KR102523153B1 - Motor drive apparatus performing algorithm for preventing abnormal operation - Google Patents
Motor drive apparatus performing algorithm for preventing abnormal operation Download PDFInfo
- Publication number
- KR102523153B1 KR102523153B1 KR1020180049352A KR20180049352A KR102523153B1 KR 102523153 B1 KR102523153 B1 KR 102523153B1 KR 1020180049352 A KR1020180049352 A KR 1020180049352A KR 20180049352 A KR20180049352 A KR 20180049352A KR 102523153 B1 KR102523153 B1 KR 102523153B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- voltage
- phase
- inverter
- control unit
- motor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
- H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
- H02H7/122—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters
- H02H7/1222—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters responsive to abnormalities in the input circuit, e.g. transients in the DC input
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/0833—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
- H02H7/0838—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements with H-bridge circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
본 발명은 불안정한 전원으로 인한 이상 동작을 방지할 수 있는 알고리즘을 수행하는 모터 구동 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 상기 모터 구동 장치는, 입력받은 직류전압을 교류전압으로 변환시켜 모터에 제공하는 인버터와, 상기 직류전압이 기준전압 보다 작게 유지되는 시간을 감지하고, 이를 기초로 인버터에 인가되는 제어 신호를 차단하는 제어유닛을 포함함으로써, 이상 전원 입력에 의한 피크 전류의 발생을 방지하고 모터 제어의 안정성을 확보할 수 있다.The present invention relates to a motor driving device that performs an algorithm capable of preventing abnormal operation due to unstable power. The motor driving device according to the present invention includes an inverter that converts an input DC voltage into an AC voltage and provides it to the motor, and a control applied to the inverter based on detecting a time when the DC voltage is maintained smaller than a reference voltage. By including a control unit that cuts off the signal, it is possible to prevent generation of peak current due to an abnormal power input and secure stability of motor control.
Description
본 발명은 불안정한 전원 입력으로 인한 이상 동작을 방지할 수 있는 알고리즘을 수행하는 모터 구동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motor driving device that performs an algorithm capable of preventing abnormal operation due to unstable power input.
소형 정밀 제어 모터는 크게 AC 모터, DC 모터, 브러시리스(Brushless) DC 모터 및 릴럭턴스(Reluctance) 모터로 구분된다.Small precision control motors are largely classified into AC motors, DC motors, brushless DC motors, and reluctance motors.
이러한 소형 정밀 제어 모터는 AV 기기용, 컴퓨터용, 가전 및 주택설비용, 산업용 등 많은 곳에서 사용되고 있다. 특히 가전 분야는 소형모터의 최대 시장을 형성해 가고 있는 분야이다. 가전제품은 점차 고급화 되어 가고 있으며 그에 따라 구동되는 모터의 소형화, 저소음화, 저소비, 전력화 등이 요구된다.These small precision control motors are used in many places, such as for AV devices, computers, home appliances and housing facilities, and industrial use. In particular, the home appliance field is forming the largest market for small motors. Home appliances are gradually becoming more sophisticated, and accordingly, miniaturization, low noise, low consumption, and power consumption of driven motors are required.
이 중, BLDC 모터(Brushless Direct Current motor)는 브러쉬와 정류자가 없는 모터로서, 기계적인 마찰손실이나 불꽃, 노이즈가 원칙적으로는 발생하지 않으며 속도 제어나 토크 제어가 뛰어나다. 또한, 속도 제어에 의한 손실이 없고, 소형모터로서는 효율이 높아 가전분야의 제품에 많이 사용되고 있다.Among them, a BLDC motor (Brushless Direct Current motor) is a motor without brushes and commutators. Mechanical friction loss, sparks, and noise do not occur in principle, and speed control and torque control are excellent. In addition, there is no loss due to speed control, and as a small motor, it is widely used in products in the field of home appliances due to its high efficiency.
BLCD 모터는 3상 교류전압을 제공하는 인버터와, 인버터의 출력 전압을 제어하는 제어유닛을 포함할 수 있다. 이때, 제어유닛은 PWM 제어 방식을 이용하여 인버터를 제어할 수 있다. The BLCD motor may include an inverter providing a three-phase AC voltage and a control unit controlling an output voltage of the inverter. At this time, the control unit may control the inverter using a PWM control method.
최근에는 인버터의 가격 경쟁령 확보를 위하여 인버터에 인가되는 DC 링크(DC link) 전원단에 연결되는 커패시터(Capacitor)를 소형화시키거나 제거한 캡리스(Capless) 제품을 개발하는 추세이다.Recently, in order to secure price competitiveness of inverters, there is a tendency to develop capless products in which a capacitor connected to a power terminal of a DC link applied to an inverter is reduced in size or removed.
이러한 캡리스 제품의 사용시 의도치 않은 전원 차단이 발생하는 경우, 인버터는 입력 전압은 없는 상태로 동작하나, 그 외 각 소자들에는 전원이 공급된 채로 제어 동작을 계속해서 수행한다.When an unintentional power cutoff occurs while using such a capless product, the inverter operates with no input voltage, but continues to perform a control operation while power is supplied to each other element.
이때, 인버터를 제어하는 제어 유닛에서는 목표값과 모터의 현재값이 불일치하는 상태가 지속되므로, 제어 유닛 내부의 지령치가 계속 높아지는 상황이 발생한다. 이에 따라, 모터의 회생전압에 의해 높아진 지령치가 모터의 제어 신호에 그대로 반영되므로 순간적으로 피크 전류(Peak Current)가 발생할 수 있다.At this time, since a state in which the target value and the current value of the motor do not match continues in the control unit controlling the inverter, a situation in which the command value inside the control unit continues to increase occurs. Accordingly, since the command value increased by the regenerative voltage of the motor is directly reflected in the control signal of the motor, a peak current may be instantaneously generated.
이렇게 피크 전류가 발생되는 경우, 주변 회로(예를 들어, 인버터 또는 제어 회로)에는 부품 소손이 발생될 수 있으며, 모터는 비이상적으로 온도가 상승하게 되어 코일이 발화하거나 베어링이 파손될 수 있는 문제가 있다.When such a peak current is generated, component burnout may occur in the peripheral circuit (for example, an inverter or control circuit), and the temperature of the motor rises abnormally, causing a problem in which the coil may ignite or the bearing may be damaged. there is.
본 발명의 목적은, 인버터에 이상 전원이 인가되는지 여부를 감지하고, 이를 기초로 모터의 기동을 정지시켜 모터 제어의 안정성을 확보할 수 있는 모터 구동 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a motor driving device capable of securing stability of motor control by detecting whether or not abnormal power is applied to an inverter and stopping the start of the motor based on this.
또한, 본 발명의 목적은, 인버터에 인가되는 입력 전원이 차단되는 비정상적인 상황에서 부품 소손을 방지할 수 있는 모터 구동 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a motor driving device capable of preventing component burnout in an abnormal situation in which input power applied to an inverter is cut off.
또한, 본 발명의 목적은, 인버터에 인가되는 입력 전원이 정상으로 회복되는 경우, 모터를 안정적으로 재기동시킬 수 있는 모터 구동 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a motor driving device capable of reliably restarting a motor when input power applied to an inverter is restored to normal.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned above can be understood by the following description and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by means of the instrumentalities and combinations indicated in the claims.
