KR101792040B1 - Parallel inverter system - Google Patents

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이봉기
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

병렬 인버터 시스템이 개시된다. 복수의 인버터가 병렬로 연결되어 전동기를 구동하는 병렬 인버터 시스템에서, 상기 복수의 인버터 중 어느 하나의 인버터(마스터 인버터)는, 펄스폭변조(PWM) 동기신호를 생성하여, 상기 PWM 동기신호를 상기 제1제어부로부터 수신하여, 상기 제1제어부 및 상기 복수의 인버터 중 상기 마스터 인버터 이외의 인버터(복수의 슬레이브 인버터)의 복수의 제2제어부로 각각 전송한다.A parallel inverter system is disclosed. In a parallel inverter system in which a plurality of inverters are connected in parallel to drive an electric motor, any one inverter (master inverter) of the plurality of inverters generates a pulse width modulation (PWM) From the first control section, to the plurality of second control sections of the inverter (a plurality of slave inverters) other than the master inverter among the first control section and the plurality of inverters.

Description

병렬 인버터 시스템{PARALLEL INVERTER SYSTEM}[0001] PARALLEL INVERTER SYSTEM [

본 발명은 인버터 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대용량 전동기를 구동하기 위해 병렬로 연결되는 인버터 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an inverter system, and more particularly, to an inverter system connected in parallel for driving a large capacity electric motor.

일반적으로 인버터는, 전동기를 효율적으로 제어하기 위한 기기로서, 전동기의 소모전력을 줄여 에너지 효율을 높인다. 구체적으로, 인버터는 교류전원을 직류전원으로 변환한 후, 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 신호에 의해 직류전원을 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor; IGBT) 등 스위치로 스위칭하여 교류전압을 생성하여 전동기를 구동한다.Generally, an inverter is an apparatus for efficiently controlling an electric motor, and it reduces the power consumption of the electric motor to improve the energy efficiency. Specifically, the inverter converts an AC power source to a DC power source, and then switches a DC power source to a switch such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT) by a pulse width modulation (PWM) And drives the electric motor.

전동기를 제어할 때, 한방향으로만 제어하지 않고 필요에 따라서 인버터의 속도, 방향, 전동기 제어방법 등을 변경할 필요가 있다. 특히, 대용량의 전동기를 구동하기 위해서는 대용량 인버터가 필요하다. 대용량 인버터를 제작하기 위해서는 이에 적합한 다이오드(diode)와 IGBT가 필요하나 현재 기술상으로는 제작이 어렵다. When controlling the motor, it is necessary not to control the motor only in one direction, but to change the speed, direction and motor control method of the inverter as necessary. In particular, a large-capacity inverter is required to drive a large-capacity motor. Diodes and IGBTs are needed to fabricate large-capacity inverters, but they are difficult to fabricate with current technology.

이에, 중용량의 인버터를 복수개 병렬로 연결하여, 전류 균등하게 분산 제어하여 하나의 대형 모터를 구동하는 것이 일반적이다.Therefore, it is general to connect a plurality of inverters of a middle capacity in parallel and drive one large motor by distributing and controlling the current evenly.

도 1은 종래의 병렬 인버터 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional parallel inverter system.

종래의 병렬 인버터 시스템은, 마스터(master) 인버터(100)와 마스터 인버터(100)에 연결되는 복수의 슬레이브(slave) 인버터(200)가 계측제어네트워크(Controller Area Network; 이하, 'CAN'이라 함) 통신라인(400)을 통해 연결되어, 대용량 전동기(300)를 구동한다. The conventional parallel inverter system includes a master inverter 100 and a plurality of slave inverters 200 connected to the master inverter 100. The slave inverter 200 is referred to as a CAN (Controller Area Network) ) Communication line 400 to drive the large capacity electric motor 300. [

CAN 통신라인(400)은 데이터를 전달하는 2선의 전선이다.The CAN communication line 400 is a two-wire wire for transmitting data.

마스터 인버터(100)의 인버터 제어부(120)는 슬레이브 인버터(200)에서 검출된 전류 등 데이터를 이용하여 전동기(300) 구동을 위한 PWM 신호를 연산하여, 다시 슬레이브 인버터(200)로 PWM 신호를 CAN 통신부(110)를 통해 전송한다. 또한 인버터 제어부(120)는 자신의 출력전류를 검출하고 IGBT 스위칭부(130)를 제어한다.The inverter control unit 120 of the master inverter 100 calculates the PWM signal for driving the motor 300 using the current data detected by the slave inverter 200 and outputs the PWM signal to the slave inverter 200 via the CAN And transmits it through the communication unit 110. The inverter control unit 120 also detects the output current of the inverter control unit 120 and controls the IGBT switching unit 130.

슬레이브 인버터(200)의 인버터 제어부(220)는 전류검출부(240)에서 검출된 전류를 CAN 통신부(210)를 통해 마스터 인버터(100)에 전송하고, 마스터 인버터(100)로부터 수신한 PWM 신호를 이용하여 IGBT 스위칭부(230)를 제어한다.The inverter control unit 220 of the slave inverter 200 transmits the current detected by the current detection unit 240 to the master inverter 100 through the CAN communication unit 210 and uses the PWM signal received from the master inverter 100 And controls the IGBT switching unit 230.

