KR101614797B1 - 3상 역률 보상 보호 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

3상 역률 보상 보호 장치 및 그 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101614797B1
KR101614797B1 KR1020080092625A KR20080092625A KR101614797B1 KR 101614797 B1 KR101614797 B1 KR 101614797B1 KR 1020080092625 A KR1020080092625 A KR 1020080092625A KR 20080092625 A KR20080092625 A KR 20080092625A KR 101614797 B1 KR101614797 B1 KR 101614797B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
pattern
pfc
switching element
detected
Prior art date
Application number
KR1020080092625A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100033656A (ko
Inventor
하종헌
송호걸
Original Assignee
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자 주식회사 filed Critical 삼성전자 주식회사
Priority to KR1020080092625A priority Critical patent/KR101614797B1/ko
Priority to US12/379,436 priority patent/US8300436B2/en
Priority to CN200910128834.XA priority patent/CN101686006B/zh
Publication of KR20100033656A publication Critical patent/KR20100033656A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101614797B1 publication Critical patent/KR101614797B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4216Arrangements for improving power factor of AC input operating from a three-phase input voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

본 발명은 3상 인버터의 이상 전류 발생에 따른 역률 보상(Power Factor Correction, PFC) 보호 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 역률 보상을 위해 스위칭 제어방식을 채용한 3상 인버터에서 리액터와 스위칭소자로 들어오는 전원 입력 단에서 생산자의 실수 등으로 오결선(또는 미결선)이 발생하면 스위칭소자에 입력되는 전류가 이상 전류가 되어 PFC 제어가 불가능해지므로 PFC 제어 시 스위칭소자에서 출력되는 전류의 파형을 공통전위 단의 전류센서를 통해 검출하여 이상 전류 발생에 따른 오결선 여부를 판단하고, 오결선으로 판단되면 전류의 패턴을 비교하여 오결선 패턴을 검색하고 검색된 오결선 패턴에 맞게 스위칭소자에 입력되는 PFC 제어 출력을 변경하여 PFC 제어가 정상 동작할 수 있도록 하는 역률 보상 보호 제어를 제시한다.

Description

3상 역률 보상 보호 장치 및 그 제어방법{Device for protection of power factor correction in three phase power supply and control method thereof}
본 발명은 3상 역률 보상(Power Factor Correction, PFC) 보호 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3상 인버터의 이상 전류 발생에 따른 역률 보상 보호 제어에 관한 것이다.
일반적으로, 인버터는 직류 전압을 임의의 가변주파수를 갖는 3상 교류 전원(U, V, W)으로 변환시키는 전원변환장치로, 에너지 효율 및 출력 제어의 용이성 때문에 세탁기, 냉장고, 에어컨, 전자레인지, 엘리베이터 등의 전기제품에 채용되는 모터 제어에 폭넓게 사용되고 있다.
이러한 인버터에는 입력되는 상용 교류 전원을 직류 전압으로 정류 및 평활시키는 정류회로가 연결되어 일정레벨로 평활된 직류 전압이 인버터에 공급되도록 하고 있으나, 정류회로의 역률은 대략 0.5~0.6 정도로 매우 낮고, 또한 입력전압(상용 교류 전원의 전압)과 입력전류(상용 교류 전원의 전류) 사이의 위상차로 인하여 역률이 저하되어 무효전력에 의한 소비전력의 손실(loss)이 발생하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 입력전압의 제로 크로싱 포인트(Zero Crossing Point)를 검출하여 검출된 포인트에서 스위칭소자를 온(ON) 시킨 후, 일정시간이 경과하면 스위칭소자를 오프시켜 다음 입력전압의 제로 크로싱 포인트까지 스위칭소자의 오프 상태를 유지시키는 스위칭 제어방식으로 입력전압과 입력전류의 위상차가 발생하지 않도록 역률을 보상해 주는 PFC 동작을 수행하고 있다.
