KR100239117B1

KR100239117B1 - Over-load protecting apparatus of an inverter

Info

Publication number: KR100239117B1
Application number: KR1019920020147A
Authority: KR
Inventors: 신우석
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 2000-01-15
Also published as: KR940010469A

Abstract

본 발명은 유도전동기의 인버터 과부하 보호장치에 관한 것으로, 종래의 인버터 과부하 보호장치는 부하(모터)에 공급되는 전류를 3개의 전류센서로 감지하고 이들을 다시 디지탈 변환시키는 A/D변환기가 요구되므로 부피상승과 원가상승이 초래되고, 과부하 반한특성의 참조테이블을 32개 워드단위로 구성해야 되므로 마이컴의 메모리를 차지하는 용량이 커지게 되는 등의 문제점을 해결하기 위한 것이다.The present invention relates to an inverter overload protection device of an induction motor, and the conventional inverter overload protection device requires an A / D converter for sensing current supplied to a load (motor) with three current sensors and converting them again. This is to solve the problems such as the increase of the cost and the increase of the cost, and because the reference table having the overload characteristic must be configured in 32 word units, the capacity of the microcomputer memory becomes large.

따라서 본 발명은 전류센서의 사용을 배제하고, 인버터의 직류전원단에서 전류변화를 검출하며, 검출전류를 기준값과 비교한 결과로 마이컴이 반한시 특성을 수행하도록 하므로서 제품의 소형경량화 및 회로구성의 간소화, 원가절감을 가하고 소요메모리 용량을 줄여줄수 있도록한 것으로, 인버터에 적용한다.Therefore, the present invention eliminates the use of a current sensor, detects the current change in the DC power supply terminal of the inverter, and compares the detected current with a reference value, so that the microcomputer performs the inverse time characteristic, thereby reducing the size and weight of the product. Simplified, cost-saving and required memory capacity is applied to the inverter.

Description

Inverter overload protection device

제1도는 종래 인버터의 과부하 보호장치 블록구성도.1 is a block diagram of an overload protection device of a conventional inverter.

제2도는 종래 장치의 동작을 보인 플로우챠트.2 is a flowchart showing the operation of the conventional apparatus.

제3도는 인버터 부하의 반한시 특성도.3 is an inverse time characteristic diagram of an inverter load.

제4도는 본 발명 인버터의 과부하 보호장치 블록구성도.4 is a block diagram of the overload protection device of the inverter of the present invention.

제5도는 본 발명 인버터의 과부하 보호장치 상세회로도.5 is a detailed circuit diagram of the overload protection device of the inverter of the present invention.

제6도는 본 발명 장치의 동작을 보인 플로우챠트.6 is a flowchart showing the operation of the apparatus of the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1 : 정류부 2 : 인버터부1: rectification part 2: inverter part

