KR101270338B1 - 제어가능한 인버터 - Google Patents

Abstract

제어가능한 인버터가 개시된다. 본 발명의 제어가능한 인버터는, 전동기를 구동하는 인버터부와, 사용자가 입력하는 시퀀스 파라미터에 의해 상기 인버터부를 시퀀스 제어하는 제어부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 시퀀스 제어기기 없이 인버터의 제어가 가능하다.

Description

제어가능한 인버터{INVERTER WITH CONTROLLER}

본 발명의 인버터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동기를 구동하는 인버터에 제어부를 적용한 것에 관한 것이다.

일반적으로 전동기는 회전 동력을 발생하는 수단으로서 산업 전반에 걸쳐 없어서는 안 되는 필수 구성요소들 중의 하나이다. 이러한 전동기를 효율적으로 구동하는 장치로서 인버터가 널리 사용되고 있다.

인버터는 전동기의 전력 소모를 줄여 에너지의 사용 효율을 향상할 수 있다. 또한 인버터는 단순히 전동기를 구동할 뿐 아니라, 사용자가 원하는 방향 및 속도로 전동기를 구동할 수 있도록 한다. 또한 상기 인버터는 인버터가 상기 전동기를 구동시키는 제어방법을 센서 벡터제어, 센서리스 벡터제어 및 전압-주파수 제어 등으로 변경하여 상기 전동기를 작업자가 원하는 상태로 구동시킬 수 있다.

이와 같이 전동기를 구동시키는 인버터를 제어하는 제어장치로서는 시퀀스 제어기기로 프로그램가능 로직 제어기(Programmable Logic Controller; 이하, 'PLC'라 함) 또는 컴퓨터를 사용하는 방법이 알려져 있다.

PLC 또는 컴퓨터를 시퀀스 제어기기로 사용하는 방법은, 시퀀스 제어기기에서 발생되는 제어신호를 인버터로 전달하기 위하여, 시퀀스 제어기기와 인버터를 전기적인 도선으로 연결하여야 한다. 그러나 산업 현장에서는 설치되어 사용하고 있는 많은 전자기기들은 잡음을 발생하고, 발생한 잡음들은 시퀀스 제어기기와 인버터를 연결하는 전기적인 도선에 혼입되어 인버터로 입력되는 경우가 자주 발생하여, 이로 인하여 인버터가 시퀀스 제어기기의 제어에 따라 전동기를 정상으로 구동시키지 않고, 오동작을 하는 경우가 자주 발생하는 문제점이 있다.

또한, 좁은 공간에서 전동기를 구동시키기 위한 인버터 이외에 인버터의 시퀀스를 제어하기 위한 별도의 시퀀스 제어기기를 설치해야 하므로, 설치비용과 시퀀스 제어기기를 설치하기 위한 추가적인 공간을 확보해야 하는 문제점이 있다.

도 1은 시퀀스 제어기기로 PLC를 사용하는 종래의 인버터의 제어 시스템의 구성도이다.

PLC(110)는 미리 프로그램되어 있는 시퀀스에 따라 제어신호를 발생하여 전동기(100)의 구동을 제어한다. 인버터(120)는 PLC(110)가 발생하는 제어신호에 따라 전동기(100)를 구동한다.

인버터(120)에는 단자대(130)를 구비하고, 단자대(130)가 PLC(110)와 복수의 신호선(140)으로 연결되어 있는 것으로서, 인버터(120)는 PLC(110)가 발생하는 제어신호를 복수의 신호선(140) 및 단자대(130)를 통해 수신한다.

이러한 구성을 가지는 종래의 인버터의 제어장치는, PLC(110)에 사용자가 원하는 시퀀스 프로그램을 작성하여 저장하여 두었다가, 신호선(140)이 인버터(120)의 단자대(130)에 연결되어 PLC(110)에서 시퀀스 프로그램과 관련된 제어신호를 전송하면, 인버터(120)는 그 제어신호에 따라 전동기(100)를 구동한다.

도 2는 시퀀스 제어기기로 컴퓨터를 사용하는 종래의 인버터의 제어 시스템의 구성도이다.

컴퓨터(210)는 사용자가 원하는 인버터 제어용 시퀀스 프로그램을 작성한다. 통신선로(240)는 인버터(220)에 구비된 통신모듈(230)에 연결되어 있다.

컴퓨터(210)에서 작성된 시퀀스를 구동하면, 인버터(220)를 제어하기 위한 제어신호가 통신모듈(230)을 통하여 인버터(220)로 전송된다. 인버터(220)는 제어신호에 따라 전동기(220)를 구동한다.

