KR100669951B1

KR100669951B1 - Device for driving and diagnosing insulation of AC motor

Info

Publication number: KR100669951B1
Application number: KR1020050029670A
Authority: KR
Inventors: 이상빈; 유지윤
Original assignee: 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2007-01-17
Also published as: KR20060106489A

Abstract

본 발명은 교류 전동기의 구동 및 절연 진단 장치에 관한 것이다. 본 발명은 3상 교류 전압을 공급하는 전원 공급부, 상기 전원 공급부에 연결되며 교류 전동기를 구동할 때 활성화되는 제1 접속부, 상기 전원 공급부에 연결되며 상기 교류 전동기의 고정자 권선의 절연을 진단할 때 활성화되는 제2 접속부, 상기 제1 접속부에 연결되며 상기 제1 접속부로부터 출력되는 3상 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부, 상기 정류부에 연결되며 상기 정류부로부터 출력되는 전압에 포함된 리플전압을 제거하는 평활부, 및 상기 평활부와 상기 제2 접속부에 공통으로 연결되며 상기 평활부로부터 출력되는 직류 전압을 펄스 파형을 갖는 교류 전압으로 변환하여 상기 교류 전동기를 구동하며 상기 제2 접속부로부터 출력되는 3상 교류 전압들 중 하나를 받아서 상기 교류 전동기로 전달하는 변환부를 구비함으로써, 교류 전동기의 고정자 권선의 절연 열화를 사전에 알 수가 있게 되며, 그에 따라 교류 전동기의 고장을 미연에 방지할 수가 있다. The present invention relates to a drive and insulation diagnostic apparatus of an AC motor. The present invention is a power supply for supplying a three-phase AC voltage, the first connection is connected to the power supply is activated when driving the AC motor, the power supply is connected to the power supply is activated when diagnosing the insulation of the stator winding of the AC motor A second connection part connected to the first connection part, a rectifying part rectifying a three-phase AC voltage output from the first connection part into a DC voltage, and removing a ripple voltage included in the voltage output from the rectifying part connected to the rectifying part. A smoothing unit and a three-phase connected in common to the smoothing unit and the second connecting unit and converting a DC voltage output from the smoothing unit into an AC voltage having a pulse waveform to drive the AC motor and output from the second connecting unit. By providing a conversion unit for receiving one of the AC voltage and transmitting it to the AC motor, alternating current Insulation deterioration of the stator winding of the machine can be known in advance, thereby preventing the failure of the AC motor.

Description

Device for driving and insulation diagnosis of AC motors {Device for driving and diagnosing insulation of AC motor}

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to better understand the drawings cited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전동기의 구동 및 절연 진단 장치의 회로도 및 이에 연결된 교류 전동기의 개략적인 블록도이다. 1 is a schematic block diagram of an AC motor connected thereto and a circuit diagram of an apparatus for driving and insulation diagnosis of an AC motor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 교류 전동기의 고정자 권선과 접지단 사이의 절연체의 등가회로도이다. FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of an insulator between the stator winding and the ground end of the AC motor shown in FIG. 1.

도 3은 도 1에 도시된 교류 전동기의 고정자 권선과 접지단 사이의 절연체의 분포 인자를 보여준다. FIG. 3 shows the distribution factor of the insulator between the stator winding and the ground end of the AC motor shown in FIG. 1.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 교류 전동기의 구동 및 절연 진단 장치의 회로도 및 이에 연결된 교류 전동기의 개략적인 블록도이다. 4 is a schematic block diagram of an AC motor connected thereto and a circuit diagram of an apparatus for driving and insulation diagnosis of an AC motor according to another embodiment of the present invention.

도 5는 도 1 및 도 4에 도시된 스위칭 소자들의 다른 예로서 파워 모스 트랜지스터를 보여준다.5 shows a power MOS transistor as another example of the switching elements shown in FIGS. 1 and 4.

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

111, 411; 전원 공급부, 131, 431; 정류부111, 411; Power supply 131, 431; Rectifier

121∼123, 421∼423; 제1 내지 제3 접속부들121-123, 421-423; First to third connections

141, 441; 평활부, 151, 451; 변환부141, 441; Smooth portions, 151, 451; Converter

161∼163, 461∼463; 제1 내지 제3 전류 센서들161 to 163 and 461 to 463; First to third current sensors

171, 471; 변환 제어부, 185, 485; 고정자 권선들171, 471; Conversion control unit 185, 485; Stator windings

187, 487; 고정자 권선의 절연체187, 487; Insulator of stator winding

본 발명은 교류 전동기의 구동 및 절연 진단 장치에 관한 것으로서, 특히 교류 전동기의 고정자 권선의 절연 상태를 진단하는 회로에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive and insulation diagnostic apparatus for an AC motor, and more particularly to a circuit for diagnosing an insulation state of a stator winding of an AC motor.

최근 들어 PWM(Pulse Width Modulation) 방식의 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 인버터를 이용하여 교류 전동기를 구동하는 기술이 점차 많이 사용되고 있다. 이와 같은 IGBT 인버터를 이용하여 교류 전동기를 구동할 경우에, 교류 전동기의 고정자 권선의 절연 파괴가 빈번히 발생하고 있으며, 이로 인하여 상용 전원으로 구동될 때보다 교류 전동기의 고정자 권선의 수명이 단축되고 있다. 고정자 권선의 수명이 단축되는 이유로 크게 2가지를 들 수 있다.Recently, a technique for driving an AC motor using an pulsed width modulation (PWM) -type Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) inverter has been increasingly used. In the case of driving an AC motor using such an IGBT inverter, insulation breakdown of the stator winding of the AC motor occurs frequently, thereby shortening the lifespan of the stator winding of the AC motor than when driven by commercial power. There are two main reasons for the shortening of the stator winding life.

첫째, 반복되는 고주파 전압 서지(surge)로 인해 발생하는 부분 방전에 의하여 고정자 권선의 절연이 열화된다. 즉, IGBT 인버터와 같은 고속 스위칭 소자가 PWM 방식으로 작동될 경우에는 전압이 높아지거나 상승 시간이 빨라지게 되고, 그에 따라 상(grounwall), 턴간(interturn), 상간(interphase) 절연에서 부분 방전이 발생하여 고정자 권선의 절연 열화를 가속시킨다.First, the insulation of the stator windings is degraded by partial discharge caused by repeated high frequency voltage surges. In other words, when a high-speed switching device such as an IGBT inverter is operated in a PWM method, the voltage may be increased or the rise time may be faster, thereby causing partial discharge in the grounwall, interturn, and interphase insulation. To accelerate the insulation degradation of the stator windings.

