KR101425728B1 - Apparatus for compensating current ripple of inverter and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인버터의 전류 리플 보상 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 인버터 제어기로부터 인버터로 입력되는 직류 전류와 상기 인버터로부터 출력되는 교류 전류를 각각 센싱하고, 상기 센싱 전류를 기반으로 직류 전류에 포함되어 있는 리플 성분을 제거함으로써, 인버터에서 출력되는 교류 전류 파형의 왜곡을 방지하는 인버터의 전류 리플 보상 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 인버터의 전류 리플 보상 장치에 있어서, 인버터로 입력되는 직류 전류와 상기 인버터로부터 출력되는 교류 전류를 각각 센싱하는 전류 센싱부; 상기 전류 센싱부가 센싱한 교류 전류를 동기 좌표계로 변환하는 좌표계 변환부; 상기 좌표계 변환부에 의해 변환된 동기 좌표계의 직류 전류 및 교류 전류를 이용하여 리플을 추출하는 리플 추출부; 상기 리플 추출부가 추출한 리플을 기반으로 보상값을 생성하는 보상값 생성부; 및 상기 보상값 생성부가 생성한 보상값을 이용하여 상기 직류 전류에 포함되어 있는 리플을 제거하는 리플 보상부를 포함한다.The present invention relates to an apparatus and method for compensating for current ripple in an inverter, and more particularly to an apparatus and method for compensating a current ripple of an inverter, which detects a DC current input from an inverter controller to an inverter and an AC current output from the inverter, SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a current ripple compensation apparatus and method for an inverter that prevents distortion of an AC current waveform output from an inverter by removing ripple components.
To this end, the present invention provides a current ripple compensation apparatus for an inverter, comprising: a current sensing unit for sensing a direct current input to the inverter and an alternating current output from the inverter; A coordinate system conversion unit for converting the AC current sensed by the current sensing unit into a synchronous coordinate system; A ripple extracting unit for extracting ripples by using a DC current and an AC current of the synchronous coordinate system converted by the coordinate system converting unit; A compensation value generating unit for generating a compensation value based on the ripple extracted by the ripple extracting unit; And a ripple compensation unit for removing the ripple included in the direct current using the compensation value generated by the compensation value generator.

Description

인버터의 전류 리플 보상 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR COMPENSATING CURRENT RIPPLE OF INVERTER AND METHOD THEREOF}[0001] APPARATUS FOR COMPENSATING CURRENT RIPPLE OF INVERTER AND METHOD THEREOF [0002]

본 발명은 인버터의 전류 리플 보상 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인버터 제어기로부터 인버터로 입력되는 직류 전류와 상기 인버터로부터 출력되는 교류 전류를 각각 센싱하고, 상기 센싱 전류를 기반으로 직류 전류에 포함되어 있는 리플 성분을 제거하는 인버터의 전류 리플 보상 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for compensating a current ripple of an inverter, and more particularly, to an apparatus and method for compensating a current ripple of an inverter, the method comprising sensing a DC current input to the inverter from an inverter controller and an AC current output from the inverter, The present invention relates to an apparatus for compensating a current ripple of an inverter and a method thereof.

연료전지 발전 시스템(BOP : Balance Of Plant)은 연료에 포함되어 있는 수소와 공기 중 산소의 전기화학적 반응을 통해서 전기를 생산하는 시스템이다. 화력 발전에 비하여 30% 이상의 발전용 연료를 절감할 수 있으며, 공해 물질의 배출이 거의 없어 점차 수요가 증대되고 있다.The fuel cell power system (BOP) is a system that produces electricity through the electrochemical reaction of oxygen in the air and oxygen contained in the fuel. Compared to thermal power generation, it can save more than 30% of power generation fuels, and there is little emission of pollutants, and demand is gradually increasing.

도 1 은 일반적인 연료전지 발전 시스템의 일예시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an exemplary view of a general fuel cell power generation system. FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 연료전지 발전 시스템(BOP)은 연료공급기(MBOP : Mechanical Balance Of Plant, 1A), 연료전지 스택(FC Stack : Fuel Cell Stack, 1B), 및 전력변환기(EBOP : Electrical Balance Of Power, 1C)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the fuel cell power generation system (BOP) includes a fuel supply unit (MBOP), a fuel cell stack (FC Stack) 1B, and a power converter Balance Of Power, 1C).

연료공급기(1A)는 공기와 연료를 공급받아 공기로부터 산소를 추출하고 연료로부터는 수소를 추출하여 연료전지 스택(1B)으로 공급하고, 연료전지 스택(1B)은 수소와 산소의 전기화학적 반응을 통해서 직류 전류(DC)를 생성하며, 전력변환기(1C)는 직류 전류(DC)를 변환하여 최종적으로 이용가능한 교류 전류(AC)를 공급한다.The fuel supply unit 1A is supplied with air and fuel to extract oxygen from the air, extracts hydrogen from the fuel and supplies it to the fuel cell stack 1B, and the fuel cell stack 1B performs electrochemical reaction between hydrogen and oxygen , And the power converter 1C converts the direct current (DC) to supply the finally available alternating current (AC).

전력변환기(1B)는 연료전지 스택(1B)에서 생산된 직류전원을 한전과 같은 계통전원에 연결하는 전력변환 시스템으로서, 연료전지 발전 시스템의 성능을 판가름하는 매우 중요한 역할을 담당하고 있다. 전력변환기(1B)는 계통전원과 연계되어 운전하는 연계 운전 모드, 계통전원과 분리되어 독립적으로 부하로 전력을 공급하는 독립 운전 모드로 동작한다.The power converter 1B is a power conversion system for connecting the DC power generated in the fuel cell stack 1B to a system power source such as KEPCO, and plays a very important role in determining the performance of the fuel cell power generation system. The power converter 1B operates in a coupled operation mode in which it operates in conjunction with the system power supply, and in a separate operation mode in which power is supplied independently to the load separately from the system power supply.

이러한 전력변환기(1B) 등과 같은 인버터를 제어하는데 사용되는 전류/전압의 센싱 값에 옵셋(offset)이 발생할 경우, 직류 전류 센싱 값에 출력 주파수(일반적으로, 60Hz)에 해당하는 주파수 성분의 리플이 나타나게 되는데, 이는 출력 전류를 왜곡시켜 변압기 등의 온도를 상승시키는 원인으로 작용한다.When an offset occurs in the sensing value of the current / voltage used to control the inverter such as the power converter 1B or the like, ripple of the frequency component corresponding to the output frequency (generally, 60 Hz) This causes the output current to be distorted, causing the temperature of the transformer or the like to rise.

이에, 직류 전류의 리플 성분을 제거할 수 있는 방안이 요구된다.
Therefore, a method of removing a ripple component of a DC current is required.

상기와 같은 요구에 부응하기 위하여, 본 발명은 인버터 제어기로부터 인버터로 입력되는 직류 전류와 상기 인버터로부터 출력되는 교류 전류를 각각 센싱하고, 상기 센싱 전류를 기반으로 직류 전류에 포함되어 있는 리플 성분을 제거함으로써, 인버터에서 출력되는 교류 전류 파형의 왜곡을 방지하는 인버터의 전류 리플 보상 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to meet such a demand, the present invention provides a method of detecting a direct current input from an inverter controller to an inverter and an alternating current output from the inverter, respectively, and removing a ripple component included in a direct current based on the sensing current Thereby preventing distortion of an alternating current waveform output from the inverter, and an object thereof is to provide a current ripple compensation apparatus for an inverter and a method thereof.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 인버터의 전류 리플 보상 장치에 있어서, 인버터로 입력되는 직류 전류와 상기 인버터로부터 출력되는 교류 전류를 각각 센싱하는 전류 센싱부; 상기 전류 센싱부가 센싱한 교류 전류를 동기 좌표계로 변환하는 좌표계 변환부; 상기 좌표계 변환부에 의해 변환된 동기 좌표계의 직류 전류 및 교류 전류를 이용하여 리플을 추출하는 리플 추출부; 상기 리플 추출부가 추출한 리플을 기반으로 보상값을 생성하는 보상값 생성부; 및 상기 보상값 생성부가 생성한 보상값을 이용하여 상기 직류 전류에 포함되어 있는 리플을 제거하는 리플 보상부을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for compensating current ripple of an inverter, comprising: a current sensing unit for sensing a direct current input to the inverter and an alternating current output from the inverter; A coordinate system conversion unit for converting the AC current sensed by the current sensing unit into a synchronous coordinate system; A ripple extracting unit for extracting ripples by using a DC current and an AC current of the synchronous coordinate system converted by the coordinate system converting unit; A compensation value generating unit for generating a compensation value based on the ripple extracted by the ripple extracting unit; And a ripple compensation unit for removing the ripple included in the direct current using the compensation value generated by the compensation value generator.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 인버터의 전류 리플 보상 방법에 있어서, 전류 센싱부가 인버터로 입력되는 직류 전류와 상기 인버터로부터 출력되는 교류 전류를 각각 센싱하는 단계; 좌표계 변환부가 상기 센싱된 교류 전류를 동기 좌표계로 변환하는 단계; 리플 추출부가 상기 변환된 동기 좌표계의 직류 전류 및 교류 전류를 이용하여 리플을 추출하는 단계; 보상값 생성부가 상기 추출된 리플을 기반으로 보상값을 생성하는 단계; 및 리플 보상부가 상기 생성된 보상값을 이용하여 상기 직류 전류에 포함되어 있는 리플을 제거하는 단계를 포함한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a current ripple compensation method of an inverter, comprising the steps of: sensing a direct current input to an inverter by a current sensing unit and an alternating current output from the inverter; Converting the sensed AC current into a synchronous coordinate system; Extracting a ripple using a DC current and an AC current of the converted synchronous coordinate system; Generating a compensation value based on the extracted ripple; And a ripple compensation unit removing the ripple included in the DC current using the generated compensation value.

