KR100505049B1 - 인버터의 고장진단 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터에 전원을 인가함과 동시에 인버터의 AC전압 출력을 위한 스위치 소자의 고장 상태와 인버터 출력의 지락 여부를 검출하여 사용자에게 이를 통보함으로써, 사용자의 안전과 편의성을 향상시킬 수 있도록 하는 인버터의 고장진단 방법에 관한 것으로, 인버터에 전원을 인가하여 초기화되면 각 스위칭 소자를 순차로 온 시켜 이상 유무를 판별하는 단계와; 상기 판별에 의해 고장이 발생된 스위칭 소자에 대해서 종류와 고장상태 등을 기록하는 단계와; 인버터의 각 상 전압을 출력하여 지락발생 유무를 검출하는 단계와; 상기 검출에 의해 지락이 발생한 상과 지락상태 등을 기록하는 단계와; 상기 스위칭 소자의 고장이나 지락발생 기록을 참조하여 인버터의 고장 유무를 판별하는 단계와; 상기 판별 결과에 의해 고장이 없으면 정상적인 운전을 대기하고, 고장이 있으면 그 고장상태를 표시하여 사용자의 지령을 기다리는 단계를 포함하여 이루어짐으로써 달성할 수 있다.

Description

인버터의 고장진단 방법{ERROR DIAGNOSIS METHOD FOR INVERTER}

본 발명은 인버터의 고장진단 방법에 관한 것으로, 특히 인버터에 전원을 인가함과 동시에 인버터의 AC전압 출력을 위한 스위치 소자의 고장 상태와 인버터 출력의 지락 여부를 검출하여 사용자에게 이를 통보함으로써, 사용자의 안전과 편의성을 향상시킬 수 있도록 하는 인버터의 고장진단 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 인버터에는 고장 보호기능이 구비되어 있어서, 전원인가 후 인버터에 운전 지령을 주는 순간 인버터의 이상이 발견되면 즉시 고장표시를 하도록 되어 있다.

도1은 인버터의 AC 전압 출력을 위한 일반적인 3상 스위치의 구성을 보인 블록도로서, 인버터에 DC전압(13)을 공급하기 위한 양극과 음극의 DC전압 라인(11, 12)과, 인버터의 U상의 양의 스위치 소자 및 음의 스위치 소자를 구동하기 위한 U 및 /U 드라이버(14, 15)와, 인버터의 V상의 양의 스위치 소자 및 음의 스위치 소자를 구동하기 위한 V 및 /V 드라이버(16, 17)와, 인버터의 W상의 양의 스위치 소자 및 음의 스위치 소자를 구동하기 위한 W 및 /W 드라이버(18, 19)와, 상기 U, V, W상 출력에서 지락을 검출하여 고장신호를 출력하는 지락 검출부(20)와, 스위칭 소자의 고장이나 과전류로부터 인버터 스위칭 소자를 보호하기 위한 과전류 검출부(21)를 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같은 구성의 AC 출력부를 구비한 인버터의 종래 운영 방법에 대해서 도2의 순서도를 참조하여 설명하기로 한다.

도2는 종래의 인버터 운영 방법을 보인 순서도로서, 인버터에 전원을 인가하는 단계(S101)와, 인버터 운영을 위한 초기화 및 정상운전을 대기하는 단계(S102)와, 사용자의 인버터 운전지령을 수신하는 단계(S103)와, 운전지령을 수신하여 그 지령에 의해 인버터를 운전하고, 고장 여부를 검출하는 단계(S104)와, 운전 중 고장이 검출되는 경우, 운전을 중지하고 사용자에게 고장을 공지하는 단계(S105)를 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 종래의 인버터 운용 방법은 사용자가 전원을 인가하게 되면, 인버터가 운전을 위한 여러 가지 조건 및 수행과정에 대한 초기화가 진행이 되고, 초기화가 모두 끝나면 정상적인 운전을 위한 대기 상태가 된다.

그러면, 사용자가 운전 지령을 입력하게 되고 인버터는 그 사용자의 지령에 따라 인버터의 운전을 수행하게 된다. 만약, 사용자의 지령이 없으면 계속해서 운전 대기 상태가 되고, 사용자가 운전지령을 하면 인버터는 운전됨과 동시에 고장이 발생되는 부분에 대한 감시가 시작된다.