CAN 통신부(110, 210)는 CAN을 이용하여 데이터를 송수신하도록 CAN 데이터로 변환하여 통신한다.The CAN communication units 110 and 210 convert CAN data to transmit and receive data using CAN.

IGBT 스위칭부(130, 230)는 PWM 신호를 수신하여, 직류전압을 스위칭하여 교류전압으로 변환하고, 전류출력부(140, 240)는 출력되는 교류전압의 출력전류를 검출하여 인버터 제어부(120, 220)에 전달한다.
The IGBT switching units 130 and 230 receive the PWM signal and convert the DC voltage into an AC voltage. The current output units 140 and 240 detect the output current of the AC voltage outputted from the inverter control unit 120, 220).

슬레이브 인버터(200)가 출력전류를 검출하여 마스터 인버터(100)로 전송하면, 전류데이터와 목표전류 등을 이용하여 PWM 신호를 인버터 제어부(120)가 연산하고, 해당 PWM 신호를 슬레이브 인버터(200)에 전송한다. When the slave inverter 200 detects the output current and transmits it to the master inverter 100, the inverter control unit 120 calculates the PWM signal using the current data and the target current, and outputs the PWM signal to the slave inverter 200. [ Lt; / RTI >

병렬 인버터 시스템에서, 가장 주요한 요소는 PWM 신호의 동기이다. PWM 신호의 출력주기가 다르면, 시간이 흐를수록 임의의 인버터에 전류가 쏠리는 현상이 발생하게 되어, 병렬구동중인 인버터 중 전류가 쏠린 인버터에 고장일 발생하게 되는 문제점이 있다.In a parallel inverter system, the most important factor is the synchronization of the PWM signal. When the output period of the PWM signal is different, a current tends to be applied to an arbitrary inverter as time elapses. As a result, there is a problem that a fault occurs in an inverter in which a current flows in parallel in the inverter.

그러나, 도 1과 같은 종래의 시스템에서는 CAN을 이용하여 PWM 신호의 출력을 동기화하므로, 각각의 인버터(100, 200)의 제어부(120, 220)의 연산에 따라 동기가 틀어지게 되는 경우가 자주 발생하게 된다. 특히, 마스터 인버터(100)와 슬레이브 인버터(200) 사이에 동기가 많이 달라지는데, 이는 마스터 인버터(100)는 자체적으로 PWM 신호를 출력하고 슬레이브 인버터(200)는 CAN을 통해 PWM 신호를 수신하므로, 통신에 시간이 소요되기 때문이다.However, in the conventional system as shown in FIG. 1, since the output of the PWM signal is synchronized by using the CAN, the synchronization of the PWM signals is often caused by the calculations of the controllers 120 and 220 of the inverters 100 and 200 . In particular, the synchronization between the master inverter 100 and the slave inverter 200 is greatly different because the master inverter 100 itself outputs the PWM signal and the slave inverter 200 receives the PWM signal via the CAN, Because it takes time.

마스터 인버터(100)에서 PWM 신호의 동기를 보증하기 위해서는, 전송한 PWM 신호를 일정 시간 내에 슬레이브 인버터(200)가 수신하여야 하는데, 통신 트래픽 또는 슬레이브 인버터(200)의 인버터 제어부(220)의 제어 프로그램에 따라 변동하게 되는 문제점이 있다.In order to guarantee synchronization of the PWM signal in the master inverter 100, the slave inverter 200 must receive the transmitted PWM signal within a predetermined period of time. However, the communication traffic or the control program of the inverter control unit 220 of the slave inverter 200 There is a problem in that it varies according to

또한, PWM 신호의 동기가 다를 경우, 동기의 차만큼 인버터(100, 200)의 출력의 왜곡률이 커지게 되므로, 인버터(100, 200)의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.In addition, when the synchronization of the PWM signals is different, the distortion of the output of the inverters 100 and 200 becomes larger by the difference of the synchronizations, so that the efficiencies of the inverters 100 and 200 are deteriorated.