둘째, 고정자 권선의 절연이 과열됨에 따라 열화된다. 즉, IGBT 인버터로 구동시 고조파 전류에 의한 손실과 저속 운전시의 냉각 팬의 냉각 효과 감소로 절연의 온도가 높아져서 열화가 빠르게 진행된다. Second, it degrades as the insulation of the stator windings overheats. In other words, deterioration proceeds rapidly due to the loss of the harmonic current when driven by the IGBT inverter and the decrease of the cooling effect of the cooling fan during the low speed operation.

부분 방전은 일반적으로 2300볼트 이상의 고압 전동기에서 발생하는 것으로 알려져 있지만, 최근에는 400[V]∼1[KV]의 랜덤 권선 고정자를 가진 PWM 방식의 IGBT 인버터에 의해 구동되는 전동기에서도 관측되고 있다. 1980 년대에 발표된 기기 고장 원인 조사에 따르면, 고정자 권선의 절연 파괴에 의한 전동기 고장이 전체의 30-40%이지만, 인버터로 구동되는 전동기의 증가, 대용량화, 스위칭 속도의 증가에 따라 앞으로는 고정자 권선의 절연 파괴에 의한 고장이 증가될 전망이다. 실제로, 인버터 구동 전동기 고장의 60%는 절연 파괴가 원인이라고 해도 과언이 아니다. 기기의 고장으로 수리비와 인건비가 상승하고, 공정이 중단되어 발생하는 손실을 방지하기 위해서는 고정자 권선의 절연 상태를 보다 빈번하게 진단하여 고장을 사전에 방지할 필요가 있다.Partial discharge is generally known to occur in high voltage motors of 2300 volts or more, but has recently been observed in motors driven by PWM type IGBT inverters with random winding stators of 400 [V]-1 [KV]. According to the investigation of the cause of equipment failure published in the 1980s, the motor failure due to the breakdown of the stator winding is 30-40% of the total, but in the future, as the number of motors driven by inverters increases, the capacity increases, and the switching speed increases, Breakdown due to dielectric breakdown is expected to increase. In fact, it is no exaggeration to say that 60% of inverter drive motor failures are caused by dielectric breakdown. In order to prevent the loss caused by equipment failure due to the failure of the equipment and the process interruption, it is necessary to diagnose the insulation state of the stator winding more frequently and prevent the failure in advance.

현재, 인버터 구동 전동기의 고정자 권선의 절연 상태를 진단하는 방법은 상용 전원으로 구동되는 전동기의 진단 방법과 마찬가지로 오프라인 방식과 부분방전(partial discharge) 감지법이 있다. 오프라인 진단 방식들을 사용하게 되면 3-6년에 한번 정도밖에는 진단을 할 수 없어 신뢰성 있는 운전을 보장할 수 없으며, 부분방전 감지법을 사용할 경우에는 고가의 장비가 필요하고, 진단이 전문가의 주관적인 해석에 의존하기 때문에 부적합하다는 단점이 있다. At present, a method of diagnosing the insulation state of the stator winding of the inverter driving motor includes an offline method and a partial discharge detection method similarly to a method of diagnosing a motor driven by commercial power. When using off-line diagnostics, only once every 3-6 years can be diagnosed, so reliable operation cannot be guaranteed, and when partial discharge detection is used, expensive equipment is required, and diagnosis is subjective interpretation of experts. The disadvantage is that it is inadequate because it depends on.

따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 저가로 구성이 가능하면서도 전동기가 작동되지 않을 때는 언제든지 고정자 권선의 절연 상태를 진단할 수 있어 진단의 빈도를 높여주어 고정자 권선의 절연 열화를 조기에 진단할 수 있는 교류 전동기의 구동 및 절연 진단 장치를 제공하는 것이다. Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention was devised to solve the above problems, and can be configured at low cost, but can diagnose the insulation state of the stator winding at any time when the motor is not operated, thereby increasing the frequency of diagnosis. The present invention provides an AC motor drive and an insulation diagnosis device capable of early diagnosing insulation deterioration of a stator winding.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 The present invention to achieve the above technical problem

교류 전동기를 구동하고 절연을 진단하는 장치에 있어서,In a device for driving an AC motor and diagnosing insulation,

3상 교류 전압을 공급하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부에 연결되며, 상기 교류 전동기를 구동할 때 활성화되는 제1 접속부; 상기 전원 공급부에 연결되며, 상기 교류 전동기의 고정자 권선의 절연을 진단할 때 활성화되는 제2 접속부; 상기 제1 접속부에 연결되며, 상기 제1 접속부로부터 출력되는 3상 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부; 상기 정류부에 연결되며, 상기 정류부로부터 출력되는 전압에 포함된 리플전압을 제거하는 평활부; 및 상기 평활부와 상기 제2 접속부에 공통으로 연결되며, 상기 평활부로부터 출력되는 직류 전압을 펄스 파형을 갖는 교류 전압으로 변환하여 상기 교류 전동기를 구동하며, 상기 제2 접속부로부터 출력되는 3상 교류 전압들 중 하나를 받아서 상기 교류 전동기로 전달하는 변환부를 구비하는 교류 전동기의 구동 및 절연 진단 장치를 제공한다.A power supply unit supplying a three-phase AC voltage; A first connection part connected to the power supply part and activated when the AC motor is driven; A second connection part connected to the power supply part and activated when diagnosing the insulation of the stator winding of the AC motor; A rectifying unit connected to the first connection unit and rectifying a three-phase AC voltage output from the first connection unit to a DC voltage; A smoothing unit connected to the rectifying unit and removing a ripple voltage included in a voltage output from the rectifying unit; And a three-phase alternating current connected to the smoothing unit and the second connecting unit in common and converting a direct current voltage output from the smoothing unit into an alternating voltage having a pulse waveform to drive the alternating current motor. The present invention provides an apparatus for driving and insulation diagnosis of an AC motor including a converter configured to receive one of voltages and transmit the same to the AC motor.

