인 제어 주입 주파수는 펄스 폭 변조부(132)의 스위칭 주파수의 2/3가 바람직하다(도 3 및 4 참조).Here, the control injection frequency, which is the inverse of the control injection period (Tci in FIG. 3), is preferably 2/3 of the switching frequency of the pulse width modulator 132 (see FIGS. 3 and 4).

예를 들어, 펄스 폭 변조부(132)의 스위칭 주파수가 5 킬로-헤르쯔(KHz)이고, 비례-적분 제어부(1214)가 이중 샘플링을 수행할 경우, 비례-적분 제어부(1214)의 샘플링 주파수는 10 킬로-헤르쯔(KHz)이고, 제어 주입 주파수는 약 3.33 킬로-헤르쯔(KHz)이다.For example, when the switching frequency of the pulse width modulator 132 is 5 kilohertz (KHz) and the proportional-integral controller 1214 performs double sampling, the sampling frequency of the proportional-integral controller 1214 is 10 kilo-hertz (KHz) and control injection frequency is about 3.33 kilo-hertz (KHz).

제2 전압 가산부(1219)는 제어 전압 변환부(1217)로부터의 정지 좌표계(dqs)에서의 d^S-축 및 q^S-축 제어 전압 값들(V^S _dqsf) 및 주입 전압 발생부(1215)로부터의 정지 좌표계(dqs)에서의 d^S-축 및 q^S-축 주입 전압 값들(V^S _dqsi)이 가산된 결과의 상기 인가 전압들(V^S _dqs)을 구동부(13) 내의 구동 전압 변환부(131)에 입력시킨다.The second voltage adder 1219 includes the d ^S -axis and q ^S -axis control voltage values V ^S _dqsf and the injection voltage generator 1215 in the stop coordinate system dqs from the control voltage converter 1217. The driving voltage converter in the driving unit 13 converts the applied voltages V ^S _dqs resulting from the addition of the d ^S -axis and q ^S -axis injection voltage values V ^S _dqsi in the stationary coordinate system dqs from. (131).

또한, 제2 전압 가산부(1219)는, 제어 주입 주기(도 3의 Tci) 내의 제1 단위 주기(도 3의 샘플링 주기 △T, t₀ 내지 t₁)에서 제1 d^S-축 전압(V^S _ds1)과 제1 q^S-축 전압(V^S _qs1)을 출력하고, 제어 주입 주기(Tci) 내의 제2 단위 주기(도 3의 샘플링 주기 △T, t₁ 내지 t₂)에서 제2 d^S-축 전압(V^S _ds2)과 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)을 출력하며, 제어 주입 주기(Tci) 내의 제3 단위 주기(도 3의 샘플링 주기 △T, t₂ 내지 t₃)에서 제3 d^S-축 전압(V^S _ds3)과 제3 q^S-축 전압(V^S _qs3)을 출력한다.Further, the second voltage adder 1219 may include the first d ^S -axis voltage in the first unit period (sampling period ΔT, t ₀ to t ₁ in the control injection period (Tci in FIG. 3)). V ^S _ds1 ) and the first q ^S -axis voltage V ^S _qs1 are output, and the second unit cycle (sampling period ΔT, t ₁ to t ₂ in FIG. 3) in the control injection period _Tci is output. outputs the d ^S -axis voltage V ^S _ds2 and the second q ^S -axis voltage V ^S _qs2 , and includes a third unit cycle (sampling period ΔT in FIG. 3, t ₂ to the control injection period Tci). and it outputs the voltage axis (V ^S _qs3) --axis voltage (V ^S _ds3) and a ₃ q ^S - t 3) of claim 3 in ^S d.

이하, 도 1의 회전자 위치 검출부(122)의 동작 원리가 수학식들과 함께 설명된다.Hereinafter, the operating principle of the rotor position detector 122 of FIG. 1 will be described with the equations.

일반적으로, 3상 교류 전동기(11)의 정지 좌표계의 전압 방정식들은 아래의 수학식 1과 같이 표현된다. In general, voltage equations of the stationary coordinate system of the three-phase AC motor 11 are expressed by Equation 1 below.

위 수학식 1에서 v^S _ds는 d^S-축 제어 전압 값을, v^S _qs는 q^S-축 제어 전압 값을, R_S는 고정자 저항값을, i^S _ds는 d^S-축 고정자 전류 값을, i^S _qs는 q^S-축 고정자 전류 값을, λ^S _ds는 d^S-축 자속 값을, λ^S _qs는 q^S-축 자속 값을, L_S는 인덕턴스 매트릭스를, λ_f는 기본 자속 값을, θ_r은 회전자 각도를, L_ds는 d^S-축 인덕턴스 값을, 그리고 L_qs는 q^S-축 인덕턴스 값을 각각 가리킨다.In Equation 1 above, v ^S _ds is the d ^S -axis control voltage value, v ^S _qs is the q ^S -axis control voltage value, R _S is the stator resistance value, and i ^S _ds is the d ^S -axis stator current value. Where i ^S _qs is the q ^S -axis stator current value, λ ^S _ds is the d ^S -axis flux value, λ ^S _qs is the q ^S -axis flux value, L _S is the inductance matrix, and λ _f is the default The magnetic flux value, θ _r denotes the rotor angle, L _ds denotes the d ^S -axis inductance value, and L _qs denotes the q ^S -axis inductance value.

따라서, 인덕턴스에 의한 전압과 전류의 관계식은 아래의 수학식 2와 같이 유도될 수 있다. Therefore, the relationship between voltage and current due to inductance can be derived as shown in Equation 2 below.

위 수학식 2에서, ω_r은 회전자 각속도를, v^S _dsf는 기본 주파수 성분의 d^S-축 제어 전압 값을, v^S _qsf는 기본 주파수 성분의 q^S-축 제어 전압 값을, v^S _dsC는 기본 주파수보다 높은 제어 주파수 성분의 d^S-축 제어 전압 값을, v^S _qsC는 제어 주파수 성분의 q^S-축 제어 전압 값을, i^S _dsf는 기본 주파수 성분의 d^S-축 전류 값을, i^S _qsf는 기본 주파수 성분의 q^S-축 전류 값을, i^S _dsC는 제어 주파수 성분의 d^S-축 전류 값을, i^S _qsC는 제어 주파수 성분의 q^S-축 전류 값을, △T는 샘플링 주기로서의 단위 주기를, 그리고 L_C는 인덕턴스 관련 항을 간략화하기 위한 치환 변수를 각각 가리킨다.In Equation 2 above, ω _r is the rotor angular velocity, v ^S _dsf is the d ^S -axis control voltage value of the fundamental frequency component, v ^S _qsf is the q ^S -axis control voltage value of the fundamental frequency component, v ^S _dsC is the d ^S -axis control voltage value of the control frequency component higher than the fundamental frequency, v ^S _qsC is the q ^S -axis control voltage value of the control frequency component, and i ^S _dsf is the d ^S -axis current value of the fundamental frequency component. Where i ^S _qsf is the q ^S -axis current value of the fundamental frequency component, i ^S _dsC is the d ^S -axis current value of the control frequency component, i ^S _qsC is the q ^S -axis current value of the control frequency component, ΔT denotes a unit period as the sampling period, and L _C denotes a substitution variable for simplifying the inductance related term, respectively.

