KR100549823B1 - Instantaneous/direct control system of single inverter - Google Patents

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Abstract

본 발명은 계통전원에 의해 흐르는 계통전류(Is)를 평활화하는 평활용 인덕터와, 상기 인덕터에서 평활화된 계통전류를 받아서 부하를 구동하는 순시전류를 출력하는 인버터 회로와, 상기 계통전원에서 검출된 계통교류전압(Vs)을 전역통과필터에서 받아 위상을 90도 지연시킨 교류전압(Vs')을 받음과 동시에, 상기 계통전원에서 검출된 계통교류전압(Vs)을 동기좌표계변환기에서 받아 2개의 직류전압(Vsd,Vsq)으로 변환하는 직류전압 변환수단과, 상기 직류전압 변환수단에서 출력되는 q축성분의 직류전압(Vsq)을 받아서 제어를 위한 기준위상신호(ω)를 출력하는 위상제어수단과, 상기 위상제어수단에서 출력되는 기준위상신호(ω)를 받음과 동시에, 상기 계통전원에 의해 흐르는 계통전류(Is)를 받아서 d축 성분의 직류전류(Isd)와 q축성분의 직류전류(Isq)로 변환하는 직류전류 변환수단과, 상기 직류전류 변환수단에서 출력되는 d축 성분의 직류전류(Isd)와 q축성분의 직류전류(Isq)를 받음과 동시에, 상기 직류전압 변환수단에서 출력되는 2개의 직류전압(Vsd,Vsq)을 받아서 각각의 지령치를 추종해서 제어하도록 상기 인버터 회로의 구동 직류전압(Vid,Viq)을 출력하는 전류 제어수단과, 상기 전류 제어수단에서 출력되는 상기 인버터 회로의 구동 직류전압(Vid,Viq)을 받아서 상기 인버터 회로를 구동하기 위해 교류전압(Vinv)을 출력하는 전압지령 발생수단와, 상기 전압지령 발생수단에서 출력되는 교류전압(Vinv)을 받음과 동시에, 삼각파 발생수단에서 출력되는 삼각파를 받아서 펄스폭을 변조하여 상기 인버터 회로의 전계효과 트랜지스터의 게이트단에 인가하는 펄스폭 변조수단을 구비하고 있다.The present invention provides a smoothing inductor for smoothing the grid current Is flowing by the grid power supply, an inverter circuit for outputting instantaneous current for driving a load by receiving the smoothed grid current from the inductor, and a system detected by the grid power supply. The AC voltage Vs is received from the global pass filter, and the AC voltage Vs' is delayed by 90 degrees. The system AC voltage Vs detected by the grid power supply is received by the synchronous coordinate converter. DC voltage conversion means for converting to (Vsd, Vsq), phase control means for receiving a DC voltage (Vsq) of the q-axis component output from the DC voltage conversion means and outputting a reference phase signal (ω) for control; Receiving the reference phase signal (ω) output from the phase control means, and receiving a system current Is flowing by the system power supply, the DC current Isd of the d-axis component and the DC current Isq of the q-axis component Turns into Two DC currents outputted from the DC voltage converting means and receiving DC current Isd of the d-axis component and DC current Isq of the q-axis component outputted from the DC current converting means. Current control means for outputting the drive DC voltages Vid and Viq of the inverter circuit so as to receive the voltages Vsd and Vsq and follow each command value and control the drive DC voltages of the inverter circuit output from the current control means; A voltage command generation means for receiving (Vid, Viq) and outputting an AC voltage (Vinv) for driving the inverter circuit, and receiving an AC voltage (Vinv) output from the voltage command generation means, and outputting the triangle wave generation means. And a pulse width modulating means for receiving a triangular wave and modulating the pulse width to apply to the gate terminal of the field effect transistor of the inverter circuit.

따라서, 본 발명은 직류전류를 제어하여 정상상태에서 오차를 제거할 수 있고, 순시 제어가 가능하여 순간적인 부하변동에 대처할 수 있으며, 유효전력 및 무효전력을 독립적으로 제어할 수 있고, 직류전류를 제어하여 정상 상태에서의 위상지연을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 부하 변동에 따른 추종시간을 단축시킬 수 있다.Therefore, the present invention can eliminate the error in the normal state by controlling the DC current, instantaneous control is possible to cope with the instantaneous load fluctuations, can control the active power and reactive power independently, By controlling, the phase delay in the steady state can be prevented and the tracking time due to the load change can be shortened.

단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템Instantaneous / DC control system of single phase inverter

Description

단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템{INSTANTANEOUS/DIRECT CONTROL SYSTEM OF SINGLE INVERTER} Instantaneous / DC control system of single-phase inverter {INSTANTANEOUS / DIRECT CONTROL SYSTEM OF SINGLE INVERTER}             

도 1은 종래의 단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템을 개략적으로 도시한 블록도,1 is a block diagram schematically showing an instantaneous / direct current control system of a conventional single-phase inverter,

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템을 개략적으로 도시한 블록도,2 is a block diagram schematically illustrating an instantaneous / direct current control system of a single phase inverter according to an embodiment of the present invention;

도 3은 도 2에서 직류 변환기의 상세 블록도, 3 is a detailed block diagram of a DC converter in FIG. 2;

도 4는 도 2에서 위상제어기의 상세 블록도,4 is a detailed block diagram of a phase controller in FIG. 2;

도 5는 도 2에 있어서 전류제어기의 상세 블록도이다.FIG. 5 is a detailed block diagram of the current controller in FIG. 2.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100:계통전원 110:부하100: system power 110: load

120:인버터 회로 130:직류전압 변환수단120: inverter circuit 130: DC voltage converting means

132:전역통과 필터 134:동기좌표계 변환기132: global pass filter 134: synchronous coordinate converter

140:위상제어수단 142:감산기140: phase control means 142: subtractor

144:비례 적분 제어기 150:직류전류 변환수단144: proportional integral controller 150: DC current converting means

160:전류 제어수단 161:제1 감산기160: current control means 161: first subtractor

162:제1 비례적분 제어기 163:제1 합산기162: first proportional integral controller 163: first summer

164:제2 감산기 165:제2 비례적분 제어기164: second subtractor 165: second proportional integral controller

166:제2 합산기 170:전압지령 발생수단166: second summer 170: voltage command generating means

180:삼각파 발생수단 190:펄스폭 변조수단180: triangle wave generating means 190: pulse width modulation means

본 발명은 단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템에 관한 것으로서, 특히 3상 시스템에서 사용되는 동기좌표계 모델을 단상시스템에 적용하여 직류 값을 제어하여 정상상태 오차를 제거할 수 있고, 순시제어가 가능하여 순간적인 부하변동에 대처할 수 있으며, 유·무효 전력의 독립제어가 가능한 단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an instantaneous / direct current control system of a single-phase inverter, in particular, by applying a synchronous coordinate system model used in a three-phase system to a single-phase system to control the DC value to eliminate the steady-state error, instantaneous control is possible The present invention relates to an instantaneous / direct current control system of a single-phase inverter capable of coping with instantaneous load fluctuations and capable of independent control of active and reactive power.

분산전원용 계통연계 인버터가 효율적인 분산전원으로 사용되기 위해서는 기존 계통과 협조 운전이 필요하므로, 전류제어 외에 무효전력의 제어, 계통과 연계시의 위상제어, 단독운전 방지 제어 등의 다양한 제어가 필요하다. 그러나 단상 시스템의 경우, 3상 시스템과 달리 교류전력을 취급해야 하므로, 제어시에 위상 지연이 발생되고, 3상 시스템에서 사용하는 무효전력 제어기법, PLL제어 기법이나 단독운전 방지기법을 적용할 수 없다는 문제점이 있었다.Grid-connected inverters for distributed power supply In order to be used as an efficient distributed power supply, cooperative operation with the existing system is required. Therefore, various controls such as reactive power control, phase control when connecting to the system, and anti-single operation control are required. However, in the case of single-phase system, unlike the three-phase system, AC power must be handled. Therefore, phase delay occurs during control, and reactive power control method, PLL control method or stand-alone operation prevention method used in three-phase system can be applied. There was no problem.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래로부터 도 1에 도시한 바와 같이 계통전원(1)에 의해 흐르는 계통전류(Is)를 평활용 인덕터(2)와 인버터 회로(3)의 드레인단과 소오스단 사이에 인가하고 있다.In order to solve such a problem, as shown in FIG. 1, a system current Is flowing through the system power supply 1 is applied between the drain terminal and the source terminal of the smoothing inductor 2 and the inverter circuit 3. Doing.