3 : 모터 6 : 삼각파 발생기3: motor 6: triangle wave generator

7 : 비교기 8 : 구동부7: comparator 8: drive

9 : 과부하 검출부 10 : 마이컴9: overload detection unit 10: microcomputer

RO : 부하검출저항RO: Load Detection Resistance

본 발명은 유도전동기의 인버터 과부하 보호장치에 관한 것으로, 특히 직류 출력단의 전류변화를 검출하고 그 검출전류량을 반한시의 과부하 전류테이블 참조로 하여 과전류 여부를 판단하므로서 부하에 걸리는 과부하를 차단 제어할수 있도록한 인버터의 과부하 보호장치에 관한 것이다. 종래의 인버터 과부하 보호장치는 제 1도를 참조하면, 입력교류전원(ACV)을 정류하는 정류부(1)와, 정류 직류전원을 스위칭 구동시켜 모터(3)에 안정화 전원으로 공급하는 인버터부(2)와, 상기 인버터(2)에서 모터(3)에 공급되는 전류를 검출하는 전류센서(CT1)(CT2)(CT3)와, 검출전류를 전압으로 변환시켜 증폭 및 반전하여 직류로 평활시키는 검출회로부(4)와, 상기 검출회로부(4)애서 검출된 신호를 디지탈 신호로 변환하고, 그 다지탈값을 반한시 과부하 테이블을 참조하여 과부하 여부를 판단 제어하는 마이컴(5)과, 인버터 구동제어에 필요한 삼각파를 발진시켜 출력하는 삼각파 발생기(6)와, 상기 삼각파 및 상기 마이컴(5)의 제어출력을 비교하여 스의칭 구동제어신호를 출력하는 비교기(7)와, 비교출력에 대응하여 상기 인버터부(2)를 스위칭 구동시키는 구동부(8)로 구성되며, CO는 콘덴서이다. 이와같이 구성된 종래의 인버터 과부하 보호장치의 동작은 제 2도를 참조하면 다음과 같다.The present invention relates to an inverter overload protection device of an induction motor, and in particular, detects a change in current of a DC output stage and refers to an overload current table when the amount of detected current is inversed so as to determine whether an overcurrent is applied so that the overload applied to a load can be controlled. An overload protection device of an inverter. In the conventional inverter overload protection device, referring to FIG. 1, a rectifier 1 for rectifying an input alternating current (ACV) and an inverter unit (2) for switching and driving a rectified DC power supply to a motor (3) as stabilized power supply (2). ), A current sensor (CT1) (CT2) (CT3) for detecting a current supplied from the inverter (2) to the motor (3), and a detection circuit section for converting the detected current into a voltage, amplifying and inverting, and smoothing it with direct current. (4) and a microcomputer (5) for converting the signal detected by the detection circuit section (4) into a digital signal, and determining whether or not the overload is determined by referring to the overload table when the digital value is inversed, and necessary for inverter drive control. A triangular wave generator 6 for oscillating and outputting a triangular wave, a comparator 7 for comparing a control output of the triangular wave and the microcomputer 5 and outputting a latching drive control signal, and the inverter unit corresponding to the comparison output Driving to drive switching (2) Consists of (8), CO is a capacitor. Operation of the conventional inverter overload protection device configured as described above is as follows with reference to FIG.

정류부(1)는 입력된 교류전원(ACV: 110V/220V 60HZ)을 정류하여 인버터 구동에 필요한 직류전원을 출력하고, 이 전원이 인버터부(2)에 공급되며, 인버터부(2)는 구동부(8)의 구동제어를 받아 전원 스위칭을 통해 안정화 전원을 부하인 모터(3)측으로 공급해준다.The rectifier 1 rectifies the input AC power (ACV: 110V / 220V 60HZ) and outputs a DC power required for driving the inverter, and this power is supplied to the inverter unit 2, and the inverter unit 2 is a driving unit ( It receives the driving control of 8) and supplies stabilizing power to the motor (3) which is the load through power switching.

모터(3)에 공급되는 전류는 각 상별로 전류센서(CT1)(CT2)(CT3)에서 검출되어 검출부(4)에 공급되고, 검출부(4)는 검출전류를 전압으로 변환시켜 반전과 증폭, 정류 및 평활하여 직류검출 전압을 마이컴(5)의 아날로그/디지탈 입력단(A/D1)(A/D2)(A/D3)에 각각 공급한다.The current supplied to the motor 3 is detected by the current sensors CT1, CT2, and CT3 for each phase and supplied to the detector 4, and the detector 4 converts the detected current into a voltage to invert and amplify, The rectified and smoothed DC supply voltages are supplied to the analog / digital input terminals A / D1 (A / D2) and A / D3 of the microcomputer 5, respectively.

이에따라 마이컴(5)은 입력된 검출값을 디지탈값으로 변환하여 제 3도와 같은 반한시 특성을 수행한다.Accordingly, the microcomputer 5 converts the input detection value into a digital value to perform the inverse time characteristic as shown in FIG.

