KR100734352B1 - 인버터 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 U, V, W 상의 불평형 전류를 감지하기 위한 인버터 시스템에 관한 것으로서, 교류전원을 공급하는 전원부 및 압축기를 구비한 인버터 시스템에 있어서, 상기 전원부에서 출력된 전류의 과전류 여부를 감지하는 제 1 전류 감지부와, 상기 전원부에서 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환하는 교류/직류 변환부와, 상기 교류/직류 변환부에서 변환된 직류전원을 승압시키기 위한 역률보상 회로부와, 상기 역률보상 회로부에서 승압된 직류전원을 3상 교류전원으로 변환하여 상기 압축기로 출력하기 위한 3상 교류 변환부와, 상기 3상 교류 변환부로부터 상기 압축기에 입력되거나 상기 압축기에서 상기 3상 교류 변환부로 출력되는 3상 교류 전류의 불평형 여부를 감지하는 제 2 전류 감지부와, 그리고, 상기 제 1 또는 제 2 전류 감지부의 감지결과에 따라 시스템 운전을 제어하는 마이컴을 포함하여 구성되므로 압축기 3상의 불평형 전류를 감지하여 시스템 이상신호를 출력함으로서 시스템의 운전을 제어하여 파워소자 및 세트를 보호할 수 있다.
3상/인버터 시스템

Description

인버터 시스템 {Inverter System}
도 1은 종래 기술에 따른 인버터 시스템의 구성을 나타낸 블록도
도 2는 종래 기술에 따른 전류 감지부를 나타낸 도면
도 3은 본 발명에 따른 인버터 시스템의 구성을 나타낸 블록도
도 4는 본 발명에 따른 제 2 전류 감지부를 나타낸 도면
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100: 전원부 110: 제 1 전류 감지부
120: 교류/직류 변환부 130: 역율보상 회로부
140: 3상 교류 변환부 150: 제 2 전류 감지부
160: 압축기 170: 마이컴
본 발명은 인버터 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시스템 운전을 제어하여 파워 소자 및 세트를 보호할 수 있는 인버터 시스템에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 인버터 시스템의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 종래 기술의 인버터 시스템을 구성하고 있는 전류 감지부를 나타낸 도면으로서 이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 인버터 시스템을 설명하면 다음과 같다.
종래 기술에 따른 인버터 시스템은 교류전원을 공급하는 전원부(10) 및 압축기(70)를 구비한 인버터 시스템에 있어서, 상기 전원부(10)에서 출력된 전류의 과전류 여부를 감지하는 전류 감지부(20)와, 상기 전원부(10)에서 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환하는 교류/직류 변환부(40)와, 상기 교류/직류 변환부(40)에서 변환된 직류전원을 승압시키기 위한 역률보상 회로부(50)와, 상기 역률보상 회로부(50)에서 승압된 직류전원을 3상 교류전원으로 변환하여 상기 압축기(70)로 출력하기 위한 3상 교류 변환부(60)와, 상기 전류 감지부(20)의 감지결과에 따라 시스템의 운전을 제어하는 마이컴(30)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 전류 감지부(20)는 코일로 둘러싸인 "C"자형 CT(Current Transducer)로 구성된다.
이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 인버터 시스템의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시한 바와 같이, 먼저, 상기 전원부(10)에서 출력되어 시스템 전체에 인가되는 교류전원은 상기 전류 감지부(20)를 통과하여 상기 교류/직류 변환부(40)로 입력된다.
그리고, 상기 전류 감지부(20)를 통과한 교류전원은 상기 교류/직류 변환부(40)를 통해 직류전원으로 변환하게 된다. 상기 변환된 직류전원을 역율보상 회로부(50)를 통해 직류전원을 승압시킨다.
이어서, 상기 승압된 직류전원은 3상 교류 변환부(60)로 입력되어 상기 압축기(70)를 동작시키기 위한 3상(U, V, W상)전원으로 변환된다.
이때, 상기 전류 감지부(20)의 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 전원부(10)에서 출력되어 시스템 전체에 인가되는 교류전류(Iin)는 상기 전류 감지부(20)를 통과하게 된다.