그리고, 60Hz 필터(5)에서 노이즈를 제거하고 60Hz주파수신호만을 출력하고, 제어 위상 발생기(6)에서 상기 60Hz 필터(5)에서 출력되는 60Hz주파수신호를 받아서 계통전압(1)의 위상과 같고 크기가 1인 기준 위상 신호를 출력한다. 곱셈기(7)에서는 상기 제어 위상 발생기(6)에서 출력되는 계통전압(1)의 위상과 같고 크기가 1인 출력신호를 받음과 동시에, 도시하지 않은 입력설정수단에 의해 설정된 기준전류신호(Isp)를 받아서 곱셈하여 교류형태의 전류지령신호(Is_ref)를 출력하고, 감산기(9)에서는 상기 곱셈기(7)에서 출력되는 교류형태의 전류지령신호(Is_ref)를 받음과 동시에, 계통전원(1)으로부터 계통전류(Is)를 받아서 감산하여 에러 신호(Is_ref-Is;차신호)를 PI제어기(10)에 출력한다.Then, the noise is removed from the 60 Hz filter (5) and only the 60 Hz frequency signal is output, and the control phase generator (6) receives the 60 Hz frequency signal output from the 60 Hz filter (5) and is equal to the phase of the system voltage (1) and the magnitude. A reference phase signal of which 1 is output. The multiplier 7 receives an output signal equal to the phase of the system voltage 1 output from the control phase generator 6 and whose magnitude is 1, and at the same time, the reference current signal Is set by the input setting means (not shown). And multiply and output the current command signal Is_ref of the AC type, and the subtractor 9 receives the current command signal Is_ref of the AC type output from the multiplier 7 and receives from the system power supply 1. The system current Is is received and subtracted to output an error signal Is_ref-Is (difference signal) to the PI controller 10.

상기 PI제어기(10 ; 비례적분 제어기)에는 상기 감산기(9)에서 출력되는 에러 신호(Is_ref-Is)를 받아서 비례적분한 비례적분신호를 출력한다. 합산기(11)에서는 상기 PI제어기(10)에서 출력되는 비례적분신호와 상기 60Hz 필터(5)를 통과한 계통전압을 합산하여 인버터 구동신호(Vinv)를 펄스폭 변조수단(13)에 출력한다.The PI controller 10 receives an error signal Is_ref-Is output from the subtractor 9 and outputs a proportional integral signal that is proportionally integrated. The summer 11 adds the proportional integral signal output from the PI controller 10 and the system voltage passing through the 60 Hz filter 5 to output the inverter driving signal Vinv to the pulse width modulation means 13. .

상기 펄스폭 변조수단(13)에서는 상기 합산기(11)에서 출력되는 인버터 구동신호(Vinv)와 삼각파 발생기(12)에서 출력되는 삼각파를 받아서 펄스폭을 변조하여 인버터 회로(3)를 구성하는 전계효과 트랜지스터의 게이트단에 인가하여 상기 인버터 회로(3)의 온/오프를 제어하여 부하(14)를 구동하는 전류를 출력한다.The pulse width modulating means 13 receives an inverter driving signal Vinv output from the summer 11 and a triangular wave output from the triangular wave generator 12 to modulate a pulse width to form an electric field for the inverter circuit 3. It is applied to the gate terminal of the effect transistor to control the on / off of the inverter circuit 3 to output a current for driving the load 14.

그런데, 종래의 단상 인버터의 제어시스템에 있어서는 제어하기 위한 기준 위상 신호를 얻기 위한 위상제어를 상기 제어위상 발생기(6)에서 수행하고, 상기 제어위상 발생기(6)는 계통전압(Vs)의 최대치를 구해서, 검출된 계통전압(Vs)을 그 최대치로 나눔으로써 수행된다. 이 때, 계통전압(Vs)의 최대치를 구하기 위해서는 최소한 반주기 이상의 시간이 소요되므로 그 사이에 일어난 변환에 대해서는 대처하지 못하게 되므로, 순시제어를 할 수 없다는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 일반적으로 계통전원(1)에 고조파 성분이 포함되어 있으면, 이로 인해 최대치를 구할 때 오차가 발생되어 부하(14)를 정밀하게 제어할 수 없다는 등의 여러 가지 문제점이 있었다. By the way, in the conventional control system of a single-phase inverter, the phase control for obtaining a reference phase signal for controlling is performed by the control phase generator 6, and the control phase generator 6 performs a maximum value of the grid voltage Vs. Obtaining is performed by dividing the detected system voltage Vs by its maximum value. At this time, since it takes at least half a period of time to obtain the maximum value of the grid voltage (Vs), it is not possible to cope with the conversion in between, and there is a problem that instantaneous control is not possible. If the harmonic component is included, there are various problems such as an error occurs when the maximum value is obtained and the load 14 cannot be precisely controlled.

또한, 종래의 단상 인버터의 제어시스템에 있어서는 교류성분을 제어할 경우에, 정상 상태에서 위상지연이 발생된다는 문제점이 있고 또한 유효전력만을 제어할 수 있을 뿐이며, 유·무효 전력을 독립적으로 제어할 수 없다는 등의 여러 가지 문제점이 있었다.In addition, in the conventional single-phase inverter control system, when the AC component is controlled, there is a problem that a phase delay occurs in a steady state, and only active power can be controlled, and active and reactive power can be controlled independently. There were various problems such as no.

따라서, 본 발명은 상기 여러가지 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 직류전류를 제어하여 정상상태에서 오차를 제거할 수 있는 단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the various problems described above, and an object of the present invention is to provide an instantaneous / direct current control system of a single phase inverter capable of controlling a DC current to eliminate an error in a steady state.

본 발명의 다른 목적은 순시 제어가 가능하여 순간적인 부하변동에 대처할 수 있는 단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an instantaneous / direct current control system of a single-phase inverter capable of instantaneous control to cope with instantaneous load fluctuations.

본 발명의 또 다른 목적은 유효전력 및 무효전력을 독립적으로 제어할 수 있 는 단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide an instantaneous / direct current control system of a single-phase inverter capable of independently controlling active power and reactive power.

본 발명의 또 다른 목적은 직류전류를 제어하여 정상 상태에서의 위상지연을 방지할 수 있는 단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide an instantaneous / direct current control system of a single-phase inverter capable of controlling a DC current to prevent phase delay in a steady state.

