KR100435503B1 - 불평형 전원보상 및 순간 저전압보상 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불평형 전원보상 및 순간 저전압보상 제어장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 본 발명은 전원전압을 매 순간 측정하여 이상유무를 감시하는데, 이상유무가 감지되면, 정전원전압을 정상분과 역상분으로 각각 분리시킨후, 정상분 전압 동기 좌표제어기와 역상분 전압 동기 좌표제어기를 통해 각각 제어한다. 그리고 3상 인버터(10)의 과전류 보호와 빠른 전압응답을 얻기 위해 내부에 전류제어기를 사용한다. 내부의 전류 제어기는 인덕터의 전류를 제어한다. 전류제어기에서 나온 출력값은 3상 인버터의 스위치를 온,오프 시킨다. 이렇게 함으로써, 불평형 전압이 발생하면 빠른 전압보상을 할뿐만 아니라 각 상의 불평형도 해소할 수 있는 장점이 있다.

Description

불평형 전원보상 및 순간 저전압보상 제어방법{Method for controlling compensation of instantaneous low-voltage and unbalanced power resource}

본 발명은 불평형 전원보상 및 순간 저전압보상 제어장치에 관한 것으로, 특히 전원계통에 순시 저전압(정격 전압의 30%정도 전압강하, 3-6 주기이내)이 발생하면, 이를 감지하여 불평형 전원을 보상함과 동시에 순간 저전압을 보상하도록 함으로써, 오동작을 최소화시키고, 용량을 줄일 수 있으며, 보상의 신속성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 불평형 전원보상 및 순간 저전압보상 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전원측의 순시 저전압 현상은 송전계통의 순간단락 또는 지락사고가 주요원인으로 정밀한 전자부품을 많이 사용하는 요즈음의 전자기기등에서는 약간의 전원전압 변동이 기기의 오동작의 원인이 되기 쉽다.

그리고, 전력계통은 사고후 복구되기 까지 어느정도 사고의 흔적을 가지고있는데 사고의 대표적인 흔적이 순시 저전압의 형태로 나타난다. 이와같은 순시 저전압이 이 발생하여 공장의 수 많은 기기가 저전압을 감시하게 되면, 저전압 트립 신호를 발생시킴과 동시에 공정이 중단되어 생산시간 단축, 복구 인력 및 장비소요, 불량품 발생으로 인한 손해가 막심하게 발생한다.

이와같은 전원전압 변동 및 정전상황에 근본적으로 대응하기 위해서, 최근 무정전 전원장치들을 도입하고 있는데, 이 무정전 전원장치는 고가격, 고기술이 요구되므로, 대용량의 전원제어장치에 무정전 전원장치를 도입하는 것은 실현가능성이 낮고, 실제로 순시 저전압 현상이 발생하였을 때 무정전 전원 공급장치의 경우, 부하가 필요로 하는 부하 정전용량을 모두 부담하여야 하기 때문에 무정전 전원 공급장치의 자체 인버터용량이 최대 부하용량과 같거나 그 이상이 되어야 하므로 가격이 비싸지고 부피가 커지는 단점이 있다.

이에따라, 무정전 전원장치의 단점을 해결하기 위해서, 도 1에 도시된 바와같은 종래 순시 저전압보상기(공개번호:특98-051075, 공개일자:98년 9월 15일)가 있으며, 이 순시 저전압보상기는 전파정류기(1)와 인버터(2), 직렬투입변환기(3) 및 바이패스스위치(4) 또는 교류양방향스위치(7)를 이용하여 전원전압이 낮을 경우 전원과 동기된 보상전압을 인버터(2)로 발생시켜 직렬투입변환기(3)를 통해 전원전압에 인가한다.

즉, 종래 순시 저전압보상기는 양방향 AC 스위치를 이용해 저전압이나 정전이 발생하면 문제가 발생된 지점을 차단하고 보상장치가 부하에 전력을 공급하는데, 평상시에는 양방향 AC스위치를 거쳐 부하(9)에 전력을 공급하고 저전압이 발생하면 양방향 AC스위치를 오프시키고 직렬 변압기(7)를 통해 보상전압을 인가하는 방식이다.