여기에서, 주입 전압 발생부(1215)로부터의 정지 좌표계(dqs)에서의 d^S-축 및 q^S-축 주입 전압 값들(V^S _dqsi)의 주파수는 제어 전압 변환부(1217)로부터의 정지 좌표계(dqs)에서의 d^S-축 및 q^S-축 제어 전압 값들(V^S _dqsf)의 주파수에 비하여 상당히 높다.Here, the frequency of the d ^S -axis and q ^S -axis injection voltage values V ^S _dqsi in the stop coordinate system dqs from the injection voltage generator 1215 is the stop coordinate system from the control voltage converter 1217. significantly higher than the frequency of the d ^S -axis and q ^S -axis control voltage values V ^S _{dqsf at} ( _dqs ).

여기에서, 주입 전압 발생부(1215)로부터의 정지 좌표계(dqs)에서의 d^S-축 주입 전압 값(V^S _dsi) 및 q^S-축 주입 전압 값(V^S _qsi)이 추가되므로, 아래의 수학식 3이 성립한다.Here, the d ^S -axis injection voltage value V ^S _dsi and the q ^S -axis injection voltage value V ^S _{qsi in} the stop coordinate system dqs from the injection voltage generator 1215 are added, Equation 3 holds.

위 수학식 3에서, △i^S _dsc는 제어 주파수 성분의 d^S-축 전류 변화량을, △i^S _qsc는 제어 주파수 성분의 q^S-축 전류 변화량을, △i^S _dsi는 d^S-축 주입 전압 값(V^S _dsi)에 의한 d^S-축 전류 변화량을, △i^S _qsi는 q^S-축 주입 전압 값(V^S _qsi)에 의한 q^S-축 전류 변화량을 각각 가리킨다.In Equation 3 above, _Δi ^S _dsc is the amount of change in the d ^S -axis current of the control frequency component, _Δi ^S _qsc is the amount of change in the q ^S -axis current of the control frequency component, _Δi ^S _dsi is a d ^S -axis injection a-axis current change, △ ^S i is _qsi q ^S - - ^S d by the voltage value (V ^S _dsi) indicating the axis current variation, respectively - q ^S by injection axis voltage value (V ^S _qsi).

또한, v^S _dsh는 제어 주파수 성분의 d^S-축 제어 전압 값(v^S _dsC)과 d^S-축 주입 전압 값(V^S _dsi)의 합산 결과인 고주파수 성분의 d^S-축 제어 전압 값을 가리킨다.In addition, v ^S _dsh is d ^S of the control frequency component-axis control voltage-axis control voltage (v ^S _dsC) and d ^S-axis injection voltage summing results of d ^S of the high frequency components of (V ^S _dsi) Point.

또한, v^S _qsh는 제어 주파수 성분의 q^S-축 제어 전압 값(v^S _qsC)과 q^S-축 주입 전압 값(V^S _qsi)의 합산 결과인 고주파수 성분의 q^S-축 제어 전압 값을 가리킨다.In addition, v ^S _qsh is q ^S of the control frequency component-axis control voltage-axis control voltage (v ^S _qsC) and q ^S-axis injection summing result of q ^S of the high-frequency component of the voltage value (V ^S _qsi) Point.

또한, △i^S _dsh는 제어 주파수 성분의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _dsc)과 d^S-축 주입 전압 값(V^S _dsi)에 의한 d^S-축 전류 변화량(△i^S _dsi)의 합산 결과인 고주파수 성분의 d^S-축 전류 변화량을 가리킨다.Also, △ i ^S _dsh is the control frequency component d ^S - d ^S of the axial injection voltage value (V ^S _dsi) - - axis current variation (△ i ^S _dsi) axis current variation (△ i ^S _dsc) and d ^S It indicates the amount of change in the d ^S -axis current of the high frequency component which is the result of the summation.

그리고, △i^S _qsh는 제어 주파수 성분의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qsc)과 q^S-축 주입 전압 값(V^S _qsi)에 의한 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qsi)의 합산 결과인 고주파수 성분의 q^S-축 전류 변화량을 가리킨다.And, △ i ^S _qsh is q ^S of the control frequency component - q ^S by the axial injection voltage value (V ^S _qsi) - - axis current variation (△ i ^S _qsi) axis current variation (△ i ^S _qsc) and q ^S It indicates the amount of change in the q ^S -axis current of the high frequency component which is the result of the summation.

따라서, 상기 수학식 2 및 3에서, 제1 단위 주기를 가리키는 첨자 "1"을 추가하여 아래의 수학식 4를 도출할 수 있고, 상기 제1 단위 주기에 이어지는 제2 단위 주기를 가리키는 첨자 "2"를 추가하여 아래의 수학식 5를 도출할 수 있다.Accordingly, in Equations 2 and 3, subscript "1" indicating a first unit period may be added to derive Equation 4 below, and subscript "2 indicating a second unit period following the first unit period may be obtained. "Can be added to derive Equation 5 below.

여기에서, 상기 수학식 5를 상기 수학식 4로 뺄셈하면, 제1 단위 주기와 제2 단위 주기 사이에서의 고주파수 성분의 제어 전압의 차이 값 및 전류 변화량의 차이값이 구해질 수 있다. 왜냐하면, 신호 주입과 신호 처리는 매 전류제어 샘플링 주기(주파수로 표현할 경우 수 kHz ~ 수십 kHz의 속도)마다 수행되고, 저속 센서리스가 적용되는 모터의 운전 주파수 즉, 기본 주파수는 는 5 헤르츠(Hz) 이내의 낮은 주파수이기 때문이다. 즉, 기본 주파수에 해당하는 성분은 거의 변화가 없다고 할 수 있기 때문이다. 이와 같은 내용이 아래의 수학식 6에 표현되어 있다. Here, by subtracting Equation 5 into Equation 4, the difference value of the control voltage difference and the current change amount of the high frequency component between the first unit period and the second unit period can be obtained. Because signal injection and signal processing are performed every current control sampling period (speed of several kHz to several tens of kHz when expressed in frequency), the operating frequency of the motor to which low speed sensorless is applied, that is, the fundamental frequency is 5 hertz (Hz). This is because the frequency is low. In other words, it can be said that the component corresponding to the fundamental frequency is almost unchanged. Such contents are expressed in Equation 6 below.

이제 상기 수학식 1의 전압방정식과 상기 수학식 7의 전압/전류 벡터 관계식을 이용하면, 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂)이 포함된 인덕턴스 매트릭스(L_S), 상기 4 개의 전압 차이 값들(V^S _ds32, V^S _ds21, V^S _qs32, V^S _qs21)이 포함된 전압 매트릭스, 및 상기 4 개의 전류 변화량 차이 값들(△i^S _ds32, △i^S _ds21, △i^S _qs32, △i^S _qs21)이 포함된 전류 매트릭스에 따른 매트릭스 등식을 사용하여, 상기 인덕턴스 매트릭스(L_S)의 상기 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂) 각각의 값을 구할 수 있다. 이와 관련된 내용은 아래의 수학식 8로서 표현될 수 있다.Now, using the voltage equation of Equation 1 and the voltage / current vector relation of Equation 7, an inductance matrix L _S including four matrix variables L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , and L ₂₂ . the four voltage difference values (V ^S _ds32, V ^S _ds21, V ^S _qs32, V ^S _qs21) a voltage matrix, and the four current variation amount difference values (△ i ^S _ds32 include, △ i ^S _ds21, △ _Each of the four matrix variables L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , L _{22 of} the inductance matrix L _S , using a matrix equation according to the current matrix including i ^S _qs32 , Δ i ^S _qs21 ) Can be found. The related content may be expressed as Equation 8 below.

