KR101060050B1 - 인버터의 연결상태 초기 세팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터에 전동기의 U상, V상 및 W상을 잘못 연결하거나 또는 엔코더에서 출력되는 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호의 순서를 잘못 연결하더라도 인버터가 전동기를 정상으로 운전할 수 있도록 하는 인버터의 연결상태 초기 세팅방법에 관한 것으로서 인버터가 전동기의 회전방향과 상기 전동기의 회전을 검출하는 엔코더의 출력 펄스신호의 방향이 일치되게 한 후 전동기가 정방향으로 회전하는지의 여부를 판단하여 전동기가 정방향으로 회전할 경우에 상기 인버터가 상기 전동기를 정상 운전하고, 전동기가 역방향으로 회전할 경우에 인버터와 상기 전동기의 결선상태를 변경하여 상기 전동기가 정방향으로 회전되게 함과 아울러 상기 엔코더에서 출력하는 펄스신호의 방향을 변경한 후 상기 인버터가 상기 전동기를 정상 운전한다.

인버터, 결선, 엔코더, 전동기, 초기 세팅, 연결상태, 회전방향, 회전속도

Description

인버터의 연결상태 초기 세팅방법{Initial setting method of connection state of inverter}

본 발명은 인버터의 연결상태 초기 세팅방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 인버터에 전동기 및 엔코더를 잘못 연결하여도 인버터가 전동기를 구동시키는 초기에 인버터와 전동기 및 엔코더의 연결상태를 검출하여 전동기를 정상으로 운전할 수 있도록 세팅시키는 인버터의 연결상태 초기 세팅방법에 관한 것이다.

일반적으로 유도전동기(Induction Motor) 등의 부하를 정밀하게 제어할 경우에 인버터를 사용하고 있다. 상기 인버터는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 발생하고, 발생한 PWM 신호로 스위칭부에 구비되어 있는 U상, V상 및 W상의 스위칭 소자들을 선택적으로 스위칭시킨다.

상기 스위칭 소자들의 스위칭에 따라 직류전력이 교류전력으로 변환되고, 변환된 교류전력을 부하로 공급하여 구동시킨다. 상기 복수의 스위칭 소자로는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)가 많이 사용되고 있다.

상기 인버터는 상기 PWM 신호의 펄스 폭을 가변시킴에 따라 상기 복수의 스위칭 소자들의 스위칭 시간이 가변되고, 부하로 공급되는 교류전력의 전압 및 주파수가 가변되어 부하의 토크와 회전속도를 정밀하게 제어할 수 있다.

상기 인버터에 의해 구동되는 전동기의 회전축에는 통상적으로 속도센서인 엔코더를 설치하고, 엔코더에서 출력되는 펄스신호를 이용하여 인버터가 전동기의 회전속도와 회전방향을 검출하고, 검출한 전동기의 회전속도와 회전방향을 이용하여 전동기의 회전속도를 제어하고 있다.

전동기의 회전을 검출하는데 널리 사용되고 있는 인크리멘탈 엔코더는 상호간에 90°의 위상차를 갖는 A상 및 B상 펄스신호를 발생하는 것으로서 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호의 출력순서로 전동기의 회전 방향을 알 수 있다.

즉, 상기 전동기가 정방향으로 회전할 경우에 상기 엔코더는 A상 펄스신호를 먼저 발생한 후 A상 펄스신호에 비하여 위상이 90° 늦은 B상 펄스신호를 발생한다. 또한 상기 전동기가 역방향으로 회전할 경우에 상기 엔코더는 B상 펄스신호를 먼저 발생한 후 B상 펄스신호에 비하여 위상이 90° 늦은 A상 펄스신호를 발생한다.

상기 인버터에 상기 엔코더를 잘못 결선할 경우 즉, 엔코더에서 출력되는 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호의 순서를 잘못 연결할 경우에 인버터가 엔코더에서 출력되는 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호로 인식하는 전동기의 회전방향과 실제로 전동기가 회전하는 방향이 다르게 되고, 이로 인하여 인버터가 전동기를 정상으로 구동할 수 없게 된다.