즉, 예를들어 부하에 흐르는 전류가 정격의 120%를 초과하에 괴면 1분후에 인버터 동작을 정지시키는 과부하 보호동작을 수행하는 것이다.That is, for example, an overload protection operation is performed to stop the inverter operation after 1 minute when the current flowing in the load exceeds 120% of the rating.

이 동작은 제 2 도에서와 같이 타이어 인터럽트에서 A/D를 인에이블시키고 각각의 전류센서(CT1)(CT2)(CT3)에서 입력단(A/D1)(A/D2)(A/D3)으로 입력된 신호를 디지탈값으로 변환하여 평균치(÷3)를 계산하고(LOADA), 이 평균값(B)을 32개의 구간으로 구분하여 각각의 구간에 해당되는 반한시 특성의 과부하 테이블(OVLTBL(B))을 읽어서 그 값을 과부하값(OVLACC)에 1/200초마다 누산시켜간다.This operation enables A / D at the tire interrupt as shown in FIG. 2 and from each current sensor CT1, CT2, CT3 to the input terminals A / D1, A / D2, A / D3. Calculate the average value (÷ 3) by converting the input signal into a digital value (LOADA), divide this average value (B) into 32 sections, and overload table of the inverse time characteristic corresponding to each section (OVLTBL (B)). ) And accumulate the value to the overload value (OVLACC) every 1/200 second.

이 누산된 값이 기준값(800000h)이상이 되면 정격 초과시간이 한계시간에 도달한 경우로 판단하여(예 ; 정격 120%초과, 1분)비교기(7)를 통해 인버터부(2)의 구동동작을 중단시키고, 아니면 계속하여 과부하 감시 및 인버터 구동제어를 수행한다. 비교기(7)는 삼각파 발생기(6)에서 공급되는 삼각파 신호를 마이컴(5)의 구동제어신호에 따라 PWM시켜 구동회로(8)를 통해 인버터부(2)를 스위칭 구동시켜 안정화 전원공급이 이루어지도록 한다.When the accumulated value is more than the reference value (800000h), it is determined that the rated overtime reaches the limit time (e.g., over 120% of the rated value, 1 minute) and the drive operation of the inverter unit 2 through the comparator 7 Stop or continue the overload monitoring and inverter drive control. The comparator 7 PWMs the triangular wave signal supplied from the triangular wave generator 6 according to the driving control signal of the microcomputer 5 to drive the inverter unit 2 through the driving circuit 8 so as to stabilize the power supply. do.

그러나 이와같은 종래의 인버터 과부하 보호장치는 부하(모터)에 공급되는 전류를 3개의 전류센서로 감지하고 이들을 디지탈 변환시키는 A/D변환기가 요구되므로 부피상승과 원가상승이 초래되고, 과부하 반한특성의 참조테이블을 32개 워드단위로 구성해야 되므로 마이컴의 메모리를 차지하는 용량이 커지게 되는 등의 문제점이 있다.However, such a conventional inverter overload protection device requires an A / D converter that senses the current supplied to the load (motor) with three current sensors and digitally converts them, resulting in a volume increase and a cost increase. Since the reference table must be configured in 32 word units, there is a problem that the capacity of the microcomputer memory becomes large.

따라서 본 발명은 전류센서의 사용을 배제하고, 인버터의 직류전원단에서 전류변화를 검출하며, 검출전류를 기준값과 비교한 결과로 마이컴이 반한시 특성을 수행하도록 하므로서 제품의 소형경량화 및 회로구성의 간소화, 원가절감을 가하고 소요메모리 용량을 줄여줄수 있도록한 인버터의 과부하 보호장치를 제공함을 목적으로 하며, 제 4도를 참조하여 본 발명의 구성부터 설명하면 다음과 같다.Therefore, the present invention eliminates the use of a current sensor, detects the current change in the DC power supply terminal of the inverter, and compares the detected current with a reference value, so that the microcomputer performs the inverse time characteristic, thereby reducing the size and weight of the product. It is an object of the present invention to provide an overload protection device for an inverter that can simplify, reduce costs, and reduce required memory capacity. The following description will be made with reference to FIG.