즉, 제어 주입 주기(도 3의 Tci)에서의 회전자 각도(

_r)의 계산 결과를

_rCal이라 하면, 상기 수학식 8로부터 아래의 수학식 9가 도출되어 사용될 수 있다.That is, the rotor angle (at the control injection period (Tci in FIG. 3))

_r )

_{For rCal} , Equation 9 below may be derived from Equation 8 and used.

도 5는 도 1의 회전자 위치 검출부(122)의 내부 구성을 보여준다.5 illustrates an internal configuration of the rotor position detector 122 of FIG. 1.

도 3 및 5를 참조하면, 회전자 위치 검출부(122)는 신호 처리부(51)를 포함한다. 3 and 5, the rotor position detector 122 includes a signal processor 51.

신호 처리부(51)는, 제어 주입 주기(Tci)에서, 제3 d^S-축 전압(V^S _ds3)과 제2 d^S-축 전압(V^S _ds3)의 차이 값(V^S _ds32), 제2 d^S-축 전압(V^S _ds2)과 제1 d^S-축 전압(V^S _ds1)의 차이 값(V^S _ds21), 제3 q^S-축 전압(V^S _qs3)과 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)의 차이 값(V^S _qs32), 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)과 제1 q^S-축 전압(V^S _qs1)의 차이 값(V^S _qs21), 제3 단위 주기(t₂ 내지 t₃)에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds3)과 제2 단위 주기(t₁ 내지 t₂)에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds2)의 차이 값(△i^S _ds32), 제2 단위 주기(t₁ 내지 t₂)에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds2)과 제1 단위 주기(t₀ 내지 t₁)에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds1)의 차이 값(△i^S _ds21), 제3 단위 주기(t₂ 내지 t₃)에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs3)과 제2 단위 주기(t₁ 내지 t₂)에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs2)의 차이 값(△i^S _qs32), 및 제2 단위 주기(t₁ 내지 t₂)에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs2)과 제1 단위 주기(t₀ 내지 t₁)에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs1)의 차이 값(△i^S _qs21)을 구한다(상기 수학식 8 참조).Signal processor 51, in controlling the injection period (Tci), the 3 d ^S - axis voltage (V ^S _ds3) and a 2 d ^S - difference value (V ^S _ds32) of the shaft voltage (V ^S _ds3), the 2 d ^S - axis voltage (V ^S _ds2) and a 1 d ^S - difference of the shaft voltage _{^{(V S ds1) (V S}} ds21), claim 3 q ^S - axis voltage (V ^S _qs3) and the 2 q ^S - the difference value (V ^S _qs32), the 2 q ^S of the shaft voltage (V ^S _qs2) - the difference value (V ^S _qs21) of the shaft voltage (V ^S _qs1)-axis voltage (V ^S _qs2) and a 1 q ^S the third unit period (t ₂ to t ₃₎ of d ^S in-axis current variation (△ i ^S _ds3) and the second unit period (t ₁ to t ₂₎ d ^S on-axis current variation (△ i ^S difference value (△ i ^S _ds32) of _ds2), the second unit period (t ₁ to t ₂₎ of d ^S in - at the axis current change amount (△ i ^S _ds2) and the first unit period (t ₀ to t ₁₎ of d ^S-axis current variation (△ i ^S _ds1) a difference value (△ i ^S _ds21) of the third unit period (t ₂ to t ₃₎ q ^S on-axis current variation (△ i ^S _qs3) and the difference-axis current variation (△ i ^S _qs2) - 2 unit period (t ₁ to t ₂₎ q ^S in Of q ^S in axis current variation (△ i ^S _qs2) and the first unit period (t ₀ to t ₁₎ - value (△ i ^S _qs32), and the second unit period (t ₁ to t ₂₎ q ^S in -axis is obtained a difference (△ ^S _qs21 i) of the current change amount (△ ^S _qs1 i) (see the equation (8)).

또한, 신호 처리부(51)는, 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂)이 포함된 인덕턴스 매트릭스(L_S), 상기 4 개의 전압 차이 값들(V^S _ds32, V^S _ds21, V^S _qs32, V^S _qs21)이 포함된 전압 매트릭스, 및 상기 4 개의 전류 변화량 차이 값들(△i^S _ds32, △i^S _ds21, △i^S _qs32, △i^S _qs21)이 포함된 전류 매트릭스에 따른 매트릭스 등식인 상기 수학식 8을 사용하여, 상기 인덕턴스 매트릭스(L_S)의 상기 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂) 각각의 값을 구할 수 있다.In addition, the signal processor 51 may include an inductance matrix L _S including four matrix variables L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , and L ₂₂ , and the four voltage difference values V ^S _ds32 and V ^S. _ds21, V ^S _qs32, V ^S _qs21) a voltage matrix include, and the four current variation amount difference values _{^{(△ i S ds32, △ i}} S ds21, △ i S qs32, △ i S qs21) the current matrix containing the By using Equation 8 which is a matrix equation according to, values of each of the four matrix variables L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , and L _{22 of} the inductance matrix L _S may be obtained.

또한, 회전자 위치 검출부(122)는 회전자 각도 연산부(52) 및 필터부(53)를 더 포함한다.In addition, the rotor position detector 122 further includes a rotor angle calculator 52 and a filter 53.

회전자 각도 연산부(52)는 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂)의 값들을 상기 수학식 9에 대입하여 현재의 제어 주입 주기(도 3의 Tci)에서의 회전자 각도(

_rCal)를 연산한다.The rotor angle calculator 52 substitutes the values of the four matrix variables L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , and L ₂₂ into Equation 9 to change the rotation angle in the current control injection period (Tci of FIG. 3). Electronic angle (

_rCal )

필터부(53)는, 회전자 각도 연산부(52)로부터의 회전자 각도(

_rCal)의 신호의 노이즈 성분을 제거하여 회전자 각도(

_r)를 최종적으로 구하고, 최종적으로 구해진 회전자 각도(

_r)를 구동 제어부(도 1의 121) 내의 제2 귀환전류 변환부(도 1의 1212) 및 제어 전압 변환부(도 1의 1217)에 각각 제공한다.The filter part 53 is a rotor angle from the rotor angle calculating part 52 (

remove the noise component of the signal in _rCal

_r) the finally obtained by finally determined rotor angle (

_{r is} provided to the second feedback current converter (1212 of FIG. 1) and the control voltage converter (1217 of FIG. 1) in the drive controller (121 in FIG. 1), respectively.

도 6은 도 5의 신호 처리부(51)의 내부 구성을 보여준다.FIG. 6 shows an internal configuration of the signal processor 51 of FIG. 5.

도 1, 3, 5 및 6을 참조하면, 신호 처리부(51)는 전압 매트릭스 생성부(61), 전류 매트릭스 생성부(62), 전류 매트릭스 변환부(63), 및 변수 값 연산부(64)를 포함한다.1, 3, 5, and 6, the signal processor 51 controls the voltage matrix generator 61, the current matrix generator 62, the current matrix converter 63, and the variable value calculator 64. Include.

