KR101401172B1 - System for Controlling Multi Level Inverter and Method for the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템은, 복수의 단위셀이 직렬로 연결된 멀티레벨 인버터; 상기 단위셀을 제어하는 제1 신호를 생성하는 셀제어기; 및 상기 셀제어기로부터 전송되는 제1 신호를 제1 광신호로 변환하여 상기 단위셀로 전달하고, 상기 단위셀로부터 전송되는 제2 신호를 제2 광신호로 변환하여 상기 셀제어기로 전달하여, 상기 단위셀 보다 낮은 전압으로 동작하는 상기 셀제어기를 상기 단위셀로부터 전기적으로 차폐하는 I/O 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
본 발명에 따르면 주제어기 및 셀제어기를 단위셀의 고전압으로부터 절연할 수 있는 효과가 있다.A multi-level inverter control system according to an embodiment of the present invention includes a multi-level inverter in which a plurality of unit cells are connected in series; A cell controller for generating a first signal for controlling the unit cell; And a second controller for converting a first signal transmitted from the cell controller into a first optical signal and transmitting the first optical signal to the unit cell, converting a second signal transmitted from the unit cell to a second optical signal, And an I / O interface unit electrically shielding the cell controller operating at a voltage lower than the unit cell from the unit cell,
According to the present invention, the main controller and the cell controller can be isolated from the high voltage of the unit cell.
Description
본 발명은 인버터 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 멀티레벨 인버터의 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inverter control system, and more particularly, to a control system of a multilevel inverter and a control method thereof.
멀리레벨 인버터는, 각 상(Phase)마다 복수개의 단상 인버터(이하, '셀 인버터'라 함)를 직렬로 연결하고 각 셀 인버터 내에 저전압 전력용 반도체를 사용하여 고전압을 얻을 수 있는 고전압 대용량 인버터이다.The far-level inverter is a high-voltage, large-capacity inverter that can connect a plurality of single-phase inverters (hereinafter referred to as "cell inverters") in each phase and obtain a high voltage by using a semiconductor for low-voltage power in each cell inverter .
특히, 최근에는, 계통 안정화를 위하여 전력품질을 개선하고, 공급전압을 일정하기 유지하기 위한 무효전력 보상장치의 적용 요구에 따라, 멀티레벨 인버터가 무효전력 보상 시스템에도 적용되고 있다.In particular, recently, a multi-level inverter has been applied to a reactive power compensation system in accordance with a demand for applying a reactive power compensating device for improving power quality for system stabilization and maintaining a constant supply voltage.
이러한 멀티레벨 인버터를 제어하기 위한 제어 시스템은, 크게 집중제어 시스템과 분산제어 시스템으로 구분할 수 있다. 집중제어 시스템에서는, 각 셀 인버터 게이팅 앰프와 일부 보호회로 만이 내장되어 모든 제어 동작은 주제어기(Main Controller)에서 수행된다. 이와 같은 집중제어 시스템은 전체 시스템의 제어와 감시를 집중해서 수행하므로 일괄 제어가 간편하고, 데이터 처리나 시퀀스 처리 등이 간단한 장점이 있으나, 주제어기의 부담이 커지고 주제어기와 셀간의 많은 신호선이 필요한 단점이 있다.A control system for controlling such a multi-level inverter can be roughly divided into a centralized control system and a distributed control system. In the centralized control system, only each cell inverter gating amplifier and some protection circuits are built in, and all control operations are performed in the main controller. Such a centralized control system concentrates control and monitoring of the entire system, so that it is easy to perform batch control and simple processing of data processing and sequence processing. However, since the load of the main controller becomes large and a lot of signal lines between the main controller and the cell are required .
도 1은 종래기술에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템 중 분산제어 시스템의 일 실시예를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing an embodiment of a distributed control system among multi-level inverter control systems according to the related art.
도 1에서 알 수 있듯이, 도 1에 도시된 분산제어 시스템(10)의 경우, 전동기의 가속 및 변속을 제어하기 위한 전압 지령값을 산출하는 주제어기(11)와는 별도로, 주제어기(11)에 의해 산출된 전압 지령값에 따라 PWM 전압제어 및 위상제어를 수행하는 셀제어기(12a~12n, 13a~13n, 14a~14n)가 각 셀 인버터마다 설치되고, 셀제어기(12a~12n, 13a~13n, 14a~14n)가 게이팅 신호를 생성하거나 셀 단위의 보호 동작을 수행한다.1, in the case of the
이와 같은 분산제어 시스템(10)은 셀제어기(12a~12n, 13a~13n, 14a~14n)와 주제어기(11) 사이에는 통신을 이용하여 전압/전류 기준 신호, 고장 신호 등의 데이터 교환만이 이루어지기 때문에 신호선의 개수가 집중제어 시스템에 비하여 적고, 주제어기의 부담이 적으며, 셀 단위의 보호 동작이 용이하므로 전체 시스템의 신뢰성을 높일 수 있다는 장점이 있다.The
하지만, 이러한 멀티레벨 인버터의 분산제어 시스템(10)에서는, 고전압이 걸리는 셀 인버터와 셀제어기가 전기적으로 연결되어 있어, 셀제어기를 고전압으로부터 보호하기 위해 셀제어기의 구조가 복잡해지고, 부피가 커지는 문제가 있고, 고전압용 부품 사용에 따른 단가 상승 등의 문제가 있다.However, in the
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주제어기 및 셀제어기를 고전압이 걸리는 단위셀의 인버터와 전기적으로 절연하여, 주제어기 및 셀제어기를 상대적으로 저전압으로 구동할 수 있는 멀티레벨 인버터 제어 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a multilevel inverter control system capable of electrically isolating a main controller and a cell controller from an inverter of a unit cell which receives a high voltage and driving the main controller and the cell controller at a relatively low voltage And a control method thereof.