본 발명의 또 다른 목적은 부하 변동에 따른 추종시간을 단축시킬 수 있는 단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템을 제공하는데 있다.
Still another object of the present invention is to provide an instantaneous / direct current control system of a single-phase inverter capable of shortening the tracking time according to load variation.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 계통전원에 의해 흐르는 계통전류(Is)를 평활화하는 평활용 인덕터와, 상기 인덕터에서 평활화된 계통전류를 받아서 부하를 구동하는 순시전류를 출력하는 인버터 회로와, 상기 계통전원에서 검출된 계통교류전압(Vs)을 전역통과필터에서 받아 위상을 90도 지연시킨 교류전압(Vs')을 받음과 동시에, 상기 계통전원에서 검출된 계통교류전압(Vs)을 동기좌표계변환기에서 받아 2개의 직류전압(Vsd,Vsq)으로 변환하는 직류전압 변환수단과, 상기 직류전압 변환수단에서 출력되는 q축성분의 직류전압(Vsq)을 받아서 제어를 위한 기준위상신호(ω)를 출력하는 위상제어수단과, 상기 위상제어수단에서 출력되는 기준위상신호(ω)를 받음과 동시에, 상기 계통전원에 의해 흐르는 계통전류(Is)를 받아서 d축 성분의 직류전류(Isd)와 q축성분의 직류전류(Isq)로 변환하는 직류전류 변환수단과, 상기 직류전류 변환수단에서 출력되는 d축 성분의 직류전류(Isd)와 q축성분의 직류전류(Isq)를 받음과 동시에, 상기 직류전압 변환수단에서 출력되는 2개의 직류전압(Vsd,Vsq)을 받아서 각각의 지령치를 추종해서 제어하도록 상기 인버터 회로의 구동 직류전압(Vid,Viq)을 출력하는 전류 제어수단과, 상기 전류 제어수단에서 출력되는 상기 인버터 회로의 구동 직류전압(Vid,Viq)을 받아서 상기 인버터 회로를 구동하기 위해 교류전압(Vinv)을 출력하는 전압지령 발생수단과, 상기 전압지령 발생수단에서 출력되는 교류전압(Vinv)을 받음과 동시에, 삼각파 발생수단에서 출력되는 삼각파를 받아서 펄스폭을 변조하여 상기 인버터 회로의 전계효과 트랜지스터의 게이트단에 인가하는 펄스폭 변조수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a smoothing inductor for smoothing the system current (Is) flowing by the grid power supply, an inverter circuit for outputting instantaneous current for driving the load by receiving the smoothed system current from the inductor; Receives an AC voltage Vs 'detected by the grid power supply from a global pass filter, receives an AC voltage Vs' having a phase delayed by 90 degrees, and simultaneously stores the system AC voltage Vs detected by the grid power supply. DC voltage conversion means for receiving from the converter and converting into two DC voltages (Vsd, Vsq), and receiving a reference phase signal (ω) for control by receiving the DC voltage (Vsq) of the q-axis component output from the DC voltage conversion means. Receives a phase control means for outputting and a reference phase signal? Outputted from the phase control means, and receives a system current Is flowing through the system power supply, and receives a DC current Isd of a d-axis component. receiving DC current converting means for converting the DC current Isq of the q-axis component, DC current Isd of the d-axis component outputted from the DC current converting means and DC current Isq of the q-axis component, Current control means for receiving two DC voltages Vsd and Vsq output from the DC voltage converting means and outputting the driving DC voltages Vid and Viq of the inverter circuit to follow and control the respective command values, and the current control means; A voltage command generating means for receiving the drive DC voltages Vid and Viq of the inverter circuit output from the means and outputting an AC voltage Vinv to drive the inverter circuit; and an AC voltage output from the voltage command generating means. And pulse width modulating means for receiving the triangular wave output from the triangular wave generating means and modulating the pulse width to apply to the gate terminal of the field effect transistor of the inverter circuit. That are characterized.

이하, 본 발명의 일실시예에 의한 단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템에 관하여 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an instantaneous / direct current control system of a single phase inverter according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 3은 도 2에서 직류 변환기의 상세 블록도이고, 도 4는 도 2에서 위상제어기의 상세 블록도이고, 도 5는 도 2에 있어서 전류제어기의 상세 블록도이다.2 is a block diagram schematically illustrating an instantaneous / direct current control system of a single phase inverter according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a detailed block diagram of a DC converter in FIG. 2, and FIG. 4 is a phase controller in FIG. 2. Fig. 5 is a detailed block diagram of the current controller in Fig. 2.

도 2 내지 도 5에 상세히 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템은 계통전원(100)에 의해 흐르는 계통전류(Is)를 평활화하는 평활용 인덕터(L1)와, 상기 평활용 인덕터(L1)에서 평활화된 계통전류를 받아서 부하(110)를 구동하는 순시전류를 출력하는 인버터 회로(120)와, 상기 계통전원(100)에서 검출된 계통교류전압(Vs)을 전역통과필터(132)에서 받아 위상을 90도 지연시킨 교류전압(Vs')을 받음과 동시에, 상기 계통전원(100)에서 검출된 계통교류전압(Vs)을 동기좌표계변환기(134)에서 받아 2개의 직류전압(Vsd,Vsq)으로 변환하는 직류전압 변환수단(130)과, 상기 직류전압 변환수단(130)에서 출력되는 q축성분의 직류전압(Vsq)을 받아서 제어를 위한 기준위상신호(ω)를 출력하는 위상제어수단(140)과, 상기 위상제어수단(140)에서 출력되는 기준위상신호(ω)를 받음과 동시에, 상기 계통전원(100)에 의해 흐르는 계통전류(Is)를 받아서 d축 성분의 직류전류(Isd)와 q축성분의 직류전류(Isq)로 변환하는 직류전류 변환수단(150)과, 상기 직류전류 변환수단(150)에서 출력되는 d축 성분의 직류전류(Isd)와 q축성분의 직류전류(Isq)를 받음과 동시에, 상기 직류전압 변환수단(130)에서 2개의 직류전압(Vsd,Vsq)을 받아서 각각의 지령치를 추종해서 제어하도록 상기 인버터 회로(120)의 구동 직류전압(Vid,Viq)을 출력하는 전류 제어수단(160)과, 상기 전류 제어수단(160)에서 출력되는 상기 인버터 회로(120)의 구동 직류전압(Vid,Viq)을 받아서 상기 인버터 회로(120)를 구동하기 위해 교류전압(Vinv)을 출력하는 전압지령 발생수단(170)과, 상기 전압지령 발생수단(170)에서 출력되는 교류전압(Vinv)을 받음과 동시에, 삼각파 발생수단(180)에서 출력되는 삼각파를 받아서 펄스폭을 변조하여 상기 인버터 회로(120)의 전계효과 트랜지스터의 게이트단에 인가하는 펄스폭 변조수단(190)으로 구성되어 있다.2 to 5, the instantaneous / direct current control system of the single-phase inverter according to the exemplary embodiment of the present invention provides a smoothing inductor L1 for smoothing the grid current Is flowing by the grid power supply 100. And an inverter circuit 120 that receives the smoothed grid current from the smoothing inductor L1 and outputs an instantaneous current for driving the load 110, and a grid AC voltage detected by the grid power supply 100. Is received by the global pass filter 132 and receives an AC voltage (Vs') of delayed phase by 90 degrees, and at the same time, the system AC voltage (Vs) detected by the system power supply (100) is received by the synchronous coordinate converter (134). DC voltage converting means 130 for converting into two DC voltages Vsd and Vsq, and a reference phase signal for controlling the DC voltage Vsq of the q-axis component output from the DC voltage converting means 130. in the phase control means 140 and the phase control means 140, Upon receiving the output reference phase signal (ω), the system current (Is) flowing through the system power supply 100 is received and converted into the DC current Isd of the d-axis component and the DC current Isq of the q-axis component. Receiving the DC current converting means 150, the DC current Isd of the d-axis component and the DC current Isq of the q-axis component outputted from the DC current converting means 150, and the DC voltage converting means Current control means 160 for receiving two DC voltages Vsd and Vsq at 130 and outputting the driving DC voltages Vid and Viq of the inverter circuit 120 to follow and control the respective command values; Voltage command generation means 170 for receiving the driving DC voltage Vid and Viq of the inverter circuit 120 output from the current control means 160 and outputting an AC voltage Vinv to drive the inverter circuit 120. ), And at the same time receiving the AC voltage Vinv output from the voltage command generating means 170, Consists of a wave generator 180, a pulse width modulation means 190 to be applied to the triangular wave to receive and modulate the pulse width of the gate terminal of the field-effect transistor of the inverter circuit 120 to be output from.