따라서, 고장이 발생하지 않는다면 계속해서 운전이 되며 인버터의 고장 또한 계속 감시를 하게 되고, 이때 고장이 발생되면 인버터는 정지와 동시에 고장에 대한 내용을 표시하게 되는 것이다.

그러나, 상기 종래의 방법은 사용자가 인버터에 전원을 인가한 후, 운전 지령을 내려야만 비로소 소자의 고장이나 인버터 출력에 대한 지락을 검출할 수 있기 때문에, 보호회로의 의존도 및 사용자의 위험 부담이 높아질 뿐 아니라, 운전중에만 고장을 검출할 수 있는 문제점이 있다.

즉, 인버터에서 종래의 인버터는 전원 인가 후 인버터에 운전 지령을 주는 순간에 인버터의 이상을 발견되었을 시, 인버터의 보호기능에 따라 고장표시를 하도록 되어 있을 뿐, 인버터에 전원을 인가하는 순간의 이상에 대해서는 사용자가 알 수가 없으므로, 그 동안 사용자는 인버터의 고장으로 인한 사고위험을 안게되는 문제점이 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 인버터에 전원을 인가함과 동시에 인버터의 AC전압 출력을 위한 스위치 소자의 고장 상태와 인버터 출력의 지락 여부를 검출하여 사용자에게 이를 통보함으로써, 사용자의 안전과 편의성을 향상시킬 수 있도록 하는 인버터의 고장진단 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인버터에 전원을 인가하여 초기화되면 각 스위칭 소자를 순차로 온 시켜 이상 유무를 판별하는 단계와; 상기 판별에 의해 고장이 발생된 스위칭 소자에 대해서 종류와 고장상태 등을 기록하는 단계와; 인버터의 각 상 전압을 출력하여 지락발생 유무를 검출하는 단계와; 상기 검출에 의해 지락이 발생한 상과 지락상태 등을 기록하는 단계와; 상기 스위칭 소자의 고장이나 지락발생 기록을 참조하여 인버터의 고장 유무를 판별하는 단계와; 상기 판별 결과에 의해 고장이 없으면 정상적인 운전을 대기하고, 고장이 있으면 그 고장상태를 표시하여 사용자의 지령을 기다리는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도3은 본 발명에 의해 인버터의 전원인가와 동시에 고장을 검출하는 인버터의 고장진단 방법을 보인 순서도로서, 인버터에 전원을 인가하는 단계(S201)와, 상기 전원인가에 의해 인버터를 초기화하는 단계(S202)와, 인버터의 고장 진단을 위하여 도1에서 각 스위칭 소자를 하나씩 순차로 온 시키는 단계(S203)와, 상기 온 시킨 스위칭 소자의 이상 유무를 판별하는 단계(S204)와, 상기 판별에 의해 고장이 발생된 스위칭 소자에 대해서 종류와 고장상태 등을 기록하는 단계(S205)와, 스위칭 소자의 고장이 없는 경우 인버터의 각 상별로 전압을 출력시키는 단계(S206)와, 상기 각 상전압 출력 시 지락발생 여부를 검출하는 단계(S207)와, 상기 검출에 의해 지락이 발생한 상과 지락상태 등을 기록하는 단계(S208)와, 스위칭 소자의 고장이나 지락이 기록되어 있는지를 판별하여 인버터의 고장 유무를 판별하는 단계(S209)와, 상기 판별 결과에 의해 아무런 고장이 발생하지 않으면 정상적으로 운전을 대기하고(S210), 고장이 있는 것으로 판별되면 그 고장상태를 표시하고 사용자의 지령을 기다리는 단계(S211)로 이루어진다.

즉, 본 발명은 인버터에 전원이 인가됨과 동시에 인버터가 초기화가 되면, 그 후로 AC출력을 위한 인버터의 스위칭 소자의 이상 유무를 판별하기 위하여, 도1에서 'U Drive', 'V Drive', 'W Drive' 등의 각 스위치 드라이버를 구동하여, 해당 스위칭 소자를 하나씩 순차로 턴온 시킨다.