특히, 전력 소비량이 큰 전기제품의 전력 공급을 위해서 R, S, T 3상 전원을 사용하는 3상 인버터에서 역률 보상을 위해 스위칭 제어방식을 채용한 경우 리액터와 스위칭소자로 들어오는 전원 입력 단에서 생산자의 실수 등으로 오결선(또는 미결선)이 발생하게 되면 스위칭소자에 입력되는 전류가 과전류 또는 저전류와 같은 이상 전류가 되어 PFC 제어가 불가능해지며 이로 인해 고조파 및 역률 문제가 발생하고, 회로 과열 등의 문제가 발생한다. 또한 리액터 불량이나 오결선 등으로 PFC 제어가 되지 않더라도 별도의 에러표시를 하지 않기 때문에 불안정한 상태에서 동작이 이루어지게 된다.
본 발명은 역률 보상을 위해 스위칭 제어방식을 채용한 3상 인버터에서 스위칭소자에 입력되는 전류의 파형을 공통전위 단에서 검출하여 오결선 여부를 판단하고, 오결선으로 판단되면 전류의 패턴을 비교하여 오결선 패턴에 맞게 스위칭소자의 PFC 제어신호를 변경함으로서 PFC 제어가 정상 동작하도록 하는 3상 역률 보상 보호 장치 및 그 제어방법을 제시하고자 한다.
이를 위해 본 발명의 실시예에 의한 3상 역률 보상 보호 장치는 3상 전원을 정류하는 정류부; 상기 정류부의 역률 보상을 위해 PFC 스위칭하는 스위칭소자; 상기 스위칭소자에서 출력되는 전류의 파형을 검출하는 전류검출부; 상기 검출된 전류의 파형에 따라 오결선 여부를 판단하고, 오결선으로 판단되면 상기 전류의 패턴에 해당하는 오결선 패턴을 검색하여 상기 스위칭소자로 출력되는 신호를 변경하는 제어부를 포함한다.
상기 스위칭소자는 상기 정류부의 출력 단에 각 상별로 복수 개가 연결되어 출력되는 신호의 전압과 전류의 위상이 같아지도록 스위칭하는 IGBT 스위치인 것을 특징으로 한다.
상기 전류검출부는 상기 스위칭소자의 출력 공통전위 단에 연결되어 상기 PFC 제어 시 상기 공통전위 단에 걸리는 이상 전류를 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기 이상 전류는 상기 공통전위 단에 걸리는 전류의 값이 기준 값 이상의 피크 값을 갖는 과전류인 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 이상 전류가 발생하면 상기 오결선이 발생하였다고 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 3상 역률 보상 보호 장치는 상기 3상 전원의 결선에 따른 전류 패턴을 저장하는 저장부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 검출된 전류의 패턴을 상기 저장부에 저장된 전류 패턴과 비교하여 상기 3상 오결선의 패턴을 검색하고, 상기 검색된 오결선 패턴에 맞게 상기 스위칭소자로 출력되는 PFC 제어신호를 변경하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 오결선 패턴에 맞게 변경된 상기 PFC 제어신호를 상기 저장부에 저장하여 상기 PFC 제어를 지속적으로 정상 동작시키는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 실시예에 의한 3상 역률 보상 보호 제어방법은 3상 전원을 정류하고; 상기 정류된 전원의 역률 보상을 위해 스위칭소자를 PFC 스위칭하고; 상기 스위칭소자에서 출력되는 전류의 파형을 검출하고; 상기 검출된 전류의 파형에 따라 오결선 여부를 판단하고, 오결선으로 판단되면 상기 전류의 패턴에 해당하는 오결선 패턴을 검색하여 상기 스위칭소자에 입력되는 상기 PFC 제어 출력을 변경하는 것을 특징으로 한다.
상기 전류의 파형을 검출하는 것은, 상기 PFC 제어 시 상기 스위칭소자의 공통전위 단에 걸리는 이상 전류를 검출하여 상기 이상 전류가 발생하면 상기 오결선이 발생하였다고 검출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 3상 역률 보상 보호 제어방법은 상기 3상 전원의 결선에 따른 전류 패턴을 저장하는 것을 더 포함하고, 상기 PFC 제어 출력을 변경하는 것은, 상기 오결선이 발생한 경우 상기 검출된 전류의 패턴을 상기 저장된 전류 패턴과 비교하여 상기 3상 오결선의 패턴을 검색하고, 상기 검색된 오결선 패턴에 맞게 상기 스위칭소자에 입력되는 PFC 제어신호를 변경하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 3상 역률 보상 보호 제어방법은 상기 오결선 패턴에 맞게 변경된 상기 PFC 제어신호를 저장하여 상기 PFC 제어를 지속적으로 정상 동작시키는 것을 더 포함한다.