또한, 본 발명은 단위셀의 인버터의 스위칭으로 인한 노이즈의 영향을 최소화시킬 수 있는 멀티레벨 인버터 제어 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.It is another object of the present invention to provide a multi-level inverter control system and a control method thereof that can minimize the influence of noise due to switching of an inverter of a unit cell.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템은, 복수의 단위셀이 직렬로 연결된 멀티레벨 인버터; 상기 단위셀을 제어하는 제1 신호를 생성하는 셀제어기; 및 상기 셀제어기로부터 전송되는 제1 신호를 제1 광신호로 변환하여 상기 단위셀로 전달하고, 상기 단위셀로부터 전송되는 제2 신호를 제2 광신호로 변환하여 상기 셀제어기로 전달하여, 상기 단위셀 보다 낮은 전압으로 동작하는 상기 셀제어기를 상기 단위셀로부터 전기적으로 차폐하는 I/O 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a multi-level inverter control system including: a multi-level inverter having a plurality of unit cells connected in series; A cell controller for generating a first signal for controlling the unit cell; And a second controller for converting a first signal transmitted from the cell controller into a first optical signal and transmitting the first optical signal to the unit cell, converting a second signal transmitted from the unit cell to a second optical signal, And an I / O interface unit for electrically shielding the cell controller operating at a lower voltage than the unit cell from the unit cell.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티레벨 인버터 제어 방법은, 무효전력을 제어하기 위해 주제어기에서 계산된 단위셀의 전압 지령값을 셀제어기로 전송하는 단계; 상기 단위셀의 인버터에 병렬로 연결된 캐패시터의 양단 전압인 직류 링크 전압 및 상기 전압 지령값을 이용하여 상기 인버터를 구동하는 PWM 방식의 게이팅 신호를 생성하고, 상기 게이팅 신호를 포함하는 제1 신호를 상기 셀제어기에서 I/O 인터페이스부의 제1 보드로 출력하는 단계; 상기 제1 신호를 제1 광신호로 변환하여 상기 I/O 인터페이스부의 제2 보드로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a multi-level inverter, the method comprising: transmitting a voltage command value of a unit cell calculated by a main controller to a cell controller to control reactive power; Generating a PWM-type gating signal for driving the inverter using a DC link voltage, which is a voltage across the capacitor connected in parallel to an inverter of the unit cell, and the voltage command value, and outputting a first signal including the gating signal Outputting from the cell controller to the first board of the I / O interface unit; Converting the first signal into a first optical signal and outputting the first optical signal to a second board of the I / O interface unit.
본 발명에 따르면 주제어기 및 셀제어기를 단위셀의 고전압으로부터 전기적으로 분리할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect that the main controller and the cell controller can be electrically separated from the high voltage of the unit cell.
또한, 본 발명에 따르면 주제어기 및 셀제어기를 고전압으로부터 보호할 필요가 없어 시스템 구성이 용이하고, 주제어기 및 셀제어기를 저전압용 부품으로 제작할 수 있어 경제적이다.In addition, according to the present invention, it is not necessary to protect the main controller and the cell controller from high voltage, the system configuration is easy, and the main controller and the cell controller can be manufactured as low voltage parts, which is economical.
또한, 본 발명에 따르면 주제어기 및 셀제어기를 고전압으로부터 전기적으로 절연하므로 고전압에 의한 사용자의 감전위험을 감소시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, since the main controller and the cell controller are electrically isolated from the high voltage, the risk of electric shock of the user due to the high voltage can be reduced.
또한, 본 발명에 따르면, 광신호 사용으로 인해 고전압 대전류의 스위칭으로 인해 발생하는 노이즈에 의한 간섭을 최소화시킬 수 있고, 이로 인해 데이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to minimize interference due to noise due to switching of a high voltage and a large current due to use of an optical signal, thereby improving reliability of data.
또한, 본 발명에 따르면, 복수개의 그룹으로 그룹핑되어 있는 셀제어기들을 각 그룹 별로 할당된 통신채널을 통해 주제어기에 연결함으로써 통신주기를 더욱 단축시킬 수 있다는 효과가 있다.Also, according to the present invention, the communication period can be further shortened by connecting the cell controllers grouped into the plurality of groups to the main controller through the communication channel allocated to each group.
또한, 본 발명에 따르면 셀제어기간의 송수신 데이터 또는 주제어기와 셀제어기간의 송수신 데이터를 광 케이블을 이용하여 송수신하기 때문에 통신 거리를 증가시킬 수 있고, 이로 인해 제어 시스템의 규모를 용이하게 확장할 수 있다는 효과가 있다.Further, according to the present invention, since the transmission / reception data in the cell control period or the main control unit and the transmission / reception data in the cell control period are transmitted and received using the optical cable, the communication distance can be increased and the scale of the control system can be easily extended .
도 1은 종래기술에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템 중 분산제어 시스템의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템에서 주제어기의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템에서 I/O 인터페이스부의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티레벨 인버터 제어 방법을 나타내는순서도이다.1 is a diagram showing an embodiment of a distributed control system among multi-level inverter control systems according to the related art.
2 is a diagram illustrating the configuration of a multi-level inverter control system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating an embodiment of a main controller in a multi-level inverter control system according to the present invention.
4 is a diagram showing an embodiment of an I / O interface unit in a multi-level inverter control system according to the present invention.
5 is a diagram illustrating a configuration of a multi-level inverter control system according to another embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of controlling a multi-level inverter according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템에서 주제어기의 일 실시예를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a multi-level inverter control system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of a main controller in a multi-level inverter control system according to the present invention.