본 발명에 따른 모터 구동 장치는, 입력받은 직류전압을 교류전압으로 변환시켜 모터에 제공하는 인버터와, 상기 직류전압이 기준전압 보다 작게 유지되는 시간을 감지하고, 이를 기초로 인버터에 인가되는 제어 신호를 차단하는 제어유닛을 포함함으로써, 이상 피크 전류의 발생을 방지하고 모터 제어의 안정성을 확보할 수 있다.A motor driving apparatus according to the present invention includes an inverter that converts an input DC voltage into an AC voltage and provides it to a motor, detects a time when the DC voltage is maintained smaller than a reference voltage, and applies a control signal to the inverter based on this. By including a control unit that cuts off, it is possible to prevent the occurrence of abnormal peak current and secure the stability of motor control.
또한, 본 발명에 따른 모터 구동 장치는, 3상 코일에서 발생된 자기장에 의해 회전하는 로터를 포함하는 모터와, 3상 스위치소자들의 동작을 제어하는 인버터와, 인버터에 인가되는 직류전압이 기준전압 보다 작게 유지되는 시간을 기초로 인버터에 인가되는 제어 신호를 차단하는 제어유닛을 포함함으로써, 이상 피크 전류로 인하여 모터와 다른 부품에 소손이 발생하는 것을 방지할 수 있다.In addition, the motor driving apparatus according to the present invention includes a motor including a rotor rotating by a magnetic field generated from a three-phase coil, an inverter controlling the operation of three-phase switch elements, and a DC voltage applied to the inverter as a reference voltage. By including a control unit that cuts off the control signal applied to the inverter based on the time remaining smaller, it is possible to prevent burnout of the motor and other components due to an abnormal peak current.
또한, 본 발명에 따른 모터 구동 장치는, 인버터에 인가되는 직류전압의 크기가 기준전압의 크기보다 커지는 경우, 인버터에 제어 신호를 다시 제공하는 제어유닛을 포함함으로써, 모터를 안정적으로 모터를 재기동시킬 수 있다.In addition, the motor driving apparatus according to the present invention includes a control unit that provides a control signal to the inverter again when the magnitude of the DC voltage applied to the inverter is greater than the magnitude of the reference voltage, thereby stably restarting the motor. can
본 발명에 따른 모터 구동 장치는, 인버터에 이상 전원이 인가되는지 여부를 감지하고, 이를 기초로 모터의 기동을 정지시킴으로써, 이상 피크 전류가 발생하는 것을 방지하고 모터 제어의 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 별도의 이상 전류 감지 장치의 추가 없이 제어유닛의 알고리즘의 변화만으로 이상 피크 전류가 발생하는 것을 방지할 수 있어, 모터의 생산단가를 낮추어 기업의 이윤을 극대화할 수 있다.The motor driving apparatus according to the present invention detects whether or not abnormal power is applied to the inverter and stops the start of the motor based on this, thereby preventing abnormal peak current from occurring and ensuring stability of motor control. In addition, the generation of abnormal peak current can be prevented only by changing the algorithm of the control unit without adding a separate abnormal current detection device, thereby reducing the unit cost of motor production and maximizing corporate profits.
또한, 본 발명에 따른 모터 구동 장치는, 인버터에 인가되는 입력 전원이 차단되는 비정상적인 상황에서, 이상 피크 전류로 인하여 모터와 다른 부품에 소손이 발생하거나 이로 인해 화재가 발생하는 것을 방지할 수 있다. In addition, the motor driving device according to the present invention can prevent burnout of the motor and other parts due to an abnormal peak current or a fire due to abnormal peak current in an abnormal situation in which input power applied to the inverter is cut off.
또한, 본 발명에 따른 모터 구동 장치는, 인버터에 인가되는 입력 전원이 정상으로 회복되는 경우, 모터를 안정적으로 재기동 시킴으로써 일시적인 입력 전원의 이상 발생이 해소된 이후에 자동으로 시스템이 복구되도록 할 수 있다. 이를 통해, 관리자의 편의성과 시스템의 안정성은 향상될 수 있다.In addition, the motor driving device according to the present invention, when the input power applied to the inverter is restored to normal, restarts the motor stably so that the system can be automatically restored after the occurrence of temporary input power abnormality is resolved. . Through this, the convenience of the manager and the stability of the system can be improved.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다. In addition to the effects described above, specific effects of the present invention will be described together while explaining specific details for carrying out the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 도 1의 전압 검출부를 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 1의 제어유닛의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 1의 인버터를 설명하기 위한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 기준전압과 기준시간과의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
1 is a block diagram showing a motor driving device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a voltage detection unit of FIG. 1 .
Figure 3 is a block diagram showing the components of the control unit of Figure 1;
4 is a circuit diagram for explaining the inverter of FIG. 1;
5 is a flowchart illustrating a method of operating a motor driving device according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph for explaining a relationship between a reference voltage and a reference time.
7 is a graph for explaining the operation of a motor driving device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined.
이하에서는, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치를 설명하도록 한다.Hereinafter, a motor driving device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7 .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치를 나타내는 블럭도이다. 도 2는 도 1의 전압 검출부를 나타내는 회로도이다.1 is a block diagram showing a motor driving device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a voltage detection unit of FIG. 1 .
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치는, 모터(110), 인버터(120) 및 제어유닛(130)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 , a motor driving device according to an embodiment of the present invention may include a
모터(110)는 3상 코일(미도시)이 권선된 스테이터(stator) 및 상기 스테이터 내에 배치되며 상기 3상 코일에서 발생된 자기장에 의해 회전하는 로터(rotor)를 포함할 수 있다. 인버터(120)로부터 3상 교류전압(Vua, Vvb, Vwc)이 상기 3상 코일로 공급되면, 모터(110)에서는 3상 코일에서 발생된 자계에 따라 로터에 포함된 영구자석이 회전한다. The
참고로, 본 발명이 3상 코일에 의해 동작하는 3상 모터에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 단상 코일을 이용하는 단상 모터를 더 포함할 수 있다. 이하에서는, 3상 모터를 기준으로 본 발명의 특징을 설명하도록 한다.For reference, the present invention is not limited to a three-phase motor operated by a three-phase coil, and may further include, for example, a single-phase motor using a single-phase coil. Hereinafter, the characteristics of the present invention will be described based on a three-phase motor.
모터(110)는 유도 모터(induction motor), BLDC 모터(blushless DC motor), 릴럭턴스 모터(reluctance motor) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 모터(110)는 표면 부착형 영구자석 동기 모터(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기 모터(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), 및 동기 릴럭턴스 모터(Synchronous Reluctance Motor; Synrm) 등을 포함할 수 있다.The
인버터(120)는 3상 스위치 소자들(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 3상 스위치 소자들은 제어유닛(130)으로 공급된 동작 제어 신호(이하, 'PWM(Pulse Width Modulation) 신호'라 칭함, 이하, PWM 신호)가 입력되면 스위치 온 및 오프로 동작하고, 입력된 직류전압(Vdc)을 3상 교류전압(Vua, Vvb, Vwc)로 변환하여 3상 코일에 공급할 수 있다. 3상 스위치 소자들에 대한 자세한 설명은 이하에서 후술하도록 한다.The
제어유닛(130)은 목표 지령값 입력시, 목표 지령값 및 로터의 전기각 위치를 기초로 3상 스위치소자들 각각의 온 동작에 대한 온 시간구간 및 오프동작에 대한 오프 시간구간을 결정하는 PWM 신호(PWMS)를 출력할 수 있다.When the target command value is input, the
모터 구동 장치는 입력 전류 검출부(A), 전압 검출부(B), 직류단 커패시터(C), 전동기 전류 검출부(E), 입력 전압 검출부(F), 및 인덕터(L1, L2) 등을 더 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 앞의 추가적인 구성요소 중 일부는 생략되어 실시될 수 있다.The motor driving device may further include an input current detector (A), a voltage detector (B), a DC link capacitor (C), a motor current detector (E), an input voltage detector (F), and inductors (L1, L2). can However, the present invention is not limited thereto, and some of the above additional components may be omitted.
