KR102024303B1 - 인버터 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

인버터 제어 장치 및 제어 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 인버터 제어 장치는, 입력전원에 의해 구동되는 인버터에 비상정지신호 입력시 인버터 잔류 에너지 방전을 가속화하기 위한 인버터 제어 장치로서, 스위칭 동작에 따라 입력전원을 인버터로 공급하는 입력전원개폐장치; 사용자 제어입력에 따라 인버터에 비상정지신호를 인가하고, 비상정지신호 발생시 입력전원개폐장치로 고장출력릴레이신호를 출력하는 I/O부; 및 입력전원 차단시에 인버터 잔류 에너지 방전 가속화를 수행하는 제어부를 포함한다.

Description

인버터 제어 방법{A METHOD FOR CONTROLLING AN INVERTER}
본 발명은 인버터 제어 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 인버터 비상 정지 시에 입력 전원을 차단하고 평활부 잔류 에너지 방전을 가속화할 수 있는 인버터 제어 방법에 관한 것이다.
인버터는 직류 전원을 공급받아 스위칭 소자에 의해 교류 전원으로 전환하고 상기 교류 전원을 유도 전동기에 공급하여 유도 전동기를 구동하는 수단이다. 상기 인버터는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation : PWM) 신호를 발생시켜 펄스폭변조 신호에 의해 스위칭 소자를 제어하여 교류 전원을 생성하고, 펄스폭변조 신호의 펄스폭을 제어하여 교류 전원의 전압과 주파수를 가변시킴으로써 유도 전동기의 토크와 회전 속도를 자유롭게 변환한다.
인버터 구동 중에 인버터에 비상 정지 신호가 입력되면, 안전을 위해 인버터 입력 전원을 차단해야 하지만 사용자가 입력 전원을 차단할 때까지 인버터는 Safety trip 상태로 대기하게 되어 2차 사고의 위험이 있다. 또한, 사용자가 인버터 입력 전원을 차단한 후에도 평활부에는 잔류 에너지가 남게 되어 서비스를 제공하기 위한 시간이 지연된다는 단점이 있다.
도 1 에는 비상 정지 신호 입력시 인버터 인력전원 ON/OFF 에 따른 평활부 전압 프로파일이 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 인버터에 전압이 인가되면 평활부 전압은 초기충전회로동작에 의해 서서히 충전되며, SMPS가 동작을 시작한다.(①) 평활부가 계속 충전되어 초기충전 릴레이가 동작(②)하여 평활부에는 입력전원만큼 충전이 이루어진다. 인버터에 비상정지신호가 IO로 입력되면(③) 인버터는 Safety trip 상태로 대기한다. 사용자가 입력전원을 차단(④)하면 평활부에 잔류되어 있던 에너지가 서서히 방전된다. 평활부 잔류 에너지가 방전되어 평활부 전압이 소정 전압(⑤)이 되면 인버터는 저전압트립(Low voltage trip)을 발생시킨다. 저전압트립 상태에서는 인버터 운전이 멈추고 초기충전 릴레이가 동작하지 않기 때문에 평활부 방전 속도는 더 느려진다. 평활부 잔류 에너지가 계속 방전하면 SMPS 가 OFF(⑥)되고 이후 평활부 방전 속도는 더 느려진다. 이렇게 인버터 평활부 잔류 에너지 방전에 소요되는 시간이 길어져 서비스 재개가 지체된다는 단점이 있다.
또한, 인버터 비상 정지 시에, 평활부 잔류 에너지를 방전시키는 방법 중 하나로, 방전 저항을 사용하기도 하는데, 방전 저항의 부피가 클 뿐만 아니라, 평활부에 부착시 감전의 위험이 있다는 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 인버터 비상정지시 입력 전원 차단을 통해 2차로 발생할 수 있는 감전 등의 사고위험을 줄이고자 한다.
