KR0167159B1 - The control circuit for instantaneous phase - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전원전압을 검출하여 매 순간마다 순시위상을 연산하는 제어에 관한 것으로, 일반적으로 사용되고 있는 순시 위상 제어회로는 제로 크로싱 검출부를 채용하고 있는데, 정상적인 전원전압이 아닌 외부 노이즈 입력시에 제로 크로싱 기능에 의해 위상이 잘못 계산될 수 있으며, 사용된 업 카운터의 값이 정수화된 값일 경우에는 제로 크로싱하는 부분에서 불연속 파형이 생기게 되는 문제점이 있게 된다.The present invention relates to a control for detecting a power supply voltage and calculating an instantaneous phase at every instant. The instantaneous phase control circuit which is generally used employs a zero crossing detection unit. The phase may be incorrectly calculated by the function, and when the value of the used up counter is an integer value, there is a problem in that a discontinuous waveform is generated at the zero crossing portion.
이에 따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 순시위상 제어회로에 따르는 결함을 해결하기 위하여, 외부 노이즈 입력시의 위상 오연산을 방지하고 상회전 방향이 잘못 입력되었을 경우에도 제어회로가 동작될 수 있게 하며, 전원전압을 검출하여 순시위상을 연산할 수 있게 하는 순시위상 제어회로를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention, in order to solve the defects according to the conventional instantaneous phase control circuit as described above, to prevent phase miscalculation at the external noise input and to operate the control circuit even when the phase rotation direction is incorrectly input. It is an object of the present invention to provide an instantaneous phase control circuit capable of calculating an instantaneous phase by detecting a power supply voltage.
Description
제1도는 종래의 위상 검출회로도.1 is a conventional phase detection circuit diagram.
제2도의 (a)~(d)는 제1도의 각부 파형도.(A)-(d) of FIG. 2 are each waveform diagram of FIG.
제3도는 본 발명의 순시위상 제어회로도.3 is an instantaneous phase control circuit diagram of the present invention.
제4도는 3상,2상의 축관계도.4 is a three-phase, two-phase axial relationship diagram.
제5도는 3상 전압의 파형도.5 is a waveform diagram of a three-phase voltage.
제6도는 2상 전압의 파형도.6 is a waveform diagram of a two-phase voltage.
제7도는 무효전압성분의 벡터도.7 is a vector diagram of reactive voltage components.
제8도는 실제 전원의 각도와 연산각도와의 차이도.8 is a difference between the actual power supply angle and the calculation angle.
제9도는 전원전압의 파형과 연산 각도의 설명도.9 is an explanatory diagram of waveforms and calculation angles of power supply voltages.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : λ-△ 변환부 11 : A/D 변환부10: lambda-Δ converter 11: A / D converter
12 : 3상-2상 변환부 13 : 좌표 변환부12: three-phase-2 phase conversion unit 13: coordinate conversion unit
14 : 무효전압성분 기준치 설정부 15 : 무효전압성분 연산부14: reactive voltage component reference value setting unit 15: reactive voltage component calculation unit
16 : 비례 적분기 17 : 적분기16: proportional integrator 17: integrator
본 발명은 전원전압을 검출하여 매 순간마다 순시위상을 연산하는 제어에 관한 것으로, 특히 전력변환장치의 순변환 제어부에 적당하도록 한 순시위상 제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to a control for calculating the instantaneous phase every moment by detecting a power supply voltage, and more particularly, to an instantaneous phase control circuit adapted to be suitable for the forward conversion control unit of a power converter.
일반적으로 컨버터 제어시(입체주차 설비, 엘리베이터, 공작기계 주축구동, 액티브 필터등에 이용) 전원전압의 위상을 알지 않으면 안되는데, 기존의 방식은 전원전압의 변동시, 순시 정전시, 전원계통의 오배선시 및 노이즈 입력시등에 제어가 불가능한 문제점을 내포하고 있다.In general, when the converter is controlled (used for three-dimensional parking facilities, elevators, machine tool spindle drive, active filters, etc.), the power supply voltage phase must be known. This includes problems that cannot be controlled at the time of time and noise input.