한편, 종래의 병렬 인버터 시스템은, CAN을 사용하여 통신을 수행하므로 통신속도가 1Mbps로 고정된다. 그러나, 이와 같은 제어주기가 빨라지는 경우, 통신속도가 느려, 정상적인 인버터의 구동이 불가능하게 되는 문제점이 있다.
On the other hand, in the conventional parallel inverter system, the communication speed is fixed at 1 Mbps because communication is performed using CAN. However, if such a control period becomes faster, the communication speed becomes slow, and normal inverter operation becomes impossible.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 펄스폭 변조(PWM) 신호를 최대한 동기화함으로써, 고효율의 병렬구동을 구현하기 위한 병렬 인버터 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a parallel inverter system for realizing high efficiency parallel driving by synchronizing a pulse width modulation (PWM) signal as much as possible.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 인버터 시스템은, 복수의 인버터가 병렬로 연결되어 하나의 전동기를 구동하는 병렬 인버터 시스템에 있어서, 상기 복수의 인버터 중 어느 하나의 인버터(마스터 인버터)는, 펄스폭변조(PWM) 동기신호를 생성하는 제1제어부; 및 상기 PWM 동기신호를 상기 제1제어부로부터 수신하여, 상기 제1제어부 및 상기 복수의 인버터 중 상기 마스터 인버터 이외의 인버터(복수의 슬레이브 인버터)의 복수의 제2제어부로 각각 전송하는 동기신호 분배부를 포함하되, 상기 제1제어부는 상기 복수의 제2제어부와 링(ring) 형상의 통신라인으로 연결되며, 각각의 상기 제2제어부로부터 단방향 통신으로 출력전류를 수신하고, 상기 마스터 인버터의 출력전류와 각각의 상기 제2제어부로부터 수신한 출력전류를 이용하여 상기 마스터 인버터 및 상기 복수의 슬레이브 인버터의 각각의 PWM 신호를 연산하며, 상기 동기신호 분배부는 상기 제1제어부 및 각각의 상기 제2제어부에 각각 일대일로 PWM 동기신호를 전송한다.In order to achieve the above object, a parallel inverter system according to an embodiment of the present invention is a parallel inverter system in which a plurality of inverters are connected in parallel to drive one motor, The inverter (master inverter) includes: a first control unit for generating a pulse width modulation (PWM) synchronization signal; And a synchronous signal distributor for receiving the PWM synchronous signal from the first controller and for transmitting the PWM synchronous signal to a plurality of second controllers of an inverter (a plurality of slave inverters) other than the master inverter among the first controller and the plurality of inverters Wherein the first control unit is connected to the plurality of second control units through a ring-shaped communication line, receives an output current from unidirectional communication from each of the second control units, And calculates the PWM signals of each of the master inverter and the plurality of slave inverters using the output current received from each of the second control units, and the synchronization signal distributing unit distributes the PWM signals to the first control unit and each of the second control units The PWM synchronous signal is transmitted on a one-to-one basis.

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본 발명의 일실시예에서, 상기 제1제어부는, 상기 링 형상의 통신라인을 통해 상기 복수의 제2제어부로 해당 PWM 신호를 전송하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, it is preferable that the first control unit transmits the corresponding PWM signal to the plurality of second control units via the ring-shaped communication line.

본 발명의 일실시예에서, 상기 마스터 인버터는, 상기 제1제어부가 연산한 PWM 신호를 이용하여, 상기 전동기로 출력할 출력전압을 스위칭하는 제1스위칭부를 더 포함하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the master inverter further includes a first switching unit for switching an output voltage to be output to the motor by using the PWM signal calculated by the first control unit.

본 발명의 일실시예에서, 상기 슬레이브 인버터는, 상기 제1제어부로부터 수신한 PWM 신호를 이용하여, 상기 전동기로 출력할 출력전압을 스위칭하는 제2스위칭부를 더 포함하는 것이 바람직하다.In an embodiment of the present invention, the slave inverter may further include a second switching unit for switching an output voltage to be output to the motor by using the PWM signal received from the first control unit.

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본 발명의 일실시예에서, 상기 제1제어부와 상기 동기신호 분배부, 및 상기 복수의 제2제어부와 상기 동기신호 분배부는 각각 광케이블로 연결되는 것이 바람직하다.
In one embodiment of the present invention, it is preferable that the first control unit, the synchronization signal distribution unit, and the plurality of second control units and the synchronization signal distribution unit are connected by optical cables.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 마스터 인버터와 복수의 슬레이브 인버터를 포함하고, 상기 마스터 인버터와 상기 복수의 슬레이브 인버터는 각각 병렬로 연결되어 하나의 전동기를 구동하는, 본 발명의 병렬 인버터 시스템에서, 상기 슬레이브 인버터는, 출력전류를 검출하여 상기 마스터 인버터로 전송하고, 상기 마스터 인버터로부터 수신하는 PWM 신호를 제1스위칭부에 전달하는 제1제어부; 및 상기 제1제어부로부터 수신하는 PWM 신호에 의해 상기 전동기로 출력하는 출력전압을 스위칭하는 상기 제1스위칭부를 포함하고, 상기 마스터 인버터는, 자신의 출력전류와 상기 복수의 슬레이브 인버터의 제1제어부로부터 수신한 복수의 슬레이브 인버터의 출력전류를 이용하여 각각의 PWM 신호를 연산하여 상기 복수의 슬레이브 인버터로 해당 PWM 신호를 전송하고, PWM 동기신호를 생성하는 제2제어부; 상기 제2제어부로부터 수신하는 PWM 신호에 의해 상기 전동기로 출력하는 출력전압을 스위칭하는 제2스위칭부; 및 상기 PWM 동기신호를 상기 제1제어부 및 상기 제2제어부로 각각 전송하는 동기신호 분배부를 포함하되, 상기 제1제어부는 상기 복수의 제2제어부와 링 형상의 통신라인으로 연결되며, 각각의 상기 제2제어부로부터 단방향 통신으로 출력전류를 수신하고, 상기 동기신호 분배부는 상기 제1제어부 및 각각의 상기 제2제어부에 각각 일대일로 PWM 동기신호를 전송한다.In order to achieve the above object, a master inverter and a plurality of slave inverters are connected in parallel to the master inverter and the plurality of slave inverters, , The slave inverter includes a first controller for detecting an output current and transmitting the PWM signal to the master inverter and transmitting the PWM signal received from the master inverter to the first switching unit; And a first switching unit for switching an output voltage to be output to the motor by a PWM signal received from the first control unit, wherein the master inverter is configured to output its own output current from the first control unit of the plurality of slave inverters A second controller for calculating each PWM signal by using the output currents of the plurality of slave inverters received, transmitting the corresponding PWM signal to the plurality of slave inverters, and generating a PWM synchronizing signal; A second switching unit for switching an output voltage output to the motor by a PWM signal received from the second control unit; And a synchronization signal distributor for transmitting the PWM synchronization signal to the first controller and the second controller, respectively, wherein the first controller is connected to the plurality of second controllers through a ring-shaped communication line, Directional communication from the second control unit, and the synchronization signal distribution unit transmits a PWM synchronization signal to the first control unit and each of the second control units on a one-to-one basis.

