KR101924400B1 - Apparatus and method for controlling inverter - Google Patents

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석줄기
곽병길
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영남대학교 산학협력단
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    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

Abstract

인버터 제어 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 제어 장치는 모터에 구동 전원을 공급하는 인버터를 포함하는 인버터 회로의 교류 입력 전압, 상기 모터의 속도 및 상기 모터의 속도 지령을 기초로 유효전력 지령 및 무효전력 지령을 생성하는 전력 지령 생성부, 상기 유효전력 지령 및 상기 무효전력 지령을 기초로 상기 인버터의 출력 전압 지령을 생성하는 전압 지령 생성부, 및 상기 출력 전압 지령을 이용하여 상기 인버터를 제어하는 제어부를 포함한다.An inverter control apparatus and method are disclosed. An inverter control apparatus according to an embodiment of the present invention includes an inverter control unit including an inverter circuit including an inverter for supplying driving power to a motor, an AC input voltage of the inverter circuit, a speed of the motor, A voltage command generator for generating an output voltage command of the inverter based on the active power command and the reactive power command, and a controller for controlling the inverter using the output voltage command do.

Description

인버터 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING INVERTER}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING INVERTER [0002]

본 발명의 실시예들은 인버터를 제어하기 위한 기술과 관련된다.Embodiments of the invention relate to techniques for controlling an inverter.

일반적으로 3상 교류 전동기(모터) 구동용 인버터 시스템은 정류기, 모터 구동용 인버터 및 인버터의 안정적인 구동을 위한 전해 캐패시터를 포함한다. 이때, 전해 캐패시터는 정류기를 거친 전원의 전압 맥동에 의해 발생하는 입력 전력과 인버터의 일정한 출력 전력 사이의 순시적인 오차를 보상하는 역할을 한다.In general, an inverter system for driving a three-phase alternating-current motor includes a rectifier, an inverter for driving the motor, and an electrolytic capacitor for stable operation of the inverter. At this time, the electrolytic capacitor compensates an instantaneous error between the input power generated by the voltage pulsation of the power source through the rectifier and the constant output power of the inverter.

그러나, 이러한 전해 캐패시터는 시스템을 구성하는 타 소자에 비해 수명이 짧고 고장률이 높다는 문제점이 있다. 또한, 전해 캐패시터는 정류기의 도통 차단 구간에 따른 입력 전류의 고조파 성분을 발생시켜 고조파 규제(예를 들어, IEC 61000-3-2 Class A)를 만족시킬 수 없다는 문제점이 있다.However, such an electrolytic capacitor has a short life span and a high failure rate as compared with other elements constituting the system. Further, the electrolytic capacitor generates a harmonic component of the input current according to the conduction cut-off section of the rectifier, so that the harmonic regulation (for example, IEC 61000-3-2 Class A) can not be satisfied.

이러한 문제점을 해소하기 위해 전해 캐패시터의 용량을 줄인 필름 캐패시터를 사용하는 인버터 시스템(캡리스 인버터 시스템)이 연구되고 있다. In order to solve this problem, an inverter system (capless inverter system) using a film capacitor with reduced capacitance of an electrolytic capacitor is being studied.

이와 관련하여, 기존의 연구들은 전원측과 모터측을 각각 나누어 전원측 전력변환 장치 제어 기술 또는 모터측 제어 기술만을 각각 구분하여 연구하고 있다. 그러나, 캡리스 인버터 시스템의 경우 두 기술간 에너지 버퍼 역할을 하는 전해 캐패시터가 사라져 전원부의 변동이 모터 제어에 영향을 미치게 되며, 모터의 제어가 전원부의 역률 및 전고조파왜율(Total Harmonic Distortion; THD)에 영향을 미치게 된다.In this regard, existing researches are divided into power source side and motor side to separate power source side power converter control technology or motor side control technology separately. However, in a capless inverter system, the electrolytic capacitor, which acts as an energy buffer between the two technologies, disappears and the fluctuation of the power source affects the motor control. When the control of the motor changes the power factor and total harmonic distortion (THD) . ≪ / RTI >

또한, 모터 제어에 대한 기존의 연구들은 PI 전류제어기를 이용하여 모터의 토크 및 자속을 간접적으로 제어하고 있다. 그러나, 캡리스 인버터 시스템의 경우 직류단 전압이 급격하게 변동하게 되면 전압 부족으로 약자속 영역이나 적분기 와인드업 및 과변조 영역에 진입하게 되므로, 기존의 연구들은 PI 전류제어기 외에 하부 제어기가 반드시 필요하다.Also, existing studies on motor control indirectly control torque and flux of motor using PI current controller. However, in the capless inverter system, if the DC voltage suddenly fluctuates, the short-circuit region or the integrator windup and over-modulation region enter due to the shortage of voltage.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0090470호(2014.07.17.)Korean Patent Publication No. 10-2014-0090470 (July 17, 2014).

본 발명의 실시예들은 소용량 필름 캐패시터를 사용한 인버터 시스템의 인버터를 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention are directed to an apparatus and method for controlling an inverter of an inverter system using a small capacity film capacitor.

본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 제어 장치는, 모터에 구동 전원을 공급하는 인버터를 포함하는 인버터 회로의 교류 입력 전압, 상기 모터의 속도 및 상기 모터의 속도 지령을 기초로 유효전력 지령 및 무효전력 지령을 생성하는 전력 지령 생성부, 상기 유효전력 지령 및 상기 무효전력 지령을 기초로 상기 인버터의 출력 전압 지령을 생성하는 전압 지령 생성부, 및 상기 출력 전압 지령을 이용하여 상기 인버터를 제어하는 제어부를 포함한다.An inverter control apparatus according to an embodiment of the present invention includes an inverter circuit including an inverter for supplying driving power to a motor, an AC input voltage of the inverter circuit, a speed of the motor, and a speed command of the motor, A voltage command generator for generating an output voltage command of the inverter based on the active power command and the reactive power command; and a controller for controlling the inverter using the output voltage command .

상기 인버터 회로는, 상기 교류 입력 전압을 정류하는 정류부, 상기 정류 전압을 변환하여 상기 모터에 구동전원을 공급하는 인버터, 및 상기 정류부와 상기 인버터 사이에 배치되는 캐패시터를 포함할 수 있다.The inverter circuit may include a rectifying unit for rectifying the AC input voltage, an inverter for converting the rectified voltage to supply driving power to the motor, and a capacitor disposed between the rectifying unit and the inverter.

상기 전력 지령 생성부는, 상기 모터의 속도 및 상기 모터의 속도 지령을 기초로 모터 토크 지령을 생성하고, 상기 교류 입력 전압의 위상각 및 상기 모터 토크 지령을 기초로 상기 유효전력 지령 및 상기 무효전력 지령을 생성할 수 있다.Wherein the power command generating unit generates a motor torque command based on the speed of the motor and the speed command of the motor, and generates the electric power command and the reactive power command based on the phase angle of the AC input voltage and the motor torque command Can be generated.

상기 전력 지령 생성부는, 상기 교류 입력 전압의 위상각, 상기 모터 토크 지령 및 상기 모터의 속도 지령을 기초로 상기 유효전력 지령을 생성할 수 있다.The power command generation unit may generate the active power command based on the phase angle of the AC input voltage, the motor torque command, and the speed command of the motor.

상기 전력 지령 생성부는, 상기 교류 입력 전압의 위상각, 상기 모터 토크 지령 및 상기 인버터의 출력 전류를 기초로 상기 무효전력 지령을 생성할 수 있다.The power command generator may generate the reactive power command based on the phase angle of the AC input voltage, the motor torque command, and the output current of the inverter.