이러한 본 발명의 실시예에 의하면 역률 보상을 위해 스위칭 제어방식을 채용한 3상 인버터에서 스위칭소자에 입력되는 전류의 파형을 공통전위 단에서 검출하여 이상 전류 발생에 따른 3상 오결선 여부를 판단하고, 오결선으로 판단되면 전류의 패턴을 비교하여 3상 오결선의 패턴을 파악하고 파악된 오결선 패턴에 맞게 스위칭소자에 입력되는 PFC 제어 출력을 자동으로 변경하여 PFC 동작이 정상적으로 이루어지도록 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 3상 인버터의 역률 보상 보호 장치를 나타낸 회로도이다.
도 1에서, 본 발명의 실시예에 의한 3상 인버터의 역률 보상 보호 장치는 R, S, T 3상의 교류로 공급되는 3상 전원(10)을 각 상별로 정류하는 정류부(20)와, 정류부(20)의 출력 단에 연결되어 출력되는 신호의 전압과 전류의 위상차가 발생되지 않도록 PFC 스위칭하는 스위칭부(30)와, 스위칭부(30)의 공통전위 단에 연결되어 PFC 동작 시 발생하는 전류의 파형을 검출하는 제1전류검출부(40)와, 제1전류검출부(40)의 전류 파형에 따라 오결선 여부를 판단하고 오결선으로 판단되면 PFC 제어 출력을 변경하여 PFC 정상 동작을 제어하는 제어부(50)와, 3상 전원(10)의 결선에 따른 전류 패턴을 저장하는 저장부(55)를 포함한다.
3상 전원(10)은 진폭과 주파수가 같은 3개의 정현파 전류가 각각 120ㅀ의 위상차를 가지고 3상(R, S, T)에 흐르는 것으로, 3상(R, S, T)의 각 중간 지점을 모아놓은 N상이 접지선이 되는 3상 4선식 결선방식을 일반적으로 사용한다.
스위칭부(30)는 정류부(20)의 출력 단에 R, S, T 각 상별로 연결되는 3개의 IGBT 스위치(31, 32, 33;이하, 스위칭소자라 한다)를 포함한다.
또한, 3상 전원(10)과 정류부(20) 사이에는 정류부(20)의 역률을 개선하기 위한 리액터(11, 12, 13)가 각 상별로 각각 연결되고, 리액터(11, 12, 13)의 입력 단 중 한 상(예를 들어, T상)과 N상에는 입력되는 상 전압의 제로 크로싱 포인트를 검출하여 제어부(50)에 출력하는 제로 크로싱 검출부(60)가 연결된다.
따라서, 제어부(50)는 제로 크로싱 검출부(60)에서 검출된 상 전압의 제로 크로싱 포인트에서 스위칭소자(31, 32, 33)를 온(ON) 시킨 후, 일정시간이 경과하면 PWM 제어에 의해서 스위칭소자(31, 32, 33)를 오프시켜 다음 상 전압의 제로 크 로싱 포인트까지 스위칭소자(31, 32, 33)의 오프 상태를 유지시키는 PFC 동작으로 상 전압과 상 전류의 위상차가 발생하지 않도록 역률을 보상해 주는 PFC 동작을 수행한다.
이때, 제어부(50)는 리액터(11, 12, 13)와 스위칭소자(31, 32, 33)로 들어오는 전원 입력 단("A"로 표기된 부분)에서 생산자의 실수 등으로 오결선(또는 미결선)이 발생하였는지를 판단하기 위해 PFC 제어 시 스위칭소자(31, 32, 33)에서 출력되는 전류의 이상 발생을 제1전류검출부(40)의 전류 파형을 통해 판단하고, 이상 전류 발생에 따른 오결선으로 판단되면 전류의 패턴을 저장부(55)에 저장된 전류 패턴과 비교하여 3상 오결선의 패턴(R-S 오결선, S-T 오결선, R-T 오결선, S-T-R 오결선, T-R-S 오결선 등)을 검색하고, 검색된 오결선 패턴에 맞게 스위칭소자(31, 32, 33)에 입력되는 PFC 제어 출력을 변경하여 PFC 동작이 정상적으로 동작하도록 한다.