입력 전류 검출부(A)는, 상용 교류 전원(101)으로부터 입력되는 입력 전류(ig)를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 입력 전류 검출부(A)로, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 입력 전류(ig)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 전력 제어를 위해 제어유닛(130)에 입력될 수 있다.The input current detector A can detect the input current ig input from the commercial
입력 전압 검출부(F)는, 상용 교류 전원(101)으로부터 입력되는 입력 전압(vg)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, 입력 전압 검출부(F)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 입력 전압(vg)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 전력 제어를 위해 제어유닛(130)에 입력될 수 있다.The input voltage detector F may detect the input voltage vg input from the commercial
인덕터(L1, L2)는, 상용 교류 전원(101)과 정류부(105) 사이에 배치되어, 노이즈 제거 등의 동작을 수행할 수 있다.The inductors L1 and L2 are disposed between the commercial
정류부(105)는, 인덕터(L1, L2)를 거친 상용 교류 전원(101)을 정류하여 출력한다. 예를 들어, 정류부(105)는, 4개의 다이오드가 연결된 풀 브릿지 다이오드를 구비할 수 있으나, 다양하게 변형되어 적용될 수 있다.The rectifying
커패시터(C)는, 입력되는 전원을 저장한다. 도면에서는, 직류단 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다.Capacitor C stores the input power. In the drawing, one element is exemplified as the DC link capacitor (C), but a plurality of elements may be provided to secure element stability.
직류단의 전압 검출부(B)는 커패시터(C)의 양단인 직류전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 즉, 전압 검출부(B)는 인버터(120)의 입력 단자에 인가되는 직류전압(Vdc)을 측정할 수 있다. 직류전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, PWM 신호(PWMS)의 생성을 위해 제어유닛(130)에 제공된다.The voltage detection unit (B) of the DC link can detect the DC voltage (Vdc) of both ends of the capacitor (C). That is, the voltage detector (B) can measure the DC voltage (Vdc) applied to the input terminal of the inverter (120). The direct current voltage (Vdc), as a discrete signal in the form of a pulse, is provided to the
이를 위하여, 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. To this end, the voltage detector B may include a resistance element, an amplifier, and the like.
구체적으로, 도 2를 살펴보면, 전압 검출부(B)는 레퍼런스 전압(Vref)을 토대로 전압 분배 방식을 이용하여 인버터(120)에 인가되는 직류전압(Vdc)을 센싱한다. 이때, 전압 검출부(B)는 복수의 저항 소자(R1, R2, R3), 커패시터(C1, C2), 다이오드(D)를 이용하여 직류전압(Vdc)을 센싱한다.Specifically, referring to FIG. 2 , the voltage detector B senses the DC voltage Vdc applied to the
우선, 제1 저항소자(R1)와 제2 저항소자(R2)는 직렬로 연결되며, 인버터(120)의 입력단자에 병렬로 연결된다. 이때, 제1 저항소자(R1)는 일단이 인버터(120)의 일단에 연결되고, 타단이 제2 노드(N2)에 연결된다. 제2 저항소자(R1)는 일단이 제2 노드(N2)에 연결되고 타단이 인버터(120)의 타단에 연결된다. First, the first resistance element R1 and the second resistance element R2 are connected in series and connected in parallel to the input terminal of the
추가로 제2 커패시터(C2)는 일단이 제2 노드(N2)에 연결되고 타단이 인버터(120)의 타단에 연결된다. 참고로, 제2 커패시터(C2)는 다른 몇몇 실시예에서 생략되어 실시될 수 있다.Additionally, the second capacitor C2 has one end connected to the second node N2 and the other end connected to the other end of the
제3 저항소자(R3)와 제1 커패시터(C1)는 서로 직렬로 연결된다. 이때, 제3 저항소자(R3)는 일단이 제1 노드(N1)에 연결되고, 타단이 제2 노드(N2)에 연결된다. 제1 커패시터(C1)는 일단이 제1 노드(N1)에 연결되고, 타단이 인버터(120)의 타단에 연결된다. The third resistor element R3 and the first capacitor C1 are connected in series with each other. At this time, the third resistance element R3 has one end connected to the first node N1 and the other end connected to the second node N2. The first capacitor C1 has one end connected to the first node N1 and the other end connected to the other end of the
다이오드(D)는 일단이 제1 노드(N1)에 연결되고, 타단이 레퍼런스 전압(Vref)에 연결되며 제1 노드(N1)에서 레퍼런스 전압(Vref)을 향해 전류가 흐르도록 배치된다.The diode D has one end connected to the first node N1 and the other end connected to the reference voltage Vref, and a current flowing from the first node N1 toward the reference voltage Vref.
