WO2013111968A1 - Method for current control pulse width modulation of multiphase full bridge voltage source inverter - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a current control pulse width modulation method of a multiphase full bridge voltage source inverter, and more particularly, to a current control pulse width modulation method of a polyphase full bridge voltage source inverter for driving an independent polyphase permanent magnet synchronous motor.
- Non-Patent Document 1 JAHNS as early as 1980.
- MARTIN et al Presented non-patent document 2 showing the results of applying an independent polyphase permanent magnet synchronous motor to the electric power propulsion of a ship.
- the main advantages of the independent polyphase permanent magnet synchronous motor are as follows.
- the inverter is easy to manufacture, which is advantageous for high power applications.
- An electric machine is a device that converts electrical energy into mechanical energy or mechanical energy into electrical energy, and is also called an electric motor or a generator depending on the purpose of use.
- a multiphase motor is an electric motor including two or more armature windings (hereinafter referred to as a phase winding), and is divided into two phases, three phases, and four phases according to the number of phase windings. It is further divided into six poles, and further divided into radial magnetic flux type and axial magnetic flux type according to the direction of magnetic flux, and further divided into overlapping and non-redundant winding, total power and disconnection right, centralized right and distributed right according to winding. Depending on the layout, it is further divided into integer slots and fractional slots.
- Synchronous motors are further divided into electronic type, permanent magnet type, and reluctance type, depending on how the field is formed.
- Permanent magnet synchronous motors are further divided into surface-attached permanent magnet types and internal permanent magnet types.
- the permanent magnet synchronous motors are further divided into a pole type and a non-pole type according to the magnetic properties of the field.
- those with sinusoidal waveforms of electromotive force are called brushless AC motors
- those with trapezoidal waveforms of electromotive force are also called brushless DC motors.
- the polyphase method can be divided into two types.
- the first kind is phase angle of each phase This is the following formula and is called the reverse phase method.
- N is the number of phases.
- 1 is a cross-sectional view showing a 12-phase electric motor of a half-phase running system.
- the motor of FIG. 1 has the characteristics of two poles, radial magnetic flux, permanent magnet with surface, non-pole type, overlapping winding, total winding, concentrated winding, and integer slot.
- the phase angle of each phase is expressed by the following equation, and it is called the phase shift method.
- 2 is a cross-sectional view showing a 24-phase electric motor of a full-phase propagation method.
- polyphase motors can have various differences. However, even with these differences, other features, such as the phase variable model and the operating principle, are almost identical.
- the present invention can be applied to all polyphase motors and generators similar in principle of operation to the phase variable model.
- phase variable model of a general independent polyphase permanent magnet synchronous motor is known as follows. This model ignores reluctance torque and cogging torque and can be added to the model or included in the reference torque if reflection of reluctance torque and / or cogging torque is required.
- Is the voltage of the phase winding Is the inductance matrix element of the phase winding
- Is the current of the phase winding R is the equivalent resistance of the phase winding
- Is the electromotive force of the phase winding Is the voltage of the phase winding
- Is the voltage vector of the winding Inductance matrix of silver phase winding Is the current vector of the phase winding, Is the electromotive force vector of the phase winding.
- Silver coil flux distribution Is the angle of the rotor, Is the angular velocity of the rotor and T (t) is the torque of the rotor.
- the currents of each phase producing any desired torque are numerous.
- the optimum current for minimizing the power loss in the equivalent resistance while generating the desired torque is obtained as follows.
- the fault tolerated phase is excluded from the equation, resulting in a fault tolerance optimum current. It is also possible to determine the optimal current of the remaining phases while specifying the current of some phases.
- each phase single-phase full bridge voltage source inverter can output only three types of voltages. Therefore, the output voltage is controlled by pulse width modulating the voltage of each phase, which is called a current control pulse width modulation method.
- Non-Patent Document 2 has proposed a hysteresis current control pulse width modulation method as a method for solving this problem.
- the hysteresis current control pulse width modulation method has the advantages of particularly excellent adaptability and current tracking characteristics, but has the following disadvantages. This disadvantage is particularly problematic in applications where high power and low noise characteristics are required.
- the switching frequency of a polyphase full bridge voltage source inverter is very irregular.
- vector control methods are known for neutral point polyphase motors. These methods are characterized by using a synchronous transformation variable model rather than a phase variable model. These methods have the advantages of constant switching frequency characteristics, excellent current tracking characteristics, and adaptability, but basically have a limitation that the synchronous conversion method assumes a polyphase balanced circuit. Therefore, the fault-tolerant operation that results in a polyphase unbalance circuit shows poor current tracking characteristics.
- Patent Document 1 US 7312592 B2 (MASLOV et al.) 2007. 12. 25.
- Non-Patent Document 1 JAHNS, T. M. 'Improved reliability in solid-state ac drives by means of multiple independent phase-drive units', IEEE Transactions on Industry Applications. Vol. IA-16, No. 3, 1980, p 321-331.
- Non-Patent Document 2 MARTIN, J.-P. ; MEIBODY-TABAR, F.; DAVAT, B. permanent magnet synchronous machine supplied by VSIs, working under fault conditions
- MARTIN J.-P.
- MEIBODY-TABAR F.
- DAVAT B. permanent magnet synchronous machine supplied by VSIs, working under fault conditions
- the technical problem of the present invention is to achieve the above three performance characteristics individually or entirely.
- the first technical feature is to achieve a low switching torque ripple characteristic, which staggers the center positions of the output voltage pulses of a multiphase full bridge voltage source inverter.
- the second technical feature is to obtain a constant switching frequency and excellent current tracking characteristics.
- the second technical feature is embodied in the linear feedback current control pulse width modulation method and the predictive current control pulse width modulation method.
- the prior art is characterized by including a method of equalizing the center positions of the output voltage pulses of a polyphase full bridge voltage source inverter.
- 3 shows an example in which the preceding pulse width modulation method is implemented in a half-phase running 12-phase motor.
- the multi-phase full bridge voltage source inverter In the current control pulse width modulation method of a multi-phase full bridge voltage source inverter for driving an independent multi-phase permanent magnet synchronous motor, the multi-phase full bridge voltage source inverter to reduce the switching torque ripple generated in the independent multi-phase permanent magnet synchronous motor And staggering the center positions of the output voltage pulses.
- the present invention is possible in various embodiments depending on the pulse width modulation method and the method of staggering the center positions of the output voltage pulses.
- a carrier pulse width modulation method and a method of staggering center positions of output voltage pulses at regular intervals will be taken as a representative example.
- the center positions of the output voltage pulses of all phases are staggered at substantially constant intervals.
- the constant interval may be a modulation period divided by the number of phases.
- 4 shows an example in which the first invention is implemented in a half-phase running 12-phase motor.
- the constant interval may be a modulation period divided by the number of phases.
- the constant interval may be obtained by dividing the modulation period by half the number of phases. This is because it is necessary to synchronize the m-phase and (m + N / 2) -phase voltages. 5 shows an example in which the first invention is implemented in a full-phase 24-phase electric motor.
- the number of phases may be used as it is, or the number obtained by subtracting the number of faulty phases may be used. If the magnetic coupling between the m and (m + N / 2) phases is very large in the phase shift mode, the intervals must be adjusted while keeping the m and (m + N / 2) phases synchronized. The circulating current ripple between + N / 2) phases does not increase.
- the present invention has a side effect of slightly increasing the circulating current ripple between phases by staggering the center positions of the output voltage pulses of all the phases.
- the prior art is a linear feedback current controlled pulse width modulation method, comprising a method of obtaining a reference voltage of a multiphase full bridge voltage source inverter without including the feedforward of a phase variable model including an inductance matrix of an independent polyphase permanent magnet synchronous motor. It is set as (refer patent document 1).
- the present invention is a current control pulse width modulation method of a multi-phase full bridge voltage source inverter for driving an independent polyphase permanent magnet synchronous motor, wherein the current control pulse width modulation method is a linear feedback current control pulse width modulation method, and the normal operation and failure And a method of obtaining a reference voltage of the multiphase full bridge voltage source inverter including a feedforward of a phase variable model including an inductance matrix of the independent polyphase permanent magnet synchronous motor for each endurance operation. This is expressed as a formula:
- Is the reference voltage vector Is a previously obtained inductance matrix
- Is the reference current vector received R is the equivalent resistance
- Is the received electromotive force vector r is a predetermined proportional gain
- Is the measured current vector Is the reference voltage vector, Is a previously obtained inductance matrix, Is the reference current vector received, R is the equivalent resistance, Is the received electromotive force vector, r is a predetermined proportional gain, and Is the measured current vector.
- the above formula is a representative example, and it is possible to use a somewhat modified formula. For example, you can ignore equivalent resistance or reflect reluctance torque.
- Linear feedback may use a proportional-integral compensator or the like.
- the reference current derivative vector can be found numerically using the finite time difference method, or with the derivative of an analog electronic circuit.
- the linear feedback current control pulse width modulation method is a method of obtaining a reference voltage of a voltage source inverter through a proportional-integral compensator for a current error signal, and controlling current through pulse width modulation of the reference voltage. Therefore, by adopting the pulse width modulation method having a constant switching frequency characteristics, such as the carrier pulse width modulation method, it is possible to achieve a constant switching frequency characteristics of the current control pulse width modulation method.
- the prior linear feedback current control pulse width modulation method is applied to an independent multiphase permanent magnet synchronous motor having a large magnetic coupling between phases, the current tracking characteristics are inferior due to the magnetic coupling action between the phases. Inferior current tracking characteristics are particularly problematic in fault tolerant operation.
- the present invention feedforwards a phase variable model including an inductance matrix of an independent polyphase permanent magnet synchronous motor for normal operation and fault tolerance operation, thereby compensating for the magnetic coupling action between the phases, and then normal operation and fault tolerance operation. All show excellent current tracking characteristics.
