KR102014147B1 - Motor driving apparatus and home appliance including the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치는, 커패시터와, 삼상의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터와, 커패시터와 인버터 사이에 배치되며, 모터에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부와, 스위칭 한 주기 내에서 한 상의 전류 불감지 영역인, 제1 데드 밴드에서, 상암 스위칭 소자에 대한 턴 온 시간을 시프트 하지 않고, 스위칭 한 주기 내에서 두 상의 전류 불감지 영역인, 제2 데드 밴드에서, 상암 스위칭 소자에 대한 턴 온 시간이 시프트 되도록 제어하는 인버터 제어부를 포함한다. 이에 따라, 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 있어서, 데드 밴드에서의 시프트를 최소화하고, 정확하게 상전류를 감지할 수 있다.The present invention relates to a motor drive device and a home appliance having the same. A motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a capacitor, a three-phase phase arm switching element and a lower arm switching element, and converts a DC power source into an AC power source by a switching operation, and outputs the converted AC power source to the motor. And an output current detector configured to detect an output current flowing through the motor, and a first dead band, which is a current non-sensing region of one phase in one switching period, for the phase-arm switching element. And an inverter controller for controlling the turn-on time for the phase-arm switching element to be shifted in the second dead band, which is the current non-sensing region of the two phases within one switching period, without shifting the on time. Accordingly, in the space vector based pulse width variable control, the shift in the dead band can be minimized and the phase current can be detected accurately.

Description

모터 구동 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스{Motor driving apparatus and home appliance including the same}Motor driving apparatus and home appliance having the same {Motor driving apparatus and home appliance including the same}

본 발명은, 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 있어서, 데드 밴드에서의 시프트를 최소화하고, 정확하게 상전류를 감지할 수 있는 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스에 관한 것이다.The present invention relates to a motor driving device and a home appliance having the same. More particularly, in a space vector based pulse width variable control, a motor capable of minimizing a shift in a dead band and accurately detecting a phase current can be obtained. A drive device and a home appliance having the same.

홈 어플라이언스(home appliance)는 사용자 편의를 위해 사용되는 기기이다.A home appliance is a device used for user convenience.

또한, 가정에서 사용되는 의류 건조기, 세탁기, 냉장고, 공기조화기 등 홈 어플라이언스들은 각각 사용자의 조작에 따라 고유한 기능과 동작을 수행한다.In addition, home appliances such as clothes dryers, washing machines, refrigerators, and air conditioners used in homes each perform unique functions and operations according to a user's operation.

한편, 모터 구동 장치는, 회전 운동을 하는 회전자와 코일이 감긴 고정자를 구비하는 모터를 구동하기 위한 장치이며, 특히, 홈 어플라이언스 내의 모터를 구동하기 위해 사용될 수 있다.On the other hand, the motor drive device is a device for driving a motor having a rotor and a coiled stator in a rotational motion, in particular can be used to drive a motor in a home appliance.

모터 구동 장치의 제어 방식에 있어서, 센서를 이용한 센서 방식의 모터 구동 장치가 있으나, 최근 제조 비용 저감 등을 이유로, 센서리스(sensorless) 방식의 모터 구동 장치가 두루 사용되고 있다.In the control method of the motor drive device, there is a sensor type motor drive device using a sensor. Recently, a sensorless motor drive device has been widely used due to a reduction in manufacturing cost.

이러한 센서리스 모터 구동 장치를 안정적으로 구동 시키기 위해서는, 데드 밴드(dead band)에서 상 전류를 감지할 수 있는 제어방법이 요구된다.In order to drive the sensorless motor driving device stably, a control method capable of detecting a phase current in a dead band is required.

한편, 종래에는, 한 상의 전류가 감지 불가능한 제1 데드 밴드에서, 한 상의 PWM((Pulse Width Modulation) 시프트하고, 두 상의 전류가 감지 불가능한 제2 데드 밴드에서, 두 상의 PWM 시프트를 수행하였다. On the other hand, conventionally, PWM (Pulse Width Modulation) shift of one phase is performed in the first dead band where the current of one phase is not detectable, and PWM shift of the two phases is performed in the second dead band where the current of the two phases is not detectable.

그러나, 종래에는, 제2 데드 밴드에서 두 상의 전류를 감지하기 위해, 스위칭 벡터의 시프트 시간을 길게 설정해야 하며, 따라서, 벡터 제어에 있어서, 전압 벡터의 왜곡이 발생하고, 전류 리플(ripple)이 증가한다는 문제점이 있다.However, conventionally, in order to sense the current of two phases in the second dead band, the shift time of the switching vector has to be set long, so that in the vector control, the distortion of the voltage vector occurs and the current ripple is There is a problem that increases.

또한, 종래 제어 방법은, PWM 한주기 동안의 합성 벡터는 제어 결과에 의해 계산된 값과 동일하지만, 반주기 동안의 유효 벡터가 제어 결과에 의한 값과 상이하여, 상 전류 감지의 부정확한 결과를 초래한다는 문제점도 있다. In addition, in the conventional control method, the synthesis vector for one PWM period is the same as the value calculated by the control result, but the effective vector for the half cycle is different from the value obtained by the control result, resulting in an inaccurate result of phase current sensing. There is also a problem.

본 발명의 목적은, 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 있어서, 데드 밴드에서의 시프트를 최소화하고, 정확하게 상전류를 감지할 수 있는 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스를 제공함에 있다.Disclosure of Invention An object of the present invention is to provide a motor driving apparatus capable of minimizing a shift in a dead band and accurately detecting a phase current in a pulse width variable control based on a space vector, and a home appliance having the same.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치는, 커패시터와, 삼상의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터와, 커패시터와 인버터 사이에 배치되며, 모터에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부와, 스위칭 한 주기 내에서 한 상의 전류 불감지 영역인, 제1 데드 밴드에서, 상암 스위칭 소자에 대한 턴 온 시간을 시프트 하지 않고, 스위칭 한 주기 내에서 두 상의 전류 불감지 영역인, 제2 데드 밴드에서, 상암 스위칭 소자에 대한 턴 온 시간이 시프트 되도록 제어하는 인버터 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, a motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a capacitor, a three-phase phase arm switching element, and a lower arm switching element, and converts a DC power source into an AC power source by a switching operation, and converts the power source. In the first dead band which is disposed between the inverter for outputting the alternating current AC power to the motor, the output current detector for detecting the output current flowing through the motor, and the current non-sensing region of one phase in a switching cycle And an inverter controller for controlling the turn-on time for the phase-arm switching element to be shifted in the second dead band, which is a current sense region of the two phases within a switching period, without shifting the turn-on time for the phase-arm switching element. do.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 홈 어플라이언스는, 커패시터와, 삼상의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터와, 커패시터와 인버터 사이에 배치되며, 모터에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부와, 스위칭 한 주기 내에서 한 상의 전류 불감지 영역인, 제1 데드 밴드에서, 상암 스위칭 소자에 대한 턴 온 시간을 시프트 하지 않고, 스위칭 한 주기 내에서 두 상의 전류 불감지 영역인, 제2 데드 밴드에서, 상암 스위칭 소자에 대한 턴 온 시간이 시프트 되도록 제어하는 인버터 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, a home appliance according to another embodiment of the present invention includes a capacitor, a three-phase phase arm switching element, and a lower arm switching element. In the first dead band which is disposed between the inverter for outputting the alternating current AC power to the motor, the output current detector for detecting the output current flowing through the motor, and the current non-sensing region of one phase in a switching cycle And an inverter controller for controlling the turn-on time for the phase-arm switching element to be shifted in the second dead band, which is a current sense region of the two phases within a switching period, without shifting the turn-on time for the phase-arm switching element. do.

본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치는, 제1 데드 밴드에서 스위칭 소자에 대한 턴 온 시간을 시프트 하지 않고, 제2 데드 밴드에서 스위칭 소자에 대한 턴 온 시간을 시프트하므로, PWM 시프트를 최소화할 수 있다는 장점이 있다.The motor driving apparatus according to the embodiment of the present invention does not shift the turn on time for the switching device in the first dead band, but shifts the turn on time for the switching device in the second dead band, thereby minimizing the PWM shift. There is an advantage that it can.

또한, 모터 구동 장치는, PWM 시프트를 최소화하여, PWM 시프트로 인한 전압 벡터의 왜곡 및 전류 리플을 감소시킬 수 있다.In addition, the motor driving apparatus can minimize the PWM shift, thereby reducing the distortion and the current ripple of the voltage vector due to the PWM shift.

또한, 모터 구동 장치는, 전압 벡터의 왜곡 및 전류 리플을 감소시켜, 전기적 소음을 저감 시킬 수 있다.In addition, the motor driving apparatus can reduce the distortion of the voltage vector and the current ripple, thereby reducing the electrical noise.

또한, 모터 구동 장치는, 제2 데드 밴드에 대해서만 스위칭 소자의 턴 온 시간을 시프트 시키므로, 그 구현이 용이하다.In addition, since the motor driving device shifts the turn-on time of the switching element only for the second dead band, its implementation is easy.

또한, 모터 구동 장치는, 제2 데드 밴드에서, 두 유효 벡터의 인가 시간을 연산하고, 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간과 다른 하나의 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간을 비교하여, 상기 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 턴 온 시간을 좌측 또는 우측으로 시프트 되도록 제어하므로, PWM 시프트에 있어서 효율적인 제어가 가능하다.In addition, the motor driving apparatus, in the second dead band, calculates the application time of the two valid vectors, and compares the effective vector application time of the second switching vector and the effective vector application time of the other switching vector, Since the turn-on time of the second turn-off switching vector is controlled to be shifted left or right, efficient control in PWM shift is possible.

또한, 모터 구동 장치는, 제2 데드 밴드에서, 스위칭 소자의 턴 온 시간을 시프트 하여 최소 유효 벡터 인가 시간을 확보하므로, 제2 데드 밴드에서도, 한 상의 상 전류 감지가 가능하다. In addition, since the motor driving device secures the minimum effective vector application time by shifting the turn-on time of the switching element in the second dead band, phase current detection of one phase is possible even in the second dead band.

또한, 모터 구동 장치는, 제2 데드 밴드에서 한 상의 상 전류를 감지하기 위해, 시프트 시간을 최소화하므로, 합성 전압 벡터의 왜곡 및 전류 리플을 감소시킬 수 있다.In addition, since the motor driving device minimizes the shift time in order to sense the phase current of one phase in the second dead band, it is possible to reduce the distortion and the current ripple of the synthesized voltage vector.

또한, 모터 구동 장치는, 데드 타임, 안정 시간, 아날로그 디지털 변환 시간 뿐만 아니라, 스위칭 마진 및 아날로그 디지털 변환 시간 마진까지 고려하여, 최소 유효 벡터 인가 시간을 연산하므로, 보다 안정적인 상 전류 감지가 가능하다.In addition, the motor driving device calculates the minimum effective vector application time in consideration of not only dead time, settling time, and analog digital conversion time but also switching margin and analog digital conversion time margin, thereby enabling more stable phase current detection.

또한, 모터 구동 장치는, 안정적 상전류 감지로 인해 정확한 상 전류 추정이 가능하다는 장점도 있다.In addition, the motor driving device has an advantage of enabling accurate phase current estimation due to stable phase current sensing.

또한, 모터 구동 장치는, 1개의 션트 저항 소자를 이용하여, 시분할로, 상 전류를 검출하므로, 제조 비용이 저감되며 그 설치가 용이하다. In addition, since the motor drive device detects the phase current by time division using one shunt resistor element, the manufacturing cost is reduced and its installation is easy.

본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라이언스는, 제1 데드 밴드에서 스위칭 소자에 대한 턴 온 시간을 시프트 하지 않고, 제2 데드 밴드에서 스위칭 소자에 대한 턴 온 시간을 시프트하므로, PWM(Pulse Width Modulation) 시프트를 최소화할 수 있다는 장점이 있다.The home appliance according to the embodiment of the present invention does not shift the turn-on time for the switching device in the first dead band, but shifts the turn-on time for the switching device in the second dead band, and thus, pulse width modulation (PWM) The advantage is that the shift can be minimized.

도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 2는, 도 1의 모터 구동 장치의 내부 회로도의 일예이다.
도 3은, 도 2의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
도 4는, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 자치의 출력 전류 검출부의 일예를 예시하는 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는, 전류 추정 기법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 6은, 최소 유효 벡터 인가 시간을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 7a 내지 도 7d는, 데드 밴드를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 8a 내지 도 8d는, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치의 스위칭 타이밍 시프트 기법을 설명하는 도면이다.
도 9는, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치의 동작방법을 도시한 순서도이다.
도 10은, 도 9의 동작 방법 설명에 참조되는 도면이다.
도 11은, 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 일예인 의류 건조기를 도시한 도면이다.
도 12는, 도 11의 의류 건조기의 개략도이다.
도 13은, 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 다른 예인 공기조화기를 도시한 도면이다.
도 14는, 도 13의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 15는, 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 또 다른 예인 냉장고를 도시한 도면이다.
도 16은, 도 15의 냉장고의 구성을 간략히 도시한 도면이다.
1 is an example of an internal block diagram of a motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an example of an internal circuit diagram of the motor drive device of FIG. 1.
3 is an internal block diagram of the inverter control unit of FIG. 2.
4 is a diagram illustrating an example of the output current detection unit of the motor drive autonomous according to the embodiment of the present invention.
5A to 5C are diagrams referred to for describing a current estimation technique.
6 is a diagram referred to explain the minimum valid vector application time.
7A to 7D are views referred to for describing the dead band.
8A to 8D are diagrams illustrating a switching timing shift technique of the motor driving apparatus according to the embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a method of operating a motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram referred to for describing the operation method of FIG. 9.
11 is a view showing a clothes dryer as an example of a home appliance according to an embodiment of the present invention.
12 is a schematic view of the clothes dryer of FIG. 11.
13 is a view showing an air conditioner as another example of a home appliance according to an embodiment of the present invention.
14 is a schematic diagram of the outdoor unit and the indoor unit of FIG. 13.
15 is a view illustrating a refrigerator that is another example of a home appliance according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram schematically illustrating a configuration of the refrigerator of FIG. 15.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are merely given in consideration of ease of preparation of the present specification, and do not impart any particular meaning or role by themselves. Therefore, the "module" and "unit" may be used interchangeably.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

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.In this application, the terms "comprises" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude, in advance, the existence or the possibility of adding numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

본 명세서에서 기술되는 모터 구동 장치(220)는, 모터의 회전자 위치를 감지하는 홀 센서(hall sensor)와 같이, 감지부가 구비되지 않는, 센서리스(sensorless) 방식에 의해, 모터의 회전자 위치를 추정할 수 있는 모터 구동 장치이다. 이하에서는, 센서리스 방식의 모터 구동 장치에 대해 설명한다.The motor driving apparatus 220 described in the present specification has a rotor position of a motor by a sensorless method, in which a sensing unit is not provided, such as a hall sensor that senses a rotor position of a motor. It is a motor drive device that can be estimated. Hereinafter, a sensorless motor drive device will be described.

도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치의 내부 블록도의 일예이고, 도 2는, 도 1의 모터 구동 장치의 내부 회로도의 일예이다.1 is an example of an internal block diagram of a motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an example of an internal circuit diagram of the motor driving apparatus of FIG.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실싱예에 따른 모터 구동 장치(220)는, 센서리스 방식으로 모터를 구동하기 위한 것으로서, 인버터(420) 및 인버터 제어부(430)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, the motor driving apparatus 220 according to the exemplary embodiment of the present invention is for driving a motor in a sensorless manner, and may include an inverter 420 and an inverter controller 430.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치(220)는, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력하는 컨버터(410)를 더 포함할 수 있다.In addition, the motor driving apparatus 220 according to the embodiment of the present invention may further include a converter 410 for converting the input AC power to DC power and outputting the same.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치(220)는, 입력 전류 검출부(A), 리액터(L), dc 단 커패시터(C), dc 단 전압 검출부(B), 출력 전류 검출부(E)를 더 포함할 수 있다.In addition, the motor driving device 220 according to the embodiment of the present invention, the input current detector (A), reactor (L), dc terminal capacitor (C), dc terminal voltage detector (B), output current detector (E) It may further include.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 인버터 제어부(430)는, 공간 벡터 기반의 펄스폭(Pulse Width Modulation: PWM) 가변 제어에 의해, 인버터(420) 내의 스위칭 소자를 제어할 수 있다.Meanwhile, the inverter controller 430 according to an exemplary embodiment of the present invention may control the switching element in the inverter 420 by controlling a pulse width modulation (PWM) variable based on a space vector.