전압 매트릭스 생성부(61)는, 제어 주입 주기(도 3의 Tci)에서, 구동 제어부(도 1의 121) 내의 제2 전압 가산부(도 1의 1219)로부터의 상기 인가 전압들(V^S _dqs)을 입력받아, 제3 d^S-축 전압(V^S _ds3)과 제2 d^S-축 전압(V^S _ds3)의 차이 값(V^S _ds32), 제2 d^S-축 전압(V^S _ds2)과 제1 d^S-축 전압(V^S _ds1)의 차이 값(V^S _ds21), 제3 q^S-축 전압(V^S _qs3)과 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)의 차이 값(V^S _qs32), 및 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)과 제1 q^S-축 전압(V^S _qs1)의 차이 값(V^S _qs21)을 구하여, 4 개의 전압 차이 값들(V^S _ds32, V^S _ds21, V^S _qs32, V^S _qs21)이 포함된 상기 전압 매트릭스를 구한다(상기 수학식 8 참조).The voltage matrix generator 61 may apply the applied voltages V ^S _dqs from the second voltage adder 1212 of FIG. 1 in the control injection period Tci of FIG. 3. ) receives a, the 3 d ^S - axis voltage (V ^S _ds3) and a 2 d ^S - axis difference value (V ^S _ds32) of the voltage (V ^S _ds3), claim 2 d ^S - axis voltage (V ^S _ds2 ) and a 1 d ^S - difference in shaft voltage (V ^S _qs2) --axis voltage (V ^S difference value (V ^S _ds21), claim 3 q ^S of _ds1) --axis voltage (V ^S _qs3) and the 2 q ^S value (V ^S _qs32), and the 2 q ^S - axis voltage (V ^S _qs2) and a 1 q ^S - obtain a difference value (V ^S _qs21) of the shaft voltage (V ^S _qs1), 4 of a voltage difference between the values ( ^S V _{ds32, ds21} V ^S, V ^S _qs32, V ^S _qs21) obtains the voltages matrix include (see equation 8).

전류 매트릭스 생성부(62)는, 제어 주입 주기(도 3의 Tci)에서, 구동 제어부(도 1의 121) 내의 제1 귀환전류 변환부(1211)로부터의 d^S-축 및 q^S-축 구동 전류 값들(i^S _dqs)을 입력받아, 제3 단위 주기(t₂ 내지 t₃)에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds3)과 제2 단위 주기(t₁ 내지 t₂)에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds2)의 차이 값(△i^S _ds32), 제2 단위 주기(t₁ 내지 t₂)에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds2)과 제1 단위 주기(t₀ 내지 t₁)에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds1)의 차이 값(△i^S _ds21), 제3 단위 주기(t₂ 내지 t₃)에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs3)과 제2 단위 주기(t₁ 내지 t₂)에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs2)의 차이 값(△i^S _qs32), 및 제2 단위 주기(t₁ 내지 t₂)에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs2)과 제1 단위 주기(t₀ 내지 t₁)에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs1)의 차이 값(△i^S _qs21)을 구하여, 상기 4 개의 전류 변화량 차이 값들(△i^S _ds32, △i^S _ds21, △i^S _qs32, △i^S _qs21)이 포함된 전류 매트릭스를 구한다(상기 수학식 8 참조).The current matrix generator 62 drives the d ^S -axis and q ^S -axis from the first feedback current converter 1211 in the drive controller (121 in FIG. 1) in a control injection period (Tci in FIG. 3). on-axis current variation (△ i ^S _ds3) and the second unit period (t ₁ to t ₂₎ - the current values (i ^S _dqs) for receiving the third unit period (t ₂ to t ₃₎ of d ^S in d ^S-axis current variation (△ i ^S _ds2) a difference value (△ i ^S _ds32) of the second unit period (t ₁ to t ₂₎ d ^S on-axis current variation (△ i ^S _ds2) and the first unit period (t ₀ to t ₁₎ of d ^S in-difference value (△ i ^S _ds21) of axis current variation (△ i ^S _ds1), the third unit period (t ₂ to t ₃₎ of the q ^S in-shaft a current change amount (△ i ^S _qs3) and the second unit period (t ₁ to t ₂₎ q ^S on-axis current variation amount difference value (△ i ^S _qs32), and the second unit period (△ i ^S _qs2) ( t ₁ to t ₂₎ q ^S on-axis current variation (△ i ^S _qs2) and the first unit period (t ₀ to t ₁₎ q ^S on-axis current variation (△ i Obtaining a difference value (△ i ^S _qs21) of ^S _qs1), obtains the four current variation amount difference values _{^{(△ i S ds32, △ i}} S ds21, △ i S qs32, △ i S qs21) the current matrix containing the (See Equation 8 above).

전류 매트릭스 변환부(63)는 전류 매트릭스 생성부(62)로부터의 전류 매트릭스의 역 매트릭스를 구한다(상기 수학식 8 참조).The current matrix converter 63 obtains an inverse matrix of the current matrix from the current matrix generator 62 (see Equation 8 above).

변수 값 연산부(64)는, 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂)이 포함된 인덕턴스 매트릭스(L_S), 전압 매트릭스 생성부(61)로부터의 전압 매트릭스, 및 전류 매트릭스 변환부(63)로부터의 전류 역-매트릭스에 따른 매트릭스 등식인 상기 수학식 8을 사용하여, 상기 인덕턴스 매트릭스(L_S)의 상기 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂) 각각의 값을 구한다.The variable value calculator 64 may include an inductance matrix L _S including four matrix variables L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , and L ₂₂ , a voltage matrix from the voltage matrix generator 61, and a current. The four matrix variables L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , L of the inductance matrix L _S using Equation 8 which is a matrix equation according to the current inverse-matrix from the matrix converter 63. ₂₂ ) Find each value.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면, 제어 주입 주기에서, 서로 다른 d^S-축 전압들 및 서로 다른 q^S-축 전압들이 순차적으로 인가됨에 의하여, 인가 전압들에 상응하는 전류 변화량의 차이 값들 및 상기 인가 전압들 사이의 차이 값들이 구해질 수 있다. 또한, 교류 전동기의 인덕턴스 매트릭스, 전압 차이 값들이 포함된 전압 매트릭스, 및 전류 변화량 차이 값들이 포함된 전류 매트릭스에 따른 매트릭스 등식이 사용되어, 제어 주입 주기에서의 회전자 각도가 구해질 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, in the control injection period, different d ^S -axis voltages and different q ^S -axis voltages are sequentially applied, whereby the amount of current change corresponding to the applied voltages is applied. The difference values between and the difference values between the applied voltages can be obtained. In addition, a matrix equation according to the inductance matrix of the AC motor, the voltage matrix including the voltage difference values, and the current matrix including the current change amount difference values is used, so that the rotor angle in the control injection period can be obtained.

그러므로, 레졸버와 같은 추가적인 회전자-위치 감지 장치를 사용하지 않고 내부적으로 회전자 위치를 검출할 수 있음에 따라, 교류 전동기의 구동 장치의 규모 및 제조 단가가 줄어들 수 있다.Therefore, as the rotor position can be detected internally without using an additional rotor-position sensing device such as a resolver, the size and manufacturing cost of the drive device of the AC motor can be reduced.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.The present invention has been described above with reference to preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in various other forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and the inventions claimed by the claims and the inventions equivalent to the claimed invention are to be construed as being included in the present invention.