상기 전압 지령 생성부는, 상기 유효전력 지령, 상기 무효전력 지령, 상기 인버터의 출력 전류 및 상기 인버터의 출력 전압을 기초로 상기 인버터의 출력 전압 지령을 생성할 수 있다.The voltage command generation unit may generate an output voltage command of the inverter based on the active power command, the reactive power command, the output current of the inverter, and the output voltage of the inverter.

본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 제어 방법은, 모터에 구동 전원을 공급하는 인버터를 포함하는 인버터 회로의 교류 입력 전압, 상기 모터의 속도 및 상기 모터의 속도 지령을 기초로 유효전력 지령 및 무효전력 지령을 생성하는 단계, 상기 유효전력 지령 및 상기 무효전력 지령을 기초로 상기 인버터의 출력 전압 지령을 생성하는 단계, 및 상기 출력 전압 지령을 이용하여 상기 인버터를 제어하는 단계를 포함한다.An inverter control method according to an embodiment of the present invention is a method for controlling an inverter including an inverter circuit including an inverter for supplying driving power to a motor, an AC input voltage of the inverter circuit, a speed of the motor, Generating an output voltage command of the inverter based on the active power command and the reactive power command, and controlling the inverter using the output voltage command.

상기 인버터 회로는, 상기 교류 입력 전압을 정류하는 정류부, 상기 정류 전압을 변환하여 상기 모터에 구동전원을 공급하는 인버터, 및 상기 정류부와 상기 인버터 사이에 배치되는 캐패시터를 포함할 수 있다.The inverter circuit may include a rectifying unit for rectifying the AC input voltage, an inverter for converting the rectified voltage to supply driving power to the motor, and a capacitor disposed between the rectifying unit and the inverter.

상기 유효전력 지령 및 무효전력 지령을 생성하는 단계는, 상기 모터의 속도 및 상기 모터의 속도 지령을 기초로 모터 토크 지령을 생성하고, 상기 교류 입력 전압의 위상각 및 상기 모터 토크 지령을 기초로 상기 유효전력 지령 및 상기 무효전력 지령을 생성할 수 있다. Wherein the step of generating the active power command and the reactive power command includes the steps of generating a motor torque command based on the speed of the motor and the speed command of the motor and generating the motor torque command based on the phase angle of the AC input voltage and the motor torque command The active power command and the reactive power command.

상기 유효전력 지령 및 무효전력 지령을 생성하는 단계는, 상기 교류 입력 전압의 위상각, 상기 모터 토크 지령 및 상기 모터의 속도 지령을 기초로 상기 유효전력 지령을 생성할 수 있다.The step of generating the active power command and the reactive power command may generate the active power command based on the phase angle of the AC input voltage, the motor torque command, and the speed command of the motor.

상기 유효전력 지령 및 무효전력 지령을 생성하는 단계는, 상기 교류 입력 전압의 위상각, 상기 모터 토크 지령 및 상기 인버터의 출력 전류를 기초로 상기 무효전력 지령을 생성할 수 있다.The step of generating the active power command and the reactive power command may generate the reactive power command based on the phase angle of the AC input voltage, the motor torque command, and the output current of the inverter.

상기 출력 전압 지령을 생성하는 단계는, 상기 유효전력 지령, 상기 무효전력 지령, 상기 인버터의 출력 전류 및 상기 인버터의 출력 전압을 기초로 상기 인버터의 출력 전압 지령을 생성할 수 있다.The step of generating the output voltage command may generate an output voltage command of the inverter based on the active power command, the reactive power command, the output current of the inverter, and the output voltage of the inverter.

본 발명의 실시예들에 따르면, 전원측 및 모터측을 통합하여 인버터를 제어함으로써 전원측 및 모터측의 변동을 모두 고려한 인버터 제어 장치를 제공할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, it is possible to provide an inverter control apparatus that takes both variations on the power source side and the motor side into consideration by integrating the power source side and the motor side to control the inverter.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 모터 입력 전압을 제어 변수로 설정하여 PI 전류제어기와 함께 사용되는 추가적인 제어기를 제거할 수 있다.Further, according to embodiments of the present invention, it is possible to eliminate the additional controller used with the PI current controller by setting the motor input voltage as a control variable.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치의 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 제어 장치의 개략적인 블록도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 제어 장치의 상세 블록도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터 제어 장치의 상세 블록도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 제어 장치에 의해 수행되는 인버터 제어 방법을 나타낸 흐름도1 is a block diagram of a motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a schematic block diagram of an inverter control apparatus according to an embodiment of the present invention
3 is a detailed block diagram of an inverter control apparatus according to an embodiment of the present invention
4 is a detailed block diagram of an inverter control apparatus according to another embodiment of the present invention
5 is a flowchart illustrating an inverter control method performed by an inverter control apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following detailed description is provided to provide a comprehensive understanding of the methods, apparatus, and / or systems described herein. However, this is merely an example and the present invention is not limited thereto.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention or custom of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification. The terms used in the detailed description are intended only to describe embodiments of the invention and should in no way be limiting. Unless specifically stated otherwise, the singular form of a term includes plural forms of meaning. In this description, the expressions " comprising " or " comprising " are intended to indicate certain features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, Should not be construed to preclude the presence or possibility of other features, numbers, steps, operations, elements, portions or combinations thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치(10)는 적어도 하나의 인버터(130)를 포함하여 모터(300)에 구동 전원을 공급하는 인버터 회로(100) 및 인버터(130)의 동작을 제어하는 하는 인버터 제어 장치(200)를 포함한다.1, a motor driving apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes an inverter circuit 100 including at least one inverter 130 and supplying driving power to the motor 300, and an inverter 130 And an inverter control device 200 for controlling the operation of the inverter.

이때, 모터(300)는 예를 들어, 매입형 영구자석 모터(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), 유도전동기(Induction Motor; IM) 등일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 공지된 다양한 형태의 전동기일 수 있다. At this time, the motor 300 may be, for example, an Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM), an Induction Motor (IM), or the like, but is not limited thereto. Lt; / RTI >

인버터 회로(100)는 교류 입력 전압(vg)을 정류하여 모터(300)에 구동 전원을 공급하는 회로로서, 교류 입력 전압(vg)을 정류하는 정류부(110), 정류부(110)와 인버터(130) 사이에 배치되는 캐패시터(120) 및 정류 전압(vdc)을 변환하여 모터(300)에 구동 전원을 공급하는 인버터(130)를 포함할 수 있다.Inverter circuit 100 is the AC input voltage (v g), the rectification by a circuit for supplying a drive power to the motor 300, the AC input voltage (v g) for rectifying the rectification part 110, the rectification part 110 and the inverter A capacitor 120 disposed between the capacitor 130 and the inverter 130 for converting the rectified voltage v dc and supplying driving power to the motor 300.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 캐패시터(120)는 캐패시터리스(capacitorless) 타입의 소용량 캐패시터일 수 있다. 즉, 캐패시터(120)는 전해 캐패시터가 아닌, 필름 타입의 캐패시터일 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the capacitor 120 may be a capacitorless type small-capacity capacitor. That is, the capacitor 120 may be a film type capacitor, not an electrolytic capacitor.

인버터 제어 장치(200)는 인버터 회로(100)에 포함된 인버터(130)를 제어함으로써, 인버터 회로(200)가 모터(300)에 구동 전원을 공급하도록 할 수 있다.The inverter control device 200 can control the inverter 130 included in the inverter circuit 100 so that the inverter circuit 200 supplies the driving power to the motor 300. [

구체적으로, 인버터 제어 장치(200)는 인버터 회로(100)의 교류 입력 전압(vg), 모터(300)의 속도 및 모터(300)의 속도 지령을 기초로 인버터(130)의 출력 전압 지령을 생성하여 인버터(130)가 출력 전압 지령에 따라 모터(300)로 구동 전원을 공급하도록 제어할 수 있다.Specifically, the output voltage command of the inverter control device 200 includes the inverter circuit the AC input (100) voltage (v g), the inverter 130 based on the speed command of the speed and the motor 300 of the motor 300 And controls the inverter 130 to supply the driving power to the motor 300 in accordance with the output voltage command.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 제어 장치의 개략적인 블록도이다.2 is a schematic block diagram of an inverter control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 제어 장치(200)는 전력 지령 생성부(210), 전압 지령 생성부(220) 및 제어부(230)를 포함한다.Referring to FIG. 2, an inverter control apparatus 200 according to an embodiment of the present invention includes a power command generation unit 210, a voltage command generation unit 220, and a control unit 230.