특히, 인버터 제어부(430)는, 한 상의 전류 불감지 영역인 제1 데드 밴드(dead band)에서, 스위칭 소자의 턴 온 시간을 시프트 하지 않고, 두 상의 전류 불감지 영역인 제2 데드 밴드에서, 스위칭 소자의 턴 온 시간을 시프트 할 수 있다.In particular, the inverter controller 430 does not shift the turn-on time of the switching element in the first dead band which is the current non-sensing region of one phase, and in the second dead band which is the current non-sensing region of the two phases, The turn on time of the switching element can be shifted.

이에 따라 스위칭 소자의 턴 온 시간 시프트를 최소화하여, 전압 벡터의 왜곡 및 전류 리플을 감소시킬 수 있다.Accordingly, the turn-on time shift of the switching element can be minimized, thereby reducing the distortion of the voltage vector and the current ripple.

또한, 인버터 제어부(430)는, 제1 데드 밴드에서, 최소 유효 벡터 인가 시간 이상의 유효 벡터 인가 시간을 가지는, 어느 하나의 스위칭 벡터를 기초로, 상전류를 추정할 수 있다.In addition, the inverter controller 430 may estimate the phase current based on any one of the switching vectors having the effective vector applying time of the minimum effective vector applying time or more in the first dead band.

또한, 인버터 제어부(430)는, 제2 데드 밴드에서, 스위칭 소자의 턴 온 시간을 시프트한 상태에서, 최소 유효 벡터 인가 시간 이상의 유효 벡터 인가 시간을 가지는, 어느 하나의 스위칭 벡터를 기초로, 상전류를 추정할 수 있다.In addition, the inverter control unit 430 has a phase current based on any one switching vector having an effective vector applying time that is equal to or greater than the minimum effective vector applying time in a state where the turn-on time of the switching element is shifted in the second dead band. Can be estimated.

예를 들어, 모터 구동 장치(220)는, dc 단 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에 배치되는 한 개의 션트(shunt) 저항 소자를 더 포함할 수 있고, 인버터 제어부(430)는, 제1 데드 밴드 또는 스위칭 소자의 턴 온 시간이 시프트된 제2 데드 밴드에서, 한 상의 전류를 감지할 수 있다.For example, the motor driving device 220 may further include one shunt resistor element disposed between the dc terminal capacitor C and the inverter 420, and the inverter control unit 430 may include a first resistor. In one dead band or the second dead band in which the turn-on time of the switching element is shifted, it is possible to sense the current of one phase.

또한, 인버터 제어부(430)는, 상기 감지된 한 상의 전류의 기울기, 전압 지령치에 의한 전압 벡터 인가 시간을 기초로 다른 한 상의 상 전류를 추정할 수 있다.In addition, the inverter controller 430 may estimate the phase current of the other phase based on the detected slope of the current of the phase and the voltage vector application time by the voltage command value.

다만, 본 발명에 따른 모터 구동 장치(220)는, 한 상의 전류를 감지한 상태에서, 다른 한 상의 전류를 추정하는 방법이라면, 상술한 예에 한정되지 않는다.However, the motor driving device 220 according to the present invention is not limited to the above-described example as long as it is a method of estimating the current of the other phase in a state of sensing the current of one phase.

한편, 인버터 제어부(430)는, 데드 타임, 안정 시간 및 아날로그 변환 시간 뿐만 아니라, 스위칭 시간 마진(margin) 및 아날로그 디지털 변환 시간 마진(margin)까지 고려하여, 최소 유효 벡터 인가 시간을 연산할 수 있다. The inverter controller 430 may calculate a minimum effective vector application time in consideration of not only dead time, stable time, and analog conversion time, but also switching time margin and analog digital conversion time margin. .

이에 따라, 인버터 제어부(430)는, 스위칭 시간 마진 및 아날로그 디지털변환 시간 마진 확보로 인해, 최소 유효 벡터 인가 시간이 증가하게 되어, 상 전류를 보다 정확하게 감지할 수 있게 된다.Accordingly, the inverter controller 430 increases the minimum effective vector application time due to the switching time margin and the analog to digital conversion time margin, thereby enabling the phase current to be detected more accurately.

한편, 인버터 제어부(430)는, 제1 데드 밴드 또는 제2 데드 밴드에서 연산된 두 상 전류에 기초하여, 나머지 한 상 전류를 연산할 수 있다. 이때, 인버터 제어부(430)는, 상 평형 이론을 이용하여 나머지 한 상 전류를 연산할 수 있다.The inverter controller 430 may calculate the remaining one phase current based on the two phase currents calculated in the first dead band or the second dead band. In this case, the inverter controller 430 may calculate the remaining one phase current using the phase balance theory.

이하에서는, 도 1 및 도 2의 모터 구동 장치(220) 내의 각 구성 유닛들의 동작에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of each component unit in the motor driving device 220 of FIGS. 1 and 2 will be described.

리액터(L)는, 입력 교류 전원(405)과 컨버터(450) 사이에 배치되어, 역률 보정 또는 승압동작을 수행할 수 있다. 또한, 리액터(미도시)는 컨버터 등의 고속 스위칭에 의한 고조파 전류를 제한하는 기능을 수행할 수도 있다.The reactor L may be disposed between the input AC power supply 405 and the converter 450 to perform a power factor correction or a boosting operation. In addition, the reactor (not shown) may perform a function of limiting harmonic currents due to high speed switching of a converter or the like.

입력 전류 검출부(A)는, 상용 교류 전원(405)으로부터 입력되는 입력 전류(is)를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 입력 전류 검출부(A)로, CT(current transformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 입력 전류(is)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.The input current detector A can detect the input current is input from the commercial AC power supply 405. To this end, as the input current detector A, a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used. The detected input current is, as a discrete signal in the form of a pulse, may be input to the inverter controller 430.

컨버터(410)는, 리액터(L)를 거친 상용 교류 전원(405)을 직류 전원으로 변환하여 dc 단에 출력한다. 도면에서는 상용 교류 전원(405)을 단상 교류 전원으로 도시하고 있으나, 삼상 교류 전원일 수도 있다. 상용 교류 전원(405)의 종류에 따라 컨버터(410)의 내부 구조도 달라질 수 있다.The converter 410 converts the commercial AC power supply 405 which passed through the reactor L into DC power, and outputs it to a dc terminal. Although the commercial AC power supply 405 is shown as a single phase AC power supply in the figure, it may be a three phase AC power supply. The internal structure of the converter 410 may also vary according to the type of the commercial AC power source 405.

한편, 컨버터(410)는, 스위칭 소자 없이 다이오드 등으로 이루어져, 별도의 스위칭 동작 없이 정류 동작을 수행할 수도 있다.Meanwhile, the converter 410 may be formed of a diode or the like without a switching element, and may perform rectification without a separate switching operation.

예를 들어, 단상 교류 전원인 경우, 4개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원인 경우, 6개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있다.For example, in the case of single phase AC power, four diodes may be used in the form of a bridge, and in the case of three phase AC power, six diodes may be used in the form of a bridge.

한편, 컨버터(410)는, 예를 들어, 2개의 스위칭 소자 및 4개의 다이오드가 연결된 하프 브릿지형의 컨버터가 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원의 경우, 6개의 스위칭 소자 및 6개의 다이오드가 사용될 수도 있다. 이러한 경우의 컨버터(410)는 정류부(rectifier)라 명명할 수도 있다.On the other hand, the converter 410, for example, a half-bridge type converter that is connected to two switching elements and four diodes may be used, and in the case of a three-phase AC power supply, six switching elements and six diodes may be used. . In this case, the converter 410 may be referred to as a rectifier.

컨버터(450)가, 스위칭 소자를 구비하는 경우, 해당 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 승압 동작, 역률 개선 및 직류전원 변환을 수행할 수 있다.When the converter 450 includes a switching element, the boosting operation, the power factor improvement, and the DC power conversion may be performed by the switching operation of the switching element.

dc 단 커패시터(C)는, dc 양단에 접속되며, 입력되는 전원을 평활하고 이를 저장한다. 도면에서는, dc 단 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다. The dc terminal capacitor C is connected across dc and smoothes and stores the input power. In the figure, one device is exemplified by the dc terminal capacitor C, but a plurality of devices may be provided to ensure device stability.

한편, 도면에서는, 컨버터(410)의 출력단에 접속되는 것으로 예시하나, 이에 한정되지 않고, 직류 전원이 바로 입력될 수도 있다. 예를 들어, 태양 전지로부터의 직류 전원이 dc 단 커패시터(C)에 바로 입력되거나 직류/직류 변환되어 입력될 수도 있다. 이하에서는, 도면에 예시된 부분을 위주로 기술한다.On the other hand, in the figure, but is illustrated as being connected to the output terminal of the converter 410, but is not limited to this, the DC power may be directly input. For example, direct current power from a solar cell may be directly input to a dc terminal capacitor (C) or may be input by direct DC / DC conversion. Hereinafter, the parts illustrated in the drawings will be mainly described.

한편, dc 단 커패시터(C) 양단은, 직류 전원이 저장되므로, 이를 dc 단 또는 dc 링크단이라 명명할 수도 있다. On the other hand, since the DC power is stored at both ends of the dc terminal capacitor C, this may be referred to as a dc terminal or a dc link terminal.

dc 단 전압 검출부(B)는 dc 단 커패시터(C)의 양단인 dc 단 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, dc 단 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.The dc end voltage detector B may detect a dc end voltage Vdc that is both ends of the dc end capacitor C. To this end, the dc terminal voltage detector B may include a resistor, an amplifier, and the like. The detected dc terminal voltage Vdc may be input to the inverter controller 430 as a discrete signal in the form of a pulse.

인버터(420)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원(va,vb,vc)으로 변환하여, 삼상 동기 모터(230)에 출력할 수 있다. The inverter 420 includes a plurality of inverter switching elements, converts the smoothed DC power supply Vdc into three-phase AC power supplies va, vb and vc of a predetermined frequency by turning on / off an operation of the switching device, It may output to the synchronous motor 230.

인버터(420)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b,Sc&S'c)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다. Inverter 420 is a pair of upper arm switching elements Sa, Sb, Sc and lower arm switching elements S'a, S'b, S'c, which are connected in series with each other, and a total of three pairs of upper and lower arms The switching elements are connected in parallel with each other (Sa & S'a, Sb & S'b, Sc & S'c). Diodes are connected in anti-parallel to each of the switching elements Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, and S'c.

인버터(420) 내의 스위칭 소자들은 인버터 제어부(430)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 삼상 동기 모터(230)에 출력되게 된다.The switching elements in the inverter 420 perform on / off operations of the respective switching elements based on the inverter switching control signal Sic from the inverter controller 430. As a result, the three-phase AC power supply having the predetermined frequency is output to the three-phase synchronous motor 230.

인버터 제어부(430)는, 센서리스 방식을 기반으로, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력 받을 수 있다.The inverter controller 430 may control a switching operation of the inverter 420 based on a sensorless method. To this end, the inverter controller 430 may receive an output current io detected by the output current detector E. FIG.

인버터 제어부(430)는, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(420)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 기초로 생성되어 출력된다. The inverter controller 430 outputs an inverter switching control signal Sic to the inverter 420 to control the switching operation of the inverter 420. The inverter switching control signal Sic is a switching control signal of the pulse width modulation method PWM, and is generated and output based on the output current io detected by the output current detector E. FIG.

출력전류 검출부(E)는, 인버터(420)와 삼상 모터(230) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출한다. 즉, 모터(230)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력전류 검출부(E)는 각 상의 출력 전류(ia,ib,ic)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다.The output current detector E detects the output current io flowing between the inverter 420 and the three-phase motor 230. That is, the current flowing through the motor 230 is detected. The output current detector E may detect all of the output currents ia, ib, and ic of each phase, or may detect the output currents of the two phases by using three-phase equilibrium.

출력전류 검출부(E)는 인버터(420)와 모터(230) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다.The output current detector E may be located between the inverter 420 and the motor 230, and a current trnasformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used for current detection.

션트 저항이 사용되는 경우, 3개의 션트 저항이 인버터(420)와 동기 모터(230) 사이에 위치하거나, 인버터(420)의 3개의 하암 스위칭 소자 소자(S'a,S'b,S'c)에 일단이 각각 접속되는 것이 가능하다.When a shunt resistor is used, three shunt resistors are located between the inverter 420 and the synchronous motor 230 or the three lower arm switching element elements S'a, S'b, S'c of the inverter 420. It is possible to connect one end to each).

또는, 2개의 션트 저항이 사용되어, 나머지 한 상의 전류를 삼상 평형을 이용하여 연산하는 것도 가능하다.Alternatively, two shunt resistors may be used to calculate the current of the remaining one phase using three phase equilibrium.

보다 바람직하게는, 1개의 션트 저항이, dc 단 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 방식을 1 션트(1-shunt) 방식이라 명명할 수 있다.More preferably, one shunt resistor may be disposed between the dc terminal capacitor C and the inverter 420. This method may be referred to as a 1-shunt method.

1 션트 방식에 따르면, 출력 전류 검출부(E)는, 1 개의 션트 저항 소자(도 4의 Rdc)를 사용하여, 인버터(420)의 하암 스위칭 소자의 턴 온시, 시분할로, 모터(230)에 흐르는 출력 전류(io)인 상 전류(phase current)를 검출할 수 있다.According to the one shunt method, the output current detection unit E flows to the motor 230 at the time division of the lower arm switching element of the inverter 420 by using one shunt resistor element (Rdc in FIG. 4). It is possible to detect a phase current which is an output current io.

검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다. 이하에서는 검출된 출력전류(io)가 삼상의 출력 전류(ia,ib,ic)인 것으로 병행하여 기술할 수도 있다.The detected output current io may be applied to the inverter controller 430 as a discrete signal in the form of a pulse, and the inverter switching control signal Sic is generated based on the detected output current io. do. Hereinafter, it may be described in parallel that the detected output current io is the three-phase output current ia, ib, ic.

한편, 삼상 모터(230)는, 고정자(stator)와 회전자(rotar)를 구비하며, 각상(a,b,c 상)의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다. On the other hand, the three-phase motor 230 is provided with a stator and a rotor, each phase AC power of a predetermined frequency is applied to the coil of the stator of each phase (a, b, c phase), the rotor rotates Will be

이러한 모터(230)는, 예를 들어, 표면 부착형 영구자석 동기전동기(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기전동기(Interidcr Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), 및 동기 릴럭턴스 전동기(Synchronous Reluctance Motor; Synrm) 등을 포함할 수 있다. 이 중 SMPMSM과 IPMSM은 영구자석을 적용한 동기 전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor; PMSM)이며, Synrm은 영구자석이 없는 것이 특징이다.Such a motor 230 may be, for example, a Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor (SMPMSM), an Interidcr Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM), and a synchronous clock. Synchronous Reluctance Motor (Synrm) and the like. Of these, SMPMSM and IPMSM are permanent magnet synchronous motors (PMSMs) with permanent magnets, and synrms have no permanent magnets.

부하(231)는, 홈 어플라이언스(100)에 구현된 동작을 수행하기 위한 것으로, 각 홈 어플라이언스(100)별로 다르게 구성될 수 있다.The load 231 is for performing an operation implemented in the home appliance 100 and may be configured differently for each home appliance 100.

예를 들어, 의류 건조기(도 16의 100a)가 모터 구동 장치(220)를 포함하는 경우, 부하(231)는, 압축된 공기를 공급하기 위한 송풍팬(미도시)일 수 있다.For example, when the clothes dryer 100a of FIG. 16 includes the motor driving device 220, the load 231 may be a blowing fan (not shown) for supplying compressed air.

