KR20130020081A - Ｐｍｓｍ의 초기 회전자 추정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PMSM의 초기 회전자 추정 방법 및 장치에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 벡터 제어 방식을 지원하는 SVPWM(Space Vector Power Width Modulation)이 제공하는 중심각을 동일한 각으로 구분하며 중심각으로부터 바깥쪽 방향으로 배치되는 6개의 벡터들 중 4개의 벡터에 전원 인가에 따른 전류 정보를 수집하는 단계, 수집된 전류 정보들에서 서로 상반된 방향을 가지는 벡터들의 전류 정보 비교를 수행하여 회전자의 위치가 일정한 반쪽면에 위치하는지 확인하는 단계, 상반된 방향을 가지는 벡터들 중 보다 큰 전류 정보를 가지는 벡터와 나머지 두 개의 벡터에 대응하는 전류 정보들을 상호 비교하여 회전자의 위치를 추정하는 추정 단계를 포함하는 초기 회전자 위치 추정 방법의 구성을 개시한다.

Description

ＰＭＳＭ의 초기 회전자 추정 방법 및 장치{Estimation Method And Apparatus for initial rotor of Permanent Magnet Synchronous Motor}

본 발명은 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PMSM(permanent magnet synchronous motor)의 초기 회전자의 위치를 보다 단순한 방법으로 보다 정밀하게 추정할 수 있도록 지원하는 PMSM의 초기 회전자 추정 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 PMSM 벡터 제어 드라이브는 고성능 및 고효율을 필요로 하는 가전용, 산업용 등 다양한 분야에서 널리 이용되고 있다. 고성능 벡터 제어 드라이브는 높은 분해능의 위치정보를 필요로 한다. 일반적으로 이런 위치정보는 고 해상도를 갖는 엔코더나 레졸버 등으로부터 쉽게 얻을 수 있으나 이러한 센서들은 전동기 회전자 축에 설치됨에 따라 모터의 부피를 증가시킬 뿐만 아니라 센서 자체의 가격이 비싸다는 단점이 있다. 그 결과 최근에는 센서 없이 제어할 수 있는 센서리스 제어기법에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며 크게 역기전력과 회전자 자속 정보에 기반을 두는 방법 및 회전자의 돌극성을 이용하는 방법 등으로 구분할 수 있다.

센서리스 제어 기법은 회전자가 회전하면서 발생하는 전압을 모터제어기에서 간접적으로 추정하는 것으로, 속도가 높은 경우에 그 정확도가 높다. 속도가 낮은 경우에는 추정이 부정확 하며 속도가 0인 경우에는 추정이 불가능하다. 따라서 모터제어기에 전원이 인가되고 모터제어가 시작될 때는 회전자 자석(자속)의 위치를 추정하지 못하는 상황이 된다.

한편 보통의 3상 인버터는 6개의 스위치를 가진다. 같은 ARM의 스위치는 한꺼번에 켜지지 못하도록 설계되고, 스위치 3개(U, V, W)가 한꺼번에 켜지거나 스위치(

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) 3개가 한꺼번에 켜지는 경우에는 방향성이 없어 크기가 0인 원점과 동일하다. 따라서 총 6개의 스위치들 ON/OFF에 의한 벡터 제어 방법에서는 6개의 벡터가 표현될 수 있다. 이러한 여섯 개의 벡터 즉 V1~V6이 인버터 스위치 패턴에 의해서 발생할 수 있는 제어 방식에 따른 것이 SVPWM 벡터이다.

종래 방식에서는 초기 회전자 속도가 0인 경우 이 6개의 전압벡터(V1,V2,V3,V4,V5,V6)를 각각 일정한 시간 간격으로 발생시켜 코일에 전류를 인가하였다. 이에 따라 인가된 전류는 자속을 발생시킨다. 이 6개의 전압벡터에 의한 발생자속이 영구 자석과 같은 방향으로 자속을 발생시킬 경우 영구자석의 자속이 더해져서 모터 코어를 포화시키게 되며, 모터의 인덕턴스를 떨어뜨리게 된다. 결과적으로 전압벡터에 대해서는 다른 방향의 같은 전압 벡터에 대비해서 높은 전류가 발생한다. 이러한 높은 전류를 발생시키는 방향을 찾아서 영구자석 즉 회전자의 위치를 에러율 30도 이내로 찾아내는 것이 종래 방법이었다. 그리고 30도 이내의 에러율로 회전자의 위치를 찾게 되면 종래 방법에 따라 센서리스 제어를 이용하여 모터 구동을 시작할 수 있다.

그런데 종래 방식은 6개의 전압 벡터에 전류를 모두 인가 한 후 서로 비교 하게 되므로 시간이 많이 걸리는 문제점이 있었다. 또한 종래 방식은 전류를 인가한 전압 벡터가 전체 전압 벡터에 해당하기 때문에 인가된 전류에 의해서 토크가 발생하여 회전자가 회전할 가능성이 있어 추정하는 동안 초기 회전자의 위치가 변경될 수 있는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 초기 회전자 위치 추정으로 인한 회전자 회전을 억제하고 보다 간소화된 처리방식에 따라 회전자의 위치를 추정할 수 있도록 지원하는 PMSM의 초기 회전자 위치 추정 방법 및 장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명의 목적은 초기 회전자 위치를 30° 범위 내에서 추정 가능하도록 하여 센서리스 기반의 모터 구동이 가능하도록 지원하는 PMSM의 초기 회전자 위치 추정 방법 및 장치를 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 목적은 이론적 접근이 쉬우며 구성이 간단하여 제품의 소형화를 가능하게 하며 가격 경쟁력을 제공할 수 있는 PMSM의 초기 회전자 위치 추정 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 PMSM의 초기 회전자 위치 추정 방법은 벡터 제어 방식을 지원하는 SVPWM(Space Vector Power Width Modulation)이 제공하는 중심각을 동일한 각으로 구분하며 중심각으로부터 바깥쪽 방향으로 배치되는 6개의 벡터들 중 4개의 벡터에 전원 인가에 따른 전류 정보를 수집하는 단계, 수집된 전류 정보들에서 서로 상반된 방향을 가지는 벡터들의 전류 정보 비교를 수행하여 회전자의 위치가 일정한 반쪽면에 위치하는지 확인하는 단계, 상반된 방향을 가지는 벡터들 중 보다 큰 전류 정보를 가지는 벡터와 나머지 두 개의 벡터에 대응하는 전류 정보들을 상호 비교하여 회전자의 위치를 추정하는 추정 단계를 포함하는 구성을 개시한다.