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본 발명의 일실시예에서, 복수의 상기 제1제어부 및 상기 제2제어부는 광케이블로 연결되는 것이 바람직하다.In an embodiment of the present invention, it is preferable that a plurality of the first control unit and the second control unit are connected by an optical cable.

본 발명의 일실시예에서, 복수의 상기 제1제어부와 상기 동기신호 분배부, 및 상기 제2제어부와 상기 동기신호 분배부는 각각 광케이블로 연결되는 것이 바람직하다.
In an embodiment of the present invention, it is preferable that a plurality of the first control units and the synchronization signal distribution unit, and the second control unit and the synchronization signal distribution unit are connected by optical cables.

상기와 같은 본 발명은, PWM 신호를 최대한 동기화함으로써, 고효율의 인버터 병렬구동을 구현하도록 하는 효과가 있다.The present invention as described above has an effect of realizing highly efficient inverter parallel driving by synchronizing the PWM signal as much as possible.

이에 의해 본 발명은, 대용량 전동기를 복수의 인버터를 병렬로 연결하여 전류를 분산하여 고효율로 제어하도록 하는 효과가 있다.
As a result, the present invention has an effect that a large-capacity electric motor is controlled by a plurality of inverters in parallel to distribute current and control it with high efficiency.

도 1은 종래의 병렬 인버터 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 병렬 인버터 시스템의 일실시예 구성도이다.
도 3은 도 2의 제어부와 동기신호 분배부의 통신을 설명하기 위한 일실시예 구성도이다.
도 4는 본 발명에 의해 PWM 신호를 동기화하는 과정을 설명하기 위한 일예시도이다.1 is a block diagram of a conventional parallel inverter system.
2 is a block diagram of a parallel inverter system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of an embodiment for explaining the communication between the control unit and the synchronization signal distributing unit of FIG.
4 is a diagram for explaining a process of synchronizing a PWM signal according to the present invention.

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.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by such terms. These terms are used only to distinguish one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나, 또는 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나, '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may be present in between . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, or a combination thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 병렬 인버터 시스템의 일실시예 구성도이다.2 is a block diagram of a parallel inverter system according to an embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시스템은, 마스터 인버터(10), 복수의 슬레이브 인버터(20) 및 전원입력부(30)를 포함하고, 복수의 인버터(10, 20)가 병렬로 연결되어 전동기(40)를 구동한다. As shown in the figure, the system of the present invention includes a master inverter 10, a plurality of slave inverters 20, and a power input unit 30, and a plurality of inverters 10 and 20 are connected in parallel, (40).

마스터 인버터(10)는, 제어부(11), 스위칭부(12), 전류검출부(13) 및 동기신호 분배부(sync hub)(14)를 포함하고, 복수의 슬레이브 인버터(20)는 각각 제어부(21), 스위칭부(22) 및 전류검출부(14)를 포함한다. 도 2에서는 슬레이브 인버터(20)가 2개로 구성되는 시스템을 예를 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 전동기(40)로 출력되는 전압에 따라 슬레이브 인버터(20)의 수를 설계할 수 있음은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다 할 것이다.The master inverter 10 includes a control section 11, a switching section 12, a current detection section 13 and a synchronization signal distribution section (sync hub) 14. The plurality of slave inverters 20 includes a control section 21, a switching unit 22, and a current detecting unit 14. [ 2, the number of the slave inverters 20 can be designed according to the voltage outputted to the motor 40. However, the number of the slave inverters 20 is not limited thereto, , And will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains.

전원입력부(30)는 각 인버터(10, 20)에 삼상전원을 입력한다.The power input unit 30 inputs three-phase power to each of the inverters 10 and 20.