또한, 본 발명은 인버터 비상 정지 시에 평활부에 잔류한 에너지의 방전을 가속화하여, 인버터를 이용한 서비스 제공을 재개하기 위해 소요되는 시간을 단축시키고자 한다.
또한, 본 발명은 인버터 평활부 잔류 에너지를 방전시키기 위해 종래에 사용되어 온 방전저항 등의 별도의 소자 또는 추가적인 센서 없이 인버터 평활부 잔류 에너지를 빠른 속도로 방전시키는 방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하고자 본 발명의 일 실시형태에 따른 인버터 제어 장치는, 입력전원에 의해 구동되는 인버터에 비상정지신호 입력시 인버터 잔류 에너지 방전을 가속화하기 위한 인버터 제어 장치로서, 스위칭 동작에 따라 상기 입력전원을 상기 인버터로 공급하는 입력전원개폐장치; 사용자 제어입력에 따라 상기 인버터에 비상정지신호를 인가하고, 상기 비상정지신호 발생시 상기 입력전원개폐장치로 고장출력릴레이신호를 출력하는 I/O부; 및 상기 입력전원 차단시에 인버터 잔류 에너지 방전 가속화를 수행하는 제어부를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 입력전원개폐장치는 상기 I/O부로부터 상기 고장출력릴레이신호를 인가받아 상기 입력전원을 차단할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 입력전원 차단 시에 팬을 구동하는 팬구동부를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 인버터에서 출력되는 abc좌표계의 전류를 회전좌표계의 전류로 변환하는 회전좌표계변환부; 전류지령과 상기 회전좌표계변환부의 출력전류를 이용하여 전압지령을 생성하여 정지좌표계변환부에 인가하는 전류제어부; 및 상기 전류제어부로부터 인가받은 회전좌표계의 전압지령을 정지좌표계의 전압지령으로 변환하여 상기 인버터에 제공하는 정지좌표계변환부를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 전류제어부로 입력되는 상기 전류지령은 상기 인버터의 평활부 전압값을 갖는 d축 전류지령과 "0"값을 갖는 q축 전류지령을 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 고장출력릴레이신호를 인가받아 제로벡터를 출력하는 제로벡터출력부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 인버터 제어 방법은, 입력전원에 의해 구동되는 인버터에 비상정지신호 입력시 인버터 잔류 에너지 방전을 가속화하기 위한 인버터 제어 방법으로서, 상기 인버터로의 비상정지신호 입력여부를 확인하는 단계;
상기 비상정지신호가 인가되면, I/O 고장출력릴레이신호를 발생시켜 상기 입력전원을 차단하는 단계; 및 상기 인버터의 평활부 잔류 에너지 방전 프로세스와 팬 구동을 수행하는 단계를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 인버터가 전류제어시에 상기 인버터의 평활부 잔류 에너지 방전 프로세스는, DC 여자 프로세스를 수행하는 단계; 상기 인버터에 저전압트립 발생여부를 확인하는 단계; 및 상기 인버터의 평활부 전압이 설정치 전압값 미만인지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 DC 여자 프로세스를 수행하는 단계는, 상기 인버터에서 출력되는 abc 좌표계의 전류를 회전좌표계의 전류로 변환하는 단계; 상기 회전좌표계의 전류와 전류지령을 이용하여 회전좌표계의 전압지령을 생성하는 단계; 상기 회전좌표계의 전압지령을 정지좌표계의 전압지령으로 변환하는 단계; 및 상기 정지좌표계의 전압지령을 상기 인버터에 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 전류지령은 상기 인버터의 평활부 전압값을 갖는 d축 전류지령과 "0"값을 갖는 q축 전류지령을 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 인버터에 저전압트립 발생여부를 확인하는 단계에서, 상기 저전압트립이 발생한 경우에는, 상기 DC 여자 프로세스와 상기 팬 구동을 다시 수행할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 인버터의 평활부 전압이 설정치 전압값 미만인지 판단하는 단계에서, 상기 인버터의 평활부 전압이 설정치 전압값 미만이면 상기 DC 여자 프로세스와 상기 팬 구동을 