이와같은 종래의 순시 저전압 보상기는 무정전 전원장치에 비해 용량이 작아지고 부피가 작아지는 장점뿐만 아니라 보상기가 공급하는 전류가 전원전압과 보상기의 보상전압비율에 의해서 결정되기 때문에 과전류에 대한 안정성이 무정전에 비해 뛰어난 장점이 있으나, 보상장치의 제어전원이 불안정하게 되면 양방향 AC스위치가 오동작하여 보상기 자체의 동작상 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 발명의 목적은 전원계통에 순시 저전압이 발생하면, 이를 감지하여 불평형 전원을 보상함과 동시에 순간 저전압을 신속(1/4주기 이내)하게 보상하도록 함으로써, 연속공정 라인이 순시 저전압에 의해 정지되는 것을 방지하고, 용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 오동작을 최소화시켜 보상의 신뢰성을 확보할 수 있는 불평형 전원보상 및 순간 저전압보상 제어방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 순시 저전압보상기의 실시예를 보이는 도면이다.

도 2a는 순간 저전압발생시 3상 교류입력에 따른 불평형 전압파형도이고, 도 2b는 불평형 전압의 정상분 전압파형도이며, 도 2c는 불평형 전압의 역상분 전압파형도이다.

도 3은 본 발명에 따른 불평형 전원보상 및 순간 저전압보상 제어장치의 전체 구성도이다.

도 4는 도3의 마이크로 프로세서의 내부 블록도이다.

도 5는 본 발명에 따른 불평형 전원보상 및 순간 저전압보상 제어방법을 보이는 플로우챠트이다.

도6은 도5의 정상분 전원전압 보상과정을 보이는 블로우챠트이다.

도7은 도5의 역상분 전원전압 보상과정을 보이는 플로우챠트이다.

도8은 도5의 전류보상 제어과정을 보이는 플로우챠트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 3상 인버터 20 : DC 링크 캐패시터

30 : 게이트 구동부 40 : 마이크로 프로세서

41a,41b,41b : 좌표변환수단 42 : 정상분/역상분 분리수단

43 : d-q분리수단 44 : 정상분전압 제어수단

45 : 역상분전압 제어수단 46 : 상변환수단

47 : 전류제어수단 48 : 공간벡터 펄스폭변조수단(SVPWM)

50 : 센서부 60 : LC 2차 필터

70 : 직렬 변압기 80 : 3상 전원

90 : 부하

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 방법은 불평형 전원보상 및 순간 저전압보상 제어방법에 있어서, 전원전압, 필터의 커패시터 전압 및 인덕터 전류(출력전류)를 각각 측정하는 측정단계; 전원전압의 불평형을 보상하는 전압보상 제어단계; 상기 보상된 전압을 이용하여 인버터의 출력전류를 보상하는 전류보상 제어단계; 상기 전류를 공간벡터 펄스폭변조(SVPWM)시켜 게이트 구동부에 게이트구동신호로 제공하여 전원의 순간 저전압을 보상하는 순간 저전압 보상단계; 를 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 불평형 전원보상 및 순간 저전압보상 제어장치에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2a는 순간 저전압발생시 3상 교류입력에 따른 불평형 전압파형도이고, 도 2b는 불평형 전압의 정상분 전압파형도이며, 도 2c는 불평형 전압의 역상분 전압파형도이다.