상기 직류전압 변환수단(130)은 도 3에 도시한 바와 같이 상기 계통전원(100)에서 검출된 계통교류전압(Vs)을 받아서 상기 계통교류전압(Vs)과 크기는 같고 위상을 90도 지연시킨 Vs'신호를 출력하는 전역통과 필터(132)와, 상기 계통전원(100)에서 검출된 계통교류전압(Vs)을 받으며, 상기 전역통과 필터(132)에서 출력되는 위상을 90도 지연시킨 Vs'신호를 받음과 동시에, 상기 위상제어수단(140)에서 피이드 백되는 기준위상신호(ω)받아서 코싸인함수와 싸인 함수의 연산을 통하여 직류전압인 d축 성분전압(Vsd)과 q축성분전압(Vsq)을 구해서 출력하는 동기좌표계 변환기(134)로 구성되어 있다. As shown in FIG. 3, the DC voltage converting unit 130 receives the system AC voltage Vs detected by the system power supply 100, and is equal in magnitude to the system AC voltage Vs, and delays the phase by 90 degrees. Vs 'which receives a global pass filter 132 for outputting a Vs' signal, and a system alternating voltage (Vs) detected by the grid power supply 100, and delays the phase output from the global pass filter 132 by 90 degrees. At the same time as receiving the signal, the d-phase component voltage (Vsd) and the q-axis component voltage (DC voltages), which are DC voltages, are calculated by calculating a cosine function and a sign function by receiving the reference phase signal (ω) fed back from the phase control means 140. And a synchronous coordinate system converter 134 for obtaining and outputting Vsq).

상기 위상제어수단(140)은 도 4에 도시한 바와 같이 상기 직류전압 변환수단(130)에서 출력되는 q축 성분의 직류전압(Vsq)을 받음과 동시에, 도시하지 않은 입력수단에서 미리 설정된 0(zero)을 받아서 감산하는 감산기(142)와, 상기 감산기(142)에서 출력되는 직류전압으로 변환된 d축 성분의 직류전압(Vsd)과 직류전압으로 변환된 q축 성분의 직류전압(Vsq) 중 q축 성분의 직류전압(Vsq)이 0으로 추종하도록 기준위상신호(ω)를 구해서 출력하는 비례 적분 제어기(144)로 구성되어 구성되어 있다.As shown in FIG. 4, the phase control unit 140 receives the DC voltage Vsq of the q-axis component output from the DC voltage converting unit 130, and at the same time, 0 ( a subtractor 142 that receives and subtracts zero), a DC voltage Vsd of the d-axis component converted into a DC voltage output from the subtractor 142, and a DC voltage Vsq of the q-axis component converted to DC voltage. and a proportional integral controller 144 that obtains and outputs the reference phase signal? so that the DC voltage Vsq of the q-axis component follows zero.

상기 전류 제어수단(160)은 도 5에 상세히 도시한 바와 같이 상기 직류전류 변환수단(150)에서 출력되는 d축 성분의 직류전류(Isd)를 받음과 동시에, 도시하지 않은 입력수단에서 미리 설정된 d축 성분의 기준직류전류(Isd_ref)를 받아서 감산하는 제1 감산기(161)와, 상기 제1 감산기(161)에서 출력되는 d축 성분의 직류전류(Isd)에서 d축 성분의 기준직류전류(Isd_ref)를 감산한 d축 성분의 감산직류전류(Isd - Isd_ref)를 받아서 비례적분제어하는 제1 비례적분 제어기(162)와, 상기 제1 비례적분 제어기(162)에서 비례적분된 신호를 받음과 동시에, d축 성분의 신호(Vsd-ωL×Isd)를 받아서 합산해서 상기 인버터 회로(120)를 구동하는 d축성분의 직류전압(Vid)을 출력하는 제1 합산기(163)와, 상기 직류전류 변환수단(150)에서 출력되는 q축성분의 직류전류(Isq)를 받음과 동시에, 도시하지 않은 입력수단에서 미리 설정된 q축 성분의 기준직류전류(Isq_ref)를 받아서 감산하는 제2 감산기(164)와, 상기 제2 감산기(164)에서 출력되는 q축 성분의 직류전류(Isq)에서 q축 성분의 기준직류전류(Isq_ref)를 감산한 q축 성분의 감산직류전류(Isq - Isq_ref)를 받아서 비례적분 제어하는 제2 비례적분 제어기(165)와, 상기 제2 비례적분 제어기(165)에서 비례적분된 신호를 받음과 동시에, q축 성분의 신호(Vsq-ωL×Isq)를 받아서 합산해서 상기 인버터 회로(120)을 구동하는 q축성분의 직류전압(Viq)을 출력하는 제2 합산기(166)로 구성되어 있다.As shown in detail in FIG. 5, the current control means 160 receives the DC current Isd of the d-axis component output from the DC current conversion means 150, and at the same time, a preset d is set by an input means not shown. The first subtractor 161 that receives and subtracts the reference DC current Isd_ref of the axial component, and the reference DC current Isd_ref of the d-axis component in the DC current Isd of the d-axis component output from the first subtractor 161. The first proportional integral controller 162 receives the subtracted direct current (Isd-Isd_ref) of the d-axis component obtained by subtracting a) and proportionally integrally controls the signal, and simultaneously receives the proportional integral signal from the first proportional integral controller 162. and a first summer 163 for receiving the d-axis component signals (Vsd-? L × Isd) and adding them to output the DC voltage Vid of the d-axis component for driving the inverter circuit 120, and the DC current. Receiving the direct current (Isq) of the q-axis component output from the conversion means 150, and at the same time The second subtractor 164 receives and subtracts the reference DC current Isq_ref of the preset q-axis component from the input means, and the q-current DC value Isq of the q-axis component outputted from the second subtractor 164. A second proportional integral controller 165 which receives the subtracted direct current (Isq-Isq_ref) of the q-axis component obtained by subtracting the reference DC current (Isq_ref) of the axial component and performs proportional integral control, and in the second proportional integral controller 165 A second summer that receives the proportionally integrated signal and receives the q-axis component signals Vsq−ωL × Isq and sums them to output the DC voltage Viq of the q-axis component that drives the inverter circuit 120. It is composed of 166.

다음에, 이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 단상 인버터의 순시/직류 제어시스템의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.Next, the operation and effect of the instantaneous / direct current control system of the single-phase inverter according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described.

먼저, 계통전원(100)에 의해 흐르는 계통전류(Is)를 평활용 인덕터(L1)에서 평활화하여 상기 인버터 회로(120)에 인가하면 상기 인버터 회로(120)에서는 부하(110)를 구동하는 순시전류를 부하(110)에 출력한다.First, when the grid current Is flowing by the grid power supply 100 is smoothed in the smoothing inductor L1 and applied to the inverter circuit 120, the instantaneous current driving the load 110 in the inverter circuit 120 is applied. Is output to the load 110.