다른 예로, 공기조화기(도 16의 100b)가 모터 구동 장치(220)를 포함하는 경우, 부하(231)는, 실내팬(109ab), 실외팬(105ab)일 수 있다.As another example, when the air conditioner 100b of FIG. 16 includes the motor driving device 220, the load 231 may be an indoor fan 109ab or an outdoor fan 105ab.

또 다른 예로, 냉장고(도 16의 100c)가 모터 구동 장치(220)를 포함하는 경우, 부하(231)는, 냉장실 팬(미도시) 또는, 냉동실 팬(144c)일 수 있다.As another example, when the refrigerator 100c of FIG. 16 includes the motor driving device 220, the load 231 may be a refrigerator compartment fan (not shown) or a freezer compartment fan 144c.

보다 바람직하게는, 본 발명의 모터 구동 장치(220)는, 홈 어플라이언스(100) 내의 압축기를 구동하기 위한 것으로서, 도 1의 부하(231)는 냉매를 압축하는 압축기일 수 있다.More preferably, the motor driving device 220 of the present invention is for driving a compressor in the home appliance 100, and the load 231 of FIG. 1 may be a compressor for compressing a refrigerant.

도 3은, 도 2의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.3 is an internal block diagram of the inverter control unit of FIG. 2.

도면을 참조하여 설명하면, 인버터 제어부(430)는, 축변환부(310), 속도 연산부(320), 전류 지령 생성부(330), 전압 지령 생성부(340), 축변환부(350), 및 스위칭 제어신호 출력부(360)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, the inverter controller 430 may include an axis converter 310, a speed calculator 320, a current command generator 330, a voltage command generator 340, an axis converter 350, And a switching control signal output unit 360.

축변환부(310)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 출력 전류(ia,ib,ic)를, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환할 수 있다.The axis conversion unit 310 can convert the output currents (ia, ib, ic) detected by the output current detection unit (E) into two-phase currents (iα, iβ) of the stationary coordinate system.

한편, 축변환부(310)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다. On the other hand, the axis conversion unit 310 can convert the two-phase current (iα, iβ) of the stationary coordinate system into a two-phase current (id, iq) of the rotary coordinate system.

속도 연산부(320)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출된 출력 전류(ia,ib,ic)에 기초하여, 위치치(

Figure 112017121483911-pat00001
)를 추정하고, 추정된 위치를 미분하여, 속도(
Figure 112017121483911-pat00002
)를 연산할 수 있다. The speed calculating unit 320 is based on the position value (based on the output current (ia, ib, ic) detected by the output current detecting unit (E).
Figure 112017121483911-pat00001
), The derivative of the estimated position,
Figure 112017121483911-pat00002
) Can be calculated.

한편, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도(

Figure 112017121483911-pat00003
)와 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도(
Figure 112017121483911-pat00004
)와 속도 지령치(ω* r)의 차이에 기초하여, PI 제어기(335)에서 PI 제어를 수행하며, 전류 지령치(i* q)를 생성할 수 있다. 도면에서는, 전류 지령치로, q축 전류 지령치(i* q)를 예시하나, 도면과 달리, d축 전류 지령치(i* d)를 함께 생성하는 것도 가능하다. 한편, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정될 수도 있다. On the other hand, the current command generation unit 330 has a calculation speed (
Figure 112017121483911-pat00003
) And the current command value i * q based on the speed command value ω * r . For example, the current command generation unit 330 has a calculation speed (
Figure 112017121483911-pat00004
) Based on the difference between the speed command value ω * r and the PI controller 335, the PI control may be performed, and the current command value i * q may be generated. In the drawing, although the q-axis current command value i * q is illustrated as a current command value, it is also possible to generate | generate a d-axis current command value i * d unlike a figure. On the other hand, the value of the d-axis current command value i * d may be set to zero.

한편, 전류 지령 생성부(330)는, 전류 지령치(i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.On the other hand, the current command generation unit 330 may further include a limiter (not shown) for restricting the level so that the current command value i * q does not exceed the allowable range.

다음, 전압 지령 생성부(340)는, 축변환부에서 2상 회전 좌표계로 축변환된 d축, q축 전류(id,iq)와, 전류 지령 생성부(330) 등에서의 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령 생성부(340)는, q축 전류(iq)와, q축 전류 지령치(i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어기(344)에서 PI 제어를 수행하며, q축 전압 지령치(v* q)를 생성할 수 있다. 또한, 전압 지령 생성부(340)는, d축 전류(id)와, d축 전류 지령치(i* d)의 차이에 기초하여, PI 제어기(348)에서 PI 제어를 수행하며, d축 전압 지령치(v* d)를 생성할 수 있다. 한편, 전압 지령 생성부(340)는, d 축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.Next, the voltage command generation unit 340 includes the d-axis and q-axis currents i d and i q which are axis-converted in the two-phase rotational coordinate system by the axis conversion unit, and the current command value in the current command generation unit 330 ( Based on i * d , i * q ), the d-axis and q-axis voltage command values v * d and v * q are generated. For example, the voltage command generation unit 340 performs the PI control in the PI controller 344 based on the difference between the q-axis current i q and the q-axis current command value i * q , and q The axial voltage setpoint v * q can be generated. In addition, the voltage command generation unit 340 performs the PI control in the PI controller 348 based on the difference between the d-axis current i d and the d-axis current command value i * d , and the d-axis voltage. The setpoint (v * d ) can be generated. On the other hand, the voltage command generation unit 340 may further include a limiter (not shown) for restricting the level so that the d-axis and q-axis voltage command values (v * d , v * q ) do not exceed the allowable range. .

한편, 생성된 d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)는, 축변환부(350)에 입력된다.On the other hand, the generated d-axis and q-axis voltage command values v * d and v * q are input to the axis conversion unit 350.

축변환부(350)는, 속도 연산부(320)에서 연산된 위치(

Figure 112017121483911-pat00005
)와, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.The axis conversion unit 350 may be a position calculated by the speed calculating unit 320 (
Figure 112017121483911-pat00005
), And the d-axis and q-axis voltage command values (v * d , v * q ) are input, and axis conversion is performed.

먼저, 축변환부(350)는, 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 속도 연산부(320)에서 연산된 위치(

Figure 112017121483911-pat00006
)가 사용될 수 있다.First, the axis conversion unit 350 converts from a two-phase rotation coordinate system to a two-phase stop coordinate system. At this time, the position calculated by the speed calculating unit 320 (
Figure 112017121483911-pat00006
) Can be used.

그리고, 축변환부(350)는, 2상 정지 좌표계에서 3상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이러한 변환을 통해, 축변환부(1050)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)를 출력하게 된다.In addition, the axis conversion unit 350 performs a transformation from the two-phase stop coordinate system to the three-phase stop coordinate system. Through this conversion, the axis conversion unit 1050 outputs the three-phase output voltage command values v * a, v * b, v * c.

스위칭 제어 신호 출력부(360)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)에 기초하여 펄스폭 변조(PWM) 방식에 따른 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력한다.The switching control signal output unit 360 generates the switching control signal Sic for the inverter based on the pulse width modulation (PWM) method based on the three-phase output voltage command values (v * a, v * b, v * c). To print.

출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는, 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자들(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)이 스위칭 동작을 하게 된다.The output inverter switching control signal Sic may be converted into a gate driving signal by a gate driver (not shown) and input to the gate of each switching element in the inverter 420. As a result, each of the switching elements Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, and S'c in the inverter 420 performs a switching operation.

한편, 모터 구동 장치(220)는, 인버터(420) 제어를 통하여, 모터(230)를 구동하는 벡터(vector) 제어를 수행하기 위해서 모터(230)에 흐르는 출력 전류, 특히, 상전류를 감지할 수 있다.On the other hand, the motor driving device 220, through the control of the inverter 420, in order to perform the vector (vector) control for driving the motor 230 can detect the output current flowing through the motor 230, in particular, the phase current have.

인버터 제어부(430)는, 감지된 상전류를 이용하여, 전류 지령 생성부(330), 전압 지령 생성부(340)를 통해, 모터(230)를 원하는 속도와 토크(torque)로 제어할 수 있게 된다.The inverter controller 430 may control the motor 230 at a desired speed and torque through the current command generator 330 and the voltage command generator 340 using the sensed phase current. .

도 4는, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치의 출력 전류 검출부의 일예를 예시하는 도면이다.4 is a diagram illustrating an example of an output current detection unit of the motor driving apparatus according to the embodiment of the present invention.

도면을 참조하여 설명하면, 출력 전류 검출부(E)는, dc 단 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에 배치되는 션트 저항 소자(Rdc)를 구비할 수 있다.Referring to the drawings, the output current detector E may include a shunt resistor element Rdc disposed between the dc terminal capacitor C and the inverter 420.

인버터 제어부(430)는, dc단 저항 소자(Rdc)에 흐르는 전류에 기초하여, 모터(230)에 흐르는 전류를 연산하고, 연산된 모터 전류에 기초하여 인버터(420)를 제어할 수 있다.The inverter controller 430 may calculate the current flowing in the motor 230 based on the current flowing through the dc stage resistance element Rdc, and control the inverter 420 based on the calculated motor current.

도면과 같이, 션트 저항 소자(Rdc)를 이용한, 전류 획득 방법을 션트(shunt) 알고리즘이라 한다.As shown in the drawing, a current acquisition method using a shunt resistor element Rdc is called a shunt algorithm.

션트 알고리즘은, 션트 저항 소자의 위치와 개수에 따라 1-션트, 2-션트, 3-션트로 구분되는데, 본 발명의 모터 구동 장치(220)는, 1-션트 방식을 이용할 수 있다. 이하 1-션트 방식에 대해 기술한다.The shunt algorithm is classified into 1-shunt, 2-shunt, and 3-shunt according to the position and the number of shunt resistor elements. The motor driving device 220 of the present invention may use a 1-shunt method. The 1-shunt method is described below.

이러한 1-션트(shunt) 방식에 따르면, 모터(230)에 흐르는 3 상전류(a,b,c 상전류)를, dc단에 배치되는, 하나의 션트(shunt) 저항 소자만으로 획득한다.According to this one-shunt method, three-phase currents (a, b, c phase currents) flowing through the motor 230 are obtained using only one shunt resistor element disposed in the dc stage.

따라서, 전류 센서 없이 상 전류를 감지할 수 있고, 2-션트(shunt), 3-션트(shunt) 방법에 비해, 전압 증폭기, A/D 포트 등의 주변 회로를 감소시킬 수 있게 된다. 또한, 모터 구동 장치(220)의 제조 비용 및 부피가 감소하는 등의 많은 장점이 있다.Therefore, it is possible to detect phase current without a current sensor, and to reduce peripheral circuits such as a voltage amplifier and an A / D port, as compared with the two-shunt and three-shunt methods. In addition, the manufacturing cost and volume of the motor driving device 220 may be reduced.

모터 구동 장치(220)는, 1개의 션트 저항 소자(Rdc)를 이용하여 상전류를 검출할 수 있다. 이때, 인버터 제어부(430)는, 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 의해, 인버터(420) 내의 스위칭 소자를 제어할 수 있다.The motor drive device 220 can detect the phase current using one shunt resistor element Rdc. In this case, the inverter controller 430 may control the switching element in the inverter 420 by controlling the variable width of the pulse vector based on the space vector.

한편, 후술하는, 유효 벡터의 인가 시간이 최소 유효 벡터 인가 시간 보다 작은 경우, 데드 밴드가 발생될 수 있다. 이때, 인버터 제어부(430)는, 데드 밴드의 종류에 따라, 시프트 여부를 결정할 수 있다.On the other hand, when the application time of the effective vector, which will be described later, is smaller than the minimum effective vector application time, a dead band may be generated. In this case, the inverter controller 430 may determine whether to shift according to the type of the dead band.

특히, 인버터 제어부(430)는, 한 상의 전류 불감지 영역인, 제1 데드 밴드에서, 삼상 벡터를 시프트 하지 않고, 두 상의 전류 불감지 영역인, 제2 데드 밴드에서, 삼상 벡터를 좌측 또는 우측으로 대칭되게 시프트할 수 있다.In particular, the inverter control unit 430 does not shift the three-phase vector in the first dead band, which is the current non-sensing region of one phase, but left or right the three-phase vector in the second dead band, which is the current non-sensing region of the two phases. Can be shifted symmetrically.

인버터 제어부(430)는, 제1 데드 밴드에서 감지된 한 상 전류를 기초로, 다른 상 전류를 추정할 수 있다. 또한, 인버터 제어부(430)는, 제2 데드 밴드에서, 삼상 벡터를 시트프한 상태에서 감지된 한 상 전류를 기초로, 다른 상 전류를 추정할 수 있다. 또한, 인버터 제어부(430)는, 연산된 두 상 전류를 기초로, 삼상 평형을 이용하여 삼상 전류를 연산할 수 있다.The inverter controller 430 may estimate another phase current based on one phase current sensed in the first dead band. In addition, the inverter controller 430 may estimate another phase current in the second dead band based on one phase current sensed in a state in which the three phase vector is sheeted. In addition, the inverter controller 430 may calculate the three-phase current using the three-phase balance based on the calculated two-phase current.

도 5a 내지 도 5c는, 전류 추정 기법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.5A to 5C are diagrams referred to for describing a current estimation technique.

보다 상세하게는, 도 5a는, 제1 유효 벡터와 제2 유효 벡터에 대응하여, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 스위칭을 예시하는 도면이고, 도 5b는, 제1 유효 벡터에서의 전류 패쓰를 예시하는 도면이다.More specifically, FIG. 5A is a diagram illustrating switching of each switching element in the inverter 420 corresponding to the first valid vector and the second valid vector, and FIG. 5B is a current path in the first valid vector. It is a figure which illustrates.

도면을 참조하여 설명하면, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 스위칭 조합에 따라, 공간 벡터 기반의 전압 벡터가 생성될 수 있다. Referring to the drawings, a space vector based voltage vector may be generated according to a switching combination of each switching element in the inverter 420.

도 7a 내지 도 7b에서와 같이, 인버터(420) 내의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)가 모두 온(On)인 경우, V0(111)의 영 벡터(zero vector)에 대응하며, 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)가 모두 온(On)인 경우, V7(000)의 영 벡터에 대응한다. 즉, 공간 벡터 영역(800)에, 2개의 영 벡터가 존재한다.As shown in FIGS. 7A to 7B, when all of the phase arm switching elements Sa, Sb, and Sc in the inverter 420 are On, they correspond to the zero vector of V0 111 and have lower arm switching. When the elements S'a, S'b and S'c are all On, they correspond to the zero vector of V7 (000). In other words, two zero vectors exist in the space vector region 800.

또한, 2개의 영 벡터를 제외하고 6개의 유효 벡터(V1 내지 V6)가 공간 벡터 상에 존재한다.In addition, six effective vectors (V1 through V6) exist on the space vector except two zero vectors.

한편, 제1 유효 벡터(V1)와 제2 유효 벡터(V2)의 조합으로 전압 벡터(v*)가 생성될 수 있다. 이러한 전압 벡터(v*)는, 상술한 전압 지령 생성부(도 3의 340)에서 생성될 수 있다.Meanwhile, the voltage vector v * may be generated by combining the first valid vector V1 and the second valid vector V2. The voltage vector v * may be generated by the voltage command generator 340 of FIG. 3.

1-션트 방식은, 한 공간 벡터 기반의 PWM(SVPWM)을 위한 제어 주기(Ts)에서, 유효 벡터가 인가될 때, 션트 저항 소자(Rdc)로부터 상전류를 검출하고, 검출된 상전류를 아날로그 디지털(A/D)변환하고, 스위칭 제어 신호 출력부(도 3의 360) 내의 게이트 신호 생성부(미도시)에서, 현재의 섹터와, 유효 벡터를 판단하여, 상전류를 복원한다. 이때, 벡터가 한 주기(Ts) 내에서 인가되므로, 2상의 상전류를 복원할 수 있으며, 나머지 한 상의 전류는 세 상의 전류의 합이 0이라는 것을 이용하여 구한다.The 1-shunt method detects a phase current from the shunt resistor element Rdc when an effective vector is applied in a control period Ts for a space vector based PWM (SVPWM) and converts the detected phase current into analog digital ( A / D) conversion, and the gate signal generation unit (not shown) in the switching control signal output unit 360 (Fig. 3) determines the current sector and the effective vector, and restores the phase current. At this time, since the vector is applied within one period Ts, two phase currents can be restored, and the other one phase current is obtained by using the sum of three phase currents equal to zero.