전력 지령 생성부(210)는 인버터 회로(100)의 교류 입력 전압(vg), 모터(300)의 속도(ωrm) 및 모터(300)의 속도 지령(

Figure 112017044488022-pat00001
)을 기초로 유효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00002
) 및 무효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00003
)을 생성한다.The electric power command generation section 210 generates the electric power command Vg of the inverter circuit 100 based on the AC input voltage vg of the inverter circuit 100, the speed rm of the motor 300,
Figure 112017044488022-pat00001
) Based on the active power command (
Figure 112017044488022-pat00002
) And the reactive power command (
Figure 112017044488022-pat00003
).

이때, 교류 입력 전압(vg)은 예를 들어, 정류부(110)의 입력단에 구비된 전압 센서 등으로부터 획득될 수 있다. 또한, 모터(300)의 속도(ωrm)는 모터(300)의 기계각 속도를 의미할 수 있으며, 예를 들어, 모터 드라이버로부터 획득될 수 있다.At this time, the AC input voltage (v g) is, for example, be obtained from the voltage sensor provided at the input end of the rectifying part 110. The The speed? Rm of the motor 300 may also mean the mechanical angular speed of the motor 300 and may be obtained, for example, from a motor driver.

또한, 모터(300)의 속도 지령(

Figure 112017044488022-pat00004
)은 모터(300)를 통해 출력하고자 하는 기계각 속도를 의미할 수 있다.In addition, the speed command of the motor 300
Figure 112017044488022-pat00004
May mean the angular velocity of the machine to be output through the motor 300.

전압 지령 생성부(220)는 전력 지령 생성부(210)에 의해 생성된 유효전력 지령(

Figure 112017044488022-pat00005
) 및 무효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00006
)을 기초로 인버터(130)의 출력 전압 지령(
Figure 112017044488022-pat00007
)을 생성한다. 이때, 출력 전압 지령(
Figure 112017044488022-pat00008
)은 인버터(130)를 통해 출력하고자 하는 전압으로서, 인버터(130)의 d축 출력 전압 지령(
Figure 112017044488022-pat00009
) 및 인버터(130)의 q축 출력 전압 지령(
Figure 112017044488022-pat00010
)을 포함하는 벡터 값일 수 있다.The voltage command generation unit 220 generates a voltage command based on the active power command ("
Figure 112017044488022-pat00005
) And the reactive power command (
Figure 112017044488022-pat00006
) Of the inverter 130 based on the output voltage command
Figure 112017044488022-pat00007
). At this time, the output voltage command (
Figure 112017044488022-pat00008
Is a voltage to be outputted through the inverter 130, and the d-axis output voltage command of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00009
And the q-axis output voltage command of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00010
). ≪ / RTI >

제어부(230)는 전압 지령 생성부(220)에서 생성된 인버터(130)의 출력 전압 지령(

Figure 112017044488022-pat00011
)을 이용하여 인버터(130)를 제어한다. 예를 들어, 인버터(130)가 인버터 스위칭 소자를 구비하는 경우, 제어부(230)는 인버터(130)로 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM)용 스위칭 제어신호를 제공함으로써, 인버터를 제어할 수 있다. The control unit 230 receives the output voltage command of the inverter 130 generated by the voltage command generation unit 220
Figure 112017044488022-pat00011
) To control the inverter (130). For example, when the inverter 130 includes an inverter switching element, the controller 230 may provide a switching control signal for pulse width modulation (PWM) to the inverter 130 to control the inverter have.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 제어 장치의 상세 블록도이다. 3 is a detailed block diagram of an inverter control apparatus according to an embodiment of the present invention.

구체적으로, 도 3은 모터(300)가 매입형 영구자석 모터인 경우의 인버터 제어 장치(200)를 나타낸다.More specifically, Fig. 3 shows an inverter control device 200 in the case where the motor 300 is a recessed permanent magnet motor.

도 3을 참조하면, 전력 지령 생성부(210-1)는 모터(300)의 속도(ωrm) 및 모터(300)의 속도 지령(

Figure 112017044488022-pat00012
)을 기초로 모터 토크 지령(
Figure 112017044488022-pat00013
)을 생성할 수 있다. 이때, 전력 지령 생성부(210-1)는 예를 들어, 일반적인 속도 제어기(Speed Controller) (211-1)를 이용하여 모터 토크 지령(
Figure 112017044488022-pat00014
)을 생성할 수 있다.3, the power command generation unit 210-1 generates the power command? Rm of the motor 300 and the speed command?
Figure 112017044488022-pat00012
) Based on the motor torque command
Figure 112017044488022-pat00013
Can be generated. At this time, the electric power command generating unit 210-1 generates a motor torque command (for example, a torque command) by using a general speed controller 211-1
Figure 112017044488022-pat00014
Can be generated.

또한, 전력 지령 생성부(210-1)는 교류 입력 전압(vg)으로부터 교류 입력 전압의 위상각(θg)을 추정할 수 있다. 이때, 전력 지령 생성부(210-1)는 예를 들어, 위상 고정 루프(Phase Locked Loop; PLL) (212-1)를 이용하여 교류 입력 전압의 위상각(θg)을 추정할 수 있다.Further, electric power command generation unit 210-1 can estimate the phase angle (θ g) of the AC input voltage from the AC input voltage (v g). At this time, the power command generation unit 210-1 can estimate the phase angle? G of the AC input voltage using, for example, a phase locked loop (PLL) 212-1.

다음으로, 전력 지령 생성부(210-1)는 교류 입력 전압의 위상각(θg) 및 모터 토크 지령(

Figure 112017044488022-pat00015
)을 기초로 유효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00016
) 및 무효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00017
)을 생성할 수 있다.Next, the power command generation section 210-1 generates the phase angle? G of the AC input voltage and the motor torque command (
Figure 112017044488022-pat00015
) Based on the active power command (
Figure 112017044488022-pat00016
) And the reactive power command (
Figure 112017044488022-pat00017
Can be generated.

구체적으로, 전력 지령 생성부(210-1)는 교류 입력 전압의 위상각(θg), 모터 토크 지령 (

Figure 112017044488022-pat00018
) 및 모터(300)의 속도 지령(
Figure 112017044488022-pat00019
)을 기초로 유효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00020
)을 생성할 수 있다. Specifically, the electric power command generation section 210-1 generates the electric power command value? G of the AC input voltage, the motor torque command (?
Figure 112017044488022-pat00018
And the speed command of the motor 300
Figure 112017044488022-pat00019
) Based on the active power command (
Figure 112017044488022-pat00020
Can be generated.

이때, 전력 지령 생성부(210-1)는 교류 입력 전압의 위상각(θg)에 싸인 제곱 함수(213-1)를 취하고, 이를 모터 토크 지령(

Figure 112017044488022-pat00021
) 및 모터(300)의 속도 지령(
Figure 112017044488022-pat00022
)과 곱하여(214-1, 215-1) 유효전력지령(
Figure 112017044488022-pat00023
)을 생성할 수 있다.At this time, the electric power command generation unit 210-1 takes a sine function 213-1 which is a phase angle (? G ) of the AC input voltage and outputs it as a motor torque command
Figure 112017044488022-pat00021
And the speed command of the motor 300
Figure 112017044488022-pat00022
(214-1, 215-1) to obtain the active power command (
Figure 112017044488022-pat00023
Can be generated.