여기서, 상기 교류전류(Iin)로 인해 상기 전류 감지부(20)에 자기장이 발생되고 발생된 자기장에 비례하는 전압(V1)을 출력한다. 상기 전류 감지부(20)에서 출력된 전압(V1)은 상기 마이컴(30)으로 입력된다.
그리고, 상기 마이컴(30)은 상기 전류 감지부(20)로부터 입력된 전압(V1) 값을 감지하여 기 설정된 전압 이상이면 이상 제어신호를 출력하여 시스템의 운전을 중단시킨다.
따라서, 시스템 전체에 흐르는 전류를 감지하여 압축기의 과부하 및 소자 누전으로 인한 과전류를 차단함으로서 시스템을 보호한다.
이상에서 설명한 종래 기술에 따른 인버터 시스템은 시스템 전체에 흐르는 전류를 감지하여 과전류 발생을 차단할 수 있으나, 압축기에 입력/출력되는 3상 전류 감지가 불가능하여 3상 불평형 전류의 발생으로 인한 시스템 손실을 방지할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 시스템 전체에 흐르는 과전류 및 3상 불평형 전류를 감지하여 시 스템을 보다 효율적으로 보호할 수 있는 인버터 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인버터 시스템은 교류전원을 공급하는 전원부 및 압축기를 구비한 인버터 시스템에 있어서, 상기 전원부에서 출력된 전류의 과전류 여부를 감지하는 제 1 전류 감지부와, 기 전원부에서 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환하는 교류/직류 변환부와, 상기 교류/직류 변환부에서 변환된 직류전원을 승압시키기 위한 역률보상 회로부와, 상기 역률보상 회로부에서 승압된 직류전원을 3상 교류전원으로 변환하여 상기 압축기로 출력하기 위한 3상 교류 변환부와, 상기 3상 교류 변환부로부터 상기 압축기에 입력되거나 상기 압축기에서 상기 3상 교류 변환부로 출력되는 3상 교류 전류의 불평형 여부를 감지하는 제 2 전류 감지부와, 상기 제 1 또는 제 2 전류 감지부의 감지결과에 따라 시스템 운전을 제어하는 마이컴을 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.
도 3은 본 발명에 따른 인버터 시스템의 구성을 나타낸 블록도로서, 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인버터 시스템을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 인버터 시스템의 구성은 상술한 종래의 인버터 시스템의 구성과 유사하다.
그러나, 본 발명에서는 압축기의 전단에 전류 감지부가 추가됨을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 전류 감지부(110, 150)는 코일에 둘러싸인 "C"자형 CT(Current Transducer)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 인버터 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시한 바와 같이, 먼저, 상기 전원부(100)에서 출력되어 시스템 전체에 인가되는 교류전원은 상기 제 1 전류 감지부(110)를 통과하여 상기 교류/직류 변환부(120)로 입력된다.
그리고, 상기 제 1 전류 감지부(110)를 통과한 교류전원은 상기 교류/직류 변환부(120)를 통해 직류전원으로 변환하게 된다. 상기 변환된 직류전원을 역율보상 회로부(130)를 통해 상기 직류전원을 승압시킨다.
이어서, 상기 승압된 직류전원은 상기 3상 교류 변환부(140)로 입력되어 상기 압축기(160)를 동작시키기 위한 3상(U, V, W상)전원으로 변환된다.
이때, 상기 제 1 전류 감지부(110)는 상술한 종래의 전류 감지부(20)(도 2)의 동작과 동일하므로 그 동작 설명은 생략한다.
또한, 상기 제 2 전류 감지부(150)의 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 역율보상 회로부(130)를 통해 승압된 직류전원은 상기 3상 교류 변환부(140)로 입력되어 3상 즉, U상, V상, W상으로 변환된다.