저장부(55)는 3상 전원(10)의 정상 결선에 따른 전류 패턴(T상 전류, IGBT 전류)과, 오결선에 따른 전류 패턴(T상 전류, IGBT 전류)을 저장한다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 3상 인버터의 역률 보상 보호 장치는 정류부(20)의 출력 단에 연결되어 역률이 개선된 DC 링크전압을 발생시키는 DC 링크전압 발생부(70)와, DC 링크전압 발생부(70)에 연결되어 발생된 DC 링크전압을 3상 교류로 변환하고 이 3상 교류를 모터(81)에 공급하는 인버터(80)와, 모터(81)에 공급되는 부하 전류(상 전류)의 크기를 검출하여 제어부(50)의 A/D 컨버터에 입력하는 제2전류검출부(90)를 더 포함한다.
따라서, 제어부(50)는 제2전류검출부(90)에 의해 검출된 부하 전류의 크기에 따라 스위칭소자(31, 32, 33)를 스위칭 제어하기 위한 PWM 신호의 듀티 비를 제어한다.
이하, 상기와 같이 구성된 3상 역률 보상 보호 장치 및 그 제어방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.
도 1에서, 3상 전원(10)이 공급되면 R, S, T 3상의 교류로 공급되는 3상 전원(10)이 리액터(11, 12, 13)로 입력되고, 리액터(11, 12, 13)를 통과한 R, S, T 각 상 전원은 정류부(20)에 입력되어 정류된다.
정류부(20)에서 정류된 전압은 DC 링크전압 발생부(70)에 입력되어 모터(81)의 구동에 필요한 DC 링크전압을 발생하고, DC 링크전압 발생부(70)에서 발생된 DC 링크전압은 인버터(80)를 통해 모터(81)에 공급된다.
이와 같이, 3상 인버터(80)를 통해 모터(81)의 구동에 필요한 DC 링크전압을 공급할 때 리액터(11, 12, 13)로 입력되는 상 전압과 상 전류의 위상차로 인하여 역률이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 의한 역률 보상 장치는 이러한 문제를 해결하기 위해 리액터(11, 12, 13)의 입력 단 중 어느 한 상(예를 들어, T상)과 N상에 연결된 제로 크로싱 검출부(60)를 통해 입력되는 상 전압의 위상이 제로 크로싱인 포인트를 검출하여 제어부(50)에 출력하고, 제어부(50)는 제로 크로싱 검출부(60)에서 검출된 상 전압의 제로 크로싱 포인트에서 제2전류검출부(90)에 의해 검출된 부하 전류의 크기에 따라 계산된 펄스 폭(듀티 비)로 PWM 제어에 의해서 스위칭소자(31, 32, 33)를 온(ON) 시킨다.
스위칭소자(31, 32, 33)를 온 시키면 리액터(11, 12, 13)로 입력되는 상 전류가 선형적으로 증가하고, 제어부(50)의 PWM 제어에 의해서 스위칭소자(31, 32, 33)를 오프시키면 리액터(11, 12, 13)로 입력되는 상 전류가 선형적으로 감소한다.
이와 같이, 제어부(50)의 PWM 제어에 의해서 스위칭소자(31, 32, 33)가 온/오프를 반복하면 리액터(11, 12, 13)로 입력되는 상 전류가 상 전압의 위상을 추종하면서 역률이 개선되는 PFC 제어가 수행된다.
그러나, 이러한 PFC 제어 시 리액터(11, 12, 13)와 스위칭소자(31, 32, 33)로 들어오는 전원 입력 단("A"로 표기된 부분)에서 생산자의 실수 등으로 오결선이 발생한 경우 스위칭소자(31, 32, 33)에 입력되는 전류가 과전류 등의 이상 전류가 발생하기 때문에 PFC 제어 출력을 자동으로 변경시켜 오결선 시에도 PFC 제어가 정상적으로 이루어질 수 있도록 하는 역률 보상 보호 제어가 필요한데 이를 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 3상 인버터의 역률 보상 보호 제어방법을 나타낸 동작 순서도이다.