바람직하기는, 상기 교류 전동기를 구동할 때는 상기 전원 공급부로부터 출력되는 3상 교류 전압들은 상기 제1 접속부, 상기 정류부, 상기 평활부 및 상기 변 환부를 통해서 상기 교류 전동기로 공급되고, 상기 교류 전동기의 고정자 권선의 절연을 진단할 때는 상기 전원 공급부로부터 출력되는 3상 교류 전압들 중 하나는 상기 제2 접속부 및 상기 변환부를 통해서 상기 교류 전동기로 전달된다.Preferably, when driving the AC motor, three-phase AC voltages output from the power supply unit are supplied to the AC motor through the first connection part, the rectifying part, the smoothing part, and the conversion part, When diagnosing the insulation of the stator windings, one of the three-phase AC voltages output from the power supply unit is transferred to the AC motor through the second connection unit and the conversion unit.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 또한,The present invention also to achieve the above technical problem,

교류 전동기를 구동하는 장치에 있어서, 3상 교류 전압을 공급하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부에 연결되며, 상기 공급부로부터 출력되는 3상 교류 전압들을 직류 전압으로 정류하는 정류부; 상기 정류부에 연결되며, 상기 교류 전동기를 구동할 때 활성화되고, 상기 교류 전동기의 고정자 권선의 절연을 진단할 때는 비활성화되는 접속부; 상기 접속부에 연결되며, 상기 접속부로부터 출력되는 신호를 평활시키는 평활부; 및 상기 접속부와 정류부에 공통으로 연결되며, 상기 교류 전동기를 구동할 때는 상기 접속부 및 평활부로부터 출력되는 직류 전압을 펄스 파형을 갖는 교류 전압으로 변환하여 상기 교류 전동기에 공급하여 상기 교류 전동기를 구동하며, 상기 교류 전동기의 고정자 권선의 절연을 진단할 때는 상기 정류부로부터 출력되는 전압을 받아서 상기 교류 전동기의 고정자 권선으로 전달하는 변환부를 구비하는 교류 전동기의 구동 및 절연 진단 장치를 제공한다.An apparatus for driving an AC motor, comprising: a power supply for supplying a three-phase AC voltage; A rectifying unit connected to the power supply unit and rectifying three-phase AC voltages output from the supply unit to a DC voltage; A connection part connected to the rectifier and activated when the AC motor is driven and deactivated when diagnosing the insulation of the stator winding of the AC motor; A smoothing unit connected to the connecting unit and smoothing a signal output from the connecting unit; And connected in common with the connection part and the rectifying part, when driving the AC motor, converts the DC voltage output from the connection part and the smoothing part into an AC voltage having a pulse waveform and supplies the AC motor to the AC motor to drive the AC motor. When diagnosing the insulation of the stator windings of the AC motor, the present invention provides a drive and insulation diagnosis device for an AC motor including a converter configured to receive a voltage output from the rectifier and transmit the voltage to the stator winding of the AC motor.

바람직하기는, 상기 교류 전동기를 구동할 때는 상기 전원 공급부로부터 출력되는 3상 교류 전압들은 상기 정류부, 상기 접속부, 상기 평활부 및 상기 변환부를 통해서 상기 교류 전동기로 공급되고, 상기 교류 전동기의 고정자 권선의 절연을 진단할 때는 상기 전원 공급부로부터 출력되는 3상 교류 전압들 중 하나는 상기 정류부 및 상기 변환부를 통해서 상기 교류 전동기의 고정자 권선으로 전달된다.Preferably, when driving the AC motor, three-phase AC voltages output from the power supply unit are supplied to the AC motor through the rectifying unit, the connecting unit, the smoothing unit, and the converting unit, and the stator winding of the AC motor. When diagnosing insulation, one of the three-phase AC voltages output from the power supply unit is transferred to the stator winding of the AC motor through the rectifying unit and the converting unit.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 전동기의 구동 및 절연 진단 장치의 회로도 및 이에 연결된 교류 전동기의 개략적인 블록도이다. 도 1을 참조하면, 교류 전동기의 구동 및 절연 진단 장치(101)는 전원 공급부(111), 제1 내지 제3 접속부들(121∼123), 정류부(131), 평활부(141), 변환부(151), 변환 제어부(171) 및 제1 내지 제3 전류 센서들(161∼163)을 구비한다. 제1 내지 제3 접속부들(121~123)은 도 1과 같이 커패시터로 구성된다.1 is a schematic block diagram of an AC motor connected thereto and a circuit diagram of an apparatus for driving and insulation diagnosis of an AC motor according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, an AC motor driving and insulation diagnosis apparatus 101 may include a power supply 111, first to third connection parts 121 to 123, rectifier 131, smoothing part 141, and a conversion part. 151, a conversion control unit 171, and first to third current sensors 161 to 163. The first to third connection parts 121 to 123 are formed of a capacitor as shown in FIG. 1.

전원 공급부(111)는 3상의 상용 교류 전압들(Vag,Vbg,Vcg)을 공급한다. The power supply 111 supplies three phase commercial AC voltages Vag, Vbg, and Vcg.

제1 접속부(121)는 전원 공급부(111)에 연결된다. 제1 접속부(121)는 교류 전동기(181)를 구동할 때는 활성화되어 3상 교류 전압들(Vag,Vbg,Vcg)을 정류부(131)로 전달하고, 교류 전동기(181)의 고정자 권선들(185)의 절연을 진단할 때는 비활성화되어 3상 교류 전압들(Vag,Vbg,Vcg)이 정류부(131)로 전송되는 것을 차단한다. The first connector 121 is connected to the power supply 111. The first connector 121 is activated when driving the AC motor 181 to transfer three-phase AC voltages Vag, Vbg, and Vcg to the rectifier 131, and stator windings 185 of the AC motor 181. In the case of diagnosing the insulation of the circuit, it is deactivated to block the three-phase AC voltages Vag, Vbg, and Vcg from being transmitted to the rectifier 131.

제2 접속부(122)는 전원 공급부(111)에 연결된다. 제2 접속부(122)는 교류 전동기(181)의 고정자 권선들(185)의 절연을 진단할 때는 활성화되어 3상 교류 전압들(Vag,Vbg,Vcg) 중 하나, 예컨대 교류 전압(Vbg)을 변환부(151)로 전달하고, 교류 전동기(181)를 구동할 때는 비활성화되어 3상 교류 전압들(Vag,Vbg,Vcg)이 변환부(151)로 전송되는 것을 차단한다. The second connector 122 is connected to the power supply 111. The second connection 122 is activated when diagnosing the insulation of the stator windings 185 of the AC motor 181 to convert one of the three-phase AC voltages Vag, Vbg, Vcg, for example, the AC voltage Vbg. When transmitted to the unit 151 and the AC motor 181 is driven, it is deactivated to block the three-phase AC voltages Vag, Vbg, and Vcg from being transmitted to the converter 151.

정류부(131)는 제1 접속부(121)에 연결된다. 정류부(131)는 제1 접속부 (121)로부터 출력되는 3상 교류 전압들(Vag,Vbg,Vcg)을 직류 전압으로 정류한다. 정류부(131)로부터 출력되는 직류 전압은 리플 즉, 교류 성분을 포함하고 있다. 정류부(131)는 다이오드들(D1∼D6)을 구비한다. The rectifier 131 is connected to the first connector 121. The rectifier 131 rectifies the three-phase AC voltages Vag, Vbg, and Vcg output from the first connector 121 into DC voltages. The DC voltage output from the rectifier 131 includes a ripple, that is, an AC component. The rectifier 131 includes diodes D1 to D6.