상기 추정 단계는 상기 회전자의 위치를 30도 범위 이내로 추정하는 단계가 될 수 있다.

또한 본 발명은, 벡터 제어 방식을 지원하는 SVPWM(Space Vector Power Width Modulation)이 제공하며 중심각을 동일한 각으로 구분하며 중심각으로부터 바깥쪽 방향으로 배치되는 6개의 벡터들 중 서로 상반된 방향을 가지는 두 개의 벡터들의 전원 인가에 따른 전류 정보를 수집하는 단계, 상기 벡터들 중 보다 큰 전류 정보를 가진 벡터의 반대 방향에 위치한 나머지 두 개의 벡터들의 전원 인가에 따른 전류 정보를 수집하는 단계, 상기 벡터들의 전류 정보들의 크기 순서를 기반으로 회전자의 초기 위치를 추정하는 단계를 포함하는 초기 회전자 위치 추정 방법의 구성을 개시한다.

여기서 상기 방법은 회전자의 N극이 위치하는 영역에 따라 4개의 전압 벡터들이 가지는 고유한 전류 정보 관계를 정의하는 테이블 정보를 마련하는 단계를 더 포함하고, 상기 초기 위치를 추정하는 단계는 현재 수집된 벡터들의 전류 정보 크기 관계에 대응하는 정보를 테이블 정보와 비교하여 회전자의 위치를 추정하는 단계가 될 수 있다.

또한 본 발명은 중심각을 동일한 각으로 구분하며 중심각으로부터 바깥쪽 방향으로 배치되는 6개의 벡터들에 의한 벡터 제어를 지원하는 SVPWM(Space Vector Power Width Modulation), 상기 SVPWM이 전달하는 정보를 기반으로 PMSM(permanent magnet synchronous motor) 구동을 위한 신호를 제공하는 인버터, 상기 인버터가 공급하는 신호에 따라 구동하는 PMSM, 상기 SVPWM이 제공하는 6개의 벡터들 중 서로 상반된 방향을 가지는 두 개의 벡터들의 전원 인가에 따른 전류 정보와, 상기 벡터들 중 보다 큰 전류 정보를 가진 벡터의 반대 방향에 위치한 나머지 두 개의 벡터들의 전원 인가에 따른 전류 정보를 수집하고, 상기 벡터들의 전류 정보들의 크기순서와 사전 정의된 회전자의 위치에 따른 4개의 벡터들의 전류 정보 크기 순서들을 포함한 테이블 정보를 비교하여 회전자의 초기 위치를 추정하고 추정 위치에 따른 초기 모터 동작을 수행하는 초기 회전자 위치 추정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 회전자 위치 추정 장치의 구성을 개시한다.

또한 본 발명은 중심각을 동일한 각으로 구분하며 중심각으로부터 바깥쪽 방향으로 배치되는 6개의 벡터들에 의한 벡터 제어를 지원하는 SVPWM(Space Vector Power Width Modulation), 상기 SVPWM이 전달하는 정보를 기반으로 PMSM(permanent magnet synchronous motor) 구동을 위한 신호를 제공하는 인버터, 상기 인버터가 공급하는 신호에 따라 구동하는 PMSM, 상기 6개의 벡터들 중 4개의 벡터에 전원 인가에 따른 전류 정보를 수집하고, 수집된 전류 정보들에서 서로 상반된 방향을 가지는 벡터들의 전류 정보 비교를 수행하여 회전자의 위치가 일정한 반쪽면에 위치하는지 확인하고, 상반된 방향을 가지는 벡터들 중 보다 큰 전류 정보를 가지는 벡터와 나머지 두 개의 벡터에 대응하는 전류 정보들을 상호 비교하여 회전자의 위치를 추정하는 추정하고 초기 회전자 위치에 따른 초기 모터 동작 제어를 수행하는 초기 회전자 위치 추정 장치를 포함하는 초기 회전자 위치 추정 장치의 구성을 개시한다.

본 발명의 실시 예에 따른 PMSM의 초기 회전자 위치 추정 방법 및 장치에 따르면, 본 발명은 보다 간단한 프로세스를 거쳐 회전자의 위치를 추정할 수 있으며, 알고리즘 구현이 보다 간소화되며, 인버터에서 모터로 인가하는 SVPWM 벡터를 최소화하여 구동 회로의 내구성을 향상시키고 손실을 최소화하도록 지원한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 PMSM 구동 회로 중 인버터와 모터를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 SVPWM 벡터 제어 설명을 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 초기 회전자 위치 추정 방법을 설명하기 위한 벡터 제어 도면.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 초기 회전자 위치 추정 방법을 설명하기 위한 벡터 제어 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 PMSM 구동 회로를 개략적으로 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 PMSM 구동 회로를 보다 상세히 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 초기 회전자 위치 추정 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 초기 회전자 위치 추정 방법을 설명하기 위한 순서도.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 PMSM에 적용되는 인버터와 모터 구조를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 벡터 제어를 설명하기 위한 도면이다. 여기서 본 발명의 PMSM은 특히 IPMSM(Interior PMSM)이 될 수 있다.

상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 인버터(10)는 도시된 바와 같이 3상으로 구성될 수 있다. 인버터(10)에는 모터(20)가 연결될 수 있으며, 모터(20)는 고정자(21)와 회전자(23)로 구성될 수 있다. 도면에서는 영구자석으로 구성되며 N극과 S극으로 구분된 회전자(23)를 나타내었다. 모터(20)의 영구자석으로 구성된 회전자(23)는 N극과 나란한 방향의 d축과, d축에 수직으로 구분되는 q축의 이론적인 축으로 구분될 수 있다. 고정자(21)는 회전자(23)를 감싸도록 배치될 수 있으며 회전자(23) 회전을 위하여 3상의 전원 라인들(u, v, w)이 접속될 수 있다. 상기 전원 라인들(u, v, w)은 인버터(10) 제어에 따라 일정 주기로 고정자(21)의 일정 부분의 코일들에 전원을 공급하며, 전원 공급에 따라 회전자(23)를 회전시키게 된다.