도 5a에서, S51 영역은, 제1 상암 스위칭 소자(Sa) 온, 제2 상암 스위칭 소자(Sb) 오프, 제3 상암 스위칭 소자(Sc) 오프 되는 영역으로써, 제1 유효 벡터(V1) 영역에 대응한다.In FIG. 5A, the region S51 is a region in which the first phase arm switching element Sa is turned on, the second phase arm switching element Sb is turned off, and the third phase arm switching element Sc is turned off. Corresponds.

도 5b에서, 제1 하암 스위칭 소자(S'a), 제2 하암 스위칭 소자(S'b) 및 제3 하암 스위칭 소자(S'c)는, 각 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)에 상보적으로 동작하므로, 입력 전류는, 제1 상암 스위칭 소자(Sa)를 통해, 입력 되어, 모터(230), 제2 하암 스위칭 소자(S'b) 및 제3 하암 스위칭 소자(S'c)를 경유하여, 션트 저항 소자(Rdc)에 인가된다. 도면에서는, 제1 전류 패쓰(Path 1)를 예시한다.In FIG. 5B, the first lower arm switching element S'a, the second lower arm switching element S'b, and the third lower arm switching element S'c are attached to each of the upper arm switching elements Sa, Sb, and Sc. Complementary operation, the input current is input via the first upper arm switching element Sa, so that the motor 230, the second lower arm switching element S'b and the third lower arm switching element S'c Via is applied to the shunt resistor element Rdc. In the figure, a first current path Path 1 is illustrated.

따라서, 출력 전류 검출부(Edc)는, 제1 유효 벡터(V1)의 인가 시간인 T2/2 시간 동안에 a 상 전류인 ia를 검출한다.Therefore, the output current detector Edc detects ia, which is a phase current, during T2 / 2 time, which is the application time of the first effective vector V1.

출력 전류 검출부(Edc)는, 동일한 방식에 의해, 제2 유효 벡터(V2)의 인가 시간인 T1/2 시간 동안, c 상 전류인 -ic를 검출할 수 있다.The output current detector Edc may detect -ic, which is a c-phase current, for a time T1 / 2 which is an application time of the second effective vector V2 in the same manner.

인버터 제어부(430)는, 나머지 b 상 전류인 ib를 내부 연산을 통하여 얻을하고, 수 있다.The inverter controller 430 may obtain ib, which is the remaining b-phase current, through an internal calculation.

도 5c는, 각 벡터에 대한, 출력 전류 검출부(Edc)에서 검출되는 모터 전류의 상태를 예시하는 도면이다.5C is a diagram illustrating the state of the motor current detected by the output current detector Edc for each vector.

도면을 참조하면, 섹터 1에서의 제1 유효 벡터에 대해, 션트 소자(Rdc)를 통해, a 상전류인 Ias 전류가 검출되며, 섹터 2에서의 제2 유효 벡터에 대해, 션트 저항 소자(Rdc)를 통해, c 상전류인 -Ics 전류가 검출되며, 섹터 3에서의 제3 유효 벡터에 대해, 션트 저항 소자(Rdc)를 통해, b 상전류인 Ibs 전류가 검출되며, 섹터 4에서의 제4 유효 벡터에 대해, 션트 저항 소자(Rdc)를 통해, a 상전류인 -Ias 전류가 검출되며, 섹터 5에서의 제5 유효 벡터에 대해, 션트 저항 소자(Rdc)를 통해, c 상전류인 Ics 전류가 검출되며, 섹터 6에서의 제6 유효 벡터에 대해, 션트 저항 소자(Rdc)를 통해, b 상전류인 -Ibs 전류가 검출된다.Referring to the drawings, for the first valid vector in sector 1, a current Ias, which is a phase current, is detected through the shunt element Rdc, and for the second valid vector in sector 2, the shunt resistor element Rdc. The -Ics current, which is the c phase current, is detected, and the Ibs current, which is the b phase current, is detected, via the shunt resistor element Rdc, for the third effective vector in the sector 3, and the fourth effective vector in the sector 4 With respect to the shunt resistor element Rdc, a phase current of -Ias current is detected, and for the fifth effective vector in sector 5, through the shunt resistor element Rdc, the c phase current Ics current is detected. For the sixth effective vector in sector 6, the -Ibs current, which is the b phase current, is detected via the shunt resistor element Rdc.

한편, 영 벡터인, V0, V7 벡터에 대해, 션트 저항 소자(Rdc)를 통해, 전류 검출이 불가능하게 된다.On the other hand, current detection is impossible through the shunt resistor element Rdc for the V0 and V7 vectors, which are zero vectors.

도 6은, 최소 유효 벡터 인가 시간을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.6 is a diagram referred to explain the minimum valid vector application time.

도면을 참조하여 설명하면, 상술한 바와 같이 인버터 제어부(430)는, 유효 벡터 구간에서 션트 저항 소자(Rdc)에 흐르는 전류를 감지하여, 상전류를 감지할 수 있다.Referring to the drawings, as described above, the inverter controller 430 may detect the current flowing through the shunt resistor element Rdc in the effective vector section, and detect the phase current.

이때, 유효 벡터가 인가되는 구간이 짧을 경우, 즉, 유효 벡터의 인가 시간이, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin) 보다 작은 경우, 상 전류를 감지하는데 문제가 발생하게 된다.At this time, when the interval to which the effective vector is applied is short, that is, when the application time of the effective vector is smaller than the minimum valid vector application time Tmin, a problem occurs in detecting phase current.

인버터 제어부(430)는, 인버터(420) 내의 스위칭 소자의 암쇼트(arm short)를 방지하기 위한 데드 타임(dead time)(Td), 인버터(420) 내의 스위칭 소자의 스위칭 시 발생하는 링잉(Ringing) 현상에 따른 안정 시간(settling tiem)(Ts), 샘플링시의 아날로그 디지털 변환 시간(Tad)을 고려하여, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin)을 연산할 수 있다.The inverter controller 430 may include a dead time Td for preventing an arm short of the switching element in the inverter 420, and a ringing occurring when switching of the switching element in the inverter 420. The minimum effective vector application time Tmin can be calculated in consideration of the settling tie Ts and the analog-to-digital conversion time Tad during sampling.

특히, 인버터 제어부(430)는, 인버터(420) 내의 스위칭 소자의 스위칭에 의한 스위칭 시간 마진(margin)(Tm1) 및 샘플링시의 아날로그 디지털 변환 시간 마진(margin)(Tm2)까지 고려하여, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin)을 연산할 수 있다.In particular, the inverter control unit 430 considers the switching time margin Tm1 due to the switching of the switching element in the inverter 420 and the analog-to-digital conversion time margin Tm2 at the time of sampling to be the minimum effective. The vector application time Tmin can be calculated.

결국 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin)은, 다음의 수학식 1과 같이 연산된다.As a result, the minimum valid vector application time Tmin is calculated as shown in Equation 1 below.

Figure 112017121483911-pat00007
Figure 112017121483911-pat00007

즉, 최소 벡터 인가 시간(Tmin)은, 인버터(420) 내의 스위칭 소자의 암쇼트(arm short)를 방지하기 위한 데드 타임(dead time)(Td), 인버터(420) 내의 스위칭 소자의 스위칭 시 발생하는 링잉(Ringing) 현상에 따른 안정 시간(settling tiem)(Ts), 샘플링시의 아날로그 디지털 변환 시간(Tad), 인버터(420) 내의 스위칭 소자의 스위칭에 의한 스위칭 시간 마진(margin)(Tm1) 및 샘플링시의 아날로그 디지털 변환 시간 마진(margin)(Tm2)의 합에 대응될 수 있다.That is, the minimum vector application time Tmin is a dead time Td for preventing arm short of the switching element in the inverter 420, and occurs when switching the switching element in the inverter 420. The settling tie Ts according to the ringing phenomenon, the analog-to-digital conversion time Tad at sampling, the switching time margin Tm1 due to the switching of the switching elements in the inverter 420, and It may correspond to the sum of the analog-digital conversion time margin Tm2 at the time of sampling.

예를 들어, 최소 벡터 인가 시간(Tmin)은, 데드 타임(Td) 2us, 안정 시간(Ts) 3us, 아날로그 디지털 변환 시간(Tad) 2us에, 스위칭 시간 마진(Tm1) 0.5us 와 아날로그 디지털 변환 시간 마진(Tm1) 0.5us을 더한 8us일 수 있다.For example, the minimum vector application time (Tmin) is a dead time (Td) 2us, settling time (Ts) 3us, analog digital conversion time (Tad) 2us, switching time margin (Tm1) 0.5us and analog digital conversion time The margin (Tm1) may be 8us plus 0.5us.

이에 따라, 모터 구동 장치(220)는, 데드 타임(Td), 안정 시간(Ts), 아날로그 디지털 변환 시간(Tad) 뿐만 아니라, 스위칭 마진(Tm1) 및 아날로그 디지털 변환 시간 마진(Tm2)까지 고려하여, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin)을 연산하므로, 보다 안정적인 상 전류 감지가 가능하다.Accordingly, the motor driving device 220 considers not only the dead time Td, the settling time Ts, the analog digital conversion time Tad, but also the switching margin Tm1 and the analog digital conversion time margin Tm2. Since the minimum effective vector application time (Tmin) is calculated, more stable phase current detection is possible.

한편, 유효 벡터의 인가 시간이, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin) 보다 작은 경우에 대해서는, 도 7a 내지 도 7d를 참조하여 설명한다.On the other hand, the case where the application time of the effective vector is smaller than the minimum effective vector application time Tmin will be described with reference to Figs. 7A to 7D.

도 7a 내지 도 7d는, 데드 밴드를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.7A to 7D are views referred to for describing the dead band.

도면을 참조하여 설명하면, 도 7a는 공간 벡터 기반의 PWM(SVPWM) 육각형에서, 스위칭 한 주기 내에서 한 유효 벡터의 인가 시간이, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin) 보다 작은 경우를 예시한다.Referring to the drawings, FIG. 7A illustrates a case where an application time of one valid vector is less than a minimum effective vector application time Tmin in a switching period in a space vector based PWM (SVPWM) hexagon.

도 7a에 따르면, 제1 유효 벡터 내지 제6 유효 벡터 주변 영역에서, 션트 저항 소자(Rdc)를 통해 한 상의 전류가 검출 불가능한 영역(S71)이 발생하게 되며, 이를 제1 측정 불가 영역 또는 제1 데드 밴드(dead band)라 명명할 수 있다.According to FIG. 7A, in the region around the first to sixth valid vector, a region S71 in which the current of one phase is undetectable is generated through the shunt resistor element Rdc, which is the first non-measurable region or the first effective vector. It can be called a dead band.

도 7b는 공간 벡터 기반의 PWM(SVPWM) 육각형에서, 스위칭 한 주기 내에서 두 유효 벡터의 인가 시간이, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin) 보다 작은 경우를 예시한다.FIG. 7B illustrates a case where the application time of two valid vectors within a switching period is smaller than the minimum effective vector application time Tmin in a space vector based PWM (SVPWM) hexagon.

도 7b에 따르면, 영 벡터(zero vector) 주변 영역에서, 션트 저항 소자(Rdc)를 통해 두 상의 전류가 검출 불가능한 영역(S72)이 발생하게 되며, 이를 상기 측정 불가 영역과 구별하여, 제2 측정 불가 영역 또는 제2 데드 밴드(dead band)라 명명할 수 있다. According to FIG. 7B, in the region around the zero vector, a region S72 in which the two phase currents are not detectable is generated through the shunt resistor element Rdc, and the second measurement is distinguished from the non-measurable region. It may be called an impossible region or a second dead band.

도 7c는, 제1 데드 밴드에서 전류 검출 불가능한, 전압 벡터에 대응하는 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 스위칭을 예시하는 도면이다.FIG. 7C is a diagram illustrating the switching of each switching element in the inverter 420 corresponding to the voltage vector, which is unable to detect current in the first dead band.

도 7c에서, 제1 유효 벡터(V1)에 의한 구간(S74)은, 최소 유효 벡터 인가시간(Tmin) 보다 크나, 제2 유효 벡터(V2)에 의한 구간(S73)은, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin) 보다 작게 된다. 이에 따라, S74 구간에서는, a 상의 전류 검출이 가능하나, S73 구간에서는, c 상의 전류 검출이 불가능하게 된다.In FIG. 7C, the section S74 by the first valid vector V1 is larger than the minimum valid vector application time Tmin, while the section S73 by the second valid vector V2 is the minimum valid vector application time. It becomes smaller than (Tmin). Accordingly, in the period S74, current detection of phase a is possible, but in phase S73, current detection of phase c is impossible.

도 7d는, 제2 데드 밴드에서 전류 검출 불가능한, 전압 벡터에 대응하는 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 스위칭을 예시하는 도면이다.FIG. 7D is a diagram illustrating switching of each switching element in the inverter 420 corresponding to the voltage vector, in which the current cannot be detected in the second dead band.

도 7d에서, 제1 유효 벡터(V1)에 의한 구간(S75) 및 제2 유효 벡터(V2)d에 의한 구간(S76) 모두, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin) 보다 작게 된다. 이에 따라, S75 구간 및 S76 구간에서, a 상 및 c 상의 전류 검출이 불가능하게 된다.In FIG. 7D, both the section S75 by the first valid vector V1 and the section S76 by the second valid vector V2d are smaller than the minimum valid vector application time Tmin. Accordingly, in the sections S75 and S76, current detection of phase a and phase c is impossible.

한편, 이러한 데드 밴드에서, 전류 검출을 수행하지 못하는 경우, 정확한 모터 제어를 할 수 없다.On the other hand, in such a dead band, when the current detection is not performed, accurate motor control cannot be performed.

이러한 전류 검출 불가능한 영역이 발생하는 것을 방지하기 위해, 종래에는, 제1 데드 밴드에서, 한 상의 스위칭 벡터를 시프트하고, 제2 데드 밴드에서, 두 상의 스위칭 벡터를 시프트하였다.In order to prevent such an undetectable region from occurring, the switching vector of one phase is shifted in the first dead band, and the switching vector of two phases is shifted in the second dead band.

그러나 이와 같은, 방법은, 스위칭 벡터의 잦은 시프트로 인해 전압 벡터에 왜곡이 생겨, 노이즈가 발생할 수 있다는 문제가 있다.However, such a method has a problem that a frequent shift of the switching vector causes distortion in the voltage vector, which may cause noise.

본 발명은, 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 있어서, 데드 밴드에서의 시프트를 최소화하고, 정확하게 상전류를 감지할 수 있는 방안을 제시한다.The present invention proposes a method for minimizing shift in dead band and accurately detecting phase current in spatial vector based pulse width variable control.

도 8a 내지 8d는, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치의 스위칭 타이밍 기법을 설명하는 도면이다.8A to 8D are diagrams illustrating a switching timing technique of the motor driving apparatus according to the embodiment of the present invention.

보다 상세하게는, 도 8a 내지 도 8d는, 제2 데드 밴드에서 스위칭 벡터의 시프트를 설명하기 위한 도면이다.More specifically, FIGS. 8A to 8D are diagrams for explaining the shift of the switching vector in the second dead band.

인버터 제어부(430)는, 제2 데드 밴드에서, 상암 스위칭 소자(Sa, Sb, Sc)에 대한 턴 온 시간이 시프트 되도록 제어할 수 있다.The inverter controller 430 may control the turn-on time with respect to the phase cancer switching elements Sa, Sb, and Sc in the second dead band.

인버터 제어부(430)는, 제2 데드 밴드에서, 삼상의 스위칭 벡터 중, 스위칭 한 주기 내의 첫 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간이 좌측으로 시프트 되도록 제어하며, 스위칭 한 주기 내의 세 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간이 우측으로 시프트 되도록 제어할 수 있다.The inverter controller 430 controls the turn-on time corresponding to the first switching-off switch vector in the switching period of the three-phase switching vector to the left in the second dead band, and shifts the third shifting period to the left. The turn on time corresponding to the switching vector to be turned off may be controlled to be shifted to the right.