평활부(141)는 정류부(131)에 연결된다. 평활부(141)는 정류부(131)로부터 출력되는 직류 전압에 포함된 리플을 제거하여 직류 전압을 평활화시킨다. 즉, 평활부(141)는 정류부(131)의 출력 전압에 포함된 교류 성분을 제거한다. 평활부(141)는 커패시터(Cdc)를 구비한다. The smoothing part 141 is connected to the rectifying part 131. The smoothing unit 141 smoothes the DC voltage by removing the ripple included in the DC voltage output from the rectifying unit 131. That is, the smoothing unit 141 removes the AC component included in the output voltage of the rectifying unit 131. The smoothing part 141 includes a capacitor Cdc.

제3 접속부(123)는 평활부(141)와 변환부(151) 사이에 연결된다. 제3 접속부(123)는 교류 전동기(181)를 구동할 때는 활성화되어 평활부(141)로부터 출력되는 직류 전압을 변환부(151)로 전달하고, 교류 전동기(181)의 고정자 권선들(185)의 절연을 진단할 때는 비활성화되어 평활부(141)로부터 출력되는 직류 전압이 변환부(151)로 전달되는 것을 차단한다. The third connection part 123 is connected between the smoothing part 141 and the conversion part 151. The third connector 123 is activated when driving the AC motor 181 to transfer the DC voltage output from the smoothing unit 141 to the converter 151, and the stator windings 185 of the AC motor 181. When diagnosing the insulation of the circuit, it is deactivated to block the DC voltage output from the smoothing unit 141 from being transmitted to the converter 151.

변환부(151)는 제3 접속부(123)와 제2 접속부(122)에 공통으로 연결된다. 변환부(151)는 제3 접속부(123)가 활성화될 경우에는 제3 접속부(123)로부터 출력되는 직류 전압을 펄스 파형을 갖는 교류 전압으로 변환하여 교류 전동기(181)를 구동한다. 제3 접속부(123)가 비활성화되고 제2 접속부(122)가 활성화될 경우에는 변환부(151)는 제2 접속부(122)로부터 출력되는 3상 교류 전압들(Vag,Vbg,Vcg) 중 하나, 예컨대 교류 전압(Vbg)을 받아서 교류 전동기(181)의 고정자 권선들(185)로 전달한다. The converter 151 is commonly connected to the third connector 123 and the second connector 122. When the third connection unit 123 is activated, the conversion unit 151 converts the DC voltage output from the third connection unit 123 into an AC voltage having a pulse waveform to drive the AC motor 181. When the third connector 123 is deactivated and the second connector 122 is activated, the converter 151 may include one of three-phase AC voltages Vag, Vbg, and Vcg output from the second connector 122. For example, the AC voltage Vbg is received and transmitted to the stator windings 185 of the AC motor 181.

변환부(151)는 다수개의 스위칭 소자들(Q1∼Q6)을 구비한다. 스위칭 소자들 (Q1∼Q6)은 각각 IGBT로 구성되지만, 도 5에 도시된 파워 모스(MOS;Metal Oxide Semiconductor) 전계효과트랜지스터(FET;Field Effect Transistor)들로 구성될 수도 있다. 스위칭 소자들(Q1∼Q6)의 제어 전극들, 즉, IGBT들의 게이트 전극들 또는 파워 모스 전계효과트랜지스터들의 게이트 전극(도 5의 G)들은 변환 제어부(171)에 연결된다. The converter 151 includes a plurality of switching elements Q1 to Q6. Although the switching elements Q1 to Q6 are each configured of IGBTs, the switching elements Q1 to Q6 may be configured of the metal oxide semiconductor (MOS) field effect transistors (FETs) shown in FIG. 5. The control electrodes of the switching elements Q1 to Q6, that is, the gate electrodes of the IGBTs or the gate electrodes (G in FIG. 5) of the power MOS field effect transistors, are connected to the conversion controller 171.

변환 제어부(171)는 스위칭 소자들(Q1∼Q6)의 온(on)/오프(off)를 제어한다. 스위칭 소자들(Q1∼Q6)의 온/오프 타임에 따라 변환부(151)로부터 출력되는 펄스 파형의 듀티 사이클(Duty Cycle)의 길이가 결정된다. 즉, 스위칭 소자들(Q1∼Q3)이 온되면 교류 전동기(181)가 작동하고, 스위칭 소자들(Q4∼Q6)이 온되면 교류 전동기(181)가 작동을 중지한다. 이와 같이, 스위칭 소자들(Q1∼Q6)의 온 시간을 적절히 조절함으로써, 교류 전동기(181)에 인가되는 교류 전압의 듀티 사이클(Duty Cycle)의 길이가 조정되어 교류 전동기(181)의 속도를 제어할 수가 있다. The conversion control unit 171 controls on / off of the switching elements Q1 to Q6. The length of the duty cycle of the pulse waveform output from the converter 151 is determined according to the on / off times of the switching elements Q1 to Q6. That is, the AC motor 181 operates when the switching elements Q1 to Q3 are turned on, and the AC motor 181 stops operating when the switching elements Q4 to Q6 are turned on. As such, by appropriately adjusting the on time of the switching elements Q1 to Q6, the length of the duty cycle of the AC voltage applied to the AC motor 181 is adjusted to control the speed of the AC motor 181. You can do it.

제1 전류 센서(161)는 제2 접속부(122)로부터 출력되는 전류의 양을 감지한다. The first current sensor 161 detects the amount of current output from the second connector 122.

제2 전류 센서(162)는 변환부(151)로부터 출력되는 전류의 양을 감지한다. The second current sensor 162 detects the amount of current output from the converter 151.

제3 전류 센서(163)는 교류 전동기(181)의 고정자 권선들(185)로부터 절연체(187)를 통해서 접지단(GND)으로 흐르는 누설 전류(Ileak)의 양을 감지한다.The third current sensor 163 detects the amount of leakage current Ileak flowing from the stator windings 185 of the AC motor 181 through the insulator 187 to the ground terminal GND.

고정자 권선들(185)의 절연을 진단할 때, 제3 전류 센서(163)를 통해서 누설 전류(Ileak)가 흐를 경우, 제1 전류 센서(161)와 제2 전류 센서(162)에도 유사한 크기의 누설 전류가 흐르게 된다. 따라서, 제1 내지 제3 전류 센서들(161∼163) 중 하나만 있어도 고정자 권선들(185)의 절연 진단시 절연체(187)에 흐르는 누설 전류(Ileak)를 측정할 수 있다. When diagnosing the insulation of the stator windings 185, if a leakage current Ileak flows through the third current sensor 163, the first current sensor 161 and the second current sensor 162 may have similar magnitudes. Leakage current will flow. Therefore, even if only one of the first to third current sensors 161 to 163 can measure the leakage current Ileak flowing in the insulator 187 during the insulation diagnosis of the stator windings 185.