고정자(21)에 접속되는 전원 라인들(u, v, w)은 각각 일정 각도 예를 들면 120도로 서로 이격된 위치에서 고정자(21)에 배치될 수 있다. 실질적으로 고정자(21)가 일정 개수의 섹터로 구성되고 각 섹터들이 120도로 서로 이격된 위치로 배치되며, 각 섹터들은 코일로 구성되어 전원 라인들(u, v, w)이 접속된다. 도 1을 기준으로 u 전원 라인을 α축으로 정의하고, α축에 수직인 축을 β축으로 정의한다.

한편 상술한 바와 같이 본 발명의 3상 인버터(10)는 6개의 스위치를 가진다. 즉 위에 배치된 U, V, W 스위치와 아래에 배치된

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스위치이다. 상기 6개의 스위치들은 제어에 따라 일정 주기에 턴-온 및 턴-오프 된다. 특히 같은 ARM에 배치된 스위치들은 서로 다른 주기 동안 턴-온 및 턴-오프 되도록 설계된다. 위에 배치된 U, V, W 스위치가 동시 턴-온되거나 아래에 배치된

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스위치가 동시 턴-온되는 경우를 제외하고 3상 인버터(10)의 6개의 스위치들 턴-온 및 턴-오프 동작에 의하여 6개의 전압 벡터가 형성될 수 있다. 이러한 6개의 전압 벡터를 도 2에 나타내었다.

도 2를 참조하면, 스위치 3개(U, V, W)가 한꺼번에 켜지거나 스위치(

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) 3개가 한꺼번에 켜지는 경우에는 방향성이 없어 전압 벡터에서 크기가 0인 원점에 대응할 수 있다. 그리고 각 스위치들의 턴-온 및 턴-오프에 대응하여 서로 일정 간격을 가지며 배치되는 전압 벡터 V1~V6이 인버터 스위치 패턴에 의해서 발생할 수 있다. 이러한 제어 방식에 따른 것이 SVPWM(Space Vector Power Width Modulation) 벡터이다. 본 발명의 SVPWM 벡터 제어는 초기 회전자의 위치 추정을 위하여 4개의 전압 벡터 검색과 검색된 전압 벡터들의 비교를 수행할 수 있다. 이를 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전압 벡터들을 기반으로 회전자의 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 실시 예에 따른 초기 회전자 위치 추정 방법은 SVPWM의 전압 벡터 중 4개의 전압 벡터만을 이용하여 초기 회전자의 위치를 추정할 수 있도록 지원한다. 예를 들면, 본 발명의 초기 회전자 위치 추정 방법은 SVPWM의 V1 ~ V6 전압 벡터 중 V1, V3, V5, V4 전압 벡터를 이용하여 초기 회전자 위치를 추정할 수 있다.

이를 보다 상세히 설명하면, 상기 V1, V3, V5, V4 전압 벡터들 각각에 대하여 일정 전류를 인가한 뒤, 이를 측정하고, 측정된 값을 상호 비교한다. 먼저, V1 전압 벡터와 V4 전압 벡터를 비교한다. V1 전압 벡터와 V4 전압 벡터를 비교하여 V1 전압 벡터가 V4 전압 벡터보다 큰 경우 회전자의 N극은 오른쪽 반면 즉 도시된 도면을 수직을 기준으로 우측 반면에 위치하는 것으로 추정할 수 있다. 이에 따라 회전자의 d축은 301 도면에서와 같이 우측 반면 180° 반경 내인 90°와 270° 범위 안에 놓여있다고 추정할 수 있다.

한편 각 전압 벡터들 전류의 크기 결과를 다시 비교한다. 이때 그 결과가 V1 > V3 > V5이라면 가정하면, V1 전압 벡터가 가장 크기 때문에 회전자의 d축은 302 도면에서와 같이 V1 전압 벡터를 중심으로 60° 범위 안에 위치하는 것으로 추정할 수 있다. 즉 회전자의 d축은 도시된 바와 같이 30°～330°범위 내에 위치하는 것으로 추정할 수 있다.

다음으로, 상기 비교 결과에서 두 번째로 큰 전류 값을 가지는 전압 벡터가 V3 전압 벡터임으로 V1 전압 벡터를 중심으로 한 60° 범위 내 즉 303 도면에 나타낸 바와 같이 범위 30°～330°중에 V3 전압 벡터 쪽에 가까운 0°에서 30° 범위 안에 회전자의 d축이 위치하는 것으로 추정할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 초기 회전자 위치 추정 방법은 SVPWM의 4개의 전압 벡터만을 이용하여 초기 회전자 위치를 추정할 수 있도록 지원한다. 이에 따라 본 발명의 초기 회전자 위치 추정 방법은 보다 적은 연산량만으로도 초기 회전자의 위치를 추정할 수 있으며, 추정된 회전자의 위치 정보가 30도 범위 이내여서 센서리스 모터 구동에 필요한 만큼의 정보를 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 초기 회전자 위치 추정 방법은 4개의 전압 벡터만을 이용하기 때문에 6개의 전압 벡터를 이용한 사례에 비하여 회전자가 회전할 수 있는 가능성을 보다 낮출 수 있어, 초기 회전자 위치 추정에서 발생할 수 있는 회전자 유동의 오류 발생을 억제할 수 있다.

한편 본 발명의 초기 회전자 위치 추정 방법에 대하여 다른 예를 개시하면, V1, V3, V5, V4 전압 벡터들에 인가된 전류들의 크기순서가 V1>V4이고 V1>V5>V3인 가정을 할 수 있다. 이 경우 회전자의 d축은 여전히 V1>V4의 결과로서 우측 반면인 90도 ~ 270도 범위에 위치하는 것으로 추정할 수 있고, V1>V5>V3의 결과로서 회전자의 d축은 우측 반면 중 330°~ 0° 범위 내에 놓인 것으로 추정할 수 있다.

한편, 상술한 방식은 회전자의 위치가 일정 범위 내에 위치되는 특성을 고려한 경우 어느 정도 유용하게 적용될 수 있으나, 다른 전압 벡터들에 인접되도록 회전자의 d축이 배치되는 경우를 보완하기 위하여 다음과 같은 방법을 기반으로 회전자의 d축 위치 추정을 수행할 수 있다.