여기에서, 제어유닛(130)은 제1 노드(N1)에 인가되는 전압을 센싱하고, 이를 기초로 인버터(120)의 입력단자에 인가되는 직류전압(Vdc)을 산출한다.Here, the
다만, 도 2에 나타난 전압 검출부(B)의 회로는 다양하게 변형되어 실시될 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제어유닛(130)은 전압 검출부(B)로부터 수신한 데이터를 기초로 인버터(120)의 입력단자에 인가되는 직류전압(Vdc)을 산출할 수 있다. However, the circuit of the voltage detector B shown in FIG. 2 may be variously modified and implemented, and the present invention is not limited thereto. The
다시 도 1을 참조하면, 전동기 전류 검출부(E)는, 인버터(120)와 3상 모터(110) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출한다. 즉, 3상 모터(110)에 흐르는 전류를 검출한다. 전동기 전류 검출부(E)는 각 상의 출력 전류(ia, ib, ic)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 3상 평형을 이용하여 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다.Referring back to FIG. 1 , the motor current detector E detects the output current io flowing between the
전동기 전류 검출부(E)는 인버터(120)와 3상 모터(110) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다.The motor current detector E may be located between the
이에, 제어유닛(130)는, 입력 전류 검출부(A)에서 검출되는 입력 전류(ig)와 입력 전압 검출부(F)에서 검출되는 입력 전압(vg), 전압 검출부(B)에서 검출되는 직류전압(Vdc), 전동기 전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 이용하여 인버터(120)의 동작 제어를 수행할 수 있다.Accordingly, the
검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 제어유닛(130)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 PWM 신호(PWMS)가 생성된다. 이하에서는 검출된 출력전류(io)가 3상의 출력 전류(ia, ib, ic)인 것을 예로 들어 설명하도록 한다.The detected output current io may be applied to the
도 3은 도 1의 제어유닛의 구성요소를 나타내는 블록도이다.Figure 3 is a block diagram showing the components of the control unit of Figure 1;
도 3을 참조하면, 제어유닛(130)는 3상/2상 축변환부(210), 위치 추정부(220), 속도 연산부(230), 지령치 생성부(240), 2상/3상 축변환부(250) 및 신호 생성부(이하, 'PWM 생성부'라 칭함, 260)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
3상/2상 축변환부(210)는 모터(110)에서 출력된 3상 전류(ia, ib, ic)를 입력받아, 정지좌표계의 2상 전류(iα, iβ)로 변환한다.The 3-phase/2-phase
한편, 3상/2상 축변환부(210)는 정지좌표계의 2상 전류(iα, iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id, iq)로 변환할 수 있다. Meanwhile, the three-phase/two-phase
위치 추정부(220)는 3상 전류(ia, ib, ic) 및 3상 전압(Va, Vb, Vc) 중 적어도 하나를 검출하여, 모터(110)에 포함된 로터의 위치(H)를 추정할 수 있다.The
속도 연산부(230)는 위치 추정부(220)에서 추정한 위치(H) 및 3상 전압(Va, Vb, Vc) 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 로터의 현재 속도()를 연산할 수 있다. 즉, 속도 연산부(230)는 위치(H)를 시간으로 나누어 현재 속도()를 연산할 수 있다.The
또한, 속도 연산부(230)는 위치(H)에 기초하여 연산된 전기각 위치()와 연산된 현재 속도()를 출력할 수 있다.In addition, the
지령치 생성부(240)는 전류 지령 생성부(242) 및 전압 지령 생성부(244)를 포함할 수 있다.The command value generator 240 may include a
전류 지령 생성부(242)는 연산된 현재 속도()와 입력된 목표 지령값에 대응하는 지령 속도(ωr)에 기초하여, 속도 지령치(ω* r)를 연산한다.The
이후, 전류 지령 생성부(242)는 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. Then, the current
예를 들어, 전류 지령 생성부(242)는 현재 속도()와 지령 속도(ωr)의 차이인 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, PI 제어기(243)에서 PI 제어를 수행하며, 전류 지령치(i* q)를 생성할 수 있다. 전류 지령 생성부(242)는 q축 전류 지령치(i* q)의 생성시, d축 전류 지령치(i* d)를 함께 생성할 수 있다. 한편, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정될 수도 있다. For example, the current
또한, 전류 지령 생성부(242)는 전류 지령치(i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.In addition, the current
전압 지령 생성부(244)는, 회전 좌표계로 축변환된 d축, q축 전류(id, iq)와, 전류 지령 생성부(242) 등에서의 전류 지령치(i* d, i* q)에 기초하여, d축, q축 전압 지령치(v* d, v* q)를 생성한다. The
예를 들어, 전압 지령 생성부(244)는 q축 전류(iq)와, q축 전류 지령치(i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어기(245)에서 PI 제어를 수행하며, q축 전압 지령치(v* q)를 생성할 수 있다. For example, the voltage
또한, 전압 지령 생성부(244)는, d축 전류(id)와, d축 전류 지령치(i* d)의 차이에 기초하여, PI 제어기(246)에서 PI 제어를 수행하며, d축 전압 지령치(v* d)를 생성할 수 있다. In addition, the
한편, d축 전압 지령치(v* d)의 값은, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정되는 경우에 대응하여, 0으로 설정될 수도 있다. Meanwhile, the value of the d-axis voltage command value (v * d ) may be set to 0 corresponding to the case where the value of the d-axis current command value (i * d ) is set to 0.
한편, 전압 지령 생성부(244)는, d 축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.Meanwhile, the voltage
한편, 생성된 d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)는, 2상/3상 축변환부(250)에 입력된다.On the other hand, the generated d-axis and q-axis voltage command values (v * d , v * q ) are input to the 2-phase/3-phase
2상/3상 축변환부(250)는, 속도 연산부(230)에서 연산된 위치()와, d축, q축 전압 지령치(v* d, v* q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.The 2-phase/3-phase
먼저, 2상/3상 축변환부(250)는 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 속도 연산부(230)에서 연산된 전기각 위치()가 사용될 수 있다.First, the 2-phase/3-phase
그리고, 2상/3상 축변환부(250)는 2상 정지 좌표계에서 3상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이러한 변환을 통해, 2상/3상 축변환부(250)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a, v*b, v*c)를 출력하게 된다.Then, the 2-phase/3-phase
PWM 생성부(260)는 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)에 기초하여 펄스폭 변조(PWM) 방식에 따른 인버터용 PWM 신호(PWMS)를 생성하여 출력한다. The
PWM 신호(PWMS)는 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 인버터(120) 내의 3상 스위칭 소자들의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 인버터(120) 내의 3상 스위칭 소자들이 스위칭 동작을 하게 된다.The PWM signal PWMS may be converted into a gate driving signal by a gate driver (not shown) and input to gates of three-phase switching elements in the
여기서, PWM 생성부(260)는 상술한 전기각 위치() 및 3상 전압(Va, Vb, Vc)를 기반으로 PWM 신호(PWMS)의 온 시간구간 및 오프 시간구간을 가변시켜, 상기 3상 스위치소자들의 스위치 동작을 제어할 수 있다.Here, the
PWM 생성부(260)는 PWM 신호(PWMS)를 생성하기 위한 복수의 알고리즘이 설정되어 있다. PWM 생성부(260)는 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)를 기초로 출력 전압 지령치 벡터를 생성할 수 있다. 참고로, PWM 생성부(260)는 공간 벡터 PWM(SVPWN)을 이용하여 인버터(120)의 출력 전압을 제어할 수 있다. The
또한, PWM 생성부(260)는 전압 검출부(B)를 통하여 센싱한 인버터(120)에 입력되는 직류전압(Vdc)을 기초로 PWM 신호(PWMS)의 출력여부를 결정할 수 있다.In addition, the
구체적으로, PWM 생성부(260)는 인버터(120)의 직류전압(Vdc)이 인버터(120)가 정상적으로 동작할 수 있는 기준전압(Vref)보다 작아지는 경우, 직류전압(Vdc)이 기준전압(Vref)보다 작게 유지되는 감지시간(Ts)을 측정한다. Specifically, the
이어서, PWM 생성부(260)는 감지시간(Ts)이 기준시간(Tref)보다 커지는 경우, 인버터(120)에 제공되는 PWM 신호(PWMS)를 '0'으로 만든다(즉, PWM 신호(PWMS)를 비활성화시키거나 차단한다).Subsequently, the
여기에서, 기준시간(Tref)은 기준전압(Vref)에 종속적으로 가변될 수 있다.Here, the reference time Tref may be varied depending on the reference voltage Vref.
