KR101736531B1 - 고압인버터 재기동 장치 - Google Patents

고압인버터 재기동 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101736531B1
KR101736531B1 KR1020130124292A KR20130124292A KR101736531B1 KR 101736531 B1 KR101736531 B1 KR 101736531B1 KR 1020130124292 A KR1020130124292 A KR 1020130124292A KR 20130124292 A KR20130124292 A KR 20130124292A KR 101736531 B1 KR101736531 B1 KR 101736531B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
frequency
unit
inverter
electric motor
Prior art date
Application number
KR1020130124292A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150045072A (ko
Inventor
유안노
Original Assignee
엘에스산전 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 엘에스산전 주식회사 filed Critical 엘에스산전 주식회사
Priority to KR1020130124292A priority Critical patent/KR101736531B1/ko
Priority to US14/512,051 priority patent/US20150108932A1/en
Priority to ES14189119T priority patent/ES2823981T3/es
Priority to EP14189119.2A priority patent/EP2874305B1/en
Priority to JP2014212772A priority patent/JP6001617B2/ja
Priority to CN201410673645.1A priority patent/CN104578745B/zh
Publication of KR20150045072A publication Critical patent/KR20150045072A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101736531B1 publication Critical patent/KR101736531B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/02—Details of starting control
    • H02P1/029—Restarting, e.g. after power failure
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/14—Estimation or adaptation of motor parameters, e.g. rotor time constant, flux, speed, current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/26—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor
    • H02P1/28—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor by progressive increase of voltage applied to primary circuit of motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/26—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor
    • H02P1/30—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor by progressive increase of frequency of supply to primary circuit of motor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

고압인버터 재기동 장치가 개시된다. 본 발명의 장치는, 전동기의 입력전압과 전동기의 회전자 주파수로부터, 미리 설정된 전압-주파수 비율에 따라 인버터가 전동기로 출력하는 전압 또는 주파수를 변경하도록 제어한다.

Description

고압인버터 재기동 장치{APPARATUS FOR RESTARTING MEDIUM-VOLTAGE INVERTER}
본 발명은 고압인버터의 재기동 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 멀티레벨 고압인버터(multi-level medium-voltage inverter)는 입력 선간전압의 실효치가 600V 이상이고, 출력 상전압이 멀티레벨인 인버터를 말한다. 고압인버터는 수백 kW 내지 수십 MW의 대용량 전동기를 구동하는데 사용되고 있다.
고압인버터에 의해서 구동되는 고압전동기(medium voltage motor)는 통상 관성(inertia)이 크기 때문에, 입력전원의 순시적인 고장 또는 순시정전 등에 의해 고압인버터의 인버터부가 순간적으로 정상적인 동작을 하지 않는 경우에도 회전자의 속도가 크게 줄지 않는다.