도 4 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 초기 회전자(23)의 위치 추정을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

우선, 전압 벡터들 중 V1 전압 벡터와 V4 전압 벡터에 우선적으로 전류를 인가하고, 그 결과를 비교한다. 여기서 V1 전압 벡터의 전류 크기가 V4 전압 벡터의 전류 크기보다 큰 경우 앞선 예제에서와 같이 V3, V5 전압 벡터들의 전류 크기 정보를 수집한다. 그리고 수집된 V1, V3, V4, V5 전압 벡터들 간의 크기 값 비교를 통하여 회전자(23)의 위치 추정을 수행할 수 있다. 예를 들면 회전자(23)의 d축이 도 4에서와 같이 제1 영역(101)에 위치되는 경우 전압 벡터들의 비교 결과는 V3>V1>V4>V5의 결과가 나올 수 있다. 즉 회전자(23)의 N극과 보다 가까운 전압 벡터가 다른 전압 벡터들에 비하여 상대적으로 큰 전류 값을 가질 수 있기 때문에 이와 같은 결과가 도출될 수 있다. 이러한 결과가 도출되는 경우 회전자(23)의 d축은 V2 전압 벡터에 인접된 영역의 30도 범위 내에 존재하는 것으로 추정할 수 있다. 즉 회전자(23)의 d축은 60도~90도 사이에 위치하는 것으로 추정할 수 있다.

다른 예로서 회전자(23)의 d축이 도 5에서와 같이 제2 영역(102)에 위치되는 경우 전압 벡터들의 비교 결과는 V1>V5>V4>V3의 결과가 나올 수 있다. 이러한 결과가 도출되는 경우 회전자(23)의 d축은 V6 전압 벡터에 인접된 영역에 배치되는 것으로 추정할 수 있다. 즉 회전자(23)의 d축은 330도 ~ 300도 사이에 위치하는 것으로 추정할 수 있다.

한편, V1 전압 벡터와 V4의 전압 벡터의 전류 값 비교 결과에서 V4 전압 벡터가 더 큰 경우에는 V2, V6 전압 벡터들에 전원을 인가하고 전류값을 측정할 수 있다. 그리고 V1, V2, V4, V6 전압 벡터들 간의 전류 값 크기 비교를 통하여 회전자(23)의 d축 위치 추정을 수행할 수 있다.

예를 들어, 도 6에서와 같이 제3 영역(103)에 회전자(23)의 d축이 위치하는 경우 우선적으로 V1 전압 벡터와 V4 전압 벡터들 간의 전류 값 비교를 통하여 회전자(23)의 d축이 좌측 반면에 위치하는 것으로 판단할 수 있다. 그리고 도시된 바와 같이 회전자(23)의 d축이 제3 영역(103)에 위치하는 경우 전압 벡터들 간의 비교 결과는 V4>V6>V1>V2의 결과가 나올 수 있다. 다시 말하여, 전압 벡터들 간의 비교 결과가 V4>V6>V1>V2로 나오는 경우 회전자(23)의 d축은 V5 전압 벡터에 인접된 위치 즉 V5 전압 벡터를 기준으로 60도 범위 내에 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 특히 회전자(23)의 d축은 V5 전압 벡터를 기준으로 좌측 30도 영역인 210도 ~ 240도 사이의 범위에 위치하는 것으로 추정할 수 있다.

한편, 도 7에서와 같이 제4 영역(104)에 회전자(23)의 d축이 위치하는 경우 앞서 설명한 바와 같이 V1 전압 벡터와 V4 전압 벡터 간의 인가 전류 비교를 수행할 수 있다. 도 7에서와 같이 회전자(23)의 d축이 제4 영역(104)에 위치하는 경우 V4 전압 벡터가 V1 전압 벡터보다 큰 값을 가질 수 있다. 이에 따라 추가적으로 V2 및 V6 전압 벡터들의 전원 인가에 따른 전류 값을 수집한다. 그리고 상기 V1, V2, V4, V6 전압 벡터들의 전류 값 비교를 수행하면, 전압 벡터들의 비교 결과는 V6>V4>V1>V2로 나오게 된다. 다시 말하여 전압 벡터들의 비교 결과가 V6>V4>V1>V2로 나오는 경우 회전자(23)의 d축은 V5 전압 벡터에 인접된 영역 중 V5 전압 벡터를 기준으로 우측에 위치한 30도 범위인 240도 ~ 270도 범위 내에 존재하는 것으로 추정할 수 있다.

상술한 바와 같이, 회전자(23)가 특정 30도 범위 영역에 위치하는 경우 4개의 전압 벡터들의 비교 결과가 고유한 값을 가짐으로, 전압 벡터들의 비교 결과에 따른 회전자(23)의 d축 위치에 대한 테이블 정보를 마련하고, 이를 기반으로 전압 벡터들의 전원 인가에 따른 전류 값 크기 비교 결과와 테이블 정보를 이용하여 회전자(23)의 d축 위치를 추정할 수 있다.

초기 회전자의 위치가 추정되는 경우, 추정된 회전자(23)의 위치를 기반으로 센서리스 모터 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 모터 동작에 관한 설명은 다음 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 PMSM의 회전자 초기 위치 추정을 위한 장치들의 구성 중 일부 구성만을 개략적으로 나타낸 도면이다. 그리고 도 9는 PMSM 구동을 위한 전반적인 PMSM 구동 회로를 나타낸 것이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 PMSM 회전자 초기 위치 추정 장치는 초기 회전자 위치 추정 장치(40)와, SVPWM(30), PWM 인버터(10), PMSM(20)을 포함할 수 있다. 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 SVPWM(30)의 일정 전압 벡터들에 전원 인가를 제어하고, 인가된 전원에 따른 각 전압 벡터들의 전류 값 크기를 기준으로 PMSM(20)의 회전자 위치를 추정하도록 지원하는 장치이다. 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 SVPWM(30)에 앞서 설명한 바와 같이 V1, V3, V4 및 V5 전압 벡터에 전원 인가를 지령할 수 있다. 그러면 SVPWM(30)은 PWM 인버터(10)에 해당 신호를 전달하고, 이에 따라 PMSM(20)의 고정자의 특정 섹터에 전원이 인가되어 그 결과가 초기 회전자 위치 추정 장치(40)에 피드백 될 수 있다. 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 피드백 된 V1, V3, V4 및 V5 전압 벡터들의 전류 크기 값 비교 결과에 따라 회전자의 초기 위치를 추정하고, 추정된 위치 결과 값에 따라 센서리스 초기 모터 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 이러한 본 발명의 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 회전자가 회전 동작을 멈추게 될 때 인가된 전원에 의하여 특정 섹터에 주로 위치하는 경우에 상술한 방식을 통하여 회전자가 어디에 위치하는지를 보다 상세히 추정할 수 있다.

