KR101090509B1 - Inverter and controlling method thereof - Google Patents
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Abstract
인버터 및 인버터 제어 방법이 개시된다. 본 인버터는 복수의 스위치 소자를 포함하며, 복수의 스위치 소자의 스위칭 동작에 따라 3상 출력 전원을 생성하는 스위치부, 중성 노드를 갖도록 직렬 연결된 복수의 커패시터를 포함하며, 입력되는 직류 전원을 충·방전함으로써 생성되는 전압을 복수의 스위치 소자에 공급하는 커패시터부, 및, 중성 노드의 전압값을 추정하고, 추정된 중성 노드의 전압값을 이용하여 스위치부에 대한 공간 벡터 제어를 수행하는 공간 벡터 제어부를 포함한다. 이에 따라, 중성 노드에 대한 전압값을 측정하기 위한 별도의 전압 측정 장치를 이용하지 않고, 이를 추정하여 3상 출력 전압의 불평형을 보상하는 제어를 용이하게 수행할 수 있다. An inverter and an inverter control method are disclosed. The inverter includes a plurality of switch elements, and includes a switch unit for generating a three-phase output power according to the switching operation of the plurality of switch elements, and a plurality of capacitors connected in series to have a neutral node. A capacitor unit for supplying a voltage generated by the discharge to the plurality of switch elements, and a voltage vector of the neutral node, and a space vector control unit performing space vector control on the switch unit using the estimated voltage value of the neutral node. It includes. Accordingly, a control for compensating for the unbalance of the three-phase output voltage can be easily performed by estimating this without using a separate voltage measuring device for measuring a voltage value for the neutral node.
인버터, 공간 벡터, 추정, 불평형, FSTPI, SVPWM Inverter, Space Vector, Estimated, Unbalanced, FSTPI, SVPWM
Description
본 발명은 인버터 및 인버터의 제어 방법에 관한 것으로, 중성 노드(직률 링크 전압)에 대한 전압값을 측정하기 위한 별도의 전압 측정 장치를 이용하지 않고, 이를 추정하여 3상 출력 전압의 불평형을 보상할 수 있는 인버터 및 인버터의 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an inverter and a control method of the inverter, and does not use a separate voltage measuring device for measuring a voltage value for a neutral node (sequence link voltage), and estimates this to compensate for the unbalance of the three-phase output voltage. The present invention relates to an inverter and a control method of the inverter.
최근 산업설비의 대용량화 추세와 고압화에 따라 고압 대용량 인버터 시스템에 대한 수요가 증가하고 있으며, 전력용 반도체 소자의 제한된 정격을 극복할 수 있는 인버터에 대한 연구가 지속적으로 이루어져 왔다. Recently, the demand for high-voltage high-capacity inverter system is increasing according to the trend of large-capacity and high-pressure industrial facilities, and researches on inverters that can overcome the limited rating of power semiconductor devices have been continuously conducted.
4 스위치 3상 인버터(Four-Switch Three-Phase Inverter: FSTPI)는 4개의 스위치 소자를 이용하여 3상 전원을 출력할 수 있는 인버터이다. 4 스위치 3상 인버터는 4개의 스위칭 소자만을 이용하여 3상 전원을 출력하기 때문에, 6 스위치 3상 인버터(Six-Switch Three-Phase Inverter: SSTPI)에 비해 경제적일 뿐만 아니라 스위칭 손실이 적고, 사이즈도 줄일 수 있는 장점이 있다. Four-Switch Three-Phase Inverter (FSTPI) is an inverter that can output three-phase power using four switch elements. Since four-switch three-phase inverters output three-phase power using only four switching elements, they are not only economical compared to six-switch three-phase inverters (SSTPI). There is an advantage to reduce.
그러나, 4 스위치 3상 인버터의 경우 중성 노드(직류 링크 또는 중성점)를 통해 전류가 흐름에 따라 커패시터 전압의 맥동이 발생하고, 이로 인해 출력 전압 벡터가 변하게 된다. 출력 전압 벡터가 변화하게 되면, 출력 전압이 불평형하게 되어, 출력 전압의 고조파 성분이 증가하게 되는 문제점이 존재하였다. 특히 인버터의 부하단에 전동기가 연결되어 있는 경우, 이러한 고조파 성분은 토크 맥동을 유발하게 되므로, 변동기의 정밀한 제어를 위해서 출력 전압 파형을 개선하는 것이 요구되었다. However, in a four-switch three-phase inverter, pulsation of the capacitor voltage occurs as current flows through the neutral node (DC link or neutral point), which causes the output voltage vector to change. When the output voltage vector changes, the output voltage is unbalanced, and there is a problem in that harmonic components of the output voltage increase. In particular, when the motor is connected to the load of the inverter, the harmonic components cause torque pulsation, and therefore, it is required to improve the output voltage waveform for precise control of the fluctuation.
이에 따라, 종래에는 공간 벡터 PWM(Space Vector Pluse Width Modulation: SVPWM) 방식을 이용하여 출력 전압 파형을 개선하였다. 공간 벡터 PWM은 4 스위치 3상 인버터에서 얻을 수 있는 4개의 기본 전압 벡터를 이용하여 3상 출력 전압의 불평형을 보상할 수 있는 스위칭 패턴을 만들어 내거나, 입력단의 정류기를 제어하여 직류 링크 전압의 불평형을 개선하는 방법이다. Accordingly, conventionally, the output voltage waveform is improved by using a space vector plus width modulation (SVWWM) method. The space vector PWM uses four basic voltage vectors obtained from a four-switch three-phase inverter to create a switching pattern to compensate for the unbalance of the three-phase output voltage, or to control the rectifier at the input stage to control the unbalance of the DC link voltage. How to improve.
그러나, 공간 벡터 PWM 방식은 중성 노드(직류 링크)의 전압값을 이용하여 왜곡된 기준 전압 벡터를 파악한다는 점에서, 4 스위치 3상 인버터 내의 직류 링크 전압값이 측정될 필요가 있었다. 즉, 종래에는 별도의 전압 측정 장치를 구비하여, 중성 노드의 전압값을 직접 측정하였는바, 인버터의 사이즈 및 제조 비용이 증가하는 문제점이 있었다. 또한, 비용 절감을 중요시하는 4 스위치 3상 인버터의 사용 취지에도 부합되지 않는다는 점에서, 중성 노드의 전압을 직접 측정할 필요없이 3상 출력 전압의 불평형을 개선할 수 있는 방법이 요구되었다. However, since the space vector PWM method uses the voltage value of the neutral node (direct link) to identify the distorted reference voltage vector, the DC link voltage value in the four-switch three-phase inverter needs to be measured. That is, conventionally provided with a separate voltage measuring device, and directly measured the voltage value of the neutral node, there was a problem that the size and manufacturing cost of the inverter increases. In addition, it does not meet the intention of using a four-switch three-phase inverter that is important to reduce costs, and a method for improving the unbalance of the three-phase output voltage is required without directly measuring the voltage of the neutral node.