이러한 이유로, 입력전원이 고장상태에서 정상상태로 복귀한 경우 회전자 속도가 영속(zero speed)이 될 때까지 기다린 후 재기동을 하여야 하므로, 재기동을 위한 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 입력전원이 순시적인 고장상태에서 정상상태로 복귀한 경우 고압전동기의 회전자 속도를 추정하여 안정적으로 재기동하기 위한, 고압인버터 재기동 장치에 관한 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 입력되는 전원을 전동기에 제공하는 인버터를 재기동하는 본 발명의 일실시예의 장치는, 상기 전동기의 입력전압을 측정하는 측정부; 상기 측정부가 측정한 상기 전동기의 입력전압으로부터, 상기 전동기의 회전자 속도를 추정하는 추정부; 및 상기 전동기의 입력전압과 상기 전동기의 회전자 속도로부터, 미리 설정된 전압-주파수 비율에 따라 상기 인버터가 상기 전동기로 출력하는 전압 또는 주파수를 변경하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 추정부는, 상기 전동기의 입력전압으로부터, 일정 주파수에 해당하는 제1전압 및 상기 제1전압보다 위상이 90도 뒤지는 제2전압을 추출하는 추출부; 및 상기 제1전압 및 제2전압을 이용하여, 상기 전동기의 회전자 주파수를 검출하는 제1검출부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 추출부는, 상기 전동기의 입력전압으로부터, 상기 인버터가 인가한 주파수에 해당하는 제1전압 및 제1전압보다 위상이 90도 뒤지는 제2전압을 생성하는 생성부; 상기 제1전압의 주파수 성분을 검출하는 제2검출부; 및 상기 전동기의 회전자 주파수의 대역폭을 결정하는 결정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제1검출부는, 상기 추출부로부터 입력되는 제1 및 제2전압을 회전좌표로 변환하는 제1변환부; 상기 제1변환부의 출력을 비례적분 형식으로 보상하는 보상기; 상기 보상기의 출력과 초기 주파수를 가산하는 가산부; 및 상기 가산부의 출력을 적분하는 적분부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제1검출부는, 상기 적분부의 출력을 저대역필터링하는 저대역필터(LPF)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 추정부는, 상기 전동기의 3상 입력전압을 정규화하는 정규화부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제1검출부는, 상기 정규화부로부터 입력되는 3상 입력전압의 좌표를 변환하는 제2변환부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 미리 설정된 전압-주파수 비율보다 추정된 전압-주파수 비율이 작은 경우, 미리 설정된 전압-주파수 비율에 도달할 때까지 상기 인버터의 주파수를 유지하고 전압을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 미리 설정된 전압-주파수 비율에 도달한 경우, 해당 전압-주파수 비율에 따라 상기 인버터의 전압과 주파수를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 미리 설정된 전압-주파수 비율보다 추정된 전압-주파수 비율이 큰 경우, 미리 설정된 전압-주파수 비율에 도달할 때까지 상기 인버터의 전압을 유지하고 주파수를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 미리 설정된 전압-주파수 비율에 도달한 경우, 해당 전압-주파수 비율에 따라 상기 인버터의 전압과 주파수를 증가시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 입력전원이 이상상태에서 정상상태로 복귀하는 경우, 고압전동기의 회전자 속도를 추정하여 재기동함으로써, 회전자 속도가 영속이 될 때까지 기다리지 않아도 되므로, 재기동에 소요되는 시간을 줄이도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 고압인버터 시스템의 구성도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 추정부의 상세 구성도이다.
도 3은 도 2a의 전압성분 추출부의 상세 구성도이다.
도 4는 도 2a의 회전자주파수 검출부의 상세 구성도이다.
도 5는 도 2b의 전압성분 추출부의 상세 구성도이다.
도 6은 본 발명의 인버터의 시퀀스를 설명하기 위한 것이다.
도 7은 미리 설정된 전압-주파수 비율보다 추정된 전압-주파수 비율이 작은 경우 제어부의 동작을 설명하기 위한 것이다.
도 8은 미리 설정된 전압-주파수 비율보다 추정된 전압-주파수 비율이 큰 경우 제어부의 동작을 설명하기 위한 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 고압인버터 시스템의 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 고안인버터 시스템은, 고압인버터(1)에 3상 전원을 공급하는 전원부(2)와, 고압인버터(1)에 의해 구동되는 고압의 3상 전동기(3)로 구성된다. 전동기(3)는, 예를 들어 유도전동기 또는 동기전동기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
고압인버터(1)는, 위상치환 변압기(11) 및 복수의 단위 전력셀(12)을 포함한다.
위상치환 변압기(11)는 전원부(2)와 고압인버터(1)간 전기적 절연을 제공하고, 입력단의 고조파를 저감하여, 단위 전력셀(12)에 입력 3상전원을 제공할 수 있다. 위상치환 변압기(11)의 위상치환각은 단위 전력셀(12)의 개수에 의해 결정될 수 있다.
