KR100339266B1 - Method for controlling automatically voltage of inverter for driving induction motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유도전동기 구동용 인버터의 전압 자동제어 방법에 관한 것으로, 특히 3상 교류전원의 실효치를 기준 직류링크전압으로 설정하고 이를 입력되는 직류링크 전압과 비교하여 그에따라 인버터 제어신호를 변화시키도록 제어함으로써정확한 전압제어를 하는데 적당 하도록 한 유도전동기 구동용 인버터의 전압 자동제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage automatic control method of an inverter for driving an induction motor, and in particular, sets an effective value of a three-phase AC power source to a reference DC link voltage and compares it with an input DC link voltage to change the inverter control signal accordingly. The present invention relates to a voltage automatic control method of an inverter for driving an induction motor that is suitable for accurate voltage control by controlling.
도1은 일반적인 엘리베이터의 전압 자동제어 장치의 블록 구성도로서, 이에 도시된 바와같이 3상 교류전원(110)을 입력받아 이를 직류전원으로 정류하는 컨버터(120)와; 상기 컨버터(120)의 출력전압을 평활하는 평활콘덴서(130)와; 제어신호에 따라 상기 평활콘덴서(130)의 출력전압을 가변전압 및 가변주파수의 교류전원으로 변환하여 유도전동기(150)에 인가하는 인버터(140)와, 상기 인버터(140)의 출력전류를 검출하는 전류검출부(160)와; 상기 평활콘덴서(130) 양단의 전압을 검출하는 전압검출부(170)와; 운전지령(Vi)를 출력하는 운전지령부(180)와; 상기 전류검출부(160)의 검출전류를 좌표변환하고, 상기 운전지령부(180)의 운전지령값(Vi)과 상기 전압검출부(170)의 검출전압(Vdc)에 따른 전압제어지령(Vas*,Vbs*,Vcs*)을 출력하는 좌표변환및제어부(190)와; 상기 좌표변환및제어부(190)의 전압지령(Vas*,Vbs*,Vcs*)에 따른 펄스폭변조(PWM)신호를 상기 인버터(140)에 인가하는 PWM발생부(200)로 구성된다.1 is a block diagram of a voltage automatic control device of a general elevator, and as shown therein, a
이와같이 구성된 종래 장치의 동작을 첨부한 도2를 참조하며 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 2 attached to the operation of the conventional device configured as described above will be described.
먼저, 3상전원(110)이 입력되면 컨버터(120)는 이를 직류전원으로 정류하여 출력하고, 평활콘덴서(130)는 그 컨버터(120)의 출력전원을 평활한다.First, when the three-
이때, 컨버터(120)에는 초기 전원온 시 과도한 전류가 흐르는 것을 막기 위해 충전저항(미도시)을 삽입하는데, 그 충전저항을 통해 충전전류가 흘러 직류링크콘덴서 즉, 평활콘덴서(130)에 충전된다.In this case, the
상기 평활콘덴서(130)에 어느 정도 전압이 충전되면 상기 컨버터(120)와 평활콘덴서(130) 사이에 연결된 마그네틱 콘택터(미도시)의 접점이 붙게 되는데, 이때야 비로소 입력전압은 충전저항을 거치지 않고 직접 평활콘덴서(130)에 인가된다.When the voltage is charged to the
상기 마그네틱 콘택트가 붙고 나서 일정시간이 경과하면 그때 전압검출부(170)에서 검출되는 평활콘덴서(130)의 양단전압인 직류링크전압을 좌표변환 및 제어부(190)에서 입력받아 그 값을 직류링크 기준전압으로 설정한다.If a predetermined time elapses after the magnetic contact is applied, the DC link voltage, which is the voltage between both ends of the
그리고 인버터(140)는 상기 평활콘덴서(130)의 출력전압을 입력받아 제어신호에 따라 가변전압 및 가변주파수의 교류전원으로 변환하여 유도전동기(150)에 인가한다. 한편, 운전지령부(180)에서 운전지령값(Vi)이 출력되면 좌표변환및제어부(190)는 그 운전지령값(Vi)과 인버터(140)의 출력전류를 검출하는 전류검출부(160)의 출력전류(las, lbs)를 입력받아 유도전동기(150)의 속도(fo)를 제어하기 위한 각 상의 제어전압(Vas* ,Vbs* ,Vcs*)을 PWM발생부(200)에 출력하여, 그 PWM발생부(200)의 펄스폭변조신호로 상기 인버터(140)의 구동을 제어한다.In addition, the
그리고 상기 평활콘덴서(130)의 양단전압 즉, 직류링크전압(Vdc)은 전원상태 및 전동기의 운전상태에 따라 가감하기 때문에 이 전압의 변동폭을 고려하여 PWM파형을 만들어야 원하는 전압을 출력할 수 있다.In addition, since the voltage between both ends of the