또한 인버터에 전동기를 연결할 경우에 U상, V상 및 W상을 잘못 연결할 경우에도 상기 인버터의 제어방향과는 다른 방향으로 전동기가 회전하게 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인버터에 전동기의 U상, V상 및 W상을 잘못 연결하더라도 인버터가 전동기를 정상으로 운전할 수 있도록 하는 인버터의 연결상태 초기 세팅방법을 제공한다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인버터에 엔코더에서 출력되는 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호의 순서를 잘못 연결하더라도 인버터가 전동기를 정상으로 운전할 수 있도록 하는 인버터의 연결상태 초기 세팅방법을 제공한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않고, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 인버터의 연결상태 초기 세팅방법은, 인버터가 전동기의 회전방향과 상기 전동기의 회전을 검출하는 엔코더의 출력 펄스신호의 방향이 일치되게 하 는 단계와, 상기 전동기의 회전방향과 상기 엔코더의 출력 펄스신호의 방향이 일치된 후 상기 전동기가 정방향으로 회전할 경우에 상기 인버터가 상기 전동기를 정상 운전하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 전동기의 회전방향과 상기 엔코더의 출력 펄스신호의 방향이 일치되게 하는 단계는, 상기 인버터가 상기 전동기를 구동시키면서 상기 전동기의 지령속도와 실제속도가 일치하는 지의 여부를 판단하는 단계와, 상기 전동기의 지령속도와 실제속도가 일치하지 않을 경우에 상기 엔코더에서 출력되는 펄스신호의 방향을 변경하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 엔코더에서 출력되는 펄스신호의 방향을 변경한 이후에, 상기 인버터가 상기 전동기를 구동시키면서 상기 전동기의 지령속도와 실제속도가 일치하는 지의 여부를 판단하는 단계와, 상기 전동기의 지령속도와 실제속도가 일치하지 않을 경우에 상기 인버터와 상기 전동기의 결선상태를 변경하여 상기 전동기가 반대방향으로 회전하게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전동기의 구동은 상기 전동기의 출력토크가 미리 설정된 제한토크가 될 때까지 구동시키는 것을 특징으로 한다.

상기 전동기가 역방향으로 회전할 경우에 상기 인버터와 상기 전동기의 결선상태를 변경하여 상기 전동기가 정방향으로 회전되게 함과 아울러 상기 엔코더에서 출력하는 펄스신호의 순서를 변경한 후 상기 인버터가 상기 전동기를 정상 운전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 인버터의 연결상태 초기 세팅방법은 인버터가 전동기를 구동시키는 초기에 인버터와 전동기 및 엔코더가 정확히 결선되었는지의 여부를 검출하여 결선상태를 세팅시킴으로써 인버터에 전동기 및 엔코더를 잘못 결선하더라도 인버터가 전동기를 정상으로 구동시킬 수 있다.

이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.

따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.

도 1은 본 발명의 세팅방법이 적용되는 시스템의 구성을 예로 들어 보인 도면이다. 여기서, 부호 100은 전동기이다. 예를 들면, 상기 전동기(100)는 인가되는 3상 교류전력에 따라 구동되는 유도전동기이다.

부호 110은 엔코더이다. 상기 엔코더(110)는 상기 전동기(100)의 회전축에 설치되고, 전동기(100)의 회전축이 회전할 경우에 상호간에 90°의 위상차를 갖는 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호를 발생한다. 상기 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호의 발생순서는 상기 전동기(100)의 회전축의 회전방향에 따라 가변된다.

예를 들면, 상기 엔코더(110)는 상기 전동기(110)의 회전축이 정방향으로 회전할 경우에 먼저 A상 펄스신호를 발생한 후 A상 펄스신호와 90° 위상차를 갖는 B상 펄스신호를 발생한다. 그리고 상기 엔코더(110)는 상기 전동기(110)의 회전축이 역방향으로 회전할 경우에 먼저 B상 펄스신호를 발생한 후 B상 펄스신호와 90° 위상차를 갖는 A상 펄스신호를 발생한다.

부호 120은 인버터이다. 상기 인버터(120)는 상기 엔코더(110)가 발생하는 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호로 상기 전동기(100)의 회전속도 및 회전방향을 판단하면서 상기 전동기(100)의 구동을 제어한다.

이러한 구성의 시스템에 적용되는 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 인버터(120)는 전동기(100)를 정방향으로 구동시키고(S200), 전동기(100)의 출력 토크가 제한 토크까지 구동되는지의 여부를 판단한다(S202).

상기 판단 결과 전동기(100)의 출력 토크가 제한 토크까지 구동되었을 경우에 상기 인버터(120)는 상기 전동기(100)의 지령속도와 상기 엔코더(110)가 출력하는 펄스신호로 검출되는 전동기(100)의 실제속도가 동일하지 않는 지의 여부를 판단한다(S204).

상기 단계(S204)의 판단 결과 상기 전동기(100)의 지령속도와 실제속도가 동일할 경우에 전동기(100)의 회전방향과 엔코더(110)에서 출력되는 펄스신호의 방향이 일치하는 것으로서 인버터(120)는 전동기(100)가 역방향으로 회전하는지의 여부 를 판단한다(S216).

상기 단계(S204)의 판단 결과 상기 전동기(100)의 지령속도와 실제속도가 동일하지 않을 경우에 전동기(100)의 회전방향과 엔코더(110)에서 출력되는 펄스신호의 방향이 일치되지 않는 것으로서 상기 인버터(120)는 엔코더(110)의 출력신호의 방향을 변경한다(S206). 즉, 상기 인버터(120)는 엔코더(110)에서 출력되는 A상 펄스신호를 B상 펄스신호로 처리하고, 엔코더(110)에서 출력되는 B상 펄스신호는 A상 펄스신호로 처리한다.

