멀티 모드 전기기기를 위한 펄스 폭 변조 제어 회로 및이러한 제어 회로를 구비한 멀티 모드 전기기기 document_id 1020057022820

[청구항 1] - 두 개의 직류 공급 단자(29p,29n) 사이에 연결되고, 각각의 제어된 단자들(23 내지 25)이 전기기기(1)의 고정자(2)의 적어도 하나의 페이즈에 연결되는 가역성 ac/dc 컨버터 회로(4) - 상기 전기기기의 각 페이즈 내의 전류 및/또는 전압을 측정하는 다수의 센서(6,7) - 상기 전기기기의 회전자(3)의 위치 및 회전속도에 관한 순간적인 정보를 제공하는 수단(9,10) - 페이즈들의 전기적 측정값 및 회전자의 위치와 속도에 따른 상기 ac/dc 컨버터 회로(4) 브랜치의 파일럿 회로(14)를 포함하며, 스타터, 구동 전기 모터, 보강 전기 모터, 교류발전기 또는 브레이킹의 기계적 에너지 회복 교류발전기 등의 작동 모드 중 선택되는 전기기기의 작동 모드에 따라 상기 ac/dc 컨버터 회로(4) 브랜치의 파일럿 회로의 구성신호를 발생하는 회로(11,13)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다상의 전기기기(1)를 위한 펄스 폭 변조(pwm) 제어 회로 [청구항 2] 제1항에 있어서,상기 회전 추적 회로(10)는 참조 위치에 대한 회전자의 순간 회전각을 나타내는 제1 신호(θ) 및 회전자의 회전 각속도를 나타내는제2신호생성하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 3] 제2항에 있어서,상기 회전 추적 회로(10)는, 한편으로는 회전자(3)의 여자로 연결되는 초퍼 회로(5)로 선(28)을 통해 전송되는 변환 제어 신호를 생성하고 다른 한편으로는 전기기기(1) 고정자(2)의 전류공급 브리지(4)로 이어지는 파일럿 신호 생성 회로(13)로 전송되는 다수의 참조 신호를 생성하는 회로(11)의인풋연결되는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 4] 제3항에 있어서,상기 파일럿 신호 생성 회로(13)의 인풋 단자에 연결되는기본파생성 회로더포함하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 5] 제4항에 있어서,상기 기본파는 제 1 속도로 증가하는 제 1 면과 제 2 속도로 감소하는 제 2 면을 나타내는유형의삼각형파구성되는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 6] 제5항에 있어서,상기 파일럿 신호 생성 회로(13)는 상기 브리지(4)의 여러 반도체 인터럽터 그리드의 전도화 신호(p1 내지 p6)를 생성하기 위하여 적용 회로(14)의 인풋에 연결되는다수의파일럿신호생성하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 7] 제6항에 있어서,상기 회로(13)는 고정자 페이즈의 적어도 일 부분을 위한 감산기(31,34)를 포함하며, 상기 감산기의 제1 인풋 양극 단자는 상기 참조 신호들(s1,s2) 중 하나의 인풋 단자에 연결되고 제2 인풋 음극 단자는 상기 측정 신호들(m1,m2) 중 하나의 인풋 단자에 연결되며, 상기 감산기의 아웃풋 단자는 교정 회로(32,35)의 인풋 단자에 연결되고, 상기 교정 회로(32,35)는 교정 회로(32)의 아웃풋에서a1 = f1(s1 - m1)형태로 나타나는교정 기능실행하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 8] 제7항에 있어서,상기 교정 회로(35)에서 파생되는 아웃풋 신호(a1)는 비교기(33,36)의 제1 인풋 단자에 입력되고, 비교기의 제2 비교 인풋 단자는 파일럿 신호 생성 회로(15)의 아웃풋에 연결되며, 상기 비교기(33,36)는 아웃풋 단자가 연결되는 그리드 전극을 가진 제어된 인터럽터(16,17)의전도상태하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 9] 제7항에 있어서,교정 회로(32, 35)의 아웃풋 단자들은 또한 합산기(37)의 대응하는 인풋 단자에도 연결되며, 합산기의 아웃풋 단자는 비교기(38)의 제1 인풋 단자에 연결되고, 상기 비교기(28)의 제2 비교 인풋 단자는 파일럿 신호 생성 회로(15)의 아웃풋에 연결되며, 상기 비교기(38)의 아웃풋 단자는 그리드 전극을 가진 제어된 인터럽터(18)의 전도 상태를 변하게 하기 위해서신호생성하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 10] 제1항에 있어서,히트엔진 스타터로서의 작동 모드;- 직류 전압 공급 전기 네트워크에 연결된 전기 배터리의 충전을 위한 교류발전기로서의 작동 모드;- 차량의 바퀴에서 직접적으로 작용하는 구동 모터, 또는 자신의 기계적 동력과 구동 유닛의 나머지 부분에 의해 제공되는 기계적 동력을 혼합하여 간접적으로 작용하는 구동 모터로서의 작동 