각 인버터(10, 20)의 전류검출부(13, 23)는 인버터(10, 20)의 출력전류를 검출하여 제어부(11, 21)에 전달하고, 제어부(11, 21)는 이를 저장한다. 이를 위하여 각 인버터(10, 20)에 저장부(도시되지 않음)가 제공될 수 있다.The current detectors 13 and 23 of the inverters 10 and 20 detect the output currents of the inverters 10 and 20 and transmit them to the controllers 11 and 21 and the controllers 11 and 21 store them. For this purpose, a storage unit (not shown) may be provided in each inverter 10, 20.

마스터 인버터(10)의 제어부(11)는 각 슬레이브 인버터(20)의 제어부(21)로부터 수신하는데, 이때, 각 제어부(11, 21)간의 통신은 단방향 통신으로, 링(ring) 형상의 통신라인(A)을 통해 슬레이브 인버터(20)의 복수의 제어부(21)의 출력전류를 수신한다. 이에 대해서는 추후 도면을 통해 더욱 상세하게 설명하기로 한다.The control unit 11 of the master inverter 10 receives the control signals from the control unit 21 of each slave inverter 20. The communication between the control units 11 and 21 is a unidirectional communication, (21) of the slave inverter (20) via the input terminal (A). This will be described later in more detail with reference to the drawings.

마스터 인버터(10)의 제어부(11)는 슬레이브 인버터(20)의 제어부(21)로부터 수신한 출력전류와, 자신의 출력전류부(13)로부터 수신한 출력전류를 이용하여, 각각의 인버터(10, 20)의 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation; 'PWM'이라 함) 신호를 연산한다.The control unit 11 of the master inverter 10 uses the output current received from the control unit 21 of the slave inverter 20 and the output current received from the output current unit 13 of the slave inverter 20, , 20) of the pulse width modulation (PWM) signal.

제어부(11)는 이와 같이 연산한 PWM 신호를 통신라인(A)을 통해 다시 슬레이브 인버터(20)의 복수의 제어부(21)로 전송한다. 또한, 제어부(11)는 PWM 동기신호를 생성하여, 이를 동기신호 분배부(14)에 전달한다.The control unit 11 transmits the PWM signal thus calculated to the plurality of control units 21 of the slave inverter 20 through the communication line A. [ Further, the control unit 11 generates a PWM synchronizing signal and transmits it to the synchronizing signal distributing unit 14.

동기신호 분배부(14)는, 마스터 인버터(10)의 제어부(11)가 생성한 PWM 동기신호를 각 인버터(10, 20)의 제어부(11, 12)에 전송한다. The synchronous signal distributing section 14 transfers the PWM synchronous signal generated by the control section 11 of the master inverter 10 to the control sections 11 and 12 of the respective inverters 10 and 20.

이와 같이 PWM 동기신호를 수신한 제어부(11, 12)는 수신한 PWM 동기신호에 동기되어 PWM 신호를 스위칭부(12, 22)로 출력한다. The control units 11 and 12 receiving the PWM synchronous signals output the PWM signals to the switching units 12 and 22 in synchronization with the received PWM synchronous signals.

스위칭부(12, 22)는 PWM 신호의 제어에 의해 전동기(40)로 전송할 출력전압을 스위칭하여, 출력전류를 전동기(40)로 출력한다. The switching units 12 and 22 switch the output voltage to be transmitted to the motor 40 under the control of the PWM signal and output the output current to the motor 40. [

병렬 인버터 시스템에서 가장 중요한 것은, 복수의 인버터가 균등하게 전류를 출력하는 것인데, 본 발명에 의하면 PWM 동기신호에 의해 동기화된 PWM 신호를 출력할 수 있다.
In a parallel inverter system, it is most important that a plurality of inverters output a current evenly. According to the present invention, a PWM signal synchronized by a PWM synchronizing signal can be output.

도 3은 도 2의 제어부와 동기신호 분배부의 통신을 설명하기 위한 일실시예 구성도이다. 3 is a block diagram of an embodiment for explaining the communication between the control unit and the synchronization signal distributing unit of FIG.

설명의 편의를 위하여, 마스터 인버터(10)의 제어부(11)는 '마스터 제어부'로, 슬레이브 인버터(20)의 제어부(21)는 '슬레이브 제어부'로 도시하였으나, 도 1의 구성과 동일하다. 또한, n개의 슬레이브 인버터(20)를 포함하는 것으로 상정하여, 제1슬레이브 인버터(20)의 제어부(21)는 '슬레이브 제어부(21-1)'로, 제n슬레이브 인버터(20)의 제어부(21)는 '슬레이브 제어부(21-n)'로 표기하였다.The control unit 11 of the master inverter 10 is the master control unit and the control unit 21 of the slave inverter 20 is the slave control unit. The control unit 21 of the first slave inverter 20 is a slave control unit 21-1 and the control unit of the nth slave inverter 20 assumes that the first slave inverter 20 includes n slave inverters 20 21 is referred to as 'slave controller 21-n'.