교류 전동기 외의 직류 전동기에서도 이용될 가능성이 있다.There is a possibility of use in DC motors other than AC motors.

11: 교류 전동기, 12: 제어부,
13: 구동부, 121: 구동 제어부,
122: 회전자 위치 검출부, 131: 구동 전압 변환부
132: 펄스 폭 변조부, 1211: 제1 귀환전류 변환부,
1212: 제2 귀환전류 변환부, 1213: 전류 감산부,
1214; 비례-적분 제어부, 1215: 순방향제어 전압 발생부,
1216: 제1 전압 가산부, 1217: 제어 전압 변환부,
1218: 주입 전압 발생부, 1219: 제2 전압 가산부,
51: 신호 처리부, 52: 회전자 각도 연산부,
53: 필터부, 61: 전압 매트릭스 생성부,
62: 전류 매트릭스 생성부, 63: 전류 매트릭스 변환부,
64: 변수 값 연산부.11: AC motor, 12: control unit,
13: drive unit, 121: drive control unit,
122: rotor position detector, 131: drive voltage converter
132: pulse width modulator 1211: first feedback current converter;
1212: second feedback current converting unit, 1213: current subtracting unit,
1214; Proportional-integral controller, 1215: forward control voltage generator,
1216: first voltage adding unit, 1217: control voltage converting unit,
1218: injection voltage generator, 1219: second voltage adder,
51: signal processor, 52: rotor angle calculator,
53: filter unit, 61: voltage matrix generating unit,
62: current matrix generator, 63: current matrix converter,
64: variable value calculator.

Claims (9)

교류 전동기의 회전자 각도를 주기적으로 구하면서 상기 교류 전동기를 구동하는 교류 전동기의 구동 방법에 있어서,
(a) 정지 좌표계에서의 여자 전류용 전압인 d^S-축 전압과 정지 좌표계에서의 회전력 발생용 전압인 q^S-축 전압에 의하여 상기 교류 전동기를 구동하되, 제어 주입 주기 내에서 서로 다른 d^S-축 전압들 및 서로 다른 q^S-축 전압들을 순차적으로 인가하는 단계;
(b) 상기 제어 주입 주기에서, 상기 인가 전압들에 상응하는 전류 변화량의 차이 값들 및 상기 인가 전압들 사이의 차이 값들을 구하는 단계; 및
(c) 상기 교류 전동기의 인덕턴스 매트릭스, 상기 전압 차이 값들이 포함된 전압 매트릭스, 및 상기 전류 변화량 차이 값들이 포함된 전류 매트릭스에 따른 매트릭스 등식을 사용하여, 상기 제어 주입 주기에서의 회전자 각도를 구하는 단계를 포함한 교류 전동기의 구동 방법.In the drive method of the AC motor which drives the said AC motor while periodically obtaining the rotor angle of an AC motor,
(a) is for the exciting current voltage at the rotating coordinates d ^S - an axis for the rotational force voltage generated in the voltage and the rotating coordinates q ^S - but by the shaft voltage driving the alternating current motor, controlled in the injection cycle different d ^S Sequentially applying the -axis voltages and different q ^S -axis voltages;
(b) obtaining, in the control injection period, difference values of the amount of current change corresponding to the applied voltages and difference values between the applied voltages; And
(c) obtaining a rotor angle in the control injection period by using a matrix equation according to the inductance matrix of the AC motor, the voltage matrix including the voltage difference values, and the current matrix including the current change amount difference values. AC motor drive method comprising the step. 교류 전동기의 회전자 각도를 주기적으로 구하면서 상기 교류 전동기를 구동하는 교류 전동기의 구동 방법에 있어서,
(a) 정지 좌표계에서의 여자 전류용 전압인 d^S-축 전압과 정지 좌표계에서의 회전력 발생용 전압인 q^S-축 전압에 의하여 상기 교류 전동기를 구동하되, 제어 주입 주기 내의 제1 단위 주기에서 제1 d^S-축 전압(V^S _ds1)과 제1 q^S-축 전압(V^S _qs1)을 인가하고, 상기 제어 주입 주기 내의 제2 단위 주기에서 제2 d^S-축 전압(V^S _ds2)과 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)을 인가하며, 상기 제어 주입 주기 내의 제3 단위 주기에서 제3 d^S-축 전압(V^S _ds3)과 제3 q^S-축 전압(V^S _qs3)을 인가하는 단계;
(b) 상기 제어 주입 주기에서, 상기 제3 d^S-축 전압(V^S _ds3)과 상기 제2 d^S-축 전압(V^S _ds3)의 차이 값(V^S _ds32), 상기 제2 d^S-축 전압(V^S _ds2)과 상기 제1 d^S-축 전압(V^S _ds1)의 차이 값(V^S _ds21), 상기 제3 q^S-축 전압(V^S _qs3)과 상기 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)의 차이 값(V^S _qs32), 상기 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)과 상기 제1 q^S-축 전압(V^S _qs1)의 차이 값(V^S _qs21), 상기 제3 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds3)과 상기 제2 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds2)의 차이 값(△i^S _ds32), 상기 제2 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds2)과 상기 제1 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds1)의 차이 값(△i^S _ds21), 상기 제3 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs3)과 상기 제2 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs2)의 차이 값(△i^S _qs32), 및 상기 제2 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs2)과 상기 제1 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs1)의 차이 값(△i^S _qs21)을 구하는 단계;
(c) 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂)이 포함된 인덕턴스 매트릭스(L_S), 상기 4 개의 전압 차이 값들(V^S _ds32, V^S _ds21, V^S _qs32, V^S _qs21)이 포함된 전압 매트릭스, 및 상기 4 개의 전류 변화량 차이 값들(△i^S _ds32, △i^S _ds21, △i^S _qs32, △i^S _qs21)이 포함된 전류 매트릭스에 따른 매트릭스 등식을 사용하여, 상기 인덕턴스 매트릭스(L_S)의 상기 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂) 각각의 값을 구하는 단계; 및
(d) 상기 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂)의 값들을 사용하여 현재의 상기 제어 주입 주기에서의 회전자 각도를 구하는 단계를 포함한 교류 전동기의 구동 방법.In the drive method of the AC motor which drives the said AC motor while periodically obtaining the rotor angle of an AC motor,
(a) The AC motor is driven by the d ^S -axis voltage, which is the excitation current voltage in the stationary coordinate system, and the q ^S -axis voltage, which is the voltage for generating the torque in the stationary coordinate system, in the first unit period within the control injection period. The first d ^S -axis voltage V ^S _ds1 and the first q ^S -axis voltage V ^S _qs1 are applied, and the second d ^S -axis voltage V ^S _ds2 is applied in a second unit period within the control injection period. ) And a second q ^S -axis voltage V ^S _qs2 , and a third d ^S -axis voltage V ^S _ds3 and a third q ^S -axis voltage V in a third unit period within the control injection period. ^S _qs3 );
(b) in the control injection cycle, the first 3 d ^S - axis voltage (V ^S _ds3) and the first 2 d ^S - difference value (V ^S _ds32) of the shaft voltage (V ^S _ds3), wherein the 2 d ^S -axis voltage (V ^S _ds2) and the first 1 d ^S-difference value between the shaft voltage _{^{(V S ds1) (V S}} ds21), wherein the 3 q ^S-axis voltage (V ^S _qs3) and the second 2 q ^S - difference between the value of the shaft voltage _{^{(V S qs2) (V S}} qs32), wherein the 2 q ^S-axis voltage (V ^S _qs2) and the first 1 q ^S - V (difference between the value of the shaft voltage (V ^S _qs1) ^S _qs21), the d ^S in the third unit period-axis current variation (△ i ^S _ds3) and wherein in the second unit period d ^S-axis current variation (△ i ^S _ds2) a difference value (△ i ^S _ds32 of ), d ^S in the second unit period-difference value (△ i ^S _ds21) of axis current variation (△ i ^S _ds1)-axis current variation (△ i ^S _ds2) and the first 1 d ^S in unit of cycle difference value (△ i ^S _qs32) of axis current variation _{^{(△ i S qs2), -}} , wherein the 3 q ^S in unit of cycle-axis current variation (△ i ^S _qs3) and q ^S in the second unit period To obtain a difference value (△ i ^S _qs21) of axis current variation _{^{(△ i S qs1) - q}} S in the second unit period-axis current variation (△ i ^S _qs2) and the first 1 q ^S in unit of cycle step;
(c) four matrix variables _{(L 11, L 12, L} 21, L 22) (V S the inductance matrix (L _S), the four voltage difference values includes the _ds32, V ^S _ds21, V ^S _qs32, using a matrix equation in accordance with the V ^S _qs21) a voltage matrix include, and the four current variation amount difference values (△ i ^S _ds32, △ i ^S _ds21, △ i ^S _qs32, △ i ^S a current matrix containing the _qs21) Obtaining a value of each of the four matrix variables (L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , L ₂₂ ) of the inductance matrix L _S ; And
(d) using the values of the four matrix variables (L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , L ₂₂ ) to obtain a rotor angle in the current control injection period. 교류 전동기의 회전자 각도를 주기적으로 구하면서 상기 교류 전동기를 구동하는 교류 전동기의 구동 장치에 있어서,
제어부; 및
상기 제어부로부터의 인가 전압에 따라 상기 교류 전동기를 구동하는 구동부를 포함하고,
상기 제어부가,
정지 좌표계에서의 여자 전류용 전압인 d^S-축 전압과 정지 좌표계에서의 회전력 발생용 전압인 q^S-축 전압을 상기 구동부에 인가하되, 제어 주입 주기 내에서 서로 다른 d^S-축 전압들 및 서로 다른 q^S-축 전압들을 순차적으로 인가하는 구동 제어부; 및
상기 구동 제어부로부터의 상기 인가 전압들에 상응하는 전류 변화량의 차이 값들 및 상기 인가 전압들 사이의 차이 값들을 구하고, 상기 교류 전동기의 인덕턴스 매트릭스, 상기 전압 차이 값들이 포함된 전압 매트릭스, 및 상기 전류 변화량 차이 값들이 포함된 전류 매트릭스에 따른 매트릭스 등식을 사용하여, 상기 제어 주입 주기에서의 회전자 각도를 구하는 회전자 위치 검출부를 포함한 교류 전동기의 구동 장치. In the drive device of the AC motor driving the AC motor while periodically obtaining the rotor angle of the AC motor,
A control unit; And
It includes a drive unit for driving the AC motor in accordance with the voltage applied from the controller,
The control unit,
The d ^S -axis voltage, which is the excitation current voltage in the stationary coordinate system, and the q ^S -axis voltage, which is the voltage for generating the torque in the stationary coordinate system, are applied to the driving unit, and the different d ^S -axis voltages are controlled within the control injection period. A driving controller for sequentially applying different q ^S -axis voltages; And
Obtaining difference values between the current change amounts corresponding to the applied voltages from the driving control unit and difference values between the applied voltages, an inductance matrix of the AC motor, a voltage matrix including the voltage difference values, and the current change amount And a rotor position detector for obtaining a rotor angle in the control injection period by using a matrix equation according to a current matrix including difference values. 제3항에 있어서,
상기 교류 전동기의 고정자에 3상 교류 전압이 인가됨에 의하여 상기 교류 전동기의 회전자가 회전하고,
상기 구동부가,
상기 제어부로부터의 d^S-축 전압(V^S _ds)과 q^S-축 전압(V^S _qs)인 상기 인가 전압들(V^S _dqs)을 3상 교류 전압으로 변환시키는 구동 전압 변환부; 및
상기 구동 전압 변환부로부터의 3상 교류 전압을 펄스 폭 변조에 의하여 상기 교류 전동기의 고정자에 인가하는 펄스 폭 변조부를 포함한 교류 전동기의 구동 장치. The method of claim 3,
The rotor of the AC motor rotates by applying a three-phase AC voltage to the stator of the AC motor,
The drive unit,
A driving voltage converting unit converting the applied voltages V ^S _dqs , which are the d ^S -axis voltage V ^S _ds and the q ^S -axis voltage V ^S _qs , from the control unit into a three-phase AC voltage; And
And a pulse width modulator for applying a three-phase alternating voltage from said drive voltage converter to a stator of said alternator by pulse width modulation. 제4항에 있어서, 상기 구동 제어부가,
상기 교류 전동기의 고정자에 흐르는 3상 구동 전류를 검출하여 상기 정지 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 구동 전류 값들(i^S _dqs)을 구하는 제1 귀환전류 변환부;
입력되는 회전자 각도(