- the present invention shows robust characteristics with respect to the error included in the measured current, it does not with respect to the error included in the phase variable model of the motor. Therefore, it is necessary to obtain a precise phase variable model in advance, and it may be effective to add a method of estimating and reflecting the change in the model even during operation.
- the prior art is a predictive current control pulse width modulation method, comprising a method of obtaining a reference voltage of a multiphase full bridge voltage source inverter using a phase variable discrete time model that does not include an inductance matrix of an independent polyphase permanent magnet synchronous motor. It is.
- the present invention is a current control pulse width modulation method of a multi-phase full bridge voltage source inverter for driving an independent polyphase permanent magnet synchronous motor, wherein the current control pulse width modulation method is a predictive current control pulse width modulation method, and the normal operation and fault tolerance. And a method of obtaining a reference voltage of the multiphase full bridge voltage source inverter using a phase variable discrete time model including an inductance matrix of the independent polyphase permanent magnet synchronous motor for each operation. This is expressed as a formula:
- the above formula is a representative example, and it is possible to use a somewhat modified formula. For example, you can ignore equivalent resistance or reflect reluctance torque. It is also possible to use a dead bit controller, a discrete time model with an exponential matrix.
- the estimated current vector may be a current vector measured at that time.
- the estimated current vector may be an average value of a plurality of current vectors measured at times near that time.
- the sampling period may be the same as the modulation period or carrier period of the pulse width modulation method, or may be different.
- the predictive current control pulse width modulation method is a method of obtaining a reference voltage of a voltage source inverter using a discrete time model of an electric motor, and controlling current through pulse width modulation of the reference voltage. Therefore, by adopting the pulse width modulation method having a constant switching frequency characteristics, such as the carrier pulse width modulation method, it is possible to achieve a constant switching frequency characteristics of the current control pulse width modulation method.
- the predictive current control pulse width modulation method without the inductance matrix to an independent multiphase permanent magnet synchronous motor having a large magnetic coupling between phases, the current tracking characteristics are inferior due to the magnetic coupling action between the phases. Inferior current tracking characteristics are particularly problematic in fault tolerant operation.
- phase variable discrete time model including the inductance matrix of the independent polyphase permanent magnet synchronous motor for each of the normal operation and the fault tolerance operation according to the present invention
- the magnetic coupling action between the phases is compensated, and then the normal operation and fault tolerance Excellent driving performance is shown in both operation.
- the present invention exhibits robust characteristics with respect to the error included in the phase variable model of the motor, while not the error included with the measured current. Therefore, it is necessary to reduce the error or noise included in the measured current through means such as a filter.
- the first invention can be combined with all pulse width modulation methods with constant switching frequency characteristics.
- the first and second inventions can be combined, and the first and third inventions can be combined.
- the second and third inventions can be combined with the preceding pulse width modulation methods, respectively.
- the inductance matrix simulates a motor with a large magnetic coupling between the phases
- the coil flux distribution simulates a motor with a trapezoidal wave shape.
- ir (:, K) Tref (t, Tr) * AlpH (th, No, N);
- ir (:, K + 1) Tref (t + dt, Tr) * AlpH (th + w * dt, No, N);
- vr (:, K + 1) L2 * (ir (:, K + 1) -ir (:, K)) / dt + R * ir (:, K) + e (:, K) + r * ( ir (:, K) -i (:, K));
- % vr (:, K + 1) L2 * (ir (:, K + Ks / 2) -is) / Ts + R * ir (:, K + Ks / 2) + e (:, K + Ks / 2);
- vc (m, K) Vdc * (abs (2-2 * mod (K ⁇ (m ⁇ 1) / N * Ks, 2 * Ks) / Ks) -1); %%% First Invention
- % vc (m, K) Vdc * (abs (2-2 * mod (K, 2 * Ks) / Ks) -1); %%% Leading Pulse Width Modulation Method
- i (:, K + 1) i (:, K) + L2inv * (v (:, K + 1) -e (:, K) -R * i (:, K)) * dt;
- T (K) e (:, K) '* i (:, K) / w; end;
- th mod (th1- (m ⁇ 1) / No * pi, 2 * pi);
- y (m, 1) (sqrt ((x + a) ⁇ 2 + b) -sqrt ((xa) ⁇ 2 + b)) / (2 * a)-(c * x) / ((c * x ) ⁇ f + d) / e;
- No is the number of original phases
- N is the number of phases after failure
- Ks is the discrete time value of the modulation period
- fs is the switching frequency
- Ts is the discrete time value of the switching frequency
- dt is the finite time difference
- t1 starts the simulation.
- Time, t2 is the end time, NK is the number of times between start and end, Vdc is the DC voltage, f is the frequency of the rotor, w is the angular velocity of the rotor, Tmax is the maximum torque, Tr is the reference torque, and i is Current vector, v is output voltage vector, e is electromotive force vector, T is torque, vr is reference voltage vector, t is current time, vc is carrier voltage vector, r is proportional gain, Ls is common magnetic inductance for each phase, Lg Is the leakage inductance common to each phase, R is the equivalent resistance common to each phase, thk is the phase angle of the kth phase, L2 is the inductance matrix model, L2inv is the inverse of the inductance matrix model, Loop is the number of times to increase the simulation time, and th is The angle of electron, PsiH, is the coil variation flux distribution beck AlpH is the function to find the rotor, AlpH is the function
- Fig. 10 is an example of simulation results of a reversed-phase progression 12-phase fault tolerance operation for the combination of the third invention and the first invention. The case where the 11th and 12th phases are faulty is simulated. Even in fault tolerance operation, it shows excellent current tracking characteristics, constant switching frequency characteristics, and low switching torque ripple characteristics.
- 11 is an example of a phase shift 24-phase simulation result of the combination of the third invention and the preceding pulse width modulation method. Good current tracking and constant switching frequency, but high switching torque ripple.
- the present invention achieves the following three performance characteristics individually or entirely by two technical features.
- 1 is a cross-sectional view showing a half-phase running 12-phase motor.
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing a full-phase 24-phase electric motor.
- FIG. 3 shows an example in which the preceding pulse width modulation method is performed on a half-phase running 12-phase motor.
- Figure 4 is an example in which the first invention is carried out in a half-phase progress 12-phase electric motor.
- 5 is an example in which the first invention is implemented in a full-phase 24-phase electric motor.
- 6 is an example of a half-phase progression 12-phase simulation result for the prior hysteresis pulse width modulation method.
- Figure 9 is an example of the reverse phase 12 phase simulation results for the combination of the third invention and the first invention.
- Figure 10 is an example of a half-phase progress 12-phase fault endurance operation simulation results of the combination of the third invention and the first invention (when the 11th phase and the 12th phase is a failure).
- 11 is an example of a phase shift 24-phase simulation result of the combination of the third invention and the preceding pulse width modulation method.
- the best mode for carrying out the invention depends on the required performance characteristics and circumstances.
- the combination of the first and second inventions may be the best embodiment.
- the combination of the first and third inventions may be the best embodiment.
- the combination of the preceding pulse width modulation method and the second invention may be the best embodiment.
- the combination of the preceding pulse width modulation method and the third invention may be the best embodiment.
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Description
본 발명은 다상 전 브리지 전압원 인버터의 전류 제어 펄스 폭 변조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 독립 다상 영구 자석 동기 전동기를 구동하기 위한 다상 전 브리지 전압원 인버터의 전류 제어 펄스 폭 변조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a current control pulse width modulation method of a multiphase full bridge voltage source inverter, and more particularly, to a current control pulse width modulation method of a polyphase full bridge voltage source inverter for driving an independent polyphase permanent magnet synchronous motor.
독립 다상 영구 자석 동기 전동기 소개Independent Multiphase Permanent Magnet Synchronous Motor Introduction
상의 권선들에 중성점 결선이 없는, 이른바 독립 다상 전동기의 개념은 일찍이 1980년에 JAHNS씨가 비특허문헌 1에서 제안하였다. 그리고 2000년에 MARTIN씨 등은 군함의 대 전력 전기 추진에 독립 다상 영구 자석 동기 전동기를 적용하는 연구 결과를 비특허문헌 2에서 제시하였다. 독립 다상 영구 자석 동기 전동기의 주요 장점은 다음과 같다. The concept of so-called independent polyphase motors, with no neutral connection in the windings of the phases, was proposed by Non-Patent
첫째, 여러 개의 상으로 전력이 분산되기 때문에 인버터의 제작이 용이하여 대 전력 응용에 유리하다.First, since power is distributed in multiple phases, the inverter is easy to manufacture, which is advantageous for high power applications.
둘째, 각 상의 전류를 독립적으로 제어할 수 있기 때문에 일부 상이 고장일 때에 나머지 상으로 운전하는 고장 인내 운전에 유리하다.Second, since the current of each phase can be controlled independently, it is advantageous for fault tolerance to operate as the remaining phase when some phases fail.
셋째, 커뮤테이션 토크와 같이 비이상적인 제어에 기인하여 각 상에서 발생하는 토크 리플들의 상쇄 효과가 커서 저 소음 특성에 유리하다.Third, the canceling effect of torque ripples generated in each phase due to non-ideal control such as commutation torque is large, which is advantageous for low noise characteristics.
