KR100464050B1 - 유도전동기의 구동회로 - Google Patents

유도전동기의 구동회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유도전동기의 구동회로에 관한 것으로, 냉방용 압축기 구동을 위한 인버터를 HVIC 또는 Discrete 파워소자를 사용하여 구성하는 경우에, 파워소자 보호 및 EMI저감을 위한 커패시터에 의해 발생하는 전류 트립을 방지하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은, 상용교류전원을 입력받아 이를 정류하는 정류부와; 상기 정류부의 정류신호를 평활하여 그에 따른 직류링크전압을 출력하는 평활용 커패시터와; 3상 유도전동기의 각상(A,B,C)에, 상,하로 직렬연결된 상,하위 스위치소자로 이루어져,상기 평활용 커패시터의 직류링크전압을, 3상 교류전압으로 가변하여 유도전동기에 인가하는 인버터부와; 상기 평활용 커패시터와 인버터부 사이에 위치하여, 전류를 검출하는 전류검출용 무유도저항과; 상기 평활용 커패시터와 전류 검출용 무유도저항 사이에 접속하여, 상기 인버터부의 스위치소자의 스위칭에 따라 발생하는 고주파 노이즈를 감쇄시켜 그 스위치소자를 보호함과 아울러 EMI 발생을 감소시키는 AC커패시터를 포함하여 구성한다.

Description

유도전동기의 구동회로{DRIVING CIRCUIT FOR INDUCTION MOTOR}
본 발명은 유도전동기의 구동회로에 관한 것으로, 특히 냉방용 압축기 구동을 위한 인버터를 HVIC 또는 Discrete 파워소자를 사용하여 구성하는 경우에, 파워소자 보호 및 EMI저감을 위한 커패시터에 의해 발생하는 전류 트립을 방지하도록 한 유도전동기의 구동회로에 관한 것이다.
일반적으로, 냉방용 압축기 구동을 위한 인버터를 구동하기 위해서, 고가의 IPM(Intelligent Power Module) 회로를 사용하였다.
상기 고가의 IPM(Intelligent Power Module) 회로 대신에 저가의 Half Bridge Type의 Discrete 파워소자를 사용하는 경우에, 전원절연기능을 수행하는 포토커플러 대신에 HVIC를 사용하면 추가적인 재료비 절감이 가능한데, 이와 같은 종래 기술을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도1은 종래 유도전동기의 구동회로에 대한 구성을 보인 회로도로서,이에 도시된 바와같이 상용교류전원을 입력받아 이를 정류하는 정류부(10)와; 상기 정류부(10)의 정류신호를 평활하여 그에 따른 직류링크전압을 출력하는 평활용 커패시터(Cd)와; 상기 평활용 커패시터(Cd)의 직류링크전압을, 소정 제어신호에 따른 스위칭동작에 의해 3상 교류전압으로 가변하여 3상 유도전동기에 인가하는 인버터부(20)와; 상기 평활용 커패시터(Cd)와 인버터부(20) 사이에 위치하여, 전류를 검출하는 전류 검출용 무유도 저항(Rd)과; 상기 인버터부(20)의 스위칭을 제어하기위한 제어신호를 출력하는 제어부(미도시)로 구성하고, 이와같은 종래 기술의 동작을 설명한다.
먼저, 정류부(10)는 상용 교류전원을 입력받아 이를 정류하여 출력하고, 평활용 커패시터(Cd)는 상기 정류부(10)에서 정류된 전압을 평활하여 그에 따른 직류링크전압을 인버터부(20)에 인가한다.
이때, 전류 검출용 무유도 저항(Rd)은, 상기 평활용 커패시터(Cd)와 인버터부(20) 사이에 위치하여, 3상 유도전동기에 인가되는 전류를 검출한다.
이에 따라, 인버터부(20)는 상기 직류링크전압을 입력받아 이를 제어부(미도시)의 제어신호에 의해 3상 교류전압으로 가변하여 유도전동기를 구동시킨다.
즉, 상기 인버터부(20)는, 3상 유도전동기의 각상(A,B,C)에, 상,하로 직렬연결된 상,하위 스위치소자(Q1,Q3,Q5)(Q2,Q4,Q6)를 구비하여, 상기 제어부(미도시)의 제어신호에 의해 각기 스위칭되어 직류링크전압을 3상 교류전압으로 가변하는데, 이때, 상기 상,하위 스위치소자(Q1,Q3,Q5)(Q2,Q4,Q6)를 보호하기 위하여, 각 상/하위 스위치소자(Q1,Q3,Q5)(Q2,Q4,Q6)에 가깝게 커패시터(C1~C6)를 병렬로 접속한다.