단위 전력셀(12)은, 위상치환 변압기(11)로부터 전원을 수신하여, 전동기(3)의 상전압을 출력한다. 각 단위 전력셀(12)을 세개의 그룹으로 구성되며, 도 1에서는 각 그룹당 세개의 전력셀(12)이 포함되는 것을 예를 들어 설명하겠으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 각각의 단위 전력셀(12)은, 정류부, 평활부 및 인버터부로 구성되어, 전동기(3)로 상전압을 출력한다. 단위 전력셀(12)의 구성은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다 할 것으로서, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
종래의 시스템에서, 고압 인버터(1)는 입력전원이 고장상태에서 정상상태로 복귀한 경우 전동기(3)의 회전자 속도가 영속이 될때까지 기다린 후 재기동을 하게 되므로, 시간이 오래 걸리는 문제점을 가지고 있었다.
이러한 문제점을 개선하기 위해, 본 발명의 고압 인버터(1)는 입력전원이 정상적인 상태로 복귀한 경우 고압인버터(1)의 회전자 속도를 추정하여 재기동하는데 사용한다.
따라서, 위와 같이 구성되는 시스템에서, 본 발명의 재기동 장치는, 측정부(4), 추정부(5) 및 제어부(6)를 포함한다.
측정부(4)는, 전동기(3)의 입력전압을 측정한다. 측정부(4)는, 예를 들어, 전압센서(voltage transducer)일 수 있고, 또는 저항 등으로 구성된 수동소자일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 전압을 측정할 수 있는 어떠한 소자도 사용될 수 있을 것이다.
추정부(5)는, 측정부(4)의 측정결과에 따라, 전동기(3)의 회전자의 속도를 추정한다. 제어부(6)는, 측정부(4)의 측정결과와, 추정부(5)의 추정결과 이용하여 각 단위 전력셀(12)의 동작을 제어하는 신호를 고압인버터(1)로 출력할 수 있다. 제어부(6)의 동작에 대해서는 추후 더욱 상세히 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 추정부(5)의 상세 구성도로서, 도 2a는 측정부(4)로부터 단상전압을 수신하는 경우이고, 도 2b는 측정부(4)로부터 삼상전압을 수신하는 경우를 나타낸다.
도 2a를 참조로 하면, 본 발명의 추정부(5)는 전압성분 추출부(51) 및 회전자주파수 검출부(52)를 포함한다.
전압성분 추출부(51)는, 측정부(4)에 의해 측정된 전동기(3)의 입력전압으로부터, 일정 주파수에 해당하는 성분 및 위상이 90도 뒤지는(lagging) 성분을 추출한다. 회전자주파수 검출부(52)는 전압성분 추출부(51)의 출력으로부터 주파수 성분을 검출한다.
도 3은, 도 2a의 전압성분 추출부의 상세 구성도로서, 본 발명의 전압성분 추 출부(51)는, 신호생성부(511), 주파수 검출부(512) 및 제어대역폭 결정부(513)를 포함한다.
신호생성부(511)는 측정부(4)에 의해 측정된 전동기(3)의 입력전압으로부터, 고압인버터(1)가 인가한 주파수에 해당하는 교류신호인 V'과 V'에 위상각이 90도 뒤지는 신호인 qV'를 생성한다.
만약, 전동기(3)의 입력전압의 주파수가 ω'으로 주어진 경우, 신호생성부(511)를 통해 결정되는 V'과 qV'은 각각 다음 식과 같다.
Figure 112013094027617-pat00001
Figure 112013094027617-pat00002
수학식 1에서 측정된 전동기의 입력전압으로부터, ω' 주파수 성분만을 추출할 수 있으며, 수학식 2로부터 수학식 1에서 검출한 성분에 위상이 90도 뒤진 신호를 결정할 수 있다.
도 3의 주파수 검출부(512)의 동작을 살펴본다.
신호생성부(511)의 511A 및 511B의 출력을 각각 x1, x2로 정의하면, 다음과 같다.
Figure 112013094027617-pat00003
Figure 112013094027617-pat00004
이때, 다음 수학식 5와 같이 결정될 수 있으며, 정상상태에서는 수학식 6의 조건을 만족한다.
Figure 112013094027617-pat00005
Figure 112013094027617-pat00006
Figure 112013094027617-pat00007
Figure 112013094027617-pat00008
수학식 6의 조건을 이용하여 수학식 3을 정리하면 다음 수학식 7과 같다.