도 8a 내지 도 8d는, 스위칭 한 주기 내에서, 제3 상암 스위칭 소자(Sc)가 첫 번째로 턴 오프 되고, 제2 상암 스위칭 소자(Sb)가 두 번째로 턴 오프 되며, 제1 상암 스위칭 소자(Sa)가 세 번째로 턴 오프 되는 것을 예시한다.8A to 8D, in the switching cycle, the third phase arm switching element Sc is first turned off, the second phase arm switching element Sb is turned off the second time, and the first phase arm switching element is turned off. Illustrate that (Sa) is turned off a third time.

도 8a 내지 도 8d에서, 인버터 제어부(430)는, 스위칭 한 주기 내에서, 첫 번째 턴 오프 되는, 제3 상암 스위칭 소자(Sc)의 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간을 좌측으로 시프트할 수 있다.8A to 8D, the inverter controller 430 may shift the turn on time corresponding to the switching vector of the third phase arm switching element Sc, which is turned off first, to the left within one switching period. .

또한, 인버터 제어부(430)는, 스위칭 한 주기 내에서, 세 번째 턴 오프 되는 제1 상암 스위칭 소자(Sa)의 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간을 우측으로 시프트할 수 있다.In addition, the inverter controller 430 may shift the turn-on time corresponding to the switching vector of the first phase arm switching element Sa, which is turned off for the third time, to the right within a period of switching.

인버터 제어부(430)는, 제2 데드 밴드에서, 삼상의 스위칭 벡터 중, 스위칭 한 주기 내의 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간을, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin) 보다 작은, 두 유효 벡터의 인가 시간을 기초로, 좌측 또는 우측으로 시프트 되도록 제어할 수 있다.Inverter control unit 430, in the second dead band, the turn on time corresponding to the second switching-off switching vector in the switching period of the three-phase switching vector, the smaller than the minimum effective vector application time (Tmin) two Based on the application time of the effective vector, it can be controlled to shift left or right.

인버터 제어부(430)는, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin) 보다 작은, 두 유효 벡터의 인가 시간 중, 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간(Tb)이, 다른 하나의 유효 벡터 인가 시간(Ta)보다 큰 경우(Tb>Ta), 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간을, 두 유효 벡터 인가 시간 중, 더 작은 값을 갖는 스위칭 벡터의 이동 방향과 동일한 방향으로 시프트 되도록 제어할 수 있다.The inverter control unit 430 determines that the valid vector applying time Tb of the switching vector turned off the second of the valid vectors applying time of the two valid vectors smaller than the minimum valid vector applying time Tmin is the other valid vector applying time. If greater than Ta (Tb> Ta), the turn-on time corresponding to the second turn-off switching vector is shifted in the same direction as the moving direction of the switching vector having the smaller value among the two effective vector application times. Can be controlled.

도 8a에서, 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간(Tb)이, 다른 하나의 유효 벡터 인가 시간(Ta)보다 크므로, 인버터 제어부(430)는, 스위칭 한 주기 내에서, 두 번째로 턴 오프 되는 제2 상암 스위칭 소자(Sb)의 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간을, 제1 상암 스위칭 소자(Sa)의 시프트 방향과 동일한 방향인 우측으로 시프트 되도록 제어할 수 있다.In FIG. 8A, since the effective vector applying time Tb of the second turn-off switching vector is greater than the other valid vector applying time Ta, the inverter controller 430 performs a second operation within a switching period. The turn-on time corresponding to the switching vector of the second upper arm switching element Sb which is turned off may be controlled to be shifted to the right in the same direction as the shift direction of the first upper arm switching element Sa.

인버터 제어부(430)는, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin) 보다 작은, 두 유효 벡터의 인가 시간 중, 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간(Tb)이, 다른 하나의 유효 벡터 인가 시간(Ta) 보다 작은 경우(Tb<Ta), 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간을, 두 유효 벡터의 인가 시간 중, 더 큰 값을 갖는, 스위칭 벡터의 이동 방향과 반대 방향으로 시프트 되도록 제어할 수 있다.The inverter control unit 430 determines that the valid vector applying time Tb of the switching vector turned off the second of the valid vectors applying time of the two valid vectors smaller than the minimum valid vector applying time Tmin is the other valid vector applying time. If less than (Ta) (Tb <Ta), the turn-on time corresponding to the second turn-off switching vector is the opposite of the direction of travel of the switching vector, which has the greater value, during the application time of the two effective vectors. It can be controlled to be shifted.

도 8c에서, 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간(Tb)이, 다른 하나의 유효 벡터 인가 시간(Ta)보다 작으므로, 인버터 제어부(430)는, 스위칭 한 주기 내에서, 두 번째로 턴 오프 되는 제2 상암 스위칭 소자(Sb)의 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간을, 제1 상암 스위칭 소자(Sa)의 시프트 방향과 반대 방향인 좌측으로 시프트 되도록 제어할 수 있다.In FIG. 8C, since the effective vector applying time Tb of the second turn-off switching vector is smaller than the other valid vector applying time Ta, the inverter controller 430 performs a second operation within a switching period. The turn on time corresponding to the switching vector of the second upper arm switching element Sb which is turned off may be controlled to be shifted to the left side opposite to the shift direction of the first upper arm switching element Sa.

즉, 인버터 제어부(430)는, 제2 데드 밴드에서, 두 유효 벡터의 인가 시간을 비교하여, 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 시프트 방향을 결정하므로, 시프트 제어의 효율성을 제공한다.That is, the inverter controller 430 compares the application time of the two valid vectors in the second dead band, and determines the shift direction of the second switching vector to be turned off, thereby providing efficiency of the shift control.

이때, 시프트 시간(Tsh)은 다음의 수학식2에 의해 결정된다.At this time, the shift time Tsh is determined by the following equation (2).

Figure 112017121483911-pat00008
Figure 112017121483911-pat00008

수학식 2에서 Tx는, 제2 데드 밴드에서, 두 유효 벡터의 인가 시간 중, 더 작은 값을 갖는 유효 벡터의 인가 시간이다.In Equation 2, Tx is the application time of the effective vector having the smaller value among the application times of the two effective vectors in the second dead band.

예를 들어, 도 8a에서, 두 유효 벡터의 인가 시간 중, 더 작은 값을 갖는 유효 벡터의 인가 시간은, Ta이므로 Tx는 Ta 일 수 있다.For example, in FIG. 8A, the application time of the effective vector having the smaller value among the application time of the two valid vectors is Ta, and thus Tx may be Ta.

다른 예로, 도 8c에서, 두 유효 벡터의 인가 시간 중, 더 작은 값을 갖는 유효 벡터의 인가 시간은, Tb이므로 Tx는 Tb 일 수 있다.As another example, in FIG. 8C, since the application time of the effective vector having a smaller value among the application time of the two valid vectors is Tb, Tx may be Tb.

따라서, 인버터 제어부(430)는, 제2 데드 밴드에서, 상암 스위칭 소자에 대한 턴 온 시간을 시프트하되, 두 유효 벡터의 인가 시간 중, 더 작은 값을 갖는 유효 벡터의 인가 시간과, 최소 유효 벡터 인가 시간의 차이를 연산하고, 연산된 시간 차이의 절반만큼 시프트하도록 제어할 수 있다. 한편, 부호는, 스위칭 벡터의 시프트 방향을 의미하며, +는, 우측, -는, 좌측을 의미한다.Accordingly, the inverter controller 430 shifts the turn-on time for the phase-arm switching element in the second dead band, but the application time of the effective vector having the smaller value among the application time of the two effective vectors, and the minimum effective vector. The difference in the applied time can be calculated and controlled to shift by half of the calculated time difference. In addition, a code | symbol means the shift direction of a switching vector, + means a right side, and-means a left side.

도 8b에서, 인버터 제어부(430)가, 제1 상암 스위칭 소자(Sa)의 스위칭 벡터를 Tsh 만큼 우측으로 시프트하고, 제3 상암 스위칭 소자(Sc)의 스위칭 벡터를 Tsh 만큼 좌측으로 시프트하며, 제2 상암 스위칭 소자(Sb)의 스위칭 벡터를 Tsh 만큼 우측으로 시프트한 결과, 제2 상암 스위칭 소자(Sb)의 유효 벡터 인가 시간(Tb')이 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin)을 만족한다(Tb'=Tmin).In FIG. 8B, the inverter controller 430 shifts the switching vector of the first upper arm switching element Sa to the right by Tsh, and shifts the switching vector of the third upper arm switching element Sc to the left by Tsh. As a result of shifting the switching vector of the two phase arm switching element Sb to the right by Tsh, the effective vector application time Tb 'of the second phase arm switching element Sb satisfies the minimum effective vector application time Tmin (Tb). '= Tmin).

또한, 도 8d에서, 인버터 제어부(430)가, 제1 상암 스위칭 소자(Sa)의 스위칭 벡터를 Tsh 만큼 우측으로 시프트하고, 제3 상암 스위칭 소자(Sc)의 스위칭 벡터를 Tsh 만큼 좌측으로 시프트하며, 제2 상암 스위칭 소자(Sb)의 스위칭 벡터를 Tsh 만큼 좌측으로 시프트한 결과, 제1 상암 스위칭 소자(Sb)의 유효 벡터 인가 시간(Ta')이 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin)을 만족한다(Ta'=Tmin).In addition, in FIG. 8D, the inverter controller 430 shifts the switching vector of the first upper arm switching element Sa to the right by Tsh, and shifts the switching vector of the third upper arm switching element Sc to the left by Tsh. As a result of shifting the switching vector of the second phase arm switching element Sb to the left by Tsh, the effective vector application time Ta 'of the first phase arm switching element Sb satisfies the minimum effective vector application time Tmin. (Ta '= Tmin).

도 8b 및 도 8d에서, 한 상의 스위칭 벡터가 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin)을 확보하였으므로, 인버터 제어부(430)는, 한 상의 전류를 감지하여 다른 두 상의 전류를 추정할 수 있다.8B and 8D, since the switching vector of one phase secures the minimum effective vector applying time Tmin, the inverter controller 430 may detect the current of one phase and estimate the current of the other two phases.

예를 들어, 인버터 제어부(430)는, 제2 데드 밴드에서, 상암 스위칭 소자에 대한 턴 온 시간을 시프트하고, 한 상의 전류를 감지하여, 다른 한 상의 전류를 스위칭 패턴, 인가 시간 등을 기초로, 추정할 수 있다. 또한, 상 평형 이론을 이용하여 전체 3상 전류를 연산할 수 있다.For example, the inverter controller 430, in the second dead band, shifts the turn-on time for the phase arm switching element, senses the current of one phase, and converts the current of the other phase based on a switching pattern, an application time, and the like. , Can be estimated. In addition, the phase equilibrium theory can be used to calculate the total three-phase current.

한편, 종래에는, 제2 데드 밴드에서 두 상의 전류를 감지하기 위해, 시프트를 수행하였으나, 본 발명의 모터 구동 장치(220)는, 제2 데드 밴드에서, 한 상의 전류를 감지하기 위해, 시프트를 최소한으로 수행한다.On the other hand, in the past, the shift was performed to detect the current of the two phases in the second dead band, the motor drive device 220 of the present invention, in order to detect the current of one phase in the second dead band, Do it at a minimum.

또한, 본 발명의 모터 구동 장치(220)는, 시프트 시간(Tsh)을, 스위칭 시간 마진(Tm1) 및 아날로그 디지털 변환 시간 마진(Tm2)까지 고려하여 결정하므로, 안정적으로 한 상의 전류를 감지하여, 정확한 전체 3상 전류를 추정할 수 있게 된다.In addition, since the motor driving device 220 of the present invention determines the shift time Tsh by considering the switching time margin Tm1 and the analog-digital conversion time margin Tm2, the current of one phase is stably sensed. Accurate total three-phase currents can be estimated.

도 9는, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치의 동작 방법을 도시한 순서도이고, 도 10은, 도 9의 동작 방법 설명에 참조되는 도면이다.9 is a flowchart illustrating a method of operating a motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a view referred to for describing the operation method of FIG. 9.

도면을 참조하여 설명하면, 인버터 제어부(430)는, 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 의해 인버터(420) 내의 스위칭 소자를 제어할 수 있다.Referring to the drawings, the inverter controller 430 may control the switching element in the inverter 420 by controlling the pulse width variable based on the space vector.

인버터 제어부(430)는, 스위칭 한 주기의 샘플링 시점에서, 제1 데드 밴드 여부를 연산할 수 있다(S910).The inverter controller 430 may calculate whether the first dead band is present at the sampling time point of the switched cycle (S910).

인버터 제어부(430)는, 스위칭 한 주기 내에서 어느 하나의 유효 벡터 인가 시간이, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin) 보다 작은, 제1 데드 밴드에서, 상암 스위칭 소자(Sa, Sb, Sc)에 대한 턴 온 시간을 시프트 하지 않을 수 있다.Inverter control unit 430, the first dead band in any one of the effective vector application time is less than the minimum effective vector application time (Tmin) within the switching period, for the phase arm switching elements (Sa, Sb, Sc) You can not shift the turn on time.

이에 따라, 모터 구동 장치(220)는, 스위칭 벡터의 시프트를 최소화하여, 전압 벡터의 왜곡 및 전류 리플을 감소시키고, 전기적 소음을 저감 시킬 수 있다.Accordingly, the motor driving device 220 may minimize the shift of the switching vector, reduce distortion of the voltage vector and current ripple, and reduce electrical noise.

인버터 제어부(430)는, 제1 데드 밴드에서, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin) 보다 큰, 다른 어느 하나의 유효 벡터를 기초로, 1상 전류를 센싱 할 수 있다(S911).The inverter controller 430 may sense the one-phase current in the first dead band based on any other valid vector greater than the minimum valid vector application time Tmin (S911).

인버터 제어부(430)는, 상기 감지된 1상 전류를 기초로, 다른 2상의 전류를 추정 및 연산할 수 있다(S913).The inverter controller 430 may estimate and calculate currents of the other two phases based on the sensed one-phase current (S913).

인버터 제어부(430)는, 스위칭 한 주기의 샘플링 시점에서, 제1 데드 밴드가 아닌 경우, 제2 데드 밴드에 해당하는지 연산할 수 있다(S920).When the sampling point of the switched period is not the first dead band, the inverter controller 430 may calculate whether it corresponds to the second dead band (S920).

인버터 제어부(430)는, 스위칭 한 주기의 샘플링 시점에서, 제2 데드 밴드에도 해당되지 않는 경우, 2상 전류를 센싱하고(S921), 상 평형 이론을 이용하여, 전체 3상 전류를 연산할 수 있다(S923).The inverter controller 430 may sense the two-phase current at the sampling time point of the switched cycle, if it does not correspond to the second dead band (S921), and calculate the total three-phase current using the phase equilibrium theory. There is (S923).

인버터 제어부(430)는, 스위칭 한 주기 내에서 어느 두 개의 유효 벡터 인가 시간이, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin) 보다 작은, 제2 데드 밴드에서, 상암 스위칭 소자(Sa, Sb, Sc)에 대한 턴 온 시간을 시프트 할 수 있다.Inverter control unit 430, the second dead band, any two effective vector application time in the switching period is less than the minimum effective vector application time (Tmin), for the phase arm switching elements (Sa, Sb, Sc) The turn on time can be shifted.

보다 상세하게는, 인버터 제어부(430)는, 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간을 연산할 수 있다(S930).In more detail, the inverter controller 430 may calculate an effective vector application time of the switching vector (S930).

또한, 인버터 제어부(430)는, 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간을 기초로, 시프트 방향을 연산할 수 있다(S940).In addition, the inverter controller 430 may calculate the shift direction based on the effective vector application time of the switching vector (S940).

인버터 제어부(430)는, 삼상의 스위칭 벡터 중, 스위칭 한 주기 내의 첫 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 시프트 방향이 좌측이라고 연산할 수 있다.The inverter controller 430 may calculate that the shift direction of the first switching vector turned off in one cycle of the three-phase switching vectors is left.

인버터 제어부(430)는, 삼상의 스위칭 벡터 중, 스위칭 한 주기 내의 세 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 시프트 방향이 우측이라고 연산할 수 있다.The inverter controller 430 may calculate that the shift direction of the third switching vector that is turned off within one cycle of the three-phase switching vector is the right side.