즉, 본 발명의 인버터 과부하 보호장치는, 입력교류전원(ACV)을 정류하는 정류부(1)와, 정류된 직류전원을 스위칭 구동시켜 모터(3)에 안정화 전원으로 공급하는 인버터부(2)와, 상기 정류부(1)에서 인버터부(2)로 공급되는 전류를 전압으로 감지해내는 부하검출저항(RO)과, 상기 저항(RO)양단에 걸리는 전압을 부하의 정격 초과단계에 대응하는 전압과 비교하여 정격 초과량을 검출해내는 과부하 검출부(90와, 상기 과부하 검출부(9)에서 검출된 신호를 해석하여 정격초과량을 판단하고 그에 대응하는 시간경과시 인버터 동작을 정지 제어하는 마이컴(10)과, 인버터 구동제어에 필요한 삼각파를 발진시켜 출력하는 삼각파 발생기(6)와, 상기 삼각파 발생기(6)및 상기 마이컴(10)의 제어출력을 비교하여 스위칭 구동제어신호를 출력하는 비교기(7)와, 상기 비교출력에 대응하여 상기 인버터부(2)를 스위칭 구동시키는 구동부(8)로 구성되며, CO는 콘덴서이다.That is, the inverter overload protection device of the present invention includes a rectifier 1 for rectifying the input AC power supply, an inverter part 2 for switching the rectified DC power supply and supplying the motor 3 as a stabilizing power supply. A load detection resistor (RO) for detecting a current supplied from the rectifier (1) to the inverter unit (2) as a voltage, and a voltage applied across the resistor (RO) with a voltage corresponding to an over-rated step of the load; Compared with the overload detection unit 90 for detecting the excess amount of the comparison, and the microcomputer 10 for controlling the inverter operation when the corresponding time elapses by determining the rated excess amount by analyzing the signal detected by the overload detection unit 9 And a triangular wave generator 6 oscillating and outputting a triangular wave required for inverter drive control, a comparator 7 comparing the control outputs of the triangular wave generator 6 and the microcomputer 10 and outputting a switching drive control signal; , The comparison output Correspondingly consists of a drive unit (8) for switching driving the inverter section (2), CO is a capacitor.

한편, 제 5도를 참조하면 상기 과부하 검출부(9)는, 부하검출저항(RO)양단에 걸리는 전압을 반한시 특성에 맞게 부하의 정격초과 단계별로 분압 처리해주는 저항(R1내지R10)과, 상기 저항(R1 내지 R10)에 걸리는 부하의 정격초과 단계별 전압에 의해 선택적으로 온/오프되는 광결합기(P1 내지 P5)와, 상기 광결합기(P1내지 P5)의 온/오프신호를 정격초과 단계의 검출신호로 마이컴(10)에 각각 공급해주는 저항(R11 내지 R20)으로 구성되며, C1내지 C10은 콘덴서이다.On the other hand, referring to Figure 5, the overload detection unit 9, the resistance (R1 to R10) to divide the voltage applied across the load detection resistance (RO) in step by step over rated rating according to the inverse time characteristic, and the Detecting the on / off signal of the optocouplers P1 to P5 and the on / off signals of the optocouplers P1 to P5 that are selectively turned on / off by the voltage level of the overload of the loads applied to the resistors R1 to R10 It is composed of resistors R11 to R20 respectively supplied to the microcomputer 10 as a signal, and C1 to C10 are capacitors.

