일반기술

유도전동기 직접 벡터제어를 위한 회전자 시정수 추정 장치 및 이를 이용한 유도 전동기 제어 시스템

유도전동기 직접 벡터제어를 위한 회전자 시정수 추정 장치 및 이를 이용한 유도 전동기 제어 시스템이 제시된다. 본 발명의 유도 전동기의 회전자 시정수를 추정하는 장치는 고정자 전압과 전류로부터 고피나스 모델 추정 회전자 자속을 산출하는 고피나스 모델 자속 관측기; 고정자 전압과 전류로부터 전류 모델 추정 회전자 자속을 산출하는 전류 모델 자속 관측기; 상기 고피나스 모델 추정 회전자 자속으로부터 고피나스 모델 추정 자속각을 산출하는 제1 회로; 상기 전류모델 회전자 자속으로부터 전류 모델 추정 자속각을 산출하는 제2 회로; 및 상기 고피나스 모델 추정 자속각과 상기 전류 모델 추정 자속각의 오차 위상각을 이용하여 추정 회전자 시정수를 산출하는 PI 제어기를 포함한다. 본 발명에 의하면, 고피나스 모델 자속관측기에 의해서 추정된 자속을 기준 모델 값으로, 전류 모델의 추정 자속을 적응 모델 값으로 하는 MRAC(Model Reference Adaptive Control) 방법을 적용하여 회전자 시정수를 실시간으로 추정함으로써 고피나스 모델 자속 관측기의 성능이 개선되어 제어 성능이 우수한 직접벡터제어 시스템이 구현될 수 있다.본 발명은 유도전동기 직접벡터제어를 위한 회전자 시정수 추정 장치에 관한 것으로, 특히, 고피나스 모델 자속관측기에 의해서 추정된 자속을 기준 모델 값으로, 전류 모델의 추정자속을 적응 모델 값으로 하는 MRAC(Model Reference Adaptive Control) 방법을 적용하여 유도 전동기의 회전자 시정수를 실시간으로 추정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다. 벡터제어는 유도전동기의 순시토크를 제어하기 위해 전압과 전류의 크기뿐만 아니라 위상까지 제어하는 것으로 그동안 이에 관한 수많은 연구가 진행되어 왔다. 간접 벡터제어는 슬립 각속도와 회전자 각속도를 이용하여 회전자 자속을 추정하는데 이 분야에 대해서는 주로 회전자 시정수의 보상과 그의 동정에 대한 연구가 진행되어 왔으며, 직접 벡터제어는 전동기의 기준 자속각을 찾아내기 위해서, 실제 전동기의 내부에 센서를 설치하여 자속을 직접 측정하거나 전압, 전류 등을 이용하여 자속을 추정하는데 자속 센서를 이용한 자속 측정 방법은 센서의 기계적인 강인성이 떨어지고, 부가적인 제품의 원가상승의 원인이 되기 때문에 기준 자속을 순시적으로 추정하는 자속 추정기가 오랫동안 연구의 대상이 되어 왔다. 이 두 가지 제어방식 모두 회전자 자속의 정확한 동정이 필수적인데, 회전자 자속은 제어 알고리즘에 따라 약간의 차이는 있지만 전동기 상수의 영향을 받는다.