예를 들어, 유효전력지령(

Figure 112017044488022-pat00024
)은 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.For example, the active power command (
Figure 112017044488022-pat00024
) Can be expressed by the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112017044488022-pat00025
Figure 112017044488022-pat00025

이때,

Figure 112017044488022-pat00026
는 유효전력 지령,
Figure 112017044488022-pat00027
은 모터(300)의 속도 지령,
Figure 112017044488022-pat00028
는 모터 토크 지령, θg는 교류 입력 전압의 위상각을 의미한다.At this time,
Figure 112017044488022-pat00026
Is an active power command,
Figure 112017044488022-pat00027
The speed command of the motor 300,
Figure 112017044488022-pat00028
Is the motor torque command, and? G is the phase angle of the AC input voltage.

또한, 전력 지령 생성부(210-1)는 교류 입력 전압의 위상각(θg), 모터 토크 지령(

Figure 112017044488022-pat00029
) 및 인버터(130)의 출력 전류(
Figure 112017044488022-pat00030
)를 기초로 무효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00031
)을 생성할 수 있다.Further, the power command generation section 210-1 generates the phase angle? G of the AC input voltage, the motor torque command (
Figure 112017044488022-pat00029
And the output current of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00030
) Based on the reactive power command (
Figure 112017044488022-pat00031
Can be generated.

이때, 인버터(130)의 출력 전류(

Figure 112017044488022-pat00032
)는 현재 인버터(130)에서 출력되는 전류로서, 인버터(130)의 d축 출력 전류(
Figure 112017044488022-pat00033
) 및 인버터(130)의 q축 출력 전류(
Figure 112017044488022-pat00034
)를 포함하는 벡터 값일 수 있다.At this time, the output current of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00032
) Is a current output from the inverter 130 at present, and the d-axis output current of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00033
) Of the inverter 130 and the q-axis output current (
Figure 112017044488022-pat00034
). ≪ / RTI >

구체적으로, 전력 지령 생성부(210-1)는 모터 토크 지령(

Figure 112017044488022-pat00035
) 및 교류 입력 전압의 위상각(θg)을 기초로 모터 토크 지령에 따른 전류 값(
Figure 112017044488022-pat00036
,
Figure 112017044488022-pat00037
)을 생성할 수 있다. 이때, 전력 지령 생성부(210-1)는 단위전류당 최대토크 제어(Maximum Torque per Ampere; MTPA) (216-1)를 이용하여 모터 토크 지령에 따른 전류 값(
Figure 112017044488022-pat00038
,
Figure 112017044488022-pat00039
)을 생성할 수 있다.Specifically, the electric power command generation section 210-1 generates a motor torque command (
Figure 112017044488022-pat00035
) And the phase angle (? G ) of the AC input voltage.
Figure 112017044488022-pat00036
,
Figure 112017044488022-pat00037
Can be generated. At this time, the power command generation unit 210-1 generates a current command value (hereinafter, referred to as " current command value ") based on the motor torque command using the maximum torque per unit (MTPA)
Figure 112017044488022-pat00038
,
Figure 112017044488022-pat00039
Can be generated.

다음으로, 전력 지령 생성부(210-1)는 하기 수학식 2(218-1)를 이용하여 모터 토크 지령에 따른 전압 값(

Figure 112017044488022-pat00040
)을 생성할 수 있다.Next, the power command generation section 210-1 calculates a voltage value (hereinafter referred to as "
Figure 112017044488022-pat00040
Can be generated.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112017044488022-pat00041
Figure 112017044488022-pat00041

Figure 112017044488022-pat00042
Figure 112017044488022-pat00042

이때,

Figure 112017044488022-pat00043
는 고정자 저항,
Figure 112017044488022-pat00044
및 는 MTPA에 따른 출력 전류,
Figure 112017044488022-pat00046
는 모터(300)의 전기각 속도, Ld는 d축 인덕턴스, Lq는 q축 인덕턴스, λpm는 영구자석에 의한 계자 자속을 의미한다. 또한,
Figure 112017044488022-pat00047
는 모터 토크 지령에 따른 d축 전압 값,
Figure 112017044488022-pat00048
는 모터 토크 지령에 따른 q축 전압 값이며, 모터 토크 지령에 따른 전압 값(
Figure 112017044488022-pat00049
)은 이를 포함하는 벡터 값일 수 있다.At this time,
Figure 112017044488022-pat00043
The stator resistance,
Figure 112017044488022-pat00044
And The output current according to MTPA,
Figure 112017044488022-pat00046
L d is the d-axis inductance, L q is the q-axis inductance, and? Pm is field magnetic flux due to the permanent magnet. Also,
Figure 112017044488022-pat00047
A d-axis voltage value according to the motor torque command,
Figure 112017044488022-pat00048
Is a q-axis voltage value according to the motor torque command, and a voltage value (
Figure 112017044488022-pat00049
) May be a vector value including it.

다음으로, 전력 지령 생성부(210-1)는 모터 토크 지령에 따른 전압 값(

Figure 112017044488022-pat00050
) 및 상기 인버터(130)의 출력 전류(
Figure 112017044488022-pat00051
)를 기초로 무효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00052
)을 생성할 수 있다.Next, the power command generation section 210-1 generates a voltage command value
Figure 112017044488022-pat00050
And the output current of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00051
) Based on the reactive power command (
Figure 112017044488022-pat00052
Can be generated.

예를 들어, 전력 지령 생성부(210-1)는 하기 수학식 3을 이용하여 무효전력 지령(

Figure 112017044488022-pat00053
)을 생성할 수 있다.For example, the power command generation unit 210-1 generates a reactive power command ("
Figure 112017044488022-pat00053
Can be generated.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112017044488022-pat00054
Figure 112017044488022-pat00054

이때,

Figure 112017044488022-pat00055
는 무효전력 지령,
Figure 112017044488022-pat00056
는 인버터(130)의 d축 출력 전류,
Figure 112017044488022-pat00057
는 인버터(130)의 q축 출력 전류를 의미하며, 도 3에 표시된
Figure 112017044488022-pat00058
는
Figure 112017044488022-pat00059
,
Figure 112017044488022-pat00060
를 포함하는 벡터 값을 의미하며,
Figure 112017044488022-pat00061
는
Figure 112017044488022-pat00062
,
Figure 112017044488022-pat00063
를 포함하는 벡터 값을 의미한다.At this time,
Figure 112017044488022-pat00055
A reactive power command,
Figure 112017044488022-pat00056
Axis output current of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00057
Quot; denotes the q-axis output current of the inverter 130, and "
Figure 112017044488022-pat00058
The
Figure 112017044488022-pat00059
,
Figure 112017044488022-pat00060
≪ / RTI >
Figure 112017044488022-pat00061
The
Figure 112017044488022-pat00062
,
Figure 112017044488022-pat00063
As shown in FIG.