교류 전동기(181)를 구동할 때는 제1 및 제3 접속부들(121,123)이 활성화되고 제2 접속부(122)는 비활성화된다. 따라서, 전원 공급부(111)로부터 출력되는 3상 교류 전압들(Vag,Vbg,Vcg)은 제1 접속부(121), 정류부(131), 평활부(141), 제3 접속부(123), 변환부(151) 및 제2 전류 센서(162)를 통해서 교류 전동기(181)로 공급된다.When driving the AC motor 181, the first and third connectors 121 and 123 are activated, and the second connector 122 is deactivated. Accordingly, the three-phase AC voltages Vag, Vbg, and Vcg output from the power supply 111 may include the first connector 121, the rectifier 131, the smoother 141, the third connector 123, and the converter. It is supplied to the AC motor 181 through 151 and the second current sensor 162.

고정자 권선들(185)의 절연을 진단할 때는 제1 및 제3 접속부들(121,123)은 비활성화되고, 제2 접속부(122)가 활성화되며, 스위칭 소자들(Q1∼Q3) 중 적어도 하나가 턴온(turn-on)된다. 따라서, 전원 공급부(111)로부터 출력되는 교류 전압(Vbg)은 제2 접속부(122), 제1 전류 센서(161), 변환부(151) 및 제2 전류 센서(162)를 통해서 고정자 권선들(185)의 3상들로 전달된다. 이 때, 고정자 권선들(185)에 인가되는 전압은 펄스 파형으로 변환된 전압이 아니고, 전원 공급부(111)로부터 출력되는 교류 전압(Vbg) 그 자체이다. When diagnosing the insulation of the stator windings 185, the first and third connections 121 and 123 are deactivated, the second connection 122 is activated, and at least one of the switching elements Q1 to Q3 is turned on. turn-on). Accordingly, the alternating voltage Vbg output from the power supply 111 is connected to the stator windings through the second connection 122, the first current sensor 161, the converter 151, and the second current sensor 162. 185). At this time, the voltage applied to the stator windings 185 is not a voltage converted into a pulse waveform, but is an alternating voltage Vbg itself output from the power supply 111.

고정자 권선들(185)의 절연을 진단하기 위해서는 고정자 권선들(185)에 전압을 인가한다. 그러면, 절연체(187)와 접지단(GND) 사이에는 적은 누설 전류(Ileak)가 흐르게 된다. 고정자 권선들(185)에 인가되는 전압과 누설 전류(Ileak)를 측정하여 고정자 권선들(185)의 절연 상태를 진단할 수가 있다. 즉, 오프라인 방식으로 고정자 권선들(185)의 절연을 진단하기 위해서는 절연 인자를 구하여야 한다. 절연 인자로는 절연 커패시턴스(Ceq), 절연 저항(Req) 및 분포 인자(Dissipation Factor)(Tanδ) 등이 있다. 절연체(187)의 절연 커패시턴스(Ceq) 및 절연 저항(Req)은 도 2와 같이 모델링할 수 있으며, 분포 인자(Tanδ)는 도 3과 같이 표현할 수 있다. 고정자 권선들(185)의 절연이 열화되면 열화 메커니즘에 따라 절연 커패시턴스(Ceq)의 값이 증가하거나 또는 감소하며, 절연 저항(Req)의 값은 감소한다. To diagnose the insulation of the stator windings 185, a voltage is applied to the stator windings 185. Then, a small leakage current Ileak flows between the insulator 187 and the ground terminal GND. The insulation state of the stator windings 185 may be diagnosed by measuring a voltage applied to the stator windings 185 and a leakage current Ileak. That is, in order to diagnose the insulation of the stator windings 185 in an offline manner, an insulation factor must be obtained. Examples of the insulation factor include an insulation capacitance Ceq, an insulation resistance Req, a distribution factor Tanδ, and the like. The insulation capacitance Ceq and the insulation resistance Req of the insulator 187 may be modeled as shown in FIG. 2, and the distribution factor Tanδ may be expressed as shown in FIG. 3. When the insulation of the stator windings 185 degrades, the value of the insulation capacitance Ceq increases or decreases, and the value of the insulation resistance Req decreases according to the degradation mechanism.

이와 같이, 고정자 권선들(185)로부터 절연체(187)를 통해서 흐르는 누설 전류(Ileak)를 측정하면 고정자 권선들(185)의 절연 상태를 진단할 수 있다. 절연 인자들 즉, 절연 커패시턴스(Ceq), 절연 저항(Req), 분포 인자(Tanδ)를 계산하는 공식은 아래 수학식 1 내지 수학식 3과 같다. As such, when the leakage current Ileak flowing from the stator windings 185 through the insulator 187 is measured, an insulation state of the stator windings 185 may be diagnosed. The formula for calculating the insulation factors, that is, the insulation capacitance Ceq, the insulation resistance Req, and the distribution factor Tanδ is as shown in Equations 1 to 3 below.

Tanδ = Tan(90°-(∠I-∠V)Tanδ = Tan (90 °-(∠I-∠V)

여기서, ∠I는 고정자 권선들(185)과 접지단(GND) 사이에 흐르는 누설전류(Ileak)의 위상각을 나타내고, ∠V는 고정자 권선들(185)에 인가된 전압(Vbg)의 위상각을 나타낸다. ∠I represents the phase angle of the leakage current Ileak flowing between the stator windings 185 and the ground terminal GND, and 각 V represents the phase angle of the voltage Vbg applied to the stator windings 185. Indicates.

Ceq =

여기서, I는 고정자 권선들(185)과 접지단(GND) 사이에 흐르는 누설전류(Ileak)이고, V는 고정자 권선들(185)에 인가된 전압이며, ω는 고정자 권선들(185)에 인가되는 전압의 주파수를 나타낸다.Here, I is a leakage current Ileak flowing between the stator windings 185 and the ground terminal GND, V is a voltage applied to the stator windings 185, and ω is applied to the stator windings 185. It shows the frequency of the voltage.

Req =

여기서, V는 고정자 권선들(185)에 인가된 전압이며, I는 고정자 권선들(185)과 접지단(GND) 사이에 흐르는 누설전류(Ileak)이고, ω는 고정자 권선들(185)에 인가되는 전압의 주파수를 나타낸다.Here, V is a voltage applied to the stator windings 185, I is a leakage current Ileak flowing between the stator windings 185 and the ground terminal GND, and ω is applied to the stator windings 185. It shows the frequency of the voltage.