Figure 112013094027617-pat00009
위 수학식 7을 정리하면 수학식 8과 같다.
Figure 112013094027617-pat00010
한편, 제어대역폭 결정부(513)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
도 3에서, 각 변수의 평균을 이용하면 다음 수학식 9 및 수학식 10의 관계를 얻을 수 있다.
Figure 112013094027617-pat00011
Figure 112013094027617-pat00012
위 수학식 10에서
Figure 112013094027617-pat00013
항은
Figure 112013094027617-pat00014
(@
Figure 112013094027617-pat00015
)으로 간략화할 수 있으며, 이때 제어대역폭 결정부(513)를 이용하면, 추정 주파수는 다음과 같은 제어대역폭을 가지게 된다.
Figure 112013094027617-pat00016
수학식 11로부터, 원하는 주파수를 찾는 제어대역폭은, 주파수 검출부(512) 내의 증폭부(512A)의 이득에 의해 결정됨을 알 수 있다. 따라서, 증폭부(512A)의 이득(k2)은, 전동기(3)의 운전주파수보다 높은 값으로 결정되어야 한다.
전동기(3)가 정상적으로 동작하는 경우, 인버터(1)가 인가하는 전압의 주파수와 동일한 전류 주파수가 출력되어야 한다.
다음 도 4는 도 2a의 회전자주파수 검출부(52)의 상세 구성도이다. 본 발명의 회전자주파수 검출부(52)는, 좌표변환부(521), 비례적분 보상기(522), 가산부(523), 적분부(524) 및 저대역 통과 필터(Low Pass Filter; LPF)(525)를 포함한다.
좌표변환부(521)는, 입력되는 신호를 회전좌표로 변환하며, 다음과 같이 정의된다.
Figure 112013094027617-pat00017
Figure 112013094027617-pat00018
비례적분 보상기(522)는, 좌표변환부(521)의 출력
Figure 112013094027617-pat00019
를 0으로 수렴하기 위한 것이고, 가산기(523)는, 초기 주파수를 비례-적분 보상기(522)의 출력과 가산한다. 가산부(523)의 출력은 적분부(524)가 적분하여 다시 좌표변환부(521)의 좌표변환에 이용될 수 있으며, LPF(525)를 거쳐 최종 주파수를 추정하는데 사용될 수 있다. 다만, LPF(525)의 사용은 선택적이다.
다시 도 2b의 구성에 대해 설명한다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 추정부(5)는, 정규화부(53), 전압성분 추출부(54) 및 회전자주파수 검출부(55)를 포함할 수 있다.
정규화부(53)는, 전동기(3)의 입력 3상전압을 수신하여 이를 정규화하며, 이는 선택적이다. 전동기(3)의 입력전압은 다음 수학식 14 내지 16과 같이 정의된다.
Figure 112013094027617-pat00020
Figure 112013094027617-pat00021
Figure 112013094027617-pat00022
이때 고압전동기(3)가 3상 균등화된(balanced) 상태라면, 수학식 17의 관계로부터 한 상의 전압정보는 계산으로 대체될 수 있다.
Figure 112013094027617-pat00023
이로부터, 다음 수학식 18과 같이 정의된다.
Figure 112013094027617-pat00024
수학식 18은 전동기(3)의 입력전압의 크기를 결정하기 위한 한 예이며, 측정된 입력전압의 크기를 찾는 방법은 다양하다 할 것이므로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
수학식 14 내지 18의 관계를 이용하여, 정규화부(53)의 출력은 다음과 같이 정의된다.
Figure 112013094027617-pat00025
Figure 112013094027617-pat00026
Figure 112013094027617-pat00027
다음으로, 도 2a의 전압성분 추출부(54)에 관해 설명한다. 도 5는 도 2b의 전압성분 추출부의 상세 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전압성분 추출부(54)는, 좌표변환부(541), 추출부(542, 543) 및 정상분 추출부(544)를 포함한다.