_r)에 따라, 상기 제1 귀환 전류 변환부로부터의 상기 정지 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 구동 전류 값들(i^S _dqs)을 동기 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 구동 전류 값들(i^r _dqs)로 변환하는 제2 귀환전류 변환부;
동기 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 목표 전류 값들(i^{r *} _dqs)과 상기 제2 귀환전류 변환부로부터의 d^S-축 및 q^S-축 구동 전류 값들(i^r _dqs)의 차이 값들인 오차 전류 값들을 발생시키는 전류 감산부;
상기 제1 감산부로부터의 오차 전류 값들에 비례-적분 제어를 수행하여 동기 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 귀환제어 전압 값들(V^r _dqsfb)을 구하는 비례-적분 제어부;
상기 교류 전동기의 고유 특성에 부합되는 동기 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 순방향제어 전압 값들(V^r _dqsfb)을 발생시키는 순방향제어 전압 발생부;
상기 비례-적분 제어부로부터의 d^S-축 및 q^S-축 귀환제어 전압 값들(V^r _dqsfb) 및 상기 순방향제어 전압 발생부로부터의 d^S-축 및 q^S-축 순방향제어 전압 값들(V^r _dqsfb)이 더해진 결과의 d^S-축 및 q^S-축 제어 전압 값들(V^r _dqsf)을 발생시키는 제1 전압 가산부;
입력되는 회전자 각도(