전압 지령 생성부(220-1)는 전력 지령 생성부(210-1)에서 생성된 유효전력 지령(

Figure 112017044488022-pat00064
), 전력 지령 생성부(210-1)에서 생성된 무효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00065
), 인버터(130)의 출력 전압(
Figure 112017044488022-pat00066
) 및 인버터(130)의 출력 전류(
Figure 112017044488022-pat00067
)를 기초로 인버터(130)의 출력 전압 지령(
Figure 112017044488022-pat00068
)을 생성할 수 있다. 이때, 인버터(130)의 출력 전압(
Figure 112017044488022-pat00069
)은 인버터(130)의 d축 출력 전압(
Figure 112017044488022-pat00070
) 및 인버터(130)의 q축 출력 전압(
Figure 112017044488022-pat00071
)을 포함하는 벡터 값일 수 있다.The voltage command generation section 220-1 generates a voltage command (hereinafter, referred to as " current command ") generated by the power command generation section 210-1
Figure 112017044488022-pat00064
), A reactive power command generated by the electric power command generator 210-1
Figure 112017044488022-pat00065
), The output voltage of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00066
And the output current of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00067
) Of the inverter 130 based on the output voltage command (
Figure 112017044488022-pat00068
Can be generated. At this time, the output voltage of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00069
) Is the d-axis output voltage of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00070
And the q-axis output voltage of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00071
). ≪ / RTI >

예를 들어, 전압 지령 생성부(220-1)는 하기 수학식 4를 이용하여 인버터(130)의 d축 출력 전압 지령(

Figure 112017044488022-pat00072
) 및 q축 출력 전압 지령(
Figure 112017044488022-pat00073
)을 생성할 수 있다.For example, the voltage command generation unit 220-1 generates the d-axis output voltage command (" d ") of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00072
) And q-axis output voltage command (
Figure 112017044488022-pat00073
Can be generated.

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112017044488022-pat00074
Figure 112017044488022-pat00074

Figure 112017044488022-pat00075
Figure 112017044488022-pat00075

Figure 112017044488022-pat00076
Figure 112017044488022-pat00076

이때,

Figure 112017044488022-pat00077
는 인버터(130)의 d축 출력 전압,
Figure 112017044488022-pat00078
는 인버터(130)의 q축 출력 전압,
Figure 112017044488022-pat00079
는 인버터(130)의 d축 출력 전압 지령,
Figure 112017044488022-pat00080
는 인버터(130)의 q축 출력 전압 지령을 의미한다.At this time,
Figure 112017044488022-pat00077
Axis output voltage of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00078
Axis output voltage of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00079
Axis output voltage command of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00080
Means the q-axis output voltage command of the inverter 130. [

또한, △pinv 및 △qinv는 하기 수학식 5로 표현될 수 있다.In addition, Δp inv And ? Q inv can be expressed by the following equation (5).

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112017044488022-pat00081
Figure 112017044488022-pat00081

Figure 112017044488022-pat00082
Figure 112017044488022-pat00082

이때,

Figure 112017044488022-pat00083
는 유효전력 지령, pinv(k)는 현재 유효전력,
Figure 112017044488022-pat00084
는 무효전력 지령, qinv(k)는 현재 무효전력,
Figure 112017044488022-pat00085
는 샘플링 시간을 의미한다.At this time,
Figure 112017044488022-pat00083
Is the effective power command, p inv (k) is the current active power,
Figure 112017044488022-pat00084
Q inv (k) is the reactive power,
Figure 112017044488022-pat00085
Means the sampling time.

또한, A1 내지 A4는 하기 수학식 6으로 표현될 수 있다.In addition, A 1 to A 4 can be expressed by the following equation (6).

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112017044488022-pat00086
Figure 112017044488022-pat00086

Figure 112017044488022-pat00087
Figure 112017044488022-pat00087

Figure 112017044488022-pat00088
Figure 112017044488022-pat00088

Figure 112017044488022-pat00089
Figure 112017044488022-pat00089

이때,

Figure 112017044488022-pat00090
는 샘플링 시간,
Figure 112017044488022-pat00091
는 인버터(130)의 d축 출력 전압,
Figure 112017044488022-pat00092
는 인버터(130)의 q축 출력 전압,
Figure 112017044488022-pat00093
는 인버터(130)의 d축 출력 전류,
Figure 112017044488022-pat00094
는 인버터(130)의 q축 출력 전류,
Figure 112017044488022-pat00095
는 d축 인덕턴스,
Figure 112017044488022-pat00096
는 q축 인덕턴스,
Figure 112017044488022-pat00097
는 고정자 저항,
Figure 112017044488022-pat00098
는 모터(300)의 전기각 속도,
Figure 112017044488022-pat00099
는 영구자석에 의한 계자 자속을 의미한다.At this time,
Figure 112017044488022-pat00090
The sampling time,
Figure 112017044488022-pat00091
Axis output voltage of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00092
Axis output voltage of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00093
Axis output current of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00094
The q-axis output current of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00095
The d-axis inductance,
Figure 112017044488022-pat00096
The q-axis inductance,
Figure 112017044488022-pat00097
The stator resistance,
Figure 112017044488022-pat00098
The electric angular velocity of the motor 300,
Figure 112017044488022-pat00099
Means field flux by the permanent magnet.

또한, B1 내지 B4는 하기 수학식 7로 표현될 수 있다.B 1 to B 4 can be expressed by the following equation (7).

[수학식 7]&Quot; (7) "

Figure 112017044488022-pat00100
Figure 112017044488022-pat00100

Figure 112017044488022-pat00101
Figure 112017044488022-pat00101

Figure 112017044488022-pat00102
Figure 112017044488022-pat00102

Figure 112017044488022-pat00103
Figure 112017044488022-pat00103

이때, 는 샘플링 시간,

Figure 112017044488022-pat00105
는 인버터(130)의 d축 출력 전압,
Figure 112017044488022-pat00106
는 인버터(130)의 q축 출력 전압,
Figure 112017044488022-pat00107
는 인버터(130)의 d축 출력 전류,
Figure 112017044488022-pat00108
는 인버터(130)의 q축 출력 전류,
Figure 112017044488022-pat00109
는 d축 인덕턴스,
Figure 112017044488022-pat00110
는 q축 인덕턴스,
Figure 112017044488022-pat00111
는 고정자 저항,
Figure 112017044488022-pat00112
는 모터(300)의 전기각 속도,
Figure 112017044488022-pat00113
는 영구자석에 의한 계자 자속을 의미한다.At this time, The sampling time,
Figure 112017044488022-pat00105
Axis output voltage of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00106
Axis output voltage of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00107
Axis output current of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00108
The q-axis output current of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00109
The d-axis inductance,
Figure 112017044488022-pat00110
The q-axis inductance,
Figure 112017044488022-pat00111
The stator resistance,
Figure 112017044488022-pat00112
The electric angular velocity of the motor 300,
Figure 112017044488022-pat00113
Means field flux by the permanent magnet.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터 제어 장치의 상세 블록도로서, 모터(300)가 유도전동기인 경우의 인버터 제어 장치(200)를 나타낸다.4 is a detailed block diagram of an inverter control apparatus according to another embodiment of the present invention, which shows an inverter control apparatus 200 when the motor 300 is an induction motor.

도 4를 참조하면, 전력 지령 생성부(210-2)는 인버터 회로(100)의 교류 입력 전압(vg), 모터(300)의 속도(

Figure 112017044488022-pat00114
) 및 모터의 속도 지령(
Figure 112017044488022-pat00115
)을 기초로 유효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00116
) 및 무효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00117
)을 생성할 수 있다. 이때, 도 4에 도시된 전력 지령 생성부(210-2)의 동작은 도 3에 도시된 전력 지령 생성부(210-1)의 동작과 대부분 동일하므로, 도 3에 도시된 전력 지령 생성부(210-1)와 다른 동작에 대해서만 설명하기로 한다.4, the electric power command generation unit (210-2) is the speed of the AC input voltage (v g), the motor 300 of the inverter circuit 100 (
Figure 112017044488022-pat00114
) And motor speed command (
Figure 112017044488022-pat00115
) Based on the active power command (
Figure 112017044488022-pat00116
) And the reactive power command (
Figure 112017044488022-pat00117
Can be generated. The operation of the power command generation unit 210-2 shown in FIG. 4 is substantially the same as the operation of the power command generation unit 210-1 shown in FIG. 3. Therefore, the power command generation unit 210-2 shown in FIG. Only the operations different from those of the first embodiment will be described.