좌표변환부(541)는, 정규화부(53)로부터 입력되는 삼상전압의 좌표를 다음 식에 의해 변환한다.
Figure 112013094027617-pat00028
Figure 112013094027617-pat00029
추출부(542, 543)는 좌표변환부(541)로부터 입력되는 전압정보로부터, 일정 주파수에 해당하는 성분 및 위상이 90도 뒤지는 성분을 추출한다. 추출부(542, 543)의 각 동작은, 도 3의 전압성분 추출부(51)과 동일하다 할 것이므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 정상분 추출부(544)의 동작은 다음과 같이 정의된다.
Figure 112013094027617-pat00030
Figure 112013094027617-pat00031
도 2b에서 회전자 주파수 검출부(55)의 동작은 도 2a의 회전자 주파수 검출부(52)의 동작과 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다. 이때, 회전자 주파수 검출부(55)의 입력은 도 5의
Figure 112013094027617-pat00032
,
Figure 112013094027617-pat00033
이고, 출력은 도 14에서의 출력과 동일할 것이다.
도 4의 구성의 회전자 주파수 검출부(52)에 의해 전동기 전압의 주파수가 추정되면, 고압인버터(1)는 추정된 주파수에 해당하는 전압을 인가하고 다시 재기동한다. 이때, 전압의 크기는 수학식 18을 기준으로 하여 인가하게 된다.
도 6은 본 발명의 인버터의 시퀀스를 설명하기 위한 것이다.
도 6에서, 6A는 인버터(1)의 전원부(2)로부터의 입력전원을 도식적으로 나타낸 것이고, 6B는 인버터의 출력전압을 나타낸 것이다. 또한, 6C와 6G는 전원부(2)와 인버터(1)가 모두 정상동작하는 영역이고, 6D는 입력전원에 이상이 발생하여 인버터(1)의 출력전압을 줄이는 영역, 6E는 본 발명의 추정부(5)가 회전자 속도와 전동기 전압의 크기를 추정하는 영역이며, 6F는 본 발명에 의해 추정된 전동기의 회전자 속도와 전압의 크기로부터 제어부(6)가 인버터를 재기동하는 영역을 나타낸다.
제어부(6)의 동작을 설명한다.
일반적으로, 인버터(1)는 V/F 운전과 같이 일정 자속운전(constant flux) 운전을 하고 있는 경우 전압과 주파수 비율이 미리 정해진 패턴에 의해 운전을 하게 된다. 만약, 입력전원에 이상이 발생하여 본 발명에서 추정한 출력전압과 출력주파수 비율이 미리 설정된 값(Vset/Fset)에 비해 작거나 클 경우에는, 제어부(6)는 미리 설정된 전압과 주파수에 도달할 때까지 전압 또는 주파수의 크기를 변동한다.
도 7은 미리 설정된 전압-주파수 비율보다 추정된 전압-주파수 비율이 작은 경우 제어부의 동작을 설명하기 위한 것으로서, 도 6의 6F 구간에서의 동작을 세분화한 것이다.
도 7에서, 7A는 인버터(1)의 출력전압을, 7B는 인버터(1)의 출력주파수를 나타낸다. 또한, 7C 구간에서 인버터 출력전압인 초기 전압(Vinit)은 수학식 18과 같으며, 인버터 출력주파수인 초기 주파수(Finit)는 도 4의 LPF(525)의 출력과 같다.
도 7의 7D 영역에서, 제어부(6)는 미리 설정된 전압-주파수 비율에 도달할 때까지 주파수는 유지하고, 전압을 증가시킨다. 또한, 7E에서 제어부(6)는 미리 설정된 전압-주파수 비율에 따라 전압과 주파수를 동시에 증가시킨다. 이에 의해 7F 영역에서는, 정상동작시 선정된 전압(Vtarget)과 주파수(Ftarget)로 인버터(1)가 운전할 수 있다.
도 8은 미리 설정된 전압-주파수 비율보다 추정된 전압-주파수 비율이 큰은 경우 제어부의 동작을 설명하기 위한 것으로서, 도 6의 6F 구간에서의 동작을 세분화한 것이다.