_r)에 따라, 상기 제1 전압 가산부로부터의 동기 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 제어 전압 값들(V^r _dqsf)을 정지 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 제어 전압 값들(V^S _dqsf)로 변환시키는 제어 전압 변환부;
상기 제어 주입 주기 내에서 상기 인가 전압들(V^S _dqs)에서 상기 서로 다른 d^S-축 전압들 및 서로 다른 q^S-축 전압들이 순차적으로 발생되게 하기 위한 추가적인 d^S-축 및 q^S-축 주입 전압 값들(V^S _dqsi)을 발생시키는 주입 전압 발생부; 및
상기 제어 전압 변환부로부터의 정지 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 제어 전압 값들(V^S _dqsf) 및 상기 주입 전압 발생부로부터의 정지 좌표계에서의 d^S-축 및 q^S-축 주입 전압 값들(V^S _dqsi)이 가산된 결과의 상기 인가 전압들(V^S _dqs)을 상기 구동부 내의 상기 구동 전압 변환부에 입력시키는 제2 전압 가산부를 포함한 교류 전동기의 구동 장치. The method of claim 4, wherein the drive control unit,
Detecting a three-phase drive current flowing to the stator of said alternating current motor d ^S in the still coordinate system and q-axis ^S-first feedback current converter to obtain the axial drive current values (i ^S _dqs);
Input rotor angle (

according to _r), the first of d ^S in the still coordinate system from the return current converter-axis and the q ^S - in a shaft drive current values (i ^S _dqs) the synchronous coordinate system, d ^S-axis and the q ^S-axis A second feedback current converting unit converting the driving current values i ^r _dqs ;
A shaft drive current values (i ^r _dqs)-axis and the q ^S --axis target current values (i ^{r *} _dqs) and the first 2 d ^S from the negative feedback current conversion-axis and the q ^S d ^S of the synchronous coordinate system, A current subtractor for generating error current values that are difference values;
A proportional-integration control unit that performs proportional-integral control on the error current values from the first subtractor to obtain d ^S -axis and q ^S -axis feedback control voltage values V ^r _dqsfb in a synchronous coordinate system;
A forward control voltage generator for generating d ^S -axis and q ^S -axis forward control voltage values V ^r _dqsfb in a synchronous coordinate system corresponding to the intrinsic characteristics of the AC motor;
D ^S -axis and q ^S -axis feedback control voltage values V ^r _dqsfb from the proportional-integration controller and d ^S -axis and q ^S -axis forward control voltage values V ^r from the forward control voltage generator V ^r part I is added for generating a voltage-axis control voltage values (V ^r _dqsf) - ^S-axis and the q - _dqsfb) d ^S of the added result;
Input rotor angle (

_r ), the d ^S -axis and q ^S -axis control voltage values V ^r _dqsf in the synchronous coordinate system from the first voltage adder are _converted to the d ^S -axis and q ^S -axis control voltages in the stationary coordinate system. A control voltage converting unit converting the values V ^S _dqsf ;
Additional d ^S -axis and q ^S -axis for sequentially generating the different d ^S -axis voltages and different q ^S -axis voltages at the applied voltages V ^S _dqs within the control injection period. An injection voltage generator _configured to generate injection voltage values V ^S _dqsi ; And
Wherein the d ^S still in a coordinate system from the control voltage converting unit-axis and the q ^S-axis control voltage values (V ^S _dqsf) and the d ^S in the stationary coordinate from the injection voltage generation section-axis and the q ^S-axis injection And a second voltage adder for inputting the applied voltages V ^S _dqs resulting from the addition of the voltage values V ^S _dqsi to the driving voltage converter in the driving unit. 제5항에 있어서, 상기 제2 전압 가산부가,
상기 제어 주입 주기 내의 제1 단위 주기에서 제1 d^S-축 전압(V^S _ds1)과 제1 q^S-축 전압(V^S _qs1)을 출력하고, 상기 제어 주입 주기 내의 제2 단위 주기에서 제2 d^S-축 전압(V^S _ds2)과 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)을 출력하며, 상기 제어 주입 주기 내의 제3 단위 주기에서 제3 d^S-축 전압(V^S _ds3)과 제3 q^S-축 전압(V^S _qs3)을 출력하는 교류 전동기의 구동 장치. The method of claim 5, wherein the second voltage adding unit,
Outputs a first d ^S -axis voltage V ^S _ds1 and a first q ^S -axis voltage V ^S _qs1 in a first unit period within the control injection period, and outputs a first unit cycle in a second unit period within the control injection period. Outputs a 2 d ^S -axis voltage (V ^S _ds2 ) and a second q ^S -axis voltage (V ^S _qs2 ), the third d ^S -axis voltage (V ^S _ds3 ) in a third unit period within the control injection period. And a third q ^S -axis voltage V ^S _qs3 . 제6항에 있어서, 상기 회전자 위치 검출부가,
상기 제어 주입 주기에서, 상기 제3 d^S-축 전압(V^S _ds3)과 상기 제2 d^S-축 전압(V^S _ds3)의 차이 값(V^S _ds32), 상기 제2 d^S-축 전압(V^S _ds2)과 상기 제1 d^S-축 전압(V^S _ds1)의 차이 값(V^S _ds21), 상기 제3 q^S-축 전압(V^S _qs3)과 상기 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)의 차이 값(V^S _qs32), 상기 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)과 상기 제1 q^S-축 전압(V^S _qs1)의 차이 값(V^S _qs21), 상기 제3 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds3)과 상기 제2 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds2)의 차이 값(△i^S _ds32), 상기 제2 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds2)과 상기 제1 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds1)의 차이 값(△i^S _ds21), 상기 제3 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs3)과 상기 제2 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs2)의 차이 값(△i^S _qs32), 및 상기 제2 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs2)과 상기 제1 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs1)의 차이 값(△i^S _qs21)을 구하고,
4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂)이 포함된 인덕턴스 매트릭스(L_S), 상기 4 개의 전압 차이 값들(V^S _ds32, V^S _ds21, V^S _qs32, V^S _qs21)이 포함된 전압 매트릭스, 및 상기 4 개의 전류 변화량 차이 값들(△i^S _ds32, △i^S _ds21, △i^S _qs32, △i^S _qs21)이 포함된 전류 매트릭스에 따른 매트릭스 등식을 사용하여, 상기 인덕턴스 매트릭스(L_S)의 상기 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂) 각각의 값을 구하는 신호 처리부를 포함한 교류 전동기의 구동 장치. The method of claim 6, wherein the rotor position detector,
In the control injection cycle, the first 3 d ^S - axis voltage (V ^S _ds3) and the first 2 d ^S - difference value (V ^S _ds32) of the shaft voltage (V ^S _ds3), wherein the 2 d ^S - axis voltage (V ^S _ds2) and the first 1 d ^S - axis voltage difference (V ^S _ds21) of (V ^S _ds1), the first 3 q ^S - axis voltage (V ^S _qs3) and the second 2 q ^S - axis voltage difference value (V ^S _qs32), wherein the 2 q ^S of (V ^S _qs2) - the difference value (V ^S _qs21) of the shaft voltage (V ^S _qs1), - axis voltage (V ^S _qs2) and the first 1 q ^S d ^S in the third unit period-axis current variation (△ i ^S _ds3) and the first 2 d ^S of the unit period-difference value (△ i ^S _ds32) of axis current variation (△ i ^S _ds2), the claim 2 d ^S in unit of cycle-axis current variation (△ i ^S _ds2) and the first 1 d ^S of the unit period-difference value (△ i ^S _ds21) of axis current variation (△ i ^S _ds1), the first 3 q ^S in unit of cycle-axis current variation (△ i ^S _qs3) q ^S and in the second unit period-difference value (△ i ^S _qs32) of axis current variation (△ i ^S _qs2), and Obtaining a difference value (△ i ^S _qs21) of axis current variation _{^{(△ i S qs1) - q}} S in the group the second unit period-axis current variation (△ i ^S _qs2) and q ^S in the first unit period ,
Four matrix variables _{(L 11, L 12, L} 21, L 22) the inductance matrix containing the (L _S), the four voltage difference values ^{_{(V S ds32, V S ds21}} , V S qs32, V S qs21 ) using the voltage matrix, and the matrix equation corresponding to the four current variation amount difference values (△ i ^S _ds32, △ i ^S _ds21, △ i ^S _qs32, △ i ^S a current matrix containing the _qs21) include the A drive device for an AC motor comprising a signal processor for obtaining a value of each of the four matrix variables (L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , L ₂₂ ) of an inductance matrix (L _S ). 제7항에 있어서, 상기 회전자 위치 검출부가,
상기 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂)의 값들을 사용하여 현재의 상기 제어 주입 주기에서의 회전자 각도(