인버터 제어부(430)는, 삼상의 스위칭 벡터 중, 스위칭 한 주기 내의 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 시프트 방향을, 유효 벡터 인가 시간을 기초로 좌측 또는 우측이라고 연산할 수 있다.The inverter controller 430 may calculate the shift direction of the second switching vector that is turned off within one cycle of the three-phase switching vector as the left or the right based on the effective vector application time.

인버터 제어부(430)는, 연산된 시프트 방향을 기초로, 스위칭 벡터의 턴 온 시간을 시프트 할 수 있다(S950).The inverter controller 430 may shift the turn on time of the switching vector based on the calculated shift direction (S950).

인버터 제어부(430)는, 삼상의 스위칭 벡터 중, 스위칭 한 주기 내의 첫 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터와, 스위칭 한 주기 내의 세 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터를 서로 대칭되게 시프트할 수 있다.The inverter controller 430 may symmetrically shift the first switching-off vector in the switching cycle and the third switching vector in the switching cycle among the three-phase switching vectors.

즉, 인버터 제어부(430)는, 삼상의 스위칭 벡터 중, 스위칭 한 주기 내의 첫 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간이 좌측으로 시프트 되도록 제어할 수 있다.That is, the inverter controller 430 may control the turn-on time corresponding to the first switching-off vector in the switching cycle among the three-phase switching vectors to be shifted to the left.

인버터 제어부(430)는, 스위칭 한 주기 내의 세 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간이 우측으로 시프트 되도록 제어할 수 있다.The inverter controller 430 may control the turn-on time corresponding to the third turn-off switching vector in the switched period to be shifted to the right.

인버터 제어부(430)는, 삼상의 스위칭 벡터 중, 스위칭 한 주기 내의 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간을, 두 유효 벡터의 인가 시간을 기초로, 좌측 또는 우측으로 시프트되도록 제어할 수 있다.The inverter controller 430 may control the turn-on time corresponding to the second turn-off switching vector of the three-phase switching vector to be shifted left or right based on the application time of the two valid vectors. Can be.

인버터 제어부(430)는, 스위칭 한 주기 내에서, 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간이, 다른 하나의 유효 벡터 인가 시간 보다 큰 경우, 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간을, 상기 다른 하나의 스위칭 벡터의 이동 방향과 동일한 방향으로 시프트 되도록 제어할 수 있다.The inverter controller 430 may turn on a corresponding turn vector corresponding to the second turn off when the valid vector application time of the second switching vector is greater than the other valid vector application time within one switching period. The time may be controlled to be shifted in the same direction as the moving direction of the other switching vector.

인버터 제어부(430)는, 스위칭 한 주기 내에서, 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간이, 다른 하나의 유효 벡터 인가 시간 보다 작은 경우, 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간을, 상기 다른 하나의 스위칭 벡터의 이동 방향과 반대 방향으로 시프트 되도록 제어할 수 있다.The inverter controller 430 may turn on the corresponding switching vector to be turned off when the valid vector applying time of the second switching vector is less than the other valid vector applying time within one switching period. The time may be controlled to be shifted in a direction opposite to the moving direction of the other switching vector.

이때, 시프트 시간(Tsh)은, 상기 수학식 2에 의해 결정된다. 또한, 인버터 제어부(430)는, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin)과 Tx의 차이를, 각각 절반씩 좌측 및 우측으로 시프트 시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 모터 구동 장치는, 제2 데드 밴드에서 시프트량이 감소되므로, 전류 리플이 감소되고, 전기적 노이즈가 저감된다.At this time, the shift time Tsh is determined by the above expression (2). In addition, the inverter controller 430 may shift the difference between the minimum effective vector application time Tmin and Tx to the left and the right by half, respectively. That is, in the motor drive device of the present invention, since the shift amount is reduced in the second dead band, current ripple is reduced and electrical noise is reduced.

인버터 제어부(430)는, 스위칭 벡터의 시프트에 의해, 최소 유효 벡터 인가 시간(Tmin)을 확보한 어느 하나의 유효 벡터를 기초로, 1상 전류를 센싱할 수 있다(S960).The inverter controller 430 may sense the one-phase current based on any one of the effective vectors having the minimum valid vector application time Tmin by shifting the switching vector (S960).

인버터 제어부(430)는, 상기 감지된 1상 전류를 기초로, 다른 2상의 전류를 추정 및 연산할 수 있다(S913).The inverter controller 430 may estimate and calculate currents of the other two phases based on the sensed one-phase current (S913).

도 10은, 도 9의 설명에 참조되는 도면이다.FIG. 10 is a diagram referred to the description of FIG. 9.

보다 상세하게는, 도 10a는, 종래 모터 구동 장치가, 제2 데드 밴드에서, 2상의 전류를 감지하기 위해, 스위칭 벡터를 시프트한 실험 결과이고, 도 10b는, 본 발명의 모터 구동 장치(220)가, 제2 데드 밴드에서, 1상의 전류를 감지하기 위해, 스위칭 벡터를 시프트한 실험 결과이다.More specifically, FIG. 10A is an experimental result of shifting a switching vector by a conventional motor drive device to detect a two-phase current in a second dead band, and FIG. 10B illustrates a motor drive device 220 of the present invention. ) Is an experimental result of shifting a switching vector to sense current in one phase in the second dead band.

도면을 참조하여 설명하면, 도 10a에서, 종래 모터 구동 장치는, 제2 데드 밴드에서 2 상의 전류를 감지하기 위해, 스위칭 벡터를 시프트 한다.Referring to the drawings, in FIG. 10A, the conventional motor driving apparatus shifts the switching vector in order to sense current in two phases in the second dead band.

반면, 도 10b에서, 본 발명의 모터 구동 장치는, 제2 데드 밴드에서 1 상의 전류를 감지하기 위해, 스위칭 벡터를 시프트 한다. 이때, 인버터 제어부(430)는, 총 시프트 시간의 절반을, 좌측 및 우측으로 나누어서, 스위칭 벡터가 시프트 되도록 제어한다.In contrast, in FIG. 10B, the motor driving apparatus of the present invention shifts the switching vector in order to sense the current of one phase in the second dead band. At this time, the inverter controller 430 divides half of the total shift time into left and right sides to control the switching vector to be shifted.

따라서, 도 10a에 비해, 도 10b의 시프트량이 감소된다. 한편, 종래 모터 구동 장치의 PWM 시프트 제어에 따른 전류 리플은 640mA이고, 본 발명의 모터 구동 장치(220)의 PWM 시프트 제어에 따른 전류 리플은 457.5mA이다.Therefore, compared with FIG. 10A, the shift amount of FIG. 10B is reduced. On the other hand, the current ripple according to the PWM shift control of the conventional motor drive device is 640mA, the current ripple according to the PWM shift control of the motor drive device 220 of the present invention is 457.5mA.

즉, 본 발명의 모터 구동 장치(220)는, 스위칭 벡터의 시프트를 최소화하여, 전류 리플을 감소시킬 수 있다. 또한 전류 리플 감소로 인해, 전기적 노이즈를 저감시킬 수 있다.That is, the motor driving apparatus 220 of the present invention may reduce the current ripple by minimizing the shift of the switching vector. In addition, due to current ripple reduction, electrical noise can be reduced.

도 11은, 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 일예인 의류 건조기를 도시한 도면이다.11 is a view showing a clothes dryer as an example of a home appliance according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 의류 건조기(100a)는 캐비닛(10), 캐비닛의 내부에 배치되고, 내부에 세탁물(포)이 수용되어 회전되는 드럼(도 12의 30)과, 드럼(30)을 회전시키는 구동부와, 상기 드럼(30)에서 순환되는 공기를 가열하여 세탁물을 건조시키고, 순환되는 공기를 가열하는 히트펌프 모듈과, 드럼(30)의 공기를 순환시키는 송풍팬(도 12의 64)과, 드럼(30)으로부터 순환되는 공기가 흡입되는 흡기덕트, 드럼(30)으로 투입되는 공기를 가열하는 히터(도 12의 69), 공기의 유동을 안내하는 순환유로를 포함한다. Referring to the drawings, the clothes dryer (100a) according to the present invention is a cabinet (10), a drum disposed in the interior of the cabinet (30) of the laundry (foam) is accommodated and rotated therein, the drum A drive unit for rotating the 30, a heat pump module for heating the air circulated in the drum 30 to dry the laundry, heating the air circulated, and a blowing fan for circulating the air of the drum 30 (Fig. 12, 12), an intake duct through which the air circulated from the drum 30 is sucked, a heater (69 in FIG. 12) for heating the air introduced into the drum 30, and a circulation passage for guiding the flow of air. .

캐비닛(10)은 건조기의 외관을 형성하고, 드럼(30)과 그 밖의 구성들이 배치되는 공간을 제공한다. 캐비닛(10)은 전체적으로 직육면체 형상으로 형성된다.The cabinet 10 forms the exterior of the dryer and provides a space in which the drum 30 and other components are arranged. The cabinet 10 is formed in a rectangular parallelepiped shape as a whole.

캐비닛(10)은 전면에 도어(20)가 배치되고, 도어(20)는 좌우 방향으로 회전되어 캐비닛(10) 내부를 개폐한다. The cabinet 10 has a door 20 disposed at the front thereof, and the door 20 is rotated in a left and right direction to open and close the inside of the cabinet 10.

프론트커버(11)에는 투입구(미도시)가 형성되고, 투입구를 여닫는 도어(20)가 구비된다. 투입구는 드럼(30)과 연통된다. The front cover 11 is provided with an inlet (not shown), and is provided with a door 20 for opening and closing the inlet. The inlet is in communication with the drum 30.

프론트커버(11)의 상부에는 컨트롤 패널(17)이 배치될 수 있다. 컨트롤 패널(17)에는 건조기의 작동상태를 표시하는 디스플레이(예를 들어, LCD, LED 패널 등), 사용자로부터 건조기에 대한 작동명령을 입력받는 조작부(예를 들어, 버튼, 다이얼, 터치 스크린 등), 동작상태에 대한 음성안내, 효과음 또는 경고음이 출력되는 스피커(미도시)가 포함된다. The control panel 17 may be disposed above the front cover 11. The control panel 17 includes a display (for example, LCD, LED panel, etc.) indicating the operating state of the dryer, and an operation unit (for example, a button, a dial, a touch screen, etc.) that receives an operation command for the dryer from the user. A speaker (not shown) for outputting a voice guidance, an effect sound or a warning sound for an operation state is included.

드럼(30)은 캐비닛(10)의 내부에 배치되고, 드럼(30)의 용량을 최대화하기 위해 송풍팬(64) 및 히트펌프 모듈은 드럼(30)의 하측에 배치된다. The drum 30 is disposed inside the cabinet 10, and the blower fan 64 and the heat pump module are disposed under the drum 30 to maximize the capacity of the drum 30.

드럼(30)은 원통형으로 형성되고, 전면과 배면이 개방되며 전면은 투입구와 연통된다. 또한, 드럼(30)은 배면에는 공기가 유입될 수 있도록 유입구(미도시)가 형성되고, 유입구는 공기 순환을 위한 순환유로와 연결된다. Drum 30 is formed in a cylindrical shape, the front and the back is open and the front surface is in communication with the inlet. In addition, the drum 30 has an inlet (not shown) is formed in the back so that air is introduced, the inlet is connected to the circulation passage for air circulation.

드럼(30)은 내부에 리프터가 설치되고, 리프터는 회전되면서 내부에 세탁물을 들어올린 후, 자유 낙하시킨다. 드럼은 캐비넷에 구비되는 서포터(미도시)에 의해 지지된다.The drum 30 is provided with a lifter therein, the lifter is rotated to lift the laundry therein, and then free fall. The drum is supported by a supporter (not shown) provided in the cabinet.

구동부는 캐비닛(10)의 베이스(14)에 고정되는 모터를 포함한다. 모터는 드럼을 회전시키기 위한 동력을 제공하며, 또한, 송풍팬(64)과 연결되어 송풍팬을 회전시킨다. 모터는 양축모터로 각각의 구동축에 드럼(30)과 송풍팬(64)이 연결된다. The drive unit includes a motor fixed to the base 14 of the cabinet 10. The motor provides power for rotating the drum, and is also connected to the blowing fan 64 to rotate the blowing fan. The motor is a biaxial motor, the drum 30 and the blowing fan 64 are connected to each drive shaft.

송풍팬(64)은 구동부의 모터에 의해 회전될 수 있다. 송풍팬(64)의 회전 시, 드럼(30)으로부터 배출된 공기가 흡기덕트로 안내되어 송풍팬(64)으로 공급된다. 흡기덕트는 전방 서포터의 전면에 결합되며, 송풍팬(64)의 흡입구와 연통되어 있다. 송풍팬(64)은 드럼으로부터 흡입된 공기를 순환유로를 통해 히트펌프 모듈을 거쳐 다시 드럼으로 유입되도록 하여 공기를 순환시킨다. The blowing fan 64 may be rotated by the motor of the driving unit. When the blowing fan 64 is rotated, air discharged from the drum 30 is guided to the intake duct and supplied to the blowing fan 64. The intake duct is coupled to the front surface of the front supporter and is in communication with the intake port of the blower fan 64. The blowing fan 64 circulates the air so that the air sucked from the drum is introduced into the drum again through the heat pump module through the circulation passage.

드럼(30)은 정회전 시, 배면 측에서 공기가 내부로 유입되고, 전면 측으로 공기를 토출시킨다. 또한, 드럼은, 역회전 시 전면 측으로 공기가 유입되고, 배면 측으로 공기를 토출시킬 수 있다. When the drum 30 rotates forward, air is introduced into the inside from the rear side, and the air is discharged to the front side. In addition, during the reverse rotation of the drum, air flows into the front side, and the air can be discharged to the rear side.

순환유로는 실시예에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 순환유로는 송풍팬으로부터 토출된 공기가 히트펌프 모듈로 유입되도록 안내하고, 또한, 히트펌프모듈로부터 토출된 공기가 히터를 통해 드럼으로 유입되도록 안내한다. 순환유로는 드럼의 배면측에도 구비되어 가열된 공기가 드럼(30)으로 유입되도록 안내한다. The circulation passage may be configured in various ways according to the embodiment. The circulation passage guides the air discharged from the blower fan to flow into the heat pump module, and guides the air discharged from the heat pump module to flow into the drum through the heater. The circulation passage is also provided on the rear side of the drum to guide the heated air to the drum 30.

필터어셈블리(19)는 투입구에 설치되어 드럼(30)으로부터 배출되어 흡입덕트로 유입되는 공기에 포함된 린트(lint)를 채집한다. The filter assembly 19 is installed in the inlet to collect lint contained in the air discharged from the drum 30 and introduced into the suction duct.

드럼(30)의 내부에 수용되는 세탁물은 드럼(30)으로 공급되는 가열된 공기에 의해 건조된다. 드럼(30)으로부터 토출되는 공기는, 건조과정에서 세탁물로부터 증발된 수분을 합습하여 순환유로로 유입되고, 히트펌프 모듈을 통해 가열된 후 다시 드럼으로 공급된다. The laundry contained in the drum 30 is dried by heated air supplied to the drum 30. The air discharged from the drum 30 is introduced into the circulation passage by collecting moisture evaporated from the laundry during the drying process, heated through the heat pump module, and then supplied to the drum again.

히트펌프 모듈은 압축기(도 12의 50), 응축기(도 12의 52), 증발기(도12의 53), 팽창밸브를 포함한다. The heat pump module includes a compressor (50 in FIG. 12), a condenser (52 in FIG. 12), an evaporator (53 in FIG. 12), and an expansion valve.

히트펌프 모듈은 압축기(50), 응축기(52), 증발기(53)가 냉매배관으로 연결되어 냉매의 순환을 통해, 응축기와 증발기에서의 냉매와 공기의 열교환을 통해 가열된 공기가 드럼으로 공급되도록 한다. 경우에 따라 히트펌프 모듈은 냉매 이외의 다른 매체를 통해 열교환할 수 있다. In the heat pump module, the compressor 50, the condenser 52, and the evaporator 53 are connected to the refrigerant pipe so that the heated air is supplied to the drum through circulation of the refrigerant, and heat exchange between the refrigerant and the air in the condenser and the evaporator. do. In some cases, the heat pump module may exchange heat through a medium other than a refrigerant.