따라서, 본 발명의 목적은 중성 노드(직률 링크 전압)에 대한 전압값을 측정하기 위한 별도의 전압 측정 장치를 이용하지 않고, 이를 추정하여 3상 출력 전압의 불평형을 보상할 수 있는 인버터 및 인버터의 제어 방법을 제공하는 데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an inverter and an inverter capable of compensating for an unbalance of a three-phase output voltage without estimating a separate voltage measuring device for measuring a voltage value for a neutral node (serial link voltage). To provide a control method.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 인버터는, 복수의 스위치 소자를 포함하며, 상기 복수의 스위치 소자의 스위칭 동작에 따라 3상 출력 전원을 생성하는 스위치부, 중성 노드를 갖도록 직렬 연결된 복수의 커패시터를 포함하며, 입력되는 직류 전원을 충·방전함으로써 생성되는 전압을 상기 복수의 스위치 소자에 공급하는 커패시터부, 및, 상기 중성 노드의 전압값을 추정하고, 상기 추정된 중성 노드의 전압값을 이용하여 상기 스위치부에 대한 공간 벡터 제어를 수행하는 공간 벡터 제어부를 포함한다. Inverter according to the present invention for achieving the above object includes a plurality of switch elements, a plurality of switch units for generating a three-phase output power in accordance with the switching operation of the plurality of switch elements, a plurality of serially connected to have a neutral node A capacitor unit for supplying a voltage generated by charging and discharging an input DC power to the plurality of switch elements, and a voltage value of the neutral node, and estimating a voltage value of the neutral node. It includes a space vector control unit for performing a space vector control for the switch unit using.
이 경우, 상기 공간 벡터 제어부는, 상기 3상 출력 전원의 한 상의 출력 전원에 대한 실수축 전압값을 전압 맥동 전·후 시점으로 적분하여 상기 중성 노드의 전압값을 추정하는 것이 바람직하다. In this case, it is preferable that the space vector controller estimates the voltage value of the neutral node by integrating the real axis voltage value of the output power of one phase of the three-phase output power to before and after the voltage pulsation.
한편, 상기 스위치부는, 직렬 연결된 제1 스위치 소자 및 제3 스위치 소자로 이루어진 제1 스위치 그룹, 및, 직렬 연결된 제2 스위치 소자 및 제4 스위치 소자로 이루어진 제2 스위치 그룹을 포함하며, 상기 커패시터부의 중성 노드, 상기 제1 스위치 소자 및 제3 스위치 소자가 연결된 제2 노드 및 상기 제2 스위치 소자 및 제4 스위치 소자가 연결된 제3 노드가 상기 3상 출력 전원을 출력하는 것이 바람직하다. The switch unit may include a first switch group including a first switch element and a third switch element connected in series, and a second switch group including a second switch element and a fourth switch element connected in series. Preferably, a neutral node, a second node to which the first switch element and a third switch element are connected, and a third node to which the second switch element and the fourth switch element are connected, output the three-phase output power.
한편, 상기 커패시터부는, 상기 입력되는 직류 전원의 일 측과 일 측이 연결되며, 상기 중성 노드와 타 측이 연결되는 제1 커패시터, 및, 상기 입력되는 직류 전원의 타 측과 일 측이 연결되며, 상기 중성 노드와 타 측이 연결되는 제2 커패시터를 포함할 수 있다.On the other hand, the capacitor unit, one side and one side of the input DC power is connected, the first capacitor is connected to the neutral node and the other side, and the other side and one side of the input DC power is connected It may include a second capacitor connected to the neutral node and the other side.
이 경우, 상기 공간 벡터 제어부는, 다음의 수식을 통하여 상기 제1 커패시터 및 제2 커패시터의 노드 전압을 추정하는 것이 바람직하다. In this case, the space vector controller preferably estimates node voltages of the first capacitor and the second capacitor through the following equation.
여기서, 는 제2 커패시터의 노드 전압값, 는 제1 커패시터의 노드 전압값, Vdc 는 직류 전압값, K는 적분기의 이득값, Vα * 는 전압 맥동이 없는 경우 지령 전압 벡터에 의해 얻을 수 있는 출력 전압의 실수축 전압값, Vα는 전압 맥동이 있는 경우 출력된 실제 전압의 실수축 전압값이다. here, Is the node voltage value of the second capacitor, Is the node voltage value of the first capacitor, V dc is the DC voltage value, K is the gain value of the integrator, V α * is the real axis voltage value of the output voltage obtained by the command voltage vector when there is no voltage pulsation, V α Is the real axis voltage value of the actual voltage output in the case of voltage pulsation.
한편, 본 실시예에 있어서의 인버터의 제어 방법은, 상기 복수의 스위치 소자 각각에 대한 스위칭 주기를 계산하는 단계, 상기 계산된 스위칭 주기에 따라 상기 복수의 스위치 소자 각각을 제어하여 3상 출력 전원을 생성하는 단계, 상기 복수의 커패시터가 상호 연결되는 중성 노드의 전압값을 추정하는 단계, 및, 상기 추 정된 중성 노드의 전압값을 이용하여, 상기 복수의 스위치 소자의 스위칭 주기를 재계산하여 상기 스위치 소자를 제어하는 단계를 포함한다. On the other hand, the control method of the inverter in the present embodiment, the step of calculating the switching period for each of the plurality of switch elements, the control of each of the plurality of switch elements in accordance with the calculated switching period to supply a three-phase output power supply Generating, estimating a voltage value of a neutral node to which the plurality of capacitors are interconnected; and recalculating a switching period of the plurality of switch elements by using the estimated voltage value of the neutral node. Controlling the device.