도 3은 본 발명에 따른 불평형 전원보상 및 순간 저전압보상 제어장치의 전체 구성도로서, 도2를 참조하면, 본 발명에 따른 불평형 전원보상 및 순간 저전압보상 제어장치는 3상의 전원공급하는 3상 전원(80)과, 3상 전원부(80)의 전원전압(Vby:Vby1,Vby2,Vby3), 인버터의 출력전류(Ia), 필터의 전압(Vc) 및 전류(I_L)를 감지하는 센서부(50)와, 상기 센서부(50)의 검출신호와 내부설정 신호에 따라 전원전압의 불평형을 보상하고, 보상된 전원전압을 기초로 인버터의 출력전류를 보상하도록 게이트 구동부를 제어하는 마이크로 프로세서(40)와, 밧데리나 다른 DC전원을 사용하여 직류전압을 3상 인버터(10)로 연결시키는 DC 링크 캐패시터(20)와, 상기 마이크로 프로세서(40)의 제어에 따라 3상 인버터로 구동신호를 제공하는 게이트 구동부(30)와, 상기 게이트 구동부(30)에서 제공되는 구동신호에 따라 직류전압을 교류전압으로 변환시키는 3상 인버터(10)와, 상기 3상 인버터(10)에서 발생하는 스위칭 주파수를 제거함과 동시에, 전원주파수만을 만들기 위해 3상 인덕터와3상 커패시터로 이루어지는 LC 2차 필터(60)와, 상기 3상 전원(80)에서 부하(90)로 공급되는 3상 전원라인에 상기 LC 2차 필터(60)로부터의 전류를 제공하여 전원의 부족분 전압을 보상하는 직렬 변압기(70)를 포함한다.

도 4는 도3의 마이크로 프로세서의 내부 블록도로서, 도4를 참조하면, 상기 마이크로 프로세서(40)는 상기 센서부(5)로부터의 전원전압(Vby), 필터의 커패시터 전압(Vc) 및 인덕터 전류(I_L), 그리고 인버터의 출력전류(Ia)를 입력받아 3상/2상 좌표변환을 수행하는 좌표변환수단(41a,41b,41c)과, 전원전압의 좌표변환수단(41a,41b,41c)으로부터의 2상 전원전압을 정상분과 역상분으로 분리시킨후 이 정상분 전압 및 역상분 전압에 대한 보상을 수행하는 전압제어수단(44,45)과, 상기 전압제어수단(44,45)의 전압과 상기 LC 2차 필터(60)의 전압,전류 및 인버터(10)의 출력전류에 기초해서 인버터(10)의 출력전류에 대한 보상을 수행하는 전류제어수단(47)과, 이 전류보상수단(47)으로부터의 전류를 공간벡터 펄스폭변조시켜 상기 게이트 구동부(30)로 제공하는 PWM변조수단(48)을 포함한다.

상기 전압제어수단(44,45)은 측정한 전원전압을 정상분과 역상분으로 각각 분리하고, 이 분리된 정상분 기준전압과 실제 전압과의 차를 비교하고, 이 비교결과에 따른 차전압에 해당하는 정상분 보상전압을 계산하며, PI제어방식을 이용하여, 계산된 보상전압으로 정상분의 d상 및 q상 전압을 각각 보상한후 합성하는 정상분 전압제어수단(44)을 포함한다. 그리고 상기 분리된 역상분 기준전압과 실제 전압과의 차를 비교하고, 이 비교결과에 따른 차전압에 해당하는 역상분 보상전압을 계산하며, PI제어방식을 이용하여, 계산된 보상전압으로 역상분의 d상 및 q상전압을 각각 보상한후 합성한다. 이와같이 합성 전압에 따른 역상분 출력전류를 정상분 동기좌표로 변환한는 역상분 전압제어수단(45)을 포함한다.

상기 전류제어수단(47)은 상기 정상분 전압제어수단(44)의 출력전압과 역상분 전압제어수단(45)의 출력전압을 합성하고, 이 합성전압에 기초해서 인버터(10)의 출력 기준전류를 계산하며, 이 인버터(10) 출력 기준전류와 실제 출력전류와의 차를 비교한후, 비교결과에 따른 차전류로 출력전류를 보상한다. 그리고 이와같이 보상된 2상좌표의 전류를 정지좌표의 전류로 변환한다.

도 5는 본 발명에 따른 불평형 전원보상 및 순간 저전압보상 제어방법을 보이는 플로우챠트이고, 도6은 도5의 정상분 전원전압 보상과정을 보이는 블로우챠트이며, 도7은 도5의 역상분 전원전압 보상과정을 보이는 플로우챠트이다. 그리고 도8은 도5의 전류보상 제어과정을 보이는 플로우챠트이다.