상술한 PWM 생성부(260)의 알고리즘에 대한 자세한 설명은 도 5 내지 도 7을 참조하여 후술하도록 한다.A detailed description of the algorithm of the aforementioned
도 4는 도 1의 인버터를 설명하기 위한 회로도이다.4 is a circuit diagram for explaining the inverter of FIG. 1;
도 4를 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 인버터(120)는 3상 스위치소자들을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4 , an
3상 스위치소자는 제어유닛(130)으로부터 공급된 PWM 신호(PWMS)에 의해 스위치 온 및 오프 동작하여 입력된 직류전압(Vdc)을 소정 주파수 또는 듀티를 갖는 3상 교류전압(Vua, Vvb, Vwc)으로 변환하여 모터(110)로 출력할 수 있다.The 3-phase switch element is switched on and off by the PWM signal (PWMS) supplied from the
3상 스위치소자들은 서로 직렬 연결되는 제1 내지 제3 상암 스위치(Sa, Sb, Sc) 및 제1 내지 제3 하암 스위치(S'a, S'b, S'b)가 서로 한 쌍이 되며, 총 세쌍의 제1 내지 제3 상암 스위치 및 제1 내지 제3 하암 스위치((Sa&S'a, Sb&S'b, Sc&S'c)가 서로 병렬 연결될 수 있다.In the three-phase switch elements, the first to third upper arm switches Sa, Sb, and Sc and the first to third lower arm switches S'a, S'b, and S'b connected in series with each other form a pair, A total of three pairs of first to third upper arm switches and first to third lower arm switches (Sa&S'a, Sb&S'b, Sc&S'c) may be connected in parallel to each other.
즉, 제1 상, 하암 스위치(Sa, S'a)는 모터(110)의 3상 코일(La, Lb, Lc) 중 제1 상 코일(La)로 3상 교류전압(Vua, Vvb, Vwc) 중 제1 상 교류전압(Vua)를 공급한다.That is, the first phase, the lower arm switch (Sa, S'a) is a three-phase AC voltage (Vua, Vvb, Vwc) to the first phase coil (La) of the three-phase coil (La, Lb, Lc) of the motor 110 ) of which the first phase AC voltage Vua is supplied.
또한, 제2 상, 하암 스위치(Sb, S'b)는 제2 상 코일(Lb)로 제2 상 교류전압(Vvb)을 공급하며, 제3 상, 하암 스위치(Sc, S'c)는 제3 상 코일(Lc)로 제3 상 교류전압(Vwc)를 공급할 수 있다. In addition, the second phase, lower arm switch (Sb, S'b) supplies the second phase AC voltage (Vvb) to the second phase coil (Lb), and the third phase, lower arm switch (Sc, S'c) The third-phase AC voltage Vwc may be supplied to the third-phase coil Lc.
여기서, 제1 내지 제3 상암 스위치(Sa, Sb, Sc) 및 제1 내지 제3 하암 스위치(S'a, S'b, S'b) 각각은 입력된 PWM 신호(PWMS)에 따라 온 및 오프로 동작하여, 3상 코일(La, Lb, Lc) 각각으로 3상 교류전압(Vua, Vvb, Vwc)을 공급함으로써 모터(110)의 동작을 제어할 수 있다.Here, each of the first to third upper arm switches Sa, Sb, and Sc and the first to third lower arm switches S'a, S'b, and S'b are turned on and off according to the input PWM signal PWMS. By operating off, the operation of the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다. 도 6은 기준전압과 기준시간과의 관계를 설명하기 위한 그래프이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.5 is a flowchart illustrating a method of operating a motor driving device according to an embodiment of the present invention. 6 is a graph for explaining a relationship between a reference voltage and a reference time. 7 is a graph for explaining the operation of a motor driving device according to an embodiment of the present invention.
여기에서, 도 5는 제어유닛(130)의 PWM 생성부(260)에서 수행되는 이상 동작 방지 알고리즘을 나타내는 순서도이고, 도 6은 직류전압(Vdc)을 기초로 기준전압(Vref)의 변화에 따른 기준시간(Tref)의 변화를 나타내는 도면이다. Here, FIG. 5 is a flowchart illustrating an abnormal operation prevention algorithm performed by the
우선 도 5를 참조하면, 제어유닛(130)의 PWM 생성부(260)는 전압 검출부(B)에서 측정된 데이터를 기초로 인버터(120)의 입력단자에 인가되는 직류전압(Vdc)을 계측한다(S110). First of all, referring to FIG. 5, the
여기에서, 전압 검출부(B)는 전압 분배 방식을 기초로 직류전압(Vdc)에 비례하는 값을 센싱하고, PWM 생성부(260)는 센싱된 값을 기초로 직류전압(Vdc)을 산출할 수 있다. Here, the voltage detector (B) senses a value proportional to the DC voltage (Vdc) based on the voltage distribution method, and the
이어서, PWM 생성부(260)는 인버터(120)에 인가되는 직류전압(Vdc)과 기준전압(Vref)의 크기를 비교한다(S120). Next, the
여기에서 기준전압(Vref)은 인버터(120)가 정상 동작하기 위하여 설정된 기준값을 의미한다. 기준전압(Vref)는 인버터(120) 자체의 스펙 또는 인버터(120)에 연결된 모터(110)와 주변회로에 의해 결정될 수 있으며, 사용자는 인터페이스(미도시)를 통해 시스템을 안정적으로 보호할 수 있는 기준전압(Vref)을 설정할 수 있다. Here, the reference voltage Vref means a reference value set for the
이때, 기준전압(Vref)은 미리 설정되어 제어유닛(130)의 메모리(미도시)에 저장될 수 있으며, 모터(110)의 종류 및 동작 모드에 따라 값이 변경되어 적용될 수 있다. 사용자는 제어유닛(130)의 메모리(미도시)에 미리 저장된 기준전압(Vref)을 선택하여 이용할 수 있다.In this case, the reference voltage Vref may be preset and stored in a memory (not shown) of the
PWM 생성부(260)는 사용자에 의해 설정된 기준전압(Vref)과 직류전압(Vdc)의 크기를 비교하고, 직류전압(Vdc)이 기준전압(Vref)보다 큰 경우 모터(110)는 정상 구동하므로 계속해서 직류전압(Vdc)을 계측하는 S110 단계의 동작을 반복 수행한다.The
반면, 직류전압(Vdc)이 기준전압(Vref)보다 작아지는 경우, PWM 생성부(260)는 직류전압(Vdc)이 기준전압(Vref)보다 작게 유지되는 감지시간(Ts)을 측정하고, 감지시간(Ts)와 기준시간(Tref)의 크기를 비교한다(S130).On the other hand, when the DC voltage (Vdc) becomes smaller than the reference voltage (Vref), the
여기에서, 기준시간(Tref)은 기준전압(Vref)의 크기에 종속적으로 변화하는 값이다. Here, the reference time Tref is a value that varies depending on the magnitude of the reference voltage Vref.
설명의 편의를 위해 도 6을 살펴보면, 시간에 따른 직류전압(Vdc)의 변화에 있어서, 제1 감지레벨의 제1 기준전압(Vref1)에 대한 제1 기준시간(Tref1)은, 제2 감지레벨의 제2 기준전압(Vref1)에 대한 제2 기준시간(Tref2)보다 클 수 있다. 즉, 제1 기준전압(Vref1)이 제2 기준전압(Vref1)보다 큰 경우, 제1 기준시간(Tref1)은 제2 기준시간(Tref2)보다 커진다. Referring to FIG. 6 for convenience of description, in the change of the DC voltage Vdc with time, the first reference time Tref1 for the first reference voltage Vref1 of the first sensing level corresponds to the second sensing level. may be greater than the second reference time Tref2 for the second reference voltage Vref1. That is, when the first reference voltage Vref1 is greater than the second reference voltage Vref1, the first reference time Tref1 is greater than the second reference time Tref2.