본 발명의 적용 대상 전동기들Motors to which the present invention is applied
전기 기계는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하거나 또는 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치이며, 사용 목적에 따라서 전동기 또는 발전기로도 불린다. 다상 전동기는 2개 이상의 전기자 권선(이하 상 권선이라 부름)을 포함하는 전동기이며, 상 권선의 개수에 따라서 2상, 3상, 4상 등으로 나뉘며, 극의 수에 따라서 2극, 4극, 6극 등으로 더 나뉘며, 자속의 방향에 따라서 방사상 자속 유형과 축방향 자속 유형으로 더 나뉘며, 권선에 따라서 중복권과 비중복권, 전절권과 단절권, 집중권과 분포권 등으로 더 나뉘며, 슬롯의 배치에 따라서 정수 슬롯과 분수 슬롯으로 더 나뉜다. 동기 전동기는 계자의 형성 방법에 따라서 전자적 유형, 영구자석 유형, 및 릴럭턴스 유형으로 더 나뉜다. 영구자석 동기 전동기는 표면 부착 영구자석 유형과 내부 영구자석 유형으로 더 나뉘며, 계자의 자기적 특성에 따라서 돌극형과 비돌극형으로 더 나뉜다. 영구 자석 동기 전동기 중에서 기전력 파형이 정현파인 것들은 브러쉬 없는 교류 전동기라고 불리기도하며, 기전력 파형이 사다리꼴파인 것들은 브러쉬 없는 직류 전동기라고 불리기도 한다.An electric machine is a device that converts electrical energy into mechanical energy or mechanical energy into electrical energy, and is also called an electric motor or a generator depending on the purpose of use. A multiphase motor is an electric motor including two or more armature windings (hereinafter referred to as a phase winding), and is divided into two phases, three phases, and four phases according to the number of phase windings. It is further divided into six poles, and further divided into radial magnetic flux type and axial magnetic flux type according to the direction of magnetic flux, and further divided into overlapping and non-redundant winding, total power and disconnection right, centralized right and distributed right according to winding. Depending on the layout, it is further divided into integer slots and fractional slots. Synchronous motors are further divided into electronic type, permanent magnet type, and reluctance type, depending on how the field is formed. Permanent magnet synchronous motors are further divided into surface-attached permanent magnet types and internal permanent magnet types. The permanent magnet synchronous motors are further divided into a pole type and a non-pole type according to the magnetic properties of the field. Among permanent magnet synchronous motors, those with sinusoidal waveforms of electromotive force are called brushless AC motors, and those with trapezoidal waveforms of electromotive force are also called brushless DC motors.
다상 방식은 두 종류로 나누어 볼 수 있다. 첫째 종류는 각 상의 위상각 이 다음의 수식으로 된 것이며 반상 진행 방식이라고 부른다.The polyphase method can be divided into two types. The first kind is phase angle of each phase This is the following formula and is called the reverse phase method.
수학식 1
위 식에서 N은 상의 수이다. 도 1은 반상 진행 방식의 12상 전동기를 나타낸 단면도이다. 도 1의 전동기는 2극, 방사상 자속, 표면 부착 영구자석, 비돌극형, 중복권, 전절권, 집중권, 및 정수 슬롯의 특징을 갖는다. 둘째 종류는 각 상의 위상각이 다음의 수식으로 된 것이며 전상 진행 방식이라고 부른다. 도 2는 전상 진행 방식의 24상 전동기를 나타낸 단면도이다.Where N is the number of phases. 1 is a cross-sectional view showing a 12-phase electric motor of a half-phase running system. The motor of FIG. 1 has the characteristics of two poles, radial magnetic flux, permanent magnet with surface, non-pole type, overlapping winding, total winding, concentrated winding, and integer slot. In the second type, the phase angle of each phase is expressed by the following equation, and it is called the phase shift method. 2 is a cross-sectional view showing a 24-phase electric motor of a full-phase propagation method.
수학식 2
이와 같이 다상 전동기들은 여러 가지의 차이를 가질 수 있다. 그러나 이러한 차이가 있더라도 상 변수 모델과 동작 원리 등 다른 특징들은 거의 동일하다. 본 발명은 상 변수 모델과 동작 원리가 유사한 모든 다상 전동기들 및 발전기들에 적용될 수 있다.As such, polyphase motors can have various differences. However, even with these differences, other features, such as the phase variable model and the operating principle, are almost identical. The present invention can be applied to all polyphase motors and generators similar in principle of operation to the phase variable model.
독립 다상 영구 자석 동기 전동기의 상 변수 모델Phase Parameter Model of Independent Polyphase Permanent Magnet Synchronous Motor
일반적인 독립 다상 영구 자석 동기 전동기의 상 변수 모델은 다음과 같이 알려져 있다. 이 모델은 릴럭턴스 토크와 코깅 토크를 무시한 것이며, 릴럭턴스 토크 및/또는 코깅 토크의 반영이 필요한 경우에는 모델에 추가하거나 기준 토크에 포함시킬 수 있다.A phase variable model of a general independent polyphase permanent magnet synchronous motor is known as follows. This model ignores reluctance torque and cogging torque and can be added to the model or included in the reference torque if reflection of reluctance torque and / or cogging torque is required.
수학식 3
위 식에서, 는 상 권선의 전압, 는 상 권선의 인덕턴스 행렬 요소, 는 상 권선의 전류, R은 상 권선의 등가 저항, 및 는 상 권선의 기전력이다.In the above formula, Is the voltage of the phase winding, Is the inductance matrix element of the phase winding, Is the current of the phase winding, R is the equivalent resistance of the phase winding, and Is the electromotive force of the phase winding.
위의 식을 다음과 같이 쓴다.Write the above expression as follows:
수학식 4
위 식에서, 는 상권선의 전압 벡터, 은 상 권선의 인덕턴스 행렬, 는 상 권선의 전류 벡터, 는 상 권선의 기전력 벡터이다.In the above formula, Is the voltage vector of the winding Inductance matrix of silver phase winding, Is the current vector of the phase winding, Is the electromotive force vector of the phase winding.
실제의 응용에서 상 변수 모델을 구하는 것은 해석적 방법, 측정을 통한 방법, 및 운전 데이터를 이용한 추정 방법 등으로 가능하다.Obtaining a phase variable model in practical applications is possible by analytical methods, measurement methods, and estimation methods using operational data.
독립 다상 영구 자석 동기 전동기의 동작 원리 및 최적 전류Operating Principle and Optimum Current of Independent Polyphase Permanent Magnet Synchronous Motor
독립 다상 영구 자석 동기 전동기의 에너지 변환 모델은 다음과 같이 알려져 있다.The energy conversion model of an independent polyphase permanent magnet synchronous motor is known as follows.
수학식 5
위 식에서, 은 코일 변 자속 분포, 은 회전자의 각도, 은 회전자의 각속도, T(t)는 회전자의 토크이다.In the above formula, Silver coil flux distribution, Is the angle of the rotor, Is the angular velocity of the rotor and T (t) is the torque of the rotor.
회전자의 각도가 주어지고, 그에 따라 각 상의 코일 변 자속 분포가 주어진 조건에서, 어떤 원하는 토크를 발생하는 각 상의 전류는 무수히 많다. 그 중에서, 원하는 토크를 발생하면서 등가 저항에서의 전력 손실을 최소로 하는 최적 전류는 다음과 같이 구해진다.Given the angle of the rotor and hence the coil flux distribution of each phase, the currents of each phase producing any desired torque are numerous. Among them, the optimum current for minimizing the power loss in the equivalent resistance while generating the desired torque is obtained as follows.
수학식 6
단선(open circuit) 고장(fault)의 경우에는 단선된 상들을 수식에서 제외하면 고장 인내(tolerance) 최적 전류가 된다. 일부 상들의 전류를 지정한 채 나머지 상들의 최적 전류를 구하는 것도 가능하다.In the case of an open circuit fault, the fault tolerated phase is excluded from the equation, resulting in a fault tolerance optimum current. It is also possible to determine the optimal current of the remaining phases while specifying the current of some phases.
전류 제어 펄스 폭 변조 방법의 선행 기술Prior Art of Current Controlled Pulse Width Modulation Method
앞에서 설명한 최적화 방법, 혹은 어떤 다른 방법에 의해서 각 상 권선에 대한 기준 전류가 구해졌을 때, 실제 전류가 기준 전류를 잘 추종하도록 인버터의 출력 전압을 제어하는 것을 전류 제어라고 부른다. 그런데 각 상의 단상 전 브리지 전압원 인버터는 3 종류의 전압만을 출력할 수 있다. 따라서 각 상의 전압을 펄스 폭 변조하여 출력 전압을 제어하는 바, 이것을 전류 제어 펄스 폭 변조 방법이라고 부른다.When the reference current for each phase winding is obtained by the optimization method described above, or by some other method, controlling the output voltage of the inverter so that the actual current follows the reference current is called current control. However, each phase single-phase full bridge voltage source inverter can output only three types of voltages. Therefore, the output voltage is controlled by pulse width modulating the voltage of each phase, which is called a current control pulse width modulation method.
영구 자석 동기 전동기 구동을 위한 전류 제어 펄스 폭 변조 방법의 선행 기술들은 대부분 3상 Y-결선 전동기에 대한 것이다. 기본적으로 3상에서는 상 사이의 자기적 결합이 작지만, Y-결선 방식에서는 이것마저 상쇄되어 운전 시에는 나타나지 않는다. 이와 같이 상 사이의 자기적 결합이 없는 전동기에 적용되던 선형 피드백 전류 제어 펄스 폭 변조 방법이나 예측 전류 제어 펄스 폭 변조 방법을 상 사이의 자기적 결합이 매우 큰 독립 다상 영구 자석 동기 전동기에 확장 적용하면 좋은 성능을 보이지 않는다. 이러한 점들은 비특허문헌 2에도 언급이 있으며, 비특허문헌 2에서는 이를 해결하기 위한 방법으로서 히스테리시스 전류 제어 펄스 폭 변조 방법을 제시하였다. 히스테리시스 전류 제어 펄스 폭 변조 방법은 적응성 및 전류 추종 특성이 특히 우수하다는 장점을 가진 반면에 다음과 같은 단점을 가지고 있다. 이러한 단점은 대 전력 및 저 소음 특성이 필요한 응용에서 특히 문제가 된다.The prior art of the current controlled pulse width modulation method for driving permanent magnet synchronous motors is mostly for three phase Y-connected motors. Basically, the magnetic coupling between phases is small in three phases, but in the Y-connection system, this is canceled out and does not appear in operation. If the linear feedback current control pulse width modulation method or the predictive current control pulse width modulation method applied to a motor without magnetic coupling between phases is extended to an independent polyphase permanent magnet synchronous motor with a large magnetic coupling between phases, It does not show good performance. These points are also mentioned in
첫째, 다상 전 브리지 전압원 인버터의 스위칭 주파수가 매우 불규칙하다.First, the switching frequency of a polyphase full bridge voltage source inverter is very irregular.