만약, 스위칭 소자에 아무런 이상이 없다면 과전류 검출부(21)에서 아무런 신호도 발생하지 않지만, 어느 한 스위칭 소자에 이상이 있는 경우에는 과전류 검출부(21)에 트립 신호를 발생하게 된다.

예컨대, 'U Drive'(14)에서 과전류 신호가 발생되면, U상의 음의 스위칭소자에 이상이 발생하는 경우이고, 'V Drive'(16)에서 과전류 신호가 발생되면, V상의 음의 스위칭소자에 이상이 발생한 경우이고, 마찬가지로 'W Drive'(18)에서 과전류 신호가 발생되면, W상의 음의 스위칭소자에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있는 것이다.

다음, 상기와 동일한 과정으로 이번에는 '/U Drive', '/V Drive', '/W Drive' 등의 각 스위치 드라이버를 구동하여, 해당 스위칭 소자를 하나씩 순차로 턴온시켜, 과전류 검출부(21)에서 과전류 신호가 발생하는지를 검출한다. 이 경우에도 상기와 같이 '/U Drive'(15)에서 과전류 신호가 발생되면, U상의 양의 스위칭소자에 이상이 발생하는 경우이고, '/V Drive'(17)에서 과전류 신호가 발생되면, V상의 양의 스위칭소자에 이상이 발생한 경우이고, 마찬가지로 '/W Drive'(19)에서 과전류 신호가 발생되면, W상의 양의 스위칭소자에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있는 것이다.

따라서, 상기와 같은 방법에 의해 이상이 발생하면, 이상이 발생된 소자와 이상 발생을 내부적으로 기록한 후 다음 진단(지락 검출) 과정을 수행하고, 이상발생이 없는 경우에는 곧바로 다음 진단 과정을 수행한다.

즉, 상기 스위칭 소자의 고장 여부를 검출한 후에는 지락 발생 여부를 검출하는데, 이를 위해서 먼저 'U Drive'(14)와 '/V Drive'(17)를 동시에 구동하여 해당 스위치를 턴온시키고, 그때 출력되는 전류를 검출하여 U상과 V상의 전류의 크기를 비교하고, 다음 'U Drive'(14)와 '/W Drive'(19)를 동시에 구동하여 해당 스위치를 턴온시키고, 마찬가지로 그때 출력되는 전류를 검출하여 U상과 W상의 전류크기를 비교한다.

만약, 상기 두 가지 경우가 다 다르거나 전류 검출이 안된 경우에는 U상 출력이 지락인 상태이고, 어느 한쪽의 경우에만 다른 전류가 검출되거나, 전류 검출이 되지 않는 경우에는 다른 상의 출력이 지락인 상태이고, 두 가지 경우 다 같은 전류가 검출되는 경우에는 정상인 상태를 의미한다.

상기와 같은 방법으로 다른 상에 대해서도 스위칭 소자를 턴온시키며 지락 상태를 검사한다. 각 상에 대한 구체적인 검사 방법은 도4에 도시된 바와 같다.

도4를 참조하면, 'U Drive'와 '/V Drive'를 도통시켰을 때 U-V의 전류가 같은 경우와 다른 경우를 1)과 2)로 지정하고, 'U Drive'와 '/W Drive'를 도통시켰을 때 U-W의 전류가 같은 경우와 다른 경우를 3)과 4)로 지정하였을 경우, 출력 전류가 1)과 3)인 상태이면 정상이고, 1)과 4)의 상태이면 W상에 이상이 있는 경우이고, 2)와 3)인 상태이면 V상에 이상이 있는 경우이고, 2)와 4)인 상태이면 U상에 이상이 있는 것을 의미한다.

마찬가지로, 나머지 다른 상에 대한 지락여부의 판단방법을 살펴보면, 우선, V상의 양의 스위칭 소자와 U상의 음의 스위칭소자를 동시에 구동하여 출력되는 V-U 전류와, V상의 양의 스위칭 소자와 W상의 음의 스위칭소자를 동시에 구동하여 출력되는 V-W 전류가 동일한 경우 정상이고, V-U 전류가 같고 V-W 전류가 다른 경우 W상에 이상이 있고, V-U 전류가 다르고 V-W 전류가 같은 경우 U상에 이상이 있고, V-U 전류와 V-W 전류가 모두 다른 경우 V상에 이상이 있는 것을 의미한다.