이때, 기준전압(Vref)이 작아질수록 기준시간(Tref)은 감소할 수 있으며, 기준전압(Vref)이 커질수록 기준시간(Tref)은 증가할 수 있다. In this case, the reference time Tref may decrease as the reference voltage Vref decreases, and the reference time Tref may increase as the reference voltage Vref increases.
기준전압(Vref)과 기준시간(Tref) 사이의 관계는, 전파정류된 직류전압(Vdc)에서 감지레벨이 높을수록 센싱하는데 필요한 기준시간(Tref)은 커지고, 감지레벨이 낮을수록 기준시간은 작아지기 때문에 발생한다. 따라서, 실제 시스템에 맞는 감지레벨이 선정되는 경우, 시스템의 이상을 감지하기 위해서 기준시간(Tref)은 감지를 위한 최소단위인 감지시간(Tp)보다 커져야 한다.The relationship between the reference voltage (Vref) and the reference time (Tref) is that the higher the sensing level in the full-wave rectified DC voltage (Vdc), the larger the reference time (Tref) required for sensing, and the lower the sensing level, the smaller the reference time. it happens because Therefore, when a detection level suitable for an actual system is selected, the reference time Tref should be greater than the detection time Tp, which is the minimum unit for detection, in order to detect an abnormality in the system.
정리하면, 기준시간(Tref)은 기준전압(Vref)에 종속적으로 결정되며, 기준전압(Vref)이 미리 설정되는 경우, 설정된 기준전압(Vref)에 맞추어 기준시간(Tref)이 결정되어 PWM 생성부(260)에서 이용된다.In summary, the reference time (Tref) is determined dependently on the reference voltage (Vref), and when the reference voltage (Vref) is set in advance, the reference time (Tref) is determined according to the set reference voltage (Vref) to generate the PWM unit. (260) is used.
다시 도 5의 S130 단계를 살펴보면, 감지시간(Ts)이 기준시간(Tref)보다 작은 경우, PWM 생성부(260)는 감지시간(Ts)을 증가시킨다(S140). Referring to step S130 of FIG. 5 again, when the detection time Ts is smaller than the reference time Tref, the
이는 아직 전압 이상을 발견할 수 있는 최소 단위인 기준시간(Tref)이 경과하지 않아 직류전압(Vdc)의 상태를 더 살펴봐야 함을 의미한다. This means that the state of the DC voltage (Vdc) needs to be further examined because the reference time (Tref), which is the minimum unit for detecting a voltage anomaly, has not yet elapsed.
따라서, PWM 생성부(260)는 S110 단계 내지 S130 단계를 반복 수행하여, 직류전압(Vdc)이 기준전압(Vref)보다 계속해서 작게 유지되는지를 판단한다.Accordingly, the
이어서, 감지시간(Ts)이 기준시간(Tref)보다 커지는 경우, PWM 생성부(260)는 인버터(120)에 출력되는 제어 지령을 오프시킨다(S150). 즉, PWM 생성부(260)는 인버터(120)에 출력되는 PWM 신호(PWMS)를 차단하거나, PWM 신호(PWMS)의 신호를 모두 비활성화시킨다(예를 들어, 논리값 '0'으로 설정).Subsequently, when the detection time Ts becomes greater than the reference time Tref, the
추가적으로, PWM 생성부(260)는 감지시간(Ts)을 측정할 때, 연속적으로 직류전압(Vdc)이 기준전압(Vref)보다 낮아지는 시간을 측정하여 이용할 수 있다. 이를 연속감지시간(Tcp)이라 하며, PWM 생성부(260)는 연속감지시간(Tcp)과 기준시간(Tref)을 비교하여 제어 지령을 오프시킬지 여부를 결정할 수 있다.Additionally, when measuring the detection time Ts, the
또한, 도면에 명확히 명시하지는 않았으나, 제어유닛(130)이 인버터(120)에 제공되는 PWM 신호(PWMS)를 차단한 이후에, 직류전압(Vdc)이 기준전압(Vref)보다 커지는 경우, PWM 생성부(260)는 다시 원래대로 PWM 신호(PWMS)를 인버터(120)에 제공할 수 있다.In addition, although not clearly specified in the drawings, when the DC voltage (Vdc) becomes greater than the reference voltage (Vref) after the
이를 통해, 인버터(120)는 다시 정상 동작할 수 있으며, 모터 구동 장치도 다시 정상적으로 재구동될 수 있다. Through this, the
정리하면, 제어유닛(130)에 정상적으로 전원이 인가되고 인버터(120)에 일시적으로 이상 전원이 인가되는 경우에 제어유닛(130)은 인버터(120)의 이상 동작을 막기 위해 일시적으로 PWM 신호(PWMS)을 차단한다. 이어서, 인버터(120)에 정상 전원이 인가되는 경우, 제어유닛(130)은 다시 인버터(120)에 PWM 신호(PWMS)을 제공하여 모터(110)가 정상 구동되도록 제어할 수 있다.In summary, when power is normally applied to the
예를 들어, 기준전압(Vref)이 100V이고, 기준시간(Tref)이 12.5ms인 일 때, 제어유닛(130)은 인버터(120)에 입력되는 직류전압(Vdc)이 100V보다 낮은지 여부를 판단하고, 직류전압(Vdc)이 100V보다 낮은 감지시간(Tp)이 12.5ms보다 길어지는 경우, PWM 신호(PWMS)를 차단시킨다.For example, when the reference voltage (Vref) is 100V and the reference time (Tref) is 12.5 ms, the
도 7은 PWM 생성부(260)에서 이상 동작 방지 알고리즘이 적용되기 전의 파형과 적용된 이후의 파형을 비교하여 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram for explaining a comparison between a waveform before an abnormal operation prevention algorithm is applied in the
도 7을 살펴보면, 제어유닛(130)에서 전술한 이상 동작 방지 알고리즘을 수행하지 않는 경우, 제1 시간(T1)에서 인버터(120)에 이상 전원이 인가되고 일정시간(Tp)이 경과된 제2 시간(T2)에서 인버터(120) 또는 모터(110)에 피크 전류(Peak Current)가 발생할 수 있다(도 7의 S1).Referring to FIG. 7 , when the
이는 제어유닛(130)의 목표값과 모터(110)의 현재값 사이의 불일치 상태가 계속됨에 따라 제어유닛(130)의 내부 지령치가 계속해서 높아지면서 발생되는 현상이다.This is a phenomenon that occurs when the internal command value of the
피크 전류(Peak Current)가 모터(110) 또는 인버터(120)에 발생되는 경우, 모터 구동 장치에 포함된 부품에 소손이 발생될 수 있으며, 모터(110)의 온도가 비이상적으로 상승하여 코일 또는 로터가 발화되거나 베어링이 파손될 수 있다.When a peak current is generated in the
반면, 제어유닛(130)에서 전술한 이상 동작 방지 알고리즘을 수행하는 경우, 제1 시간(T1)에서 인버터(120)에 이상 전원이 인가되면 제어유닛(130)은 인버터(120)에 인가되는 PWM 신호(PWMS)를 차단 또는 비활성화시킨다. On the other hand, when the
이를 통해, 제어유닛(130)은 인버터(120)에 인가되는 이상 전원으로 인해 모터(110) 또는 인버터(120)에 피크 전류(Peak Current)가 발생하는 것을 방지함으로써, 모터 구동 장치의 열화 및 발화를 방지할 수 있다(도 7의 S2). Through this, the
정리하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치는, 인버터(120)에 이상 전원이 인가되는지 여부를 감지하고, 이를 기초로 모터(110)의 기동을 정지시킴으로써, 이상 피크 전류가 발생하는 것을 방지하고 모터 제어의 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 별도의 이상 전류 감지 장치의 추가 없이 제어유닛(130)의 알고리즘의 변화만으로 이상 피크 전류가 발생하는 것을 방지할 수 있어, 모터의 생산단가를 낮추어 기업의 이윤을 극대화할 수 있다.In summary, the motor driving device according to an embodiment of the present invention detects whether or not abnormal power is applied to the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치는, 인버터(120)에 인가되는 입력 전원이 차단되는 비정상적인 상황에서 이상 피크 전류로 인하여 모터(110)와 다른 부품에 소손이 발생하거나, 이로 인해 화재가 발생하는 것을 방지할 수 있다. In addition, in the motor driving device according to an embodiment of the present invention, in an abnormal situation in which the input power applied to the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치는, 인버터(120)에 인가되는 입력 전원이 정상으로 돌아오는 경우, 모터를 안정적으로 재기동 시킴으로써, 일시적인 입력 전원의 이상 발생이 해소된 이후에 자동으로 시스템이 복구되도록 할 수 있다. 이를 통해, 관리자의 편의성과 시스템의 안정성은 향상될 수 있다.In addition, the motor driving device according to an embodiment of the present invention, when the input power applied to the