상기와 같은 본 발명은, 인버터 제어기로부터 인버터로 입력되는 직류 전류와 상기 인버터로부터 출력되는 교류 전류를 각각 센싱하고, 상기 센싱 전류를 기반으로 직류 전류에 포함되어 있는 리플 성분을 제거함으로써, 인버터에서 출력되는 교류 전류 파형의 왜곡을 방지할 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention as described above, the direct current inputted from the inverter controller to the inverter and the alternating current outputted from the inverter are respectively sensed, and the ripple component included in the direct current is removed based on the sensing current, It is possible to prevent the distortion of the alternating current waveform caused by the voltage drop.

도 1 은 일반적인 연료전지 발전 시스템의 일예시도,
도 2 는 본 발명이 적용되는 인버터 제어 시스템의 일실시예 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 인버터의 전류 리플 보상 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 4 는 본 발명에 따른 좌표계 변환부의 일실시예 상세 구성도,
도 5 는 본 발명에 따른 리플 추출부의 일실시예 상세 구성도,
도 6 은 본 발명에 따른 보상값 생성부의 일실시예 상세 구성도,
도 7 은 본 발명에 따른 리플 보상부의 리플 보상 과정에 대한 일실시예 설명도,
도 8 은 본 발명에 따른 리플 보상부의 리플 보상 과정에 대한 다른 실실시예 설명도,
도 9 는 본 발명에 따른 인버터의 전류 리플 보상 장치의 성능 분석 결과를 나타내는 일예시도,
도 10 은 본 발명에 따른 인버터의 전류 리플 보상 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.1 is an example of a general fuel cell power generation system,
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of an inverter control system to which the present invention is applied;
3 is a configuration diagram of an embodiment of a current ripple compensation apparatus for an inverter according to the present invention.
4 is a detailed configuration diagram of an embodiment of a coordinate system converting unit according to the present invention,
5 is a detailed configuration diagram of an embodiment of a ripple extracting unit according to the present invention,
6 is a detailed configuration diagram of an embodiment of a compensation value generator according to the present invention,
7 is a diagram for explaining a ripple compensating process of the ripple compensating unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining another embodiment of the ripple compensating process of the ripple compensating unit according to the present invention;
9 is a diagram illustrating an exemplary performance analysis result of the current ripple compensation apparatus of the inverter according to the present invention.
10 is a flowchart of an embodiment of a current ripple compensation method of an inverter according to the present invention.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It can be easily carried out. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명이 적용되는 인버터 제어 시스템의 일실시예 구성도이다.2 is a block diagram of an inverter control system to which the present invention is applied.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 인버터 제어 시스템은, 인버터 제어기(10), 인버터(20) 및 리플 보상 장치(30)를 포함한다.2, the inverter control system to which the present invention is applied includes an inverter controller 10, an inverter 20, and a ripple compensation device 30. [

먼저, 인버터 제어기(10)는 인버터(20)를 제어하기 위한 전압/전류/전력을 인버터(20)에 입력한다. 이때, 인버터(20)로 입력되는 직류 전류에 주파수 성분(일예로, 출력 주파수에 해당하는 60Hz)이 포함되어 있는 경우 인버터(20)로부터 출력되는 교류 전류의 파형을 왜곡시킨다.First, the inverter controller 10 inputs the voltage / current / power for controlling the inverter 20 to the inverter 20. At this time, if the direct current inputted to the inverter 20 includes a frequency component (for example, 60 Hz corresponding to the output frequency), the waveform of the alternating current outputted from the inverter 20 is distorted.

이를 방지하기 위해, 본 발명에 따른 리플 보상 장치(30)는 인버터 제어기(10)로부터 인버터(20)로 입력되는 직류 전류와 상기 인버터(20)로부터 출력되는 교류 전류를 각각 센싱하고, 상기 센싱한 직류 전류 및 교류 전류를 기반으로 상기 인버터(20)로 입력되는 직류 전류에 포함되어 있는 리플 성분을 보상하기 위한 보상값을 생성한 후 이를 이용하여 직류 전류의 리플 성분을 제거한다.In order to prevent this, the ripple compensation device 30 according to the present invention senses a direct current input from the inverter controller 10 to the inverter 20 and an alternating current output from the inverter 20, A compensation value for compensating the ripple component included in the DC current input to the inverter 20 is generated based on the DC current and the AC current, and the ripple component of the DC current is removed using the compensation value.

이때, 리플 보상 장치(30)는 상기 센싱한 교류 전류를 인버터(20)의 종류에 따라 서로 다른 과정을 통해 동기 좌표계로 변환한다. 즉, 인버터(20)가 3상 인버터인 경우, 상기 센싱한 교류 전류(U상 전류, V상 전류, W상 전류)를 정지 좌표계의 2상으로 변환한 후, 이를 다시 동기 좌표계로 변환한다. 또한, 인버터(20)가 단상 인버터인 경우, 상기 센싱한 교류 전류와, 상기 센싱한 교류 전류를 90도 쉬프트(shift) 시킨 교류 전류를 동기 좌표계로 변환한다.At this time, the ripple compensation device 30 converts the sensed AC current into a synchronous coordinate system through different processes depending on the type of the inverter 20. [ That is, when the inverter 20 is a three-phase inverter, the sensed alternating current (U-phase current, V-phase current, W-phase current) is converted into two phases of the stationary coordinate system and then converted into a synchronous coordinate system. When the inverter 20 is a single-phase inverter, the sensed AC current and the sensed AC current are shifted by 90 degrees to an alternating current into a synchronous coordinate system.

본 발명에서 정지 좌표계로의 변환 과정 및 동기 좌표계로의 변환 과정은 주지 관용의 기술로서 그 상세 설명을 생략한다.The process of converting to the stationary coordinate system and the process of converting to the synchronous coordinate system according to the present invention is a well-known technique, and a detailed description thereof will be omitted.

또한, 리플 보상 장치(30)는 BSF(Band Stop Filter), BPF(Band Pass Filter), APF(All Pass Filter) 등과 같은 각종 필터를 이용해서, 센싱된 직류 전류와 동기 좌표계로 변환된 교류 전류로부터 출력 주파수에 해당하는 리플 성분을 추출한다.The ripple compensating device 30 also uses various filters such as BSF (Band Stop Filter), BPF (Band Pass Filter), APF (All Pass Filter) and the like to detect the AC current from the sensed DC current and the synchronous coordinate system The ripple component corresponding to the output frequency is extracted.

또한, 리플 보상 장치(30)는 상기 센싱한 직류 전류에 포함되어 있는 주파수 성분을 제거하는데 이용되는 리플 보상값(일예로, 전압)을 생성함에 있어서, 동기 좌표계의 직류 전류와, 동기 좌표계의 2상 출력 전류 중 어느 한 상에 대한 동기 좌표계의 교류 전류를 이용하여 리플 보상값을 생성한다.The ripple compensation device 30 generates a ripple compensation value (for example, a voltage) used to remove a frequency component included in the sensed DC current. The ripple compensation device 30 generates a ripple compensation value The ripple compensation value is generated by using the alternating current of the synchronous coordinate system with respect to any phase of the phase output current.