이와같이 구성된 본 발명 장치의 과부하 보호동작은 다음과 같다. 정류부(1)는 입력된 교류전원(ACV)을 정류하여 인버터 구동에 필요한 직류전원을 출력하고, 이 전원이 인버터부(2)에 공급되며, 인버터부(2)는 구동부(8)의 구동제어를 받아 전원 스위칭을 통해 안정화 전원을 부하인 모터(3)에 공급한다.The overload protection operation of the apparatus of the present invention configured as described above is as follows. The rectifying unit 1 rectifies the input AC power (ACV) and outputs a DC power required for driving the inverter, and this power is supplied to the inverter unit 2, and the inverter unit 2 controls the driving of the driving unit 8. Receives and supplies a stabilized power supply to the motor (3) by the power switching.

이때 정류부(1)에서 출력되어 인버터부(2)로 공급되는 전류량에 대응하여 부하검출저항(RO) 양단에는 전압이 걸리고, 이 전압은 과부하 검출부(9)에 공급된다.At this time, a voltage is applied across the load detection resistor RO in response to the amount of current output from the rectifier 1 and supplied to the inverter unit 2, and the voltage is supplied to the overload detection unit 9.

과부하 검출부(9)는 제 3도의 반한시 특성 즉, 부하전류가 정격의 150%이상 흐를때 광결합기(P1)를 온시키는 분압저항(R1)(R2), 140%이상 흐를때 광결합기(P2)를 온시키는 분압저항(R3)(R4), 130%이상 흐를때 광결합기(P3)를 온시키는 분압저항(R5)(R6), 120%이상 흐를때 광결합기(P4)를 온시키는 분압저항(R7)(R8), 110%이상 흐를때 광결합기(P5)를 온시키는 분압저항(R9)(R10)에 의하여 해당되는 전압이 검출되었을때 그 광결합기가 온된다.The overload detector 9 has the inverse time characteristic of FIG. 3, that is, the voltage divider resistor R1 (R2) which turns on the optocoupler P1 when the load current flows more than 150% of the rating, and the optocoupler P2 when it flows more than 140%. The divider resistance (R3) (R4) which turns on), the divider resistance (R5) (R6) which turns on the optical coupler (P3) when it flows more than 130%, and the division resistance which turns on the optical coupler (P4) when it flows more than 120% (R7) (R8) When the corresponding voltage is detected by the voltage divider (R9) (R10) which turns on the photocoupler P5 when it flows more than 110%, the photocoupler is turned on.

광결합기(P1 내지 P5) 중에서 온된 광결합기는 그 출력측의 저항(R11, R12)(R13,R14)(R15,R16)(R17,R18)(R19,R20)을 통해 마이컴(10)의 입력단(I/01 내지 I/05)에 로우신호를 공급해준다.The optocouplers turned on among the optocouplers P1 to P5 are input terminals of the microcomputer 10 through the resistors R11 and R12 (R13 and R14) (R15 and R16) (R17 and R18) (R19 and R20) on the output side thereof. The low signal is supplied to I / 01 to I / 05).

마이컴(10)은 이 입력신호를 검색하여 제 3도에서와 같은 반한시 특성을 수행한다.The microcomputer 10 searches this input signal and performs the inverse time characteristic as shown in FIG.

즉, 제 6도를 참조하면, 타이머 인터럽트에서 상기 입력단(I/01 내지 I/05)의 신호를 검색하고 로우가 입력된 정격초과 단계(150% 내지 110%)에 해당하는 정격초과시간(부하가 견뎌낼 것으로 정해놓은 한계시간)을 계산하기 위하여 해당 가중치(A)를 과전류 테이블(OVCTB(1)내지 OVCTB(5))에서 읽어낸다.That is, referring to FIG. 6, the timer interrupt searches for the signal of the input terminals I / 01 to I / 05, and the rated over time corresponding to the low rated input stage (150% to 110%). The weight A is read from the overcurrent tables (OVCTB (1) to OVCTB (5)) to calculate the time limit that the circuit will assume.