둘째, 토크 파형에 큰 스위칭 리플이 발생한다.Second, large switching ripples occur in the torque waveform.
또 다른 선행 기술로서, 중성점 결선 다상 전동기들에 대한 벡터 제어 방법들이 알려져 있다. 이 방법들은 상 변수 모델이 아닌 동기 변환 변수 모델을 사용하는 것이 특징이다. 이 방법들은 일정한 스위칭 주파수 특성, 우수한 전류 추종 특성, 및 적응성 등의 장점을 가지고 있지만, 기본적으로 동기 변환 방법이 다상 평형 회로를 전제로 한다는 한계가 있다. 따라서 다상 불평형 회로가 되는 고장 인내 운전에서는 저조한 전류 추종 특성을 보인다.As another prior art, vector control methods are known for neutral point polyphase motors. These methods are characterized by using a synchronous transformation variable model rather than a phase variable model. These methods have the advantages of constant switching frequency characteristics, excellent current tracking characteristics, and adaptability, but basically have a limitation that the synchronous conversion method assumes a polyphase balanced circuit. Therefore, the fault-tolerant operation that results in a polyphase unbalance circuit shows poor current tracking characteristics.
(특허문헌 1) US 7312592 B2 (MASLOV et al.) 2007. 12. 25.(Patent Document 1) US 7312592 B2 (MASLOV et al.) 2007. 12. 25.
(비특허문헌 1) JAHNS, T. M. 'Improved reliability in solid-state ac drives by means of multiple independent phase-drive units', IEEE Transactions on Industry Applications. Vol. IA-16, No. 3, 1980, p 321-331.(Non-Patent Document 1) JAHNS, T. M. 'Improved reliability in solid-state ac drives by means of multiple independent phase-drive units', IEEE Transactions on Industry Applications. Vol. IA-16, No. 3, 1980, p 321-331.
(비특허문헌 2) MARTIN, J.-P. ; MEIBODY-TABAR, F. ; DAVAT, B. permanent magnet synchronous machine supplied by VSIs, working under fault conditionsIn: Industry Applications Conference, 2000. Conference Record of the 2000 IEEE, 2000, p. 1710-1717.(Non-Patent Document 2) MARTIN, J.-P. ; MEIBODY-TABAR, F.; DAVAT, B. permanent magnet synchronous machine supplied by VSIs, working under fault conditions In: Industry Applications Conference, 2000. Conference Record of the 2000 IEEE, 2000, p. 1710-1717.
독립 다상 영구 자석 동기 전동기의 장점인 대 전력, 고장 인내 운전, 및/또는 저 소음 운전이 필요한 응용을 위해서는 전류 제어 펄스 폭 변조 방법에 대해서 다음과 같은 세 가지의 성능 특성이 응용에 따라서 개별적으로 또는 전체적으로 요구된다.For applications requiring high power, fault tolerance operation, and / or low noise operation, which are advantages of independent polyphase permanent magnet synchronous motors, the following three performance characteristics for current-controlled pulse width modulation methods can be applied individually or As a whole required.
첫째, 대 전력 응용을 위한 일정한 스위칭 주파수 특성.First, constant switching frequency characteristics for high power applications.
둘째, 고장 인내 운전을 위한 우수한 전류 추종 특성.Second, excellent current tracking characteristics for fault tolerance operation.
셋째, 저 소음 운전을 위한 낮은 스위칭 토크 리플 특성. Third, low switching torque ripple for low noise operation.
본 발명의 기술적 과제는 위의 세 가지의 성능 특성을 개별적으로 또는 전체적으로 달성하는 것이다. The technical problem of the present invention is to achieve the above three performance characteristics individually or entirely.
위의 세 가지의 성능 특성을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 특징은 두 가지이다. The technical features of the present invention for achieving the above three performance characteristics are two.
첫째 기술적 특징은 낮은 스위칭 토크 리플 특성을 얻기 위한 것으로서, 다상 전 브리지 전압원 인버터의 출력 전압 펄스들의 중심 위치들을 엇갈리게 하는 것이다.The first technical feature is to achieve a low switching torque ripple characteristic, which staggers the center positions of the output voltage pulses of a multiphase full bridge voltage source inverter.
둘째 기술적 특징은 일정한 스위칭 주파수 및 우수한 전류 추종 특성을 얻기 위한 것으로서, 정상 운전 및 고장 인내 운전 각각에 대한 독립 다상 영구 자석 동기 전동기의 인덕턴스 행렬을 포함한 상 변수 모델을 이용하여 다상 전 브리지 전압원 인버터의 기준 전압을 구하는 것이다. 둘째 기술적 특징은 선형 피드백 전류 제어 펄스 폭 변조 방법 및 예측 전류 제어 펄스 폭 변조 방법으로 구체화된다.The second technical feature is to obtain a constant switching frequency and excellent current tracking characteristics. The reference of the multiphase full bridge voltage source inverter using a phase variable model including the inductance matrix of the independent multiphase permanent magnet synchronous motor for normal operation and fault tolerance operation. Find the voltage. The second technical feature is embodied in the linear feedback current control pulse width modulation method and the predictive current control pulse width modulation method.
위의 두 가지의 기술적 특징은 세 가지의 성능 특성을 얻기 위하여 개별적으로 또는 전체적으로 기여한다. 따라서 본 발명을 하나의 총괄적 발명의 개념을 형성하는 일군의 발명으로 기술하고자 한다.The above two technical features contribute individually or as a whole to achieve three performance characteristics. Therefore, the present invention will be described as a group of inventions that form one concept of a general invention.
첫째 발명First invention
선행 기술은 다상 전 브리지 전압원 인버터의 출력 전압 펄스들의 중심 위치들을 동일하게 하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. 도 3에 선행 펄스 폭 변조 방법을 반상 진행 12상 전동기에 실시한 예를 나타내었다.The prior art is characterized by including a method of equalizing the center positions of the output voltage pulses of a polyphase full bridge voltage source inverter. 3 shows an example in which the preceding pulse width modulation method is implemented in a half-phase running 12-phase motor.
본 발명은 독립 다상 영구 자석 동기 전동기를 구동하기 위한 다상 전 브리지 전압원 인버터의 전류 제어 펄스 폭 변조 방법에 있어서, 상기 독립 다상 영구 자석 동기 전동기에서 발생하는 스위칭 토크 리플이 줄어들도록 상기 다상 전 브리지 전압원 인버터의 출력 전압 펄스들의 중심 위치들을 엇갈리게 하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. In the current control pulse width modulation method of a multi-phase full bridge voltage source inverter for driving an independent multi-phase permanent magnet synchronous motor, the multi-phase full bridge voltage source inverter to reduce the switching torque ripple generated in the independent multi-phase permanent magnet synchronous motor And staggering the center positions of the output voltage pulses.
본 발명은 펄스 폭 변조 방법 및 출력 전압 펄스들의 중심 위치들을 엇갈리게 하는 방법의 종류에 따라서 여러 가지의 실시예가 가능하다. 본 명세서에서는 반송파 펄스폭 변조 방법 및 출력 전압 펄스들의 중심 위치들을 일정한 간격으로 엇갈리게 하는 방법을 대표적인 예로 들고자 한다. The present invention is possible in various embodiments depending on the pulse width modulation method and the method of staggering the center positions of the output voltage pulses. In the present specification, a carrier pulse width modulation method and a method of staggering center positions of output voltage pulses at regular intervals will be taken as a representative example.
다상 반송파들의 위상각들을 일정한 간격으로 엇갈리도록 하면 모든 상의 출력 전압 펄스들의 중심 위치들이 거의 일정한 간격으로 엇갈리게 된다. By staggering the phase angles of the polyphase carriers at regular intervals, the center positions of the output voltage pulses of all phases are staggered at substantially constant intervals.
반상 진행 방식에서는 상기 일정한 간격은 변조 주기를 상의 수로 나눈 값으로 할 수 있다. 도 4에 첫째 발명을 반상 진행 12상 전동기에 실시한 예를 나타내었다.In the reversed phase scheme, the constant interval may be a modulation period divided by the number of phases. 4 shows an example in which the first invention is implemented in a half-phase running 12-phase motor.
전상 진행 방식에서 m상과 (m+N/2)상 사이의 자기적 결합이 크지 않은 경우에는, 상기 일정한 간격은 변조 주기를 상의 수로 나눈 값으로 할 수 있다. 전상 진행 방식에서 m상과 (m+N/2)상 사이의 자기적 결합이 매우 큰 경우에는, 상기 일정한 간격은 변조 주기를 상의 수의 절반으로 나눈 값으로 할 수 있다. m상과 (m+N/2)상의 전압들을 동기화할 필요가 있기 때문이다. 도 5에 첫째 발명을 전상 진행 24상 전동기에 실시한 예를 나타내었다..When the magnetic coupling between the m phase and the (m + N / 2) phase is not large in the phase shift mode, the constant interval may be a modulation period divided by the number of phases. When the magnetic coupling between the m phase and the (m + N / 2) phase is very large in the phase shift mode, the constant interval may be obtained by dividing the modulation period by half the number of phases. This is because it is necessary to synchronize the m-phase and (m + N / 2) -phase voltages. 5 shows an example in which the first invention is implemented in a full-phase 24-phase electric motor.
m상과 (m+N/2)상 사이의 자기적 결합이 매우 큰 경우에 두 상을 동기화하지 않으면, 두 상 사이의 차동 전압이 상 사이의 자기적 결합을 통해서 매우 큰 순환 전류 리플을 발생한다. If the two phases are not synchronized when the magnetic coupling between the m and (m + N / 2) phases is very large, the differential voltage between the two phases causes a very large cyclic current ripple through the magnetic coupling between the phases. do.