도 3 은 본 발명에 따른 인버터의 전류 리플 보상 장치에 대한 일실시예 구성도이다.3 is a block diagram of an embodiment of a current ripple compensation apparatus for an inverter according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인버터의 전류 리플 보상 장치(30)는, 전류 센싱부(31), 좌표계 변환부(32), 리플 추출부(33), 보상값 생성부(34), 및 리플 보상부(35)를 포함한다.3, the current ripple compensation apparatus 30 of the inverter according to the present invention includes a current sensing unit 31, a coordinate system conversion unit 32, a ripple extraction unit 33, a compensation value generation unit 34 And a ripple compensating section 35. The ripple compensating section 35 includes a ripple compensation section 35,

상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 전류 센싱부(31)는 인버터 제어기(10)로부터 인버터(20)로 입력되는 직류 전류와 상기 인버터(20)로부터 출력되는 교류 전류를 각각 센싱한다.First, the current sensing unit 31 senses a direct current input from the inverter controller 10 to the inverter 20 and an alternating current output from the inverter 20, respectively.

다음으로, 좌표계 변환부(32)는 전류 센싱부(31)에 의해 센싱된 교류 전류를 2상의 동기 좌표계로 변환한다.Next, the coordinate system conversion section 32 converts the alternating current sensed by the current sensing section 31 into a synchronous coordinate system of two phases.

이때, 좌표계 변환부(32)는 인버터(20)가 3상 인버터인 경우, 3상의 교류 전류(출력 U상 전류, 출력 V상 전류, 출력 W상 전류)를 2상의 정지 좌표계로 변환한 후 이를 다시 2상의 동기 좌표계로 변환한다. 또한, 좌표계 변환부(32)는 인버터(20)가 단상 인버터인 경우, 단상의 교류 전류(출력 전류)와, 상기 단상의 교류 전류의 위상을 90도 쉬프트시킨 교류 전류를 2상의 동기 좌표계로 변환한다.When the inverter 20 is a three-phase inverter, the coordinate system converter 32 converts the three-phase AC current (output U phase current, output V phase current, and output W phase current) into a two phase stop coordinate system, And then to the synchronous coordinate system of the two phases. When the inverter 20 is a single-phase inverter, the coordinate system conversion section 32 converts the single-phase alternating current (output current) and the alternating current obtained by shifting the phase of the single-phase alternating current by 90 degrees into a synchronous coordinate system of two phases do.

한편, 좌표계 변환부(32)는 전류 센싱부(31)에 의해 센싱된 직류 전류는 동기 좌표계로 변환하지 않고 리플 추출부(33)로 전달한다.On the other hand, the coordinate system converting unit 32 transfers the DC current sensed by the current sensing unit 31 to the ripple extracting unit 33 without converting the DC current into the synchronous coordinate system.

다음으로, 리플 추출부(33)는 전류 센싱부(31)에서 센싱된 직류 전류와 좌표계 변환부(32)에서 변환된 동기 좌표계의 교류 전류를 기반으로 리플을 추출한다.Next, the ripple extracting section 33 extracts the ripple based on the direct current sensed by the current sensing section 31 and the alternating current of the synchronous coordinate system converted by the coordinate system converting section 32.

다음으로, 보상값 생성부(34)는 리플 추출부(33)에서 추출된 리플을 기반으로 보상값을 생성한다.Next, the compensation value generating unit 34 generates a compensation value based on the ripple extracted by the ripple extracting unit 33. [

다음으로, 리플 보상부(35)는 보상값 생성부(34)에서 생성한 보상값을 이용하여 인버터 제어기(10)로부터 출력되는 직류 전류에 포함되어 있는 리플을 제거한다. 즉, 인버터 제어기(10)로부터 출력되는 전압에 보상값을 합산하여 직류 전류에 포함되어 있는 리플을 제거한다.Next, the ripple compensating unit 35 removes the ripple included in the DC current outputted from the inverter controller 10 by using the compensation value generated by the compensation value generating unit 34. [ That is, the compensation value is added to the voltage output from the inverter controller 10 to remove the ripple contained in the DC current.

이하, 도 4 내지 도 8을 참조하여 상술한 좌표계 변환부(32), 리플 추출부(33), 및 보상값 생성부(34)에 대해 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, the coordinate system converting unit 32, the ripple extracting unit 33, and the compensation value generating unit 34 described above with reference to FIGS. 4 to 8 will be described in more detail.

도 4 는 본 발명에 따른 좌표계 변환부의 일실시예 상세 구성도이다.4 is a detailed configuration diagram of an embodiment of a coordinate system converting unit according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 좌표계 변환부(32)는, 전류 센싱부(31)에 의해 센싱된 3상 인버터로부터 출력되는 3상 교류 전류를 2상 동기 좌표계로 변환하는 제 1 좌표계 변환기(41), 및 전류 센싱부(31)에 의해 센싱된 단상 인버터로부터 출력되는 단상 교류 전류를 2상 동기 좌표계로 변환하는 제 2 좌표계 변환기(42)를 포함한다.4, the coordinate system conversion unit 32 according to the present invention includes a first-phase synchronous coordinate system that converts the three-phase alternating current output from the three-phase inverter sensed by the current sensing unit 31 into a two-phase synchronous coordinate system, And a second coordinate system converter 42 for converting the single-phase alternating current outputted from the single-phase inverter sensed by the current sensing unit 31 into a two-phase synchronous coordinate system.

이를 좀 더 상세히 살펴보면, 제 1 좌표계 변환기(41)는 전류 센싱부(31)에 의해 센싱된 3상의 교류 전류(출력 U상 전류, 출력 V상 전류, 출력 W상 전류)를 2상의 정지 좌표계로 변환한 후 이를 다시 2상의 동기 좌표계로 변환한다. 이렇게 변환된 동기 좌표계의 교류 전류는 ioD, IoQ로 나타낸다.The first coordinate system converter 41 converts the three-phase AC current (output U-phase current, output V-phase current, and output W-phase current) sensed by the current sensing unit 31 into a two-phase stationary coordinate system After conversion, it is converted into synchronous coordinate system of two phases. The alternating currents of the converted synchronous coordinate system are denoted by i oD and I oQ .

다음으로, 제 2 좌표계 변환기(42)는 전류 센싱부(31)에 의해 센싱된 단상의 교류 전류(출력 전류)의 위상을 90도 쉬프트시킨 교류 전류와, 상기 단상의 교류 전류를 2상의 동기 좌표계로 변환한다. 이렇게 변환된 동기 좌표계의 교류 전류도 역시 ioD, IoQ로 나타낸다.Next, the second coordinate system converter 42 converts the alternating current obtained by shifting the phase of the single-phase alternating current (output current) sensed by the current sensing unit 31 by 90 degrees and the alternating current of the single- . The alternating current of the synchronous coordinate system thus converted is also denoted by i oD and I oQ .

도 5 는 본 발명에 따른 리플 추출부의 일실시예 상세 구성도이다.5 is a detailed configuration diagram of an embodiment of a ripple extracting unit according to the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 리플 추출부(33)는 제 1 리플 추출기(51), 제 2 리플 추출기(52), 및 제 3 리플 추출기(53)를 포함한다.5, the ripple extracting unit 33 according to the present invention includes a first ripple extractor 51, a second ripple extractor 52, and a third ripple extractor 53.

먼저, 제 1 리플 추출기(51)는 전류 센싱부(31)에 의해 센싱된 직류 전류(IDC)로부터 제 1 리플을 추출하고, 상기 추출한 제 1 리플과 상기 추출한 제 1 리플을 90도 쉬프트 시킨(위상 이동) 리플을 동기 좌표계로 변환한다. 이때, 동기 좌표계의 q축 리플은 IDC_signal_q이고, d축 리플은 IDC_signal_d이다.The first ripple extractor 51 extracts a first ripple from the DC current I DC sensed by the current sensing unit 31 and shifts the extracted first ripple and the extracted first ripple by 90 degrees (Phase shift) ripple into a synchronous coordinate system. At this time, the q-axis ripple of the synchronous coordinate system is I DC_signal_q , and the d-axis ripple is I DC_signal_d .

이러한 제 1 리플 추출기(51)는 BSF(511), BPF(512), APF(513), 동기 좌표계 변환기(514)를 포함한다.The first ripple extractor 51 includes a BSF 511, a BPF 512, an APF 513, and a synchronous coordinate system converter 514.

BSF(511)는 전류 센싱부(31)에 의해 센싱된 직류 전류에서 출력 주파수(보통 60Hz)의 2배 성분을 제거한다.The BSF 511 removes a double component of the output frequency (usually 60 Hz) from the DC current sensed by the current sensing unit 31.

BPF(512)는 BSF(511)를 통과한 직류 전류에서 출력 주파수에 해당하는 제 1 리플을 추출한다.The BPF 512 extracts the first ripple corresponding to the output frequency from the DC current that has passed through the BSF 511.