종료할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 설정치 전압값은 상기 인버터의 SMPS off 전압값보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 인버터가 V/F제어시에 상기 인버터의 평활부 잔류 에너지 방전 프로세스는, 제로벡터운전을 수행하는 단계; 상기 인버터에 저전압트립 발생여부를 확인하는 단계; 및 상기 인버터의 평활부 전압이 설정치 전압값 미만인지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 인버터에 저전압트립 발생여부를 확인하는 단계에서, 상기 저전압트립이 발생한 경우에는, 상기 제로벡터운전과 상기 팬 구동을 다시 수행할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 인버터의 평활부 전압이 설정치 전압값 미만인지 판단하는 단계에서, 상기 인버터의 평활부 전압이 설정치 전압값 미만이면 상기 제로벡터운전과 상기 팬 구동을 종료할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 설정치 전압값은 상기 인버터의 SMPS off 전압값보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 인버터 비상 정지시 2차 사고로 발생될 수 있는 감전 등의 사고 위험을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 방전저항 등의 별도의 소자 또는 추가적인 센서 없이도 인버터 비상 정지 시에 평활부 잔류 에너지의 방전을 가속화할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면 인버터를 이용한 서비스 제공을 재개하기 위해 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 인버터 비상정지신호 입력시 평활부 전압 프로파일 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 인버터의 구성도이다.
도 3은 전류 제어를 수행하는 인버터의 평활부 방전 가속화 제어를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4은 인버터 전류 제어시 평활부 방전 가속화 제어를 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 도 4의 제어에 따른 인버터 평활부 전압 프로파일 그래프이다.
도 6은 d-q축 정지좌표계에서 표현된 인버터 출력전압벡터를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 인버터 V/F제어시 평활부 방전 가속화 제어를 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 도 7의 제어에 따른 인버터 평활부 전압 프로파일 그래프이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 인버터 제어장치(100)의 구성도이다. 도 2의 실시예와 같이, 본 발명에 따른 인버터 제어장치(100)는 인버터(2)와 별개의 구성으로 구현될 수도 있지만, 인버터(2)와 통합하여 구현될 수도 있음은 물론이다. 먼저, 인버터(2)의 동작에 대해 간략히 설명하면, 전원부(1)에서 인버터(2)로 전원이 공급되면, R, S, T의 3상 전원이 컨버터부(21)로 입력되어 직류 전원으로 변환되고, 평활부(22) 충전이 시작된다. 평활부(22) 전압이 상승하여 Vsmps_on 이상이 되면 SMPS(25)가 동작하기 시작하고, 인버터 구동, 보호, 또는/및 센싱 등에 사용되는 전원을 생성한다. 인버터 운전이 시작되면, 인버터부(23) 스위치 상태에 따라 U,V,W 3상 전원이 부하(3)로 출력된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 제어장치(100)는 입력전원개폐장치(120), I/O부(140), 및 제어부(160)를 포함하여 구성된다. 입력전원개폐장치(120)는 도 2에 예시된 바와 같이, 입력전원(1)과 인버터(2)의 컨버터부(21) 사이에 마련되어, 스위칭 동작에 따라 입력전원(1)을 인버터(2)로 공급하거나 인버터(2)로 공급되는 전원을 차단할 수 있다. I/O부(140)는 인버터(2)에 연결되어 데이터의 입/출력 등을 수행하는 구성으로서, 사용자 제어입력에 따라 인버터(2)에 비상정지신호를 인가할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 I/O부(140)는 비상정지신호 발생시에 입력전원개폐장치(120)로 고장출력릴레이신호를 출력할 수 있다. 