이 경우, 상기 중성 노드의 전압을 추정하는 단계는, 상기 3상 출력 전원의 한 상의 출력 전원에 대한 실수축 전압값을 전류 흐름에 따른 맥동 전·후 시점으로 적분하여 상기 중성 노드의 전압을 추정하는 것이 바람직하다. In this case, estimating the voltage of the neutral node, the voltage of the neutral node is estimated by integrating the real axis voltage value of the output power of one phase of the three-phase output power to before and after pulsation according to the current flow. It is desirable to.
한편, 상기 복수의 커패시터는, 상기 직류 전원의 일 측과 일 측이 연결되며, 상기 중성 노드와 타 측이 연결되는 제1 커패시터, 및, 상기 직류 전원의 타 측과 일 측이 연결되며, 상기 중성 노드와 타 측이 연결되는 제2 커패시터를 포함할 수 있다. On the other hand, the plurality of capacitors, one side and one side of the DC power is connected, the first capacitor is connected to the neutral node and the other side, and the other side and one side of the DC power is connected, The neutral node may include a second capacitor connected to the other side.
이 경우, 상기 중성 노드의 전압을 추정하는 단계는, 다음의 수식을 통하여 상기 제1 커패시터 및 제2 커패시터의 전압값을 추정하는 것이 바람직하다. In this case, estimating the voltage of the neutral node, it is preferable to estimate the voltage value of the first capacitor and the second capacitor through the following equation.
여기서, 는 제2 커패시터의 노드 전압, 는 제1 커패시터의 노드 저전압, Vdc 는 입력되는 직류 전압, K는 적분기의 이득값, Vα * 는 전압 맥동이 없는 경우 지령 전압 벡터에 의해 얻을 수 있는 출력 전압의 실수축 전압값, Vα는 전압 맥동이 있는 경우 출력된 실제 전압의 실수축 전압값이다. here, Is the node voltage of the second capacitor, Is the node low voltage of the first capacitor, V dc is the input DC voltage, K is the gain value of the integrator, V α * is the real axis voltage value of the output voltage obtained by the command voltage vector when there is no voltage pulsation, V α Is the real axis voltage value of the actual voltage output in the case of voltage pulsation.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일시 예를 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1을 참고하면, 본 인버터는 커패시터부(110), 스위치부(120), 출력부(130) 및 공간 벡터 제어부(140)를 포함한다. 1 is a block diagram showing the configuration of an inverter according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the inverter includes a
커패시터부(110)는 중성 노드(중성점 또는 직류 링크 전압)를 갖도록 직렬 연결된 복수의 커패시터를 포함하며, 외부로부터 입력되는 직류 전압을 충·방전함으로써 생성되는 전압을 스위치부(120)에 제공한다. 구체적으로, 커패시터부(110)는 외부로부터 직류 전원을 입력받으며, 복수의 커패시터는 교대로 충·방전을 수행할 수 있다. 이와 같은 충·방전 동작은 스위치부(120)의 스위칭 상태에 따라 변경된다. 커패시터부(110)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 2 내지 도 5를 참고하여 후술한다. The
스위치부(120)는 복수의 스위치 소자를 포함하며, 복수의 스위치 소자의 스위칭 동작에 따라 3상 전압을 생성한다. 구체적으로, 스위치부(120)는 직렬 연결된 제1 스위치 소자(121) 및 제3 스위치 소자(123)로 이루어진 제1 스위치 그룹, 직렬 연결된 제2 스위치 소자(122) 및 제 4 스위치 소자(124)로 이루어진 제2 스위치 그룹으로 구현될 수 있다. 스위치부(120)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 2 내지 도 5를 참고하여 후술한다. The
출력부(130)는 스위치부(120)에서 생성된 3상 전원을 출력한다. 구체적으로, 출력부(130)는 커패시터부(110)의 중성 노드를 a상에 대한 출력 전원(Va)으로, 제1 스위치 소자(121)와 제3 스위치 소자(123)가 만나는 노드를 b상에 대한 출력 전원(Vb)으로, 제2 스위치 소자(122)와 제4 스위치 소자(124)가 만나는 노드를 c상에 대한 출력 전원(Vc)으로 하여, 3상 전원을 출력할 수 있다. The
도 2는 도 1의 커패시터부(110) 및 스위치부(120)의 구성을 구체적으로 나타내는 회로 블록도이다. FIG. 2 is a circuit block diagram specifically illustrating the configuration of the
도 2를 참고하면, 커패시터부(110)는 두 개의 커패시터(111, 112)를 포함하며, 두 개의 커패시터(111, 112)는 직렬 연결되어 있다. 구체적으로, 제1 커패시터(111)는 일 측이 직류 전원의 일 측과 연결되며, 타 측이 제2 커패시터(112)와 연결된다. 그리고, 제2 커패시터(112)는 일 측이 직류 전원의 타 측(제1 커패시터와 연결되지 않은 쪽)과 연결되며, 타 측이 제1 커패시터(111)와 연결된다. 제1 커패시터(111)와 제2 커패시터(112)가 만나는 노드(중성 노드 또는 중성점)는 A상에 대한 출력 전원(Va)을 출력하는 노드이다. 본 실시예에서는 2개의 커패시터를 이용하여 커패시터부(110)를 구현하였지만, 3개 이상의 커패시터를 이용하여 커패시터부(110)를 구현할 수 있다. 예를 들어, 동일한 커패시턴스를 갖는 4개의 커패시터를 2개씩 병렬 연결하고, 병렬 연결된 커패시터를 직렬 연결하는 형태로 커패시터부(110)를 구현할 수도 있다. Referring to FIG. 2, the
스위치부(120)는 4개의 스위치 소자를 포함하며, 직렬 연결된 제1 스위치 소자(121), 제 3 스위치 소자(123)가 제1 스위치 그룹을 이루며, 직렬 연결된 제2 스위치 소자(122), 제4 스위치 소자(124)가 제2 스위치 그룹을 이룬다. 여기서, 제1 스위치 그룹 및 제2 스위치 그룹의 중간 노드는 출력단을 갖으며, 제1 스위치 그룹의 중간 노드, 즉, 제1 스위치 소자(121)와 제3 스위치 소자(123)가 만나는 노드는 B상에 대한 출력 전원(Vb)을 출력하는 노드이고, 제2 스위치 그룹의 중간 노드, 즉, 제2 스위치 소자(122)와 제4 스위치 소자(124)가 만나는 노드는 C상에 대한 출력 전원(Vc)을 출력하는 노드이다. 구현시에 제1 스위치 그룹의 중간 노드와 제2 스위치 그룹의 중간 노드의 역할은 상호 변경되는 형태로 구현될 수 있다. The