APF(513)는 BPF(512)에서 추출된 제 1 리플을 90도 쉬프트시킨다.The APF 513 shifts the first ripple extracted from the BPF 512 by 90 degrees.

동기 좌표계 변환기(514)는 BPF(512)에서 추출된 제 1 리플과 APF(513)에서 90도 쉬프트된 리플을 동기 좌표계로 변환한다.The synchronous coordinate system converter 514 converts the first ripple extracted from the BPF 512 and the ripple shifted 90 degrees from the APF 513 into a synchronous coordinate system.

다음으로, 제 2 리플 추출기(52)는 좌표계 변환부(32)에 의해 변환된 동기 좌표계의 교류 전류(ioD)로부터 제 2 리플을 추출하고, 상기 추출한 제 2 리플과 상기 추출한 제 2 리플을 90도 쉬프트 시킨 리플을 동기 좌표계로 재차 변환한다. 이때, 동기 좌표계의 q축 리플은 ioD _ signal _q이고, d축 리플은 ioD _ signal _d이다.Next, the second ripple extractor 52 extracts the second ripple from the alternating current (i oD ) of the synchronous coordinate system converted by the coordinate system converter 32, and outputs the extracted second ripple and the extracted second ripple Converts the ripple shifted by 90 degrees back to the synchronous coordinate system. At this time, the q-axis ripple of the synchronous coordinate system is i _ oD signal _q, d-axis ripple is i _ oD signal _d.

이러한 제 2 리플 추출기(52)는 BSF(521), BPF(522), APF(523), 동기 좌표계 변환기(524)를 포함한다.The second ripple extractor 52 includes a BSF 521, a BPF 522, an APF 523, and a synchronous coordinate system converter 524.

BSF(521)는 좌표계 변환부(32)에 의해 변환된 동기 좌표계의 교류 전류(ioD)에서 출력 주파수(보통 60Hz)의 2배 성분을 제거한다.The BSF 521 removes the double component of the output frequency (usually 60 Hz) from the alternating current (i oD ) of the synchronous coordinate system converted by the coordinate system converting section 32.

BPF(522)는 BSF(521)를 통과한 교류 전류에서 출력 주파수에 해당하는 제 2 리플을 추출한다.The BPF 522 extracts a second ripple corresponding to the output frequency from the alternating current that has passed through the BSF 521.

APF(523)는 BPF(522)에서 추출된 제 2 리플을 90도 쉬프트시킨다.The APF 523 shifts the second ripple extracted from the BPF 522 by 90 degrees.

동기 좌표계 변환기(524)는 BPF(522)에서 추출된 제 2 리플과 APF(523)에서 90도 쉬프트된 리플을 동기 좌표계로 재차 변환한다.The synchronous coordinate system converter 524 converts the second ripple extracted from the BPF 522 and the ripple shifted 90 degrees from the APF 523 into a synchronous coordinate system again.

다음으로, 제 3 리플 추출기(53)는 좌표계 변환부(32)에 의해 변환된 동기 좌표계의 교류 전류(IoQ)로부터 제 3 리플을 추출하고, 상기 추출한 제 3 리플과 상기 추출한 제 3 리플을 90도 쉬프트 시킨 리플을 동기 좌표계로 재차 변환한다. 이때, 동기 좌표계의 q축 리플은 ioQ _ signal _q이고, d축 리플은 ioQ _ signal _d이다.Next, the third ripple extractor 53 extracts the third ripple from the alternating current (I oQ ) of the synchronous coordinate system converted by the coordinate system converting unit 32, and outputs the extracted third ripple and the extracted third ripple Converts the ripple shifted by 90 degrees back to the synchronous coordinate system. At this time, the q-axis ripple of the synchronous coordinate system is i _ oQ signal _q, d-axis ripple is i _ oQ signal _d.

이러한 제 3 리플 추출기(53)는 BSF(531), BPF(532), APF(533), 동기 좌표계 변환기(534)를 포함한다.The third ripple extractor 53 includes a BSF 531, a BPF 532, an APF 533, and a synchronous coordinate system converter 534.

BSF(531)는 좌표계 변환부(32)에 의해 변환된 동기 좌표계의 교류 전류(IoQ)에서 출력 주파수(보통 60Hz)의 2배 성분을 제거한다.The BSF 531 removes the 2x component of the output frequency (usually 60Hz) from the alternating current I oQ of the synchronous coordinate system converted by the coordinate system conversion unit 32. [

BPF(532)는 BSF(531)를 통과한 교류 전류에서 출력 주파수에 해당하는 제 3 리플을 추출한다.The BPF 532 extracts a third ripple corresponding to the output frequency from the AC current that has passed through the BSF 531. [

APF(533)는 BPF(532)에서 추출된 제 3 리플을 90도 쉬프트시킨다.The APF 533 shifts the third ripple extracted from the BPF 532 by 90 degrees.

동기 좌표계 변환기(534)는 BPF(532)에서 추출된 제 3 리플과 APF(523)에서 90도 쉬프트된 리플을 동기 좌표계로 재차 변환한다.The synchronous coordinate system converter 534 converts the third ripple extracted from the BPF 532 and the ripple shifted 90 degrees from the APF 523 into a synchronous coordinate system again.

도 6 은 본 발명에 따른 보상값 생성부의 일실시예 상세 구성도이다.6 is a detailed configuration diagram of an embodiment of a compensation value generator according to the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보상값 생성부(34)는 정지 좌표계의 일축 전압값을 생성하는 제 1 생성기(61), 및 정지 좌표계의 타축 전압값을 생성하는 제 2 생성기(62)를 포함한다.6, the compensation value generator 34 according to the present invention includes a first generator 61 for generating a uniaxial voltage value of a stationary coordinate system, and a second generator 61 for generating a one-axis voltage value of the stationary coordinate system 62).

제 1 실시예로서, 제 1 생성기(61)는 제 1 리플 추출기(51)에서 추출된 직류 전류에 대한 동기 좌표계의 일축 리플(IDC_signal_d)과, 제 3 리플 추출기(53)에서 추출된 교류 전류(IoQ)에 대한 동기 좌표계의 일축 리플(ioQ_signal_d)을 기반으로 정지 좌표계에서의 일축 전압을 생성한다.As a first embodiment, the first generator 61 generates a first ripple I DC_signal_d of the synchronous coordinate system for the DC current extracted from the first ripple extractor 51 and the uniaxial ripple I DC_signal_d of the AC current extracted from the third ripple extractor 53, uniaxial of the synchronous coordinate system for the (i oQ) generates a ripple voltage of the uniaxially in still coordinate system, based on (i oQ_signal_d).

다음으로, 제 2 생성기(62)는 제 1 리플 추출기(51)에서 추출된 직류 전류에 대한 동기 좌표계의 타축 리플(IDC_signal_q)과, 제 3 리플 추출기(53)에서 추출된 교류 전류(IoQ)에 대한 동기 좌표계의 타축 리플(ioQ_signal_q)을 기반으로 정지 좌표계에서의 타축 전압을 생성한다.Next, the second generator 62 compares the second axis ripple I DC_signal_q of the synchronous coordinate system for the DC current extracted from the first ripple extractor 51 with the alternating current I oQ (I DC_signal_q ) extracted from the third ripple extractor 53, (I oQ_signal_q ) of the synchronous coordinate system with respect to the reference coordinate system.

이하, 제 1 생성기(61) 및 제 2 생성기(62)의 상세 구성에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, a detailed configuration of the first generator 61 and the second generator 62 will be described.

먼저, 제 1 생성기(61)는 제 1 뺄셈기(611), 제 1 PID(Proportional, Intrinsic, Derivative) 제어기(612), 리미트(Limit) 제어기(613), 제 2 뺄셈기(614), 및 제 2 PID 제어기(615)를 포함한다.First, the first generator 61 includes a first subtractor 611, a first proportional, intrinsic, and derivative (PID) controller 612, a limit controller 613, a second subtractor 614, And a second PID controller 615.

제 1 뺄셈기(611)는 직류 리플 전류의 크기에 대한 동기 좌표계의 일축 지령(I* DC_signal_d)에서 직류 전류에 대한 동기 좌표계의 일축 리플(IDC_signal_d)을 뺀다.The first subtracter 611 subtracts the uniaxial ripple I DC_signal_d of the synchronous coordinate system for the direct current from the unidirectional command I * DC_signal_d of the synchronous coordinate system with respect to the magnitude of the direct current ripple current.

제 1 PID 제어기(612)는 제 1 뺄셈기(611)의 출력을 비례적분미분으로 제어한다.The first PID controller 612 controls the output of the first subtractor 611 as a proportional integral derivative.