본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

이와같이 구성된 본 발명에 따른 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.

본 발명에서는 불평형 전압을 해소하기 위한 이중 전압 제어구조와 전류제어 구조를 갖는 알고리즘을 제공하는데, 즉, 3상 전원 시스템에서 낙뢰나 산불로 인해 1상 지락이 발생되면 순간적으로 각 상의 전압크기가 작아지고 위상각이 변하는 불평형 전원이 나타난다. 이러한 불평형 전원은 도2에서와 같이 평형성분인 정상분과 역상분 그리고 영상분으로 분리할 수 있다. 만약에 중성선이 없는 3상 전원 시스템이라면 영상분은 영이 되고 정상분과 역상분만 나타나게 되며, 본 발명에서는 이러한 불평형 전원을 해결하기 위해 정상분과 역상분을 분리하여 제어한다. 또한 모든 3상 변수는 주파수에 동기된 2상으로 변환할 수 있는 동기 좌표변환을 통해 2상 변수로 변환한다.

본 발명은 전원전압을 매 순간 측정하여 이상유무를 감시하는데, 3상 전원(80)에서 3상의 전원전압이 정상적으로 공급되는 경우에는 마이크로 프로세서(40)가 3상 인버터(10)의 스위치를 모두 오프시키고, 이때 3상전원(80)은 부하(90)에 전력을 공급하며, 반면 불평형 전압이 감지되면, 즉 3상전원(80)에서 공급되는 3상의전원전압이 순간적으로 저전압으로 되는 경우에는 마이크로 프로세서(40)가 3상 인버터(10)를 제어하여 3상의 전원전압을 보충하기 위한 부족분 전압을 발생시키며, 이 3상 인버터(10)에서 발생된 전압은 직렬 변압기(70)에 의해 전원전압에 더해짐으로서, 부하(90)에 공급되는 전압은 계속 일정한 전압으로 유지되는 것이다.

이를 도3 내지 도8을 참조하여 구체적으로 설명하면, 먼저, 도3의 센서부(50)에서는 3상전원(80)에서 공급되는 전원전압(Vby), LC 2차 필터(60)의 커패시터 전압(Vc) 및 인덕터 전류(I_L), 그리고 인버터(10)에서 출력되는 전류(Ia)를 각각 감지한후 디지털 데이터로 변환시킨후 마이크로 프로세서(40)로 제공한다.

상기 마이크로 프로세서(40)에 전체동작을 도4를 참조하여 설명하면, 먼저, 마이크로 프로세서(40)는 센서부(50)에 의해 감지되고 디지털데이타로 변환된 전원전압(Vby), 필터의 커패시터 전압(Vc) 및 인덕터 전류(I_L), 그리고 인버터(10)의 출력전류(Ia)를 입력받는다(도5의 410단계).

이 입력받은 3상의 신호는 마이크로 프로세서(40)의 좌표변환수단(41)에 의해서 2상의 신호(정지좌표값)로 좌표변환되고(도5의 420단계), 이와같이 좌표변환수단(41a)에 의해서, 2상으로 변환된 신호중 전원전압(Vby)은 정상분/역상분 분리수단(42)에서 정상분과 역상분으로 분리된후, 이 분리된 정상분 및 역상분 전압 각각에 대한 위상각이 검출되며(도5의 430단계), 이때 d-q분리수단(43)은 기준전압의 크기를 정상분/역상분 분리수단(42)에서 검출한 위상각을 이용하여 d-q로 분리하는데, 이때 d-q분리수단(43)은 상기 위상각을 이용하여 전원의 기준전압(V^*Ldqe)을 정상분에 동기시킨다. 이 값은 정상분 전압 제어수단의 기준전압으로 제공된다.