한편 상술한 바와 같이 회전자의 정지 특성을 고려하지 않고 전반적인 회전자 위치 추정을 위해서는 V1 및 V4 전압 벡터들의 전원 인가에 따른 전류 크기 값 비교 결과를 기반으로, V2 및 V6 전압 벡터들의 전류 크기 정보 또는 V3 및 V5 전압 벡터들의 전류 크기 정보를 선택적으로 수집하여, 회전자의 위치 추정을 수행할 수 있다. 이를 위하여 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 먼저 SVPWM(30)에 V1 및 V4 전압 벡터에 전원 인가를 위한 지령을 전달할 수 있다. 그러면 SVPWM(30)은 해당 신호에 대응하는 신호를 PWM 인버터(10)에 전달하고, PWM 인버터(10)가 제공하는 신호에 의하여 PMSM(20)이 동작할 수 있다. PMSM(20) 동작 결과 즉 V1 및 V4 전압 벡터들의 전류 크기가 수집되면 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 이를 기반으로 회전자가 우측 반면 또는 좌측 반면에 위치하는지를 판단한다. 우측 반면에 위치하는 것으로 추정되는 경우 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 V1 전압 벡터와 대향된 위치에 있는 전압 벡터들 즉 V3, V5 전압 벡터들에 전원 인가 및 그에 따른 전류 크기 정보를 수집하고, 수집된 정보들의 상호 비교와 사전 저장된 테이블 정보를 기반으로 회전자의 위치 추정을 수행할 수 있다. 한편 V1 및 V4 전압 벡터들의 비교 결과로서 좌측 반면에 회전자가 위치하는 것으로 추정되는 경우, 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 V4 전압 벡터와 대향된 위치에 있는 전압 벡터들 즉 V2, V6 전압 벡터들과 관련된 전류 크기 정보 수집을 수행할 수 있다. 해당 전압 벡터들의 전류 크기 정보 수집이 완료되면 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 수집된 정보들과 기 저장된 테이블 정보를 기반으로 회전자의 위치 추정을 수행할 수 있다.

회전자의 위치 추정이 완료되면 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 추정된 회전자 위치를 기반으로 센서리스 초기 모터 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.

초기 모터 동작이 완료되면, 상기 PMSM 구동 회로(100)는 초기 동작하는 PMSM(20)을 상위 지령에 따라 동작하도록 제어할 수 있다. 이러한 PMSM 구동 회로(100)는 도 9에 도시된 바와 같이, 위치/속도 추정기(50), 위치/속도 추정기(50)의 결과와 상위 지령(ω*)을 조합하는 제1 합산기(61), 제1 합산기(61)와 연결되는 제1 PI(proportional-integral) 제어기(71), MTPA(80), 제2 합산기(62), 제3 합산기(63), 제2 PI 제어기(72), 제3 PI 제어기(73), 제1 상변환기(111), SVPWM(30), PWM 인버터(10), PMSM(20), 제2 상변환기(112), 제3 상변환기(113), 초기 회전자 위치 추정 장치(40), 스위치(90)의 구성을 포함할 수 있다. 여기서 본 발명의 PMSM 구동 회로(100)는 도시된 그리고 설명하는 회로 소자 이외의 소자를 통해서도 구현이 가능하며, 도 9에서 나타낸 회로는 하나의 일예를 위한 구동 회로에 해당할 것이다. 이에 따라, 본 발명은 도 6에서 설명하는 PMSM 구동 회로가 본 발명을 한정하는 것이 아니라, 다양한 PMSM 구동 회로에 본 발명의 초기 회전자 위치 추정 장치(40)가 적용되는 발명으로 이해되어야 할 것이다.

상기 위치/속도 추정기(50)는 PWM 인버터(10)가 PMSM(20)에 전달하는 신호를 기반으로 회전자의 위치 및 속도를 추정한다. 그리고 상기 위치/속도 추정기(50)는 PMSM(20)의 각속도 정보(ω)를 제1 합산기(61)에 전달한다. 상기 위치/속도 추정기(50)는 본 발명의 초기 회전자 위치 추정 장치(40)에 의하여 PMSM 구동 회로(100)가 동작한 이후에 동작하여 상위 지령에 따라 PMSM 구동 회로(100)의 모터 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 여기서 상기 위치/속도 추정기(50)는 제2 상변환기(112)와 제3 상변환기(113) 사이에 연결된 신호 라인을 이용하여 제2 상변환기(112)가 제3 상변환기(113)에 제공하는 신호를 기반으로 PMSM의 회전자 위치 및 속도를 추정할 수 있다. 상기 위치/속도 추정기(50)는 앞서 설명한 바와 같이 초기 회전자 위치 추정 장치(40) 이후에 동작하기 위하여 스위치(90)에 연결된 형태로 배치될 수 있다. 스위치(90) 제어는 상위 제어기 또는 초기 회전자 위치 추정 장치(40)에 의해 제어될 수 있다.

상기 스위치(90)는 초기 회전자 위치 추정 장치(40)와 위치/속도 추정기(50) 사이에 연결되어, PMSM 구동 회로(100) 초기 동작 상태에서는 초기 회전자 위치 추정 장치(40)와 패스 연결이 형성되도록 제어한다. 그리고 상기 스위치(90)는 PMSM 구동 회로(100)의 초기 동작이 완료되면 초기 회전자 위치 추정 장치(40)와 패스 연결을 해제하고 위치/속도 추정기(50)의 패스 연결이 형성되도록 스위칭될 수 있다.