전력 지령 생성부(210-2)는 모터 토크 지령(

Figure 112017044488022-pat00118
) 및 교류 입력 전압의 위상각(θg)을 기초로 모터 토크 지령에 따른 전류 값(
Figure 112017044488022-pat00119
,
Figure 112017044488022-pat00120
)을 생성할 수 있다.The electric power command generation section 210-2 generates a motor torque command (
Figure 112017044488022-pat00118
) And the phase angle (? G ) of the AC input voltage.
Figure 112017044488022-pat00119
,
Figure 112017044488022-pat00120
Can be generated.

또한, 전력 지령 생성부(210-2)는 예를 들어, 하기 수학식 8을 이용하여 무효전력 지령(

Figure 112017044488022-pat00121
)을 생성할 수 있다.Further, the power command generation section 210-2 generates a reactive power command (for example,
Figure 112017044488022-pat00121
Can be generated.

[수학식 8]&Quot; (8) "

Figure 112017044488022-pat00122
Figure 112017044488022-pat00122

이때,

Figure 112017044488022-pat00123
는 무효전력 지령,
Figure 112017044488022-pat00124
는 인버터(130)의 d축 출력 전류,
Figure 112017044488022-pat00125
는 인버터(130)의 q축 출력 전류를 의미하며, 도 4에 표시된
Figure 112017044488022-pat00126
는
Figure 112017044488022-pat00127
,
Figure 112017044488022-pat00128
를 포함하는 벡터 값을 의미하며,
Figure 112017044488022-pat00129
는
Figure 112017044488022-pat00130
,
Figure 112017044488022-pat00131
를 포함하는 벡터 값을 의미한다.At this time,
Figure 112017044488022-pat00123
A reactive power command,
Figure 112017044488022-pat00124
Axis output current of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00125
Quot; denotes the q-axis output current of the inverter 130, and "
Figure 112017044488022-pat00126
The
Figure 112017044488022-pat00127
,
Figure 112017044488022-pat00128
≪ / RTI >
Figure 112017044488022-pat00129
The
Figure 112017044488022-pat00130
,
Figure 112017044488022-pat00131
As shown in FIG.

또한,

Figure 112017044488022-pat00132
,
Figure 112017044488022-pat00133
는 하기 수학식 9로 표현될 수 있다.Also,
Figure 112017044488022-pat00132
,
Figure 112017044488022-pat00133
Can be expressed by the following equation (9).

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure 112017044488022-pat00134
Figure 112017044488022-pat00134

Figure 112017044488022-pat00135
Figure 112017044488022-pat00135

이때,

Figure 112017044488022-pat00136
는 고정자 저항,
Figure 112017044488022-pat00137
는 모터(300)의 동기 각속도, Lσ는 고정자 과도 인덕턴스, Ls는 고정자 인덕턴스를 의미한다. At this time,
Figure 112017044488022-pat00136
The stator resistance,
Figure 112017044488022-pat00137
Is the synchronous angular speed of the motor 300, L ? Is the stator transient inductance, and L s is the stator inductance.

전압 지령 생성부(220-2)는 전력 지령 생성부(210-2)에서 생성된 유효전력 지령(

Figure 112017044488022-pat00138
), 전력 지령 생성부(210-2)에서 생성된 무효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00139
), 인버터(130)의 출력 전압(
Figure 112017044488022-pat00140
) 및 인버터(130)의 출력 전류(
Figure 112017044488022-pat00141
)를 기초로 출력 전압 지령(
Figure 112017044488022-pat00142
)을 생성할 수 있다. 이때, 인버터(130)의 출력 전압(
Figure 112017044488022-pat00143
)은 인버터(130)의 d축 출력 전압(
Figure 112017044488022-pat00144
) 및 인버터(130)의 q축 출력 전압(
Figure 112017044488022-pat00145
)을 포함하는 벡터 값일 수 있다.The voltage command generation unit 220-2 generates the voltage command based on the active power command ("
Figure 112017044488022-pat00138
), The reactive power command generated by the electric power command generator 210-2
Figure 112017044488022-pat00139
), The output voltage of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00140
And the output current of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00141
) Based on the output voltage command (
Figure 112017044488022-pat00142
Can be generated. At this time, the output voltage of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00143
) Is the d-axis output voltage of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00144
And the q-axis output voltage of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00145
). ≪ / RTI >

구체적으로, 전압 지령 생성부(220-2)는 하기 수학식 10을 이용하여 인버터(130)의 d축 출력 전압 지령(

Figure 112017044488022-pat00146
) 및 q축 출력 전압 지령(
Figure 112017044488022-pat00147
)을 생성할 수 있다.Specifically, the voltage command generation unit 220-2 generates the d-axis output voltage command (" d ") of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00146
) And q-axis output voltage command (
Figure 112017044488022-pat00147
Can be generated.

[수학식 10]&Quot; (10) "

Figure 112017044488022-pat00148
Figure 112017044488022-pat00148

Figure 112017044488022-pat00149
Figure 112017044488022-pat00149

Figure 112017044488022-pat00150
Figure 112017044488022-pat00150

이때,

Figure 112017044488022-pat00151
는 인버터(130)의 d축 출력 전압,
Figure 112017044488022-pat00152
는 인버터(130)의 q축 출력 전압,
Figure 112017044488022-pat00153
는 인버터(130)의 d축 출력 전압 지령을 의미한다. 또한, △pinv 및 △qinv는 각각 상기 수학식 5로 표현될 수 있다.At this time,
Figure 112017044488022-pat00151
Axis output voltage of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00152
Axis output voltage of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00153
Means the d-axis output voltage command of the inverter. In addition ,? P inv and? Q inv can be expressed by Equation (5), respectively.

또한, A1 내지 A4는 하기 수학식 11로 표현될 수 있다.In addition, A 1 to A 4 can be expressed by the following equation (11).

[수학식 11]&Quot; (11) "

Figure 112017044488022-pat00154
Figure 112017044488022-pat00154

Figure 112017044488022-pat00155
Figure 112017044488022-pat00155

Figure 112017044488022-pat00156
Figure 112017044488022-pat00156

Figure 112017044488022-pat00157
Figure 112017044488022-pat00157

이때,

Figure 112017044488022-pat00158
는 샘플링 시간,
Figure 112017044488022-pat00159
는 인버터(130)의 d축 출력 전압,
Figure 112017044488022-pat00160
는 인버터(130)의 q축 출력 전압,
Figure 112017044488022-pat00161
는 인버터(130)의 d축 출력 전류,
Figure 112017044488022-pat00162
는 인버터(130)의 q축 출력 전류,
Figure 112017044488022-pat00163
는 고정자 과도 인덕턴스,
Figure 112017044488022-pat00164
는 고정자 인덕턴스,
Figure 112017044488022-pat00165
는 고정자 저항,
Figure 112017044488022-pat00166
는 동기 각속도를 의미한다.At this time,
Figure 112017044488022-pat00158
The sampling time,
Figure 112017044488022-pat00159
Axis output voltage of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00160
Axis output voltage of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00161
Axis output current of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00162
The q-axis output current of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00163
The stator inductance,
Figure 112017044488022-pat00164
The stator inductance,
Figure 112017044488022-pat00165
The stator resistance,
Figure 112017044488022-pat00166
Means the synchronous angular speed.

또한, B1 내지 B4는 하기 수학식 12로 표현될 수 있다.B 1 to B 4 can be expressed by the following equation (12).