도 2에서, 제어부(50)는 제로 크로싱 검출부(60)에서 검출된 T상 전압의 제로 크로싱 포인트(ZCP)에서 제2전류검출부(90)에 의해 검출된 부하 전류의 크기에 따라 계산된 펄스 폭(듀티 비)로 PWM 제어에 의해서 스위칭소자(31, 32, 33)를 온/오프시키는 PFC 제어를 수행한다(100).
이러한 PFC 제어 시 전원 입력 단("A"로 표기된 부분)의 오결선으로 인하여 발생하는 과전류 등의 이상 전류를 검지하기 위해 스위칭소자(31, 32, 33)의 공통전위 단에 연결된 제1전류검출부(40)에서 공통전위 단 전류(IGBT 전류) 파형을 검출하여 제어부(50)에 출력한다(102).
따라서, 제어부(50)는 제1전류검출부(40)에서 검출된 공통전위 단 전류 파형을 체크하여 이상 전류가 발생하였는지를 판단한다(104). 이상 전류는 PFC 제어 시 공통전위 단에 흐르는 전류의 값이 기준 값 이상의 피크 값을 갖는 과전류로 전류 피크 값이 발생하면 오결선으로 인한 이상 전류가 발생하였다고 판단한다.
따라서, 제어부(50)는 단계 104의 판단 결과, 이상 전류 발생에 따른 오결선으로 판단되면 전류의 패턴을 저장부(55)에 저장된 전류 패턴과 비교하여 도 3 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 3상 오결선의 패턴(S-T 오결선, R-S 오결선, R-T 오결선, 3선 오결선 등)을 검색한다(106).
도 3은 R-S-T 접속으로 정상 결선 시 공통전위 단에서 검출되는 전류 파형도이고, 도 4는 R-T-S 접속으로 S-T 오결선 시 공통전위 단에서 검출되는 전류 파형도이며, 도 5는 S-R-T 접속으로 R-S 오결선 시 공통전위 단에서 검출되는 전류 파형도이고, 도 6은 T-S-R 접속으로 R-T 오결선 시 공통전위 단에서 검출되는 전류 파형도이며, 도 7은 S-T-R 접속으로 3선 오결선 시 공통전위 단에서 검출되는 전류 파형도이고, 도 8은 T-R-S 접속으로 3선 오결선 시 공통전위 단에서 검출되는 전류 파형도이다.
도 3에서 보듯이, 정상 결선인 경우에는 제1전류검출부(40)에서 검출된 공통전위 단 전류 파형이 피크 값 이하로 흐르고, 제로 크로싱 포인트에서 PFC 스위칭 이 시작됨을 알 수 있다.
그러나 도 4 내지 도 8에서 보듯이, 오결선인 경우에는 제1전류검출부(40)에서 검출된 공통전위 단 전류 파형이 피크 값 이상으로 흐르고, 제로 크로싱 포인트에서 PFC 스위칭이 시작되지 못함을 알 수 있다. 이 경우 PFC 제어가 되지 않아 고조파 및 역률 문제가 발생함은 물론 회로 과열 등의 문제가 발생하여 불안정한 상태에서 PFC 제어가 이루어진다.
따라서, 제어부(50)는 검색된 오결선 패턴에 맞게 스위칭소자(31, 32, 33)로 출력되는 PFC 제어신호를 변경하여 PFC 제어가 정상적으로 동작하도록 한다(108).
예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, R-T-S 접속으로 S-T 오결선인 경우에는 제어부(50)에서 S상에 대응하는 제2스위칭소자(32)와 T상에 대응하는 제3스위칭소자(33)의 PFC 제어 출력 핀을 S-T 오결선 패턴에 맞게 변경하여 출력함으로서 회로의 교체없이도 PFC 정상 동작을 가능하게 한다.