이와같이 분리된 전원전압의 정상분 전압은 정상분 전압제어수단(44)에 의해 보상되고(도5의 440단계), 또한 분리된 전원전압의 역상분 전압은 역상분 전압제어수단(45)에 의해 보상되어 전원전압의 불평형이 보상되어진다.(도5의 450단계), 이와같이 보상된 전압을 이용하여 인버터의 출력전류를 보상한다(도5의 460단계). 그리고, 상기 보상된 전류를 공간벡터 펄스폭변조(SVPWM)시켜(도5의 470단계) 게이트 구동부(30)에 게이트구동신호(S1∼S6)로 제공하여 전원의 순간 저전압을 보상한다.(도5의 480단계)

상기 정상분 전압제어수단(44)에 의한 정상분 전압제어과정을 상세히 설명하면, 상기 d-q분리수단(43)에서 제공받은 정상분 기준전압(V^*Ldqe)을 실제 정상분으로 분리된 정상분 전압과의 차를 비교한후 이 비교결과에 따른 차전압에 해당하는 정상분 보상전압을 계산하며, 이 계산된 보상전압으로 정상분의 d상 및 q상 전압을, 출력값을 기준값을 추종하도록 제어하는 비례적분 제어, 즉 PI제어방식을 이용하여 각각 보상한후 합성한다.

이에 대해 도4를 참조하여 정상분 전압제어수단(44)에 관련된 동작을 보다 구체적으로 설명하면, d-q분리수단(43)에서 제공받은 정상분 기준전압(V^*Ldqe)을 실제 정상분으로 분리된 정상분 전압을 비교하여 저전압 발생분을 감지할 수 있으며, 만약 차이가 있다면 이 값이 보상해 주어야할 전압이고, 이 보상될 부족분의 전압은 도3을 참조하면, 선간 전압(Vby12,Vby23,Vby31)이 전원측의 상전압에 더해지게 되며, 이에따라 전원의 부족분 전압을 부하측 상전압(VL1∼VL3)의 관계식으로 바꿔주어야 하며, 이 값과 함께 역상분의 기준전압을 정상분으로 변환함에 의해 나타나는 값을 더한다.

이와같이 하는 이유는 좌표변환수단(41b)에서 변환된 커패시터 전압은 정상분으로 동기시키고(e^-jwt), 이 값을 피드백 변수로 이용하게 되는데, 이 차이(△V^pcde,△V^pcqe)를 PI제어기에 입력하며, PI제어기 출력값에 바로 다음에 나온 wCV^p*cde, wCV^p*cqe는 3상을 2상의 동기 좌표로 변환될 때 d상은 q상에, q상은 d상에 서로 간섭항이 만들어 집니다. 이것을 보상하기 위한 부분입니다. 정상분 동기좌표 d상전류(I^P _Lde), 정상분 동기좌표 q상전류(I^P _Lqe)는 왜란항을 보상하기 위한부분입니다.

그리고, 상기 역상분 전압제어수단(45)에 의한 역상분 전압제어과정을 상세히 설명하면, 상기 분리된 전원전압중 역상분 전압과 역상분 기준전압과의 차를 비교한후 이 비교결과에 따른 차전압에 해당하는 역상분 보상전압을 계산하며, 이 계산된 보상전압으로 역상분의 d상 및 q상 전압을 PI제어방식을 이용하여 각각 보상한후 합성한다. 이후 합성 전압에 따른 보상된 역상분 기준전류는 상변환수단(46)에 의해 정상분으로 동기좌표로 변환한다.