그리고, 상기 직류전압 변환수단(130)의 전역통과 필터(132)에서는 상기 계통전원(100)에서 검출된 계통교류전압(Vs)을 받아서 위상이 90도 지연(직교)되는 2개의 직류전압(Vsd,Vsq)으로 변환하고, 상기 직류전압 변환수단(130)의 동기좌표계 변환기(134)에서 상기 계통전원(100)에서 검출된 계통교류전압(Vs)을 받고, 상기 전역통과 필터(132)에서 출력되는 계통교류전압(Vs)과 크기는 같고 위상을 90도 지연시킨 Vs'신호를 받음과 동시에, 상기 위상제어수단(140)에서 피이드 백되는 기준위상신호(ω)를 받아서 코싸인함수와 싸인 함수의 연산을 통하여 직류전압인 q축 성분의 직류전압(Vsq)을 구해서 위상제어수단(140)에 출력하면, 상기 위상제어수단(140)의 감산기(142)에서는 상기 직류전압 변환수단(130)에서 출력되는 q축 성분의 직류전압(Vsq)을 받음과 동시에, 도시하지 않은 입력수단에서 미리 설정된 0(zero)을 받아서 감산하며, 상기 감산기(142)에서 출력되는 직류전압으로 변환된 d축 성분의 직류전압(Vsd)과 q축 성분의 직류전압(Vsq) 중 q축 성분의 직류전압(Vsq)이 0으로 추종하도록 상기 위상제어수단(140)의 비례 적분 제어기(144)에서 기준위상신호(ω)를 구해서 상기 직류전류 변환수단(150)에 출력한다. In the global pass filter 132 of the DC voltage converting unit 130, two DC voltages Vsd whose phase is delayed by 90 degrees (orthogonally) by receiving the system AC voltage Vs detected by the system power supply 100. , Vsq), and receives the system AC voltage Vs detected by the system power supply 100 in the synchronous coordinate system converter 134 of the DC voltage converting unit 130, and outputs it from the global pass filter 132. Receives a Vs' signal having the same magnitude as the system alternating voltage (Vs) and delays the phase by 90 degrees, and receives a reference phase signal (ω) fed back from the phase control means 140 and a cosine function and a sign function. When the DC voltage Vsq of the q-axis component, which is a DC voltage, is obtained and output to the phase control means 140, the subtractor 142 of the phase control means 140 uses the DC voltage conversion means 130 to calculate the DC voltage. At the same time as receiving the DC voltage (Vsq) of the output q-axis component, it is not shown. Receives and subtracts a preset zero from the input means, and the q-axis of the DC voltage Vsd of the d-axis component and the DC voltage Vsq of the q-axis component converted to the DC voltage output from the subtractor 142. The reference phase signal? Is obtained from the proportional integration controller 144 of the phase control means 140 and output to the DC current converting means 150 so that the DC voltage Vsq of the component follows zero.

상기 직류전류 변환수단(150)은 상기 위상제어수단(140)에서 출력되는 기준위상신호(ω)를 받음과 동시에, 상기 계통전원(100)에 의해 흐르는 계통전류(Is)를 받아서 d축 성분의 직류전류(Isd)와 q축성분의 직류전류(Isq)로 변환하여 상기 전류 제어수단(160)에 출력한다.The DC current converting means 150 receives the reference phase signal? Output from the phase control means 140 and receives the system current Is flowing through the system power supply 100 to determine the d-axis component. The DC current Isd and the q-axis component DC current Isq are converted to the current control means 160.

상기 전류 제어수단(160)의 제1 감산기(161)에서 상기 직류전류 변환수단(150)에서 출력되는 d축 성분의 직류전류(Isd)를 받음과 동시에, 도시하지 않은 입력수단에서 미리 설정된 d축 성분의 기준직류전류(Isd_ref)를 받아서 감산하고, 상기 전류 제어수단(160)의 제1 비례적분 제어기(162)에서 상기 제1 감산기(161)에서 출력되는 d축 성분의 직류전류(Isd)에서 d축 성분의 기준직류전류(Isd_ref)를 감산한 d축 성분의 감산직류전류(Isd - Isd_ref)를 받아서 비례적분제어하고, 상기 전류 제어수단(160)의 제1 합산기(163)에서 상기 제1 비례적분 제어기(162)에서 출력되는 비례적분된 신호를 받음과 동시에, d축 성분의 신호(Vsd-ωL×Isd)를 받아서 합산해서 상기 인버터 회로(120)을 구동하는 d축성분의 직류전압(Vid)을 상기 전압지령 발생수단(170)에 출력한다.The first subtractor 161 of the current control means 160 receives the DC current Isd of the d-axis component output from the DC current converting means 150, and at the same time, the d-axis preset by the input means not shown. Receives and subtracts the reference DC current (Isd_ref) of the component, and in the DC current Isd of the d-axis component output from the first subtractor 161 in the first proportional integral controller 162 of the current control means 160 Receives the subtracted direct current (Isd-Isd_ref) of the d-axis component by subtracting the reference DC current (Isd_ref) of the d-axis component and performs proportional integral control, and the first summer 163 of the current control means 160 1 The DC voltage of the d-axis component that drives the inverter circuit 120 by receiving the proportional integral signal output from the proportional integration controller 162 and receiving and adding the signal of the d-axis component (Vsd-? L × Isd). (Vid) is output to the voltage command generation means (170).

이와 동시에, 상기 전류 제어수단(160)의 제2 감산기(164)에서는 상기 직류전류 변환수단(150)에서 출력되는 q축성분의 직류전류(Isq)를 받음과 동시에, 도시하지 않은 입력수단에서 미리 설정된 q축 성분의 기준직류전류(Isq_ref)를 받아서 감산하고, 전류 제어수단(160)의 제2 비례적분 제어기(165)에서 상기 제2 감산기(164)에서 출력되는 q축 성분의 직류전류(Isq)에서 q축 성분의 기준직류전류(Isq_ref)를 감산한 q축 성분의 감산직류전류(Isq - Isq_ref)를 받아서 비례적분 제어하고, 상기 전류 제어수단(160)의 제2 합산기(166)에서 상기 제2 비례적분 제어기(165)로부터 비례적분된 신호를 받음과 동시에, q축 성분의 신호(Vsq-ωL×Isq)를 받아서 합산해서 상기 인버터 회로(120)를 구동하는 q축성분의 직류전압(Viq)을 상기 전압지령 발생수단(170)에 출력한다.At the same time, the second subtractor 164 of the current control means 160 receives the DC current Isq of the q-axis component output from the DC current converting means 150, and at the same time, the input means (not shown) in advance. Receives and subtracts the reference DC current Isq_ref of the set q-axis component, and outputs the DC current Isq of the q-axis component output from the second subtractor 164 by the second proportional integral controller 165 of the current control means 160. ) Receives the subtracted direct current (Isq-Isq_ref) of the q-axis component by subtracting the reference DC current (Isq_ref) of the q-axis component and proportional integral control, and in the second summer 166 of the current control means 160 The DC voltage of the q-axis component for driving the inverter circuit 120 by receiving and adding the signals proportionally integrated from the second proportional integration controller 165 and receiving and adding the signals Vsq−ωL × Isq of the q-axis component. (Viq) is output to the voltage command generating means (170).

상기 직류전류 변환수단(150)에서 변환된 이들 d축 성분의 직류전류(Isd)와 q축성분의 직류전류(Isq)를 받음과 동시에, 상기 직류전압 변환수단(130)에서 출력되는 직류전압(Vsd,Vsq)을 받아서 각각의 지령치를 추종해서 제어하도록 상기 인버터 회로(120)를 구동시키는 구동 직류전압(Vid,Viq)을 전압지령 발생수단(170)에 출력한다.Receives the DC current Isd of these d-axis components and the DC current Isq of the q-axis component converted by the DC current conversion means 150, and at the same time, the DC voltage output from the DC voltage conversion means 130 ( The drive DC voltages Vid and Viq for driving the inverter circuit 120 are output to the voltage command generating means 170 so as to receive Vsd and Vsq and follow and control the respective command values.

상기 전압지령 발생수단(170)은 상기 전류 제어수단(160)에서 출력되는 상기 인버터 회로(120)의 구동 직류전압(Vid,Viq)을 받아서 상기 인버터 회로(120)를 구동하기 위해 교류전압(Vinv)을 펄스폭 변조수단(190)에 출력하며, 상기 펄스폭 변조수단(190)에는 상기 전압지령 발생수단(170)에서 출력되는 교류전압(Vinv)을 받음과 동시에, 삼각파 발생수단(180)에서 출력되는 삼각파를 받아서 펄스폭을 변조하여 상기 인버터 회로(120)의 전계효과 트랜지스터의 게이트단에 인가하여 상기 인버터 회로(120)의 온/오프를 제어해서 부하(110)를 구동시키는 순시/직류 전류를 출력하므로, 부하(110)를 제어해서 정상상태에서 오차를 제거할 수 있고, 순시 제어가 가능하여 순간적인 부하변동에 대처할 수 있으며, 유효전력 및 무효전력을 독립적으로 제어할 수 있고, 직류전류를 제어하여 정상 상태에서의 위상지연을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 부하 변동에 따른 추종시간을 단축시킬 수 있다.The voltage command generating means 170 receives the drive DC voltages Vid and Viq of the inverter circuit 120 output from the current control means 160 to drive the inverter circuit 120. ) Is output to the pulse width modulating means 190, and the pulse width modulating means 190 receives the AC voltage Vinv output from the voltage command generating means 170, and at the same time, the triangular wave generating means 180 The instantaneous / direct current that modulates the pulse width and modulates the pulse width to be applied to the gate terminal of the field effect transistor of the inverter circuit 120 to control the on / off of the inverter circuit 120 to drive the load 110. Since the output is controlled, the error can be eliminated in the normal state by controlling the load 110, instantaneous control is possible to cope with the instantaneous load fluctuations, and can control the active power and reactive power independently, DC current Article And only can prevent a phase delay in the steady state as well, it is possible to shorten the time in accordance with the following load variations.