따라서 상기 평활콘덴서(130)의 양단전압을 검출하는 전압검출부(170)의 검출전압(Vdc) 즉, 직류링크전압(Vdc)의 크기를 상기 설정된 직류링크 기준전압과 비교하는데, 이때 상기 전압검출부(170)의 검출전압(Vdc)을 기준직류전압으로 나누어 그에 따른 신호를 상기 각 상의 제어전압(Vas*,Vbs*,Vcs*)에 가산한다.Accordingly, the magnitude of the detected voltage Vdc, that is, the DC link voltage Vdc, of the voltage detector 170 detecting the voltage between both ends of the
이에따라 직류링크전압(Vdc)의 크기가 작아지면 각 상의 제어전압(Vas*, Vbs*, Vcs*)의 레벨을 증가하여 출력하고, 직류링크전압(Vdc)의 크기가 커지면 각 상의 제어전압(Vas*,Vbs*,Vcs*)의 레벨을 감소하여 출력한다.Accordingly, when the size of the DC link voltage Vdc decreases, the level of the control voltage Vas *, Vbs *, Vcs * of each phase is increased and output. When the size of the DC link voltage Vdc increases, the control voltage Vas of each phase increases. Decreases the level of *, Vbs *, Vcs *).
이와같이 제어전압(Vas*,Vbs*,Vcs*)이 출력되면 PWM발생부(200)는 이를 입력받아 그에따른 펄스폭변조신호를 상기 인버터(140) 각 상의 스위칭소자(미도시)의 게이트에 스위칭전압으로 인가하고, 상기 인버터(140)는 이를 운전지령값(Vi)에 관계되는 출력주파수(=속도:fo)로 유도전동기(150)를 회전시킬 수 있는 주파수의 펄스폭변조전압으로 출력한다.When the control voltage Vas *, Vbs *, Vcs * is output as described above, the
이상에서 설명한 바와같이 종래의 장치는 전원을 공급하는 초기시에 마그네틱 콘택터가 붙고난 후, 일정시간후의 평활콘덴서 양단의 전압을 검출하여 기준 직류링크 전압으로 설정하고, 운전 중에 이 기준직류링크 전압의 상대적인 비율만을 계산하여 각 상 제어전압에 반영하였기 때문에 초기 전원 온시 전원이 불안정 하거나 또는 운전 중 마그네틱 콘택터가 오동작 하여 기준 직류링크 전압이 정상값보다 현저히 크거나 작게 잘못 설정되는 경우에는 계속하여 부정확한 전압제어를 수행하게 되는 문제점이 있었다.As described above, the conventional apparatus detects the voltage across the smooth capacitor after a certain time after the magnetic contactor is attached at the initial power supply, sets the reference DC link voltage, and operates the reference DC link voltage during operation. Since only the relative ratio is calculated and reflected in each phase control voltage, when the initial power-on is unstable or the magnetic contactor malfunctions during operation, the reference DC link voltage is incorrectly set to be significantly larger or smaller than the normal value. There was a problem of performing control.
본 발명의 목적은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해, 3상 입력전압의 실효치인 정상시 평활콘덴서의 양단전압을 계산하여 기준 직류링크전압으로 설정하여 두고, 이를 운행 중 검출된 직류링크전압과 비교하여 그 비율만큼 각 상별 제어전압을 변화시키도록 함으로써 초기 전원 온시 전압이 불안정 하거나 운행 중 마그네틱 콘택터가 오동작을 하여도 그에 영향을 받지 않고 정확한 전압제어를 할 수 있도록 한 유도전동기 구동용 인버터의 전압 자동제어 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to solve the conventional problems, calculate the voltage at both ends of the normal smoothing capacitor, which is the effective value of the three-phase input voltage, set the reference DC link voltage, and compare it with the DC link voltage detected during operation. By changing the control voltage for each phase as much as the ratio, the voltage of the inverter for driving the induction motor can be precisely controlled without being affected by the voltage unstable at initial power-on or when the magnetic contactor malfunctions during operation. To provide a control method.