이에 대해 도4를 참조하여 역상분 전압제어수단(45)에 관련된 동작을 보다 구체적으로 설명하면, 평형이 이루어져 있는 전원 전압은 역상분이 발생하지 않으며, 따라서 기준전압은 "0"에서 시작하며, 정상분 전압제어수단(44)과 마찬가지로 부족분의 전압을 캐패시터의 기준전압(V^N*Ldqe)으로 계산을 하고 정상분의 기준전압을 역상분에 동기시킨 값(e^-j2wtV^p*cdq)을 더한다. 좌표변환수단(41b)에서 변환된 커패시터 전압(Vcdqs)은 정상분으로 동기시키고(e^-jwt), 이 값을 피드백 변수로 이용하게 되는데, 이 차이인 역상분 동기좌표전압의 d상 및 q상에러(△Vⁿcde,△Vⁿcqe)를 PI제어기에 입력하며, PI제어기 출력값에 바로 다음에 나온 wCV^n*cde, wCV^n*cqe는 3상을 2상의 동기 좌표로 변환될 때 d상은 q상에, q상은 d상에 서로 간섭항이 만들어 집니다. 이것을 보상하기 위한 부분입니다. 역상분 동기좌표 d상 및q상전류(Iⁿ _Lde,Iⁿ _Lqe)는 왜란항을 보상하기 위한 부분입니다.

그리고, 상기 전류제어수단(47)에 의한 전류제어과정을 상세히 설명하면, 먼저, 상기 보상된 정상분 전압과 역상분 전압을 합성한후, 이 합성전압에 기초해서 인버터(10)의 출력 기준전류를 계산하고, 인버터(10) 출력 기준전류와 실제 출력전류와의 차를 비교하며, 이 비교결과에 따른 차전류로 출력전류를 보상하며, 2상좌표의 전류를 정지좌표의 전류로 변환한다.

이에 대해 도4를 참조하여 전류제어수단(47)에 관련된 동작을 보다 구체적으로 설명하면, 역상분 전압 제어수단에서 출력되는 값은 정상분으로 동기시키고, 이 값을 정상분 전압 제어수단에서 나온 값을 더하며, 이 값을 전류 제어수단의 기준 전류값으로 사용하여 좌표변환수단(41c)에서 나온 인버터출력 정지좌표 전류(Iadqs)를 정상분에 동기시키고 이 값을 피드백변수로 사용하게 된다. 여기에서도 상기한 전압제어수단과 마찬가지로 기준 전류값과 피드백한 값의 차이를 PI제어기로 입력하여 wLI^P*cde, wLI^P*cqe는 3상변수를 2상으로 변활 때 생긴 간섭항을 제거하기 위한 부분으로서, 최종 전류제어 수단에서 나온 값은 SVPWM으로 사용하기 위해 정지 좌표로 변환한다.

여기서, Vcdqs를 전류제어 수단의 출??값에 더한 이유는 출력 전류 에러를 보상해 주기 위해 사용된다.

한편, 상기 인버터(10)에서 출력되는 전류(Ia)는 LC필터(60)를 통해서 직렬 변압기(70)로 제공되는데, 이 LC필터(60)는 3상 인버터(10)의 스위칭 주파수를 제거하기 위해 사용되며, 즉, 3상 인버터(10)에서 만들어진 전압은 스위칭 주파수가 섞인 전압이므로, 기본 주파수인 전원 주파수만을 얻기 위해 LC 2차 필터(60)를 사용한 것이다. 이때 LC 2차 필터(60)의 공진 주파수값은 전원주파수의 10배 정도 높게 스위칭 주파수보다 10배정도 낮게 설정하며, 이 LC 2차 필터(60)내 각 인덕터와 캐패시터의 값은 전체 고주파왜곡(THD:Total Harmonic Distortion)을 고려해 설정한다.

또한, 본 발명에 따른 직렬 변압기(70)내 인덕턴스값은 작게 설정되는데, 이와같이 직렬 변압기(70)의 인덕턴스값을 작게 하면 인덕턴스에 의한 전압강하를 작게 할 수 있게 되어 평상시에도 직렬 변압기(70)를 통해 전력을 공급할 수도 있다.

상술한 본 발명에 따르면, 본 발명은 전원전압을 매 순간 측정하여 이상유무를 감시하는데, 이상유무가 감지되면, 정전원전압을 정상분과 역상분으로 각각 분리시킨후, 정상분 전압 동기 좌표제어기와 역상분 전압 동기 좌표제어기를 통해 각각 제어한다. 그리고 3상 인버터(10)의 과전류 보호와 빠른 전압응답을 얻기 위해 내부에 전류제어기를 사용한다. 내부의 전류 제어기는 인덕터의 전류를 제어한다. 전류제어기에서 나온 출력값은 3상 인버터의 스위치를 온,오프 시킨다. 이렇게 함으로써, 불평형 전압이 발생하면 빠른 전압보상을 할뿐만 아니라 각 상의 불평형도 해소할 수 있는 장점이 있다.