그러나, 위의 종래의 PLC(110) 또는 컴퓨터(210)를 사용하는 인버터의 제어장치는, 모두 시퀀스 제어기기로 PLC(110) 또는 컴퓨터(210)를 사용하여 인버터(120, 220)와 전기적으로 연결해야 한다.

일반적으로 산업현장에서는 여러가지의 구동장치들이 설치되어 있고, 상기 여러 가지의 구동장치들은 구동되면서 많은 잡음이 발생하며, 상기 발생하는 잡음이 PLC(110) 또는 컴퓨터(210) 등과 같은 시퀀스 제어기기와 인버터(120, 220)를 연결하는 신호선(140, 240)을 통해 전송되는 제어신호에 혼입된다.

그러므로 인버터(120, 220)가 제어신호에 따라 전동기(100, 200)를 정확하게 구동하지 못하여 전동기(100, 200)가 오동작을 하는 경우가 빈번하게 발생하는 문제점이 있다.

또한, 전동기(100, 200)를 구동하는 인버터(120, 220) 이외에 별도로 PLC(110) 또는 컴퓨터(210) 등과 같은 시퀀스 제어기기를 산업현장에 설치해야 하므로, 별도의 설치비용과 추가적인 공간을 확보해야 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 인버터에 구비되어 있는 저장부 내에 복수의 시퀀스 함수를 미리 저장하여, 다른 시퀀스 제어기기 없이 저장된 시퀀스에 따라 구동되도록 하는, 제어가능한 인버터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제어가능한 인버터는, 전동기를 구동하는 인버터부; 및 사용자가 입력하는 시퀀스 파라미터에 의해 상기 인버터부를 시퀀스 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 일실시예에서, 시퀀스 제어를 위한 시퀀스 함수와 상기 인버터부를 제어하기 위한 인버터 제어 프로그램을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 저장부는, 상기 시퀀스 함수를 저장하는 시퀀스 저장부; 상기 인버터 제어 프로그램과 상기 시퀀스 함수 및 상기 인버터 제어 프로그램을 구동하는 스케쥴을 저장하는 제어 저장부; 및 상기 시퀀스 파라미터의 주소와 상기 시퀀스 함수의 결과 파라미터의 주소를 저장하는 파라미터 주소 저장부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 시퀀스 저장부와 상기 파라미터 주소 저장부는, 각 시퀀스 함수에 대한 파라미터의 주소를 할당하여 저장하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 시퀀스 파라미터를 이용하여 상기 시퀀스 함수를 실행하고, 그 결과 파라미터의 주소를 상기 파라미터 주소 저장부에 저장하도록 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 시퀀스 파라미터 주소를 상기 파라미터 주소 저장부에 저장하도록 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 인버터 제어 프로그램을 구동하여 상기 인버터부를 제어하면서, 상기 인버터 제어 프로그램의 루프 사이에, 상기 시퀀스 함수를 소정 개수 실행하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명은, 인버터의 저장부 내에 복수의 시퀀스 함수를 미리 저장하고, 작업자가 시퀀스 함수 파라미터를 입력하면, 이를 토대로 인버터의 시퀀스 제어를 수행함으로써, 인버터를 요구되는 상태로 간단히 제어하도록 하며, 인버터 내부의 시퀀스 함수를 통해 인버터의 시퀀스 제어를 수행하여, 시퀀스 제어기기 없이 인버터의 제어가 가능하므로, 비용과 공간의 낭비를 줄이도록 하는 효과가 있다.

또한, 외부로 제어신호를 전달하는 신호선이 노출되지 않아 외부에서 발생하는 잡음의 영향을 받지 않고, 전동기를 구동하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 시퀀스 제어기기로서 PLC를 사용하는 종래의 인버터의 제어 시스템의 구성도이다.
도 2는 시퀀스 제어기기로서 컴퓨터를 사용하는 종래의 인버터의 제어 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 인버터의 일실시예 구성도이다.
도 4는 도 3의 저장부의 일실시예 상세 구성도이다.
도 5는 도 4의 시퀀스 저장부와 파라미터 주소 저장부가 시퀀스 함수와 인버터 파라미터를 저장하는 예를 설명하기 위한 일예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 인버터의 제어부가, 인버터를 제어하고 시퀀스를 실행하는 방식을 설명하기 위한 일예시도이다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나, 또는 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나, '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 인버터의 일실시예 구성도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 인버터(1)는, 전동기(2)를 구동하기 위한 것으로서, 본 발명의 인버터(1)는, 제어부(10), 저장부(20) 및 인버터부(30)를 포함한다.