[수학식 12]&Quot; (12) "

Figure 112017044488022-pat00167
Figure 112017044488022-pat00167

Figure 112017044488022-pat00168
Figure 112017044488022-pat00168

Figure 112017044488022-pat00169
Figure 112017044488022-pat00169

Figure 112017044488022-pat00170
Figure 112017044488022-pat00170

이때,

Figure 112017044488022-pat00171
는 샘플링 시간,
Figure 112017044488022-pat00172
는 인버터(130)의 d축 출력 전압,
Figure 112017044488022-pat00173
는 인버터(130)의 q축 출력 전압,
Figure 112017044488022-pat00174
는 인버터(130)의 d축 출력 전류,
Figure 112017044488022-pat00175
는 인버터(130)의 q축 출력 전류,
Figure 112017044488022-pat00176
는 고정자 과도 인덕턴스,
Figure 112017044488022-pat00177
는 고정자 인덕턴스,
Figure 112017044488022-pat00178
는 고정자 저항,
Figure 112017044488022-pat00179
는 동기 각속도를 의미한다.At this time,
Figure 112017044488022-pat00171
The sampling time,
Figure 112017044488022-pat00172
Axis output voltage of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00173
Axis output voltage of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00174
Axis output current of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00175
The q-axis output current of the inverter 130,
Figure 112017044488022-pat00176
The stator inductance,
Figure 112017044488022-pat00177
The stator inductance,
Figure 112017044488022-pat00178
The stator resistance,
Figure 112017044488022-pat00179
Means the synchronous angular speed.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 제어 장치에 의해 수행되는 인버터 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an inverter control method performed by an inverter control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 방법은 예를 들어, 도 2에 도시된 인버터 제어 장치(200)에 의해 수행될 수 있다.The method shown in Fig. 5 can be performed, for example, by the inverter control apparatus 200 shown in Fig.

한편, 도시된 순서도에서는 동작을 복수 개의 단계로 나누어 기재하였으나, 적어도 일부의 단계들은 순서를 바꾸어 수행되거나, 다른 단계와 결합되어 함께 수행되거나, 생략되거나, 세부 단계들로 나뉘어 수행되거나, 또는 도시되지 않은 하나 이상의 단계가 부가되어 수행될 수 있다.In the flowchart shown in the drawing, the operation is described by dividing into a plurality of steps. However, at least some of the steps may be performed in a different order, performed in combination with another step, omitted, performed in detail, One or more steps may be added.

도 5를 참조하면, 인버터 제어 장치(200)는 모터(300)에 구동 전원을 공급하는 인버터(130)를 포함하는 인버터 회로(100)의 교류 입력 전압(vg), 모터(300)의 속도 (

Figure 112017044488022-pat00180
)및 모터(300)의 속도 지령(
Figure 112017044488022-pat00181
)을 기초로 유효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00182
) 및 무효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00183
)을 생성한다(501).5, the inverter control device 200 the speed of the AC input voltage (v g), the motor 300 of the inverter circuit 100 including an inverter 130 for supplying a driving power to the motor 300 (
Figure 112017044488022-pat00180
And the speed command of the motor 300
Figure 112017044488022-pat00181
) Based on the active power command (
Figure 112017044488022-pat00182
) And the reactive power command (
Figure 112017044488022-pat00183
(501).

이때, 인버터 회로(100)는, 교류 입력 전압(vg)을 정류하는 정류부(110), 정류 전압을 변환하여 모터(300)에 구동전원을 공급하는 인버터(130), 및 정류부(110)와 인버터(130) 사이에 배치되는 캐패시터(120)를 포함할 수 있다.At this time, the inverter circuit 100 includes a rectifying section 110 for rectifying the AC input voltage v g , an inverter 130 for converting the rectified voltage to supply the driving power to the motor 300, and a rectifying section 110 And a capacitor 120 disposed between the inverters 130.

또한, 인버터 제어 장치(200)는, 모터(300)의 속도(

Figure 112017044488022-pat00184
) 및 모터(300)의 속도 지령(
Figure 112017044488022-pat00185
)을 기초로 모터 토크 지령(
Figure 112017044488022-pat00186
)을 생성하고, 교류 입력 전압의 위상각(θg) 및 모터 토크 지령(
Figure 112017044488022-pat00187
)을 기초로 유효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00188
) 및 무효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00189
)을 생성할 수 있다.Further, the inverter control apparatus 200 controls the speed
Figure 112017044488022-pat00184
And the speed command of the motor 300
Figure 112017044488022-pat00185
) Based on the motor torque command
Figure 112017044488022-pat00186
), Generates a phase angle (? G ) of the AC input voltage and a motor torque command
Figure 112017044488022-pat00187
) Based on the active power command (
Figure 112017044488022-pat00188
) And the reactive power command (
Figure 112017044488022-pat00189
Can be generated.

구체적으로, 인버터 제어 장치(200)는, 교류 입력 전압의 위상각(θg), 모터 토크 지령(

Figure 112017044488022-pat00190
) 및 모터(300)의 속도 지령(
Figure 112017044488022-pat00191
)을 기초로 유효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00192
)을 생성할 수 있다.Specifically, the inverter control device 200 calculates the phase angle? G of the AC input voltage, the motor torque command (
Figure 112017044488022-pat00190
And the speed command of the motor 300
Figure 112017044488022-pat00191
) Based on the active power command (
Figure 112017044488022-pat00192
Can be generated.

또한, 인버터 제어 장치(200)는, 교류 입력 전압의 위상각(θg), 모터 토크 지령(

Figure 112017044488022-pat00193
) 및 인버터(130)의 출력 전류(
Figure 112017044488022-pat00194
)를 기초로 무효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00195
)을 생성할 수 있다.The inverter control device 200 also controls the phase angle? G of the AC input voltage, the motor torque command
Figure 112017044488022-pat00193
And the output current of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00194
) Based on the reactive power command (
Figure 112017044488022-pat00195
Can be generated.

인버터 제어 장치(200)는, 유효전력 지령(

Figure 112017044488022-pat00196
) 및 무효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00197
)을 기초로 인버터(130)의 출력 전압 지령(
Figure 112017044488022-pat00198
)을 생성한다(502).The inverter control device (200) receives the active power command
Figure 112017044488022-pat00196
) And the reactive power command (
Figure 112017044488022-pat00197
) Of the inverter 130 based on the output voltage command
Figure 112017044488022-pat00198
(502).

이때, 인버터 제어 장치(200)는, 유효전력 지령(

Figure 112017044488022-pat00199
), 무효전력 지령(
Figure 112017044488022-pat00200
), 인버터(130)의 출력 전류(
Figure 112017044488022-pat00201
) 및 인버터(130)의 출력 전압(
Figure 112017044488022-pat00202
)을 기초로 인버터(130)의 출력 전압 지령(
Figure 112017044488022-pat00203
)을 생성할 수 있다.At this time, the inverter control device 200 receives the active power command (
Figure 112017044488022-pat00199
), Reactive power command (
Figure 112017044488022-pat00200
), The output current of the inverter 130
Figure 112017044488022-pat00201
And the output voltage of the inverter 130 (
Figure 112017044488022-pat00202
) Of the inverter 130 based on the output voltage command
Figure 112017044488022-pat00203
Can be generated.

인버터 제어 장치(200)는, 출력 전압 지령(

Figure 112017044488022-pat00204
)을 이용하여 인버터(130)를 제어한다(503).The inverter control device (200) includes an output voltage command
Figure 112017044488022-pat00204
) To control the inverter 130 (503).

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 전술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, I will understand. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the appended claims.