리미트 제어기(613)는 제 1 PID 제어기(612)의 출력을 임계치 이하로 제한한다.The limit controller 613 limits the output of the first PID controller 612 to a threshold value or less.

제 2 뺄셈기(614)는 리미트 제어기(613)의 출력에서 교류 전류(IoQ)에 대한 동기 좌표계의 일축 리플(ioQ_signal_d)을 뺀다.The second subtractor 614 subtracts the uniaxial ripple (i oQ_signal_d ) of the synchronous coordinate system for the alternating current (I oQ ) from the output of the limit controller 613.

제 2 PID 제어기(615)는 제 2 뺄셈기(614)의 출력을 비례적분미분 제어하여 정지 좌표계에서의 일축 전압을 출력한다.The second PID controller 615 performs proportional integral derivative control of the output of the second subtracter 614 to output the uniaxial voltage in the stationary coordinate system.

다음으로, 제 2 생성기(62)는 제 1 뺄셈기(621), 제 1 PID 제어기(622), 리미트 제어기(623), 제 2 뺄셈기(624), 및 제 2 PID 제어기(625)를 포함한다.Next, the second generator 62 includes a first subtractor 621, a first PID controller 622, a limit controller 623, a second subtractor 624, and a second PID controller 625 do.

제 1 뺄셈기(621)는 직류 리플 전류에 대한 동기 좌표계의 타축 지령(I* DC_signal_q)에서 직류 전류에 대한 동기 좌표계의 타축 리플(IDC_signal_q)을 뺀다.The first subtracter 621 subtracts the other axis ripple (I DC_signal_q ) of the synchronous coordinate system for the DC current from the other axis command (I * DC_signal_q ) of the synchronous coordinate system for the DC ripple current.

제 1 PID 제어기(622)는 제 1 뺄셈기(621)의 출력을 비례적분미분으로 제어한다.The first PID controller 622 controls the output of the first subtractor 621 as a proportional integral derivative.

리미트 제어기(623)는 제 1 PID 제어기(622)의 출력을 임계치 이하로 제한한다.The limit controller 623 limits the output of the first PID controller 622 to a threshold value or less.

제 2 뺄셈기(624)는 리미트 제어기(623)의 출력에서 교류 전류(IoQ)에 대한 동기 좌표계의 타축 리플(ioQ_signal_q)을 뺀다.The second subtracter 624 subtracts the other axis ripple (i oQ_signal_q ) of the synchronous coordinate system for the alternating current (I oQ ) from the output of the limit controller 623.

제 2 PID 제어기(625)는 제 2 뺄셈기(624)의 출력을 비례적분미분 제어하여 정지 좌표계에서의 타축 전압을 출력한다.The second PID controller 625 performs proportional integral derivative control of the output of the second subtractor 624 to output the other axis voltage in the stationary coordinate system.

본 발명에서, 직류 리플 전류에 대한 동기 좌표계의 일축 지령(I* DC _ signal _d)과 타축 지령(I* DC _ signal _q)은 직류 전류의 리플 크기로서, 일반적으로 0(Zero)이 바람직하다.In the present invention, the uniaxial the synchronous coordinate system for the direct current ripple current command (I * DC _ signal _d) and tachuk command (I * DC _ signal _q) is a ripple level of DC current, typically 0 (Zero) is preferred .

한편, 제 2 실시예로서 제 2 리플 추출기(52)에서 추출된 교류 전류(ioD)에 대한 동기 좌표계의 일축 리플(ioD_signal_d)과 타축 리플(ioD_signal_q)을 기반으로 보상값을 생성할 수도 있다.Meanwhile, as a second embodiment, a compensation value may be generated based on the uniaxial ripple (i oD_signal_d ) and the other axis ripple (i oD_signal_q ) of the synchronous coordinate system for the alternating current (i oD ) extracted by the second ripple extractor have.

즉, 제 1 생성기(61)는 제 1 리플 추출기(51)에서 추출된 직류 전류에 대한 동기 좌표계의 일축 리플(IDC _ signal _d)과, 제 2 리플 추출기(52)에서 추출된 교류 전류(ioD)에 대한 동기 좌표계의 일축 리플(ioD_signal_d)을 기반으로 정지 좌표계에서의 일축 전압을 생성한다.That is, the first generator (61) comprises a uniaxially ripple of the synchronous coordinate system for the direct current extracted from the first ripple extractor (51) (I DC _ signal _d) and a second AC current extracted from the ripple extractor 52 ( (i oD_signal_d ) of the synchronous coordinate system with respect to the reference coordinate system (i oD ).

다음으로, 제 2 생성기(62)는 제 1 리플 추출기(51)에서 추출된 직류 전류에 대한 동기 좌표계의 타축 리플(IDC_signal_q)과, 제 2 리플 추출기(52)에서 추출된 교류 전류(ioD)에 대한 동기 좌표계의 타축 리플(ioD_signal_q)을 기반으로 정지 좌표계에서의 타축 전압을 생성한다.Next, the second generator 62 compares the other axis ripple I DC_signal_q of the synchronous coordinate system for the DC current extracted by the first ripple extractor 51 with the alternating current I oD (I oD_signal_q ) of the synchronous coordinate system with respect to the other coordinate axis (i oD_signal_q ).

상술한 제 1 및 제 2 실시예에서, 최종 결과값은 정지 좌표계의 값이다. 따라서, 리플 보상부(35)는 도 7에 도시된 바와 같이 정지 좌표계에서 보상을 수행한다. 즉, 리플 보상부(35)는 인버터 제어기(10)로부터 출력되는, 인버터 제어를 위한 동기 좌표계의 전압(v* dq)을 정지 좌표계의 전압(v* αβ)으로 변환한 후, 보상값 생성부(34)가 생성한 정지 좌표계의 전압과 합산하여 보상을 수행한다. 즉, PWM(Pulse Width Modulation) 발생을 위한 전압(v* αβ_ comp)을 출력한다.In the first and second embodiments described above, the final result value is the value of the stationary coordinate system. Therefore, the ripple compensation unit 35 performs the compensation in the stationary coordinate system as shown in FIG. That is, the ripple compensator 35 converts the voltage (v * dq) of the synchronous coordinate system for the inverter control, which is output from the drive controller 10 to the voltage (v * αβ) of a stationary coordinate, generating a compensation value portion And the voltage of the stationary coordinate system generated by the compensator 34 to perform compensation. That is, it outputs a voltage (v * [ alpha] __ comp ) for PWM (Pulse Width Modulation) generation.

하지만, 리플 보상부(35)는 도 8에 도시된 바와 같이 동기 좌표계에서 보상을 수행할 수도 있다. 즉, 리플 보상부(35)는 보상값 생성부(34)가 생성한 정지 좌표계의 전압(v* c_ comp)을 동기 좌표계의 전압으로 변환한 후, 인버터 제어기(10)로부터 출력되는 동기 좌표계의 전압(v* dq)과 합산하여 보상을 수행할 수도 있다. 이때, 동기 좌표계에서 보상이 이루어진 후 다시 정지 좌표계로 변환하여 출력하는 것이 바람직하다. 즉, PWM(Pulse Width Modulation) 발생을 위한 전압(v* αβ_ comp)을 출력한다.However, the ripple compensation unit 35 may perform compensation in the synchronous coordinate system as shown in FIG. That is, the ripple compensator (35) is of the synchronous coordinate system output from converts a compensation value generator 34, the voltage of the generated still coordinate system (v * c_ comp) to a voltage of the synchronous coordinate system, the drive controller 10 The compensation may also be performed by summing with the voltage (v * dq ). At this time, it is preferable that the compensation is made in the synchronous coordinate system, and then the stationary coordinate system is converted and output. That is, it outputs a voltage (v * [ alpha] __ comp ) for PWM (Pulse Width Modulation) generation.

도 9 는 본 발명에 따른 인버터의 전류 리플 보상 장치의 성능 분석 결과를 나타내는 일예시도이다.FIG. 9 is a diagram illustrating an exemplary performance analysis result of the current ripple compensation apparatus of the inverter according to the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, DC 전류(C1)에서 60Hz 리플 성분이 제거되었음은 물론 출력 전류(C2)에서도 옵셋이 제거되었음을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 9, it can be confirmed that the 60 Hz ripple component is removed from the DC current (C1), and the offset is also removed from the output current (C2).

도 10 은 본 발명에 따른 인버터의 전류 리플 보상 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.10 is a flowchart of an embodiment of a current ripple compensation method of an inverter according to the present invention.