증발기(53)는 드럼(30)으로부터 송풍팬(64)을 통해 유입된 공기와 냉매를 열교환시켜 배출된 공기의 영량을 회수한다. 또한, 증발기(53)는 유입된 공기에 함습된 수분을 응축시킨다. The evaporator 53 recovers the amount of air discharged by heat-exchanging the refrigerant and the air introduced from the drum 30 through the blower fan 64. In addition, the evaporator 53 condenses moisture impregnated in the introduced air.

응축기(52)는 증발기(53)를 통화한 공기와 냉매를 열교환하여, 가열된 공기를 드럼으로 토출한다. 증발기를 통관한 저온 저습의 공기는 응축기로 유입되어 냉매와 열교환 함으로써 고온 저습의 상태로 드럼으로 공급된다. The condenser 52 heat-exchanges the refrigerant having passed through the evaporator 53 with the refrigerant, and discharges the heated air to the drum. The low temperature and low humidity air passing through the evaporator flows into the condenser and is heat-exchanged with the refrigerant to be supplied to the drum in the state of high temperature and low humidity.

응축기로부터 토출된 냉매는 증발기를 통과하여 압축기로 회수되고, 압축기(50)는 증발된 냉매를 압축하여 응축기로 토출하고, 팽창밸브는 응축기(52)에서 응축된 냉매를 증발기에서 팽창시킨다. 응축기(52) 및 증발기(53)는 열교환기이다.The refrigerant discharged from the condenser passes through the evaporator and is recovered to the compressor. The compressor 50 compresses the evaporated refrigerant and discharges it to the condenser, and the expansion valve expands the refrigerant condensed in the condenser 52 in the evaporator. The condenser 52 and the evaporator 53 are heat exchangers.

드럼(30)에서 배출되는 고온 다습한 공기는 증발기(53)의 냉매보다 온도가 높으므로, 증발기를 통과하면서 공기의 열량이 냉매과 열교환되어 응축되어 냉각된다. 그에 따라 고온 다습한 공기는 증발기에 의해 제습되고 냉각된다. 공기가 응축되는 과정에서 발생하는 응축수는 별도의 응축수하우징(미도시)에 수집되어 배수될 수 있다. Since the hot and humid air discharged from the drum 30 has a higher temperature than the refrigerant of the evaporator 53, the heat amount of air is condensed and cooled by heat exchange with the refrigerant while passing through the evaporator. The hot humid air is thus dehumidified and cooled by the evaporator. Condensate generated during the air condensation may be collected and drained to a separate condensate housing (not shown).

또한, 히트펌프 모듈은 보조 열교환기(미도시)와 냉각팬(미도시)을 더 포함할 수 있다. 보조 열교환기(미도시)는 응축기(52)와 분리되는 분리형 콘덴싱 모듈에 의해 구성된다. 보조 열교환기와 냉각팬은 하나의 모듈로 구성될 수 있고, 서로 분리되어 구성될 수 있다. In addition, the heat pump module may further include an auxiliary heat exchanger (not shown) and a cooling fan (not shown). The secondary heat exchanger (not shown) is constituted by a separate condensing module that is separate from the condenser 52. The auxiliary heat exchanger and the cooling fan may be configured as one module and may be separated from each other.

보조 열교환기(미도시)는 냉매의 흐름 방향을 기준으로 응축기에서 팽창밸브로 연장되는 냉매배관에 설치되어, 응축기에서 배출되는 냉매를 냉각시킨다. An auxiliary heat exchanger (not shown) is installed in the refrigerant pipe extending from the condenser to the expansion valve based on the flow direction of the refrigerant to cool the refrigerant discharged from the condenser.

냉각팬은 캐비넷 외부 공기 또는 내부공기를 보조 열교환기로 송풍하여 보조 열교환기를 냉각시킨다.The cooling fan cools the auxiliary heat exchanger by blowing outside air or internal air into the auxiliary heat exchanger.

도 12는, 도 11의 의류 건조기의 개략도이다.12 is a schematic view of the clothes dryer of FIG. 11.

보다 상세하게는, 도 12는 도 11의 건조기의 공기순환과 냉매순환을 설명하기 위해 참조된 도이다.More specifically, FIG. 12 is a view referred to for explaining the air circulation and the refrigerant circulation of the dryer of FIG.

도면을 참조하여 설명하면, 도 12에 도시된 바와 같이, 드럼(30)으로 공급된 공기는 세탁물을 가열하고, 세탁물로부터 증발된 수분을 함습하여 토출된다. Referring to the drawings, as shown in FIG. 12, the air supplied to the drum 30 is heated by heating the laundry and discharging moisture evaporated from the laundry.

공기는 송풍팬(64)에 의해 순환된다. 공기는, 송풍팬(64)에 의해 드럼을 통과해 증발기(53)로 유입되고, 증발기에서 응축되어 저온저습의 상태로 응축기(52)로 유입된다. 공기는 응축기(52)의 냉매와 열교환되어 가열된 후 드럼(30)으로 다시 유입된다. 공기는, 순환유로 상에 설치된 히터(69)를 통해 추가 가열될 수 있다. Air is circulated by the blower fan 64. Air flows into the evaporator 53 through the drum by the blowing fan 64, condenses in the evaporator, and flows into the condenser 52 in a state of low temperature and low humidity. The air is heat-exchanged with the refrigerant in the condenser 52, heated, and then flows back into the drum 30. The air may be further heated through the heater 69 installed on the circulation passage.

히트펌프 모듈과 히터(69)는 어느 하나가 선택적으로 동작 될 수 있고, 또한 동시에 동작 가능하다. 공기는 드럼(30), 증발기(53), 응축기(52)의 순서로 이동한다. Either one of the heat pump module and the heater 69 can be selectively operated, and can be operated simultaneously. The air moves in the order of the drum 30, the evaporator 53, and the condenser 52.

냉매는 압축기(50)에 의해 고온고압의 상태로 응축기(52)로 토출되고, 응축기에서 공기와 열교환 된 후, 증발기(53)로 유입되어 증발된다. 응축기와 증발기 사이에는 팽창밸브(59)가 설치된다. 팽찰밸브는 저온고압의 응축된 냉매를 팽창시켜 증발기로 전달한다. 팽창된 냉매는 증발기(53)에서 증발되고, 저온저압의 상태로 압축기(50)로 유입된 후, 고온고압의 상태로 응축기(52)로 토출된다.The refrigerant is discharged to the condenser 52 in a state of high temperature and high pressure by the compressor 50, heat exchanged with air in the condenser, and then flows into the evaporator 53 and evaporates. An expansion valve 59 is installed between the condenser and the evaporator. The expansion valve expands the condensed refrigerant at low temperature and high pressure and delivers it to the evaporator. The expanded refrigerant is evaporated in the evaporator 53, flowed into the compressor 50 in a state of low temperature and low pressure, and then discharged into the condenser 52 in a state of high temperature and high pressure.

도 12의 압축기(50)는, 압축기 모터를 구동하는 도 1과 같은 모터 구동 장치(220)에 의해 구동될 수 있다.The compressor 50 of FIG. 12 may be driven by the motor driving device 220 as shown in FIG. 1 driving the compressor motor.

도 13은, 본 발명의 실시예에 따른 혼 어플라이언스의 다른 예인 공기조화기를 도시한 도면이다.13 is a view showing an air conditioner as another example of the horn appliance according to the embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 공기조화기(100b)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 실내기(31b), 실내기(31b)에 연결되는 실외기(21b)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 13, the air conditioner 100b according to the present invention may include an indoor unit 31b and an outdoor unit 21b connected to the indoor unit 31b.

공기조화기의 실내기(31b)는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 도면에서는, 스탠드형 실내기(31b)를 예시한다.The indoor unit 31b of the air conditioner may be any of a stand type air conditioner, a wall-mounted air conditioner, and a ceiling type air conditioner, but the drawing illustrates the stand type indoor unit 31b.

한편, 공기조화기(100b)는 환기장치, 공기청정장치, 가습장치 및 히터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 실내기 및 실외기의 동작에 연동하여 동작할 수 있다. Meanwhile, the air conditioner 100b may further include at least one of a ventilation device, an air cleaning device, a humidifier, and a heater, and may operate in conjunction with the operation of the indoor unit and the outdoor unit.

실외기(21b)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(미도시)와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기(미도시)와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(미도시)와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(미도시)를 포함한다. 또한, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함하나, 그 구성에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다. The outdoor unit 21b includes a compressor (not shown) for receiving and compressing a refrigerant, an outdoor heat exchanger (not shown) for exchanging refrigerant and outdoor air, and an accumulator for extracting a gas refrigerant from the supplied refrigerant and supplying it to the compressor (not shown). And a four-way valve (not shown) for selecting a flow path of the refrigerant according to the heating operation. In addition, although a plurality of sensors, valves and oil recovery device, etc. are further included, the description of the configuration will be omitted below.

실외기(21b)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작 시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(31b)로 냉매를 공급한다. 실외기(21b)는 원격제어기(미도시) 또는 실내기(31b)의 요구(demand)에 의해 구동될 수 있다. 이때, 구동되는 실내기에 대응하여 냉/난방 용량이 가변 됨에 따라 실외기의 작동 개수 및 실외기에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변 되는 것도 가능하다. The outdoor unit 21b operates a compressor and an outdoor heat exchanger provided to supply refrigerant to the indoor unit 31b by compressing or heat-exchanging the refrigerant according to a setting. The outdoor unit 21b may be driven by the demand of the remote controller (not shown) or the indoor unit 31b. In this case, as the cooling / heating capacity is changed corresponding to the indoor unit being driven, the number of operation of the outdoor unit and the number of operation of the compressor installed in the outdoor unit may be changed.

이때, 실외기(21b)는, 연결된 실내기(31b)로 압축된 냉매를 공급한다. At this time, the outdoor unit 21b supplies the compressed refrigerant to the connected indoor unit 31b.

실내기(31b)는, 실외기(21b)로부터 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출한다. 실내기(31b)는 실내 열교환기(미도시)와, 실내기팬(미도시), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시), 다수의 센서(미도시)를 포함한다.The indoor unit 31b receives a coolant from the outdoor unit 21b and discharges cold air into the room. The indoor unit 31b includes an indoor heat exchanger (not shown), an indoor fan (not shown), an expansion valve (not shown) in which the refrigerant supplied is expanded, and a plurality of sensors (not shown).

이때, 실외기(21b) 및 실내기(31b)는 통신선으로 연결되어 상호 데이터를 송수신하며, 실외기 및 실내기는 원격제어기(미도시)와 유선 또는 무선으로 연결되어 원격제어기(미도시)의 제어에 따라 동작할 수 있다.At this time, the outdoor unit 21b and the indoor unit 31b are connected by a communication line to transmit and receive data, and the outdoor unit and the indoor unit are connected to a remote controller (not shown) by wire or wirelessly and operate under the control of a remote controller (not shown). can do.

리모컨(미도시)은 실내기(31b)에 연결되어, 실내기로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때 리모컨은 실내기와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다.The remote controller (not shown) may be connected to the indoor unit 31b to input a user's control command to the indoor unit, and receive and display state information of the indoor unit. At this time, the remote control may communicate by wire or wirelessly according to the connection form with the indoor unit.

도 14는, 도 13의 실외기와 실내기의 개략도이다.14 is a schematic diagram of the outdoor unit and the indoor unit of FIG. 13.

도면을 참조하여 설명하면, 공기조화기(100b)는, 크게 실내기(31b)와 실외기(21b)로 구분된다. Referring to the drawings, the air conditioner 100b is largely divided into an indoor unit 31b and an outdoor unit 21b.

실외기(21b)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(102b)와, 압축기를 구동하는 압축기용 전동기(102bb)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(104b)와, 실외 열교환기(104b)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(105ab)과 실외팬(105ab)을 회전시키는 전동기(105bb)로 이루어진 실외 송풍기(105b)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구(106b)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(110b)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(103b) 등을 포함한다. The outdoor unit 21b includes a compressor 102b that serves to compress the refrigerant, a compressor electric motor 102bb that drives the compressor, an outdoor side heat exchanger 104b that serves to radiate the compressed refrigerant, and an outdoor unit. An outdoor blower 105b disposed on one side of the heat exchanger 104b and including an outdoor fan 105ab for promoting heat dissipation of the refrigerant and an electric motor 105bb for rotating the outdoor fan 105ab, and an expansion for expanding the condensed refrigerant The mechanism 106b, the cooling / heating switching valve 110b for changing the flow path of the compressed refrigerant, and the accumulator 103b for temporarily storing the gasified refrigerant to remove moisture and foreign matter and then supplying a refrigerant of a constant pressure to the compressor. And the like.

실내기(31b)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(109b)와, 실내측 열교환기(109b)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(109ab)과 실내팬(109ab)을 회전시키는 전동기(109bb)로 이루어진 실내 송풍기(109b) 등을 포함한다. The indoor unit 31b is an indoor side heat exchanger 109b disposed indoors to perform a cooling / heating function, and an indoor fan 109ab and an indoor side disposed on one side of the indoor side heat exchanger 109b to promote heat dissipation of the refrigerant. The indoor blower 109b etc. which consist of the electric motor 109bb which rotates the fan 109ab are included.

실내측 열교환기(109b)는 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(102b)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.At least one indoor side heat exchanger 109b may be installed. The compressor 102b may be at least one of an inverter compressor and a constant speed compressor.

또한, 공기조화기(100b)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.In addition, the air conditioner 100b may be configured as a cooler for cooling the room, or may be configured as a heat pump for cooling or heating the room.

도 14의 실외기(21b) 내의 압축기(102b)는, 압축기 모터(102bb)를 구동하는 도 1과 같은 모터 구동 장치(220)에 의해 구동될 수 있다.The compressor 102b in the outdoor unit 21b of FIG. 14 may be driven by a motor driving device 220 such as FIG. 1 which drives the compressor motor 102bb.

또는, 실내팬(109ab) 또는 실외팬(105ab)은, 각각 실내팬 모터(109bb), 실외팬 모터(150bb)를 구동하는 도 1과 같은, 모터 구동 장치(220)에 의해 구동될 수 있다.Alternatively, the indoor fan 109ab or the outdoor fan 105ab may be driven by the motor driving device 220 as shown in FIG. 1 which drives the indoor fan motor 109bb and the outdoor fan motor 150bb, respectively.

도15는, 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 또 다른 예인 냉장고를 도시한 도면이다.15 is a view showing a refrigerator as another example of a home appliance according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명과 관련한 냉장고(100c)는, 도시되지는 않았지만 냉동실 및 냉장실로 구획된 내부공간을 가지는 케이스(110c)와, 냉동실을 차폐하는 냉동실 도어(120c)와 냉장실을 차폐하는 냉장실 도어(140c)에 의해 개략적인 외관이 형성된다.Referring to the drawings, the refrigerator 100c according to the present invention, although not shown, has a case 110c having an inner space partitioned into a freezer compartment and a refrigerator compartment, a freezer compartment door 120c that shields the freezer compartment, and a refrigerator compartment. A rough appearance is formed by the refrigerating compartment door 140c.

그리고, 냉동실 도어(120c)와 냉장실 도어(140c)의 전면에는 전방으로 돌출 형성되는 도어핸들(121c)이 더 구비되어, 사용자가 용이하게 파지하고 냉동실 도어(120c)와 냉장실 도어(140c)를 회동 시킬 수 있도록 한다.In addition, the front surface of the freezer compartment door 120c and the refrigerating compartment door 140c is further provided with a door handle 121c protruding forward, so that the user can easily grip and rotate the freezer compartment door 120c and the refrigerating compartment door 140c. Make it work.

한편, 냉장실 도어(140c)의 전면에는 사용자가 냉장실 도어(140c)를 개방하지 않고서도 내부에 수용된 음료와 같은 저장물을 취출할 수 있도록 하는 편의수단인 홈바(180c)가 더 구비될 수 있다.On the other hand, the front of the refrigerator compartment door 140c may be further provided with a home bar 180c, which is a convenient means for allowing a user to take out a storage such as a beverage contained therein without opening the refrigerator compartment door 140c.