한편, 각 스위치 그룹 내의 2개의 스위치 소자는 교번적으로 동작하게 된다. 예를 들어, 제1 스위치 소자(121)가 온 되는 경우, 제3 스위치 소자(123)는 오프 상태를 가지며, 제1 스위치 소자(121)가 오프되는 경우, 제3 스위치 소자(123)는 온 상태를 갖는다. On the other hand, the two switch elements in each switch group operate alternately. For example, when the
이에 따라, 인버터(100)의 출력 전원은 제1 스위치 소자(121) 및 제2 스위치 소자(122)의 상태에 따라 결정된다. 구체적으로, 2개의 스위치 소자(121, 122)의 동작 상태에 따라 4가지 경우의 수가 발생한다. 예를 들어, 제1 스위치 소자(121) 및 제2 스위치 소자(122)가 오프되고, 제3 스위치 소자(123) 및 제4 스위치 소자(124)가 온 된 상태에는, 제2 커패시터(112)에 충전되어 있던 전압(VC2)이 출력되고, 제1 커패시터(111)에 충전되어 있던 전압(VC1)은 출력되지 않는다. Accordingly, the output power of the
그리고, 제1 스위치 소자(121) 및 제2 스위치 소자(122)가 온 되고, 제3 스위치 소자(123) 및 제4 스위치 소자(124)가 오프 된 상태에서는, 제1 커패시터(111)에 충전되어 있던 전압(VC1)이 출력되고, 제2 커패시터(112)에 충전되어 있 던 전압(VC2)은 출력되지 않는다. 그리고, 제1 스위치 소자(121) 및 제4 스위치 소자(124)가 온 되고, 제2 스위치 소자(122) 및 제3 스위치 소자(123)이 오프된 상태에서는, 제1 커패시터(111) 및 제2 커패시터(112)에 충전되어 있던 전압(VC1, VC2)이 모두가 출력되며, 제2 스위치 소자(121) 및 제3 스위치 소자(124)가 온 되고, 제1 스위치 소자(122) 및 제4 스위치 소자(123)이 오프된 상태에서도, 제1 커패시터(111) 및 제2 커패시터(112)에 충전되어 있던 전압(VC1, VC2)이 모두 출력된다.Then, when the
이와 같은 스위치 상태에 따른 각 상에 대한 출력 전압은 다음과 같다. The output voltage for each phase according to such a switch state is as follows.
여기서, S1 은 제1 스위치 소자(121)의 스위치 상태를 나타내며, S2는 제2 스위치 소자(122)의 스위칭 상태를 나타낸다. 예를 들어, S1이 '1'의 값을 갖는 경우, 제1 스위치 소자(121)는 온 상태이며, S1이 '0'의 값을 갖는 경우, 제1 스위치 소자(121)는 오프 상태이다. Here, S 1 represents a switch state of the
그리고, 하나의 스위치 그룹 내의 2개의 스위치는 서로 교번적으로 동작한다는 점에서, S1이 '1'의 값을 갖는 경우, 제3 스위치 소자(123)는 오프 상태이며, S1 이 '0'의 값을 갖는 경우, 제3 스위치 소자(123)는 온 상태이다. In addition, since two switches in one switch group operate alternately with each other, when S 1 has a value of '1', the
S1 및 S2의 상태에 따른 출력 전압의 값을 고정 좌표계로 변환하면 표 1과 같다. If the value of the output voltage according to the state of S 1 and S 2 is converted into a fixed coordinate system, it is shown in Table 1.
여기서 Vα는 고정좌표계 값에서의 실수 성분(Re)에 해당하는 전압값이며, Vβ는 고정좌표계에 있어서의 허수 성분(Im)에 해당하는 전압값이다. V α is a voltage value corresponding to the real component Re in the fixed coordinate system value, and V β is a voltage value corresponding to the imaginary component Im in the fixed coordinate system.
도 3은 제1 커패시터(111)의 전압(VC1) 및 제2 커패시터(112)의 전압(VC2) 크기에 따라 표 1의 전압 벡터를 도시화한 것이다. FIG. 3 illustrates the voltage vectors of Table 1 according to the voltage V C1 of the
도 3의 (a)를 참고하면, 제1 커패시터(111)의 전압(VC1) 및 제2 커패시터(122)의 전압(VC2) 크기가 동일한 경우, 각 전압 벡터가 서로 직교하는 것을 알 수 있다. 이와 같은 얻어진 4개의 기준 전압 벡터를 조합함으로써, 인버터(110)는 120도의 위상을 갖는 3상 평형 전압을 얻을 수 있다. Referring to FIG. 3A, when the voltage V C1 of the
그러나, 도 3의 (b)를 참고하면, 제1 커패시터(111)의 전압(VC1)이 제2 커패시터(112)의 전압(VC2)보다 작은 경우(VC1<VC2)에는, 오른쪽으로 기울어진 전압 벡터를 가지게 된다. 그리고, 도 3의 (c)를 참고하면, 제1 커패시터(111)의 전압(VC1)이 제2 커패시터(112)의 전압(VC1)보다 큰 경우(VC1>VC2)에는, 왼쪽으로 기울어진 전압 벡터를 가지게 된다. 이와 같이 제1 커패시터(111)와 제2 커패시터(112)의 전압값이 동일하지 않은 경우, 이에 따른 전압 벡터는 상호 직교하지 않게 되고, 인버터는 120도의 위상을 갖는 3상 평형 전압을 생성할 수 없게 된다. However, referring to FIG. 3B, when the voltage V C1 of the
따라서, 이와 같은 왜곡 현상을 보상하기 위해서는 공간 벡터 제어를 수행하여 직류 링크 전압 맥동을 보상하여 한다. 본 실시예에 따른 공간 벡터 제어의 구체적인 동작 설명은 도 1의 공간 벡터 제어부(140) 구성과 관련하여 이하에서 설명한다. Therefore, in order to compensate for such distortion, space vector control is performed to compensate for the DC link voltage pulsation. A detailed operation description of the space vector control according to the present embodiment will be described below with reference to the configuration of the
공간 벡터 제어부(140)는 중성 노드의 전압값을 추정하고, 추정된 노드의 전압값을 이용하여 스위치부(120)에 대한 공간 벡터 제어를 수행한다. 구체적으로, 공간 벡터 제어부(140)는 출력부(130)의 3상 출력 전압의 한 상의 출력 전압에 대한 실수축 전압값을 전압 맥동 전·후 시점으로 적분하여 중성 노드의 전압값(제2 커패시터(112)의 전압값)을 추정하고, 추정된 중성 노드의 전압값을 이용하여 직류 링크 전압 맥동을 보상하는 지령 벡터(VO *)를 생성할 수 있다. 그리고, 공간 벡터 제어부(140)는 생성한 지령 벡터(VO *)를 이용하여, 복수의 스위칭 소자에 대한 PWM 제어를 수행할 수 있다. 구현시에는 중성 노드의 전압값을 추정하는 동작, 지령 벡터를 생성하는 동작, PWM 제어를 수행하는 동작은 별도의 구성을 통해 구현될 수도 있다. The