고장 인내 운전의 경우에, 상기 일정한 간격을 구할 때에, 상의 수를 그대로 사용할 수도 있으며 고장인 상의 수를 뺀 수를 사용할 수 있다. 전상 진행 방식에서 m상과 (m+N/2)상 사이의 자기적 결합이 매우 큰 경우에는 m상과 (m+N/2)상의 동기를 유지한 채 간격을 조정해야 m상과 (m+N/2)상 사이의 순환전류 리플이 커지지 않는다. In the case of fault-tolerant operation, the number of phases may be used as it is, or the number obtained by subtracting the number of faulty phases may be used. If the magnetic coupling between the m and (m + N / 2) phases is very large in the phase shift mode, the intervals must be adjusted while keeping the m and (m + N / 2) phases synchronized. The circulating current ripple between + N / 2) phases does not increase.
선행 기술에 의해 모든 상의 출력 전압 펄스들의 중심 위치들을 동일하게 하면, 모든 상의 출력 전류 리플들은 변조 주기의 거의 동 위상 파형이 되며, 이 전류 리플들이 발생하는 토크 리플들은 보강 효과에 의해서 커지게 된다.By prior art making the center positions of the output voltage pulses of all phases equal, the output current ripples of all phases become almost in-phase waveforms of the modulation period, and the torque ripples in which these current ripples occur are increased by the reinforcement effect.
본 발명에 의해 모든 상의 출력 전압 펄스들의 중심 위치들을 엇갈리게 하면, 모든 상의 출력 전류 리플들은 변조 주기의 거의 다상 파형이 되며, 이 전류 리플들이 발생하는 토크 리플들은 상쇄 효과에 의해서 줄어들게 된다.By staggering the center positions of the output voltage pulses of all the phases by the present invention, the output current ripples of all the phases become almost polyphase waveforms of the modulation period, and the torque ripples generated by these current ripples are reduced by the cancellation effect.
한편, 상 사이의 자기적 결합이 큰 경우에 본 발명에 의해 모든 상의 출력 전압 펄스들의 중심 위치들을 엇갈리게 하면 상 사이의 순환 전류 리플이 다소 증가하는 부작용이 나타난다.On the other hand, when the magnetic coupling between phases is large, the present invention has a side effect of slightly increasing the circulating current ripple between phases by staggering the center positions of the output voltage pulses of all the phases.
둘째 발명Second invention
선행 기술은 선형 피드백 전류 제어 펄스 폭 변조 방법이며, 독립 다상 영구 자석 동기 전동기의 인덕턴스 행렬을 포함한 상 변수 모델의 피드포워드를 포함하지 않고 다상 전 브리지 전압원 인버터의 기준 전압을 구하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다 (특허문헌 1 참조).The prior art is a linear feedback current controlled pulse width modulation method, comprising a method of obtaining a reference voltage of a multiphase full bridge voltage source inverter without including the feedforward of a phase variable model including an inductance matrix of an independent polyphase permanent magnet synchronous motor. It is set as (refer patent document 1).
본 발명은 독립 다상 영구 자석 동기 전동기를 구동하기 위한 다상 전 브리지 전압원 인버터의 전류 제어 펄스 폭 변조 방법에 있어서, 상기 전류 제어 펄스 폭 변조 방법은 선형 피드백 전류 제어 펄스 폭 변조 방법이며, 정상 운전 및 고장 인내 운전 각각에 대한 상기 독립 다상 영구 자석 동기 전동기의 인덕턴스 행렬을 포함한 상 변수 모델의 피드포워드를 포함하여 상기 다상 전 브리지 전압원 인버터의 기준 전압을 구하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. 이것을 수식으로 나타내면 다음과 같다.The present invention is a current control pulse width modulation method of a multi-phase full bridge voltage source inverter for driving an independent polyphase permanent magnet synchronous motor, wherein the current control pulse width modulation method is a linear feedback current control pulse width modulation method, and the normal operation and failure And a method of obtaining a reference voltage of the multiphase full bridge voltage source inverter including a feedforward of a phase variable model including an inductance matrix of the independent polyphase permanent magnet synchronous motor for each endurance operation. This is expressed as a formula:
수학식 7
위 수식에서, 는 기준 전압 벡터, 은 미리 구해놓은 인덕턴스 행렬, 는 입력받은 기준 전류 벡터, R은 미리 구해놓은 등가 저항, 는 입력받은 기전력 벡터, r은 미리 정해 놓은 비례 이득, 및 는 측정한 전류 벡터이다.In the above formula, Is the reference voltage vector, Is a previously obtained inductance matrix, Is the reference current vector received, R is the equivalent resistance, Is the received electromotive force vector, r is a predetermined proportional gain, and Is the measured current vector.
위의 수식은 대표적인 예이며, 다소 변형된 수식을 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어 등가 저항을 무시하거나 릴럭턴스 토크를 반영할 수 있다. 선형 피드백은 비례-적분 보상기 등을 사용할 수도 있다. 기준 전류 도함수 벡터는 유한 시간 차분 방법을 사용하여 수치적으로 구할 수도 있으며, 아날로그 전자 회로의 미분기를 가지고 구할 수도 있다.The above formula is a representative example, and it is possible to use a somewhat modified formula. For example, you can ignore equivalent resistance or reflect reluctance torque. Linear feedback may use a proportional-integral compensator or the like. The reference current derivative vector can be found numerically using the finite time difference method, or with the derivative of an analog electronic circuit.
선형 피드백 전류 제어 펄스 폭 변조 방법은 전류 오차 신호에 대한 비례-적분 보상기 등을 통해서 전압원 인버터의 기준 전압을 구하고, 기준 전압의 펄스 폭 변조를 통해서 전류를 제어하는 방법이다. 따라서 반송파 펄스 폭 변조 방법과 같이 일정한 스위칭 주파수 특성을 갖는 펄스 폭 변조 방법을 채택함으로써 전류 제어 펄스 폭 변조 방법의 일정한 스위칭 주파수 특성을 달성할 수 있다. 그러나 선행 선형 피드백 전류 제어 펄스 폭 변조 방법을 상 사이의 자기적 결합이 큰 독립 다상 영구 자석 동기 전동기에 적용하면, 상 사이의 자기적 결합 작용에 의해서 열등한 전류 추종 특성을 보인다. 열등한 전류 추종 특성은 특히 고장 인내 운전에서 문제가 된다.The linear feedback current control pulse width modulation method is a method of obtaining a reference voltage of a voltage source inverter through a proportional-integral compensator for a current error signal, and controlling current through pulse width modulation of the reference voltage. Therefore, by adopting the pulse width modulation method having a constant switching frequency characteristics, such as the carrier pulse width modulation method, it is possible to achieve a constant switching frequency characteristics of the current control pulse width modulation method. However, when the prior linear feedback current control pulse width modulation method is applied to an independent multiphase permanent magnet synchronous motor having a large magnetic coupling between phases, the current tracking characteristics are inferior due to the magnetic coupling action between the phases. Inferior current tracking characteristics are particularly problematic in fault tolerant operation.
본 발명에 의해 정상 운전 및 고장 인내 운전 각각에 대한 독립 다상 영구 자석 동기 전동기의 인덕턴스 행렬을 포함한 상 변수 모델을 피드포워드 하면, 상 사이의 자기적 결합 작용이 보상되며, 그러면 정상 운전 및 고장 인내 운전 모두에서 우수한 전류 추종 특성을 보이게 된다.The present invention feedforwards a phase variable model including an inductance matrix of an independent polyphase permanent magnet synchronous motor for normal operation and fault tolerance operation, thereby compensating for the magnetic coupling action between the phases, and then normal operation and fault tolerance operation. All show excellent current tracking characteristics.
본 발명은 측정 전류에 포함되는 오차에 대해서는 강인한 특성을 보이는 반면에, 전동기의 상 변수 모델에 포함되는 오차에 대해서는 그렇지가 않다. 따라서 사전에 정밀한 상 변수 모델을 구할 필요가 있으며, 운전 중에도 모델의 변화를 추정하여 반영하는 방법을 부가하는 것이 유효할 수 있다.While the present invention shows robust characteristics with respect to the error included in the measured current, it does not with respect to the error included in the phase variable model of the motor. Therefore, it is necessary to obtain a precise phase variable model in advance, and it may be effective to add a method of estimating and reflecting the change in the model even during operation.
셋째 발명Third invention
선행 기술은 예측 전류 제어 펄스 폭 변조 방법이며, 독립 다상 영구 자석 동기 전동기의 인덕턴스 행렬을 포함하지 않은 상 변수 이산 시간 모델을 이용하여 다상 전 브리지 전압원 인버터의 기준 전압을 구하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.The prior art is a predictive current control pulse width modulation method, comprising a method of obtaining a reference voltage of a multiphase full bridge voltage source inverter using a phase variable discrete time model that does not include an inductance matrix of an independent polyphase permanent magnet synchronous motor. It is.