또 다른 예로, 도 5에 도시한 바와 같이, S-R-T 접속으로 R-S 오결선인 경우에는 제어부(50)에서 R상에 대응하는 제1스위칭소자(31)와 S상에 대응하는 제2스위칭소자(32)의 PFC 제어 출력 핀을 R-S 오결선 패턴에 맞게 변경하여 출력함으로서 회로의 교체없이도 PFC 정상 동작을 가능하게 한다.
또한, 제어부(50)는 도 6 내지 도 8의 오결선 패턴에 맞게 제1~제3스위칭소자(31, 32, 33)의 PFC 제어 출력 핀을 변경해 줌으로서 어떠한 오결선에도 PFC 동작이 정상적으로 이루어질 수 있도록 함은 물론이다.
또한, 제어부(50)는 오결선 패턴에 맞게 변경된 PFC 제어 출력을 저장부(55) 에 저장하여 이후에 발생하는 이상 전류에 따른 오결선 시 PFC 제어가 안정된 상태에서 이루어질 수 있도록 지속적으로 PFC 제어 출력을 변경한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 3상 인버터의 역률 보상 보호 장치를 나타낸 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 3상 인버터의 역률 보상 보호 제어방법을 나타낸 동작 순서도이다.
도 3은 R-S-T 접속으로 정상 결선 시 공통전위 단에서 검출되는 전류 파형도이다.
도 4는 R-T-S 접속으로 S-T 오결선 시 공통전위 단에서 검출되는 전류 파형도이다.
도 5는 S-R-T 접속으로 R-S 오결선 시 공통전위 단에서 검출되는 전류 파형도이다.
도 6은 T-S-R 접속으로 R-T 오결선 시 공통전위 단에서 검출되는 전류 파형도이다.
도 7은 S-T-R 접속으로 3선 오결선 시 공통전위 단에서 검출되는 전류 파형도이다.
도 8은 T-R-S 접속으로 3선 오결선 시 공통전위 단에서 검출되는 전류 파형도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 3상 전원 11, 12, 13 : 리액터
20 : 정류부 31, 32, 33 : 스위칭소자
40 : 제1전류검출부 50 : 제어부
55 : 저장부 60 : 제로 크로싱 검출부
70 : DC 링크전압 발생부 80 : 인버터
81 : 모터 90 : 제2전류검출부

Claims (12)

  1. 3상 전원을 정류하는 정류부;
    상기 정류부의 역률 보상을 위해 PFC 스위칭하는 스위칭소자;
    상기 스위칭소자에서 출력되는 전류의 파형을 검출하는 전류검출부;
    상기 검출된 전류의 파형에 따라 오결선 여부를 판단하고, 오결선으로 판단되면 상기 전류의 파형을 기초로 상기 스위칭소자로 출력되는 신호를 변경하는 제어부를 포함하는 3상 역률 보상 보호 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭소자는 상기 정류부의 출력 단에 각 상별로 복수 개가 연결되어 출력되는 신호의 전압과 전류의 위상이 같아지도록 스위칭하는 IGBT 스위치인 3상 역률 보상 보호 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전류검출부는 상기 스위칭소자의 출력 공통전위 단에 연결되어 상기 스위칭 소자의 PFC 스위칭 시 상기 공통전위 단에 걸리는 이상 전류를 검출하는 3상 역률 보상 보호 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이상 전류는 상기 공통전위 단에 걸리는 전류의 값이 기준 값 이상의 피크 값을 갖는 과전류인 3상 역률 보상 보호 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 이상 전류가 발생하면 상기 오결선이 발생하였다고 판단하는 3상 역률 보상 보호 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 3상 전원의 결선에 따른 전류 패턴을 저장하는 저장부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 검출된 전류의 패턴을 상기 저장부에 저장된 전류 패턴과 비교하여 상기 오결선의 패턴을 검색하고, 상기 검색된 오결선의 패턴에 맞게 상기 스위칭소자로 출력되는 PFC 제어신호를 변경하는 3상 역률 보상 보호 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 오결선의 패턴에 맞게 변경된 상기 PFC 제어신호를 상기 저장부에 저장하여 상기 PFC 제어를 지속적으로 정상 동작시키는 3상 역률 보상 보호 장치.