이렇게, 각 상,하위 스위치소자(Q1,Q3,Q5)(Q2,Q4,Q6)에 가깝게 커패시터 (C1~C6)를 병렬로 접속하는 경우에, 스위치소자(Q1,Q3,Q5)(Q2,Q4,Q6)의 스위칭상태에 따라 커패시터(C1~C6)의 충방전상태가 변화하여 과도한 피크성 전류가 발생하고, 이로 인해 상기 과도한 피크성 전류가 전류검출용 무유도저항을 통하여 검출되어 과전류 트립이 걸리게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 냉방용 압축기 구동을 위한 인버터를 HVIC 또는 Discrete 파워소자를 사용하여 구성하는 경우에, 파워소자 보호 및 EMI 저감을 위한 커패시터를 적절한 위치에 접속함으로써, 커패시터의 충방전 변화에 따른 피크성 전류에 의해 발생하는 전류트립을 방지하도록 한 유도 전동기의 구동회로를 제공함에 그 목적이 있다.
도1은 종래 유도전동기의 구동회로에 대한 구성을 보인 회로도.
도2는 본 발명 유동전동기의 구동회로에 대한 일실시예의 구성을 보인 회로도.
도3은 본 발명 유동전동기의 구동회로에 대한 다른 실시예의 구성을 보인 회로도.
*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****
10:정류부 20:인버터부
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상용교류전원을 입력받아 이를 정류하는 정류부와; 상기 정류부의 정류신호를 평활하여 그에 따른 직류링크전압을 출력하는 평활용 커패시터와; 3상 유도전동기의 각상(A,B,C)에, 상,하로 직렬연결된 상,하위 스위치소자로 이루어져,상기 평활용 커패시터의 직류링크전압을, 3상 교류전압으로 가변하여 유도전동기에 인가하는 인버터부와; 상기 평활용 커패시터와 인버터부 사이에 위치하여, 전류를 검출하는 전류검출용 무유도저항과; 상기 평활용 커패시터와 전류 검출용 무유도저항 사이에 접속하여, 상기 인버터부의 스위치소자의 스위칭에 따라 발생하는 고주파 노이즈를 감쇄시켜 그 스위치소자를 보호함과 아울러 EMI 발생을 감소시키는 AC커패시터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상용교류전원을 입력받아 이를 정류하는 정류부와; 상기 정류부의 정류신호를 평활하여 그에 따른 직류링크전압을 출력하는 평활용 커패시터와; 3상 유도전동기의 각상(A,B,C)에, 상,하로 직렬 연결된 상,하위 스위치소자로 이루어져,상기 평활용 커패시터의 직류링크전압을, 3상 교류전압으로 가변하여 유도전동기에 인가하는 인버터부와; 상기 평활용 커패시터와 인버터부 사이에 위치하여, 전류를 검출하는 전류 검출용 무유도 저항과; 상기 인버터부의 각 상에 병렬로 연결되고, 각 상의 스위치소자가 온오프될때마다 전원을 충방전하는 AC커패시터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 유도전동기의 구동회로에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2는 본 발명 유동전동기의 구동회로에 대한 일실시예의 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시한 바와같이 상용교류전원을 입력받아 이를 정류하는 정류부(10)와; 상기 정류부(10)의 정류신호를 평활하여 그에 따른 직류링크전압을 출력하는 평활용 커패시터(Cd)와; 3상 유도전동기의 각 상(A,B,C)에, 상,하로 직렬 연결된 상,하위 스위치소자(Q1,Q3,Q5)(Q2,Q4,Q6)로 이루어져, 상기 평활용 커패시터(Cd)의 직류링크전압을, 3상 교류 전압으로 가변하여 유도전동기에 인가하는 인버터부(20)와; 상기 평활용 커패시터(Cd)와 인버터부(20) 사이에 위치하여, 전류를 검출하는 전류 검출용 무유도 저항(Rd)과; 상기 평활용 커패시터(Cd)와 전류 검출용 무유도저항(Rd) 사이에 접속하여, 상기 인버터부(20)의 스위치소자(Q1,Q3,Q5)(Q2,Q4,Q6)의 스위칭에 따라 발생하는 고주파 노이즈를 감쇄시켜 그 스위치소자 (Q1, Q3 ,Q5) (Q2,Q4,Q6)를 보호함과 아울러 EMI 발생을 감소시키는 AC커패시터(CAC)로 구성하며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.
먼저, 정류부(10)는 상용 교류전원을 입력받아 이를 정류하여 출력하고, 평활용 커패시터(Cd)는 상기 정류부(10)에서 정류된 전압을 평활하여 그에 따른 직류링크전압을 인버터부(20)에 인가한다.