본 발명은 독립 다상 영구 자석 동기 전동기를 구동하기 위한 다상 전 브리지 전압원 인버터의 전류 제어 펄스 폭 변조 방법에 있어서, 상기 전류 제어 펄스 폭 변조 방법은 예측 전류 제어 펄스 폭 변조 방법이며, 정상 운전 및 고장 인내 운전 각각에 대한 상기 독립 다상 영구 자석 동기 전동기의 인덕턴스 행렬을 포함한 상 변수 이산 시간 모델을 이용하여 상기 다상 전 브리지 전압원 인버터의 기준 전압을 구하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. 이것을 수식으로 나타내면 다음과 같다.The present invention is a current control pulse width modulation method of a multi-phase full bridge voltage source inverter for driving an independent polyphase permanent magnet synchronous motor, wherein the current control pulse width modulation method is a predictive current control pulse width modulation method, and the normal operation and fault tolerance. And a method of obtaining a reference voltage of the multiphase full bridge voltage source inverter using a phase variable discrete time model including an inductance matrix of the independent polyphase permanent magnet synchronous motor for each operation. This is expressed as a formula:
수학식 8
위 수식에서; 은 현재 표본화 시각; 은 다음 표본화 시각; 는 표본화 주기; , , 및 는 각각 첫째, 둘째, 및 셋째 표본화 시각; 는 기준 전압 벡터; 은 미리 구해놓은 인덕턴스 행렬; 는 입력받은 기준 전류 벡터; 는 추정한 전류 벡터; R은 미리 구해놓은 등가 저항; 및 는 입력받은 기전력 벡터이다.In the above formula; Is the current sampling time; Is the next sampling time; Is the sampling cycle; , , And Are the first, second, and third sampling times, respectively; Is a reference voltage vector; Is a previously obtained inductance matrix; Is the received reference current vector; Is an estimated current vector; R is the equivalent resistance obtained in advance; And Is the received electromotive force vector.
위의 수식은 대표적인 예이며, 다소 변형된 수식을 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어 등가 저항을 무시하거나 릴럭턴스 토크를 반영할 수 있다. 데드 비트 제어기, 즉 지수 행렬을 포함한 이산 시간 모델을 사용하는 것도 가능하다.The above formula is a representative example, and it is possible to use a somewhat modified formula. For example, you can ignore equivalent resistance or reflect reluctance torque. It is also possible to use a dead bit controller, a discrete time model with an exponential matrix.
추정한 전류 벡터는 그 시각에서 측정한 전류 벡터일 수도 있다. 추정한 전류 벡터는 그 시각 근처의 시각들에서 측정한 다수의 전류 벡터들의 평균값일 수도 있다.The estimated current vector may be a current vector measured at that time. The estimated current vector may be an average value of a plurality of current vectors measured at times near that time.
표본화 주기는 펄스 폭 변조 방법의 변조 주기 또는 반송파의 주기와 같게 할 수도 있으며, 다르게 할 수도 있다. The sampling period may be the same as the modulation period or carrier period of the pulse width modulation method, or may be different.
표본화 시각들은 여러 가지의 선택이 가능하다. 예를 들어 다음의 수식들에서 선택할 수 있다.There are several choices for sampling times. For example, you can choose from the following formulas:
수학식 9
예측 전류 제어 펄스 폭 변조 방법은 전동기의 이산 시간 모델을 이용하여 전압원 인버터의 기준 전압을 구하고, 기준 전압의 펄스 폭 변조를 통해서 전류를 제어하는 방법이다. 따라서 반송파 펄스 폭 변조 방법과 같이 일정한 스위칭 주파수 특성을 갖는 펄스 폭 변조 방법을 채택함으로써 전류 제어 펄스 폭 변조 방법의 일정한 스위칭 주파수 특성을 달성할 수 있다. 그러나 인덕턴스 행렬을 포함하지 않은 선행 예측 전류 제어 펄스 폭 변조 방법을 상 사이의 자기적 결합이 큰 독립 다상 영구 자석 동기 전동기에 적용하면, 상 사이의 자기적 결합 작용에 의해서 열등한 전류 추종 특성을 보인다. 열등한 전류 추종 특성은 특히 고장 인내 운전에서 문제가 된다.The predictive current control pulse width modulation method is a method of obtaining a reference voltage of a voltage source inverter using a discrete time model of an electric motor, and controlling current through pulse width modulation of the reference voltage. Therefore, by adopting the pulse width modulation method having a constant switching frequency characteristics, such as the carrier pulse width modulation method, it is possible to achieve a constant switching frequency characteristics of the current control pulse width modulation method. However, when applying the predictive current control pulse width modulation method without the inductance matrix to an independent multiphase permanent magnet synchronous motor having a large magnetic coupling between phases, the current tracking characteristics are inferior due to the magnetic coupling action between the phases. Inferior current tracking characteristics are particularly problematic in fault tolerant operation.
본 발명에 의해 정상 운전 및 고장 인내 운전 각각에 대한 독립 다상 영구 자석 동기 전동기의 인덕턴스 행렬을 포함한 상 변수 이산 시간 모델을 이용하면, 상 사이의 자기적 결합 작용이 보상되며, 그러면 정상 운전 및 고장 인내 운전 모두에서 우수한 전류 추종 특성을 보이게 된다.By using the phase variable discrete time model including the inductance matrix of the independent polyphase permanent magnet synchronous motor for each of the normal operation and the fault tolerance operation according to the present invention, the magnetic coupling action between the phases is compensated, and then the normal operation and fault tolerance Excellent driving performance is shown in both operation.
본 발명은 둘째 발명과는 반대로, 전동기의 상 변수 모델에 포함되는 오차에 대해서는 강인한 특성을 보이는 반면에, 측정 전류에 포함되는 오차에 대해서는 그렇지가 않다. 따라서 필터 등의 수단을 통해서 측정 전류에 포함되는 오차 또는 노이즈를 줄일 필요가 있다.In contrast to the second invention, the present invention exhibits robust characteristics with respect to the error included in the phase variable model of the motor, while not the error included with the measured current. Therefore, it is necessary to reduce the error or noise included in the measured current through means such as a filter.
표본화 시각들에서, 일반적으로 가 작을수록 제어기가 기준 전류의 빠른 변화를 잘 추종하지만 민감하다. 가 클수록 덜 민감하지만 기준 전류의 빠른 변화를 추종하는 특성은 떨어진다.At sampling times, generally The smaller is, the better the controller follows the fast change in reference current, but more sensitive. The larger the value, the less sensitive it is, but the characteristic of following the fast change of the reference current is inferior.
발명들 사이의 결합Binding between inventions
첫째 발명은 일정한 스위칭 주파수 특성을 갖는 모든 펄스 폭 변조 방법들과 결합될 수 있다. 첫째 발명과 둘째 발명이 결합될 수 있으며, 첫째 발명과 셋째 발명이 결합될 수 있다.The first invention can be combined with all pulse width modulation methods with constant switching frequency characteristics. The first and second inventions can be combined, and the first and third inventions can be combined.
둘째 발명과 셋째 발명은 각각 선행 펄스 폭 변조 방법들과 결합될 수 있다.The second and third inventions can be combined with the preceding pulse width modulation methods, respectively.
첫째 발명이 전류 제어가 아닌 직접 토크 제어나 스칼라 제어 등과도 결합될 수 있는 것은 자명하다. 이러한 결합은 특허청구범위에 기술하지 않더라도 균등물로 인정해 주실 것을 청한다.It is obvious that the first invention can be combined with direct torque control, scalar control, etc., rather than current control. Such combinations, even if not stated in the appended claims, are to be regarded as equivalent.
둘째 발명과 셋째 발명이 중성점 결선 등 다른 회로 방식에도 적용될 수 있는 것은 자명하다. 이러한 적용은 특허청구범위에 기술하지 않더라도 균등물로 인정해 주실 것을 청한다.It is obvious that the second and third inventions can be applied to other circuit methods such as neutral point wiring. Such application, even if not stated in the appended claims, is to be regarded as an equivalent.
시뮬레이션 프로그램Simulation program
본 발명을 더욱 명확하게 공개하기 위하여 컴퓨터 프로그램 언어인 매트랩(Matlab)을 사용한 기본적인 시뮬레이션 프로그램을 제시하고자 한다. 제시하는 프로그램은 일반적인 반상 진행 방식의 전동기에 대한 것이다. 첫째 발명과 선행 펄스 폭 변조 방법, 및 둘째 발명과 셋째 발명의 결합을 선택적으로 적용할 수 있다.In order to more clearly disclose the present invention, a basic simulation program using Matlab, a computer programming language, is proposed. The program presented is for a typical half-phase motor. The combination of the first invention and the preceding pulse width modulation method, and the second and third inventions can optionally be applied.
시뮬레이션에서 실제 전동기의 가상 모델은 다음의 수식을 사용하였다. 회전자의 각속도의 변화는 전류 제어 펄스 폭 변조 방법의 성능과는 거의 관계가 없기 때문에, 일정한 수로 두었다.In the simulation, the virtual model of the actual motor used the following equation. Since the change in the angular velocity of the rotor is hardly related to the performance of the current control pulse width modulation method, it is kept constant.
수학식 10
시뮬레이션 프로그램에서, 인덕턴스 행렬은 상 사이의 자기적 결합이 큰 전동기를 모의한 것이며, 코일 변 자속 분포는 사다리꼴파 모양을 갖는 전동기를 모의한 것이다. In the simulation program, the inductance matrix simulates a motor with a large magnetic coupling between the phases, and the coil flux distribution simulates a motor with a trapezoidal wave shape.