10: 모터 구동 장치
100: 인버터 회로
110: 정류부
120: 캐패시터
130: 인버터
200: 인버터 제어 장치
210: 전력 지령 생성부
220: 전압 지령 생성부
230: 제어부
300: 모터10: Motor drive device
100: inverter circuit
110: rectification part
120: Capacitor
130: inverter
200: inverter control device
210: Power command generation unit
220: Voltage command generation section
230:
300: motor

Claims (12)

모터에 구동 전원을 공급하는 인버터를 포함하는 인버터 회로의 교류 입력 전압, 상기 모터의 속도 및 상기 모터의 속도 지령을 기초로 유효전력 지령 및 무효전력 지령을 생성하는 전력 지령 생성부;
상기 유효전력 지령 및 상기 무효전력 지령을 기초로 상기 인버터의 출력 전압 지령을 생성하는 전압 지령 생성부; 및
상기 출력 전압 지령을 이용하여 상기 인버터를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 모터는 매입형 영구자석 모터(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM) 및 유도전동기(Induction Motor; IM) 중 하나를 포함하며,
상기 무효전력 지령 및 상기 출력 전압 지령은 상기 모터가 상기 매입형 영구자석 모터인 경우와 상기 유도전동기인 경우에 따라 상이한 값으로 생성되는 인버터 제어 장치.
A power command generating unit for generating an active power command and a reactive power command based on an AC input voltage of an inverter circuit including an inverter for supplying driving power to the motor, a speed of the motor, and a speed command of the motor;
A voltage command generator for generating an output voltage command of the inverter based on the active power command and the reactive power command; And
And a control unit for controlling the inverter using the output voltage command,
The motor includes one of an Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM) and an Induction Motor (IM)
Wherein the reactive power command and the output voltage command are generated at different values depending on whether the motor is the recessed permanent magnet motor or the induction motor.
청구항 1에 있어서,
상기 인버터 회로는,
상기 교류 입력 전압을 정류하는 정류부;
정류 전압을 변환하여 상기 모터에 구동전원을 공급하는 인버터; 및
상기 정류부와 상기 인버터 사이에 배치되는 캐패시터를 포함하는 인버터 제어 장치.
The method according to claim 1,
The inverter circuit includes:
A rectifier for rectifying the AC input voltage;
An inverter for converting a rectified voltage to supply driving power to the motor; And
And a capacitor disposed between the rectifying unit and the inverter.
청구항 1에 있어서,
상기 전력 지령 생성부는, 상기 모터의 속도 및 상기 모터의 속도 지령을 기초로 모터 토크 지령을 생성하고, 상기 교류 입력 전압의 위상각 및 상기 모터 토크 지령을 기초로 상기 유효전력 지령 및 상기 무효전력 지령을 생성하는 인버터 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the power command generating unit generates a motor torque command based on the speed of the motor and the speed command of the motor, and generates the electric power command and the reactive power command based on the phase angle of the AC input voltage and the motor torque command To the inverter control device.
청구항 3에 있어서,
상기 전력 지령 생성부는, 상기 교류 입력 전압의 위상각, 상기 모터 토크 지령 및 상기 모터의 속도 지령을 기초로 상기 유효전력 지령을 생성하는 인버터 제어 장치.
The method of claim 3,
Wherein the power command generation unit generates the active power command based on the phase angle of the AC input voltage, the motor torque command, and the speed command of the motor.
청구항 3에 있어서,
상기 전력 지령 생성부는, 상기 교류 입력 전압의 위상각, 상기 모터 토크 지령 및 상기 인버터의 출력 전류를 기초로 상기 무효전력 지령을 생성하는 인버터 제어 장치.
The method of claim 3,
Wherein the power command generation unit generates the reactive power command based on the phase angle of the AC input voltage, the motor torque command, and the output current of the inverter.
청구항 1에 있어서,
상기 전압 지령 생성부는, 상기 유효전력 지령, 상기 무효전력 지령, 상기 인버터의 출력 전류 및 상기 인버터의 출력 전압을 기초로 상기 인버터의 출력 전압 지령을 생성하는 인버터 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the voltage command generator generates an output voltage command of the inverter based on the effective power command, the reactive power command, the output current of the inverter, and the output voltage of the inverter.
모터에 구동 전원을 공급하는 인버터를 포함하는 인버터 회로의 교류 입력 전압, 상기 모터의 속도 및 상기 모터의 속도 지령을 기초로 유효전력 지령 및 무효전력 지령을 생성하는 단계;
상기 유효전력 지령 및 상기 무효전력 지령을 기초로 상기 인버터의 출력 전압 지령을 생성하는 단계; 및
상기 출력 전압 지령을 이용하여 상기 인버터를 제어하는 단계를 포함하고,
상기 모터는 매입형 영구자석 모터(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM) 및 유도전동기(Induction Motor; IM) 중 하나를 포함하며,
상기 무효전력 지령 및 상기 출력 전압 지령은 상기 모터가 상기 매입형 영구자석 모터인 경우와 상기 유도전동기인 경우에 따라 상이한 값으로 생성되는 인버터 제어 방법.
Generating an active power command and a reactive power command based on an AC input voltage of an inverter circuit including an inverter for supplying driving power to the motor, a speed of the motor, and a speed command of the motor;
Generating an output voltage command of the inverter based on the active power command and the reactive power command; And
And controlling the inverter using the output voltage command,
The motor includes one of an Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM) and an Induction Motor (IM)
Wherein the reactive power command and the output voltage command are generated at different values depending on whether the motor is the recessed permanent magnet motor or the induction motor.
청구항 7에 있어서,
상기 인버터 회로는,
상기 교류 입력 전압을 정류하는 정류부;
정류 전압을 변환하여 상기 모터에 구동전원을 공급하는 인버터; 및
상기 정류부와 상기 인버터 사이에 배치되는 캐패시터를 포함하는 인버터 제어 방법.
The method of claim 7,
The inverter circuit includes:
A rectifier for rectifying the AC input voltage;
An inverter for converting a rectified voltage to supply driving power to the motor; And
And a capacitor disposed between the rectifying unit and the inverter.
청구항 7에 있어서,
상기 유효전력 지령 및 무효전력 지령을 생성하는 단계는, 상기 모터의 속도 및 상기 모터의 속도 지령을 기초로 모터 토크 지령을 생성하고, 상기 교류 입력 전압의 위상각 및 상기 모터 토크 지령을 기초로 상기 유효전력 지령 및 상기 무효전력 지령을 생성하는 인버터 제어 방법.
The method of claim 7,
Wherein the step of generating the active power command and the reactive power command includes the steps of generating a motor torque command based on the speed of the motor and the speed command of the motor and generating the motor torque command based on the phase angle of the AC input voltage and the motor torque command An effective power command and the reactive power command.
청구항 9에 있어서,
상기 유효전력 지령 및 무효전력 지령을 생성하는 단계는, 상기 교류 입력 전압의 위상각, 상기 모터 토크 지령 및 상기 모터의 속도 지령을 기초로 상기 유효전력 지령을 생성하는 인버터 제어 방법.
The method of claim 9,
Wherein the step of generating the active power command and the reactive power command generates the active power command based on the phase angle of the AC input voltage, the motor torque command, and the speed command of the motor.
청구항 9에 있어서,
상기 유효전력 지령 및 무효전력 지령을 생성하는 단계는, 상기 교류 입력 전압의 위상각, 상기 모터 토크 지령 및 상기 인버터의 출력 전류를 기초로 상기 무효전력 지령을 생성하는 인버터 제어 방법.
The method of claim 9,
Wherein the generating of the reactive power command and the reactive power command generates the reactive power command based on the phase angle of the AC input voltage, the motor torque command, and the output current of the inverter.
청구항 7에 있어서,
상기 출력 전압 지령을 생성하는 단계는, 상기 유효전력 지령, 상기 무효전력 지령, 상기 인버터의 출력 전류 및 상기 인버터의 출력 전압을 기초로 상기 인버터의 출력 전압 지령을 생성하는 인버터 제어 방법.
The method of claim 7,
Wherein the step of generating the output voltage command generates an output voltage command of the inverter based on the effective power command, the reactive power command, the output current of the inverter, and the output voltage of the inverter.
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