종래의 기술은 제1도에 도시된 바와 같이, 광 커플러(1)를 거쳐 제로 크로싱 검출부(2), λ-△ 변환부(3), 업 카운터(4), 위상을 매순간 연산하는 위상 연산부(5)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the conventional technique includes a zero crossing detection unit 2, a λ-Δ converter 3, an up counter 4, and a phase calculator for calculating the phase every moment via the optical coupler 1 ( It consists of 5).
제2도의 (a)와 같이 전원전압이 들어오면, 광 커플러(1)를 통하여 전원전압의 플러스(+)일 때에만 그 광 커플러(1)를 턴온시키게 한다. 이것을 제로 크로싱 검출부(2)에서 약간의 노이즈 필터를 추가하여 광 커플러(1)의 출력신호중에서 파형이 플러스(+) 값을 갖는 구간을 검출하여 제2도의 (b)와 같은 신호를 출력한다.When the power supply voltage is input as shown in FIG. 2A, the optocoupler 1 is turned on only when the power supply voltage is positive (+) through the optocoupler 1. The zero crossing detection unit 2 adds a little noise filter to detect a section in which the waveform has a positive value from the output signal of the optical coupler 1 and outputs a signal as shown in FIG.
이 신호는 λ-△ 변환부(3)에 인가되어 제2도의 (c)와 같이 선간전압이 상전압으로 변환되며, 업 카운터(4)에서 가산 카운팅으로 계속하여 제2도의 (d)와 같이 위상을 연산하게 된다.This signal is applied to the λ-Δ converter 3 so that the line voltage is converted to a phase voltage as shown in (c) of FIG. 2, and the counting is continued in the up counter 4 as shown in (d) of FIG. Compute the phase.
그러나, 이러한 회로는 제로 크로싱 검출부(2)가 있는 데, 정상적인 전원전압이 아닌 외부 노이즈 입력시에 제로 크로싱 기능에 의해 위상이 잘못 계산될 수 있으며, 업 카운터(4)의 값이 정수화된 값일 경우에는 제로 크로싱하는 부분에서 불연속 파형이 생기게 되는 문제점이 있게 된다.However, such a circuit has a zero crossing detection unit 2, and the phase may be incorrectly calculated by the zero crossing function when external noise is input, instead of the normal power supply voltage, and the value of the up counter 4 is an integer value. There is a problem in that a discontinuous waveform is generated at the portion of zero crossing.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 순시위상 제어회로에 따르는 결함을 해결하기 위하여, 외부 노이즈 입력시의 위상 오연산을 방지하고 상회전 방향이 잘못 입력되었을 경우에도 제어회로가 동작될 수 있게 하며, 전원전압을 검출하여 순시위상을 연산할 수 있게 하는 순시위상 제어회로를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention prevents phase miscalculation at the time of external noise input and enables the control circuit to be operated even when the phase rotation direction is incorrectly input in order to solve the defect caused by the conventional instantaneous phase control circuit as described above. It is an object of the present invention to provide an instantaneous phase control circuit capable of calculating an instantaneous phase by detecting a power supply voltage.
제3도는 본 발명에 따른 순시위상 제어회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 3상 전원을 입력받게 λ-△ 변환부(10)를 연결하고 A/D 변환부(11)를 거쳐 3상 전압을 2상 전압으로 변환하는 3상-2상 변환부(12)를 결합한다. 그리고 적분기(17)의 출력과 3상-2상 변환부(12)의 출력을 좌표 변환부(13)를 거쳐 무효전압성분 연산부(15)에 인가한다.FIG. 3 is an instantaneous phase control circuit diagram according to the present invention. As shown in FIG. 3, the λ-Δ converter 10 is connected to receive a three-phase power source, and the three-phase voltage is passed through the A / D converter 11. The three-phase to two-phase converter 12 for converting into a phase voltage is combined. The output of the integrator 17 and the output of the three-phase to two-phase converter 12 are applied to the reactive voltage component calculator 15 via the coordinate converter 13.
한편, 상기 무효전압성분 연산부(15)는 상기 좌표 변환부(13)의 출력과 무효 전압성분 기준치 설정부(14)의 출력과의 오차를 구하여 비례적분기(16)에 인가하며, 상기 비례 적분기(16)의 출력은 상적분기(17)에 인가된다.On the other hand, the reactive voltage component calculating unit 15 obtains an error between the output of the coordinate conversion unit 13 and the output of the reactive voltage component reference value setting unit 14 and applies it to the proportional integrator 16, the proportional integrator ( The output of 16 is applied to the integrator 17.