다음은 매트랩 언어로 작성된 프로그램 리스트이다.The following is a list of programs written in Matlab language.
function mainfunction main
clear all; clc; close allclear all; clc; close all
No=12; N=12; Ks=N*50; fs=4.5e3; Ts=1/fs; dt=Ts/Ks;No = 12; N = 12; Ks = N * 50; fs = 4.5e3; Ts = 1 / fs; dt = Ts / Ks;
t1=0; t2=1/45; NK=round((t2-t1)/dt);t1 = 0; t2 = 1/45; NK = round ((t 2 -t 1) / dt);
Vdc=600; f=10; w=2*pi*f; Tmax=17e3; Tr=Tmax*1; Vdc = 600; f = 10; w = 2 * pi * f; Tmax = 17e3; Tr = Tmax * 1;
i=zeros(N,NK); v=zeros(N,NK); e=zeros(N,NK); ir=zeros(N,NK); i = zeros (N, NK); v = zeros (N, NK); e = zeros (N, NK); ir = zeros (N, NK);
T=zeros(1,NK); vr=zeros(N,NK); t=t1;T = zeros (1, NK); vr = zeros (N, NK); t = t1;
vc=zeros(N,NK); r=0.1; is=zeros(N,1);vc = zeros (N, NK); r = 0.1; is = zeros (N, 1);
Ls=200e-6; Lg=0.1*Ls; R=0.02; Ls = 200e-6; Lg = 0.1 * Ls; R = 0.02;
for k=1:2*No; thk=(k-1)/No*pi; for k = 1: 2 * No; thk = (k−1) / No * pi;
a=0.05; q=4; b=1/pi-a/(q+1)*(pi/2)^q;a = 0.05; q = 4; b = 1 / pi-a / (q + 1) * (pi / 2) ^ q;
if thk<pi c(k,1)=b*pi-2*b*thk-2*a/(q+1)*(thk-pi/2)^(q+1);if thk <pi c (k, 1) = b * pi-2 * b * thk-2 * a / (q + 1) * (thk-pi / 2) ^ (q + 1);
else c(k,1)=-3*b*pi+2*b*thk+2*a/(q+1)*(thk-3*pi/2)^(q+1); end; endelse c (k, 1) =-3 * b * pi + 2 * b * thk + 2 * a / (q + 1) * (thk-3 * pi / 2) ^ (q + 1); end; end
for m=1:N; for k=1:N; L(m,k)=Ls*c(mod(k-m,2*No)+1); end; endfor m = 1: N; for k = 1: N; L (m, k) = Ls * c (mod (k-m, 2 * No) +1); end; end
L2=L+Lg*eye(N,N); L2inv=inv(L2);
for Loop=1:1for Loop = 1: 1
i(:,1)=i(:,NK); v(:,1)=v(:,NK); vr(:,1)=vr(:,NK);i (:, 1) = i (:, NK); v (:, 1) = v (:, NK); vr (:, 1) = vr (:, NK);
for K=1:NK; t=t+dt; th=w*t; for K = 1: NK; t = t + dt; th = w * t;
e(:,K)=w*PsiH(th,No,N); e (:, K) = w * PsiH (th, No, N);
e(:,K+Ks/2)=w*PsiH(th+w*Ts/2,No,N); e (:, K + Ks / 2) = w * PsiH (th + w * Ts / 2, No, N);
ir(:,K)=Tref(t,Tr)*AlpH(th,No,N); ir (:, K) = Tref (t, Tr) * AlpH (th, No, N);
ir(:,K+1)=Tref(t+dt,Tr)*AlpH(th+w*dt,No,N); ir (:, K + 1) = Tref (t + dt, Tr) * AlpH (th + w * dt, No, N);
ir(:,K+Ks)=Tref(t+Ts,Tr)*AlpH(th+w*Ts,No,N); ir (:, K + Ks) = Tref (t + Ts, Tr) * AlpH (th + w * Ts, No, N);
ir(:,K+Ks/2)=Tref(t+Ts/2,Tr)*AlpH(th+w*Ts/2,No,N); ir (:, K + Ks / 2) = Tref (t + Ts / 2, Tr) * AlpH (th + w * Ts / 2, No, N);
%%% 둘째 발명%%% Second Invention
vr(:,K+1)=L2*(ir(:,K+1)-ir(:,K))/dt+R*ir(:,K)+e(:,K)+r*(ir(:,K)-i(:,K));vr (:, K + 1) = L2 * (ir (:, K + 1) -ir (:, K)) / dt + R * ir (:, K) + e (:, K) + r * ( ir (:, K) -i (:, K));
%%% 셋째 발명%%% Third Invention
% Ns=10; if mod(K,Ks/Ns)==1 is=is+i(:,K); end% Ns = 10; if mod (K, Ks / Ns) == 1 is = is + i (:, K); end
% vr(:,K+1)=vr(:,K);% vr (:, K + 1) = vr (:, K);
% if mod(K,Ks)==1% if mod (K, Ks) == 1
% is=is/Ns;% is = is / Ns;
% vr(:,K+1)=L2*(ir(:,K+Ks/2)-is)/Ts+R*ir(:,K+Ks/2)+e(:,K+Ks/2); % vr (:, K + 1) = L2 * (ir (:, K + Ks / 2) -is) / Ts + R * ir (:, K + Ks / 2) + e (:, K + Ks / 2);
% is=zeros(N,1); end% is = zeros (N, 1); end
for m=1:Nfor m = 1: N
vc(m,K)=Vdc*(abs(2-2*mod(K-(m-1)/N*Ks,2*Ks)/Ks)-1); %%% 첫째 발명vc (m, K) = Vdc * (abs (2-2 * mod (K− (m−1) / N * Ks, 2 * Ks) / Ks) -1); %%% First Invention
% vc(m,K)=Vdc*(abs(2-2*mod(K,2*Ks)/Ks)-1); %%% 선행 펄스 폭 변조 방법% vc (m, K) = Vdc * (abs (2-2 * mod (K, 2 * Ks) / Ks) -1); %%% Leading Pulse Width Modulation Method
if vr(m,K+1)> vc(m,K) vp=Vdc/2; else vp=-Vdc/2; endif vr (m, K + 1)> vc (m, K) vp = Vdc / 2; else vp = -Vdc / 2; end
if -vr(m,K+1)> vc(m,K) vn=Vdc/2; else vn=-Vdc/2; endif -vr (m, K + 1)> vc (m, K) vn = Vdc / 2; else vn = -Vdc / 2; end
v(m,K+1)=vp-vn; endv (m, K + 1) = vp-vn; end
i(:,K+1)=i(:,K)+L2inv*(v(:,K+1)-e(:,K)-R*i(:,K))*dt;i (:, K + 1) = i (:, K) + L2inv * (v (:, K + 1) -e (:, K) -R * i (:, K)) * dt;
T(K)=e(:,K)'*i(:,K)/w; end;T (K) = e (:, K) '* i (:, K) / w; end;
endend
for m=[1:1]for m = [1: 1]
figure; hold on; grid on; axis([1 NK -1000 1000]); figure; hold on; grid on; axis ([1 NK-1000 1000]);
plot(ir(m,:),'r'); plot(i(m,:),'b'); endplot (ir (m, :), 'r'); plot (i (m, :), 'b'); end
for m=[1:1]for m = [1: 1]
figure; hold on; grid on; axis([1 NK -1000 1000]); figure; hold on; grid on; axis ([1 NK-1000 1000]);
plot(e(m,:),'k'); plot(vr(m,:),'r'); plot(v(m,:),'b'); endplot (e (m, :), 'k'); plot (vr (m, :), 'r'); plot (v (m, :), 'b'); end
figure; hold on; grid on; axis([1 NK 0 30]);figure; hold on; grid on; axis ([1
plot(T/1000,'b');plot (T / 1000, 'b');
figure; hold on; grid on; axis([0*Ks 2*Ks 0 39])figure; hold on; grid on; axis ([0
for m=1:N; plot(v(m,:)/Vdc+39-3*m,'b'); endfor m = 1: N; plot (v (m,:) / Vdc + 39-3 * m, 'b'); end
function y=PsiH(th1,No,N)function y = PsiH (th1, No, N)
n=2; Vmax=400; wmax=2*pi*45;n = 2; Vmax = 400; wmax = 2 * pi * 45;
for m=1:Nfor m = 1: N
th=mod(th1-(m-1)/No*pi,2*pi);th = mod (th1- (m−1) / No * pi, 2 * pi);
x=2*sin(th); x = 2 * sin (th);
a=1; b=0.005; c=1.5; d=0.15; e=15; f=6;a = 1; b = 0.005; c = 1.5; d = 0.15; e = 15; f = 6;
y(m,1)=(sqrt((x+a)^2+b)-sqrt((x-a)^2+b))/(2*a)-(c*x)/((c*x)^f+d)/e;y (m, 1) = (sqrt ((x + a) ^ 2 + b) -sqrt ((xa) ^ 2 + b)) / (2 * a)-(c * x) / ((c * x ) ^ f + d) / e;
y(m,1)=y(m,1)*n*Vmax/wmax; endy (m, 1) = y (m, 1) * n * Vmax / wmax; end
function y=AlpH(th,No,N)function y = AlpH (th, No, N)
y=PsiH(th,No,N)/norm(PsiH(th,No,N))^2;y = PsiH (th, No, N) / norm (PsiH (th, No, N)) ^ 2;
function y=Tref(t,Tr)function y = Tref (t, Tr)
y=Tr; if t<1/90 y=Tr/(1/90)*t; endy = Tr; if t <1/90 y = Tr / (1/90) * t; end
프로그램에서, No는 원래 상의 수, N은 고장 이후의 상의 수, Ks는 변조 주기의 이산 시간 값, fs는 스위칭 주파수, Ts는 스위칭 주파수의 이산 시간 값, dt는 유한 시간 차분, t1은 시뮬레이션 시작 시각, t2는 끝 시각, NK는 시작과 끝 사이의 시간을 나눈 개수, Vdc는 직류 전압, f는 회전자의 주파수, w는 회전자의 각속도, Tmax는 최대 토크, Tr은 기준 토크, i는 전류 벡터, v는 출력 전압 벡터, e는 기전력 벡터, T는 토크, vr은 기준 전압 벡터, t는 현재 시각, vc는 반송파 전압 벡터, r은 비례 이득, Ls는 각 상 공통의 자기 인덕턴스, Lg는 각 상 공통의 누설 인덕턴스, R은 각 상 공통의 등가 저항, thk는 k번째 상의 위상각, L2는 인덕턴스 행렬 모델, L2inv는 인덕턴스 행렬 모델의 역행렬, Loop는 시뮬레이션 시간을 늘리는 회수, th는 회전자의 각도, PsiH는 코일 변 자속 분포 벡터를 구하는 함수, AlpH는 전류 모양 벡터를 구하는 함수이다.In the program, No is the number of original phases, N is the number of phases after failure, Ks is the discrete time value of the modulation period, fs is the switching frequency, Ts is the discrete time value of the switching frequency, dt is the finite time difference, t1 starts the simulation. Time, t2 is the end time, NK is the number of times between start and end, Vdc is the DC voltage, f is the frequency of the rotor, w is the angular velocity of the rotor, Tmax is the maximum torque, Tr is the reference torque, and i is Current vector, v is output voltage vector, e is electromotive force vector, T is torque, vr is reference voltage vector, t is current time, vc is carrier voltage vector, r is proportional gain, Ls is common magnetic inductance for each phase, Lg Is the leakage inductance common to each phase, R is the equivalent resistance common to each phase, thk is the phase angle of the kth phase, L2 is the inductance matrix model, L2inv is the inverse of the inductance matrix model, Loop is the number of times to increase the simulation time, and th is The angle of electron, PsiH, is the coil variation flux distribution beck AlpH is the function to find the rotor, AlpH is the function to find the current shape vector
시뮬레이션 결과Simulation result
도 6은 선행 히스테리시스 펄스 폭 변조 방법에 대한 반상 진행 12상 시뮬레이션 결과 예이다. 우수한 전류 추종 특성을 보이지만, 스위칭 주파수가 매우 불규칙하며, 토크 파형에 큰 스위칭 리플이 발생한다.6 is an example of a half-phase progression 12-phase simulation result for the prior hysteresis pulse width modulation method. It shows good current tracking characteristics, but the switching frequency is very irregular and large switching ripples occur in the torque waveform.