다시말하면, 상기 직류전압 변환수단(130)의 전역통과필터(132)에서 서로 위상이 90도 지연(직교)된 d축 및 q축 성분의 직류전압으로 변환하고, 상기 위상제어수단(140)에서 기준위상(ω)을 발생하고. 계통전류(Is)를 입력으로 하는 상기 직류전류 변환수단(150)은 검출된 계통교류전류(Is)를 d축 및 q축 성분의 직류전류(Isd,Isq)로 변환시킨다.In other words, the global pass filter 132 of the DC voltage conversion unit 130 converts the DC voltages of the d-axis and q-axis components whose phases are delayed by 90 degrees (orthogonally) to each other, and in the phase control means 140. Generates the reference phase (ω). The DC current converting means 150 having the system current Is as an input converts the detected system AC current Is into DC currents Is, Isq of the d-axis and q-axis components.

그리고, 상기 전류제어수단(160)은 상기 직류전류 변환수단(150)에서 변환된 d축 및 q축 성분의 직류전류(Isd,Isq)를 받아서 각각의 지령치를 추종해서 제어하도록 d축 및 q축 성분의 직류전압(Vid,Viq)을 상기 전압지령 발생수단(170)에 출력하고, 상기 전압지령 발생수단(170)은 상기 전류 제어수단(160)에서 출력되는 상기 인버터 회로(120)의 구동 직류전압(Vid,Viq)을 받아서 상기 인버터 회로(120)를 구동하기 위해 교류전압(Vinv)을 출력하고, 상기 펄스폭 변조수단(190)은 상기 전압지령 발생수단(170)에서 출력되는 교류전압(Vinv)을 받음과 동시에, 삼각파 발생수단(180)에서 출력되는 삼각파를 받아서 펄스폭을 변조하여 상기 인버터 회로(120)의 전계효과 트랜지스터의 게이트단에 인가한다.The current control means 160 receives the direct current (Isd, Isq) of the d-axis and q-axis components converted by the direct current conversion means 150, and then controls the d-axis and q-axis so as to follow each command value. DC voltages (Vid, Viq) of the components are output to the voltage command generating means (170), and the voltage command generating means (170) is a driving direct current of the inverter circuit (120) output from the current control means (160). Receiving the voltage (Vid, Viq) and outputs an AC voltage (Vinv) to drive the inverter circuit 120, the pulse width modulating means 190 is an AC voltage (output from the voltage command generating means 170) Vinv) and at the same time receives the triangular wave output from the triangular wave generating means 180 and modulates the pulse width to be applied to the gate terminal of the field effect transistor of the inverter circuit 120.

상기 설명에 있어서, 상기 계통전압(Vs)은 교류의 형태로 아래의 수식과 같이 최대치가 V이고, 코사인파의 형태를 갖는 함수이다. In the above description, the grid voltage Vs is a function of AC and has a maximum value V as in the following equation, and has a form of cosine wave.

Figure 112005071530375-pat00006
Figure 112005071530375-pat00006

도 3에 도시한 직류전압 변환수단(130)에 있어서의 상기 전역통과 필터(132)는 크기는 같고, 60Hz에 대하여 위상만 90도 지연시키는 작용을 하며, 본 발명에서는 1차 전역통과필터를 사용하고 있으며, 다음과 같은 전달함수를 갖는다. 여기에서 ω0는 90도 지연하고자 하는 주파수를 의미한다.The all-pass filter 132 in the DC voltage converting means 130 shown in FIG. It has the following transfer function. Here, ω 0 means frequency to be delayed by 90 degrees.

Figure 112005071530375-pat00007
Figure 112005071530375-pat00007

검출된 계통전압(Vs)이 상기 전역통과필터(132)를 통과하면, 상기 계통전압(Vs)과 크기는 같고 위상은 90도 지연된 Vs'은 상기 동기좌표계 변환기(134)를 통해 각각 d 축 성분의 직류전압(Vsd)과 q 축 성분의 직류전압(Vsq)으로 변환된다. 상기 동기좌표계 변환기(134)는 다음과 같은 연산을 수행한다.When the detected system voltage Vs passes through the global pass filter 132, Vs' having the same magnitude as that of the system voltage Vs and being delayed by 90 degrees is respectively d-axis component through the synchronous coordinate system converter 134. Is converted into a DC voltage of Vsd and a DC voltage of V-sq. The synchronous coordinate system converter 134 performs the following operation.

Figure 112005071530375-pat00008
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여기에서, ω는 상기 위상제어수단(140)에서 제공하는 값이다.Here, ω is a value provided by the phase control means 140.

따라서, 본 발명은 직류전류를 제어하여 정상상태에서 오차를 제거할 수 있고, 순시 제어가 가능하여 순간적인 부하변동에 대처할 수 있으며, 유효전력 및 무효전력을 독립적으로 제어할 수 있고, 직류전류를 제어하여 정상 상태에서의 위상 지연을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 부하 변동에 따른 추종시간을 단축시킬 수 있다.Therefore, the present invention can eliminate the error in the normal state by controlling the DC current, instantaneous control is possible to cope with the instantaneous load fluctuations, can control the active power and reactive power independently, By controlling, the phase delay in the steady state can be prevented and the tracking time due to the load change can be shortened.

상기 전류제어수단(160)은 상기 직류전류 변환수단(150)에서 직류 변환된 계통전류(Isd,Isq)가 지령치를 추종하도록 제어하는 것으로, d축과 q축간 독립제어를 구현하는 작용을 한다.The current control means 160 controls the DC current converted by the DC current conversion means 150 to follow the command value, and implements independent control between the d-axis and the q-axis.

상기 전류제어수단(160)에서 Vid와 Viq가 출력되며, 이들 Vid와 Viq의 값들은 물리적 의미를 가지지 않는다. 따라서 삼각파 발생수단(180)에서 출력되는 삼각파와 상기 전압지령 발생수단(170)에서 출력되는 Vinv를 펄스폭 변조수단(190)에서 받아서 펄스폭을 변조하여 교류형태의 상기 인버터 회로(120)의 실제 출력 전압 지령치로 변환시킨다. 상기 전압지령 발생수단(170)는 직류성분의 Vid와 Viq를 다음 수식에 의해 교류성분(Vinv)으로 변환시켜서 펄스폭 변조수단(190)에 출력한다.Vid and Viq are output from the current control means 160, and the values of Vid and Viq do not have a physical meaning. Therefore, the triangular wave outputted from the triangular wave generating means 180 and the Vinv outputted from the voltage command generating means 170 are received by the pulse width modulating means 190 to modulate the pulse width to actually change the inverter circuit 120 of the AC type. Convert to output voltage setpoint. The voltage command generating means 170 converts the Vid and Viq of the DC component into the AC component Vinv by the following equation and outputs it to the pulse width modulation means 190.