상기 제1 합산기(61)는 위치/속도 추정기(50)가 제공하는 각속도 정보(ω)와 상위 제어기로부터 제공되는 각속도 지령 정보(ω*)를 합산한 합산 각속도 정보(Δω)를 제1 PI 제어기(71)에 제공한다.

제1 PI 제어기(71)는 PMSM(20)의 토오크 지령치를 발생시키는 구성이다. 이러한 제1 PI 제어기(71)는 제1 합산기(61)로부터 합산 각속도 정보(Δω)를 수신하고, 그에 대응하는 전류 지령 정보(I_c)를 생성한다. 그리고 제1 PI 제어기(71)는 생성된 전류 지령 정보(I_c)를 MTPA(80)에 전달한다.

상기 MTPA(80)(Maximum Torque Per Ampere)는 제1 PI 제어기(71)가 제공하는 전류 정보를 기반으로 일정 전류당 최대 토오크가 발생할 수 있도록 제어하는 제어 신호들 즉 d축 최대 전류 지령(i_md*)과, q축 최대 전류 지령(i_mq*)을 생성하여 각각 제2 합산기(62) 및 제3 합산기(63)에 제공한다.

제2 합산기(62)는 MTPA(80)로부터 q축 최대 전류 지령(i_mq*)을 수신하고, 제3 상변환기(113)로부터 q축 전류 피드백 신호(i_q)를 수신한다. 그리고 제2 합산기(62)는 수신된 q축 최대 전류 지령(i_mq*)과 q축 전류 피드백 신호(i_q)를 합산하여 q축 전류 정보(Δi_q)를 생성한다. 그리고 상기 제2 합산기(62)는 생성된 q축 전류 정보(Δi_q)를 제2 PI 제어기(72)에 전달한다.

제3 합산기(63)는 MTPA(80)로부터 d축 최대 전류 지령(i_md*)을 수신하고, 제3 상변환기(113)로부터 d축 전류 피드백 신호(i_d)를 수신한다. 그리고 제3 합산기(63)는 수신된 d축 최대 전류 지령(i_md*)과 d축 전류 피드백 신호(i_d)를 합산하여 d축 전류 정보(Δi_d)를 생성한다. 그리고 상기 제2 합산기(62)는 생성된 d축 전류 정보(Δi_d)를 제3 PI 제어기(73)에 전달한다.

제2 PI 제어기(72)는 수신된 q축 전류 정보(Δi_q)에 대응하는 q축 전압 신호(V_q)를 생성한다. 그리고 제2 PI 제어기(72)는 생성된 q축 전압 신호(V_q)를 제1 상변환기(111)에 전달한다.

제3 PI 제어기(73)는 수신된 d축 전류 정보(Δi_d)에 대응하는 d축 전압 신호(V_d)를 생성한다. 그리고 제3 PI 제어기(73)는 생성된 d축 전압 신호(V_d)를 제1 상변환기(111)에 전달한다.

제1 상변환기(111)는 d축 및 q축 전압 신호(V_d, V_q)를 α축 및 β축 전압 신호(V_α, V_β)로 상변환하는 구성이다. 즉 제1 상변환기(111)는 파크 역변환(Inverse Park Transform)을 수행하는 구성이다. 이러한 제1 상변환기(111)는 제2 PI 제어기(72) 및 제3 PI 제어기(73)로부터 q축 전압 신호(V_q) 및 d축 전압 신호(V_d)를 수신하고, 수신된 신호를 α축 전압 신호(V_α) 및 β축 전압 신호(V_β)로 전환한 후 SVPWM(30)에 전달한다.

상기 SVPWM(30)(Space Vector Pulse Width Modulation)은 PWM 인버터(10)를 제어하기 위한 PWM 제어 신호를 출력한다. 여기서, SVPWM(30)은 2상의 물리량을 3상 고정 좌표계 물리량으로 변환하여 PWM 인버터에 제공할 수 있다. 특히 SVPWM(30)은 α축 전압 신호(V_α)와 β축 전압 신호(V_β)를 3상의 물리량으로 변환하여 PWM 인버터(10)에 제공한다. 즉 SVPWM(30)에 의해서 클라크 역변환(Inverse Clarke Transform)이 수행된다.

상기 PWM 인버터(10)는 PMSM(20) 구동을 위한 신호를 생성하고, 생성된 신호를 PMSM(20)에 전달한다. 이러한 PWM 인버터(10)는 SVPWM(30)으로부터 신호를 수신하고, 수신된 신호에 대응하는 신호를 생성하여 PMSM(20)에 제공할 수 있다.

PMSM(20)은 d축과 q축 간에 역기전력 성분으로 상호간섭 되는 특성을 가진다. 이에 따라 PMSM(20)의 벡터 제어, 즉 d축과 q축을 독립적으로 제어하기 위해서 적절한 보상 기능을 가지는 전류 제어기가 요구될 수 있다. 본 발명의 구동 회로는 이를 위하여 PI 제어기를 마련하고 PMSM(20) 구동에 필요한 전류 신호를 생성하여 제공할 수 있다.

제2 상변환기(112)는 PWM 인버터(10)의 3상 중 2상의 신호 예를 들면 U, V 상 신호를 전달받아 상변환하는 구성이다. 이러한 제2 상변환기(112)는 U,V,W 상 중 두 개의 상을 α축 및 β축 상으로 변환한다. 즉 상기 제2 상변환기(112)는 클라크 변환(Clarke Transform)을 수행한다. 특히 제2 상변환기(112)는 PWM 인버터(10)의 U상 전류 신호(i_u), V상 전류 신호(i_v)를 수신하여, α축 전류 신호(i_α) 및 β축 전류 신호(i_β)로 상변환하여 제3 상변환기(113)로 전달한다. 이때 제2 상변환기(112)에 의하여 변화된 α축 전류 신호(i_α) 및 β축 전류 신호(i_β)는 위치/속도 추정기(50)에도 전달될 수 있다.