도 7은 둘째 발명과 선행 펄스 폭 변조 방법의 결합에 대한 반상 진행 12상 시뮬레이션 결과 예이다. 우수한 전류 추종 특성과 일정한 스위칭 주파수 특성을 보이지만, 스위칭 토크 리플은 크다.7 is an example of a half-phase progression 12-phase simulation result of the combination of the second invention and the preceding pulse width modulation method. Good current tracking and constant switching frequency, but high switching torque ripple.
도 8은 둘째 발명과 첫째 발명의 결합에 대한 반상 진행 12상 시뮬레이션 결과 예이다. 우수한 전류 추종 특성, 일정한 스위칭 주파수 특성, 및 낮은 스위칭 토크 리플 특성을 모두 보이지만, 전류 파형에 리플이 다소 증가한다.8 is an example of a
도 9는 셋째 발명과 첫째 발명의 결합에 대한 반상 진행 12상 시뮬레이션 결과 예이다. 둘째 발명과 첫째 발명의 결합에 대한 도 8의 결과와 거의 같은 특성을 보인다.9 is an example of a
도 10은 셋째 발명과 첫째 발명의 결합에 대한 반상 진행 12상 고장 인내 운전 시뮬레이션 결과 예이다. 11번째 상과 12번째 상이 고장인 경우를 가상한 것이다. 고장 인내 운전에서도 우수한 전류 추종 특성, 일정한 스위칭 주파수 특성, 및 낮은 스위칭 토크 리플 특성을 모두 보인다.Fig. 10 is an example of simulation results of a reversed-phase progression 12-phase fault tolerance operation for the combination of the third invention and the first invention. The case where the 11th and 12th phases are faulty is simulated. Even in fault tolerance operation, it shows excellent current tracking characteristics, constant switching frequency characteristics, and low switching torque ripple characteristics.
도 11은 셋째 발명과 선행 펄스 폭 변조 방법의 결합에 대한 전상 진행 24상 시뮬레이션 결과 예이다. 우수한 전류 추종 특성과 일정한 스위칭 주파수 특성을 보이지만, 스위칭 토크 리플은 크다.11 is an example of a phase shift 24-phase simulation result of the combination of the third invention and the preceding pulse width modulation method. Good current tracking and constant switching frequency, but high switching torque ripple.
도 12는 셋째 발명과 첫째 발명의 결합에 대한 전상 진행 24상 시뮬레이션 결과 예이다. 우수한 전류 추종 특성, 일정한 스위칭 주파수 특성, 및 낮은 스위칭 토크 리플 특성을 모두 보이지만, 전류 파형에 리플이 다소 증가한다.12 is an example of a phase shift 24-phase simulation result of the combination of the third invention and the first invention. Although excellent current tracking characteristics, constant switching frequency characteristics, and low switching torque ripple characteristics are all exhibited, the ripple increases slightly in the current waveform.
이상에서 기술한 것과 같이, 본 발명은 두 가지의 기술적 특징에 의해서 다음의 세 가지의 성능 특성을 개별적으로 또는 전체적으로 달성한다. As described above, the present invention achieves the following three performance characteristics individually or entirely by two technical features.
첫째, 대 전력 응용을 위한 일정한 스위칭 주파수 특성.First, constant switching frequency characteristics for high power applications.
둘째, 고장 인내 운전을 위한 우수한 전류 추종 특성.Second, excellent current tracking characteristics for fault tolerance operation.
셋째, 저 소음 운전을 위한 낮은 스위칭 토크 리플 특성. Third, low switching torque ripple for low noise operation.
도 1은 반상 진행 12상 전동기를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing a half-phase running 12-phase motor.
도 2는 전상 진행 24상 전동기를 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view showing a full-phase 24-phase electric motor.
도 3은 선행 펄스 폭 변조 방법을 반상 진행 12상 전동기에 실시한 예.3 shows an example in which the preceding pulse width modulation method is performed on a half-phase running 12-phase motor.
도 4는 첫째 발명을 반상 진행 12상 전동기에 실시한 예.Figure 4 is an example in which the first invention is carried out in a half-phase progress 12-phase electric motor.
도 5는 첫째 발명을 전상 진행 24상 전동기에 실시한 예.5 is an example in which the first invention is implemented in a full-phase 24-phase electric motor.
도 6은 선행 히스테리시스 펄스 폭 변조 방법에 대한 반상 진행 12상 시뮬레이션 결과 예.6 is an example of a half-phase progression 12-phase simulation result for the prior hysteresis pulse width modulation method.
도 7은 둘째 발명과 선행 펄스 폭 변조 방법의 결합에 대한 반상 진행 12상 시뮬레이션 결과 예.7 is an example of a reversed phase 12-phase simulation result of the combination of the second invention and the preceding pulse width modulation method.
도 8은 둘째 발명과 첫째 발명의 결합에 대한 반상 진행 12상 시뮬레이션 결과 예.8 is an example of
도 9는 셋째 발명과 첫째 발명의 결합에 대한 반상 진행 12상 시뮬레이션 결과 예.Figure 9 is an example of the
도 10은 셋째 발명과 첫째 발명의 결합에 대한 반상 진행 12상 고장 인내 운전 시뮬레이션 결과 예 (11번째 상과 12번째 상이 고장인 경우임).Figure 10 is an example of a half-phase progress 12-phase fault endurance operation simulation results of the combination of the third invention and the first invention (when the 11th phase and the 12th phase is a failure).
도 11은 셋째 발명과 선행 펄스 폭 변조 방법의 결합에 대한 전상 진행 24상 시뮬레이션 결과 예.11 is an example of a phase shift 24-phase simulation result of the combination of the third invention and the preceding pulse width modulation method.
도 12는 셋째 발명과 첫째 발명의 결합에 대한 전상 진행 24상 시뮬레이션 결과 예.12 is an example of a phase shift 24-phase simulation result of the combination of the third invention and the first invention.
발명의 실시를 위한 최선의 형태는 요구되는 성능 특성 및 상황에 따라서 달라진다.The best mode for carrying out the invention depends on the required performance characteristics and circumstances.
낮은 스위칭 토크 리플 특성이 요구되며 정확한 상 변수 모델이 가능한 경우에는 첫째 발명과 둘째 발명의 결합이 최선의 실시 형태일 수 있다.Where low switching torque ripple characteristics are required and an accurate phase variable model is possible, the combination of the first and second inventions may be the best embodiment.
낮은 스위칭 토크 리플 특성이 요구되며 정확한 상 변수 모델이 어려운 경우에는 첫째 발명과 셋째 발명의 결합이 최선의 실시 형태일 수 있다.Where low switching torque ripple characteristics are required and accurate phase variable models are difficult, the combination of the first and third inventions may be the best embodiment.
낮은 스위칭 전류 리플 특성이 요구되며 정확한 상 변수 모델이 가능한 경우에는 선행 펄스 폭 변조 방법과 둘째 발명의 결합이 최선의 실시 형태일 수 있다.If low switching current ripple is required and an accurate phase variable model is possible, the combination of the preceding pulse width modulation method and the second invention may be the best embodiment.
낮은 스위칭 전류 리플 특성이 요구되며 정확한 상 변수 모델이 어려운 경우에는 선행 펄스 폭 변조 방법과 셋째 발명의 결합이 최선의 실시 형태일 수 있다.If low switching current ripple characteristics are required and accurate phase variable models are difficult, the combination of the preceding pulse width modulation method and the third invention may be the best embodiment.
Claims (3)
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