도 8에서, 8A는 인버터(1)의 출력전압을, 8B는 인버터(1)의 출력주파수를 나타낸다. 또한, 8C 구간에서 인버터 출력전압인 초기 전압(Vinit)은 수학식 18과 같으며, 인버터 출력주파수인 초기 주파수(Finit)는 도 4의 LPF(525)의 출력과 같다.
도 8의 8D 영역에서, 제어부(6)는 미리 설정된 전압-주파수 비율에 도달할 때까지 전압은 유지하고 주파수의 크기를 증가시킨다. 또한, 8E에서 제어부(6)는 미리 설정된 전압-주파수 비율에 따라 전압과 주파수를 동시에 증가시킨다. 이에 의해 8F 영역에서는, 정상동작시 선정된 전압(Vtarget)과 주파수(Ftarget)로 인버터(1)가 운전할 수 있다.
위와 같이, 본 발명은 고압 전동기의 입력전압을 측정하고 측정된 전압의 주파수 성분을 추출하여 고압 전동기의 회전자 속도를 추정할 수 있으며, 미리 설정된 전압-주파수 비에 도달할 때까지 인버터의 출력전압 또는 출력주파수를 증가시키고, 전압 또는 주파수가 미리 설정된 전압-주파수 비에 도달한 경우에는 출력전압과 출력주파수를 동시에 증가하여 재기동할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
1: 고압인버터 2: 전원부
3: 전동기 51, 54: 전압성분 추출부
52, 55: 회전자주파수 검출부 53: 정규화부

Claims (11)

  1. 입력되는 전원을 전동기에 제공하는 인버터를 재기동하는 장치에 있어서,
    상기 전동기의 입력전압을 측정하는 측정부;
    상기 측정부가 측정한 상기 전동기의 입력전압으로부터, 상기 전동기의 회전자 속도를 추정하는 추정부; 및
    상기 전동기의 입력전압과 상기 전동기의 회전자 주파수로부터, 미리 설정된 전압-주파수 비율에 따라 상기 인버터가 상기 전동기로 출력하는 전압 또는 주파수를 변경하도록 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 미리 설정된 전압-주파수 비율보다 추정된 전압-주파수 비율이 작은 경우에는 미리 설정된 전압-주파수 비율에 도달할 때까지 주파수는 유지하고 전압을 증가시키며, 미리 설정된 전압-주파수 비율보다 추정된 전압-주파수 비율이 큰 경우에는 미리 설정된 전압-주파수 비율에 도달할 때까지 전압은 유지하고 주파수의 크기를 증가시키고, 미리 설정된 전압-주파수 비율과 추정된 전압-주파수 비율이 같아질 때부터 미리 설정된 전압-주파수 비율에 따라 전압과 주파수를 동시에 증가시키는 재기동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 추정부는,
    상기 전동기의 입력전압으로부터, 일정 주파수에 해당하는 제1전압 및 상기 제1전압보다 위상이 90도 뒤지는 제2전압을 추출하는 추출부; 및
    상기 제1전압 및 제2전압을 이용하여, 상기 전동기의 회전자 주파수를 검출하는 제1검출부를 포함하는 재기동 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 추출부는,
    상기 전동기의 입력전압으로부터, 상기 인버터가 인가한 주파수에 해당하는 제1전압 및 제1전압보다 위상이 90도 뒤지는 제2전압을 생성하는 생성부;
    상기 제1전압의 주파수 성분을 검출하는 제2검출부; 및
    상기 전동기의 회전자 주파수의 대역폭을 결정하는 결정부를 포함하는 재기동 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1검출부는,
    상기 추출부로부터 입력되는 제1 및 제2전압을 회전좌표로 변환하는 제1변환부;
    상기 제1변환부의 출력을 비례적분 형식으로 보상하는 보상기;
    상기 보상기의 출력과 초기 주파수를 가산하는 가산부; 및
    상기 가산부의 출력을 적분하는 적분부를 포함하는 재기동 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1검출부는,
    상기 적분부의 출력을 저대역필터링하는 저대역필터(LPF)를 더 포함하는 재기동 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 추정부는,
    전동기의 3상 입력전압을 정규화하는 정규화부를 더 포함하는 재기동 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1검출부는,