입력전원개폐장치(120)는 I/O부(140)로부터 고장출력릴레이신호를 인가받으면 인버터(2)로의 입력전원(1)을 차단한다. 인버터(2)로의 입력전원(1)이 차단되면, 제어부(160)는 인버터 잔류 에너지 방전 가속화 제어를 수행한다. 인버터 잔류 에너지 방전 가속화 제어와 관련하여서는 이하에서 도면을 참고하여 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 인버터 평활부 잔류 에너지 방전 가속화 제어는 크게 인버터가 전류제어를 수행하는 경우와 인버터가 V/F 제어를 수행하는 경우로 나누어 구현될 수 있다. 우선, 도 3을 참조하여 전류제어를 수행하는 인버터의 DC 여자 프로세스를 통한 평활부 방전 가속화 제어방법을 설명하도록 한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 인버터 제어 장치(100)의 제어부(160)는 전류제어부(162), 정지좌표계변환부(164), 및 회전좌표계변환부(166)를 포함하여 구성된다. 인버터 출력전류(Ia, Ib, Ic)는abc좌표계에서 d-q 회전좌표계로 변환되어(Id,Iq) 전류제어부(162)로 입력된다. 보다 구체적으로 설명하면, 회전좌표계변환부(166)는 아래의 [식 1]을 이용하여 abc 좌표계의 신호(Ia, Ib, Ic)를 2상의 교류 전류인 회전좌표계의 전류(Id,Iq)로 변환한다.
[식 1]
Id = Ia
Iq = 1/sqrt(3)(Ib-Ic)
여기서, Id는 회전 좌표계의 d축 교류 전류이고, Iq는 회전 좌표계의 q축 교류 전류이다.
전류제어부(162)는 인버터 출력전류와 전류지령을 이용하여 전압지령을 생성하며, 이 때 생성된 전압지령은 회전좌표계의 전압지령이다. 전류제어부(162)에서 생성된 전압지령은 정지좌표계변환부(164)에 인가된다. 정지좌표계변환부(164)는 회전좌표계의 전압지령을 정지좌표계의 전압지령으로 변환한다. 보다 구체적으로 설명하면, 정지좌표계변환부(164)는 아래의 [식 2]를 이용하여 회전좌표계의 2상 직류 전압(Vdse,Vqse)을 정지좌표계의 2상 교류 전압(Vdss,Vqss)으로 변환한다.
[식 2]
Vdss = Vdse x cosθ - Vqse x sinθ
Vqss = Vdse x sinθ + Vqse x cosθ
여기서, Vdss 및 Vqss 는 정지좌표계의 교류 전압이다.
정지좌표계변환부(164)는 변환된 정지좌표계의 전압지령을 PWM 인버터(2)에 인가한다. 이 때, 전류제어부(110)로 입력되는 전류지령은d축 전류지령(Id_ref)과 q축 전류지령(Iq_ref)을 포함하는데, 인버터 평활부 방전 가속화 제어를 위해 d축 전류지령(Id_ref)을 인버터 평활부 전압 크기(Vcap)만큼 설정하고, q축 전류지령(Iq_ref)을 "0"으로 설정하여 전류제어를 수행할 수 있다. 이러한 인버터의 DC 여자 프로세스는 인버터에 저전압트립이 발생할 때까지 수행될 수 있다. 이와 관련하여서는 도 4를 참조하여 이하에서 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 인버터 전류제어시 평활부 방전 가속화 시퀀스를 설명하기 위한 순서도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 인버터의 상태를 모니터링하여, 인버터에 비상정지신호 발생여부를 확인한다(S10). 인버터에 비상정지신호가 발생하면, 고장출력릴레이신호를 발생시켜 인버터로의 입력전원을 차단한다(S12). 입력전원이 차단되면, 상술한 DC여자 프로세스를 수행한다(S14). DC여자 프로세스 수행과 동시에, 팬(fan)을 함께 구동시킬 수 있다. 이 후, 인버터에 저전압트립의 발생여부를 확인한다(S16). 인버터 평활부 에너지가 방전되어 저전압트립이 발생하면(YES), 인버터가 정지하고 팬 구동이 멈추게 되므로, 저전압트립상태에서 상술한 DC 여자 프로세스를 다시 수행하고 팬을 구동시킨다. 이 후, 인버터 평활부 전압이 설정치 전압값(V1) 미만인지 확인한다(S18). 인버터 평활부 전압이 설정치 전압값(V1) 미만이면(YES), DC여자 프로세스 및 팬 구동을 종료함으로써 평활부 방전 시퀀스를 종료한다. 이 때, 설정치 전압값(V1)은 SMPS off 전압값보다 크게 설정하여, 인버터 스위치가 모두 꺼진 상태에서 평활부 방전 시퀀스가 종료되도록 할 수 있다.