이어서, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 3상 교류 변환부(140)를 통해 변환된 U, V, W상 전류(Iu, Iv, Iw)는 상기 압축기(160)에 교번적으로 인가된다. 예를 들어, 100mA의 U상 전류(Iu)가 상기 압축기(160)로 인가되면 그 합이 100mA인 V상 전류(Iv)와 W상 전류(Iw)가 상기 3상 교류 변환부(140)로 출력된다. 이와 같이, 상 기 V상 전류(Iv) 또는 W상 전류(Iw)가 상기 압축기(160)에 인가되어 출력되는 전류의 흐름도 동일하다.
따라서, 상기 3상 교류 변환부(140)로부터 상기 압축기(160)로 입력되거나 상기 압축기(160)에서 상기 3상 교류 변환부(140)로 출력되는 상기 U, V, W상 전류(Iu, Iv, Iw)의 총 합은 수학식 1과 같다.
Iu + Iv + Iw = 0 (A)
이때, 상기 3상 교류 변환부(140)로부터 상기 압축기(160)로 입력되거나 상기 압축기(160)에서 상기 3상 교류 변환부(140)로 출력되는 상기 U, V, W상 전류(Iu, Iv, Iw)는 상기 제 2 전류 감지부(150)를 통과하게 된다.
여기서, 상기 U, V, W상 전류(Iu, Iv, Iw)로 인해 상기 제 2 전류 감지부(150)에 자기장이 발생하는데 이 때의 자기장은 0값을 가진다. 왜냐하면, 상기 U, V, W상 전류(Iu, Iv, Iw)의 합이 0(A)이기 때문이다.
그러나, 상기 U, V, W상의 접촉 단자의 탈거 또는 접촉이 헐거울 경우, 상기 U, V, W상 출력 전류치의 이상(Iu, Iv, Iw)으로 상기 U, V, W상 전류(Iu, Iv, Iw)의 총 합이 0이 아닌 전류값을 가진다.
0(A)이 아닌 상기 U, V, W상의 이상 전류(Iu, Iv, Iw)로 인해 상기 제 2 전류 감지부(150)에 자기장이 발생되고 상기 발생된 자기장에 비례하는 전압(V2)을 출력한다.
이어서, 상기 제 2 전류 감지부(150)에서 출력된 전압(V2)은 상기 마이컴(170)으로 입력된다.
그리고, 상기 마이컴(170)은 상기 제 2 전류 감지부(150)로부터 입력된 전압(V2) 값을 감지하여 이상 제어신호를 출력하고 시스템의 운전을 중단시킨다.
따라서, 본 발명은 상기 시스템 전체에 흐르는 전류를 감지할 뿐 아니라, 상기 3상 교류 변환부(140)로부터 출력되거나 상기 압축기(160)에서 출력되는 3상 전류를 감지함으로서 시스템의 과전류 및 3상 불평형 전류를 차단한다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 인버터 시스템은 3상 교류 변환부로부터 출력되거나 상기 압축기에서 출력되는 3상 전류(Iu, Iv, Iw)를 감지함으로서 3상 불평형 전류로 인한 압축기의 소음이나 파워소자의 손실을 방지하여 시스템을 보호할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 교류전원을 공급하는 전원부 및 압축기를 구비한 인버터 시스템에 있어서,
    상기 전원부에서 출력된 전류의 과전류 여부를 감지하는 제 1 전류 감지부,
    상기 전원부에서 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환하는 교류/직류 변환부,
    상기 교류/직류 변환부에서 변환된 직류전원을 승압시키기 위한 역률보상 회로부,
    상기 역률보상 회로부에서 승압된 직류전원을 3상 교류전원으로 변환하여 상기 압축기로 출력하기 위한 3상 교류 변환부,
    상기 3상 교류 변환부로부터 상기 압축기에 입력되거나 상기 압축기에서 상기 3상 교류 변환부로 출력되는 3상 교류 전류의 불평형 여부를 감지하는 제 2 전류 감지부,
    상기 제 1 또는 제 2 전류 감지부의 감지결과에 따라 시스템 운전을 제어하는 마이컴을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 인버터 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전류 감지부는
    상기 3상 교류 변환부 또는 상기 압축기에서 출력되는 3상 전류의 합이 0이 아닌 전류 값이 감지되면 불평형 전류가 발생된 것으로 감지함을 특징으로 하는 인 버터 시스템.
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