도 2 및 도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템(100)은, 주제어기(110), 복수개의 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n), I/O 인터페이스부(150), 복수개의 단위셀들(160a~160n, 170a~170n, 180a~180n), 리액터(190), 변압기(200), 스위칭기어(210), 및 센싱보드(220)를 포함한다.2 and 3, the multi-level
주제어기(110)는 각 상(Phase)에 멀티레벨로 연결된 단위셀들(160a~160n, 170a~170n, 180a~180n)의 전압 지령값을 계산하여 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)에 출력한다. 디지털 신호처리부(111), I/O 입력단자(113), 통신 인터페이스부(115), 및 센싱단자(117)을 포함할 수 있다.The
디지털 신호처리부(Digital Signal Process, DSP ; 111)는 복수개의 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)와 통신하는 CAN 드라이버를 복수개 포함할 수 있다. 이하, 편의를 위해 디지털 신호처리부(111)가 두 개의 CAN 드라이버를 포함하는 것을 예로 들어 설명한다.A digital signal processor (DSP) 111 may include a plurality of CAN drivers for communicating with a plurality of
일 실시예에 있어서, 디지털 신호처리부(111)는 제1 CAN 드라이버(111a) 및 제2 CAN 드라이버(111b)를 포함할 수 있다. 이에 대응하여 하나의 상에 포함된 복수의 상기 단위셀(160a 내지 160n, 170a 내지 170n, 또는 180a 내지 180n)에 I/O 인터페이스부(150)를 통해 연결되는 복수의 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)는 제1 셀그룹 및 제2 셀그룹으로 구성될 수 있다. 즉, 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)는 3개의 제1 셀그룹과 3개의 제2 셀그룹을 포함할 수 있다.In one embodiment, the digital signal processor 111 may include a
각 상의 상기 제1 셀그룹들은 상기 주제어기(110)의 제1 CAN 드라이버(111a)에 직렬로 연결되고, 각 상의 상기 제2 셀그룹들은 상기 주제어기(111)의 제2 CAN 드라이버(111b)에 직렬로 연결된다.The first cell groups of each phase are connected in series to the
이를 구체적으로 설명하면, 복수의 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)는 제1 셀그룹(120a 셀제어기를 포함하는 4개의 셀제어기, 130a 셀제어기를 포함하는 4개의 셀제어기, 및 140a 셀제어기를 포함하는 4개의 셀제어기) 및 제2 셀그룹(120n 셀제어기를 포함하는 4개의 셀제어기, 130n 셀제어기를 포함하는 4개의 셀제어기, 및 140n 셀제어기를 포함하는 4개의 셀제어기)으로 구성될 수 있는데, 각 상의 상기 제1 셀그룹들은 상기 주제어기의 제1 CAN 드라이버(111a)에 직렬로 연결되고, 각 상의 상기 제2 셀그룹들은 상기 주제어기의 제2 CAN 드라이버(111b)에 직렬로 연결될 수 있다.More specifically, the plurality of
상술한 바와 같이, 각 상의 제1 셀그룹을 제1 CAN 드라이버(111a)를 이용하여 하나의 CAN 통신 채널로 연결하고, 제2 셀그룹을 제2 CAN 드라이버(111b)를 이용하여 하나의 CAN 통신 채널로 연결하면, 통신주기를 단축시킬 수 있음은 물론, 데이터 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, the first cell group of each phase is connected by one CAN communication channel using the
주제어기(110)는, 전력계통의 전압 크기에 따라 무효전력 제어를 수행하여 각 상 별로 전압 지령값을 산출하고, 산출된 전압 지령값을 각 상의 출력 전류 방향 지령과 함께 각 상의 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)로 전송한다. 이때, 각 상의 출력 전류 방향 지령이란 각 상의 출력 전류의 방향이 지상인지 진상인지 여부를 나타내는 지령이다.The
또한, 주제어기(110)는, 각 상의 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)에 연결된 단위셀들(160a~160n, 170a~170n, 180a~180n)의 상태정보를 수신하고, 상기 상태정보에 따라 각 상의 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)의 동작을 제어하기 위한 명령을 각 상의 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)로 전달한다.The
구체적으로, 주제어기(110)는 시스템(100) 보호를 위한 비상정지를 명령하는 비상정지 명령, 시스템(100) 고장에 따라 시스템(100)을 초기화하고 재기동시키기 위한 리셋 명령, 상기 3상 멀티레벨 인버터의 캐패시터를 충전하는 초기충전명령, 또는 게이팅 신호 출력명령 중 적어도 하나를 각 상의 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)로 전달한다.Specifically,
일 실시예에 있어서, 이러한 비상정지 명령, 리셋명령, 초기충전 명령, 및 게이팅 신호 출력명령은 상술한 각 상의 출력전압 지령값 및 출력 전류 방향 지령이 포함된 제1 프레임 내에 함께 포함되어 전달될 수 있다.In one embodiment, the emergency stop command, the reset command, the initial charge command, and the gating signal output command may be included together in the first frame including the output voltage command value and the output current direction command of each phase described above have.
또한, 주제어기(110)는 각 상 별로 셀인버터 간의 PWM 위상을 동기화하여 셀인버터간의 순환전류를 방지하기 위해 PWM 동기화 명령을 각 상의 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)로 전송한다.The
이외에도, 주제어기(110)는 각 상의 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)로 인버터의 감시 및 제어를 위한 인터페이스(HMI: Human Management Interface) 데이터의 읽기 또는 쓰기 요청을 제2 프레임에 포함시켜 전달하고, 각 상의 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)로부터 이에 대한 응답을 프레임 형태로 수신할 수 있다.In addition, the
I/O 입력단자(113)는 스위칭기어(210)의 온오프제어 신호, 변압기(200)의 온도 신호, 리액터(190)의 온도 신호 중 적어도 하나를 주제어기(110)에 입력한다. 주제어기(110)는 상기 스위칭기어(210)의 온오프제어 신호, 변압기(200)의 온도 신호, 리액터(190)의 온도 신호를 전력계통(300)의 무효전력을 제어하기 위해 사용한다.The I /
통신 인터페이스부(115)는 주제어기와 외부 장치와의 다양한 통신 인터페이스를 제공한다. 일 실시예에 있어서, 통신 인터페이스부(115)는 아날로그 신호를 DAC에 출력하기 위한 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 인터페이스부(115a), SCI(Serial Communication Interface) 통신 인터페이스(115b), 기타 장치들과 이더넷 통신을 지원하는 이더넷 통신 인터페이스(115c)를 포함할 수 있다. The