이와 같이, 교류 전동기(181)가 작동하지 않을 때마다 절연 인자들(Ceq,Req,Tanδ)을 측정하고, 상기 측정된 절연 인자들(Ceq,Req,Tanδ)의 시간에 따른 변화를 관찰함으로써, 고정자 권선들(185)의 절연 상태를 진단할 수가 있다. As such, by measuring the insulation factors Ceq, Req, and Tanδ each time the AC motor 181 is not operating, and observing the change over time of the measured insulation factors Ceq, Req, and Tanδ, It is possible to diagnose the insulation state of the stator windings 185.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 교류 전동기의 구동 및 절연 진단 장치의 회로도이다. 도 4를 참조하면, 교류 전동기의 구동 및 절연 진단 장치는 전원 공급부(411), 제1 내지 제3 접속부들(421∼423), 정류부(431), 평활부(441), 변환부(451), 변환 제어부(471) 및 제1 내지 제3 전류 센서들(461∼463)을 구비한다. 제1 내지 제3 접속부들(421~423)은 도 4와 같이 커패시터로 구성된다.4 is a circuit diagram of a drive and insulation diagnosis apparatus of an AC motor according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the AC motor driving and insulation diagnosis apparatus includes a power supply unit 411, first to third connection units 421 to 423, rectifier unit 431, smoothing unit 441, and conversion unit 451. And a conversion controller 471 and first to third current sensors 461 to 463. The first to third connection parts 421 to 423 are formed of a capacitor as shown in FIG. 4.

전원 공급부(411)는 3상의 상용 교류 전압들(Vag,Vbg,Vcg)을 공급한다. The power supply 411 supplies three phase commercial AC voltages Vag, Vbg, and Vcg.

제1 접속부(421)는 전원 공급부(411)에 연결된다. 제1 접속부(421)는 교류 전동기(481)를 구동하거나 교류 전동기(481)의 고정자 권선들(485)의 절연을 진단할 때는 활성화되어 3상 교류 전압들(Vag,Vbg,Vcg)을 정류부(431)로 전달하고, 그 반대일 때는 비활성화되어 3상 교류 전압들(Vag,Vbg,Vcg)이 정류부(431)로 전송되는 것을 차단한다. 제1 접속부(421)는 교류 전동기(181)의 고정자 권선들(485)의 절연을 진단할 때는 3상 교류 전압들(Vag,Vbg,Vcg) 중 하나를 정류부(431)로 전달할 수도 있다. The first connector 421 is connected to the power supply 411. The first connection part 421 is activated when driving the AC motor 481 or diagnosing the insulation of the stator windings 485 of the AC motor 481 to convert the three-phase AC voltages Vag, Vbg, and Vcg into the rectifier part ( 431, and vice versa to block the three-phase AC voltages Vag, Vbg, and Vcg from being transmitted to the rectifier 431. The first connector 421 may transfer one of the three-phase AC voltages Vag, Vbg, and Vcg to the rectifier 431 when diagnosing the insulation of the stator windings 485 of the AC motor 181.

정류부(431)는 제1 접속부(421)에 연결된다. 정류부(431)는 제1 접속부(421)로부터 출력되는 3상 교류 전압들(Vag,Vbg,Vcg)을 직류 전압으로 정류한다. 정류부(431)로부터 출력되는 직류 전압은 리플 즉, 교류 성분을 포함하고 있다. 정류부(431)는 다이오드들(D1∼D6)을 구비한다. The rectifier 431 is connected to the first connector 421. The rectifier 431 rectifies the three-phase AC voltages Vag, Vbg, and Vcg output from the first connector 421 into DC voltages. The DC voltage output from the rectifier 431 includes a ripple, that is, an AC component. The rectifier 431 includes diodes D1 to D6.

제2 접속부(422)는 정류부(431)에 연결된다. 제2 접속부(422)는 교류 전동기(481)를 구동할 때는 활성화되어 정류부(431)의 출력 전압을 평활부(441)로 전달하고, 교류 전동기(481)의 고정자 권선들(485)의 절연을 진단할 때는 비활성화되어 정류부(431)의 출력 전압이 평활부(441)로 전송되는 것을 차단한다. The second connector 422 is connected to the rectifier 431. The second connector 422 is activated when driving the AC motor 481 to transfer the output voltage of the rectifier 431 to the smoothing part 441, and to insulate the stator windings 485 of the AC motor 481 from each other. The diagnosis is deactivated to block the output voltage of the rectifying unit 431 from being transmitted to the smoothing unit 441.

평활부(441)는 제2 접속부(422)에 연결된다. 평활부(441)는 제2 접속부(422)로부터 출력되는 직류 전압에 포함된 리플을 제거하여 직류 전압을 평활화시킨다. 즉, 평활부(441)는 정류부(431)의 출력 전압에 포함된 교류 성분을 제거한다. 평활부(441)는 커패시터(Cdc)를 구비한다. The smoothing portion 441 is connected to the second connecting portion 422. The smoothing unit 441 smoothes the DC voltage by removing the ripple included in the DC voltage output from the second connection unit 422. That is, the smoothing unit 441 removes the AC component included in the output voltage of the rectifying unit 431. The smoothing part 441 has a capacitor Cdc.

제3 접속부(423)는 노드(N1)와 변환부(451) 사이에 연결된다. 제3 접속부(423)는 교류 전동기(481)를 구동할 때는 활성화되어 평활부(441)로부터 출력되는 직류 전압을 변환부(451)로 전달하고, 교류 전동기(481)의 고정자 권선들(485)의 절연을 진단할 때는 비활성화되어 평활부(441)로부터 출력되는 직류 전압이 변환부(451)로 전달되는 것을 차단한다. The third connector 423 is connected between the node N1 and the converter 451. The third connection part 423 is activated when driving the AC motor 481 to transfer the DC voltage output from the smoothing part 441 to the conversion part 451, and the stator windings 485 of the AC motor 481. When the insulation is diagnosed, the signal is deactivated to block the DC voltage output from the smoothing unit 441 from being transferred to the converter 451.

변환부(451)는 제3 접속부(423)로부터 출력되는 직류 전압을 펄스 파형을 갖는 교류 전압으로 변환하여 교류 전동기(481)를 구동한다. 변환부(451)는 제3 접속부(423)가 비활성화될 경우에는 제1 전류 센서(461)로부터 출력되는 정류부(431) 의 출력 전압을 받아서 고정자 권선들(485)로 전달한다. The converter 451 drives the AC motor 481 by converting the DC voltage output from the third connection unit 423 into an AC voltage having a pulse waveform. When the third connector 423 is deactivated, the converter 451 receives the output voltage of the rectifier 431 output from the first current sensor 461 and transmits the output voltage to the stator windings 485.