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The above-described present invention, since various substitutions, modifications, and changes are possible to those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention, the above-described embodiments and accompanying drawings is not limited by
101: 상용 교류 전원 105: 정류부
110: 모터 120: 인버터
130: 제어유닛
101: commercial AC power supply 105: rectifier
110: motor 120: inverter
130: control unit
Claims (10)
상기 인버터에 인가되는 상기 직류전압의 크기를 센싱하는 전압 검출부; 및
상기 인버터에 포함된 스위칭 소자의 동작을 제어하는 PWM 신호를 출력하는 제어유닛을 포함하되,
상기 제어유닛은,
상기 전압 검출부에서 센싱한 상기 직류전압이 기준전압보다 작은 경우, 상기 직류전압이 상기 기준전압보다 작게 유지되는 감지시간을 측정하고,
상기 감지시간이 기준시간보다 커지는 경우, 상기 인버터에 제공되는 상기 PWM 신호를 차단하고,
상기 제어유닛은,
상기 감지시간이 상기 기준시간보다 작은 경우, 상기 직류전압이 상기 기준전압보다 작게 유지되는 동안 상기 감지시간을 증가시키는
모터 구동 장치.
an inverter that converts the DC voltage received into AC voltage and provides it to the motor;
a voltage detector sensing the level of the DC voltage applied to the inverter; and
Including a control unit for outputting a PWM signal for controlling the operation of the switching element included in the inverter,
The control unit,
When the DC voltage sensed by the voltage detector is smaller than the reference voltage, measuring a sensing time during which the DC voltage is maintained smaller than the reference voltage;
When the detection time is greater than the reference time, cut off the PWM signal provided to the inverter;
The control unit,
When the detection time is less than the reference time, increasing the detection time while the DC voltage is maintained less than the reference voltage
motor drive unit.
상기 제어유닛은,
상기 직류전압이 상기 기준전압보다 계속해서 작게 유지되는 연속감지시간을 측정하고,
상기 연속감지시간이 기준시간보다 커지는 경우, 상기 인버터에 제공되는 상기 PWM 신호를 차단하는
모터 구동 장치.
According to claim 1,
The control unit,
Measuring a continuous sensing time during which the DC voltage continues to be less than the reference voltage;
When the continuous detection time is greater than the reference time, blocking the PWM signal provided to the inverter
motor drive unit.
상기 인버터에 인가되는 상기 직류전압의 크기를 센싱하는 전압 검출부; 및
상기 인버터에 포함된 스위칭 소자의 동작을 제어하는 PWM 신호를 출력하는 제어유닛을 포함하되,
상기 제어유닛은,
상기 전압 검출부에서 센싱한 상기 직류전압이 기준전압보다 작은 경우, 상기 직류전압이 상기 기준전압보다 작게 유지되는 감지시간을 측정하고,
상기 감지시간이 기준시간보다 커지는 경우, 상기 인버터에 제공되는 상기 PWM 신호를 차단하고,
상기 기준시간은 상기 기준전압의 크기를 기초로 산출되고,
상기 기준전압의 크기가 작아지는 경우, 상기 기준시간의 크기는 감소되는
모터 구동 장치.
an inverter that converts the DC voltage received into AC voltage and provides it to the motor;
a voltage detector sensing the level of the DC voltage applied to the inverter; and
Including a control unit for outputting a PWM signal for controlling the operation of the switching element included in the inverter,
The control unit,
When the DC voltage sensed by the voltage detector is smaller than the reference voltage, measuring a sensing time during which the DC voltage is maintained smaller than the reference voltage;
When the detection time is greater than the reference time, cut off the PWM signal provided to the inverter;
The reference time is calculated based on the magnitude of the reference voltage,
When the size of the reference voltage is reduced, the size of the reference time is reduced
motor drive unit.
상기 기준전압은 미리 설정되어 상기 제어유닛의 메모리에 저장되고, 상기 모터의 동작 모드에 따라 값이 변경되는
모터 구동 장치.
According to claim 4,
The reference voltage is preset and stored in the memory of the control unit, and the value is changed according to the operation mode of the motor.
motor drive unit.
상기 제어유닛은,
상기 전압 검출부에서 센싱한 직류전압이 상기 기준전압보다 커지는 경우, 상기 인버터에 상기 PWM 신호를 다시 제공하는
모터 구동 장치.
According to claim 1,
The control unit,
Providing the PWM signal to the inverter again when the DC voltage sensed by the voltage detector is greater than the reference voltage
motor drive unit.
상기 3상 코일로 3상 교류 전압을 공급 및 차단하도록 온 및 오프동작하는 3상 스위치소자들을 포함하는 인버터;
상기 인버터에 인가되는 직류전압의 크기를 센싱하는 전압 검출부; 및
상기 3상 스위치소자들의 동작을 제어하는 PWM 신호를 출력하는 제어유닛을 포함하되,
상기 제어유닛은,
상기 전압 검출부에서 센싱한 상기 직류전압이 기준전압보다 작은 경우, 상기 직류전압이 상기 기준전압보다 작게 유지되는 감지시간을 측정하고,
상기 감지시간이 기준시간보다 커지는 경우, 상기 인버터에 제공되는 상기 PWM 신호를 차단하고,
상기 제어유닛은,
상기 감지시간이 기준시간보다 작은 경우, 상기 직류전압이 상기 기준전압보다 작게 유지되는 동안 상기 감지시간을 증가시키는
모터 구동 장치.
A motor including a stator around which a three-phase coil is wound and a rotor disposed within the stator and rotated by a magnetic field generated from the three-phase coil;
an inverter including three-phase switch elements that operate on and off to supply and cut off the three-phase AC voltage to the three-phase coil;
a voltage detector for sensing the magnitude of the DC voltage applied to the inverter; and
Including a control unit for outputting a PWM signal for controlling the operation of the three-phase switch elements,
The control unit,
When the DC voltage sensed by the voltage detector is smaller than the reference voltage, measuring a sensing time during which the DC voltage is maintained smaller than the reference voltage;
When the detection time is greater than the reference time, cut off the PWM signal provided to the inverter;
The control unit,
When the detection time is less than the reference time, increasing the detection time while the DC voltage is maintained less than the reference voltage
motor drive unit.