모드;- 구동 유닛에 의해 요구되는 브레이킹 에너지를 회복하도록 작용하는 제너레이터로서의 작동 모드;중 하나의 작동 모드를 결정하게 해주는 주변 컴퓨터가 장착된 전기기기에 적용되는제어디코딩수단등의작동 모드탐지수단함께작용하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 11] 제1항에 있어서,모터 작동 모드들 중 하나의 모드에서 회전자 상에서 사용가능한 토크를 증대시키기 위하여, 한정된 고정자에서 코일보빈의 회전수(ns)를 위해 고정자 내의 전류를 증폭시키는 수단 및 회전자의 회전 속도가 증가될 때 고정자 내의 전류를 강화시키는수단포함하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 12] 제 1항에 있어서,교류발전기 작동 모드들 중의 하나의 모드에서:(a) 다이오드 정류 모드로 이행하기 위한 충분한 속도에 이르기까지, 낮은 속도에 대한 배터리 전압보다 높은 기전력(e)을 생성하면서 네트워크로 전류를 공급하기 위하여;(b) 한정된 회전 속도보다 큰 속도에서,배터리에 요구되는 전류를 제한하는수단포함하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 13] 제1항에 있어서,상기 참조 신호 생성 회로(11)는 한계 속도(ωl)에 의해 한정되는 두 개의 구역(구역 a 및 구역 b)에 따라 모터 모드로 작용하기 위한하나의프로그램포함하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 14] 제13항에 있어서,스타터 모드에서, 속도 제로에서 한계 속도에 이르기까지 변하는 회전 속도(w)에 대한 일정한 아웃풋 토크를 나타내고 그 후 최대 속도에 이르기까지 일정한 파워에서 감소하는 펄스 폭 변조를 한정하는수단포함하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 15] 제13항에 있어서,보조 모드에서, 분당 약 7000 회전에 이르기까지의 히트 엔진의 감속에 상응하는 속도인 상기 두 구역(구역 a 및 구역 b) 사이의 한정된 분리 속도(ωl)로 부터 선형적으로 감소하는 아웃풋 토크를 나타내는 펄스 폭 변조를 한정하는수단포함하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 16] 제13항에 있어서,상기 전기기기가 모터 모드로 작동하기 시작하는 경우, 배터리(50)에 의해 생성된 전압이 소정의 유지 전압(δu)과 함께 배터리(50)의 정상 작동 값(u0)의 절반값보다 높아지는 때를 탐지하는보충회로포함하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 17] 제1항에 있어서,고정자의 제어를 위한 참조 신호 생성 수단은 전하 형상의 제어를 수용하는 수단을 더 포함하며, 이러한 전하의 제어는 기기가 풀(full) 전하로 작동해야 하는지 또는 감소된 전하로 작동해야 하는지 여부를 결정하기 위해서 파워 유닛 및/또는 전체 차량의 제어 컴퓨터에 의해실행되는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 18] 제1항에 있어서,상기 고정자 제어를 위한 참조 신호 생성 수단은, 상기 브리지(4)가 교류발전기 모드에서 90 내지 180°각도 사이의 페이즈 진행을 나타내는 정현파를 생성하는 것과 같은 상태로 상기 제어 회로(13)를 위치시키는수단더포함하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 19] 제1항에 있어서,교류발전기 모드에서, 상기 제어 회로는 회전자의 한계 속도(ωd) 기록 수단에 의해 한계 속도(ωd)보다 낮은 속도를 나타내는 구역 c 및 ωd 보다 높은 속도를 나타내는 구역 d 등 속도에 따른 두 개의 작동 구역을 한정하는 수단을 포함하며, 상기 한계 속도는 기기가 펄스 폭 변조로 작동하는 경우(곡선 번호 60) 및 단지 내재 다이오드들과 함께 수동식 정류로 작동하는 경우(곡선 번호 62) 모두에 공통으로 적용되는 회전을 통해결정되는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 20] 제1항에 있어서,교류발전기 모드에서, ωd 보다 낮은 회전수를 위해 펄스 폭 변조 회전 또는 ωd 보다 높은 회전수를 위해 다이오드를 통한 정류 회전에서만 변환 회로를 작동하게 하는수단포함하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 21] 제1항에 있어서,고정자의 제어를 위한 참조 신호(s1,s2) 및 회전자 전류의 제어 신호(if)를 생성하는 수단(11)은 전기기기의 선택된 작동 모드와 회전자의 순간 회전 속도에 기초한 변수에 따른 데이터 시퀀스 생성 수단이 장착된 데이터 메모리를 구비한회로포함하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 22] 제21항에 있어서,상기 