그리고, W상의 양의 스위칭 소자와 U상의 음의 스위칭 소자를 동시에 구동하여 출력되는 W-U 전류와, W상의 양의 스위칭 소자와 V상의 음의 스위칭 소자를 동시에 구동하여 출력되는 W-V 전류가 동일한 경우 정상이고, W-U 전류가 같고 W-V 전류가 다른 경우 V상에 이상이 있고, W-U 전류가 다르고 W-V 전류가 같은 경우 U상에 이상이 있고, W-U 전류와 W-V 전류가 모두 다른 경우 W상에 이상이 있는 것을 의미한다.

상기와 같은 방법에 의해 지락 검사에서 이상이 발생하면 이상이 있는 상의 종류와 지락상태를 기록한다. 이상으로 모든 상에 대해서 지락 유무의 검사를 완료하면, 스위칭 소자의 고장이나 지락이 기록되어 있는지를 판별하여 인버터의 고장 유무를 판별하고, 상기 판별 결과에 의해 아무런 고장이 발생하지 않으면 정상적으로 운전을 대기하고, 고장이 있는 것으로 판별되면 이를 표시하고 대기 상태로 돌아가 사용자의 지령을 기다린다.

상기와 같이 본 발명은 인버터의 2차 소손이 없는 상태에서 자가 진단을 통해 안전하게 인버터의 고장상태를 사용자에게 알림으로서 사용자의 안전과 편의성을 향상시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 인버터의 고장진단 방법은, 인버터에 전원을 인가함과 동시에 인버터의 AC전압 출력을 위한 스위치 소자의 고장 상태와 인버터 출력의 지락 여부를 검출하여 사용자에게 이를 통보함으로써, 사용자의 안전과 편의성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 인버터의 AC 전압 출력을 위한 일반적인 3상 스위치의 구성을 보인 블록도.

도 2는 종래의 인버터 운영 방법을 보인 순서도.

도 3은 본 발명에 의한 인버터의 고장진단 방법을 보인 순서도.

도 4는 본 발명에 의한 각 상의 지락유무 판단 방법을 설명하기 위한 예시도.

Claims (3)

1. 인버터에 전원을 인가하여 초기화되면 각 스위칭 소자를 순차로 온 시켜 이상 유무를 판별하는 단계와;

   상기 판별에 의해 고장이 발생된 스위칭 소자에 대해서 종류와 고장상태 등을 기록하는 단계와;

   인버터의 각 상 전압을 출력하여 지락발생 유무를 검출하는 단계와;

   상기 검출에 의해 지락이 발생한 상과 지락상태 등을 기록하는 단계와;

   상기 스위칭 소자의 고장이나 지락발생 기록을 참조하여 인버터의 고장 유무를 판별하는 단계와;

   상기 판별 결과에 의해 고장이 없으면 정상적인 운전을 대기하고, 고장이 있으면 그 고장상태를 표시하여 사용자의 지령을 기다리는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인버터의 고장진단 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 소자의 고장 유무 판단은, 임의 상의 어느 하나의 스위칭 소자의 구동에 의해 과전류가 검출될 경우, 다른 하나의 스위칭 소자에 이상이 있는 것으로 판단하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 인버터의 고장진단 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 지락 유무의 판단은, 임의의 한상의 양의 스위칭 소자와 다른 한 상의 음의 스위칭 소자를 동시에 구동하여 각 상의 전류를 검출하여 비교하고,상기 임의의 한상의 양의 스위칭 소자와 나머지 또 다른 한 상의 음의 스위칭 소자를 동시에 구동하여 각 상의 전류를 검출하여 비교하여, 상기 다른 한상과 상기 나머지 또 다른 한상 중 상기 임의의 한상과 다른 전류검출값을 갖는 상이 하나인 경우는 그 하나의 상이 지락된 것으로 판단하고, 상기 다른 한상과 상기 나머지 또 다른 한상이 모두 상기 임의의 한상과 전류검출값이 다르거나 전류가 검출되지 않는 경우에는 상기 임의의 한상이 지락인 것으로 판단하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 인버터의 고장진단 방법.