도 4 내지 도 7을 참고하여, 공간 벡터 제어부(140)에서의 중성 노드의 전압값 추정 방법에 대해서 설명한다. A method of estimating the voltage value of the neutral node in the
4 스위치 3 인버터의 경우 영 벡터가 존재하지 않으므로, 상대적으로 크기가 작아 고조파 발생이 적은 벡터 ν1', ν3'의 조합을 이용하여 영 벡터를 만들 수 있다. 이와 같은 조합에 의해 만들어진 영 벡터와 벡터 ν2', ν4'를 이용해 도 3에 도시된 바와 같은 기준 전압 벡터(또는 지령 백터(VO *))를 만들 수 있으며, 기준 벡터의 위치에 따라 각각의 스위치 소자에 대한 스위칭 시간은 식 (2), (3)과 같다. Since a zero switch does not exist in the four-
여기서 Tx는 벡터의 도통 시간()이고, VO *는 4 스위치 3상 인버터의 지령 전압 벡터(VO *)의 크기이고, α는 벡터 VO *와 실수축 사이의 각이고, T는 샘플 주기이다. 이와 같은 각각의 스위칭 소자에서의 스위칭 패턴을 도시화하면 도 4와 같다. Where Tx is the conduction time of the vector ( ), And, V O * is an angle between the
식 (2), (3)에서 알 수 있는 바와 같이 직류 링크 전압 맥동으로 인한 출력 전압의 불평형을 개선하기 위해서는 직류 링크 전압값을 알아야 한다. As can be seen from equations (2) and (3), the DC link voltage value must be known to improve the unbalance of the output voltage due to the DC link voltage pulsation.
도 5는 직류 링크 전압 맥동 해석을 위한 도 3의 (a), (b)의 벡터도를 동시에 표시한 그림이다. FIG. 5 is a diagram showing a vector diagram of (a) and (b) of FIG. 3 simultaneously for analyzing a DC link voltage pulsation. FIG.
도 5를 참고하면, Vα *, Vβ *는 직류 링크 전압의 맥동이 없는 경우 지령치에 의해 얻을 수 있는 출력 전압 성분이고, Vα, Vβ는 전압 맥동이 있는 경우 출력된 실제 전압 성분을 의미한다. Referring to FIG. 5, V α * and V β * are output voltage components obtained by the command value when there is no pulsation of the DC link voltage, and V α and V β are actual voltage components output when there is a voltage pulsation. it means.
한편, 도 2에서 중성 노드로부터 전류 ia가 흘러 직류 링크 전압의 맥동이 발생하더라도 인버터 내의 전체 직류 링크 전압 Vdc는 일정하다고 볼 수 있다. 이 경우 νC1과 νC2의 변화량을 살펴보면 크기는 갖고 부호만 다르므로 식 (4)와 같은 관계식을 얻을 수 있다. Meanwhile, in FIG. 2, even when a current i a flows from the neutral node and a pulsation of the DC link voltage occurs, the entire DC link voltage V dc in the inverter may be considered to be constant. In this case, looking at the amount of change of ν C1 and ν C2 , since the magnitude is different and only the sign is different, the relation shown in Equation (4) can be obtained.
νC1 = Vdc/2 - △νC2 ν C1 = V dc / 2-Δν C2
νC2 = Vdc/2 + △νC2 ν C2 = V dc / 2 + Δν C2
여기서, △νC1는 νC1의 전압 변화이며, △νC2는 νC2의 전압 변화이다. Here, Δν C1 is the voltage change of ν C1 , and Δν C2 is the voltage change of ν C2 .
식 (4)를 이용하여 도 5에 도시된 전압 벡터들을 구해보면 표 2와 같다.Using the equation (4) to obtain the voltage vectors shown in Figure 5 are shown in Table 2.
표 2를 참고하면, 커패시터부(110)의 중성 노드의 전압이 변동하여도 β방향의 출력 전압 성분(νβ)에는 아무런 영향을 미지치 않음을 알 수 있다. 즉, 직류 링크 전압의 맥동에 따른 영향을 분석하거나 보상할 경우, νβ *와 νβ 값을 고려할 필요가 없고, 단지 να *와 να의 값이나 이들 관계만 이용하여 커패시터부(110)의 중성 노드의 맥동에 대한 영향을 보상할 수 있다는 점을 알 수 있다. Referring to Table 2, it can be seen that even if the voltage of the neutral node of the
한편, νo *와 νo 관계를 식으로 표시하면 식(5)과 같다. On the other hand, when the relationship of ν o * and ν o is expressed by an equation, it is as shown in equation (5).
여기서 △νo는 전압 벡터의 오차이고, 는 이다. Where Δν o is the error of the voltage vector, Is to be.
즉, 출력 전압 벡터의 오차(△νo)는 직류 링크 전압 맥동으로 인해 변화된 νo * 의 α 방향(실수) 성분이다. 각각의 축을 관찰하여보면, ν2,ν2',ν4,ν4' 의 β방향(허수) 성분은 표 2에서 항상 일정한 반면, α 방향 성분은 표2에서 만큼 이동한 것을 알 수 있다. ν1,ν1',ν3,ν3' 의 경우에도 마찬가지로 직류 링크 중성점의 맥동과 관계 없이 표 2에서 β방향 성분이 '0'으로 일정하다. 하지만, ν1',ν3'의 방향 α성분이 양의 방향으로 만큼 각각 이동하였음을 알 수 있다. That is, the error Δν o of the output voltage vector is an α direction (real) component of ν o * changed due to the DC link voltage pulsation. Observing each axis, the β direction (imaginary) component of ν 2 , ν 2 ', ν 4 , ν 4 ' is always constant in Table 2, while the α direction component is You can see that you moved by. Similarly, in the case of ν 1 , ν 1 ', ν 3 , ν 3 ', the β direction component is constant as '0' in Table 2 regardless of the pulsation of the DC link neutral point. However, the direction α component of ν 1 ', ν 3 ' is positive As can be seen that each has moved.