상기와 같이 구성한 본 발명의 회로에 대하여 그 작용과 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the circuit of the present invention configured as described above in detail as follows.
먼저, 3상 전원전압이 들어오면, 이 3상 전원전압을 λ-△ 변환부(10)를 이용하여 수백볼트의 강전신호를 수 볼트의 약전신호로 변환함과 동시에 λ결선 구조를 △ 결선구조 즉, 선간전업을 상전압 형태로 변환한다.First, when the three-phase power supply voltage is input, the three-phase power supply voltage is converted into a weak voltage signal of several volts by using the λ-Δ converter 10, and the λ connection structure is formed. In other words, the line voltage is converted to the phase voltage form.
이 3상 신호를 A/D 변환부(11)를 거쳐 다음과 같은 연산을 시행한다.The three-phase signal is subjected to the following calculation via the A / D converter 11.
먼저, 3상-2상 변환부(12)를 거쳐 3상 신호를 2 상 신호로 변형시킨다. 제4도는 3상과 2상의 관계를 도시한 것이며, 제5도는 3상 전압의 파형, 제6도는 3상-2상 변환부(12)를 거친 2상 전압의 파형도이다.First, the three-phase signal is transformed into a two-phase signal through the three-phase to two-phase conversion unit 12. FIG. 4 shows the relationship between three phases and two phases. FIG. 5 shows waveforms of three-phase voltages, and FIG. 6 shows waveforms of two-phase voltages passed through the three-phase to two-phase converter 12. FIG.
또한, 적분기(17)를 거쳐 얻어진 각 위상을 이용하여 제7도의 무효전압 성분 벡터도 에서와 같이 좌표 변환부(13)에서 무효전압 성분검출치를 연산한다.Further, using each phase obtained through the integrator 17, the reactive voltage component detection value is calculated by the coordinate conversion unit 13 as in the reactive voltage component vector diagram of FIG.
이렇게 구해진 무효전압성분은 무효전압성분 기준치 설정부(14)와 비례적분기(16)를 통하여 순시 각속도(ω)를 구하고 적분기(17)를 통하여 전원전압의 위상(θ)을 구하게 된다.The reactive voltage component thus obtained is obtained from the instantaneous angular velocity ω through the reactive voltage component reference value setting unit 14 and the proportional integrator 16 and the phase θ of the power supply voltage through the integrator 17.
이렇게 적분기(17)를 거쳐 연산된 전원전압의 위상(θ)은 좌표 변환부(13)에서 다음의 무효전압 성분을 연산하는데 사용된다.The phase θ of the power supply voltage calculated through the integrator 17 is used to calculate the next reactive voltage component in the coordinate conversion unit 13.
제8도는 실제의 전원위상과 연산에 의해 얻어진 위상과의 각도를 나타낸 것이며, 제9도는 실제 전원전압의 파형과 연산각도를 도시한 것이다.FIG. 8 shows the angle between the actual power supply phase and the phase obtained by the calculation, and FIG. 9 shows the waveform and the operation angle of the actual power supply voltage.
따라서 종래에는 전원전압의 제로 크로싱 포인트를 검출하여 그 이후에는 다음의 제로 크로싱 포인트까지를 일정치를 업 카운트하는 방식이었으나, 본 발명은 매순간마다 전원전압을 검출하여 이들 값으로부터 전원전압의 위상을 연산하여 구함으로써 외부 노이즈, 전원결선 교정의 어려움을 자동적으로 해결하고, 특히 컨버터 제어시 전원전압의 형태 변화에 능동적으로 대처할 수 있어 원활한 제어가 가능하게 한다.Therefore, conventionally, a zero crossing point of the power supply voltage is detected, and after that, a constant value is counted up to the next zero crossing point. However, the present invention detects the power supply voltage every moment and calculates a phase of the power supply voltage from these values. By solving this problem, external noise and difficulty in correcting the power supply wiring are automatically solved. In particular, it is possible to actively cope with the change of the power supply voltage during the control of the converter, thereby enabling smooth control.
이상에서와 같이 본 발명은 외부 노이즈 입력시에도 위상을 정확히 연산할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of accurately calculating the phase even when external noise is input.
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