일반기술

유도모터의 고정자 자속 추정장치 및 그 방법

3상 유도모터는 대부분의 산업현장에서 사용되고 있는 중요한 설비 중의 하나이기 때문에 많은 산업현장에서 유도모터에 대한 고성능 제어기술이 요구되고 있다. 유도모터의 제어를 위해서는 먼저 모터의 속도를 검출하여야만 하는데, 이를 위해 엔코더와 같은 회전수 및 위치를 검출하는 센서를 부착하는 방안이 있으나 산업현장의 특성상 이러한 센서를 부착하는 것이 매우 어려운 일이며, 설비의 가격을 증가시키고 빈번히 엔코더의 고장이 유발되므로 많은 산업현장에서 선호되고 있지 않다.이러한 배경 하에 센스리스 벡터제어 기술은 가장 절실히 요구되는 기술로 부각되었으며, 최근 들어 속도센서 없이 속도 및 토크제어를 가능하게 하는 수많은 기술이 발표되었지만 저속운전 영역에서의 성능 저하로 인해 사용상에 많은 제약이 가해지고 있다. 본 기술은 유도모터의 고정자 자속 추정에 관한 것으로, 전압오차 및 유도모터의 파라미터 오차로 인한 자속 추정 오차를 보정하여 고정자 자속 추정의 신뢰성이 향상되도록 한 유도모터의 고정자 자속 추정장치 및 그 방법에 관한 것이다. 즉, 유도전동기에 대한 속도 및 위치센서없이 속도 및 코크제어를 수행하기 위한 고정자 정밀한 자속추정 기술이다.본 기술은 전압오차 및 유도모터의 파라미터 오차로 인한 자속 추정 오차를 보정하여 고정자 자속 추정의 신뢰성을 향상시켜 유도모터의 저속영역에서 안정된 운전이 가능하도록 하는 데 그 목적이 있다. 유도모터의 고정자속 추정장치는 유도모터의 d-축전류 및 추정된 자속의 크기로부터 보조전류를 산출하는 보조전류 산출부와 상기 산출된 보조전류와 상기 d-축전류로부터 전류오차를 계산하는 연산기와 상기 q-축전류와 고정자 자속의 각주파수 및 상기 계산된 전류오차에 의거하여 상기 고정자 자속의 크기 보정항 및 각도 보정항을 산출하는 보정항 산출부와 상기 크기 보정항 및 각도 보정항에 의거하여 기 추정된 고정자 자속을 보정하는 자속 보상부와 상기 유도모터에 인가되는 전압과 전류 및 상기 보정된 고정자 자속에 의거하여 상기 고정자 자속을 추정하는 자속 산출부를 포함한다. 즉, 기존에 알려진 방법들에서는 어려운 문제로 알려져 있던 정격속도의 5%이내에서의 운전이 가능하다. 또한 기존에 알려진 방법들과는 달리 고정자 저항의 변화 또는 인버터의 비선형성으로 인한 전압오차가 존재해도 정밀한 고정자 자속추정이 가능한 기술이다.