제3 상변환기(113)는 제2 상변환기(112)가 제공한 α축 전류 신호(i_α) 및 β축 전류 신호(i_β)를 d축 피드백 전류 신호(i_d) 및 q축 피드백 전류 신호(i_q)로 변환한다. 즉 상기 제3 상변환기(113)는 파크 변환(Park Transform)을 수행한다. 상기 제3 상변환기(113)가 상변환한 d축 피드백 전류 신호(i_d) 및 q축 피드백 전류 신호(i_q)는 각각 제2 합산기(62) 및 제3 합산기(63)에 전달될 수 있다. 그리고 제3 상변환기(113)의 출력을 제1 상변환기(111)에도 전달되며, 이때 초기 회전자 위치 추정 장치(40)로부터 회전 위치에 대한 각도(θ)를 적용하여 제1 상변환기(111)에 전달한다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 PMSM 구동 회로(100)는 초기 회전자 위치 추정 장치(40)가 SVPWM(30)에 의한 벡터 제어의 일부 구동을 운용하여 PMSM(20)의 회전자 위치를 추정하도록 지원한다. 예를 들면 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 SVPWM(30)에 의한 6개의 전압 벡터에서 4개의 전압 벡터의 전원 인가에 따른 전류 크기 정보들을 이용하여 회전자 초기 위치를 추정할 수 있다. 그리고 본 발명의 PMSM 구동 회로(100)는 추정된 회전자 초기 위치에 따른 센서리스 모터 동작을 수행하고, 초기 동작 수행 후 상위 지령 및 위치/속도 추정기(50)를 기반으로 PMSM(20) 모터 동작을 제어할 수 있다.

도 10은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 초기 회전자 위치 추정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

상기 도 10을 참조하면, 먼저 S101 단계에서 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 SVPWM(30)에 의한 벡터 제어 방식에서 V1, V3, V5, V4 전압 벡터들의 전원 인가에 따른 전류 크기 정보를 수집한다. 그리고 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 S103 단계에서 수집된 전류 크기 정보 중 V1 및 V4 전압 벡터들의 전류 크기 정보를 상호 비교한다. 이 과정에서 V1 전압 벡터가 V4 전압 벡터에 비하여 상대적으로 높은 전류 크기 정보를 가지는 경우, 회전자의 N극은 V1 전압 벡터의 방향인 우측 반면에 위치하는 것으로 추정할 수 있다. 그리고 반대의 경우 즉 V4 전압 벡터가 V1 전압 벡터에 비하여 상대적으로 높은 전류 크기 정보를 가지는 회전자의 N극은 V4 전압 벡터의 방향인 좌측 반면에 위치하는 것으로 추정할 수 있다. 이하 설명에서는 V1 전압 벡터가 V4 전압 벡터보다 큰 것으로 가정하여 설명하기로 한다.

다음으로 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 S105 단계에서 V1, V3, V5 전압 벡터들 간의 상호 전류 크기 정보 비교를 통하여 최대 전류 값을 가지는 전압 벡터를 검출한다. 그리고 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 S107 단계에서 최대 전류 값을 가지는 전압 벡터 검출 시, 해당 정보를 기반으로 회전자의 위치 추정을 수행할 수 있다.

회전자의 위치 추정이 완료되면 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 S109 단계에서 추정된 회전자의 위치를 기반으로 PMSM 구동 회로의 센서리스 초기 모터 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.

도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 초기 회전자 위치 추정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

상기 도 11을 참조하면, 먼저 S201 단계에서 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 SVPWM(30)에 의한 벡터 제어 방식에서 V1 및 V4 전압 벡터들의 전원 인가에 따른 전류 크기 정보를 수집한다. 그리고 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 S203 단계에서 수집된 전류 크기 정보 중 V1 및 V4 전압 벡터들의 전류 크기 정보를 상호 비교한다. 이 과정에서 V1 전압 벡터가 V4 전압 벡터에 비하여 상대적으로 높은 전류 크기 정보를 가지는 경우, 회전자의 N극은 우측 반면에 위치하는 것으로 추정할 수 있다. 그리고 반대의 경우 즉 V4 전압 벡터가 V1 전압 벡터에 비하여 상대적으로 높은 전류 크기 정보를 가지는 회전자의 N극은 좌측 반면에 위치하는 것으로 추정할 수 있다. 여기서 V1 전압 벡터 및 V4 전압 벡터는 SVPWM(30)의 벡터 제어 방식에서 서로 상반된 방향을 가지는 전압 벡터들이다.

S203 단계에서 V1 전압 벡터가 V4 전압 벡터 보다 큰 경우, 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 S205 단계에서 V1 전압 벡터가 위치한 영역의 반대쪽 영역에 위치한 전압 벡터들 예를 들면 V3, V5 전압 벡터의 전원 인가에 따른 전류 크기 정보를 수집한다.

한편, S203 단계에서 V4 전압 벡터가 V1 전압 벡터의 전류 크기보다 큰 값을 가지는 경우 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 S207 단계에서 V4 전압 벡터가 위치한 영역의 반대쪽 영역에 위치한 전압 벡터들 즉 V2, V6 전압 벡터의 전원 인가에 따른 전류 크기 정보를 수집하도록 제어한다.

즉 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 상반된 방향을 가지는 전압 벡터들의 전류 크기 비교 결과에 따라 반대쪽에 위치한 다른 전압 벡터들의 전류 크기 정보를 수집하도록 제어할 수 있다.

S205 단계 이후 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 S209 단계에서 수집된 전류 정보들 즉 V1, V3, V4, V5 전압 벡터들의 전류 크기 정보들의 상호 비교를 수행한다. 그리고 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 상호 비교 결과에 따라 회전자의 위치 추정을 수행한다. 이때 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 4개의 전압 벡터들의 비교 결과와 사전에 저장된 테이블 정보를 기반으로 회전자의 위치 추정을 수행할 수 있다. 상기 테이블 정보는 4개의 전압 벡터들의 크기 관계에 따라 회전자가 6개의 전압 벡터들 사이에 배치된 위치를 정의한 값들을 포함하는 정보이다. 여기서 4개의 전압 벡터들의 크기 관계는 각각 회전자 배치된 30도 범위의 영역마다 고유한 값으로 정의될 수 있다. 이에 따라 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 4개의 전압 벡터들의 크기 관계에 대한 정보가 수집되면 회전자가 현재 어떠한 각도 범위에서 30도 범위 이내로 존재하는지를 추정할 수 있다.