인버터는 대전압을 스위칭하므로, 노이즈가 많이 발생한다. 특히, 통신선이나 PWM 동기신호에 노이즈가 인가되어 신호오류가 발생하면, 인버터의 병렬구동의 효율이 감소한다. 따라서, 본 발명에서는, 노이즈에 대한 신뢰성 제고를 위하여, 제어부(11, 12) 상호간, 및 동기신호 분배부(14)와 제어부(11, 12)간 통신을 광케이블(optic cable)을 이용하여 수행하는 것으로 한다.Since the inverter switches the high voltage, a lot of noise occurs. Particularly, when noise is applied to a communication line or a PWM synchronous signal and a signal error occurs, efficiency of parallel driving of the inverter is reduced. Therefore, in the present invention, communication between the control units 11 and 12 and between the synchronization signal distribution unit 14 and the control units 11 and 12 is performed using an optical cable in order to improve the reliability of noise .

광케이블은 단방향성이므로, 도 3의 마스터 제어부(11)의 송신단(Tx)과 첫번째 슬레이브 제어부(21-1)의 수신단(Rx)을 광케이블로 연결하고, 첫번째 슬레이브 제어부(21-1)의 송신단(Tx)과 두번째 슬레이브 제어부(21-2; 도시되지 않음)의 수신단(Rx)을 광케이블로 연결한다. 마찬가지로, (n-1)번째 슬레이브 제어부(21-(n-1); 도시되지 않음)의 송신단(Tx)과 n번째 슬레이브 제어부(21-n)의 수신단(Rx)을 광케이블로 연결한다. 마지막으로, n번째 슬레이브 제어부(21-n)의 송신단(Tx)과 마스터 제어부(11)의 수신단(Rx)을 광케이블로 연결한다. Since the optical cable is unidirectional, the transmitting end Tx of the master control unit 11 and the receiving end Rx of the first slave controlling unit 21-1 of FIG. 3 are connected by optical cables and the transmitting end of the first slave controlling unit 21-1 Tx) and the receiving end (Rx) of the second slave control unit 21-2 (not shown) by an optical cable. Similarly, the transmitting end Tx of the (n-1) th slave control unit 21- (n-1) (not shown) is connected to the receiving end Rx of the nth slave control unit 21-n by optical cable. Finally, the transmitting end Tx of the nth slave controlling unit 21-n and the receiving end Rx of the master controlling unit 11 are connected by an optical cable.

이와 같이 연결된 통신선(B)은 링(ring) 형상을 이루게 되는 것을 알 수 있다. 따라서, 이를 '고속 링통신'이라고 칭하기로 한다.It can be seen that the communication line B connected in this way has a ring shape. Therefore, this is referred to as 'high-speed ring communication'.

본 발명의 고속 링통신의 제어는 마스터 제어부(11)가 담당한다.The master control unit 11 controls the control of the high-speed ring communication of the present invention.

마스터 제어부(11)는 각각의 인버터(10, 20)로부터 수신한 각 출력전류를 이용하여, 각 인버터(10, 20)의 PWM 신호를 연산하고, 통신선(B)을 통해 해당 PWM 신호를 전달한다. 마스터 제어부(11)가 PWM 신호를 연산하는 방법에 대해서는, 이미 널리 알려진 바와 같으므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 하겠다.The master control unit 11 calculates the PWM signals of the inverters 10 and 20 using the respective output currents received from the inverters 10 and 20 and transmits the PWM signals through the communication line B . The method by which the master control unit 11 calculates the PWM signal is the same as that already known, and a detailed description thereof will be omitted.

본 발명에서는, 복수의 슬레이브 제어부(21)뿐만 아니라, 마스터 제어부(11) 역시 동기신호 분배부(14)로부터 PWM 동기신호를 수신한다. 이는 모든 인버터(10, 20)가 동일한 사인(sine)파를 출력하여야 인버터(10, 20)의 효율이 극대화되기 때문이다. 이를 위해, 마스터 제어부(11)도 동기신호 분배부(14)로부터 PWM 동기신호를 피드백하여 PWM 제어를 수행한다. 만일, 마스터 제어부(11)가 PWM 동기신호를 수신하지 않는다면, 마스터 제어부(11)는 또 다시 광케이블의 지연(delay)을 연산하여 이를 PWM 제어에 반영하여야 하므로, 구성이 복잡해지게 된다.In the present invention, not only the plurality of slave control units 21 but also the master control unit 11 receives the PWM synchronizing signal from the synchronizing signal distributing unit 14. This is because all the inverters 10 and 20 output the same sinusoidal wave to maximize the efficiency of the inverters 10 and 20. To this end, the master control unit 11 also performs the PWM control by feeding back the PWM synchronization signal from the synchronization signal distribution unit 14. If the master control unit 11 does not receive the PWM synchronization signal, the master control unit 11 again calculates the delay of the optical cable and reflects it in the PWM control, so that the configuration becomes complicated.

이와 같은 본 발명의 구성에 의해, 모든 제어부(11, 12)가 동일한 시간에 동일한 PWM 동기신호를 수신하는 것이 가능하다.
With the configuration of the present invention as described above, it is possible that all the control units 11 and 12 receive the same PWM synchronization signal at the same time.

도 4는 본 발명에 의해 PWM 신호를 동기화하는 과정을 설명하기 위한 일예시도이다.4 is a diagram for explaining a process of synchronizing a PWM signal according to the present invention.