이때, SPI(Serial Peripheral Interface) 통신 인터페이스부(115a)는 주제어기(110)를 모니터링하기 위한 스코프(scope)와 연결될 수 있고, SCI(Serial Communication Interface) 통신 인터페이스(115b)는 RS-232 등으로 셀인버터의 감시 및 제어를 위한 인터페이스(HMI: Human Management Interface)과 연결될 수 있고, 이더넷 통신 인터페이스(115c)는 Host computer, HMI 등과 같은 장치와 연결될 수 있다.At this time, the SPI (Serial Peripheral Interface)
센싱단자(117)는 전력계통의 계통전압(V1), 상기 전력계통의 부하전류(I1), 및 상기 3상 멀티레벨 인버터의 출력전류(I2) 중 적어도 하나를 측정하여 상기 주제어기로 출력하는 센싱보드(220)에서 출력한 신호를 센싱한다. 도 3에 있어서 센싱보드(220)는 주제어기(110)와 별도로 분리된 것으로 표시하였으나, 다른 실시예에 있어서 센싱보드(220)는 주제어기(110)에 포함될 수도 있다.The
셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)는 주제어기(110)의 상기 전압 지령값을 수신하고, 상기 단위셀(160a 내지 160n, 170a 내지 170n, 180a 내지 180n)을 제어하는 제1 신호를 출력한다. The
이를 위해, 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)는 주제어기(110)와의 접속을 위한 CAN 드라이버(미도시)를 지원하는 DSP(Digital Signal Process)를 포함할 수 있다.For this purpose, the
각 상(A, B, C)에는 포함된 복수개의 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)는 그 특징이 동일 또는 유사하므로, 이하에서는 설명의 편의를 위해, A상의 셀제어기(120a)를 기준으로 설명하기로 한다.A plurality of
셀제어기(120a)는 주제어기(110)로부터 전압 지령값을 수신하고, 단위셀(160a)을 제어하는 제1 신호를 제1 보드(151)에 출력한다.The
일 실시예에 있어서 상기 제1 신호는 제1 레그의 탑(Top) 인버터에 대한 게이팅 신호, 제2 레그의 탑(Top) 인버터에 대한 게이팅 신호, 게이팅 온오프 제어 신호, 및 아날로그 센싱채널 선택신호를 포함하여 4비트 신호로 구성될 수 있다. 이때, 제1 레그의 탑 인버터는 상기 단위셀에 포함된 H-Bridge 인버터 중 하나의 가지(branch)에 직렬로 연결된 인버터 중 윗쪽에 연결된 인버터이고, 상기 제2 레그의 탑 인버터는 상기 H-Bridge 인버터 중 다른 하나의 가지(branch)에 직렬로 연결된 인버터 중 윗쪽에 연결된 인버터이다.In one embodiment, the first signal includes a gating signal for the top inverter of the first leg, a gating signal for the top inverter of the second leg, a gating on-off control signal, And a 4-bit signal including a 4-bit signal. In this case, the top inverter of the first leg is connected to the upper side of the inverters connected in series to one branch of the H-Bridge inverters included in the unit cell, and the top inverter of the second leg is connected to the H- It is the inverter connected above the inverter connected in series to the other branch of the inverter.
또한, 셀제어기(120a)는 I/O 인터페이스부(150)의 제1 보드(151)로부터 단위셀(160a)의 직류 링크 전압을 입력받을 수 있다. 이때, 직류 링크 전압은 단위셀(160a)에 포함된 인버터에 연결된 캐패시터의 양단 전압이다.The
이를 구체적으로 설명하면, 셀제어기(120a)는 주제어기(110)로부터의 각 셀제어기(120a)의 직류 링크 전압 및 상태정보 요청이 포함된 프레임이 수신되면, 직류 링크 전압의 평균값을 산출하여 주제어기(110)로 전달한다. 또한, 셀제어기(120a)는 셀제어기(120a)의 상태정보를 주제어기(110)로 전달한다. 이때, 셀제어기(120a)의 상태정보란 단위셀의 동작여부, 정지여부, 및 고장여부를 포함한다.Specifically, the
도 4는 본 발명에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템에서 I/O 인터페이스부의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 이하 I/O 인터페이스부(150)의 일 실시예를 설명하기 위해 도 2 및 도 4를 참조하여 설명한다.4 is a diagram showing an embodiment of an I / O interface unit in a multi-level inverter control system according to the present invention. Hereinafter, an embodiment of the I /
I/O 인터페이스부(150)는 상기 셀제어기(120a)로부터 전송되는 제1 신호를 제1 광신호로 변환하여 상기 단위셀(160a)로 전달하고, 상기 단위셀(160a)로부터 전송되는 제2 신호를 제2 광신호로 변환하여 상기 셀제어기(120a)로 전달하여, 고전압으로 동작하는 상기 단위셀(160a)과 저전압으로 동작하는 상기 셀제어기(120a)를 전기적으로 차폐한다.The I /
이를 위해, 일 실시예에 있어서 I/O 인터페이스부(150)는 상기 셀제어기(120a)와 연결되는 제1 보드(151) 및 상기 단위셀(160a)과 연결되는 제2 보드(153)를 포함할 수 있고, 상기 제1 보드(151) 및 제2 보드(153)는 광신호로 연결된다. The I /
제1 보드(151)는 상기 셀제어기(120a)와 연결되어 셀제어기(120a)에서 수신한 제1 신호를 제1 광신호로 변환한다.The
일 실시예에 있어서, 제1 신호는 상기 단위셀(160a)의 인버터 구동을 위한 PWM 방식의 게이팅 신호를 포함하고, 상기 제2 신호는 상기 단위셀(160a)에 포함된 인버터에 병렬로 연결된 캐패시터의 양단 전압인 직류 링크 전압(DC link voltage) 및 상기 단위셀(160a)의 히트 싱크 온도 중 어느 하나를 포함한다.In one embodiment, the first signal includes a PWM type gating signal for driving an inverter of the
또한, 다른 실시예에 있어서, 제1 신호는 제1 레그(leg1)의 탑(Top) 인버터(161T)에 대한 PWM 방식의 제1 게이팅 신호(gs1), 제2 레그(leg2)의 탑(Top) 인버터(162T)에 대한 PWM 방식의 제2 게이팅 신호(gs2), 상기 단위셀에 포함된 인버터의 구동 여부에 대한 게이팅 온오프 제어 신호(gon), 및 상기 직류 링크 전압과 상기 히트 싱크 온도의 선택에 대한 아날로그 센싱채널 선택신호(ass)를 포함할 수 있다. In another embodiment, the first signal is a PWM first gating signal gs1 for the
이때, 일 실시예에 있어서, 제1 보드(151)는 상기 제1 신호에 포함된 제1 게이팅 신호(gs1), 제2 게이팅 신호(gs2), 게이팅 온오프 제어 신호(gon), 및 아날로그 센싱채널 선택신호(ass)를 하나의 프레임으로 구성하여 제1 광신호로 변환할 수 있다.In one embodiment, the
제1 보드(151)는 제2 보드(153)에서 캐패시터(163) 양단에 걸리는 직류 링크 전압(DC link voltage, Vdc) 또는 히트 싱크 온도(H.Temp)를 광신호로 입력받아 셀제어기(120a)에 출력한다.The