  8. 3상 전원을 정류하고;
    상기 정류된 전원의 역률 보상을 위해 스위칭소자를 PFC 스위칭하고;
    상기 스위칭소자에서 출력되는 전류의 파형을 검출하고;
    상기 검출된 전류의 파형에 따라 오결선 여부를 판단하고, 오결선으로 판단되면 상기 전류의 파형을 기초로 상기 스위칭소자에 입력되는 제어 신호를 변경하는 3상 역률 보상 보호 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전류의 파형을 검출하는 것은,
    상기 PFC 제어 시 상기 스위칭소자의 공통전위 단에 걸리는 이상 전류를 검출하여 상기 이상 전류가 발생하면 상기 오결선이 발생하였다고 검출하는 3상 역률 보상 보호 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이상 전류는 상기 공통전위 단에 걸리는 전류의 값이 기준 값 이상의 피크 값을 갖는 과전류인 3상 역률 보상 보호 제어방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 3상 전원의 결선에 따른 전류 패턴을 저장하는 것을 더 포함하고,
    상기 PFC 제어 출력을 변경하는 것은,
    상기 오결선이 발생한 경우 상기 검출된 전류의 패턴을 상기 저장된 전류 패턴과 비교하여 상기 오결선의 패턴을 검색하고, 상기 검색된 오결선의 패턴에 맞게 상기 스위칭소자에 입력되는 PFC 제어신호를 변경하는 3상 역률 보상 보호 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 오결선의 패턴에 맞게 변경된 상기 PFC 제어신호를 저장하여 상기 PFC 제어를 지속적으로 정상 동작시키는 것을 더 포함하는 3상 역률 보상 보호 제어방법.
KR1020080092625A 2008-09-22 2008-09-22 3상 역률 보상 보호 장치 및 그 제어방법 KR101614797B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080092625A KR101614797B1 (ko) 2008-09-22 2008-09-22 3상 역률 보상 보호 장치 및 그 제어방법
US12/379,436 US8300436B2 (en) 2008-09-22 2009-02-20 Device for protection of power factor correction in three phase power supply and control method thereof
CN200910128834.XA CN101686006B (zh) 2008-09-22 2009-03-17 在三相电源中保护功率因数校正的设备及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080092625A KR101614797B1 (ko) 2008-09-22 2008-09-22 3상 역률 보상 보호 장치 및 그 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100033656A KR20100033656A (ko) 2010-03-31
KR101614797B1 true KR101614797B1 (ko) 2016-04-22

Family

ID=42037505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080092625A KR101614797B1 (ko) 2008-09-22 2008-09-22 3상 역률 보상 보호 장치 및 그 제어방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8300436B2 (ko)
KR (1) KR101614797B1 (ko)
CN (1) CN101686006B (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8879286B2 (en) 2010-07-29 2014-11-04 Sts, Inc. Facility power supply with power-factor correction
CN102497094B (zh) * 2011-12-01 2015-01-07 武汉永力电源技术有限公司 一种工频三相三开关三电平功率因数校正电路及其控制方法
CN102969918B (zh) * 2012-11-06 2016-03-02 联合汽车电子有限公司 三相桥式逆变器系统及紧急下短路保护电路
US9240712B2 (en) * 2012-12-13 2016-01-19 Power Systems Technologies Ltd. Controller including a common current-sense device for power switches of a power converter
US9651977B2 (en) * 2013-03-14 2017-05-16 Hiq Solar, Inc. Three-phase power conversion with power factor correction operational day and night
CN104065276B (zh) * 2014-06-27 2017-01-25 华为技术有限公司 一种三相不间断电源的控制方法、装置和三相不间断电源
US10191102B2 (en) 2015-01-27 2019-01-29 Utility Relay Company Automatic current transformer polarity correction
JP2017158374A (ja) * 2016-03-03 2017-09-07 株式会社東芝 モータ制御装置
JP6854925B2 (ja) * 2017-12-28 2021-04-07 三菱電機株式会社 電気車制御装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100764387B1 (ko) 2006-07-03 2007-10-05 삼성전기주식회사 준싱글단 pfc 컨버터