인버터부(30)는, 제어부(10)의 제어에 따라 전동기(2)를 구동하는 것으로서, 외부에서 입력되는 3상 전압으로부터 전동기(2)를 구동하기 위한 3상 전압을 생성하여 전동기(2)를 구동하는 것이며, 본 발명의 인버터부(30)는 종래의 인버터와 다르지 않다. 인버터부(30)의 구조에 대해서는, 이미 널리 알려진 바와 같으므로, 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.

제어부(10)는, 사용자의 시퀀스 입력에 의해 인버터부(30)에 대하여 시퀀스 제어를 수행한다. 이를 위하여, 인버터(1)는 사용자의 시퀀스 입력을 위한 인터페이스부를 구비할 수 있다.

시퀀스 제어란, 인버터 파라미터를 통해 시간적으로, 또는 주변기기의 상황에 따라 인버터(1)를 제어하는 것을 말한다.

여기서, 인버터 파라미터란, 인버터(1)를 제어하거나 또는 인버터(1)의 상태를 알기 위한 목적으로 생성한 파라미터로서, 인버터 파라미터는 저장부(20) 내에서 각각의 고유한 주소를 가지므로, 외부기기(도시되지 않음)들이 이 파라미터 주소를 이용하여 인버터 파라미터를 쓰거나 또는 읽을 수 있고, 이 인버터 파라미터를 통하여 인버터(1)를 제어할 수 있다.

도 4는 도 3의 저장부의 일실시예 상세 구성도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 인버터(1)의 저장부(20)는, 시퀀스 함수를 저장하는 시퀀스 저장부(21), 시퀀스 함수 및 인버터 제어 프로그램을 구동하는 스케쥴과, 인버터 제어 프로그램을 저장하는 제어 저장부(22) 및 인버터 파라미터를 저장하는 파라미터 주소 저장부(23)를 포함한다.

종래의 인버터는 파라미터 주소 저장부(23)만을 포함하여 구성되지만, 본 발명의 인버터는 시퀀스 저장부(21)와 제어 저장부(22)를 포함하여, 이를 통해 인버터부(30)의 시퀀스 제어가 가능하다.

제어부(10)는, 사용자 인터페이스부(도시되지 않음)를 통해 입력하는 시퀀스 입력용 파라미터 주소를 수신하여, 해당 파라미터 주소에 저장되어 있는 인버터 파라미터로 시퀀스 저장부(21)에 저장된 시퀀스 함수를 구동하고, 시퀀스 수행결과인 인버터 파라미터를 출력하여, 이를 다시 파라미터 주소 저장부(23)에 저장한다.

시퀀스 함수란, 시퀀스 입력을 이용하여 출력을 만들어 내는 것을 의미한다. 예를 들어, 시퀀스 함수가 'ADD'인 경우에는, 시퀀스 입력을 모두 더하여 이를 출력하며, 또한, 만약 시퀀스 함수가 필터(FILTER)인 경우에는, 시퀀스 입력A를 입력, 시퀀스 입력B를 게인(gain), 시퀀스 입력C는 필터의 사용여부로 하여, 필터링된 값을 출력하게 된다.

도 4에서는, 시퀀스 저장부(21)와 파라미터 주소 저장부(23)가 각각 별도로 존재하는 경우를 예를 들어 설명하였으나, 이는 각각 혼재하도록 구성될 수도 있다.

도 5는 도 4의 시퀀스 저장부와 파라미터 주소 저장부가 시퀀스 함수와 인버터 파라미터를 저장하는 예를 설명하기 위한 일예시도이다.

예를 들어, 각 시퀀스에는 입력이 3개(입력A, 입력B, 입력C) 존재하는 경우를 설명하기로 하겠지만, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다 할 것이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 인버터에서는, 시퀀스의 함수종류(51)에 대하여, 해당 시퀀스의 입력A, 입력B 및 입력C에 해당하는 인버터 파라미터의 주소(52~54)가 할당되고, 해당 시퀀스의 결과가 입력될 인버터 파라미터의 주소(55)가 할당된다. 복수의 시퀀스의 함수종류에 대해, 입력 인버터 파라미터 주소와 결과가 입력될 인버터 파라미터 주소가 할당됨을 알 수 있다.

인버터 함수종류(51), 입력 인버터 파라미터 주소(52~54) 및 결과가 입력될 인버터 파라미터 주소(55)의 크기는, 바람직하게는 8바이트(byte)이지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 6은 본 발명에 따른 인버터의 제어부가, 인버터를 제어하고 시퀀스를 실행하는 방식을 설명하기 위한 일예시도이다.