제2 보드(153)는 제1 보드(151)로부터 제1 광신호를 입력받아 게이트 드라이버(230)에 단위셀(160a)의 인버터 구동 신호(gd1 내지 gd4)를 출력한다.The
제1 인버터 구동 신호(gd1)는 제1 레그(leg1)의 탑(Top) 인버터(161T)를 구동하는 구동 신호이고, 제2 인버터 구동 신호(gd2)는 제1 레그(leg1)의 바텀(Bottom) 인버터(161B)를 구동하는 구동 신호이고, 제3 인버터 구동 신호(gd3)는 제2 레그(leg2)의 탑(Top) 인버터(162T)를 구동하는 구동 신호이고, 제4 인버터 구동 신호(gd4)는 제2 레그(leg2)의 바텀(Bottom) 인버터(162B)를 구동하는 구동 신호이다.The first inverter drive signal gd1 is a drive signal for driving the
이때, 제1 인버터 구동 신호(gd1)는 제1 레그(leg1)의 탑(Top) 인버터(161T)에 대한 PWM 방식의 게이팅 신호(gs1)를 이용하여 산출하고, 제2 인버터 구동 신호(gd2)는 제1 레그(leg1)의 탑(Top) 인버터(161T)에 대한 PWM 방식의 게이팅 신호(gs1)를 반전하여 산출한다.The first inverter drive signal gd1 is calculated using the PWM gating signal gs1 for the
마찬가지로, 제3 인버터 구동 신호(gd3)는 제2 레그(leg2)의 탑(Top) 인버터(162T)에 대한 PWM 방식의 게이팅 신호(gs2)를 이용하여 산출하고, 제4 인버터 구동 신호(gd4)는 제2 레그(leg2)의 탑(Top) 인버터(162T)에 대한 PWM 방식의 게이팅 신호(gs2)를 반전하여 산출한다.Similarly, the third inverter drive signal gd3 is calculated using the PWM-type gating signal gs2 for the
이때, 게이트 드라이버(230)는 제2 보드(153) 및 상기 단위셀(160a) 사이에 연결되어, 상기 단위셀(160a)의 인버터를 구동하고, 상기 단위셀(160a)로부터 과전류 신호를 검출할 수 있다.At this time, the
한편, 도 4에서는 게이트 드라이버(230)을 제2 보드(153)와 분리되는 별도의 장치로 도시하였으나, 경우에 따라서 상기 게이트 드라이버(230)는 I/O 인터페이스부(150) 또는 제2 보드(153)에 포함될 수 있다.4, the
제2 보드(153)는 게이트 드라이버(230)로부터 과전류 여부를 입력받아, 과전류 발생시 인버터 구동 신호(gd1 내지 gd4)를 차단할 수 있다.The
제2 보드(153)는 상기 단위셀(160a)과 연결되어 단위셀(160a)로부터 전송되는 제2 신호를 제2 광신호로 변환한다. 제2 신호는 상기 단위셀(160a)로부터 캐패시터(163) 양단에 걸리는 직류 링크 전압(DC link voltage, Vdc) 및 히트 싱크 온도(H.Temp)이다. 제2 광신호는 아날로그 센싱채널 선택신호(ass)에 따라 선택된 상기 직류 링크 전압(Vdc) 또는 히트 싱크 온도(H.Temp)이다.The
복수개의 단위셀들(160a~160n, 170a~170n, 180a~180n)은 직렬로 연결되어 3상 멀티레벨 인버터를 구성한다.The plurality of
멀리레벨 인버터는, 각 상(Phase)마다 복수개의 단위셀 직렬로 연결하여 고전압을 얻을 수 있는 고전압 대용량 인버터이다. 상기 3상 단위셀(160a~160n, 170a~170n, 180a~180n)은 A상 단위셀(160a~160n), B상 단위셀(170a~170n), 및 C상 단위셀(180a~180n)을 포함한다.The far-level inverter is a high-voltage, large-capacity inverter that can obtain a high voltage by connecting a plurality of unit cells in series for each phase. The three-
일 실시예에 있어서 단위셀(160a~160n, 170a~170n, 180a~180n)은 H-Bridge 인버터(161T, 161B, 162T, 및 162B), 상기 H-Bridge 인버터(161T, 161B, 162T, 및 162B)에 병렬로 연결된 캐패시터(163), 및 상기 H-Bridge 인버터(161T, 161B, 162T, 및 162B)에 연결된 바이패스 스위치(164)를 포함할 수 있다.The
리액터(190)는 상기 A상 단위셀(160a~160n), B상 단위셀(170a~170n), 및 C상 단위셀(180a~180n)의 일단에는 각각 연결될 수 있고, 상기 각각의 리액터(190)의 타단은 변압기(200)에 연결된다. The
변압기(200)는 스위칭기어(210)에 연결되고, 스위칭기어(210)의 타단은 전력계통에 병렬로 연결된다.The
일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템(100)은, 계통에 병렬로 접속되어 계통의 무효전력을 보상하는 STATCOM(Static Synchronous Compensator)을 구성할 수 있다.In one embodiment, the multilevel
이와 같이, 본 발명에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템(100)을 이용하여 STATCOM을 구성함으로써, 계통의 무효전력을 보상함으로써 전력계통을 안정화시킬 수 있다.Thus, by configuring the STATCOM using the multilevel
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a configuration of a multi-level inverter control system according to another embodiment of the present invention.
도 5에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티레벨 인버터 제어 시스템(100)은, 주제어기(110), 복수개의 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n), I/O 인터페이스부(150), 복수개의 단위셀들(160a~160n, 170a~170n, 180a~180n), 리액터(190), 변압기(200), 및 스위칭기어(210)를 포함할 수 있다. 도 5의 실시예에서는 하나의 제1 보드가 복수의 제2 보드와 광신호를 주고 받는데, 이하 중복을 피하기 위하여 도 2에서 설명한 멀티레벨 인버터 제어 시스템(100)과의 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.5, the multi-level
I/O 인터페이스부(150)는 상기 셀제어기(120a~120n, 130a~130n, 140a~140n)와 연결되는 제1 보드(151) 및 상기 단위셀(160a~160n, 170a~170n, 180a~180n)과 연결되는 제2 보드(153a 내지 153n)를 포함하고, 상기 제1 보드(151)는 복수의 제2 보드(153a 내지 153n)와 광신호로 연결된다.The I /
일 실시예에 있어서, 제1 보드(151)는 4개의 제2 보드(153a 내지 153n)에 광신호로 연결될 수 있다. 이 경우 하나의 셀제어기는 I/O 인터페이스부(150)를 통해 4개의 단위셀과 연결될 수 있다. 즉, 도 2의 실시예와 비교하여 동일한 수의 단위셀을 제어하는 셀제어기의 숫자가 감소된다. 이에 따라 주제어기(110)의 CAN 통신을 통해 직렬로 연결되는 셀제어기의 숫자가 감소되고, 하나의 CAN 통신 회선을 통한 단위셀의 제어신호 출력주기가 단축된다.In one embodiment, the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티레벨 인버터 제어 방법을 나타내는순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of controlling a multi-level inverter according to an embodiment of the present invention.