_rCal)를 연산하는 회전자 각도 연산부; 및
상기 회전자 각도 연산부로부터의 회전자 각도(

_rCal)의 신호의 노이즈 성분을 제거하여 회전자 각도(

_r)를 최종적으로 구하고, 상기 최종적으로 구해진 회전자 각도( _r)를 상기 구동 제어부 내의 상기 제2 귀환전류 변환부 및 상기 제어 전압 변환부에 각각 제공하는 필터부를 더 포함한 교류 전동기의 구동 장치. The method of claim 7, wherein the rotor position detector,
Rotor angle at the current control injection period using values of the four matrix variables L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , L ₂₂

a rotor angle calculator for calculating _rCal ); And
Rotor angle from the rotor angle calculator (

remove the noise component of the signal in _rCal

_r ) is finally obtained and the finally obtained rotor angle ( _{and r} ) providing a filter unit to each of the second feedback current converting unit and the control voltage converting unit in the driving control unit. 제8항에 있어서, 상기 신호 처리부가,
상기 제어 주입 주기에서, 상기 구동 제어부 내의 상기 제2 전압 가산부로부터의 상기 인가 전압들(V^S _dqs)을 입력받아, 상기 제3 d^S-축 전압(V^S _ds3)과 상기 제2 d^S-축 전압(V^S _ds3)의 차이 값(V^S _ds32), 상기 제2 d^S-축 전압(V^S _ds2)과 상기 제1 d^S-축 전압(V^S _ds1)의 차이 값(V^S _ds21), 상기 제3 q^S-축 전압(V^S _qs3)과 상기 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)의 차이 값(V^S _qs32), 및 상기 제2 q^S-축 전압(V^S _qs2)과 상기 제1 q^S-축 전압(V^S _qs1)의 차이 값(V^S _qs21)을 구하여, 상기 4 개의 전압 차이 값들(V^S _ds32, V^S _ds21, V^S _qs32, V^S _qs21)이 포함된 상기 전압 매트릭스를 구하는 전압 매트릭스 생성부;
상기 제어 주입 주기에서, 상기 구동 제어부 내의 상기 제1 귀환전류 변환부로부터의 상기 d^S-축 및 q^S-축 구동 전류 값들(i^S _dqs)을 입력받아, 상기 제3 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds3)과 상기 제2 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds2)의 차이 값(△i^S _ds32), 상기 제2 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds2)과 상기 제1 단위 주기에서의 d^S-축 전류 변화량(△i^S _ds1)의 차이 값(△i^S _ds21), 상기 제3 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs3)과 상기 제2 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs2)의 차이 값(△i^S _qs32), 및 상기 제2 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs2)과 상기 제1 단위 주기에서의 q^S-축 전류 변화량(△i^S _qs1)의 차이 값(△i^S _qs21)을 구하여, 상기 4 개의 전류 변화량 차이 값들(△i^S _ds32, △i^S _ds21, △i^S _qs32, △i^S _qs21)이 포함된 상기 전류 매트릭스를 구하는 전류 매트릭스 생성부;
상기 전류 매트릭스 생성부로부터의 상기 전류 매트릭스의 역 매트릭스를 구하는 전류 매트릭스 변환부; 및
상기 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂)이 포함된 인덕턴스 매트릭스(L_S), 상기 전압 매트릭스 생성부로부터의 상기 전압 매트릭스, 및 상기 전류 매트릭스 변환부로부터의 전류 역-매트릭스에 따른 매트릭스 등식을 사용하여, 상기 인덕턴스 매트릭스(L_S)의 상기 4 개의 매트릭스 변수들(L₁₁, L₁₂, L₂₁, L₂₂) 각각의 값을 구하는 변수 값 연산부를 포함한 교류 전동기의 구동 장치. The method of claim 8, wherein the signal processing unit,
In the period wherein the control injection, for receiving the second of the applied voltage from the unit 2, voltage adder (V ^S _dqs) in the drive control unit, the first 3 d ^S - axis voltage (V ^S _ds3) and the first 2 d ^S - difference between the value of the shaft voltage ^{_{(V S ds3) (V S}} ds32), wherein the 2 d ^S-difference value between the shaft voltage (V ^S _ds1) (V ^S-axis voltage (V ^S _ds2) and the first 1 d ^S _ds21), wherein the 3 q ^S - axis voltage (V ^S _qs3) and the second 2 q ^S - V (difference between the value of the shaft voltage (V ^S _qs2) ^S _qs32), and the second 2 q ^S - axis voltage (V ^S _qs2) and the first 1 q ^S - obtain a difference value (V ^S _qs21) of the shaft voltage (V ^S _qs1), the four voltage difference values ^{_{(V S ds32, V S ds21}} , V S qs32, V S qs21 A voltage matrix generator for obtaining the voltage matrix including a;
In the control injection period, the d ^S -axis and q ^S -axis driving current values i ^S _dqs from the first feedback current converting unit in the driving control unit are received and d ^S in the third unit period. -axis current variation (△ i ^S _ds3) and wherein in the second unit period d ^S-axis current variation amount difference value (△ i ^S _ds32) of (△ i ^S _ds2), in the second unit period d ^S - axis current variation (△ i ^S _ds2) and the first of d ^S in one unit cycle-axis current variation amount difference value (△ i ^S _ds21) of _{^{(△ i S ds1), q}} S in the third unit period-axis The difference value _Δi ^S _qs32 between the current change amount _Δi ^S _qs3 and the q ^S -axis current change amount _Δi ^S _{qs2 in} the second unit period, and the q ^S -axis in the second unit period a current change amount (△ i ^S _qs2) and q ^S in the first unit period-axis current variation (△ i ^S _qs1) a difference value (△ i ^S _qs21) to obtain the four current variation amount difference values (△ i of ^S _{ds32, ds21} △ i ^S A current matrix generator for obtaining the current matrix including? I ^S _qs32 and? I ^S _qs21 ;
A current matrix converter to obtain an inverse matrix of the current matrix from the current matrix generator; And
An inductance matrix L _S including the four matrix variables L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , L ₂₂ , the voltage matrix from the voltage matrix generator, and the current inverse from the current matrix converter. Of the alternating current motor comprising a variable value calculating section for obtaining values of each of the four matrix variables L ₁₁ , L ₁₂ , L ₂₁ , L _{22 of} the inductance matrix L _S , using a matrix equation according to a matrix. drive.

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