또한, 공간 벡터 제어(또는 공간 벡터 PWM) 방식에서 캐패시터부(120)의 중성 노드(직류 링크 중성점)의 전압 맥동으로 인해 변화된 출력 전압 벡터의 α방향의 전압의 크기인 △νo를 ν2와 ν2'의 사이각 θ를 이용하여 유도하면 다음과 같다. Further, Δν o , which is the magnitude of the voltage in the α direction of the output voltage vector changed due to the voltage pulsation of the neutral node (direct link neutral point) of the
그리고, 식 (6), (7), (8)를 정리하면, 식 (9)와 같은 출력 전압 벡터의 오차 (△νo)의 크기를 얻을 수 있다. By arranging equations (6), (7), and (8), the magnitude of the error (Δν o ) of the output voltage vector as shown in equation (9) can be obtained.
이를 통해, 커패시터부(120)의 중성 노드(직류 링크)의 전압 맥동에 의해 벡터 제어기 입력단의 지령 벡터 ν* o와 실제 인가되는 출력 전압 벡터 νo 사이에 일어나는 오차는 β방향(허수) 성분은 변화가 없고 단지 α방향 성분만 변화가 있고 이는 기준 벡터의 변화량과 같은 크기인 가 됨을 알 수 있다. As a result, an error occurring between the command vector ν * o of the vector controller input terminal and the actual applied output voltage vector ν o due to the voltage pulsation of the neutral node (direct link) of the
그리고, 식 (9)를 이용하면 제2 커패시터(112)의 순시전압(νC2)을 식 10 및 식 11과 같이 표현할 수 있다. In addition, using Equation (9), the instantaneous voltage ν C2 of the
따라서, 커패시터부(120)의 중성 노드의 전압 맥동이 있을 경우, 지령 벡터 ν* o를 출력 전압 벡터 νo와 같이 될 수 있도록 ν* o를 생성할 수 있다면 출력 전압을 평형하게 유지할 수 있다. 이는 도 5에서 ν1,ν2,ν3,ν4의 벡터를 ν1 ',ν2 ',ν3 ',ν4 '와 일치시켜 벡터 제어기 입력단의 지령벡터 ν* o와 단자전압 출력벡터 νo 사이에 일어나는 오차 △νo 를 '0'으로 만다는 것을 의미하고 식 (10)에서 να 가 ν* α가 될 수 있도록 △νc2값을 조절하면 가능해진다. Therefore, when there is a voltage pulsation of the neutral node of the
본 실시예에서는 να 가 ν* α가 될 수 있는 △νc2값을 찾기 위해 식 (12)와 같은 적분제어기를 사용하였다. 도 6은 상수 K값에 따른 추종특성을 보여주고 있는데 K값이 작으면 추종성능이 떨어지고 클수록 불안정해지는 양상을 나타내므로 적절한 값을 선정하여 사용해야 한다. In this embodiment, an integral controller such as Equation (12) was used to find the value of Δν c2 where ν α can be ν * α . 6 shows the following characteristics according to the constant K value. If the K value is small, the following performance is deteriorated and the larger the instability is.
도 7은 직류 링크 전압 △νc2, νc1, νc2를 추정하기 위한 블록도이며, 추정치 , 는 식 (13)과 같다. 7 is a block diagram for estimating the DC link voltages Δν c2 , ν c1 , ν c2 , and an estimated value , Is as shown in equation (13).
식 (12), (13)를 통해 추정된 , 를 앞서 설명한 식 (2), (3)를 이용하여, 직류 링크 전압 맥동을 보상한 지령 벡터를 생성함으로써, 출력 전압 불평형을 보상할 수 있게 된다. Estimated by equations (12) and (13) , By using Equation (2), (3) described above, by generating a command vector that compensates for the DC link voltage pulsation, it is possible to compensate for the output voltage unbalance.
따라서, 공간 벡터 제어부(140)는 상술한 식 (2), (3)를 이용하여, 제1 커패시터(111)의 전압값 및 제2 커패시터(112)의 전압값을 추정할 수 있으며, 추정된 커패시터(111, 112)의 전압값을 식 (2), (3)에 적용하여 커패시터부(120)의 중성 노드 맥동을 보상한 지령 벡터를 생성하여 출력 전압 파형을 개선할 수 있다. Therefore, the
이에 따라, 본 실시예에 따른 인버터(100)는 직류 링크 전압(중성 노드의 전압)을 측정하기 위한 별도의 장치를 이용하지 않고, 직류 링크 전압값을 추정하여 인버터의 출력 전압 불평형을 보상할 수 있게 된다. Accordingly, the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터의 제어 방법의 흐름도이다. 8 is a flowchart illustrating a control method of an inverter according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참고하면, 4 스위치 3상 인버터 내의 복수의 스위치 소자 각각에 대한 스위칭 주기를 계산한다(S810). 복수의 스위치 소자 각각의 스위칭 주기를 계산하는 동작에 대해서는 도 4와 관련하여 앞서 설명하였는바, 구체적인 설명은 생략 한다. Referring to FIG. 8, a switching period for each of a plurality of switch elements in a four-switch three-phase inverter is calculated (S810). An operation of calculating a switching period of each of the plurality of switch elements has been described above with reference to FIG. 4, and thus a detailed description thereof will be omitted.
그리고, 계산된 스위칭 주기에 따라 인버터 내의 복수의 스위치 소자 각각을 제어하여 3상 출력 전원을 생성한다(S820). 구체적으로, 계산된 스위칭 주기에 따라 복수의 스위치 소자 각각에 대한 스위칭 제어(PWM 제어)가 수행되며, 각각의 스위치 소자의 스위칭 상태에 대응하여 스위칭 소자와 연결된 커패시터는 교대로 충전과 방전된다. Then, each of the plurality of switch elements in the inverter is controlled in accordance with the calculated switching cycle to generate a three-phase output power (S820). Specifically, switching control (PWM control) for each of the plurality of switch elements is performed according to the calculated switching period, and capacitors connected to the switching element are alternately charged and discharged in correspondence to the switching state of each switch element.