도 6에서 알 수있듯이, 우선, 주제어기에서 단위셀 제어를 위한 전압 지령값을 계산한다(S1100). 계통에 병렬로 연결되는 멀티레벨 인버터 제어 시스템은 무효전력을 보상하여 전력 효율을 개선시킨다. 따라서, 무효전력을 제어하기 위해 주제어기는 각 상마다 단위셀의 전압 지령값을 계산하여 셀제어기로 출력한다.As shown in FIG. 6, first, a voltage command value for unit cell control is calculated in the main controller (S1100). A multi-level inverter control system connected in parallel to the grid improves power efficiency by compensating for reactive power. Therefore, in order to control the reactive power, the main controller calculates the voltage command value of the unit cell for each phase and outputs it to the cell controller.
다음, 상기 단위셀의 인버터에 병렬로 연결된 캐패시터의 양단 전압인 직류 링크 전압 및 상기 전압 지령값을 이용하여 상기 인버터를 구동하는 PWM 방식의 게이팅 신호를 생성하고, 상기 게이팅 신호를 포함하는 제1 신호를 상기 셀제어기에서 I/O 인터페이스부의 제1 보드로 출력한다(S1200).Next, a PWM-type gating signal for driving the inverter is generated using a DC link voltage, which is a voltage between both ends of a capacitor connected in parallel to an inverter of the unit cell, and the voltage command value, and a first signal To the first board of the I / O interface unit in the cell controller (S1200).
일 실시예에 있어서, 상기 제1 신호는 제1 레그(leg1)의 탑(Top) 인버터(161T)에 대한 PWM 방식의 게이팅 신호(gs1), 제2 레그(leg2)의 탑(Top) 인버터(162T)에 대한 PWM 방식의 게이팅 신호(gs2), 게이팅 온오프 제어 신호(gon), 및 아날로그 센싱채널 선택신호(ass)를 포함하여 4비트 신호로 구성될 수 있다.In one embodiment, the first signal is a PWM gating signal gs1 for the
다음, 상기 제1 보드가 입력받은 제1 신호를 제1 광신호로 변환하여 상기 I/O 인터페이스부의 제2 보드로 출력한다(S1300). 제2 보드는 고전압을 사용하는 3상 멀티레벨 인버터에 연결되어 고전압을 사용하나 제1 보드는 제2 보드와 광신호로 연결되므로 상대적으로 저전압으로 구동될 수 있다. 따라서, 제1 보드에 연결된 셀제어기 및 셀제어기에 연결된 주제어기를 저전압으로 구동시킬 수 있다.Next, the first board converts the first signal received by the first board into a first optical signal, and outputs the first optical signal to the second board of the I / O interface unit (S1300). The second board is connected to a three-phase multilevel inverter using a high voltage and uses a high voltage. However, since the first board is connected to the second board via an optical signal, it can be driven at a relatively low voltage. Therefore, the main controller connected to the cell controller and the cell controller connected to the first board can be driven at a low voltage.
이에 따라, 주제어기 및 셀제어기를 단위셀의 고전압으로부터 전기적으로 분리할 수 있는 효과가 있고, 주제어기 및 셀제어기를 고전압으로부터 보호할 필요가 없어 시스템 구성이 용이하고, 주제어기 및 셀제어기를 저전압용 부품으로 제작할 수 있어 경제적이다.Accordingly, it is possible to electrically isolate the main controller and the cell controller from the high voltage of the unit cell, and it is not necessary to protect the main controller and the cell controller from the high voltage, It is economical because it can be manufactured as parts for use.
다음, 상기 제2 보드가 입력받은 제1 광신호를 전기적 신호로 변환하여 상기 단위셀로 출력한다(S1400). 즉, 제2 보드는 제1 보드로부터 제1 광신호를 입력받아 게이트 드라이버에 단위셀의 인버터 구동 신호(gd1 내지 gd4)를 출력한다.Next, the second board converts the input first optical signal into an electrical signal, and outputs the electrical signal to the unit cell (S1400). That is, the second board receives the first optical signal from the first board and outputs inverter drive signals gd1 to gd4 of the unit cells to the gate driver.
제1 인버터 구동 신호(gd1)는 제1 레그(leg1)의 탑(Top) 인버터를 구동하는 구동 신호이고, 제2 인버터 구동 신호(gd2)는 제1 레그(leg1)의 바텀(Bottom) 인버터를 구동하는 구동 신호이고, 제3 인버터 구동 신호(gd3)는 제2 레그(leg2)의 탑(Top) 인버터를 구동하는 구동 신호이고, 제4 인버터 구동 신호(gd4)는 제2 레그(leg2)의 바텀(Bottom) 인버터를 구동하는 구동 신호이다.The first inverter drive signal gd1 is a drive signal for driving the top inverter of the first leg leg1 and the second inverter drive signal gd2 is a drive signal for driving the bottom inverter of the first leg leg1 The third inverter driving signal gd3 is a driving signal for driving the top inverter of the second leg leg2 and the fourth inverter driving signal gd4 is a driving signal for driving the second leg leg2, And is a driving signal for driving a bottom inverter.
일 실시예에 있어서, 제1 인버터 구동 신호(gd1)는 제1 레그(leg1)의 탑(Top) 인버터에 대한 PWM 방식의 게이팅 신호(gs1)를 이용하여 산출하고, 제2 인버터 구동 신호(gd2)는 제1 레그(leg1)의 탑(Top) 인버터에 대한 PWM 방식의 게이팅 신호(gs1)를 반전하여 산출한다.In one embodiment, the first inverter drive signal gd1 is calculated using the PWM gating signal gs1 for the top inverter of the first leg leg1, and the second inverter drive signal gd2 ) Inverts the gating signal gs1 of the PWM scheme for the top inverter of the first leg leg1.