이러한 인버터 제어시 입력전원 ON/OFF에 따른 평활부 전압 프로파일 그래프가 도 5에 도시되어 있다. 인버터에 전압이 인가되면 평활부 전압은 초기충전회로동작으로 서서히 충전되며 SMPS가 동작하기 시작한다(①). 평활부가 계속 충전되어 설정 레벨에 이르면 초기충전릴레이가 동작(②)하여 평활부에는 입력전원크기만큼 전압이 충전된다. 인버터에 비상정지신호가 입력되면 IO고장출력릴레이신호를 통해 입력전원을 차단(③)하고 평활부방전가속화제어(DC여자프로세스 및 팬 구동)를 수행하여 평활부 방전을 수행한다. 인버터 저전압트립상태(④)에서도 평활부방전을 수행하여 기존의 평활부 방전시간보다 빠른 속도로 잔류에너지가 방전된다. 평활부 전압이 V1(V1>SMPS off)보다 작아지면 평활부 방전 시퀀스가 종료된다.
다음으로, 도 6을 참조하여 V/F제어를 수행하는 인버터의 평활부 방전 가속화 제어에 대해 설명하도록 한다. 도 6은 d-q축 정지좌표계에서 표현된 인버터 출력전압벡터를 설명하기 위한 도로서, 인버터의 8개 출력 전압 벡터가 도시된다. 공간벡터전압변조방식에서는 일정한 제어 주기 동안 인버터에서 발생할 수 있는 8개의 출력전압벡터들(V0~V7)을 합성하여 지령전압과 평균적으로 동일한 전압을 생성할 수 있다. 도 6을 참조하면, V0 및 V7은 영전압벡터(Zero voltage vector; 제로벡터)로서 부하를 구동시키는 유효한 전압을 공급하지 못하며, V1 내지 V6는 유효전압벡터(Active voltage vector)로서 부하를 구동시키는 유효한 전압을 공급한다. 본 실시예의 인버터 제어 장치(100)의 제어부(160)는 제로벡터출력부(미도시)를 포함하여 구성되어, 인버터로의 입력전원 차단시, 소정 시간 동안 제로벡터를 출력함으로써 인버터 평활부 방전 가속화 제어를 수행한다. 제로벡터출력은 인버터에 저전압트립이 발생할 때까지 수행될 수 있으며, 이와 관련하여서는 도 7을 참조하여 이하에서 상세히 설명하도록 한다.
도 7은 인버터 V/F제어시 평활부 방전 가속화 시퀀스를 설명하기 위한 순서도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 인버터의 상태를 모니터링하여, 인버터에 비상정지신호 발생여부를 확인한다(S20). 사용자 제어입력 등으로 인해 인버터에 비상정지신호가 발생하면, 고장출력릴레이신호를 발생시켜 인버터로의 입력전원을 차단한다(S22). 입력전원이 차단되면, 영벡터운전을 수행한다(S24). 영벡터운전은 도 6과 관련하여 설명한 제로벡터를 출력함으로써 수행될 수 있다. 도시된 바와 같이, 영벡터운전과 함께 팬을 구동함으로써 평활부 방전 가속화 제어를 수행할 수 있다. 이 후, 인버터에 저전압트립의 발생여부를 확인한다(S26). 인버터 평활부 에너지가 방전되어 저전압트립이 발생하면(YES), 인버터가 정지하고 팬 구동이 멈추게 되므로, 저전압트립상태에서 상술한 영전압운전을 다시 수행하고 팬을 구동시킨다. 이 후, 인버터 평활부 전압이 설정치 전압값(V1) 미만인지 확인한다(S28). 인버터 평활부 전압이 설정치 전압값(V1) 미만이면(YES), 영전압운전 및 팬 구동을 종료함으로써 평활부 방전 시퀀스를 종료한다. 이 때, 설정치 전압값(V1)은 SMPS off 전압값보다 크게 설정하여, 인버터 스위치가 모두 꺼진 상태에서 평활부 방전 시퀀스가 종료되도록 할 수 있다.