마스터 제어부(11)는 PWM 동기신호를 동기신호 분배부(14)로 전송하는데, 해당 PWM 동기신호를 수신한 제어부(11, 21-1, 21-n)는 내부 인터럽트가 발생하여, PWM 주기를 초기화하여 PWM을 동기화한다.The master control unit 11 transmits a PWM synchronizing signal to the synchronizing signal distributor 14. Upon receipt of the PWM synchronizing signal, the controllers 11, 21-1 and 21-n generate internal interrupts, Initialize to synchronize PWM.

이와 같은 과정을 통해, 최대한 PWM 신호를 동기화할 수 있고, 이에 의해 고효율의 인버터 병렬구동이 가능하다.
Through this process, the PWM signal can be synchronized as much as possible, thereby enabling high efficiency inverter parallel driving.

한편, 본 발명의 실시예들은 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 컴퓨터가 읽어들일 수 있는 프로그램 코드를 기록하여 구현하는 것이 가능하다. 본 발명의 실시예들이 소프트웨어를 이용하여 실행되는 경우, 본 발명의 구성수단들은 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 또한, 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 컴퓨터의 프로세서로 판독 가능한 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망을 통해 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호로 전송될 수 있다.In the meantime, embodiments of the present invention can be implemented by recording computer-readable program codes on a computer-readable recording medium. When embodiments of the present invention are implemented using software, the constituent means of the present invention are code segments that perform the necessary tasks. The program or code segments may also be stored in a medium readable by a processor of the computer or transmitted in a computer data signal coupled with a carrier wave via a transmission medium or a communication network.

컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에는 컴퓨터 시스템이 읽어들일 수 있는 데이터를 저장하는 모든 종류의 기록장치가 포함될 수 있다. 예컨대, 컴퓨터 판독가능 기록매체에는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 포함될 수 있다. 또한, 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 컴퓨터 판독가능 기록매체를 분산배치하여 컴퓨터가 읽어들일 수 있는 코드가 분산 방식으로 저장되고 실행되도록 할 수 있다.The computer-readable recording medium may include any type of recording device that stores data that can be read by a computer system. For example, the computer-readable recording medium may include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like. In addition, the computer readable recording medium may be distributed to the networked computer system so that the computer readable code is stored and executed in a distributed manner.

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.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

10: 마스터 인버터 20: 슬레이브 인버터
11, 21: 제어부 12, 22: 스위칭부
13, 23: 전류출력부 14: 동기신호 분배부
30: 전원입력부 40: 전동기10: Master inverter 20: Slave inverter
11, 21: control unit 12, 22: switching unit
13, 23: current output section 14: synchronous signal distributing section
30: power input unit 40: electric motor

Claims (13)