변환부(451)는 다수개의 스위칭 소자들(Q1∼Q6)을 구비한다. 스위칭 소자들(Q1∼Q6)은 각각 IGBT로 구성되지만, 도 5에 도시된 파워 모스 전계효과트랜지스터들로 구성될 수도 있다. 스위칭 소자들(Q1∼Q6)의 제어 전극들, 즉, IGBT들의 게이트 전극들 또는 파워 모스 전계효과트랜지스터들의 게이트 전극(도 5의 G)들은 변환 제어부(471)에 연결된다. The converter 451 includes a plurality of switching elements Q1 to Q6. The switching elements Q1 to Q6 are each composed of IGBTs, but may be composed of the power MOS field effect transistors shown in FIG. The control electrodes of the switching elements Q1 to Q6, that is, the gate electrodes of the IGBTs or the gate electrodes (G in FIG. 5) of the power MOS field effect transistors, are connected to the conversion controller 471.

변환 제어부(471)는 스위칭 소자들(Q1∼Q6)의 온(on)/오프(off)를 제어한다. 스위칭 소자들(Q1∼Q6)의 온/오프 타임에 따라 변환부(471)로부터 출력되는 펄스 파형의 듀티 사이클(Duty Cycle)의 길이가 결정된다. 즉, 스위칭 소자들(Q1∼Q3)이 온되면 교류 전동기(481)가 작동하고, 스위칭 소자들(Q4∼Q6)이 온되면 교류 전동기(481)가 동작을 중지한다. 이와 같이, 스위칭 소자들(Q1∼Q6)의 온 시간을 적절히 조절함으로써, 교류 전동기(481)에 인가되는 교류 전압의 듀티 사이클(Duty Cycle)의 길이가 조정되어 교류 전동기(481)의 속도를 제어할 수가 있다. The conversion control unit 471 controls the on / off of the switching elements Q1 to Q6. The length of the duty cycle of the pulse waveform output from the converter 471 is determined according to the on / off times of the switching elements Q1 to Q6. That is, the AC motor 481 operates when the switching elements Q1 to Q3 are turned on, and the AC motor 481 stops operating when the switching elements Q4 to Q6 are turned on. As such, by appropriately adjusting the on time of the switching elements Q1 to Q6, the length of the duty cycle of the AC voltage applied to the AC motor 481 is adjusted to control the speed of the AC motor 481. You can do it.

제1 전류 센서(461)는 노드(N1)와 변환부(451) 사이에 흐르는 전류의 양을 감지한다. The first current sensor 461 detects an amount of current flowing between the node N1 and the converter 451.

제2 전류 센서(462)는 변환부(451)로부터 출력되는 전류의 양을 감지한다. The second current sensor 462 detects the amount of current output from the converter 451.

제3 전류 센서(463)는 고정자 권선들(485)로부터 절연체(487)를 통해서 접지단(GND)으로 흐르는 누설 전류(Ileak)의 양을 감지한다. The third current sensor 463 senses the amount of leakage current Ileak flowing from the stator windings 485 through the insulator 487 to the ground terminal GND.

고정자 권선들(485)의 절연을 진단할 때, 제3 전류 센서(463)를 통해서 누설 전류(Ileak)가 흐를 경우, 제1 전류 센서(461)와 제2 전류 센서(462)에도 유사한 크기의 누설 전류가 흐르게 된다. 따라서, 제1 내지 제3 전류 센서들(461∼463) 중 하나만 있어도 고정자 권선들(485)의 절연 진단시 절연체(487)에 흐르는 누설 전류(Ileak)를 측정할 수 있다. When diagnosing the insulation of the stator windings 485, if a leakage current Ileak flows through the third current sensor 463, the first current sensor 461 and the second current sensor 462 may have similar sizes. Leakage current will flow. Therefore, even if only one of the first to third current sensors 461 to 463 can measure the leakage current Ileak flowing in the insulator 487 during the insulation diagnosis of the stator windings 485.

교류 전동기(481)를 구동할 때는 제1 내지 제3 접속부들(421∼423)이 활성화된다. 따라서, 전원 공급부(411)로부터 출력되는 3상 교류 전압들(Vag,Vbg,Vcg)은 제1 접속부(421), 정류부(431), 제2 접속부(422), 평활부(441), 제3 접속부(423) 및 변환부(451)를 통해서 펄스 파형을 갖는 교류 전압으로 변환되어 고정자 권선들(495)로 공급된다.When driving the AC motor 481, the first to third connecting portions 421 to 423 are activated. Accordingly, the three-phase AC voltages Vag, Vbg, and Vcg output from the power supply unit 411 may include the first connector 421, the rectifier 431, the second connector 422, the smoother 441, and the third. Through the connection part 423 and the conversion part 451, it is converted into an alternating voltage having a pulse waveform and supplied to the stator windings 495.

고정자 권선들(485)의 절연을 진단할 때는 제2 및 제3 접속부들(422,423)은 비활성화되고, 제1 접속부(421)만 활성화된다. 따라서, 전원 공급부(411)로부터 출력되는 3상 교류 전압들(Vag,Vbg,Vcg) 중 하나는 제1 접속부(421), 정류부(431), 제1 센서, 변환부(451) 및 제2 전류 센서(462)를 통해서 고정자 권선들(485)로 전달된다. 이 때, 고정자 권선들(485)에 인가되는 전압은 펄스 파형으로 변환된 전압이 아니고, 정류부(431)에 의해 부분적으로 정류되어 교류 성분과 직류 성분을 모두 갖는다. 상기 교류 성분의 주파수는 입력 전압 주파수의 3배이다. When diagnosing the insulation of the stator windings 485, the second and third connections 422, 423 are deactivated and only the first connection 421 is activated. Accordingly, one of the three-phase AC voltages Vag, Vbg, and Vcg output from the power supply unit 411 may include a first connection unit 421, a rectifier 431, a first sensor, a converter 451, and a second current. The sensor 462 is passed to the stator windings 485. At this time, the voltage applied to the stator windings 485 is not a voltage converted into a pulse waveform, but is partially rectified by the rectifier 431 to have both an AC component and a DC component. The frequency of the AC component is three times the input voltage frequency.