상술한 바와같은 본 발명에 따르면, 기존의 무정전 전원 공급장치에 비해 부족분만의 전압을 공급하기 때문에 용량을 줄일 수 있는 장점이 있고, LC필터를이용하여 3상 인버터에서 발생되는 스위칭주파수를 제거하고 인덕터에 흐르는 전류와 캐패시터의 전압을 제어함으로써 빠른 보상을 하고 보상전압으로 인해 고조파가 나타나지 않게 되며, 또한 양방향 AC 스위치를 사용하지 않고 직접 직렬 변압기를 통해 부하에 전압을 공급하여 양방향 AC 스위치를 제어하는 마이크로 프로세서부의 오동작이나 마이크로 프로세서 제어전원의 불량으로 인한 오동작을 방지할 수 있게 되어 신뢰성을 확보할 수 있다. 그리고 정상분과 역상분 이중 전압제어기를 사용함으로써 저전압의 크기보상뿐 아니라 불평형도 보상할 수 있는 장점이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 일실시예에 대한 설명에 불과하며, 본 발명은 그 구성의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능하다.

Claims (3)

1. 불평형 전원보상 및 순간 저전압보상 제어방법에 있어서,

   (a) 전원전압, 필터의 커패시터 전압 및 인덕터 전류(출력전류)를 각각 측정하는 측정단계;

   (b) 전원전압의 불평형이 인식되면 전원전압의 불평형을 보상하는 전압보상 제어단계;

   (c) 전원전압이 순간 저전압으로 인식되면, 단계(b)에서 보상된 전압을 이용하여 인버터의 출력전류를 보상하는 전류보상 제어단계;

   (d) 단계(c)의 전류를 공간벡터 펄스폭변조(SVPWM)시켜 게이트 구동부에 게이트구동신호로 제공하여 전원의 순간 저전압을 보상하는 순간 저전압 보상단계; 를 포함함을 특징으로 하는 불평형 전원보상 및 순간 저전압보상 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 전압보상 제어단계(b)는

   (b1) 측정한 전원전압을 정상분과 역상분으로 각각 분리하는 단계;

   (b2) 단계(b1)에서 분리된 정상분 기준전압과 실제 전압과의 차를 비교하고, 이 비교결과에 따른 차전압에 해당하는 정상분 보상전압을 계산하며, PI제어방식을 이용하여, 계산된 보상전압으로 정상분의 d상 및 q상 전압을 각각 보상한후 합성하는 정상분전압 보상단계;

   (b3) 단계(b1)에서 분리된 역상분 기준전압과 실제 전압과의 차를 비교하고, 이 비교결과에 따른 차전압에 해당하는 역상분 보상전압을 계산하며, PI제어방식을 이용하여, 계산된 보상전압으로 역상분의 d상 및 q상 전압을 각각 보상한후 합성하고, 이 합성 전압에 따른 역상분 출력전류를 정상분 동기좌표로 변환하는 역상분전압 보상단계;

   (b4) 보상된 정상분 전압과 역상분 전압을 합성하는 전압합성단계; 로 이루어짐을 특징으로 하는 불평형 전원보상 및 순간 저전압보상 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 전류보상 제어단계(c)는

   (c1) 단계(b)의 합성전압에 기초해서 인버터의 출력 기준전류를 계산하는 전류계산단계;

   (c2) 인버터 출력 기준전류와 실제 출력전류와의 차를 비교하고, 이 비교결과에 따른 차전류로 출력전류를 보상하는 단계;

   (c3) 2상좌표의 전류를 정지좌표의 전류로 변환하는 좌표변환단계; 로 이루어짐을 특징으로 하는 불평형 전원보상 및 순간 저전압보상 제어방법.