복수의 인버터가 병렬로 연결되어 하나의 전동기를 구동하는 병렬 인버터 시스템에 있어서,
상기 복수의 인버터 중 어느 하나의 인버터(마스터 인버터)는,
펄스폭변조(PWM) 동기신호를 생성하는 제1제어부; 및
상기 PWM 동기신호를 상기 제1제어부로부터 수신하여, 상기 제1제어부 및 상기 복수의 인버터 중 상기 마스터 인버터 이외의 인버터(복수의 슬레이브 인버터)의 복수의 제2제어부로 각각 전송하는 동기신호 분배부를 포함하되,
상기 제1제어부는 상기 복수의 제2제어부와 링(ring) 형상의 통신라인으로 연결되며, 각각의 상기 제2제어부로부터 단방향 통신으로 출력전류를 수신하고, 상기 마스터 인버터의 출력전류와 각각의 상기 제2제어부로부터 수신한 출력전류를 이용하여 상기 마스터 인버터 및 상기 복수의 슬레이브 인버터의 각각의 PWM 신호를 연산하며,
상기 동기신호 분배부는 상기 제1제어부 및 각각의 상기 제2제어부에 각각 일대일로 PWM 동기신호를 전송하는 병렬 인버터 시스템.
In a parallel inverter system in which a plurality of inverters are connected in parallel to drive one motor,
Wherein one of the plurality of inverters (master inverter)
A first control unit for generating a pulse width modulation (PWM) synchronization signal; And
And a synchronous signal distributing unit which receives the PWM synchronous signal from the first control unit and transfers the PWM synchronous signal to a plurality of second control units of inverters (a plurality of slave inverters) other than the master inverter among the first control unit and the plurality of inverters However,
Wherein the first control unit is connected to the plurality of second control units through a ring-shaped communication line, receives an output current from unidirectional communication from each of the second control units, Calculates the respective PWM signals of the master inverter and the plurality of slave inverters by using the output current received from the second control unit,
Wherein the synchronous signal distributor transmits the PWM synchronous signal to the first controller and the second controller respectively in a one-to-one manner.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제1제어부는, 상기 링 형상의 통신라인을 통해 상기 복수의 제2제어부로 해당 PWM 신호를 전송하는 병렬 인버터 시스템.
The parallel inverter system according to claim 1, wherein the first control unit transmits the PWM signal to the plurality of second control units via the ring-shaped communication line.
제1항에 있어서, 상기 마스터 인버터는, 상기 제1제어부가 연산한 PWM 신호를 이용하여, 상기 전동기로 출력할 출력전압을 스위칭하는 제1스위칭부를 더 포함하는 병렬 인버터 시스템.
The parallel inverter system according to claim 1, wherein the master inverter further comprises a first switching unit for switching an output voltage to be output to the motor by using the PWM signal calculated by the first control unit.
제1항에 있어서, 상기 슬레이브 인버터는, 상기 제1제어부로부터 수신한 PWM 신호를 이용하여, 상기 전동기로 출력할 출력전압을 스위칭하는 제2스위칭부를 더 포함하는 병렬 인버터 시스템.
The parallel inverter system according to claim 1, wherein the slave inverter further includes a second switching unit for switching an output voltage to be output to the motor by using the PWM signal received from the first control unit.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제1제어부 및 상기 복수의 제2제어부는, 광케이블로 연결되는 병렬 인버터 시스템.
The parallel inverter system according to claim 1, wherein the first control unit and the plurality of second control units are connected by an optical cable.
제1항에 있어서, 상기 제1제어부와 상기 동기신호 분배부, 및 상기 복수의 제2제어부와 상기 동기신호 분배부는 각각 광케이블로 연결되는 병렬 인버터 시스템.
The parallel inverter system according to claim 1, wherein the first control unit, the synchronization signal distribution unit, and the plurality of second control units and the synchronization signal distribution unit are connected by optical cables.
마스터 인버터와 복수의 슬레이브 인버터를 포함하고, 상기 마스터 인버터와 상기 복수의 슬레이브 인버터는 각각 병렬로 연결되어 하나의 전동기를 구동하는 병렬 인버터 시스템에 있어서,
상기 슬레이브 인버터는,
출력전류를 검출하여 상기 마스터 인버터로 전송하고, 상기 마스터 인버터로부터 수신하는 PWM 신호를 제1스위칭부에 전달하는 제1제어부; 및
상기 제1제어부로부터 수신하는 PWM 신호에 의해 상기 전동기로 출력하는 출력전압을 스위칭하는 상기 제1스위칭부를 포함하고,
상기 마스터 인버터는,
자신의 출력전류와 상기 복수의 슬레이브 인버터의 제1제어부로부터 수신한 복수의 슬레이브 인버터의 출력전류를 이용하여 각각의 PWM 신호를 연산하여 상기 복수의 슬레이브 인버터로 해당 PWM 신호를 전송하고, PWM 동기신호를 생성하는 제2제어부;
상기 제2제어부로부터 수신하는 PWM 신호에 의해 상기 전동기로 출력하는 출력전압을 스위칭하는 제2스위칭부; 및
상기 PWM 동기신호를 상기 제1제어부 및 상기 제2제어부로 각각 전송하는 동기신호 분배부를 포함하되,
상기 제1제어부는 상기 복수의 제2제어부와 링 형상의 통신라인으로 연결되며, 각각의 상기 제2제어부로부터 단방향 통신으로 출력전류를 수신하고,
상기 동기신호 분배부는 상기 제1제어부 및 각각의 상기 제2제어부에 각각 일대일로 PWM 동기신호를 전송하는 병렬 인버터 시스템.
A parallel inverter system including a master inverter and a plurality of slave inverters, wherein the master inverter and the plurality of slave inverters are connected in parallel to each drive one motor,
The slave inverter includes:
A first controller for detecting an output current and transmitting the detected PWM signal to the master inverter and transmitting the PWM signal received from the master inverter to the first switching unit; And
And the first switching unit switching an output voltage output to the electric motor by a PWM signal received from the first control unit,
The master inverter includes:
Calculates the respective PWM signals using the output current of the slave inverter and the output currents of the plurality of slave inverters received from the first control unit of the plurality of slave inverters, and transmits the PWM signals to the plurality of slave inverters, A second control unit for generating a second control signal;
A second switching unit for switching an output voltage output to the motor by a PWM signal received from the second control unit; And
And a synchronization signal distributor for transmitting the PWM synchronization signal to the first controller and the second controller, respectively,
Wherein the first control unit is connected to the plurality of second control units via a ring communication line, receives an output current from unidirectional communication from each of the second control units,
Wherein the synchronous signal distributor transmits the PWM synchronous signal to the first controller and the second controller respectively in a one-to-one manner.
삭제delete 제10항에 있어서, 복수의 상기 제1제어부 및 상기 제2제어부는 광케이블로 연결되는 병렬 인버터 시스템.
11. The parallel inverter system according to claim 10, wherein a plurality of the first control unit and the second control unit are connected by an optical cable.
제10항에 있어서, 복수의 상기 제1제어부와 상기 동기신호 분배부, 및 상기 제2제어부와 상기 동기신호 분배부는 각각 광케이블로 연결되는 병렬 인버터 시스템.
11. The parallel inverter system according to claim 10, wherein a plurality of the first control units and the synchronizing signal distributing unit, and the second controlling unit and the synchronizing signal distributing unit are respectively connected by optical cables.
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