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2724782A (en) * 1953-04-15 1955-11-22 Lockheed Aircraft Corp Phase sequence correcting circuit
US4021704A (en) * 1976-02-27 1977-05-03 Borg-Warner Corporation Phase sequence correcting system for three-phase AC power
US4196378A (en) * 1977-02-07 1980-04-01 Tae-Weon, Mo Circuit for detecting a positive phase or an opposite phase in three phase alternating power source
US4620272A (en) * 1984-08-31 1986-10-28 Imec Corporation Line-regenerative motor controller with current limiter
US4751653A (en) * 1986-08-25 1988-06-14 American Standard Inc. Fault detector for a three-phase alternating current supply
US5184063A (en) * 1992-02-13 1993-02-02 Carrier Corporation Three phase reversal detection system
JPH08289466A (ja) * 1995-04-17 1996-11-01 Sanyo Electric Co Ltd 電源誤配線検知装置
JP3625901B2 (ja) 1995-06-30 2005-03-02 三菱電機株式会社 サーボ制御システムの自動適正化方法および装置
JP3221828B2 (ja) * 1996-02-16 2001-10-22 株式会社日立製作所 電力変換方法及び電力変換装置
US6055167A (en) * 1998-08-10 2000-04-25 Custom Power Systems, Inc. Pulse width modulated boost converter integrated with power factor correction circuit
US6252756B1 (en) * 1998-09-18 2001-06-26 Illinois Tool Works Inc. Low voltage modular room ionization system
BR9907351A (pt) * 1999-12-22 2001-08-07 Ericsson Telecomunicacoees S A Método e circuito de controle para retificador do tipo elevador trifásico de três nìveis
JP3806882B2 (ja) * 2004-11-29 2006-08-09 ダイキン工業株式会社 空気調和機
JP4610380B2 (ja) * 2005-03-16 2011-01-12 三菱電機株式会社 電力変換装置
US7514932B2 (en) * 2007-01-04 2009-04-07 Trane International Inc. Method of recognizing signal mis-wiring of a three-phase circuit

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100764387B1 (ko) 2006-07-03 2007-10-05 삼성전기주식회사 준싱글단 pfc 컨버터

Also Published As

Publication number Publication date
CN101686006A (zh) 2010-03-31
US20100073973A1 (en) 2010-03-25
US8300436B2 (en) 2012-10-30
CN101686006B (zh) 2014-04-23
KR20100033656A (ko) 2010-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101614797B1 (ko) 3상 역률 보상 보호 장치 및 그 제어방법
KR100566437B1 (ko) 위상천이를 이용한 인버터 고장 검출 장치 및 방법
KR101510181B1 (ko) 전원공급회로
JP5223935B2 (ja) マトリックスコンバータの保護方法およびその保護装置
JP5223711B2 (ja) 無停電電源装置
KR101533560B1 (ko) 3상 역률 보상 장치 및 그 제어방법
AU2009230596A1 (en) Power conversion apparatus
US9337750B2 (en) Power conversion apparatus
WO2017047489A1 (ja) インバータ基板、接続順序の判断方法、欠相判断方法
WO2010098084A1 (en) Power factor correction circuit with overcurrent protection
JP5673114B2 (ja) インバータ装置および電動機ドライブシステム
KR101702200B1 (ko) 정류 장치 및 정류 시스템
KR101623284B1 (ko) 엘리베이터의 제어 장치
JP7176384B2 (ja) 蓄電システム及び、電流センサの異常判定方法
JP6399892B2 (ja) 単独運転検出用の制御装置、および単独運転検出装置
CN114600337A (zh) 不间断电源装置
JP6365012B2 (ja) 分散型電源システム
KR100668104B1 (ko) 삼상 pwm 정류기의 스위치 고장시 운전 보상 장치
JP2004088861A (ja) 電力変換装置
JP2012157208A (ja) 高圧多重インバータ装置
CN114930704A (zh) 转换装置和功率转换系统
JP2011055590A (ja) 電力変換装置及び電力変換装置の異常検出方法
JP2019146400A (ja) 単独運転検出装置
KR20180069264A (ko) 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190328

Year of fee payment: 4