먼저, 전류 센싱부(31)가 인버터로 입력되는 직류 전류와 상기 인버터로부터 출력되는 교류 전류를 각각 센싱한다(101).First, the current sensing unit 31 senses a direct current input to the inverter and an alternating current output from the inverter (101).

이후, 좌표계 변환부(32)가 전류 센싱부(31)에서 센싱된 교류 전류를 동기 좌표계로 변환한다(102).Thereafter, the coordinate system conversion unit 32 converts the sensed AC current from the current sensing unit 31 into a synchronous coordinate system (102).

이후, 리플 추출부(33)가 전류 센싱부(31)에서 센싱된 직류 전류와 좌표계 변환부(32)에서 변환된 동기 좌표계의 교류 전류를 이용하여 리플을 추출한다(103).Thereafter, the ripple extracting unit 33 extracts the ripple using the DC current sensed by the current sensing unit 31 and the AC current of the synchronous coordinate system converted by the coordinate system converting unit 32 (103).

이후, 보상값 생성부(34)가 리플 추출부(33)에서 추출된 리플을 기반으로 보상값을 생성한다(104).Thereafter, the compensation value generating unit 34 generates a compensation value based on the ripple extracted by the ripple extracting unit 33 (104).

이후, 리플 보상부(35)가 보상값 생성부(34)에서 생성된 보상값을 이용하여 상기 직류 전류에 포함되어 있는 리플을 제거한다(105).Thereafter, the ripple compensating unit 35 removes the ripple included in the DC current by using the compensation value generated by the compensation value generating unit 34 (105).

이러한 과정을 통해, 인버터에서 출력되는 교류 전류 파형의 왜곡을 방지할 수 있다.Through this process, it is possible to prevent the distortion of the AC current waveform output from the inverter.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.Meanwhile, the method of the present invention as described above can be written in a computer program. And the code and code segments constituting the program can be easily deduced by a computer programmer in the field. In addition, the created program is stored in a computer-readable recording medium (information storage medium), and is read and executed by a computer to implement the method of the present invention. And the recording medium includes all types of recording media readable by a computer.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. The present invention is not limited to the drawings.

31 : 전류 센싱부 32 : 좌표계 변환부
33 : 리플 추출부 34 : 보상값 생성부
35 : 리플 보상부31: current sensing unit 32: coordinate system conversion unit
33: ripple extracting section 34: compensation value generating section
35: ripple compensation section

Claims (20)