제어부(10)는 위에서 설명한 시퀀스 제어 이외에, 제어 저장부(22)에 저장된 스케쥴에 따라, 전동기(2)를 구동하기 위해 인버터부(30)를 제어한다. 즉, 제어 저장부(22)에 저장된 인버터 제어 프로그램을 구동한다. 인버터부(30)의 제어는, 통상적으로 수행되는 인버터 제어 프로그램을 이용하여 제어하는 것으로, 이에 대해서는 이미 널리 알려진 바와 같으므로, 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제어부(10)는, 인버터부(30)의 구동이 시작되면, 먼저 인버터 제어루프를 실행하고(S61), 시퀀스1을 실행한 후(S62) 결과를 파라미터 주소 저장부(23)의 시퀀스1의 결과가 입력될 파라미터 주소(55)에 저장한다. 또한, 시퀀스2를 수행하고(S63), 그 결과를 파라미터 주소 저장부(23)의 시퀀스2의 결과가 입력될 파라미터 주소(60)에 저장한다.

이후, 제어부(10)는 다시 인버터 제어루프를 실행하는데, 이때, S62 및 S63에서 변경된 인버터 파라미터를 반영하여 인버터 제어루프를 실행하여, 전동기(2)를 제어할 수 있다.

이와 같이, 제어부(10)는, 인버터 제어를 한번 실행하고, 그 사이에 소정 개수의 시퀀스를 실행하여, 제어루프의 실행 사이에 실행한 시퀀스의 결과 파라미터를 다시 인버터 제어에 반영할 수 있다. 위의 예에서는, 인버터 제어 사이에 시퀀스 실행을 2회 수행하는 것을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

이와 같이, 제어부(10)가 인버터 제어와 시퀀스 실행을 번갈아 수행하는 이유는, 인버터 제어의 주기는 빨라야 하고 시퀀스 실행은 그 주기가 느려도 상관없기 때문이다. 바람직하게는, 인버터 제어루프 사이에 모든 시퀀스를 실행하는 것이 더 좋으나, 이와 같은 경우에는 인버터 제어의 수행주기가 길어져 인버터부(30)의 제어에 문제가 발생할 수 있으므로, 인버터 제어루프 사이에 시퀀스 실행을 2~3회 수행하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 실시예들은 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 컴퓨터가 읽어들일 수 있는 프로그램 코드를 기록하여 구현하는 것이 가능하다. 본 발명의 실시예들이 소프트웨어를 이용하여 실행되는 경우, 본 발명의 구성수단들은 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 또한, 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 컴퓨터의 프로세서로 판독 가능한 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망을 통해 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호로 전송될 수 있다.

컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에는 컴퓨터 시스템이 읽어들일 수 있는 데이터를 저장하는 모든 종류의 기록장치가 포함될 수 있다. 예컨대, 컴퓨터 판독가능 기록매체에는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 포함될 수 있다. 또한, 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 컴퓨터 판독가능 기록매체를 분산배치하여 컴퓨터가 읽어들일 수 있는 코드가 분산 방식으로 저장되고 실행되도록 할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

1: 인버터 2: 전동기
10: 제어부 20: 저장부
30: 인버터부 21: 시퀀스 저장부
22: 제어 저장부 23: 파라미터 주소 저장부

Claims (7)

1. 전동기를 구동하는 인버터부;
   사용자가 입력하는 시퀀스 파라미터에 의해 상기 인버터부를 시퀀스 제어하는 제어부; 및
   시퀀스 제어를 위한 시퀀스 함수와 상기 인버터부를 제어하기 위한 인버터 제어 프로그램을 저장하는 저장부를 포함하고, 상기 저장부는,
   상기 시퀀스 함수를 저장하는 시퀀스 저장부,
   상기 인버터 제어 프로그램과 상기 시퀀스 함수 및 상기 인버터 제어 프로그램을 구동하는 스케쥴을 저장하는 제어 저장부, 및
   상기 시퀀스 파라미터의 주소와 상기 시퀀스 함수의 결과 파라미터의 주소를 저장하는 파라미터 주소 저장부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 인버터부에 대하여 상기 인버터 제어 프로그램을 구동하는 제어루프 동안 소정 개수의 시퀀스를 실행하고, 실행한 시퀀스의 결과 파라미터를 상기 인버터 제어 프로그램에 반영하는 제어가능한 인버터.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 시퀀스 저장부와 상기 파라미터 주소 저장부는, 각 시퀀스 함수에 대한 파라미터의 주소를 할당하여 저장하는 제어가능한 인버터.
   
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 제어부는,
   상기 시퀀스 파라미터를 이용하여 상기 시퀀스 함수를 실행하고, 그 결과 파라미터의 주소를 상기 파라미터 주소 저장부에 저장하도록 제어하는 제어가능한 인버터.
   
6. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 제어부는,
   상기 시퀀스 파라미터 주소를 상기 파라미터 주소 저장부에 저장하도록 제어하는 제어가능한 인버터.
   
7. 삭제

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