이러한 인버터 제어시 입력전원 ON/OFF에 따른 평활부 전압 프로파일 그래프가 도 8에 도시되어 있다. 인버터에 전압이 인가되면 평활부 전압은 초기충전회로동작으로 서서히 충전되며 SMPS가 동작하기 시작한다(①). 평활부가 계속 충전되어 설정 레벨에 이르면 초기충전릴레이가 동작(②)하여 평활부에는 입력전원크기만큼 전압이 충전된다. 인버터에 비상정지신호가 입력되면 IO고장출력릴레이신호를 통해 입력전원을 차단(③)하고 평활부방전가속화제어(영전압운전 및 팬 구동)를 수행하여 평활부 방전을 수행한다. 인버터 저전압트립상태(④)에서도 평활부방전을 수행하여 기존의 평활부 방전시간보다 빠른 속도로 잔류에너지가 방전된다. 평활부 전압이 V1(V1>SMPS off)보다 작아지면 평활부 방전 시퀀스가 종료된다.
상술한 바에 따르면, 인버터 비상 정지시 2차 사고로 발생될 수 있는 감전 등의 사고 위험을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 방전저항 등의 별도의 추가적인 소자없이도 평활부 잔류 에너지의 방전을 가속화할 수 있는 인버터 제어장치 및 제어 방법을 구현할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시 예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
1: 입력전원
2: 인버터
21: 컨버터부
22 : 평활부
23 : 인버터부
24 : 제어회로부
25 : SMPS
3: 모터
100 : 인버터 제어 장치
120 : 입력전원개폐장치
140 : I/O부
160 : 제어부
162 : 전류제어부
164 : 정지좌표계변환부
166 : 회전좌표계변환부

Claims (9)

  1. 입력전원에 의해 구동되는 인버터에 비상정지신호 입력시 인버터 잔류 에너지 방전을 가속화하기 위한 인버터 제어 방법으로서,
    상기 인버터로의 비상정지신호 입력여부를 확인하는 단계;
    상기 비상정지신호가 인가되면, I/O 고장출력릴레이신호를 발생시켜 상기 입력전원을 차단하는 단계; 및
    상기 인버터의 평활부 잔류 에너지 방전 프로세스와 팬 구동을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 인버터가 전류제어를 수행하는 경우,
    상기 인버터의 평활부 잔류 에너지 방전 프로세스는,
    DC 여자 프로세스를 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 인버터가 V/F 제어를 수행하는 경우,
    상기 인버터의 평활부 잔류 에너지 방전 프로세스는,
    제로벡터운전을 수행하는 단계를 포함하는 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인버터의 평활부 잔류 에너지 방전 프로세스는,
    상기 인버터에 저전압트립 발생여부를 확인하는 단계; 및
    상기 인버터의 평활부 전압이 설정치 전압값 미만인지 판단하는 단계를 더 포함하는 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 DC 여자 프로세스를 수행하는 단계는,
    상기 인버터에서 출력되는 abc 좌표계의 전류를 회전좌표계의 전류로 변환하는 단계;
    상기 회전좌표계의 전류와 전류지령을 이용하여 회전좌표계의 전압지령을 생성하는 단계;
    상기 회전좌표계의 전압지령을 정지좌표계의 전압지령으로 변환하는 단계; 및
    상기 정지좌표계의 전압지령을 상기 인버터에 인가하는 단계를 포함하는 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전류지령은 상기 인버터의 평활부 전압값을 갖는 d축 전류지령과 "0"값을 갖는 q축 전류지령을 포함하는 제어 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 인버터에 저전압트립 발생여부를 확인하는 단계에서,
    상기 저전압트립이 발생한 경우에는, 상기 인버터의 평활부 잔류 에너지 방전 프로세스를 다시 수행하는 제어 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 인버터의 평활부 전압이 설정치 전압값 미만인지 판단하는 단계에서,