    상기 정규화부로부터 입력되는 3상 입력전압의 좌표를 변환하는 제2변환부를 더 포함하는 재기동 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
KR1020130124292A 2013-10-18 2013-10-18 고압인버터 재기동 장치 KR101736531B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130124292A KR101736531B1 (ko) 2013-10-18 2013-10-18 고압인버터 재기동 장치
US14/512,051 US20150108932A1 (en) 2013-10-18 2014-10-10 Apparatus for restarting medium voltage inverter
ES14189119T ES2823981T3 (es) 2013-10-18 2014-10-16 Aparato para reiniciar un inversor de medio voltaje
EP14189119.2A EP2874305B1 (en) 2013-10-18 2014-10-16 Apparatus for restarting medium voltage inverter
JP2014212772A JP6001617B2 (ja) 2013-10-18 2014-10-17 高圧インバータ再起動装置
CN201410673645.1A CN104578745B (zh) 2013-10-18 2014-10-17 用于重新启动中压逆变器的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130124292A KR101736531B1 (ko) 2013-10-18 2013-10-18 고압인버터 재기동 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150045072A KR20150045072A (ko) 2015-04-28
KR101736531B1 true KR101736531B1 (ko) 2017-05-16

Family

ID=51730393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130124292A KR101736531B1 (ko) 2013-10-18 2013-10-18 고압인버터 재기동 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20150108932A1 (ko)
EP (1) EP2874305B1 (ko)
JP (1) JP6001617B2 (ko)
KR (1) KR101736531B1 (ko)
CN (1) CN104578745B (ko)
ES (1) ES2823981T3 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102213786B1 (ko) * 2014-10-15 2021-02-08 엘에스일렉트릭(주) 고압인버터 재기동 장치
CN108463918B (zh) * 2015-10-30 2021-09-03 株式会社东芝 电池控制装置以及电池系统
KR102506215B1 (ko) * 2016-04-25 2023-03-03 엘에스일렉트릭(주) 인버터 제어장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001251889A (ja) * 2000-03-06 2001-09-14 Hitachi Ltd 同期モータの回転子位置推定方法、位置センサレス制御方法及び制御装置
JP2008141935A (ja) * 2006-11-29 2008-06-19 C & S Kokusai Kenkyusho:Kk 単相交流信号の基本波成分検出方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58151897A (ja) * 1982-03-05 1983-09-09 Hitachi Ltd 電動機駆動装置
JPH0736716B2 (ja) * 1983-10-18 1995-04-19 株式会社明電舍 モ−タ拾い上げ方法
DE3585904D1 (de) * 1984-09-05 1992-05-27 Meidensha Electric Mfg Co Ltd Verfahren und vorrichtung zum wiederanfahren eines umformers fuer rotierende motoren.