이 값(A)을 일정시간 간격(예 ; 타이머 인터럽트가 1/200초마다 걸린다면 1/200초 간격)마다 과부하 검출값(OVCACC)으로 누산시켜간다.This value A is accumulated in the overload detection value OVCACC at regular time intervals (e.g., 1/200 second intervals if the timer interrupt is taken every 1/200 second).

누산된 값이 그 정격초과의 기준값(예 ; 800000h)을 초과하면 인버터부(2)의 동작을 정지시키고, 아니면 과부하 감시 및 인버터 구동제어를 지속한다.If the accumulated value exceeds the reference value (e.g., 800000h) exceeding the rated value, the operation of the inverter unit 2 is stopped or the overload monitoring and inverter drive control are continued.

예를들면, 제 3도에서와 같이 정격전류의 120%에서는 인버터가 모터(3)를 1분후에 정지시켜야 모터(3)를 보호할수 있으므로, 타이머 인터럽트가 1/200초마다 걸리는 것을 감안하여 800000h를 1분에 읽기 위한 가중치를 계산한다.For example, as shown in FIG. 3, at 120% of the rated current, the inverter must stop the motor 3 after one minute to protect the motor 3, so that the timer interrupt is taken every 1/200 second. Calculate the weight for reading in 1 minute.

즉, 타이머 인터럽트가 1/200초마다 걸리므로 1분에는 12000번 (2EEOh)를 읽을수 있다.In other words, since the timer interrupt is taken every 1/200 second, 12000 times (2EEOh) can be read in one minute.

따라서 800000h÷2EEOh=2bbh(가중치)이므로 1/200초마다 검출값(OVCACC)에 2bbh씩 누산시키면 1분후에는 800000h가 되고, 이에따라 인버터부(2)를 동작 정지시켜 부하인 모터(3)를 보호해주는 것이다.Therefore, 800000h ÷ 2EEOh = 2bbh (weighted value), so if 2bbh is accumulated in the detection value (OVCACC) every 1/200 second, it becomes 800000h after 1 minute, and accordingly, the inverter unit 2 is operated to stop the motor 3 that is the load. To protect.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 의하면 전류감지를 위한 전류센서와 A/D변환기가 필요없게 되므로 인버터 부피를 줄일 수 있고, 원가절감이 가능하며, 마이컴의 메모리 용량을 줄일수 있다.As described above, the present invention eliminates the need for a current sensor and an A / D converter, thereby reducing the inverter volume, reducing the cost, and reducing the memory capacity of the microcomputer.

Claims

A rectifier 1 for rectifying the input AC power supply, an inverter part 2 for switching the rectified DC power supply to the motor 3 as a stabilized power supply, and an inverter part 2 in the rectifier part 1. The load detection resistor (RO) for detecting the current supplied to the voltage and the voltage across the load detection resistor (RO) to the overload protection device for detecting the current of the load to protect the inverter unit (2) In this case, the voltage across the load detection resistor (RO) is divided into a plurality of resistors (R1 to R10) and the resistance (R1 to R10) to be divided by each step by step over rated rating of the load according to the inverse time characteristic The microcomputer 10 converts a plurality of optical couplers P1 to P5 selectively on / off by voltages of the rated over-steps of the load and the on / off signals of the optical couplers P1 to P5 to the detection signals of the over-rated stages. Multiple resistors to each port of the 11 to R20, and the signal detected by the overload detection unit 9 and the overload detection unit 9 to determine the rated excess amount and to control the operation of the inverter unit 2 for each corresponding time period Overload protection device of the inverter, characterized in that it comprises a microcomputer (10).

The method of claim 1, wherein the microcomputer 10 searches for a signal detected through each port from the overload detection unit 9, and compares the rated overtime corresponding to the overrated step in the overcurrent table set therein. Inverter overload protection device, characterized in that to control the operation of the inverter proportional to the excess current.