도 4를 참조하면, 고정자 권선들(485)과 접지단(GND) 사이에 제3 전류 센서(463)가 연결된다. 제3 전류 센서(463)는 고정자 권선들(485)의 절연 상태를 진단하고자 할 때, 고정자 권선들(485)로부터 접지단(GND) 사이에 흐르는 누설 전류(Ileak)를 측정한다. Referring to FIG. 4, a third current sensor 463 is connected between the stator windings 485 and the ground terminal GND. When the third current sensor 463 is to diagnose an insulation state of the stator windings 485, the third current sensor 463 measures a leakage current Ileak flowing between the stator windings 485 and the ground terminal GND.

고정자 권선들(485)의 절연을 진단하는 방법은 도 1을 통해서 설명한 방법과 동일함으로 중복 설명은 생략한다. The method of diagnosing the insulation of the stator windings 485 is the same as the method described with reference to FIG.

이와 같이, 교류 전동기(481)가 작동하지 않을 때마다 절연 인자들(Ceq,Req,Tanδ)을 측정하고, 상기 측정된 절연 인자들의 시간에 따른 변화를 관찰함으로써, 고정자 권선들(485)의 절연 상태를 진단할 수가 있다. As such, the insulation of the stator windings 485 by measuring the insulation factors Ceq, Req, Tan δ each time the AC motor 481 is not in operation and observing a change over time of the measured insulation factors. You can diagnose the condition.

도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었으며, 여기서 사용된 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 따라서, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능할 것이므로, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.The best embodiments have been disclosed in the drawings and the specification, and the terminology used herein is for the purpose of describing the invention only and is not intended to be limiting of the scope of the invention as defined in the appended claims or claims. Therefore, those skilled in the art will be able to various modifications and equivalent other embodiments therefrom, the true technical protection scope of the present invention will be determined by the technical spirit described in the appended claims.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 교류 전동기의 구동 및 절연 진단 장치(101,401)는 교류 전동기(181,481)를 구동할 뿐만 아니라, 교류 전동기(181,481)가 작동하지 않을 때는 고정자 권선들(185,485)의 절연 상태를 빈번하게 진단할 수가 있다. 이와 같이, 고정자 권선들(185,485)의 절연 상태를 빈번하게 진단함으로써 고정자 권선들(185,485)의 절연 열화를 조기에 진단할 수가 있다. As described above, the drive and insulation diagnosis apparatus 101, 401 of the AC motor according to the present invention not only drives the AC motors 181, 481, but also the insulation state of the stator windings 185, 485 when the AC motors 181, 481 are not operated. Can be diagnosed frequently. As such, by frequently diagnosing the insulation state of the stator windings 185 and 485, insulation degradation of the stator windings 185 and 485 can be diagnosed early.

따라서, 고정자 권선들(185,485)의 절연 열화가 심해질 경우에는 빨리 조치를 취함으로써 교류 전동기(181,481)의 고장을 미연에 방지할 수가 있으며, 교류 전동기(181,481)를 이용하여 동작하는 시스템의 신뢰도가 크게 향상된다. Therefore, when the insulation deterioration of the stator windings 185 and 485 becomes severe, it is possible to prevent the failure of the AC motors 181 and 481 in advance by quickly taking measures, and the reliability of the system operating using the AC motors 181 and 481 is greatly increased. Is improved.

또한, 본 발명에 따른 교류 전동기의 구동 및 절연 진단 장치(101,401)는 저렴한 비용으로 구성될 수가 있다. In addition, the drive and insulation diagnostic apparatus (101,401) of the AC motor according to the present invention can be configured at a low cost.

Claims

In a device for driving an AC motor and diagnosing insulation,

A power supply unit supplying a three-phase AC voltage;

A first connection part connected to the power supply part and activated when the AC motor is driven;

A second connection part connected to the power supply part and activated when diagnosing the insulation of the stator winding of the AC motor;

A rectifying unit connected to the first connection unit and rectifying a three-phase AC voltage output from the first connection unit to a DC voltage;

A smoothing unit connected to the rectifying unit and removing a ripple voltage included in a voltage output from the rectifying unit; And

A three-phase AC voltage connected to the smoothing unit and the second connection unit in common and converting the DC voltage output from the smoothing unit into an AC voltage having a pulse waveform to drive the AC motor, and output from the second connection unit A drive and insulation diagnostic device for an AC motor, characterized in that it comprises a conversion unit for receiving one of the transfer to the AC motor.

The method of claim 1, wherein when driving the AC motor

Three-phase AC voltages output from the power supply unit are supplied to the AC motor through the first connection unit, the rectifying unit, the smoothing unit, and the conversion unit,

When diagnosing the insulation of the stator winding of the AC motor

One of the three-phase AC voltage output from the power supply is transmitted to the AC motor through the second connection and the conversion unit, characterized in that the AC motor drive and insulation diagnostic device.

2. The drive of an AC motor as claimed in claim 1, further comprising a current sensor connected between the stator winding of the AC motor and a ground end, the current sensor measuring leakage current flowing between the stator winding and the ground end. Insulation diagnostic device.

The apparatus of claim 1, further comprising a third connection unit connected between the smoothing unit and the converting unit and activated to drive the AC motor to transfer a DC voltage output from the smoothing unit to the converting unit. AC motor drive and insulation diagnosis device.

In the apparatus for driving an AC motor,

A power supply unit supplying a three-phase AC voltage;

A rectifying unit connected to the power supply unit and rectifying three-phase AC voltages output from the supply unit to a DC voltage;

A connection part connected to the rectifier and activated when the AC motor is driven and deactivated when diagnosing the insulation of the stator winding of the AC motor;

A smoothing unit connected to the connecting unit and smoothing a signal output from the connecting unit; And

Commonly connected to the connection part and the rectifying part, when driving the AC motor, converts the DC voltage output from the connection part and the smoothing part into an AC voltage having a pulse waveform and supplies the AC motor to drive the AC motor. When diagnosing the insulation of the stator winding of the AC motor, the AC motor drive and insulation diagnostic device, characterized in that it comprises a conversion unit for receiving the voltage output from the rectifier and transfer to the stator winding of the AC motor.

The method of claim 5, wherein when driving the AC motor

Three-phase AC voltages output from the power supply unit are supplied to the AC motor through the rectifying unit, the connecting unit, the smoothing unit, and the converting unit,

When diagnosing the insulation of the stator winding of the AC motor

One of the three-phase AC voltage output from the power supply unit is transmitted to the stator winding of the AC motor through the rectifying unit and the conversion unit.

6. The AC motor of claim 5, further comprising a current sensor connected between the stator winding of the AC motor and a ground terminal, the current sensor measuring leakage current flowing between the stator winding of the AC motor and the ground terminal. Device for driving and insulation of electric motors.

6. The drive and insulation diagnosis of an AC motor according to claim 5, further comprising another connection part connected between the power supply part and the rectifier part and transferring three-phase AC voltages output from the power supply part to the rectifier part. Device.