한편 S207 단계 이후 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 S211 단계로 분기하여 V1, V2, V4, V6 전압 벡터들의 전류 크기의 상호 관계를 비교하고, 그 결과에 따라 회전자의 위치 추정을 수행할 수 있다. 상기 회전자의 위치 추정 방법은 S209 단계에서 설명한 테이블 정보를 기반으로 하는 방법이 적용될 수 있다.

회전자의 위치 추정이 완료되면 상기 초기 회전자 위치 추정 장치(40)는 S213 단계에서 추정된 회전자의 위치를 기반으로 PMSM 구동 회로의 센서리스 초기 모터 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 초기 회전자 위치 추정 방법은 회전자가 6개의 벡터들 사이에서 일정 범위 내로 존재하는 경우 4개의 벡터들의 전원 인가에 따른 전류 정보들의 비교 관계가 고유한 값을 가짐으로 회전자의 위치를 30도 범위 이내에서 정확하게 추정할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 초기 회전자 위치 추정 방법은 종래에 비하여 보다 간소화된 벡터 요소들만으로 회전자의 위치 추정을 수행함으로써 추정 연산량을 감소시킬 수 있고, 그에 따라 보다 간편화된 시스템 구현을 제공할 수 있다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

10 : 인버터 20 : 모터, PMSM
30 : SVPWM 40 : 초기 회전자 위치 추정 장치
50 : 위치/속도 추정기 61, 62, 63 : 합산기
71, 72, 73 : PI 제어기 80 : MTPA
90 : 스위치 100 : PMSM 구동 회로
111, 112, 113 : 상변환기

Claims (6)

1. 벡터 제어 방식을 지원하는 SVPWM(Space Vector Power Width Modulation)이 제공하는 중심각을 동일한 각으로 구분하며 중심각으로부터 바깥쪽 방향으로 배치되는 6개의 벡터들 중 4개의 벡터에 전원 인가에 따른 전류 정보를 수집하는 단계;
   수집된 전류 정보들에서 서로 상반된 방향을 가지는 벡터들의 전류 정보 비교를 수행하여 회전자의 위치가 일정한 반쪽면에 위치하는지 확인하는 단계;
   상반된 방향을 가지는 벡터들 중 보다 큰 전류 정보를 가지는 벡터와 나머지 두 개의 벡터에 대응하는 전류 정보들을 상호 비교하여 회전자의 위치를 추정하는 추정 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 회전자 위치 추정 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 추정 단계는
   상기 회전자의 위치를 30도 범위 이내로 추정하는 단계인 것을 특징으로 하는 초기 회전자 위치 추정 방법.
3. 벡터 제어 방식을 지원하는 SVPWM(Space Vector Power Width Modulation)이 제공하며 중심각을 동일한 각으로 구분하며 중심각으로부터 바깥쪽 방향으로 배치되는 6개의 벡터들 중 서로 상반된 방향을 가지는 두 개의 벡터들의 전원 인가에 따른 전류 정보를 수집하는 단계;
   상기 벡터들 중 보다 큰 전류 정보를 가진 벡터의 반대 방향에 위치한 나머지 두 개의 벡터들의 전원 인가에 따른 전류 정보를 수집하는 단계;
   상기 벡터들의 전류 정보들의 크기 순서를 기반으로 회전자의 초기 위치를 추정하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 회전자 위치 추정 방법.
4. 제3항에 있어서,
   회전자의 N극이 위치하는 영역에 따라 4개의 전압 벡터들이 가지는 고유한 전류 정보 관계를 정의하는 테이블 정보를 마련하는 단계;를 더 포함하고,
   상기 초기 위치를 추정하는 단계는
   현재 수집된 벡터들의 전류 정보 크기 관계에 대응하는 정보를 테이블 정보와 비교하여 회전자의 위치를 추정하는 단계인 것을 특징으로 하는 초기 회전자 위치 추정 방법.
5. 중심각을 동일한 각으로 구분하며 중심각으로부터 바깥쪽 방향으로 배치되는 6개의 벡터들에 의한 벡터 제어를 지원하는 SVPWM(Space Vector Power Width Modulation);
   상기 SVPWM이 전달하는 정보를 기반으로 PMSM(permanent magnet synchronous motor) 구동을 위한 신호를 제공하는 인버터;
   상기 인버터가 공급하는 신호에 따라 구동하는 PMSM;
   상기 SVPWM이 제공하는 6개의 벡터들 중 서로 상반된 방향을 가지는 두 개의 벡터들의 전원 인가에 따른 전류 정보와, 상기 벡터들 중 보다 큰 전류 정보를 가진 벡터의 반대 방향에 위치한 나머지 두 개의 벡터들의 전원 인가에 따른 전류 정보를 수집하고, 상기 벡터들의 전류 정보들의 크기순서와 사전 정의된 회전자의 위치에 따른 4개의 벡터들의 전류 정보 크기 순서들을 포함한 테이블 정보를 비교하여 회전자의 초기 위치를 추정하고 추정 위치에 따른 초기 모터 동작을 수행하는 초기 회전자 위치 추정 장치;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 회전자 위치 추정 장치.
6. 중심각을 동일한 각으로 구분하며 중심각으로부터 바깥쪽 방향으로 배치되는 6개의 벡터들에 의한 벡터 제어를 지원하는 SVPWM(Space Vector Power Width Modulation);
   상기 SVPWM이 전달하는 정보를 기반으로 PMSM(permanent magnet synchronous motor) 구동을 위한 신호를 제공하는 인버터;
   상기 인버터가 공급하는 신호에 따라 구동하는 PMSM;
   상기 6개의 벡터들 중 4개의 벡터에 전원 인가에 따른 전류 정보를 수집하고, 수집된 전류 정보들에서 서로 상반된 방향을 가지는 벡터들의 전류 정보 비교를 수행하여 회전자의 위치가 일정한 반쪽면에 위치하는지 확인하고, 상반된 방향을 가지는 벡터들 중 보다 큰 전류 정보를 가지는 벡터와 나머지 두 개의 벡터에 대응하는 전류 정보들을 상호 비교하여 회전자의 위치를 추정하는 추정하고 초기 회전자 위치에 따른 초기 모터 동작 제어를 수행하는 초기 회전자 위치 추정 장치;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 회전자 위치 추정 장치.

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