이때, 전류 검출용 무유도 저항(Rd)은, 상기 평활용 커패시터(Cd)와 인버터부(20) 사이에 위치하여, 3상 유도전동기에 인가되는 전류를 검출한다.
이에 따라, 인버터부(20)는 상기 직류링크전압을 입력받아 이를 제어부(미도시)의 제어신호에 의해 3상교류전압으로 가변하여 유도전동기를 구동시킨다.
즉, 상기 인버터부(20)는, 3상 유도전동기의 각상(A,B,C)에, 상,하로 직렬연결된 상,하위 스위치소자(Q1,Q3,Q5)(Q2,Q4,Q6)를 구비하여, 상기 제어부(미도시)의 제어신호에 의해 상기 상,하위 스위치소자(Q1,Q3,Q5)(Q2,Q4,Q6)가 각기 스위칭되어 직류링크전압을 3상 교류전압으로 가변하는데, 이때, 상기 상,하위 스위치소자 (Q1,Q3,Q5)(Q2,Q4,Q6)를 보호하기 위하여, AC커패시터(CAC)를 상기 평활용 커패시터(Cd)와 전류 검출용 무유도 저항(Rd) 사이에 접속한다.
이에 따라, 상기 AC커패시터(CAC)는, 상기 인버터부(20)의 스위치소자 (Q1 ,Q3,Q5)(Q2,Q4,Q6)의 스위칭에 따라 발생하는 고주파 노이즈를 감쇄시켜 그 스위치소자 (Q1,Q3,Q5)(Q2,Q4,Q6)를 보호함과 아울러 EMI 발생을 감소시킨다.
이때, 상기 AC커패시터(CAC)는, 전류 검출용 무유도 저항(Rd) 전단에 접속되므로, 충방전시에 발생하는 전류가 상기 전류검출용 무유도 저항(Rd)을 통하여 검출되는 것을 차단하여 유도전동기를 안정되게 동작시킨다.
도3은 본 발명 유동전동기의 구동회로에 대한 다른 실시예의 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시한 바와같이 일반적인 구성은 도2와 동일하며, 다만 파워소자 보호 및 노이즈를 제거하기 위한 AC커패시터(CAC1,CAC2,CAC3)를 인버터부(20)의 각상에 병렬로 연결하여 구성한 것이 다른데, 이는 도2와 같은 구성보다는 복잡하지만 각상의 스위칭소자(Q1,Q3,Q5)(Q2,Q4,Q6)가 온/오프 될때마다 발생하는 충방전변화에 의해 발생하는 피크성 전류의 크기가 과전류 트립을 발생할 만큼 크지 않다는 점에서 착안된 것이다.
상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 냉방용 압축기 구동을 위한 인버터를 HVIC 또는 Discrete 파워소자를 사용하여 구성하는 경우에, 파워소자 보호 및 EMI저감을 위한 커패시터를 전류검출용 무유도저항 전단에 접속함으로써, 커패시터의 충방전 변화에 따른 피크성 전류에 의해 발생하는 전류트립을 방지하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 상용교류전원을 정류하는 정류부와; 상기 정류부의 정류신호를 평활하여 그에 따른 직류링크전압을 출력하는 평활용 커패시터와; 3상 유도전동기의 각상(A,B,C)에, 상,하로 직렬연결된 상,하위 스위치소자로 이루어져,상기 평활용 커패시터의 직류링크전압을, 3상 교류전압으로 가변하여 유도전동기에 인가하는 인버터부와; 상기 평활용 커패시터와 인버터부 사이에 위치하여, 전류를 검출하는 전류검출용 무유도저항과; 상기 평활용 커패시터와 전류 검출용 무유도저항 사이에 접속하여, 상기 인버터부의 스위치소자의 스위칭에 따라 발생하는 고주파 노이즈를 감쇄시켜 그 스위치소자를 보호함과 아울러 EMI 발생을 감소시키는 AC커패시터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 유도전동기의 구동회로.
  2. 상용교류전원을 정류하는 정류부와; 상기 정류부의 정류신호를 평활하여 그에 따른 직류링크전압을 출력하는 평활용 커패시터와; 3상 유도전동기의 각상(A,B,C)에, 상,하로 직렬 연결된 상,하위 스위치소자로 이루어져,상기 평활용 커패시터의 직류링크전압을, 3상 교류전압으로 가변하여 유도전동기에 인가하는 인버터부와; 상기 평활용 커패시터와 인버터부 사이에 위치하여, 전류를 검출하는 전류 검출용 무유도 저항과; 상기 인버터부의 각 상에 병렬로 연결되고, 각 상의 스위치소자가 온오프될때마다 전원을 충방전하는 AC커패시터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 유동전동기의 구동회로.
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