메모리를 구비한 회로(27)는 상기 회전 추적 회로(10)의 대응하는 아웃풋 단자를 통해 만들어지는 회전자의 순간 회전 속도를 가지고 다양한 회전 지표에서 고정자 및 회전자의 전기적 상태를 기술하는 3중 파라미터{is, ir, ψ}를 한정하기 위해서 clarke & park 변환(transform)에 따라프로그램밍되는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 23] 제22항에 있어서,고정자 내의 전류및 전기각(is 및 ψ)을 나타내는 신호들은 회로(26)의 처음 두 개의 인풋 게이트에 전달되고, 그 세 번째 게이트는 회전자의 순간 회전각(θ)을 나타내는 신호를 생성하는 회로(10)의 대응하는 아웃풋에 연결되며, 상기 회로(26)는 상기 파형 생성 회로(15)를 통해 생성되는 커팅파(cutting wave)를 사용하여 펄스 폭 변조를 한정하기 위해서 다수의 참조 신호들(s1, s2, ...)을 생성하는수단포함하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 24] 제23항에 있어서,상기 참조 신호들을 생성하는 회로(26)는 si = si(is, ψ, ir)에 의해 한정되는 전류 관계식(상기 식에서 si()은 소정의 함수)을 따라 참조 신호를 생성하는수단포함하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 25] 제23항에 있어서,상기 참조 신호들을 생성하는 회로(26)는 dsp(harvard 타입의 digital signal processing) 유형의 신호 처리 회로에 의해 실행되는 프로그램 형태로 실행되는수단포함하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 26] 제23항에 있어서,상기 참조 신호들을 생성하는 회로(26)는 3중 변수(is,ψ,ir)에 따라 제어 회로의 충전시 미리 결정된 제도법을 나타내는 수치값 테이블을 보내는 시퀀서(sequencer)를 통해 참조 전류 신호 si()를 생성하는수단포함하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 27] 제1항에 있어서,상기 전기기기는 lundell 유형의 갈고리형 회전자를 가지거나 또는 돌출 극을 가진 기기, 회전자에 영구자석을 가진 기기, 유도식 또는 변형 가능한 자기저항식 기기, 극간 자석을 가진 갈고리형 기기, 겹겹히 쌓인 철판으로 형성된 하이브리드 회전자를 구비한 기기, 여자 코일 보빈 및 영구자석과 함께 비돌출극(non-salient pole)을 가진 기기일 수있는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 28] 제 1항에 있어서,범위의 회전자 회전 속도에서 전기기기를 제어하는수단포함하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 29] 제1항에 있어서,히트엔진이 갑자기 멈추는 것을 방지하기 위한 수단;- 스타터 모드에서 차량의 속도를 조절하는 수단;- 전기기기 및 본 발명의 제어 회로가 장착되는 차량의 전기 네트워크 상에서 사용 가능한 전기 파워를 조절하는 수단;- 전기기기 및 본 발명의 제어 회로가 장착되는 차량의 파워 유닛의 기계적 동력을 조절하는 수단;- 전기기기 및 본 발명의 제어 회로가 장착되는 차량의 감속 및 정지 간격에 관한 불확정 변수 제거 수단;- 전기기기 및 본 발명의 제어 회로가 장착되는 차량의 파워 유닛에서 요구되는 토크의 변형에 관한 불확정 변수 제거 수단;- 차량 베터리의 충전 상태, 히트 에너지 수준, 차량 환경 측정에 관한 기타 모든 다른 파라미터에 따라 전기기기의 페이즈에 전류를 적용하는 수단;과 별도로 또는 조합하여상호작용하는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 30] 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,상기 파형 생성 회로(15)는 톱니형 파(도 3(a) 및 (b)), 삼각형 파(도 3 (c) 및 (d)) 또는 사다리꼴 파(도 3 (e) 및 (f)), 또는 foc 유형의 벡터 컨트롤을 가진 파형을 생성하며, 상기 파형은 그 단면에 이력현상(hysteresis)의 효과를 형성하는 수단과 조합될 수있는것을특징으로 하는제어 회로. [청구항 31] 스타터, 구동 전기 모터, 보강 전기 모터, 교류발전기 또는 브레이킹의 기계적 에너지 회복 교류발전기로 작용할 수 있으며, 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 따른 제어 회로를 가지고 작동하는 차량용 전기기기에 있어서, 감긴 수가 더 약한 자화 에너지에 기초하여 계산되는 코일이 감긴 고정자를 포함하며, 더 높은 자화 에너지를 필요로 하는 작동 모드를 위해서는 상기 제어 회로에 의하여 전류 제어가 실행되는 것을 특징으로 하는 차량용 전기기기