그리고, 냉동실 도어(120c)의 전면에는 사용자가 냉동실 도어(120c)를 개방하지 않고 얼음 또는 식수를 용이하게 취출할 수 있도록 하는 편의수단인 디스펜서(160c)가 구비될 수 있고, 이러한 디스펜서(160c)의 상측에는, 냉장고(100c)의 구동운전을 제어하고 운전중인 냉장고(100c)의 상태를 화면에 도시하는 컨트롤패널(210c)이 더 구비될 수 있다. In addition, the front of the freezer compartment door 120c may be provided with a dispenser 160c, which is a convenience means for allowing the user to easily take out ice or drinking water without opening the freezer compartment door 120c, such a dispenser 160c. An upper side of the control panel 210c may be further provided to control the driving operation of the refrigerator 100c and to show a state of the refrigerator 100c being operated on the screen.

한편, 도면에서는, 디스펜서(160c)가 냉동실 도어(120c)의 전면에 배치되는 것으로 도시하나, 이에 한정되지 않으며, 냉장실 도어(140c)의 전면에 배치되는 것도 가능하다. Meanwhile, although the dispenser 160c is illustrated as being disposed on the front surface of the freezer compartment door 120c, the present invention is not limited thereto, and the dispenser 160c may be disposed on the front side of the refrigerator compartment door 140c.

한편, 냉동실(미도시)의 내측 상부에는 냉동실 내의 냉기를 이용하여 급수된 물을 제빙하는 제빙기(190c)와, 제빙기에서 제빙된 얼음이 이빙되어 담겨지도록 냉동실(미도시) 내측에 장착된 아이스 뱅크(195c)가 더 구비될 수 있다. 또한, 도면에서는 도시하지 않았지만, 아이스 뱅크(195c)에 담겨진 얼음이 디스펜서(160c)로 낙하되도록 안내하는 아이스 슈트(미도시)가 더 구비될 수 있다. On the other hand, the inner upper portion of the freezer compartment (not shown) is an ice maker 190c for making water supplied using cold air in the freezer compartment, and an ice bank mounted inside the freezer compartment (not shown) so that the ice iced from the ice maker is iced and contained therein. 195c may be further provided. In addition, although not shown in the drawing, an ice chute (not shown) may be further provided to guide the ice contained in the ice bank 195c to fall into the dispenser 160c.

컨트롤패널(210c)은, 다수개의 버튼으로 구성되는 입력부(220c), 및 제어 화면 및 작동 상태 등을 디스플레이하는 표시부(230c)를 포함할 수 있다. The control panel 210c may include an input unit 220c including a plurality of buttons, and a display unit 230c for displaying a control screen and an operation state.

표시부(230c)는, 제어 화면, 작동 상태 및 고내(庫內) 온도 등의 정보를 표시한다. 예를 들어, 표시부(230c)는 디스펜서의 서비스 형태(각얼음, 물, 조각얼음), 냉동실의 설정 온도, 냉장실의 설정 온도를 표시할 수 있다. The display unit 230c displays information such as a control screen, an operating state, and a temperature inside the refrigerator. For example, the display unit 230c may display a service type (eg, ice, water, or flake ice) of the dispenser, a set temperature of the freezer compartment, and a set temperature of the refrigerator compartment.

이러한 표시부(230c)는, 액정 디스플레이(LCD), 발광다이오드(LED), 유기발광다이오드(OLED) 등 다양하게 구현될 수 있다. 또한, 표시부(230c)는 입력부(220c)의 기능도 수행 가능한 터치스크린(touch screen)으로 구현될 수도 있다.The display unit 230c may be implemented in various ways, such as a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED), and an organic light emitting diode (OLED). In addition, the display unit 230c may be implemented as a touch screen capable of performing the function of the input unit 220c.

입력부(220c)는, 다수개의 조작 버튼을 구비할 수 있다. 예를 들어, 입력부(220c)는, 디스펜서의 서비스 형태(각얼음, 물, 조각 얼음 등)를 설정하기 위한 디스펜서 설정버튼(미도시)과, 냉동실 온도설정을 위한 냉동실 온도설정 버튼(미도시)과, 냉동실 온도설정을 위한 냉장실 온도 설정 버튼(미도시) 등을 포함할 수 있다. 한편, 입력부(220c)는 표시부(230c)의 기능도 수행 가능한 터치스크린(touch screen)으로 구현될 수도 있다.The input unit 220c may include a plurality of operation buttons. For example, the input unit 220c may include a dispenser setting button (not shown) for setting a service type of the dispenser (ice cube, water, ice cubes, etc.) and a freezer compartment temperature setting button (not shown) for setting a freezer temperature. And, it may include a refrigerator compartment temperature setting button (not shown) for setting the freezer compartment temperature. The input unit 220c may be implemented as a touch screen that can also perform the function of the display unit 230c.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고는, 도면에 도시된 더블도어형(Double Door Type)에 한정되지 않으며, 원 도어형(One Door Type), 슬라이딩 도어형(Sliding Door Type), 커튼 도어형(Curtain Door Type) 등 그 형태를 불문한다. Meanwhile, the refrigerator according to the embodiment of the present invention is not limited to the double door type shown in the drawings, but is a one door type, a sliding door type, a curtain door type. (Curtain Door Type) and other forms.

도 16은, 도 15의 냉장고의 구성을 간략히 도시한 도면이다.FIG. 16 is a diagram schematically illustrating a configuration of the refrigerator of FIG. 15.

도면을 참조하여 설명하면, 냉장고(100c)는, 압축기(112c)와, 압축기(112c)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(116c)와, 응축기(116c)에서 응축된 냉매를 공급받아 증발시키되, 냉동실(미도시)에 배치되는 냉동실 증발기(124c)와, 냉동실 증발기(124c)에 공급되는 냉매를 팽창시키는 냉동실 팽창밸브(134c)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, the refrigerator 100c is provided with a compressor 112c, a condenser 116c for condensing the refrigerant compressed by the compressor 112c, and a refrigerant condensed by the condenser 116c, and evaporated. A freezer compartment evaporator 124c disposed in a freezer compartment (not shown) and a freezer compartment expansion valve 134c for expanding the refrigerant supplied to the freezer compartment evaporator 124c may be included.

한편, 도면에서는, 하나의 증발기를 사용하는 것으로 예시하나, 냉장실과 냉동실에 각각의 증발기를 사용하는 것도 가능하다. On the other hand, in the drawing, but illustrated as using one evaporator, it is also possible to use each evaporator in the refrigerating chamber and freezing chamber.

즉, 냉장고(100c)는, 냉장실(미도시)에 배치되는 냉장실 증발기(미도시), 응축기(116c)에서 응축된 냉매를 냉장실 증발기(미도시) 또는 냉동실 증발기(124c)에 공급하는 3방향 밸브(미도시)와, 냉장실 증발기(미도시)에 공급되는 냉매를 팽창시키는 냉장실 팽창밸브(미도시)를 더 포함할 수 있다.That is, the refrigerator 100c is a three-way valve for supplying a refrigerator evaporator (not shown) arranged in the refrigerator compartment (not shown) and a refrigerant condensed in the condenser 116c to the refrigerator compartment evaporator (not shown) or the freezer compartment evaporator 124c. (Not shown) and a refrigerator compartment expansion valve (not shown) for expanding the refrigerant supplied to the refrigerator compartment evaporator (not shown).

또한, 냉장고(100c)는 증발기(124c)를 통과한 냉매가 액체와 기체로 분리되는 기액 분리기(미도시)를 더 포함할 수 있다. In addition, the refrigerator 100c may further include a gas-liquid separator (not shown) in which the refrigerant passing through the evaporator 124c is separated into a liquid and a gas.

또한, 냉장고(100c)는, 냉동실 증발기(124c)를 통과한 냉기를 흡입하여 각각 냉장실(미도시) 및 냉동실(미도시)로 불어주는 냉장실 팬(미도시) 및 냉동실 팬(144c)을 더 포함할 수 있다.In addition, the refrigerator 100c further includes a refrigerator compartment fan (not shown) and a freezer compartment 144c that suck cold air that has passed through the freezer compartment evaporator 124c and blow it into a refrigerator compartment (not shown) and a freezer compartment (not shown), respectively. can do.

또한, 압축기(112c)를 구동하는 압축기 구동부(113c)와, 냉장실 팬(미도시) 및 냉동실 팬(144c)을 구동하는 냉장실 팬 구동부(미도시) 및 냉동실 팬 구동부(145c)를 더 포함할 수 있다. In addition, the compressor driving unit 113c for driving the compressor 112c, a refrigerator compartment fan (not shown) and a refrigerator compartment fan driver (not shown) and a freezer compartment driver 145c for driving the freezer compartment 144c may be further included. have.

한편, 도면에 따르면, 냉장실 및 냉동실에 공통의 증발기(124c)가 사용되므로, 이러한 경우에, 냉장실 및 냉동실 사이에 댐퍼(미도시)가 설치되될 수 있으며, 팬(미도시)은 하나의 증발기에서 생성된 냉기를 냉동실과 냉장실로 공급되도록 강제 송풍시킬 수 있다.Meanwhile, according to the drawing, since a common evaporator 124c is used in the refrigerating compartment and the freezing compartment, in this case, a damper (not shown) may be installed between the refrigerating compartment and the freezing compartment, and the fan (not shown) is one evaporator. The cold air generated in the air may be forced to be supplied to the freezing compartment and the refrigerating compartment.

도 16의 압축기(112c)는, 압축기 모터를 구동하는, 도 1과 같은, 모터 구동 장치(220)에 의해 구동될 수 있다.The compressor 112c of FIG. 16 may be driven by a motor drive device 220, such as FIG. 1, which drives a compressor motor.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The accompanying drawings are only for easily understanding the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all modifications and equivalents included in the spirit and scope of the present invention are provided. It should be understood to include water or substitutes.

마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나, 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다.Likewise, although the operations are depicted in the drawings in a specific order, it should not be understood that such operations must be performed in the specific order or sequential order shown in order to obtain desirable results, or that all illustrated operations must be performed. . In certain cases, multitasking and parallel processing may be advantageous.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, but the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.

220: 모터 구동 장치
230: 모터
231: 부하
410: 컨버터
420: 인버터
430: 인버터 제어부
220: motor drive unit
230: motor
231: load
410: converter
420: inverter
430: inverter control unit

Claims (10)

커패시터;
삼상의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터;
상기 커패시터와 상기 인버터 사이에 배치되며, 상기 모터에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부; 및
스위칭 한 주기 내에서 한 상의 전류 불감지 영역인 제1 데드 밴드에서, 상기 상암 스위칭 소자에 대한 턴 온 시간을 시프트 하지 않고, 상기 스위칭 한 주기 내에서 두 상의 전류 불감지 영역인 제2 데드 밴드에서, 상기 상암 스위칭 소자에 대한 턴 온 시간이 시프트 되도록 제어하는 인버터 제어부;를 포함하고,
상기 인버터 제어부는,
상기 제2 데드 밴드에서, 삼상의 스위칭 벡터 중, 상기 스위칭 한 주기 내의, 첫 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간이 좌측으로 시프트 되도록 제어하며, 상기 스위칭 한 주기 내의, 세 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간이 우측으로 시프트 되도록 제어하고, 상기 스위칭 한 주기 내의, 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간 및 상기 스위칭 한 주기 내의 세 번째 턴 오프 되는, 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간을 기초로, 상기 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터를 좌측 또는 우측으로 시프트 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
Capacitors;
An inverter having a three-phase phase arm switching element and a lower arm switching element, and converting a DC power source into an AC power source by a switching operation, and outputting the converted AC power source to a motor;
An output current detector disposed between the capacitor and the inverter and detecting an output current flowing through the motor; And
In the first dead band which is the current non-sensing region of one phase in a switching cycle, in the second dead band which is the current non-sensing region of the two phases in the switching cycle, without shifting the turn-on time for the phase arm switching element. And an inverter controller configured to control a turn on time of the phase-arm switching element to be shifted.
The inverter control unit,
In the second dead band, the turn-on time corresponding to the first switching-off switching vector in the switching period of the three-phase switching vector is controlled to be shifted to the left, and the third turn-off in the switching period. The turn-on time corresponding to the switching vector to be shifted to the right, and the effective vector application time of the second switching-off switching vector in the switching period and the third turn-off in the switching period of the switching vector And controlling the second turn-off switching vector to be shifted left or right based on an effective vector application time.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 인버터 제어부는,
상기 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간이, 상기 세 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간 보다 큰 경우, 상기 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간을, 우측으로 시프트 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
The method of claim 1,
The inverter control unit,
If the effective vector application time of the second turn-off switching vector is greater than the effective vector application time of the third turn-off switching vector, turn on time corresponding to the second turn-off switching vector to the right. A motor drive device, characterized in that the control to be shifted.
제1항에 있어서,
상기 인버터 제어부는,
상기 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간이, 상기 세 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간 보다 작은 경우, 상기 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터에 대응하는 턴 온 시간을, 좌측으로 시프트 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
The method of claim 1,
The inverter control unit,
When the effective vector application time of the second turn-off switching vector is less than the effective vector application time of the third turn-off switching vector, the turn-on time corresponding to the second turn-off switching vector is leftward. A motor drive device, characterized in that the control to be shifted.
제1항에 있어서,
상기 인버터 제어부는,
상기 제2 데드 밴드에서, 상기 상암 스위칭 소자에 대한 턴 온 시간을 시프트하되, 상기 스위칭 한 주기 내의, 두 번째 턴 오프 되는 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간 및 상기 스위칭 한 주기 내의 세 번째 턴 오프 되는, 스위칭 벡터의 유효 벡터 인가 시간 중, 더 작은 값을 갖는 유효 벡터의 인가 시간과, 최소 유효 벡터 인가 시간의 차이를 연산하고, 상기 연산된 시간 차이의 절반만큼 시프트하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
The method of claim 1,
The inverter control unit,
Shifting a turn on time for the phase arm switching element in the second dead band, wherein the effective vector application time of the second vector is turned off within the switched period and the third turn off within the switched period, The motor drive, characterized in that for calculating the difference between the application time of the effective vector having a smaller value and the minimum effective vector application time of the effective vector application time of the switching vector, and controlling to shift by half of the calculated time difference Device.
제6항에 있어서,
상기 최소 유효 벡터 인가 시간은,
상기 인버터 내의 상기 스위칭 소자의 암쇼트(arm short)를 방지하기 위한 데드 타임, 상기 인버터 내의 상기 스위칭 소자의 스위칭시 발생하는 링잉(ringing) 현상에 따른 안정 시간, 스위칭 시간 마진(margin), 샘플링시의 아날로그 디지털 변환 시간, 아날로그 디지털 변환 시간 마진(margin)의 합인 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
The method of claim 6,
The minimum valid vector application time is,
Dead time for preventing arm short of the switching element in the inverter, settling time according to a ringing phenomenon occurring during switching of the switching element in the inverter, switching time margin, sampling time The motor drive device, characterized in that the sum of the analog to digital conversion time, the margin of the analog-to-digital conversion time.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 데드 밴드에서,
최소 유효 벡터 인가 시간 이상의, 유효 벡터 인가 시간을 가지는, 어느 하나의 스위칭 벡터를 기초로, 상전류를 추정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
The method of claim 1,
The control unit,
In the first dead band,
And estimating a phase current based on any one of the switching vectors having an effective vector application time that is greater than or equal to the minimum effective vector application time.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제2 데드 밴드에서, 상기 상암 스위칭 소자에 대한 턴 온 시간을 시프트한 상태에서, 최소 유효 벡터 인가 시간 이상의, 유효 벡터 인가 시간을 가지는, 어느 하나의 스위칭 벡터를 기초로, 상전류를 추정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
The method of claim 1,
The control unit,
In the second dead band, estimating a phase current based on any one of the switching vectors having an effective vector application time that is greater than or equal to a minimum effective vector application time while shifting a turn-on time for the phase-arm switching element. A motor drive device characterized by the above-mentioned.
제1항, 및 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항의 모터 구동 장치를 구비하는 홈 어플라이언스.10. A home appliance comprising the motor drive device according to any one of claims 1 and 4.
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