마찬가지로, 제3 인버터 구동 신호(gd3)는 제2 레그(leg2)의 탑(Top) 인버터에 대한 PWM 방식의 게이팅 신호(gs2)를 이용하여 산출하고, 제4 인버터 구동 신호(gd4)는 제2 레그(leg2)의 탑(Top) 인버터에 대한 PWM 방식의 게이팅 신호(gs2)를 반전하여 산출한다.Likewise, the third inverter drive signal gd3 is calculated using the PWM-type gating signal gs2 for the top inverter of the second leg leg2, and the fourth inverter drive signal gd4 is calculated using the second- The gating signal gs2 of the PWM method for the top inverter of the leg 2 is inverted and calculated.
다음, 상기 직류 링크 전압(DC link voltage) 및 상기 단위셀의 히트 싱크 온도 중 어느 하나를 포함하는 제2 신호를 제2 광신호로 변환하여 상기 제1 보드로 출력한다(S1500).Next, a second signal including any one of the DC link voltage and the heat sink temperature of the unit cell is converted into a second optical signal and output to the first board (S1500).
일 실시예에 있어서, 상기 멀티레벨 인버터 제어 방법은 게이트 드라이버에서 상기 단위셀의 과전압이 검출되면 상기 제2 보드에서 출력되는 상기 게이팅 신호를 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the multi-level inverter control method further includes blocking the gating signal output from the second board when an overvoltage of the unit cell is detected in the gate driver.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
100 - 멀티레벨 인버터 제어 시스템 110 - 주제어기
111- 디지털 신호처리부 113 - I/O 입력단자
115 - 통신 인터페이스부 117 - 센싱단자
120a~120n, 130a~130n, 140a~140n - 복수개의 셀제어기
150 - I/O 인터페이스부 151 - 제1 보드
153 - 제2 보드
160a~160n, 170a~170n, 180a~180n - 복수개의 단위셀
190 - 리액터 200 - 변압기
210 - 스위칭기어100 - Multi-level inverter control system 110 - Main controller
111 - Digital Signal Processing Unit 113 - I / O Input Terminal
115 - Communication interface part 117 - Sensing terminal
120a to 120n, 130a to 130n, 140a to 140n,
150 - I / O interface unit 151 - First board
153 - Second board
160a to 160n, 170a to 170n, 180a to 180n,
190 - Reactor 200 - Transformer
210 - switching gear
Claims (17)
상기 단위셀의 제어를 위한 게이팅 신호를 포함하는 제1 신호를 생성하는 셀제어기; 및
상기 제1 신호를 제1 광신호로 변환하여 상기 단위셀로 전달하고, 상기 단위셀의 인버터에 포함된 캐패시터의 양단 전압인 직류 링크 전압(DC link voltage) 및 상기 단위셀의 히트 싱크 온도 중 적어도 하나를 포함하는 제2 신호를 제2 광신호로 변환하여 상기 셀제어기로 전달하여, 상기 셀제어기로부터 상기 복수의 단위셀을 전기적으로 분리시키는 I/O 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티레벨 인버터 제어 시스템.A multilevel inverter having a plurality of unit cells connected in series;
A cell controller for generating a first signal including a gating signal for controlling the unit cell; And
A DC link voltage, which is a voltage between both ends of a capacitor included in an inverter of the unit cell, and a temperature of a heat sink of the unit cell, And an I / O interface unit for converting a second signal including one of the plurality of unit cells into a second optical signal and delivering the second signal to the cell controller to electrically isolate the plurality of unit cells from the cell controller. Control system.
상기 I/O 인터페이스부는 상기 셀제어기와 연결되고 상기 제1 신호를 상기 제1 광신호로 변환하는 제1 보드 및 상기 단위셀과 연결되고 상기 제2 신호를 상기 제2 광신호로 변환하는 제2 보드를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 레벨 인버터 제어 시스템.The method according to claim 1,
The I / O interface unit includes a first board connected to the cell controller and converting the first signal into the first optical signal, and a second board connected to the unit cell and converting the second signal into the second optical signal. Board control system for a multi-level inverter.
상기 I/O 인터페이스부는 상기 셀제어기에 연결되는 제1 보드 및 상기 제1 보드에 연결되는 n개의 제2 보드를 포함하고,
상기 셀제어기는, 상기 n개의 제2 보드로 제공할 n개의 상기 제1 신호를 생성하여 상기 I/O 인터페이스부로 제공하는 것을 특징으로 하는 멀티 레벨 인버터 제어 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the I / O interface unit includes a first board connected to the cell controller and n second boards connected to the first board,
Wherein the cell controller generates n first signals to be provided to the n second boards and provides the first signals to the I / O interface unit.
상기 셀제어기는 제1 셀그룹 및 제2 셀그룹을 포함하고,
각 상(phase)의 상기 제1 셀그룹들은 주제어기의 제1 CAN 드라이버에 직렬로 연결되고, 각 상(phase)의 상기 제2 셀그룹들은 상기 주제어기의 제2 CAN 드라이버에 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티레벨 인버터 제어 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the cell controller includes a first cell group and a second cell group,
The first group of cells of each phase are connected in series to a first CAN driver of the main controller and the second group of cells of each phase are serially connected to a second CAN driver of the main controller Wherein the inverter control system is a multi-level inverter control system.
각 상(Phase)에 멀티레벨로 연결된 상기 단위셀을 제어하기 위한 전압 지령값, 상기 단위셀 간의 PWM 위상을 동기화시키기 위한 PWM 동기화 명령, 상기 멀티레벨 인버터를 정지시키는 비상정지명령, 상기 멀티레벨 인버터를 초기화하는 리셋명령, 및 상기 멀티레벨 인버터의 캐패시터를 충전하는 초기충전명령 중 적어도 하나를 상기 셀제어기로 전송하는 주제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티레벨 인버터 제어 시스템.The method according to claim 1,
A PWM synchronizing command for synchronizing a PWM phase between the unit cells, an emergency stop command for stopping the multi-level inverter, a voltage command value for controlling the unit cell connected to the multi-level inverter in each phase, And a main controller for transmitting at least one of an initial charge command for charging the capacitor of the multilevel inverter to the cell controller.