그리고 상기 인버터(120)는 상기 전동기(208)를 정방향으로 구동시키고(S208), 전동기(100)의 출력 토크가 제한 토크까지 구동되는지의 여부를 판단한다(S210).

상기 판단 결과 전동기(100)의 출력 토크가 제한 토크까지 구동되었을 경우에 상기 인버터(120)는 상기 전동기(100)의 지령속도와 상기 엔코더(110)가 출력하는 펄스신호로 검출되는 전동기(100)의 실제속도가 동일한 지의 여부를 판단한다(S212).

상기 단계(S212)의 판단 결과 상기 전동기(100)의 지령속도와 실제속도가 동일할 경우에 전동기(100)의 회전방향과 엔코더(110)에서 출력되는 펄스신호의 방향이 일치하는 것으로서 인버터(120)는 전동기(100)가 역방향으로 회전하는지의 여부를 판단한다(S216).

상기 단계(S212)의 판단 결과 상기 전동기(100)의 지령속도와 실제속도가 동일하지 않을 경우에 전동기(100)의 회전방향과 엔코더(110)에서 출력되는 펄스신호 의 방향이 일치되지 않는 것으로서 상기 인버터(120)와 상기 전동기(100)의 결선을 변경하여 상기 전동기(100)가 반대방향으로 회전하도록 한다(S214).

즉, 인버터(120)는 내장되어 있는 스위칭부에서 U상을 스위칭하는 스위칭 소자들을 V상에 따라 스위칭시키고, V상을 스위칭하는 스위칭 소자들을 U상에 따라 스위칭시켜 상기 전동기(100)가 반대방향으로 회전하도록 한다.

이와 같이 하여 전동기(100)의 회전방향과 엔코더(110)에서 출력되는 펄스신호의 방향이 일치하거나 또는 상기 단계(S204) 및 상기 단계(S212)의 판단 결과 상기 전동기(100)의 지령속도와 실제속도가 동일할 경우에 상기 인버터(120)는 상기 전동기(216)가 역방향으로 회전하는지의 여부를 판단한다(S216).

상기 판단 결과 전동기(100)가 정방향으로 회전할 경우에 상기 인버터(120)는 전동기(100)를 정상 운전한다(S220).

그리고 상기 판단 결과 전동기(100)가 역방향으로 회전할 경우에 상기 인버터(120)는 상기 인버터(120)와 상기 전동기(100)의 결선을 변경하여 상기 전동기(100)가 정방향으로 회전하도록 함과 아울러 상기 엔코더(110)의 출력신호의 방향을 변경하고(S218), 전동기(100)를 정상 운전한다(S220).

이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명은 인버터에 전동기 및 엔코더를 결선하고, 전동기를 구동시키는 초기에 인버터와 전동기 및 엔코더의 결선 상태를 검출하고, 검출한 결선상태에 따라 인버터가 상기 전동기의 구동 및 상기 엔코더에서 출력되는 펄스신호의 인식을 세팅시켜 인버터가 전동기를 정상으로 운전할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 초기 세팅방법이 적용되는 인버터 시스템의 구성을 예로 들어 보인 블록도, 및

도 2는 본 발명의 초기 세팅방법의 바람직한 실시 예의 동작을 보인 신호흐름도이다.

Claims (5)

1. 인버터가 전동기를 구동시켜 상기 전동기의 실제속도 및 지령속도가 일치하는 지의 여부를 판단하는 단계;

   상기 전동기의 실제속도 및 지령속도가 일치하지 않을 경우에 엔코더에서 출력되는 펄스신호의 방향을 변경하여 상기 전동기의 회전방향을, 상기 전동기의 회전속도를 검출하기 위한 엔코더의 출력 펄스신호의 방향과 일치되게 하는 단계;

   상기 엔코더의 출력 펄스신호의 방향과 회전방향이 일치된 상기 전동기를 상기 인버터가 구동시켜 상기 전동기의 실제속도 및 지령속도가 일치하는 지의 여부를 판단하는 단계;

   상기 엔코더의 출력 펄스신호의 방향과 회전방향이 일치된 상기 전동기의 실제속도, 및 지령속도가 일치하지 않을 경우에 상기 인버터와 상기 전동기의 결선상태를 변경하여 상기 전동기가 반대방향으로 회전되게 하는 단계; 및

   상기 전동기가 정방향으로 회전하면 상기 인버터가 상기 전동기를 정상운전하고, 상기 전동기가 역방향으로 회전하면 상기 인버터와 상기 전동기의 결선상태를 변경하여 상기 전동기가 정방향으로 회전되게 함과 아울러 상기 엔코더에서 출력하는 펄스신호의 순서를 변경한 후 상기 인버터가 상기 전동기를 정상 운전하는 단계;를 포함하는 인버터의 연결상태 초기 세팅방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 전동기의 구동은;

   상기 전동기의 출력토크가 미리 설정된 제한토크가 될 때까지 구동시키는 것을 특징으로 하는 인버터의 연결상태 초기 세팅방법.
5. 삭제

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