인버터로 입력되는 직류 전류와 상기 인버터로부터 출력되는 교류 전류를 각각 센싱하는 전류 센싱부;
상기 전류 센싱부가 센싱한 교류 전류를 동기 좌표계(ioD, IoQ)로 변환하는 좌표계 변환부;
상기 전류 센싱부가 센싱한 직류 전류와 상기 좌표계 변환부에 의해 변환된 동기 좌표계의 교류 전류를 이용하여 리플을 추출하는 리플 추출부;
상기 리플 추출부가 추출한 리플을 기반으로 보상값을 생성하는 보상값 생성부; 및
상기 보상값 생성부가 생성한 보상값을 이용하여 상기 직류 전류의 리플을 제거하는 리플 보상부를 포함하되,
상기 리플 추출부는,
상기 전류 센싱부가 센싱한 직류 전류(IDC)로부터 제 1 리플을 추출하고, 상기 추출한 제 1 리플과 상기 추출한 제 1 리플을 90도 쉬프트 시킨 리플을 동기 좌표계(IDC_signal_q, IDC_signal_d)로 변환하는 제 1 리플 추출기;
상기 동기 좌표계의 교류 전류(ioD)로부터 제 2 리플을 추출하고, 상기 추출한 제 2 리플과 상기 추출한 제 2 리플을 90도 쉬프트 시킨 리플을 동기 좌표계(ioD_signal_q, ioD_signal_d)로 재차 변환하는 제 2 리플 추출기; 및
상기 동기 좌표계의 교류 전류(IoQ)로부터 제 3 리플을 추출하고, 상기 추출한 제 3 리플과 상기 추출한 제 3 리플을 90도 쉬프트 시킨 리플을 동기 좌표계(ioQ_signal_q, ioQ_signal_d)로 재차 변환하는 제 3 리플 추출기
를 포함하는 인버터의 전류 리플 보상 장치.
A current sensing unit for sensing a direct current input to the inverter and an alternating current output from the inverter, respectively;
A coordinate system conversion unit for converting the AC current sensed by the current sensing unit into a synchronous coordinate system (i oD , I oQ );
A ripple extracting unit for extracting a ripple by using a direct current sensed by the current sensing unit and an alternating current of a synchronous coordinate system converted by the coordinate system converting unit;
A compensation value generating unit for generating a compensation value based on the ripple extracted by the ripple extracting unit; And
And a ripple compensation unit for removing the ripple of the DC current using the compensation value generated by the compensation value generator,
The ripple-
Extracts a first ripple from the DC current (I DC ) sensed by the current sensing unit, and converts the extracted first ripple and the ripple obtained by shifting the extracted first ripple by 90 degrees into a synchronous coordinate system (I DC_signal_q , I DC_signal_d ) A first ripple extractor;
A second ripple is extracted from the AC current (i oD ) of the synchronous coordinate system, and the ripple obtained by shifting the extracted second ripple and the extracted second ripple by 90 degrees is converted into a synchronous coordinate system (i oD_signal_q , i oD_signal_d ) 2 ripple extractor; And
The extracting the third ripple from the AC current (I oQ) of the synchronous coordinate system, and re-convert the ripple of the third ripple is extracted above and the extracted third ripple which is also shifted 90 in synchronization with the coordinate system (i oQ_signal_q, i oQ_signal_d) 3 ripple extractor
And a current ripple compensation device for compensating the current ripple of the inverter.
제 1 항에 있어서,
상기 좌표계 변환부는,
상기 인버터가 3상 인버터인 경우, 상기 전류 센싱부가 센싱한 3상의 교류 전류를 2상의 정지 좌표계로 변환한 후, 이를 다시 동기 좌표계(ioD, IoQ)로 변환하는 것을 특징으로 하는 인버터의 전류 리플 보상 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the coordinate system conversion unit comprises:
Wherein the current sensing unit converts the three-phase alternating current sensed by the current sensing unit into a two-phase stationary coordinate system and then converts the three-phase alternating current into a synchronous coordinate system (i oD , I oQ ) when the inverter is a three- A ripple compensation device.
제 1 항에 있어서,
상기 좌표계 변환부는,
상기 인버터가 단상 인버터인 경우, 상기 전류 센싱부가 센싱한 단상의 교류 전류와, 상기 단상의 교류 전류를 90도 쉬프트시킨 교류 전류를 동기 좌표계(ioD, IoQ)로 변환하는 것을 특징으로 하는 인버터의 전류 리플 보상 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the coordinate system conversion unit comprises:
Wherein the inverter converts the single-phase AC current sensed by the current sensing unit and the AC current obtained by shifting the single-phase AC current by 90 degrees into a synchronous coordinate system (i oD , I oQ ) / RTI >
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 리플 추출기는,
상기 전류 센싱부가 센싱한 직류 전류에서 출력 주파수의 2배 성분을 제거하는 제 1 필터;
상기 제 1 필터를 통과한 직류 전류에서 출력 주파수에 해당하는 제 1 리플을 추출하는 제 2 필터;
상기 제 2 필터가 추출한 제 1 리플을 90도 쉬프트시키는 제 3 필터; 및
상기 제 2 필터가 추출한 제 1 리플과 상기 제 3 필터에서 90도 쉬프트된 리플을 동기 좌표계로 변환하는 동기 좌표계 변환기
를 포함하는 인버터의 전류 리플 보상 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first ripple extractor comprises:
A first filter that removes a double component of an output frequency from a DC current sensed by the current sensing unit;
A second filter for extracting a first ripple corresponding to an output frequency from the direct current having passed through the first filter;
A third filter for shifting the first ripple extracted by the second filter by 90 degrees; And
A synchronous coordinate system converter for converting the first ripple extracted by the second filter and the ripple shifted by 90 degrees in the third filter into a synchronous coordinate system,
And a current ripple compensation device for compensating the current ripple of the inverter.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 리플 추출기는,
상기 좌표계 변환부에 의해 변환된 동기 좌표계의 교류 전류(ioD)에서 출력 주파수의 2배 성분을 제거하는 제 1 필터;
상기 제 1 필터를 통과한 교류 전류에서 출력 주파수에 해당하는 제 2 리플을 추출하는 제 2 필터;
상기 제 2 필터가 추출한 제 2 리플을 90도 쉬프트시키는 제 3 필터; 및
상기 제 2 필터가 추출한 제 2 리플과 상기 제 3 필터에서 90도 쉬프트된 리플을 동기 좌표계로 재차 변환하는 동기 좌표 변환기
를 포함하는 인버터의 전류 리플 보상 장치.
The method according to claim 1,
The second ripple extractor
A first filter for removing a component twice the output frequency from the alternating current (i oD ) of the synchronous coordinate system converted by the coordinate system converting unit;
A second filter for extracting a second ripple corresponding to an output frequency from the alternating current having passed through the first filter;
A third filter for shifting the second ripple extracted by the second filter by 90 degrees; And
A synchronous coordinate converter for re-converting the second ripple extracted by the second filter and the ripple shifted by 90 degrees in the third filter into a synchronous coordinate system;
And a current ripple compensation device for compensating the current ripple of the inverter.
제 1 항에 있어서,
상기 제 3 리플 추출기는,
상기 좌표계 변환부에 의해 변환된 동기 좌표계의 교류 전류(IoQ)에서 출력 주파수의 2배 성분을 제거하는 제 1 필터;
상기 제 1 필터를 통과한 교류 전류에서 출력 주파수에 해당하는 제 3 리플을 추출하는 제 2 필터;
상기 제 2 필터가 추출한 제 3 리플을 90도 쉬프트시키는 제 3 필터; 및
상기 제 2 필터가 추출한 제 3 리플과 상기 제 3 필터에서 90도 쉬프트된 리플을 동기 좌표계로 재차 변환하는 동기 좌표 변환기
를 포함하는 인버터의 전류 리플 보상 장치.
The method according to claim 1,
The third ripple extractor
A first filter for removing a component twice the output frequency from the alternating current (I oQ ) of the synchronous coordinate system converted by the coordinate system converting unit;
A second filter for extracting a third ripple corresponding to an output frequency from the alternating current having passed through the first filter;
A third filter for shifting the third ripple extracted by the second filter by 90 degrees; And
A synchronous coordinate converter for re-converting the third ripple extracted by the second filter and the ripple shifted by 90 degrees in the third filter into a synchronous coordinate system;
And a current ripple compensation device for compensating the current ripple of the inverter.
제 1 항에 있어서,
상기 보상값 생성부는,
상기 제 1 리플 추출기가 추출한 직류 전류에 대한 동기 좌표계의 일축 리플(IDC_signal_d)과, 상기 제 3 리플 추출기가 추출한 교류 전류(IoQ)에 대한 동기 좌표계의 일축 리플(ioQ_signal_d)을 기반으로 정지 좌표계에서의 일축 전압을 생성하는 제 1 생성기; 및
상기 제 1 리플 추출기가 추출한 직류 전류에 대한 동기 좌표계의 타축 리플(IDC_signal_q)과, 상기 제 3 리플 추출기가 추출한 교류 전류(IoQ)에 대한 동기 좌표계의 타축 리플(ioQ_signal_q)을 기반으로 정지 좌표계에서의 타축 전압을 생성하는 제 2 생성기
를 포함하는 인버터의 전류 리플 보상 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the compensation value generator comprises:
Based on the uniaxial ripple (I DC_signal_d ) of the synchronous coordinate system for the DC current extracted by the first ripple extractor and the uniaxial ripple (i oQ_signal_d ) of the synchronous coordinate system for the alternating current (I oQ ) extracted by the third ripple extractor A first generator for generating a uniaxial voltage in a coordinate system; And
(I DC_signal_q ) of the synchronous coordinate system for the direct current extracted by the first ripple extractor and the other axle ripple (i oQ_signal_q ) of the synchronous coordinate system for the alternating current (I oQ ) extracted by the third ripple extractor A second generator for generating the other axis voltage in the coordinate system
And a current ripple compensation device for compensating the current ripple of the inverter.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 생성기는,
직류 리플 전류에 대한 동기 좌표계의 일축 지령(I* DC _ signal _d)에서 직류 전류에 대한 동기 좌표계의 일축 리플(IDC _ signal _d)을 빼는 제 1 뺄셈기;
상기 제 1 뺄셈기의 출력을 비례적분미분으로 제어하는 제 1 PID(Proportional, Intrinsic, Derivative) 제어기;
상기 제 1 PID 제어기의 출력을 임계치 이하로 제한하는 리미트 제어기;
상기 리미트 제어기의 출력에서 교류 전류(IoQ)에 대한 동기 좌표계의 일축 리플(ioQ_signal_d)을 빼는 제 2 뺄셈기; 및
상기 제 2 뺄셈기의 출력을 비례적분미분 제어하여 정지 좌표계에서의 일축 전압을 출력하는 제 2 PID 제어기
를 포함하는 인버터의 전류 리플 보상 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the first generator comprises:
The group first subtractor that subtracts the uniaxial ripple of the synchronous coordinate system for the direct current (I DC _ _d signal) in synchronization with the coordinate system of the uniaxial command (I * _ DC signal _d) for direct current ripple current;
A first PID (Proportional, Intrinsic, Derivative) controller for controlling the output of the first subtractor as a proportional integral derivative;
A limit controller for limiting the output of the first PID controller to a threshold value or less;
A second subtractor for subtracting the uniaxial ripple (i oQ_signal_d ) of the synchronous coordinate system for the alternating current (I oQ ) from the output of the limit controller; And
A second PID controller for outputting a uniaxial voltage in a stationary coordinate system by performing proportional integral derivative control on the output of the second subtracter;