복수개의 상기 셀제어기와 통신하기 위한, 복수개의 CAN 드라이버를 지원하는 디지털 신호처리부(Digital Signal Process, DSP); 및 전력계통에 연결되는 스위칭기어의 온오프제어 신호, 상기 스위칭기어 및 멀티레벨 인버터 사이에 연결된 변압기의 온도 신호, 및 상기 변압기 및 멀티레벨 인버터 사이에 연결된 리액터의 온도 신호 중 적어도 하나를 측정하는 I/O 입력단자를 포함하는 주제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티레벨 인버터 제어 시스템.The method according to claim 1,
A digital signal processor (DSP) supporting a plurality of CAN drivers for communicating with the plurality of cell controllers; And an on-off control signal of a switching gear connected to the power system, a temperature signal of a transformer connected between the switching gear and the multi-level inverter, and a temperature signal of a reactor connected between the transformer and the multilevel inverter / O < / RTI > input terminal of the multi-level inverter control system.
상기 단위셀의 인버터를 구동하는 PWM 방식의 게이팅 신호를 포함하는 제1 신호를 제1 보드에서 제1 광신호로 변환하여 제2 보드로 출력하고, 상기 단위셀의 인버터에 병렬로 연결된 캐패시터의 양단 전압인 직류 링크 전압(DC link voltage) 및 상기 단위셀의 히트 싱크 온도 중 어느 하나를 포함하는 제2 신호를 상기 제2 보드에서 제2 광신호로 변환하여 상기 제1 보드로 출력하는 단계를 포함하고,
상기 셀제어기는, 상기 전압 지령값 및 상기 제1 보드를 통해 수신되는 상기 직류 링크 전압을 이용하여 상기 PWM 방식의 게이팅 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티레벨 인버터 제어 방법.Transmitting the voltage command value of the unit cell calculated by the main controller to the cell controller to control the reactive power; And
A first signal including a PWM type gating signal for driving an inverter of the unit cell is converted from a first board to a first optical signal and outputted to a second board, and both ends of a capacitor connected in parallel to the inverter of the unit cell Converting a second signal including one of a DC link voltage (DC link voltage) and a heat sink temperature of the unit cell from the second board to a second optical signal and outputting the second signal to the first board and,
Wherein the cell controller generates the PWM gating signal using the voltage command value and the DC link voltage received through the first board.
상기 제1 신호는,
상기 단위셀의 인버터 구동 여부에 대한 게이팅 온오프 제어 신호 및 상기 직류 링크 전압과 상기 단위셀의 히트 싱크 온도 중 어느 하나의 선택에 대한 아날로그 센싱채널 선택신호를 더 포함하고,
상기 PWM 방식의 게이팅 신호는, 제1 레그의 탑(Top) 인버터에 대한 제1 게이팅 신호 및 제2 레그의 탑(Top) 인버터에 대한 제2 게이팅 신호를 포함하며, 상기 제1 레그의 탑 인버터는 상기 단위셀의 H-Bridge 인버터 중 하나의 가지(branch)에 직렬로 연결된 인버터 중 하나이고, 상기 제2 레그의 탑 인버터는 상기 H-Bridge 인버터 중 다른 하나의 가지(branch)에 직렬로 연결된 인버터 중 하나인 것을 특징으로 하는 멀티레벨 인버터 제어 방법.14. The method of claim 13,
Wherein the first signal comprises:
Further comprising an analog sensing channel selection signal for selecting either a gating on-off control signal indicating whether the unit cell is driven by an inverter, and a temperature of the DC link voltage and a heat sink temperature of the unit cell,
The gating signal of the PWM scheme includes a first gating signal for a top inverter of a first leg and a second gating signal for a top inverter of a second leg, Bridge inverter is one of inverters connected in series to one branch of the H-bridge inverters of the unit cell, and the top inverter of the second leg is connected in series to another branch of the H-Bridge inverter Wherein the inverter is one of inverters.
상기 제1 보드로 출력하는 단계에서,
상기 제1 게이팅 신호, 제2 게이팅 신호, 게이팅 온오프 제어 신호, 및 아날로그 센싱채널 선택신호가 포함된 상기 제1 신호를 하나의 프레임으로 구성하여 상기 제1 광신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 멀티레벨 인버터 제어 방법.15. The method of claim 14,
In the step of outputting to the first board,
And the first signal including the first gating signal, the second gating signal, the gating on / off control signal, and the analog sensing channel selection signal is converted into the first optical signal by constituting one frame. Level inverter control method.
상기 제2 신호는, 상기 직류 링크 전압과 상기 단위셀의 히트 싱크 온도 중 상기 셀제어기로 전송할 신호를 선택하는 아날로그 센싱채널 선택신호에 따라 선택된 어느 하나의 신호인 것을 특징으로 하는 멀티레벨 인버터 제어 방법.14. The method of claim 13,
And the second signal is any one selected in accordance with an analog sensing channel selection signal for selecting a signal to be transmitted to the cell controller among the DC link voltage and the heat sink temperature of the unit cell. .
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
US5638263A (en) | 1994-03-01 | 1997-06-10 | Halmar Robicon Group | Low and medium voltage PWM AC/DC power conversion method and apparatus |
US6301130B1 (en) | 1999-09-01 | 2001-10-09 | Robicon Corporation | Modular multi-level adjustable supply with parallel connected active inputs |
-
2012
- 2012-10-19 KR KR1020120116845A patent/KR101401172B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5638263A (en) | 1994-03-01 | 1997-06-10 | Halmar Robicon Group | Low and medium voltage PWM AC/DC power conversion method and apparatus |
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Non-Patent Citations (4)
Title |
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IEEE 논문(제목: A Simple and Reliable PWM Synchronization & Phase-Shift Method for Cascaded H-Bridge Multilevel Inverters based on a Standard Serial Communication Protocol), 논문발표 2006년 * |
IEEE 논문(제목: A Simple and Reliable PWM Synchronization & Phase-Shift Method for Cascaded H-Bridge Multilevel Inverters based on a Standard Serial Communication Protocol), 논문발표 2006년* |
International IOR Rectifier IR2030/IR2132 데이터 쉬트(제목: 3-PHASE BRIDGE DRIVER), 발표일 2004년 * |
International IOR Rectifier IR2030/IR2132 데이터 쉬트(제목: 3-PHASE BRIDGE DRIVER), 발표일 2004년* |
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