도 1은 일반적인 엘리베이터의 전압 자동제어 장치의 블록 구성도.1 is a block diagram of a voltage automatic control device of a general elevator.
도 2는 종래 장치의 전압 자동제어 동작 흐름도.2 is a flowchart illustrating a voltage automatic control operation of a conventional apparatus.
도 3은 직류링크전압과 PWM파형과의 관계를 나타낸 도.3 is a diagram showing a relationship between a DC link voltage and a PWM waveform.
도 4는 본 발명 유도전동기 구동용 인버터의 전압 자동제어 동작 흐름도,4 is a flowchart illustrating an automatic voltage control operation of an inverter for driving an induction motor according to the present invention;
**********도면의 주요부분에 대한 부호의 설명******************** Description of the symbols for the main parts of the drawings **********
110 : 교류전원 120 : 컨버터110: AC power 120: converter
130 : 평활콘덴서 140 : 인버터130: smoothing capacitor 140: inverter
150 : 유도전동기 160 : 전류검출부150: induction motor 160: current detector
170 : 전압검출부 180 : 운전지령부170: voltage detection unit 180: operation command unit
190 : 좌표변환및제어부 200 : PWM발생부190: coordinate conversion and control unit 200: PWM generation unit
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 유도전동기 구동용 인버터의 전압 자동제어 방법은 3상 교류 전원의 실효치인 정상시 평활콘덴서의 양단전압을 계산하여 기준 직류링크전압으로 설정하는 제1단계와: 상기 단계에서 설정한 기준 직류링크전압과 운행 중 검출되는 평활콘덴서의 직류링크전압을 비교하여 그에따른 신호를 출력하는 제2단계와; 상기 제2단계의 출력신호를 펄수폭변조(PWM)듀티에 반영하여 인버터의 구동을 제어하는 제3단계로 이루어 진다.In order to achieve the object of the present invention, a voltage automatic control method of an inverter for driving an induction motor includes a first step of calculating a voltage between both ends of a smoothing capacitor in a normal state which is an effective value of a three-phase AC power source and setting the voltage as a reference DC link voltage: A second step of comparing the DC link voltage set in the step with the DC link voltage of the smoothing capacitor detected during operation and outputting a corresponding signal; The third step of controlling the drive of the inverter by reflecting the output signal of the second step to the pulse width modulation (PWM) duty.
이하, 본 발명의 작용 및 효과에 관하여 도3 및 도4를 참조하여 설명한다.Hereinafter, the operation and effects of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
먼저, 본 발명의 구성은 종래 장치인 도1과 동일하다. 다만, 기준 직류링크 전압을 설정하는 방법이 다를 뿐이다.First, the configuration of the present invention is the same as that of FIG. However, the method of setting the reference DC link voltage is only different.
먼저, 직류링크전압(Vdc)과 PWM파형과의 관계를 설명하면, 정속운전시의 직류링크전압(Vdc)과 PWM파형을 도3a에 도시한 바와 같다고 할 때, 감속시에는 유도전동기(150)에서 발생하는 회생에너지에 의해 도3b에 도시한 바와같이 정속운전시의 직류링크 전압(Vdc)보다 높은 값으로 된다.First, the relationship between the DC link voltage Vdc and the PWM waveform will be described. When the DC link voltage Vdc and the PWM waveform in the constant speed operation are as shown in Fig. 3A, the
반대로 가속시에는 유도전동기(150)어서 많은 에너지를 소비하므로 도3c에 도시한 바와같이 직류링크전압(Vdc)이 감소하게 된다.On the contrary, since the
따라서 3상교류 전원(110)이 입력되면 좌표변환및제어부(190)는 입력전원의 실효치인 정상시 평활콘덴서(130)의 양단전압을 계산하여 기준 직류링크전압으로 설정한다. 따라서 3상 220V의 경우 297V, 3상 380V의 경우 513V가 된다.Therefore, when the three-phase
이와같이 입력전원의 실효치를 계산하여 기준 직류링크 전압으로 설정하게 되면, 초기 전원 온시 전원이 불안정하거나. 운행 도중 마그네틱 콘택터의 오동작에 의해 기준 직류링크전압을 잘못 설정하지 않게 된다.In this way, if the effective value of the input power is calculated and set as the reference DC link voltage, the power may be unstable at the initial power-on. The malfunction of the magnetic contactor during operation will prevent incorrect setting of the reference DC link voltage.