Figure 112005071530375-pat00009
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상기 전압지령 발생수단(170)에 의해 교류로 변환된 성분 중에서 q축 성분은 물리적인 의미를 가지지 않으므로 d축 성분만을 취하여 상기 인버터 회로(120)의 구동 출력전압 지령치(Vinv)가 되고, 상기 인버터 회로(120)의 구동 출력전압 지령치(Vinv)는 상기 삼각파 발생수단(180)에서 출력되는 삼각파와 함께 펄스폭 변조수단(190)에서 펄스폭변조되어 상기 인버터 회로(120)의 전계효과 트랜지스터의 게이트단에 인가됨으로서 상기 인버터 회로(120)의 전계효과 트랜지스터를 on/off 제어 신호를 발생시킨다. Of the components converted into alternating current by the voltage command generation means 170, the q-axis component does not have a physical meaning, so that only the d-axis component is taken to be a driving output voltage command value Vinv of the inverter circuit 120, and the inverter The driving output voltage command value Vinv of the circuit 120 is pulse-width modulated by the pulse width modulating means 190 together with the triangular wave output from the triangular wave generating means 180 to gate the field effect transistor of the inverter circuit 120. When applied to the stage, the field effect transistor of the inverter circuit 120 generates an on / off control signal.

상기 설명에 있어서, 특정 실시예를 들어서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 범위내에서 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 여러가지로 설계변경할 수 있음은 물론이다.In the above description, the specific embodiments have been shown and described, but the present invention is not limited thereto, for example, by those skilled in the art without departing from the concept of the present invention. Of course, the design can be changed in various ways.

앞에서 설명한 바와 같이 본 발명의 단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템에 의하면, 계통전원에 의해 흐르는 계통전류(Is)를 평활화하는 평활용 인덕터와, 상기 인덕터에서 평활화된 계통전류를 받아서 부하를 구동하는 순시전류를 출력하는 인버터 회로와, 상기 계통전원에서 검출된 계통교류전압(Vs)을 전역통과필터에서 받아 위상을 90도 지연시킨 교류전압(Vs')을 받음과 동시에, 상기 계통전원에서 검출된 계통교류전압(Vs)을 동기좌표계변환기에서 받아 2개의 직류전압(Vsd,Vsq)으로 변환하는 직류전압 변환수단과, 상기 직류전압 변환수단에서 출력되는 q축성분의 직류전압(Vsq)을 받아서 제어를 위한 기준위상신호(ω)를 출력하는 위상제어수단과, 상기 위상제어수단에서 출력되는 기준위상신호(ω)를 받음과 동시에, 상기 계통전원에 의해 흐르는 계통전류(Is)를 받아서 d축 성분의 직류전류(Isd)와 q축성분의 직류전류(Isq)로 변환하는 직류전류 변환수단과, 상기 직류전류 변환수단에서 출력되는 d축 성분의 직류전류(Isd)와 q축성분의 직류전류(Isq)를 받음과 동시에, 상기 직류전압 변환수단에서 출력되는 2개의 직류전압(Vsd,Vsq)을 받아서 각각의 지령치를 추종해서 제어하도록 상기 인버터 회로의 구동 직류전압(Vid,Viq)을 출력하는 전류 제어수단과, 상기 전류 제어수단에서 출력되는 상기 인버터 회로의 구동 직류전압(Vid,Viq)을 받아서 상기 인버터 회로를 구동하기 위해 교류전압(Vinv)을 출력하는 전압지령 발생수단와, 상기 전압지령 발생수단에서 출력되는 교류전압(Vinv)을 받음과 동시에, 삼각파 발생수단에서 출력되는 삼각파를 받아서 펄스폭을 변조하여 상기 인버터 회로의 전계효과 트랜지스터의 게이트단에 인가하는 펄스폭 변조수단을 구비하고 있으므로, 직류전류를 제어하여 정상상태에서 오차를 제거할 수 있고, 순시 제어가 가능하여 순간적인 부하변동에 대처할 수 있으며, 유효전력 및 무효전력을 독립적으로 제어할 수 있고, 직류전류를 제어하여 정상 상태에서의 위상지연을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 부하 변동에 따른 추종시간을 단축시킬 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있다.As described above, according to the instantaneous / direct current control system of the single-phase inverter of the present invention, a smoothing inductor for smoothing the grid current Is flowing by the grid power supply, and an instant of receiving a load by receiving the smoothed grid current from the inductor. An inverter circuit for outputting current and a system alternating voltage (Vs) detected by the system power supply are received by a global pass filter, and an AC voltage (Vs') with a phase delay of 90 degrees is received. DC voltage converting means for receiving the AC voltage (Vs) from the synchronous coordinate system converter and converting it into two DC voltages (Vsd, Vsq), and receiving the DC voltage (Vsq) of the q-axis component outputted from the DC voltage converting means. A phase control means for outputting a reference phase signal ω for receiving a reference phase signal ω outputted from the phase control means, and a system flowing through the system power supply; DC current converting means for receiving the flow Is and converting the DC current Isd of the d-axis component and the DC current Isq of the q-axis component, and the DC current Isd of the d-axis component outputted from the DC current converting means. Drive DC voltage of the inverter circuit so as to receive the direct current (Isq) of the Q-axis component and the Q-axis component, and to receive and control the respective command values by receiving the two DC voltages (Vsd, Vsq) output from the DC voltage converting means. A current control means for outputting (Vid, Viq), and a voltage for outputting an AC voltage (Vinv) for receiving the drive DC voltages (Vid, Viq) of the inverter circuit output from the current control means and for driving the inverter circuit. Receiving the command generating means and the AC voltage (Vinv) output from the voltage command generating means, and receiving the triangular wave output from the triangular wave generating means to modulate the pulse width of the field effect transistor of the inverter circuit Since the pulse width modulation means is applied to the stage, the DC current can be controlled to eliminate the error in the normal state, and the instantaneous control is possible to cope with the instantaneous load fluctuations. It is possible to control, control the DC current to prevent the phase delay in the steady state, and also has a very excellent effect that can shorten the tracking time according to the load fluctuation.

Claims (4)