    상기 인버터의 평활부 전압이 설정치 전압값 미만이면 상기 DC 여자 프로세스 또는 상기 제로벡터운전과 상기 팬 구동을 종료하는 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 설정치 전압값은 상기 인버터의 SMPS가 off되는 전압값보다 큰 것을 특징으로 하는 제어 방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109951118A (zh) 2017-12-20 2019-06-28 广州汽车集团股份有限公司 控制直流母线放电方法、装置、设备及存储介质
CN109951126B (zh) * 2017-12-20 2020-12-11 广州汽车集团股份有限公司 控制直流母线放电方法、系统、计算机设备及存储介质
KR102022977B1 (ko) * 2018-02-26 2019-09-19 엘에스산전 주식회사 인버터 제어장치 및 방법
CN110107997B (zh) * 2019-05-28 2021-05-25 芜湖美智空调设备有限公司 空调器的控制方法、装置及空调器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004015892A (ja) * 2002-06-05 2004-01-15 Toshiba Corp インバータの制御装置及び電気自動車
JP2014227169A (ja) * 2013-05-20 2014-12-08 エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. インバータシステムにおける電力ケーブルの状態検出方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04207986A (ja) * 1990-11-30 1992-07-29 Hitachi Ltd インバータ装置
JP3289567B2 (ja) * 1995-08-31 2002-06-10 トヨタ自動車株式会社 インバータ内部蓄電手段の放電装置
US6396244B2 (en) * 2000-04-07 2002-05-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric element control apparatus, battery system, and inverter motor system
JP3689313B2 (ja) 2000-06-06 2005-08-31 デンヨー株式会社 インバータの過電圧保護装置
KR100841651B1 (ko) 2007-03-05 2008-06-27 엘에스산전 주식회사 인버터 제어 장치 및 방법
DE102007022515A1 (de) * 2007-05-14 2008-11-20 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Steuereinheit zur Ansteuerung einer elektrischen Maschine
US7944161B2 (en) * 2008-03-12 2011-05-17 GM Global Technology Operations LLC DC bus discharge in an electric motor system
EP2341609B1 (en) 2008-10-15 2018-05-02 Panasonic Corporation Motor control device
JP5375052B2 (ja) * 2008-11-28 2013-12-25 日産自動車株式会社 インバータの放電装置
WO2010131340A1 (ja) * 2009-05-13 2010-11-18 トヨタ自動車株式会社 車両の電力変換装置およびそれを搭載する車両
KR20110045426A (ko) 2009-10-27 2011-05-04 현대자동차주식회사 Ｄｃ/ｄｃ 컨버터 고장시 차량 운전 유지를 위한 비상 동작 장치 및 방법
KR20110004389U (ko) 2009-10-28 2011-05-04 (주)티피에스 고속 절체형 무정전 인버터 장치
JP2011200105A (ja) * 2010-02-26 2011-10-06 Denso Corp 回転機の制御装置
KR101327591B1 (ko) * 2012-07-02 2013-11-12 엘에스산전 주식회사 인버터의 직류링크 커패시터 진단장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004015892A (ja) * 2002-06-05 2004-01-15 Toshiba Corp インバータの制御装置及び電気自動車
JP2014227169A (ja) * 2013-05-20 2014-12-08 エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. インバータシステムにおける電力ケーブルの状態検出方法

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