상기와 같이 기준 직류링크전압이 설정되는 과정중에 컨버터(120)는 교류전원(110)을 직류로 정류하여 출력하고, 평활콘덴서(130)는 이를 평활하여 출력한다.In the process of setting the reference DC link voltage as described above, the
이와같이 평활콘덴서(130)에서 평활된 직류전압(Vdc)이 출력되면 인버터(140)는 이를 제어신호에 따라 가변전압 및 가변주파수의 교류전원으로 변환하여 유도전동기(150)에 공급하여 구동한다.As described above, when the smoothed DC voltage Vdc is output from the
그리고 좌표변환및제어부(190)는 상기 인버터(140)의 출력전류를 검출하는 전류검출부(160)의 검출전출(las, lbs)클 좌표변환하고, 이를 운전지령부(180)로부터의 운전지령(Vi)을 참조하여 각 상별 제어전압(Vas*,Vbs*,Vcs*)을 출력한다.The coordinate conversion and
이때, 상기 좌표변환및제어부(190)는 상기 평활콘덴서(130)의 출력전압인 직류링크전압(Vdc)을 검출하는 전압검출부(170)의 출력전압(Vdc)을 입력받아 이를 상기 설정한 기준 직류링크전압과 비교하는데, 여기서 상기 전압검출부(170)에서 출력되는 직류링크전압(Vdc)을 기준 직류링크전압으로 나누어 그 비율만큼 상기 제어전압(Vas*,Vbs*,Vcs*)을 변화시켜 출력한다.In this case, the coordinate conversion and
이에따라 PWM발생부(200)는 상기 좌표변환및제어부(190)의 출력신호에 따라펄스폭변조(PWM)듀티비를 변화하여 출력함으로써, 인버터(140)의 출력전압의 기본파성분이 일정해지게 된다.Accordingly, the
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 입력 교류전원의 실효치인 정상시 평활콘덴서의 양단전압을 계산하여 기준 직류링크전압으로 설정하여 두고, 이를 검출된 평활콘덴서의 직류링크전압과 비교하여 그 비율만큼 각 상별 제어전압을 변화시키도록 함으로써 초기 전원 온시 전압이 불안정 하거나 운행 중 마그네틱 콘택터가 오동작을 하여도 그의 영향을 받지 않고 정확한 전압제어를 할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention calculates both voltages of the normal smoothing capacitor, which is the effective value of the input AC power source, sets the reference DC link voltage, and compares the voltage with the detected DC link voltage of the detected smoothing capacitor by the ratio. By changing the control voltage for each phase, even if the voltage is unstable at the initial power-on or the magnetic contactor malfunctions during operation, accurate voltage control is possible without being affected.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019970003020A KR100339266B1 (en) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Method for controlling automatically voltage of inverter for driving induction motor |
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KR19980067136A KR19980067136A (en) | 1998-10-15 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101887864B1 (en) | 2017-03-30 | 2018-09-06 | 태영토탈시스템주식회사 | A control device for controlling a plurality of motors |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR890001254A (en) * | 1987-06-03 | 1989-03-20 | 미쓰다 가쓰시게 | Inverter control device |
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1997
- 1997-01-31 KR KR1019970003020A patent/KR100339266B1/en not_active IP Right Cessation
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KR890001254A (en) * | 1987-06-03 | 1989-03-20 | 미쓰다 가쓰시게 | Inverter control device |
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KR101887864B1 (en) | 2017-03-30 | 2018-09-06 | 태영토탈시스템주식회사 | A control device for controlling a plurality of motors |
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