그리고, 복수의 커패시터가 상호 연결되는 중성 노드의 전압값을 추정한다(S830). 구체적으로, 3상 출력 전원의 한 상의 출력 전원에 대한 실수축 전압값을 중성 노드의 전류 흐름에 따른 맥동 전후 시점으로 적분하여 중성 노드의 전압값을 추정할 수 있다. 중성 노드의 전압값을 추정하는 구체적인 수식 및 방법에 대해서는 앞서 설명하였는바, 구체적인 설명은 생략한다. In operation S830, a voltage value of the neutral node to which the plurality of capacitors are connected to each other is estimated. Specifically, the voltage value of the neutral node may be estimated by integrating the real axis voltage value of the output power of one phase of the three-phase output power to the time before and after the pulsation according to the current flow of the neutral node. Specific formulas and methods for estimating the voltage value of the neutral node have been described above, and thus the detailed description thereof will be omitted.
마지막으로, 추정된 중성 노드의 전압값을 이용하여, 복수의 스위치 소자의 스위칭 주기를 재계산하여 스위치 소자를 제어한다(S840). 이에 따라 본 실시예에 따른 제어 방법은, 별도의 측정 장치를 이용하여 중성 노드의 전압값을 측정하지 않고, 추정하여 인버터의 출력 전압 불평형을 보상할 수 있다. Finally, the switching elements are controlled by recalculating the switching periods of the plurality of switch elements by using the estimated voltage value of the neutral node (S840). Accordingly, the control method according to the present exemplary embodiment may compensate for the output voltage unbalance of the inverter by estimating the voltage value of the neutral node without using a separate measuring device.
도 9 내지 도 17은 본 실시예에 따른 인버터의 실험 결과를 나타내는 도면이다. 9 to 17 are diagrams showing experimental results of the inverter according to the present embodiment.
도 9 내지 도 17에 도시된 실험 결과는 인버터의 부하단으로 전동기가 연결되었으며, 전동기의 주요 상수는 표 3에 기재된 것과 같다. 9 to 17 show that the motor is connected to the load end of the inverter, the main constant of the motor is as shown in Table 3.
도 9는 출력 전압 파형을 보상하지 않은 경우의 각종 전압의 파형도이다. 도 9의 (d)를 참고하면, 제1, 2 커패시터의 전압이 일정하지 않고 변화하는 것을 알 수 있다. 즉, 직류 링크 전압 맥동이 있는 상황이다. 이에 따라, 지령 전압 벡터ν* o와 출력 전압 벡터 νo사이에 오차가 존재하므로 ν* o와νo 사이의 선형성이 유지되지 않아 전류 값이 지령치를 제대로 추종하지 못하고, 그 결과 상 전류 ia, ib, ic가 불평형하게 출력되는 것을 확인할 수 있다. 9 is a waveform diagram of various voltages when the output voltage waveform is not compensated. Referring to FIG. 9D, it can be seen that the voltages of the first and second capacitors are not constant and change. In other words, there is a DC link voltage pulsation. Accordingly, since an error exists between the command voltage vector ν * o and the output voltage vector ν o , the linearity between ν * o and ν o is not maintained, so that the current value does not follow the command value properly, and as a result, the phase current i a , you can see that i b and i c are unbalanced.
도 10은 본 실시예에 따라, 커패시터의 전압값을 추정하고, 추정된 전압값을 이용하여 출력 전압 파형을 보상한 경우의 각종 파형도이다. 도 10의 (d)를 참고하면, 별도의 전압 측정 장치를 이용하지 않고도, 제1 커패시터 및 제2 커패시터의 전압값(VC1, VC2)을 잘 추정하고 있음을 확인할 수 있다. 또한, 도 9와 비교하였을 때, 현저히 개선된 출력 전압과 전류 파형이 형성됨을 확인할 수 있다. 10 are various waveform diagrams when the voltage value of the capacitor is estimated and the output voltage waveform is compensated using the estimated voltage value. Referring to FIG. 10 (d), it can be seen that voltage values V C1 and V C2 of the first capacitor and the second capacitor are well estimated without using a separate voltage measuring device. In addition, when compared with FIG. 9, it can be seen that a markedly improved output voltage and current waveform is formed.
도 11 및 도 12는 4 스위치 3상 인버터를 사용한 PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor) 제어기의 동특성을 알아보기 위해 기동특성과 정상속도에서의 토크 변동에 따른 실험 결과를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 4 스위치 3상 인버터를 사용한 PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor) 제어기의 동특성을 알아보기 위하여, 속도 지령치 500rpm으로 정지 상태에서 5[N·m]의 부하로 기동하고, 기동 후 0.25초 후에 토크를 8[N·m]로 증가시키기고 다시 0.15초 후에 5[N·m]로 감소시키는 동작이 수행되었다. FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams showing experimental results according to starting characteristics and torque fluctuations at a normal speed to investigate dynamic characteristics of a permanent magnet synchronous motor (PMSM) controller using a four-switch three-phase inverter. Specifically, in order to investigate the dynamic characteristics of a permanent magnet synchronous motor (PMSM) controller using a four-switch three-phase inverter, the motor is started at a speed command value of 500 rpm at 5 [N · m] at a stop state, and torque is 0.25 sec after starting. Is increased to 8 [N · m] and then reduced to 5 [N · m] again after 0.15 seconds.
도 11은 출력 전압에 대한 보상을 수행하지 않은 경우의 실험 결과를 나타내는 도면이며, 도 12는 출력 전압에 대한 보상을 수행한 경우의 실험 결과를 나타낸 도면이다. 도 11 및 도 12를 참고하면 본 실시예에 따른 인버터를 이용하는 경우, 회전 속도의 정상 상태 오차가 확연히 줄어들고, 전압과 전류의 불평형 역시 거의 존재하지 않음을 알 수 있다. FIG. 11 is a diagram illustrating an experimental result when the compensation for the output voltage is not performed, and FIG. 12 is a diagram illustrating an experimental result when the compensation for the output voltage is performed. Referring to FIGS. 11 and 12, when the inverter according to the present embodiment is used, the steady state error of the rotational speed is significantly reduced, and there is almost no unbalance between voltage and current.