계통전원(100)에 의해 흐르는 계통전류(Is)를 평활화하는 평활용 인덕터(L1)와, 상기 인덕터(L1)에서 평활화된 계통전류를 받아서 부하(110)를 구동하는 순시전류를 출력하는 인버터 회로(120)와, 상기 계통전원(100)에서 검출된 계통교류전압(Vs)을 전역통과필터(132)에서 받아 위상을 90도 지연시킨 교류전압(Vs')을 받음과 동시에, 상기 계통전원(100)에서 검출된 계통교류전압(Vs)을 동기좌표계변환기(134)에서 받아 2개의 직류전압(Vsd,Vsq)으로 변환하는 직류전압 변환수단(130)과, 상기 직류전압 변환수단(130)에서 출력되는 q축성분의 직류전압(Vsq)을 받아서 제어를 위한 기준위상신호(ω)를 출력하는 위상제어수단(140)과, 상기 위상제어수단(140)에서 출력되는 기준위상신호(ω)를 받음과 동시에, 상기 계통전원(100)에 의해 흐르는 계통전류(Is)를 받아서 d축 성분의 직류전류(Isd)와 q축성분의 직류전류(Isq)로 변환하는 직류전류 변환수단(150)과, 상기 직류전류 변환수단(150)에서 출력되는 d축 성분의 직류전류(Isd)와 q축성분의 직류전류(Isq)를 받음과 동시에, 상기 직류전압 변환수단(130)에서 출력되는 2개의 직류전압(Vsd,Vsq)을 받아서 각각의 지령치를 추종해서 제어하도록 상기 인버터 회로(120)의 구동 직류전압(Vid,Viq)을 출력하는 전류 제어수단(160)과, 상기 전류 제어수단(160)에서 출력되는 상기 인버터 회로(120)의 구동 직류전압(Vid,Viq)을 받아서 상기 인버터 회로(120)를 구동하기 위해 교류전압(Vinv)을 출력하는 전압지령 발생수단(170)과, 상기 전압지령 발생수단(170)에서 출력되는 교류전압(Vinv)을 받음과 동시에, 삼각파 발생수단(180)에서 출력되는 삼각파를 받아서 펄스폭을 변조하여 상기 인버터 회로(120)의 전계효과 트랜지스터의 게이트단에 인가하는 펄스폭 변조수단(190)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템. A smoothing inductor L1 for smoothing the grid current Is flowing by the grid power supply 100, and an inverter circuit for outputting instantaneous current for driving the load 110 by receiving the smoothed grid current from the inductor L1. 120 and the AC power Vs detected by the system power supply 100 is received by the global pass filter 132, and receives an AC voltage Vs' having a phase delayed by 90 degrees. DC voltage converting means 130 for receiving the system AC voltage (Vs) detected by the 100 at the synchronous coordinate system converter 134 and converting into two DC voltages (Vsd, Vsq) and the DC voltage converting means (130). Phase control means 140 for outputting a reference phase signal (ω) for control by receiving the DC voltage (Vsq) of the output q-axis component, and the reference phase signal (ω) output from the phase control means 140 At the same time, receiving the system current Is flowing by the system power supply 100, the DC current of the d-axis component DC current converting means 150 for converting the current Isd and q-axis component DC current Isq, and DC current Isd and q-axis component of the d-axis component outputted from the DC current converting means 150. Drive DC of the inverter circuit 120 to receive and control two command voltages Vsd and Vsq output from the DC voltage converting means 130 and follow respective command values. The inverter circuit 120 receives the current control means 160 for outputting the voltages Vid and Viq and the driving DC voltages Vid and Viq of the inverter circuit 120 output from the current control means 160. Receiving the voltage command generating means 170 for outputting the AC voltage (Vinv) and the AC voltage (Vinv) output from the voltage command generating means 170, and outputs from the triangular wave generating means 180 Receives a triangular wave and modulates a pulse width to produce a field effect transistor of the inverter circuit 120. Instantaneous / DC control system of the single-phase inverter, characterized in that it is composed of the modulation means (190) the pulse width applied to the gate terminal of the requester. 제1항에 있어서, 상기 직류전압 변환수단(130)은 상기 계통전원(100)에서 검출된 계통교류전압(Vs)을 받아서 상기 계통교류전압(Vs)과 크기는 같고 위상을 90도 지연시킨 Vs'신호를 출력하는 전역통과 필터(132)와, 상기 계통전원(100)에서 검출된 계통교류전압(Vs)을 받으며, 상기 전역통과 필터(132)에서 출력되는 계통교류전압(Vs)과 크기는 같고 위상을 90도 지연시킨 Vs'신호를 받음과 동시에, 상기 위상제어수단(140)에서 피이드 백되는 기준위상신호(ω)를 받아서 코싸인함수와 싸인함수의 연산을 통하여 직류전압인 d축 성분전압(Vsd)과 q축성분전압(Vsq)을 구해서 출력하는 동기좌표계 변환기(134)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템. According to claim 1, The DC voltage converting unit 130 receives the grid AC voltage (Vs) detected by the grid power supply 100 is equal to the grid AC voltage (Vs) and Vs delayed phase by 90 degrees Receives a system pass voltage (Vs) detected by the system power supply (100), and a system flow voltage (Vs) and a magnitude output from the system through the global pass filter (132). A d-axis component that is a DC voltage by receiving a reference phase signal (ω) fed back from the phase control means 140 and receiving a reference phase signal? An instantaneous / direct current control system for a single-phase inverter comprising a synchronous coordinate system converter (134) for obtaining and outputting a voltage (Vsd) and a q-axis component voltage (Vsq). 제1항에 있어서, 상기 위상제어수단(140)은 상기 직류전압 변환수단(130)에서 출력되는 q축 성분의 직류전압(Vsq)을 받음과 동시에, 입력수단에서 미리 설정된 0(zero)을 받아서 감산하는 감산기(142)와, 상기 감산기(142)에서 출력되는 직류전압으로 변환된 d축 성분의 직류전압(Vsd)과 직류전압으로 변환된 q축 성분의 직류전압(Vsq) 중 q축 성분의 직류전압(Vsq)이 0으로 추종하도록 기준위상신호(ω)를 구해서 출력하는 비례 적분 제어기(144)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템. According to claim 1, The phase control means 140 receives a DC voltage (Vsq) of the q-axis component output from the DC voltage conversion means 130, and at the same time receives a preset zero (zero) in the input means The subtractor 142 subtracts the q-axis component from the DC voltage Vsd of the d-axis component converted to the DC voltage output from the subtractor 142 and the DC voltage Vsq of the q-axis component converted to the DC voltage. An instantaneous / direct current control system for a single-phase inverter comprising a proportional integral controller (144) for obtaining and outputting a reference phase signal (ω) so that the DC voltage (Vsq) follows zero. 제1항에 있어서, 상기 전류 제어수단(160)은 상기 직류전류 변환수단(150)에서 출력되는 d축 성분의 직류전류(Isd)를 받음과 동시에, 입력수단에서 미리 설정된 d축 성분의 기준직류전류(Isd_ref)를 받아서 감산하는 제1 감산기(161)와, 상기 제1 감산기(161)에서 출력되는 d축 성분의 직류전류(Isd)에서 d축 성분의 기준직류전류(Isd_ref)를 감산한 d축 성분의 감산직류전류(Isd - Isd_ref)를 받아서 비례적분제어하는 제1 비례적분 제어기(162)와, 상기 제1 비례적분 제어기(162)에서 비례적분된 신호를 받음과 동시에, d축 성분의 신호(Vsd-ωL×Isd)를 받아서 합산해서 상기 인버터 회로(120)를 구동하는 d축성분의 직류전압(Vid)을 출력하는 제1 합산기(163)와, 상기 직류전류 변환수단(150)에서 출력되는 q축성분의 직류전류(Isq)를 받음과 동시에, 입력수단에서 미리 설정된 q축 성분의 기준직류전류(Isq_ref)를 받아서 감산하는 제2 감산기(164)와, 상기 제2 감산기(164)에서 출력되는 q축 성분의 직류전류(Isq)에서 q축 성분의 기준직류전류(Isq_ref)를 감산한 q축 성분의 감산직류전류(Isq - Isq_ref)를 받아서 비례적분 제어하는 제2 비례적분 제어기(165)와, 상기 제2 비례적분 제어기(165)에서 비례적분된 신호를 받음과 동시에, q축 성분의 신호(Vsq-ωL×Isq)를 받아서 합산해서 상기 인버터 회로(120)를 구동하는 q축성분의 직류전압(Viq)을 출력하는 제2 합산기(166)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 단상 인버터의 순시/직류 제어 시스템. According to claim 1, wherein the current control means 160 receives the direct current (Isd) of the d-axis component output from the direct current conversion means 150, and at the same time, the reference direct current of the d-axis component preset in the input means D subtracting the reference DC current Isd_ref of the d-axis component from the direct current current Isd of the d-axis component outputted from the first subtractor 161 and d subtracting the current Isd_ref. The first proportional integral controller 162 receives the subtracted direct current (Isd-Isd_ref) of the axial component and the proportional integral control, and receives the proportional integral signal from the first proportional integral controller 162, A first summer 163 for outputting the DC voltage Vid of the d-axis component that receives the signal Vsd−ωL × Isd and drives the inverter circuit 120, and the DC current converting means 150; Receives the direct current (Isq) of the q-axis component output from the Subtract the reference DC current Isq_ref of the q-axis component from the direct current current Isq of the q-axis component output from the second subtractor 164 to receive and subtract the reference DC current Isq_ref. A second proportional integral controller 165 that receives the subtracted direct current (Isq-Isq_ref) of one q-axis component and controls the proportional integral, and receives a signal that is proportionally integrated in the second proportional integral controller 165, And a second summer 166 for outputting the DC voltage Viq of the q-axis component that receives the component signals Vsq−ωL × Isq and sums them to drive the inverter circuit 120. Instantaneous / DC control system for single phase inverters.
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