And a current ripple compensation device for compensating the current ripple of the inverter.
제 8 항에 있어서,
상기 제 2 생성기는,
직류 리플 전류에 대한 동기 좌표계의 타축 지령(I* DC _ signal _q)에서 직류 전류에 대한 동기 좌표계의 타축 리플(IDC_signal_q)을 빼는 제 1 뺄셈기;
상기 제 1 뺄셈기의 출력을 비례적분미분으로 제어하는 제 1 PID 제어기;
상기 제 1 PID 제어기의 출력을 임계치 이하로 제한하는 리미트 제어기;
상기 리미트 제어기의 출력에서 교류 전류(IoQ)에 대한 동기 좌표계의 타축 리플(ioQ_signal_q)을 빼는 제 2 뺄셈기; 및
상기 제 2 뺄셈기의 출력을 비례적분미분 제어하여 정지 좌표계에서의 타축 전압을 출력하는 제 2 PID 제어기
를 포함하는 인버터의 전류 리플 보상 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the second generator comprises:
The group first subtractor that subtracts tachuk ripple of the synchronous coordinate system for the direct current (I DC_signal_q) in tachuk command (I * _ DC signal _q) of the synchronous coordinate system for the direct current ripple current;
A first PID controller for controlling the output of the first subtracter to a proportional integral differentiation;
A limit controller for limiting the output of the first PID controller to a threshold value or less;
A second subtractor for subtracting the other axis ripple (i oQ_signal_q ) of the synchronous coordinate system for the alternating current (I oQ ) from the output of the limit controller; And
A second PID controller for outputting the other axis voltage in the stationary coordinate system by performing proportional integral derivative control on the output of the second subtracter;
And a current ripple compensation device for compensating the current ripple of the inverter.
제 8 항에 있어서,
상기 리플 보상부는,
상기 인버터의 제어를 위한 동기 좌표계의 전압을 정지 좌표계의 전압으로 변환한 후, 상기 보상값 생성부가 생성한 정지 좌표계의 전압과 합산하여 보상을 수행하는 것을 특징으로 하는 인버터의 전류 리플 보상 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the ripple compensation unit comprises:
Wherein the compensator compensates the voltage of the synchronous coordinate system for controlling the inverter to a voltage of the stationary coordinate system and then adds the voltage to the voltage of the stationary coordinate system generated by the compensation value generator to perform compensation.
제 8 항에 있어서,
상기 리플 보상부는,
상기 보상값 생성부가 생성한 정지 좌표계의 전압을 동기 좌표계의 전압으로 변환한 후, 상기 인버터의 제어를 위한 동기 좌표계의 전압과 합산하여 보상을 수행한 후, 다시 정지 좌표계로 변환하여 출력하는 것을 특징으로 하는 인버터의 전류 리플 보상 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the ripple compensation unit comprises:
The voltage of the stationary coordinate system generated by the compensation value generator is converted into the voltage of the synchronous coordinate system and then the voltage is summed with the voltage of the synchronous coordinate system for the control of the inverter to perform compensation, Of the inverter.
제 1 항에 있어서,
상기 보상값 생성부는,
상기 제 1 리플 추출기(51)가 추출한 직류 전류에 대한 동기 좌표계의 일축 리플(IDC_signal_d)과, 상기 제 2 리플 추출기가 추출한 교류 전류(ioD)에 대한 동기 좌표계의 일축 리플(ioD_signal_d)을 기반으로 정지 좌표계에서의 일축 전압을 생성하는 제 1 생성기; 및
상기 제 1 리플 추출기가 추출한 직류 전류에 대한 동기 좌표계의 타축 리플(IDC_signal_q)과, 상기 제 2 리플 추출기가 추출한 교류 전류(ioD)에 대한 동기 좌표계의 타축 리플(ioD_signal_q)을 기반으로 정지 좌표계에서의 타축 전압을 생성하는 제 2 생성기
를 포함하는 인버터의 전류 리플 보상 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the compensation value generator comprises:
The first ripple extractor 51 is uniaxially ripple of the synchronous coordinate system of the extracted direct current (I DC_signal_d) and a uniaxial ripple (i oD_signal_d) of the synchronous coordinate system for the alternating current (i oD), the second ripple extractor extracts A first generator for generating a uniaxial voltage in a stationary coordinate system; And
Still based on the first tachuk ripple of the synchronous coordinate system for the direct current is first ripple extractor extracts (I DC_signal_q) and, tachuk ripple (i oD_signal_q) of the synchronous coordinate system for the alternating current (i oD) the second ripple extractor extracts A second generator for generating the other axis voltage in the coordinate system
And a current ripple compensation device for compensating the current ripple of the inverter.
전류 센싱부가 인버터로 입력되는 직류 전류와 상기 인버터로부터 출력되는 교류 전류를 각각 센싱하는 단계;
좌표계 변환부가 상기 센싱된 교류 전류를 동기 좌표계(ioD, IoQ)로 변환하는 동기 좌표계 변환단계;
리플 추출부가 상기 센싱된 직류 전류와 상기 변환된 동기 좌표계의 교류 전류를 이용하여 리플을 추출하는 리플 추출단계;
보상값 생성부가 상기 추출된 리플을 기반으로 보상값을 생성하는 보상값 생성단계; 및
리플 보상부가 상기 생성된 보상값을 이용하여 상기 직류 전류의 리플을 제거하는 리플 보상단계를 포함하되,
상기 리플 추출단계는,
상기 전류 센싱부가 센싱한 직류 전류(IDC)로부터 제 1 리플을 추출하고, 상기 추출한 제 1 리플과 상기 추출한 제 1 리플을 90도 쉬프트 시킨 리플을 동기 좌표계(IDC_signal_q, IDC_signal_d)로 변환하는 단계;
상기 동기 좌표계의 교류 전류(ioD)로부터 제 2 리플을 추출하고, 상기 추출한 제 2 리플과 상기 추출한 제 2 리플을 90도 쉬프트 시킨 리플을 동기 좌표계(ioD_signal_q, ioD_signal_d)로 재차 변환하는 단계; 및
상기 동기 좌표계의 교류 전류(IoQ)로부터 제 3 리플을 추출하고, 상기 추출한 제 3 리플과 상기 추출한 제 3 리플을 90도 쉬프트 시킨 리플을 동기 좌표계(ioQ_signal_q, ioQ_signal_d)로 재차 변환하는 단계를 포함하는 인버터의 전류 리플 보상 방법.
Sensing the direct current input to the inverter by the current sensing unit and the alternating current output from the inverter;
A synchronous coordinate system converting step in which the coordinate system converting unit converts the sensed AC current into a synchronous coordinate system (i oD , I oQ );
A ripple extracting step of extracting a ripple by using the sensed direct current and the alternating current of the converted synchronous coordinate system;
A compensation value generating step in which the compensation value generating unit generates a compensation value based on the extracted ripple; And
And a ripple compensation step of removing the ripple of the direct current using the generated compensation value,
The ripple extracting step includes:
Extracts a first ripple from the DC current (I DC ) sensed by the current sensing unit, and converts the extracted first ripple and the ripple obtained by shifting the extracted first ripple by 90 degrees into a synchronous coordinate system (I DC_signal_q , I DC_signal_d ) step;
Extracting a second ripple from the AC current (i oD ) of the synchronous coordinate system and converting the extracted second ripple and the ripple obtained by shifting the extracted second ripple by 90 degrees into a synchronous coordinate system (i oD_signal_q , i oD_signal_d ) ; And
Extracting a third ripple from the alternating current (I oQ ) of the synchronous coordinate system and converting the ripple obtained by shifting the extracted third ripple and the extracted third ripple by 90 degrees into a synchronous coordinate system (i oQ_signal_q , i oQ_signal_d ) / RTI > of the inverter.
제 14 항에 있어서,
상기 동기 좌표계 변환단계는,
상기 인버터가 3상 인버터인 경우, 상기 전류 센싱부가 센싱한 3상의 교류 전류를 2상의 정지 좌표계로 변환한 후, 이를 다시 동기 좌표계로 변환하는 것을 특징으로 하는 인버터의 전류 리플 보상 방법.
15. The method of claim 14,
Wherein, in the synchronous coordinate system conversion step,
Wherein when the inverter is a three-phase inverter, the current sensing unit converts the three-phase alternating current sensed by the current sensing unit into a two-phase stationary coordinate system, and converts the three-phase alternating current into a synchronous coordinate system.
제 14 항에 있어서,
상기 동기 좌표계 변환단계는,
상기 인버터가 단상 인버터인 경우, 상기 전류 센싱부가 센싱한 단상의 교류 전류와, 상기 단상의 교류 전류를 90도 쉬프트시킨 교류 전류를 동기 좌표계(ioD, IoQ)로 변환하는 것을 특징으로 하는 인버터의 전류 리플 보상 방법.
15. The method of claim 14,
Wherein, in the synchronous coordinate system conversion step,
Wherein the inverter converts the single-phase AC current sensed by the current sensing unit and the AC current obtained by shifting the single-phase AC current by 90 degrees into a synchronous coordinate system (i oD , I oQ ) / RTI >
삭제delete 제 14 항에 있어서,
상기 보상값 생성단계는,
상기 직류 전류에 대한 동기 좌표계의 일축 리플(IDC_signal_d)과, 상기 교류 전류(IoQ)에 대한 동기 좌표계의 일축 리플(ioQ_signal_d)을 기반으로 정지 좌표계에서의 일축 전압을 생성하는 단계; 및
상기 직류 전류에 대한 동기 좌표계의 타축 리플(IDC_signal_q)과, 상기 교류 전류(IoQ)에 대한 동기 좌표계의 타축 리플(ioQ_signal_q)을 기반으로 정지 좌표계에서의 타축 전압을 생성하는 단계
를 포함하는 인버터의 전류 리플 보상 방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the compensation value generating step comprises:
Generating a uniaxial voltage in a stationary coordinate system based on uniaxial ripple (I DC_signal_d ) of the synchronous coordinate system for the DC current and uniaxial ripple (i oQ_signal_d ) of the synchronous coordinate system for the AC current (I oQ ); And
Generating a tachuk voltage in synchronization with the coordinate system of the tachuk ripple (I DC_signal_q) and a synchronous coordinate system tachuk ripple still coordinate system, based on (i oQ_signal_q) of the alternating current (I oQ) for said direct current
/ RTI > of the inverter.
제 18 항에 있어서,
상기 리플 보상단계는,
상기 인버터의 제어를 위한 동기 좌표계의 전압을 정지 좌표계의 전압으로 변환한 후, 상기 보상값 생성단계에서 생성된 정지 좌표계의 전압과 합산하여 보상을 수행하는 것을 특징으로 하는 인버터의 전류 리플 보상 방법.
19. The method of claim 18,
Wherein the ripple compensating step comprises:
Wherein the compensation of the current ripple of the inverter is performed by converting the voltage of the synchronous coordinate system for controlling the inverter to the voltage of the stationary coordinate system and then adding the voltage of the stationary coordinate system generated in the compensation value generating step.
제 18 항에 있어서,
상기 리플 보상단계는,
상기 보상값 생성단계에서 생성된 정지 좌표계의 전압을 동기 좌표계의 전압으로 변환한 후, 상기 인버터의 제어를 위한 동기 좌표계의 전압과 합산하여 보상을 수행한 후, 다시 정지 좌표계로 변환하여 출력하는 것을 특징으로 하는 인버터의 전류 리플 보상 방법.
19. The method of claim 18,
Wherein the ripple compensating step comprises:
The voltage of the stationary coordinate system generated in the compensation value generating step is converted into the voltage of the synchronous coordinate system and then added to the voltage of the synchronous coordinate system for the control of the inverter to perform compensation, The current ripple compensation method of the inverter.
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