도 13은 본 실시예에 따른 인버터에서 추정된 제2 커패시터의 전압값과 측정된 제2 커패시터의 전압값을 비교한 파형도이다. 도 13을 참고하면 본 실시예에 따른 인버터에서 추정된 제2 커패시터의 전압값과 실제 제2 커패시터의 전압값이 일치하고 있음을 알 수 있다. 13 is a waveform diagram comparing the voltage value of the second capacitor and the voltage value of the second capacitor estimated in the inverter according to the present embodiment. Referring to FIG. 13, it can be seen that the voltage value of the second capacitor estimated in the inverter according to the present embodiment coincides with the voltage value of the second capacitor.
도 14는 PMSM의 속도 변화에 따른 추정된 제2 커패시터 전압과 측정된 제2 커패시터의 전압을 비교한 파형도이다. 도 14를 참고하면, 전동기의 기동단계에서 전동기의 토크 지령 값 증가에 따라 전류 값 증가되어, 제2 커패시터 값이 급격히 떨어지는 열악한 상황에서도 제2 커패시터 값을 잘 추정함으로 알 수 있다. 14 is a waveform diagram comparing the estimated second capacitor voltage with the measured voltage of the second capacitor according to the speed change of the PMSM. Referring to FIG. 14, the current value increases with increasing torque command value of the motor in the starting phase of the motor, so that the second capacitor value may be well estimated even in a poor situation in which the second capacitor value drops sharply.
도 15는 토크를 변화시켰을 때의 동특성을 나타내는 파형도이다. 도 15를 참고하면 부하가 변동하여도 본 실시예에 따른 인버터는 속도 지령치를 잘 추종하고 있음을 알 수 있다. 15 is a waveform diagram showing dynamic characteristics when the torque is changed. Referring to FIG. 15, it can be seen that the inverter according to the present embodiment well follows the speed command value even if the load varies.
도 16은 보상 알고리즘을 적용한 경우 및 적용하지 않은 경우의 상 전류의 파형도이다. 구체적으로, 도 16의 (a)는 보상 알고리즘을 적용하지 않은 경우의 상전류의 파형도로, 인버터의 3상 출력이 불평형 상태임을 확인할 수 있으며, 도 16의 (b)를 참고하면 (a)의 경우에 비해 상 전류의 불평형이 현저히 감소되었음을 확인 할 수 있다. 16 is a waveform diagram of phase currents with and without a compensation algorithm. Specifically, (a) of FIG. 16 is a waveform diagram of the phase current when the compensation algorithm is not applied, and it can be confirmed that the three-phase output of the inverter is unbalanced. Referring to FIG. It can be seen that the imbalance of phase current is significantly reduced compared to.
도 17은 PMSM에 인가되는 전압의 궤적을 나타내는 도면이다. 도 18을 참고하면, 본 실시예에 따른 인버터의 경우의 궤적은 중심에서 거리가 일정한 원형이 됨을 알 수 있으며, 이를 통해 완벽한 평형 전압이 인가됨을 확인할 수 있다. 17 is a diagram illustrating a path of a voltage applied to a PMSM. Referring to FIG. 18, it can be seen that the trajectory of the inverter according to the present embodiment becomes a circular shape having a constant distance from the center, and thus, a perfect equilibrium voltage is applied.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고, 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다. Although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the present invention belongs to the present invention without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and such changes are within the scope of the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터의 구성을 나타내는 블록도,1 is a block diagram showing the configuration of an inverter according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 커패시터부 및 스위치부의 구성을 구체적으로 나타내는 회로 블록도, FIG. 2 is a circuit block diagram specifically illustrating a configuration of a capacitor unit and a switch unit of FIG. 1;
도 3은 표 1의 전압 벡터를 도시한 도면,3 shows the voltage vector of Table 1;
도 4는 공간 벡터 PWM에 의한 4 스위치 3 인버터의 스위칭 패턴을 나타내는 도면,4 is a diagram showing a switching pattern of a 4
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 전압 맥동 해석을 위한 벡터도,5 is a vector diagram for a voltage pulsation analysis according to an embodiment of the present application;
도 6은 제어기 이득 K 값에 따른 수렴 특성을 나타내는 도면, 6 is a diagram showing convergence characteristics according to a controller gain K value;
도 7은 본 실시예에 따른 공간 벡터 PWM에서의 노드 전압 추정 알고리즘을 나나태는 블록도,7 is a block diagram showing a node voltage estimation algorithm in the space vector PWM according to the present embodiment;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터의 제어 방법을 나타내는 흐름도, 그리고,8 is a flowchart illustrating a control method of an inverter according to an embodiment of the present invention, and
도 9 내지 도 17은 본 실시예에 따른 인버터의 실험 결과를 나타내는 도면이다. 9 to 17 are diagrams showing experimental results of the inverter according to the present embodiment.
*도면의 주요부분에 대한 설명* Description of the main parts of the drawings
100: 인버터 110: 커패시터부100: inverter 110: capacitor
120: 스위치부 130: 출력부120: switch unit 130: output unit
140: 공간 벡터 제어부140: space vector control
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Families Citing this family (2)
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5850132A (en) | 1997-07-02 | 1998-12-15 | Allin-Bradley Company, Llc | Apparatus used with AC motors for compensating for turn on delay errors |
US20040145338A1 (en) | 2001-12-26 | 2004-07-29 | Makoto Nakamura | Electric load apparatus electric load controlling method and computer readable recording medium recording program for causing computer to execute control of electric load |
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2009
- 2009-08-05 KR KR1020090072130A patent/KR101090509B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5850132A (en) | 1997-07-02 | 1998-12-15 | Allin-Bradley Company, Llc | Apparatus used with AC motors for compensating for turn on delay errors |
US20040145338A1 (en) | 2001-12-26 | 2004-07-29 | Makoto Nakamura | Electric load apparatus electric load controlling method and computer readable recording medium recording program for causing computer to execute control of electric load |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
IEEE 논문(제목: A General PWM Strategy for Four-Switch Three-Phase Inverters), 논문발표 2006년 11월* |
전력전자학회 논문지(제목: 4 스위치 3상 인버터를 적용한 BLDCM 새로운 전류제어방법), 논문발표 2000년 12월* |
Also Published As
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