JPH069597Y2 (ja) * 1985-11-26 1994-03-09 神鋼電機株式会社 インバ−タ装置
DE3543941A1 (de) * 1985-12-12 1987-06-19 Siemens Ag Verfahren zum ermitteln der drehzahl einer noch drehenden drehfeldmaschine
JPS62201094A (ja) * 1986-02-27 1987-09-04 Meidensha Electric Mfg Co Ltd 電動機の拾い上げ方法
JPH0844447A (ja) * 1993-07-01 1996-02-16 Toshiba Corp 自励式静止形無効電力補償装置
JP2761375B2 (ja) * 1996-06-21 1998-06-04 株式会社日立製作所 誘導電動機の運転制御装置
US5923144A (en) * 1996-06-28 1999-07-13 Allen-Bradley Company, Llc Frequency generator for a motor controller
JP3447905B2 (ja) * 1996-12-25 2003-09-16 株式会社日立製作所 誘導電動機の制御方法
US6459230B1 (en) * 2001-02-13 2002-10-01 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and system for measuring a parameter of motor operation
JP3918148B2 (ja) * 2001-07-24 2007-05-23 株式会社日立製作所 インバータ装置
DE10213563C1 (de) * 2002-03-26 2003-09-18 Siemens Ag Verfahren zur Ermittlung der Drehzahl einer austrudelnden Drehstrommaschine
JP2004048840A (ja) * 2002-07-09 2004-02-12 Meidensha Corp 電動機の制御装置
US7106024B2 (en) * 2003-09-12 2006-09-12 Rockwell Automation Technologies, Inc. Filter with increased first harmonic response and reduced phase shift in a wide frequency band for encoderless drive applications
JP5621103B2 (ja) * 2010-08-26 2014-11-05 三洋電機株式会社 単相信号入力装置及び系統連系装置
US8450962B2 (en) * 2011-02-28 2013-05-28 Deere & Company System for controlling a motor
US8880250B2 (en) * 2011-02-28 2014-11-04 Deere & Company DC bus voltage control
KR101260611B1 (ko) * 2011-07-20 2013-05-03 엘에스산전 주식회사 고압 인버터의 제어장치 및 방법
CN103078563B (zh) * 2013-01-07 2016-04-13 安徽颐和新能源科技股份有限公司 高压变频器飞车定频启动的软件实现方法
US9093940B2 (en) * 2013-02-14 2015-07-28 Deere & Company Methods of determining initial position of a rotor and systems thereof
KR102213786B1 (ko) * 2014-10-15 2021-02-08 엘에스일렉트릭(주) 고압인버터 재기동 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001251889A (ja) * 2000-03-06 2001-09-14 Hitachi Ltd 同期モータの回転子位置推定方法、位置センサレス制御方法及び制御装置
JP2008141935A (ja) * 2006-11-29 2008-06-19 C & S Kokusai Kenkyusho:Kk 単相交流信号の基本波成分検出方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104578745A (zh) 2015-04-29
CN104578745B (zh) 2017-04-05
ES2823981T3 (es) 2021-05-11
JP6001617B2 (ja) 2016-10-05
US20150108932A1 (en) 2015-04-23
JP2015080405A (ja) 2015-04-23
EP2874305A1 (en) 2015-05-20
EP2874305B1 (en) 2020-08-19
KR20150045072A (ko) 2015-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4575272B2 (ja) 分散型電源システム及び系統安定化方法
JP5806273B2 (ja) インバータの直流リンクコンデンサの容量推定装置
KR102213786B1 (ko) 고압인버터 재기동 장치
KR20080067958A (ko) 인버터 장치
EP3365969B1 (en) Power modules with programmed virtual resistance
JP6762680B2 (ja) 太陽光発電システム
EP3223023B1 (en) Method and apparatus for estimating capacitance of dc link
KR101806595B1 (ko) 인버터 제어장치
JP6035976B2 (ja) 電力変換装置の制御装置
KR101736531B1 (ko) 고압인버터 재기동 장치
KR102155814B1 (ko) 플라잉 스타트를 위한 지연각 보상 장치
KR101441763B1 (ko) 영상분 전류 제어장치
JP6456195B2 (ja) 電力変動抑制装置
JP6437807B2 (ja) インバータ回路を制御する制御回路、および、当該制御回路を備えたインバータ装置
JP3864309B2 (ja) 風力発電システムおよび方法
JP6592232B2 (ja) 電力変換回路を制御する制御回路、当該制御回路を備えた電力変換装置、および、方法
KR101451008B1 (ko) 계통 동기화 제어를 위한 제어장치, 제어방법, 기록매체
KR102485708B1 (ko) 인버터
KR101696510B1 (ko) 출력전압 왜곡을 보상하는 인버터 제어 시스템
KR20160050544A (ko) 인버터 제어장치
KR101286945B1 (ko) 위상각 제어신호 발생장치 및 방법과 그를 이용한 ａｃ／ｄｃ 변환 장치
CN113039696A (zh) 电力变换装置
KR101529586B1 (ko) 3상 인버터의 출력 제어 방법

Legal Events

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