상기 제어유닛은,
상기 전압 검출부에서 센싱한 상기 직류전압이 상기 기준전압보다 커지는 경우, 상기 인버터에 상기 PWM 신호를 다시 제공하는
모터 구동 장치.
According to claim 7,
The control unit,
Providing the PWM signal to the inverter again when the DC voltage sensed by the voltage detector is greater than the reference voltage
motor drive unit.
상기 3상 코일로 3상 교류 전압을 공급 및 차단하도록 온 및 오프동작하는 3상 스위치소자들을 포함하는 인버터;
상기 인버터에 인가되는 직류전압의 크기를 센싱하는 전압 검출부; 및
상기 3상 스위치소자들의 동작을 제어하는 PWM 신호를 출력하는 제어유닛을 포함하되,
상기 제어유닛은,
상기 전압 검출부에서 센싱한 상기 직류전압이 기준전압보다 작은 경우, 상기 직류전압이 상기 기준전압보다 작게 유지되는 감지시간을 측정하고,
상기 감지시간이 기준시간보다 커지는 경우, 상기 인버터에 제공되는 상기 PWM 신호를 차단하고,
상기 3상 코일은,
상기 3상 교류 전압 중 제1 상 교류 전압이 공급되는 제1 상 코일과, 상기 3상 교류 전압 중 제2 상 교류 전압이 공급되는 제2 상 코일과, 상기 3상 교류 전압 중 제3 상 교류 전압이 공급되는 제3 상 코일을 포함하고,
상기 3상 스위치소자들은,
상기 제1 상 교류 전압이 공급되게 온 및 오프 동작하며, 상기 제1 상 코일과 병렬 연결된 제1 상암 스위치 및 제1 하암 스위치와,
상기 제2 상 교류 전압이 공급되게 온 및 오프 동작하며, 상기 제2 상 코일과 병렬 연결된 제2 상암 스위치 및 제2 하암 스위치와,
상기 제3 상 교류 전압이 공급되게 온 및 오프 동작하며, 상기 제3 상 코일과 병렬 연결된 제3 상암 스위치 및 제3 하암 스위치를 포함하며,
상기 제어유닛은, 상기 감지시간이 상기 기준시간보다 커지는 경우, 상기 3상 스위치소자들을 모두 오프시키는
모터 구동 장치.A motor including a stator around which a three-phase coil is wound and a rotor disposed within the stator and rotated by a magnetic field generated from the three-phase coil;
an inverter including three-phase switch elements that operate on and off to supply and cut off the three-phase AC voltage to the three-phase coil;
a voltage detector for sensing the magnitude of the DC voltage applied to the inverter; and
Including a control unit for outputting a PWM signal for controlling the operation of the three-phase switch elements,
The control unit,
When the DC voltage sensed by the voltage detector is smaller than the reference voltage, measuring a sensing time during which the DC voltage is maintained smaller than the reference voltage;
When the detection time is greater than the reference time, cut off the PWM signal provided to the inverter;
The three-phase coil,
A first-phase coil to which the first-phase AC voltage of the three-phase AC voltage is supplied, a second-phase coil to which the second-phase AC voltage of the three-phase AC voltage is supplied, and a third-phase AC of the three-phase AC voltage A third phase coil to which voltage is supplied,
The three-phase switch elements,
A first upper arm switch and a first lower arm switch connected in parallel with the first phase coil and operating on and off to supply the first phase AC voltage;
A second upper arm switch and a second lower arm switch connected in parallel with the second phase coil and operating on and off to supply the second phase AC voltage;
A third upper arm switch and a third lower arm switch connected in parallel with the third phase coil for on and off operation so that the third phase AC voltage is supplied,
The control unit turns off all of the three-phase switch elements when the detection time is greater than the reference time.
motor drive unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180049352A KR102523153B1 (en) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Motor drive apparatus performing algorithm for preventing abnormal operation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180049352A KR102523153B1 (en) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Motor drive apparatus performing algorithm for preventing abnormal operation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190125074A KR20190125074A (en) | 2019-11-06 |
KR102523153B1 true KR102523153B1 (en) | 2023-04-17 |
Family
ID=68541996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180049352A KR102523153B1 (en) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Motor drive apparatus performing algorithm for preventing abnormal operation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102523153B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018014832A (en) | 2016-07-21 | 2018-01-25 | オリジン電気株式会社 | Inverter apparatus and control method |
KR101822427B1 (en) | 2016-12-26 | 2018-01-26 | 엘에스산전 주식회사 | Method for detecting phase open in output from inverter |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20080068254A (en) * | 2007-01-18 | 2008-07-23 | 삼성전자주식회사 | Apparatus for detecting input current of inverter and method thereof |
KR101745078B1 (en) * | 2015-04-14 | 2017-06-08 | 현대자동차주식회사 | Apparatus for controlling pwm signal of inverter and method thereof |
KR101756447B1 (en) * | 2015-10-13 | 2017-07-11 | 현대오트론 주식회사 | Method for controlling motor of vehicle |
-
2018
- 2018-04-27 KR KR1020180049352A patent/KR102523153B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018014832A (en) | 2016-07-21 | 2018-01-25 | オリジン電気株式会社 | Inverter apparatus and control method |
KR101822427B1 (en) | 2016-12-26 | 2018-01-26 | 엘에스산전 주식회사 | Method for detecting phase open in output from inverter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20190125074A (en) | 2019-11-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2018281237B2 (en) | Motor driving apparatus | |
JP2008109846A (en) | Inverter device | |
JP2007159231A (en) | Controlling method for alternating-current motor | |
KR20150081893A (en) | Apparatus for driving motor and Controlling Method thereof | |
CN105556816A (en) | Power conversion device and power conversion device control method | |
JP5729597B2 (en) | Electric tool | |
JP4242679B2 (en) | Apparatus and method for controlling brushless DC motor | |
JP2010268551A (en) | Inverter equipment | |
JP5653377B2 (en) | Inverter device | |
AU2018300408B2 (en) | Motor driving apparatus | |
AU2018295871B2 (en) | Motor drive apparatus | |
KR102523153B1 (en) | Motor drive apparatus performing algorithm for preventing abnormal operation | |
JP2010226842A (en) | Control method and control apparatus for brushless dc motor | |
JP6044854B2 (en) | Electric tool | |
JP2010246227A (en) | Inverter controller, electric compressor, and home electric appliance | |
JP2010259184A (en) | Inverter controller, electric compressor, and household electrical appliance | |
KR102509725B1 (en) | Motor drive apparatus | |
JP6935349B2 (en) | Motor drive | |
KR101549864B1 (en) | Apparatus and method for controlling single-phase induction motor | |
CN111279604B (en) | Operation of a permanent magnet excited synchronous motor | |
JP2014143839A (en) | Control device for motor | |
KR20180087803A (en) | Motor driving apparatus | |
KR102015867B1 (en) | Motor drive apparatus | |
KR102047877B1 (en) | Apparatus and method for controlling PWM signal | |
WO2018168656A1 (en) | Power conversion device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |