KR102093784B1 - Switching apparatus for driving aircraft actuator and switching method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 항공기 액추에이터의 구동을 제어하기 위해 스위칭 되는 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치 및 이의 스위칭 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치는 항공기 액추에이터에 구동력을 제공하는 모터, 항공기에 제공되는 전압의 직류 전원을 모터에 제공되는 전압의 직류 전원으로 변환하며 전류 불연속 모드로 동작되는 DC-DC 컨버터(converter) 및 DC-DC 컨버터로부터 제공된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 모터에 제공하며 전류 불연속 모드로 작동될 때 모터의 작동을 제어하도록 스위칭 되는 DC-AC 인버터(inverter)를 포함한다.The present invention relates to a switching device for driving an aircraft actuator that is switched to control driving of the aircraft actuator, and a switching method thereof. A switching device for driving an actuator of an aircraft according to the present invention converts a DC power of a voltage provided to the motor, a motor providing driving force to the aircraft actuator, and a DC-DC converter operated in a current discontinuous mode. and a DC-AC inverter that converts DC power provided from a DC-DC converter to AC power and provides it to the motor, and is switched to control the operation of the motor when operating in a current discontinuous mode.

Description

항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치 및 이의 스위칭 방법{SWITCHING APPARATUS FOR DRIVING AIRCRAFT ACTUATOR AND SWITCHING METHOD THEREOF}SWITCHING APPARATUS FOR DRIVING AIRCRAFT ACTUATOR AND SWITCHING METHOD THEREOF}

본 발명은 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치 및 이의 스위칭 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 항공기 액추에이터의 구동을 제어하기 위해 스위칭 되는 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치 및 이의 스위칭 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a switching device for driving an aircraft actuator and a switching method thereof, and more particularly, to a switching device for driving an aircraft actuator that is switched to control the driving of an aircraft actuator and a switching method thereof.

일반적으로 항공기는 다양한 비행 조작을 위해 다양한 기계적인 구조들을 포함한다. 예를 들어, 항공기는 피치(pitch), 롤(roll) 및 요(yaw)의 3개의 축을 기준으로 선회 등과 같은 다양한 방향 전환 비행 운동된다. 이러한 항공기의 다양한 비행 운동을 위해서 날개에는 승강타 및 방향타 등과 같은 다양한 방향 전환기구가 배치된다.In general, an aircraft includes various mechanical structures for various flight operations. For example, the aircraft is in various directional flight movements, such as turning around three axes of pitch, roll, and yaw. For various flight movements of the aircraft, various direction changing mechanisms such as an elevator and a rudder are disposed on the wing.

여기서, 항공기의 방향 전환을 위해 사용되는 승강타 및 방향타 등과 같은 다양한 방향 전환 기구는 항공기 액추에이터에 의해서 작동된다. 항공기 액추에이터는 전기적인 신호에 따라 작동되는 전기식(전동식) 액추에이터가 주로 사용된다. 전기식 액추에이터로 사용되는 항공기 액추에이터는 구동용 스위칭 장치의 스위칭 작동에 의해 제어된다.Here, various direction changing mechanisms, such as a rudder and a rudder, used to change the direction of the aircraft are operated by aircraft actuators. Aircraft actuators are mainly used electric (electric) actuators that operate according to electrical signals. Aircraft actuators used as electric actuators are controlled by the switching operation of the switching device for driving.

한편, 도 1은 의 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치의 개략 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치(1000)는 모터(1100), DC-DC 컨버터(converter)(1300), DC-AC 인버터(inverter)(1500) 및 커패시터(capacitor)(1600)를 포함한다.On the other hand, Figure 1 is a schematic configuration diagram of a switching device for driving the actuator of the aircraft. As shown in Figure 1, the conventional aircraft actuator driving switching device 1000 includes a motor 1100, a DC-DC converter (1300), a DC-AC inverter (1500) and a capacitor (capacitor) ) (1600).

모터(1100)는 항공기 액추에이터(미도시)에 구동력을 제공한다. DC-DC 컨버터(1300)는 항공기에 제공되는 전압의 직류 전원을 모터(1100)에 제공되는 전압을 직류 전원으로 변환한다. DC-AC 인버터(1500)는 DC-DC 컨버터(1300)로부터 변환된 직류 전원을 모터(1100)에 사용되는 교류 전원으로 변환한다. DC-AC 인버터(1500)는 복수 개의 스위칭 소자(1520)를 포함하며, 복수 개의 스위칭 소자(1520)는 모터(1100)의 작동을 제어하기 위해 선택적으로 스위칭 된다. 커패시터(1600)는 DC-DC 컨버터(1300)와 DC-AC 인버터(1500) 사이에 배치되어 DC-DC 컨버터(1300)로부터 DC-AC 인버터(1500)로 제공되는 직류 전원의 에너지를 버퍼링 하는 역할을 한다.The motor 1100 provides driving force to an aircraft actuator (not shown). The DC-DC converter 1300 converts the DC power of the voltage provided to the aircraft to the DC power of the motor 1100. The DC-AC inverter 1500 converts the DC power converted from the DC-DC converter 1300 into AC power used in the motor 1100. The DC-AC inverter 1500 includes a plurality of switching elements 1520, and the plurality of switching elements 1520 are selectively switched to control the operation of the motor 1100. The capacitor 1600 is disposed between the DC-DC converter 1300 and the DC-AC inverter 1500 to buffer energy of DC power provided from the DC-DC converter 1300 to the DC-AC inverter 1500. Do it.

그런데, 도 1에 도시된 종래의 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치(1000)는 커패시터(1600)를 사이에 두고 DC-DC 컨버터(1300)와 DC-AC 인버터(1500)가 상호 별도로 제어된다. 이러한 종래의 DC-DC 컨버터(1300)와 DC-AC 인버터(1500)가 별도로 제어되어 스위칭 손실이 발생되고, 스위칭 손실이 발생됨에 따라 전력 변환 효율의 저감될 뿐만 아니라 발열량이 증가함으로써 발열을 해소하기 위해 필수적으로 방열 장치가 필요하여 항공기의 중량을 증가시키는 문제점이 있다.However, in the conventional aircraft actuator driving switching apparatus 1000 illustrated in FIG. 1, the DC-DC converter 1300 and the DC-AC inverter 1500 are separately controlled with the capacitor 1600 interposed therebetween. The conventional DC-DC converter 1300 and the DC-AC inverter 1500 are separately controlled to generate a switching loss, and as the switching loss is generated, not only the power conversion efficiency is reduced, but the heating amount is increased to solve the heat generation. There is a problem in that a heat dissipation device is necessary in order to increase the weight of the aircraft.

대한민국 등록특허공보 제10-1313676호; 전자기 릴레이 조립체Republic of Korea Patent Registration No. 10-1313676; Electromagnetic relay assembly

본 발명의 목적은 DC-DC 컨버터와 DC-AC 인버터로 구성되어 모터를 작동을 제어하기 위해 스위칭 소자를 스위칭 하는 방식을 개선하여 스위칭 손실을 최소화 하는 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치 및 이의 스위칭 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a switching device for driving an actuator of an aircraft and a switching method for minimizing switching loss by improving a method of switching a switching element to control operation of a motor composed of a DC-DC converter and a DC-AC inverter. Is to do.

또한, 본 발명의 목적은 C-DC 컨버터와 DC-AC 인버터로 구성되어 모터를 작동을 제어하기 위해 스위칭 소자를 스위칭 하는 방식을 개선하여 스위칭 시의 발열량을 최소화 하는 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치 및 이의 스위칭 방법도 제공하는 것이다.In addition, the object of the present invention is composed of a C-DC converter and a DC-AC inverter to improve the method of switching the switching element to control the operation of the motor, and the switching device for driving the actuator of the aircraft to minimize the amount of heat generated during switching and its It also provides a switching method.

상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 항공기 액추에이터에 구동력을 제공하는 모터와, 상기 항공기에 제공되는 전압의 직류 전원을 상기 모터에 제공되는 전압의 직류 전원으로 변환하며 전류 불연속 모드로 동작되는 DC-DC 컨버터(converter)와, 상기 DC-DC 컨버터로부터 제공된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 상기 모터에 제공하며 상기 전류 불연속 모드로 작동될 때 상기 모터의 작동을 제어하도록 스위칭 되는 DC-AC 인버터(inverter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치에 의해 이루어진다.A solution for solving the above problems is a motor that provides a driving force to an aircraft actuator according to the present invention, and converts a DC power supply of the voltage provided to the aircraft into a DC power supply of the voltage provided to the motor, and operates in DC current discontinuous mode. -DC converter (DC converter) and a DC-AC inverter that converts direct current power supplied from the DC-DC converter to AC power and provides it to the motor, and is switched to control the operation of the motor when operating in the current discontinuous mode ( It is made by a switching device for driving an aircraft actuator, characterized in that it comprises an inverter.

여기서, 상기 모터는 3상의 교류 전동기이며, 상기 DC-AC 인버터는 상기 3상의 교류 전동기를 스위칭 하기 위해 복수 개의 스위칭 소자를 포함할 수 있다.Here, the motor is a three-phase AC motor, and the DC-AC inverter may include a plurality of switching elements to switch the three-phase AC motor.

상기 DC-AC 인버터는 상기 DC-DC 컨버터가 상기 전류 불연속 모드로 작동 중 전류가 0이 되는 시점과 동시에 스위칭 작동될 수 있다.The DC-AC inverter may be switched at the same time as when the current becomes 0 while the DC-DC converter is operating in the current discontinuous mode.

한편, 상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 (a) 전류 불연속 모드로 동작되며 항공기에 제공되는 전압의 직류 전원을 3상의 교류 전동기에 제공되는 전압의 직류 전원으로 변환하는 DC-DC 컨버팅(converting) 단계와, (b) 상기 (a) 단계에서 제공된 직류 전원을 상기 3상의 교류 전동기에 제공되는 교류 전원으로 DC-AC 인버팅(inverting) 하는 단계와, (c) 상기 (b) 단계에서 상기 (a) 단계의 상기 전류 불연속 모드 동작 시 상기 3상의 교류 전동기를 제어하도록 스위칭 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치의 스위칭 방법에 의해 이루어진다.On the other hand, the solution of the above problem is, in accordance with the present invention, (a) DC-DC converting DC current of the voltage provided to the aircraft to the DC power of the voltage provided to the three-phase AC motor operated in the discontinuous mode ( converting) step, (b) DC-AC inverting the DC power provided in step (a) into AC power provided in the three-phase AC motor, and (c) in step (b) It comprises a step of switching to control the three-phase AC motor when the current discontinuous mode operation of the step (a) is made by a switching method of a switching device for driving an actuator of an aircraft.

여기서, 상기 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치는 상기 3상의 교류 전동기에 대응되는 복수 개의 스위칭 소자를 포함하며, 상기 (c) 단계는 상기 (a) 단계의 상기 전류 불연속 모드 동작 중 전류가 O인 시점에 상기 3상의 교류 전동기에 대응되어 동시에 상기 3상의 교류 전동기의 작동을 제어하는 복수 개의 상기 스위칭 소자를 선택적으로 스위칭 할 수 있다.Here, the switching device for driving the actuator of the aircraft includes a plurality of switching elements corresponding to the three-phase alternating current motor, and step (c) is when the current is O during the current discontinuous mode operation of step (a). Corresponding to the three-phase AC motor, it is possible to selectively switch a plurality of switching elements that simultaneously control the operation of the three-phase AC motor.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명에 따른 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치 및 이의 스위칭 방법의 효과는 DC-DC 컨버터와 DC-AC 인버터 사이에 커패시터와 같은 버퍼 수단을 배치하지 않고 DC-DC 컨버터와 DC-AC 인버터를 통합 제어, 특히 DC-DC 컨버터가 전류 불연속 모드로 동작 시 전류 값이 O이 되는 시점과 동시에 DC-AC 인버터가 스위칭 작동되어 스위칭 손실을 저감할 수 있으므로, 전력 변환 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 발열량을 저감하여 방열 장치의 사용을 줄여서 항공기의 중량도 저감시킬 수 있다.The effect of the switching device for driving an actuator of an aircraft according to the present invention and its switching method is to control the DC-DC converter and the DC-AC inverter without arranging a buffer means such as a capacitor between the DC-DC converter and the DC-AC inverter, In particular, when the DC-DC converter operates in the current discontinuous mode, the DC-AC inverter can be switched at the same time as the current value becomes O, reducing switching losses, and thus improving power conversion efficiency and reducing heat generation, thereby dissipating heat. The weight of the aircraft can be reduced by reducing the use of the device.

도 1은 종래의 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치의 개략 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치의 개략 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치의 DC-DC 컨버터(converter)의 전류 불연속 모드의 시간-전류의 관계를 도시한 그래프,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치의 전류 불연속 모드에 따른 DC-AC 인버터(inverter)의 복수 개의 스위칭 소자의 스위칭 그래프,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치의 스위칭 방법의 흐름도이다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional aircraft actuator driving switching device,
2 is a schematic configuration diagram of a switching device for driving an actuator of an aircraft according to an embodiment of the present invention;
3 is a graph showing a relationship between time-current in a current discontinuous mode of a DC-DC converter of a switching device for driving an aircraft actuator according to an embodiment of the present invention,
4 is a switching graph of a plurality of switching elements of a DC-AC inverter according to a current discontinuous mode of a switching device for driving an actuator of an aircraft according to an embodiment of the present invention;
5 is a flowchart of a switching method of an aircraft actuator driving switching device according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치 및 이의 스위칭 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a switching device for driving an aircraft actuator and a switching method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

설명하기에 앞서, 본 발명의 사상은 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치 및 이의 스위칭 방법에 대해 한정하여 이하에서 기재되어 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 전기식(전동식) 액추에이터 구동용 스위칭 장치에도 적용될 수 있음을 미리 밝혀둔다.Prior to the description, the spirit of the present invention is described below with regard to the aircraft actuator driving switching device and its switching method, but is not limited thereto, and can be applied to various electric (electric) actuator driving switching devices in advance. Reveal.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치의 개략 구성도, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치의 DC-DC 컨버터(converter)의 전류 불연속 모드의 시간-전류의 관계를 도시한 그래프, 그리고 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치의 전류 불연속 모드에 따른 DC-AC 인버터(inverter)의 복수 개의 스위칭 소자의 스위칭 그래프이다.Figure 2 is a schematic configuration diagram of a switching device for driving an aircraft actuator according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a current discontinuous mode of the DC-DC converter (converter) of the switching device for driving an aircraft actuator according to an embodiment of the present invention A graph showing the relationship between time and current, and FIG. 4 is a switching graph of a plurality of switching elements of a DC-AC inverter according to a current discontinuous mode of a switching device for driving an aircraft actuator according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치(10)는 모터(100), DC-DC 컨버터(converter)(300) 및 DC-AC 인버터(inverter)(500)를 포함한다.2 to 4, the switching device 10 for driving an aircraft actuator according to an embodiment of the present invention includes a motor 100, a DC-DC converter 300, and a DC-AC inverter ) 500.

모터(100)는 항공기 액추에이터(미도시)에 구동력을 제공하도록 마련된다. 본 발명의 일 실시 예로서, 모터(100)는 3상의 교류 전동기로 마련된다. 모터(100)는 DC-AC 인버터(500)의 후술할 복수 개의 스위칭 소자(520)의 스위칭에 따라 작동이 제어된다.The motor 100 is provided to provide driving force to an aircraft actuator (not shown). As an embodiment of the present invention, the motor 100 is provided with a three-phase AC motor. The operation of the motor 100 is controlled according to switching of a plurality of switching elements 520 to be described later of the DC-AC inverter 500.

DC-DC 컨버터(300)는 항공기에 제공되는 전압의 직류 전원을 모터(100)에 제공되는 전압의 직류 전원으로 변환, 즉 컨버팅 한다. DC-DC 컨버터(300)는 항공기 내의 일정한 전압의 직류 전원을 모터(100)가 작동될 수 있는 전압의 직류 전원으로 컨버팅 한다. 본 발명의 DC-DC 컨버터(300)는 직류 불연속 모드로 전압의 직류 전원을 컨버팅 한다. 도 3의 시간-전류의 그래프에 도시된 바와 같이, DC-DC 컨버터(300)는 t1의 구간에서 i1의 전류 값을 가지며, t2의 구간에서 i1의 전류 값 대비 하강된 i2의 전류 값을 갖는다. 그리고, DC-DC 컨버터(300)는 t3의 구간에서 전류 값이 0이 되는 i0의 전류 값을 갖는다. 즉, DC-DC 컨버터(300)는 t1부터 t3의 시간의 흐름에 따른 구간에서 전류 값이 i1, i2, i0로의 상승, 하강 및 0이 되는 전류 불연속 모드로 작동된다.The DC-DC converter 300 converts, that is, converts DC power of the voltage provided to the aircraft to DC power of the voltage provided to the motor 100. The DC-DC converter 300 converts a DC voltage of a constant voltage in the aircraft into a DC power of a voltage at which the motor 100 can operate. The DC-DC converter 300 of the present invention converts a DC power supply of voltage in a DC discontinuous mode. As shown in the graph of the time-current of FIG. 3, the DC-DC converter 300 has a current value of i1 in a period of t1 and a current value of i2 that is lower than a current value of i1 in a period of t2. . In addition, the DC-DC converter 300 has a current value of i0 such that a current value becomes 0 in a period of t3. That is, the DC-DC converter 300 operates in a current discontinuous mode in which the current values rise, fall, and zero to i1, i2, and i0 in a section over time from t1 to t3.

다음으로 DC-AC 인버터(500)는 DC-DC 컨버터(300)로부터 제공된 직류 전원을 모터(100)에 제공될 수 있는 교류 전원으로 변환, 즉 인버팅 한다. 또한, DC-AC 인버터(500)는 DC-DC 컨버터(300)가 전류 불연속 모드로 작동될 때 모터(100)의 작동을 제어하도록 스위칭 된다. DC-AC 인버터(500)는 모터(100)의 작동을 제어하기 위해 복수 개의 스위칭 소자(520)를 포함한다. 도 4에 도시된 바와 같이, DC-AC 인버터(500)는 a, b, c로 표현된 3상의 교류 전동기인 모터(100)의 작동을 제어하기 위해 6개의 스위칭 소자(520)가 사용된다. 스위칭 소자(520)는 1, 0의 스위칭 신호로 구분되어 작동된다.Next, the DC-AC inverter 500 converts DC power provided from the DC-DC converter 300 into AC power that can be provided to the motor 100, that is, inverts it. In addition, the DC-AC inverter 500 is switched to control the operation of the motor 100 when the DC-DC converter 300 is operated in the current discontinuous mode. The DC-AC inverter 500 includes a plurality of switching elements 520 to control the operation of the motor 100. As shown in FIG. 4, the DC-AC inverter 500 uses six switching elements 520 to control the operation of the motor 100, which is a three-phase AC motor represented by a, b, and c. The switching element 520 is divided into 1 and 0 switching signals to operate.

상세하게 DC-AC 인버터(500)는 DC-DC 컨버터(300)가 전류 불연속 모드 중 전류 값이 0이 되시는 시점, 즉 도 3을 참고하면 t3의 구간에서 스위칭 소자(520)가 스위칭 된다. 보다 상세하게 도 4를 참조하면 설명하면, DC-AC 인버터(500)는 전류의 그래프에 따라 전류 값이 0이 되는 시점에 스위칭 된다. 예를 들면 전류 불연속 모드에서 전류 값이 0이 되는 시점 마다 a의 On 제어 신호를 제공하기 위해 스위칭, b의 On 제어 신호를 위해 스위칭 및 c의 On 제어 신호를 위해 스위칭이 이루어지고, 또한, c의 Off 제어 신호를 제공하기 위해 스위칭, b의 Off 제어 신호를 위해 스위칭 및 c의 Off 제어 신호를 위해 스위칭이 이루어진다. 즉, DC-AC 인버터(500)는 전류 값이 O이 되는 시점과 동시에 스위칭 된다.In detail, in the DC-AC inverter 500, the switching element 520 is switched in a period t3 when the DC-DC converter 300 has a current value of 0 in the current discontinuous mode, that is, referring to FIG. 3. Referring to FIG. 4 in more detail, the DC-AC inverter 500 is switched when the current value becomes 0 according to the graph of the current. For example, in the current discontinuous mode, switching is performed to provide an On control signal of a every time the current value becomes 0, switching for an On control signal of b, and switching for an On control signal of c. Switching is performed to provide the Off control signal of, switching for the Off control signal of b, and switching for the Off control signal of c. That is, the DC-AC inverter 500 is switched at the same time as the current value becomes O.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치(10)는 도 1에 도시된 종래의 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치(1000)와 달리, DC-DC 컨버터(300)와 DC-AC 인버터(500) 사이에 커패시터(1600)를 배치하지 않은 기술적 특징을 갖는다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치(10)는 DC-DC 컨버터(300)와 DC-AC 인버터(500) 사이에 전류의 에너지 버퍼링 역할을 하는 커패시터(미도시)가 배치되어 있지 않음에 따라 DC-DC 컨버터(300)와 DC-AC 인버터(500)의 작동을 동시에 제어할 수 있다.On the other hand, the aircraft actuator driving switching device 10 according to an embodiment of the present invention, unlike the conventional aircraft actuator driving switching device 1000 shown in Figure 1, DC-DC converter 300 and DC-AC inverter It has a technical feature not to arrange the capacitor 1600 between (500). That is, the switching device 10 for driving an aircraft actuator according to an embodiment of the present invention includes a capacitor (not shown) that serves as an energy buffering current between the DC-DC converter 300 and the DC-AC inverter 500. According to the arrangement, the operation of the DC-DC converter 300 and the DC-AC inverter 500 can be simultaneously controlled.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치의 스위칭 방법의 흐름도이다.5 is a flowchart of a switching method of an aircraft actuator driving switching device according to an embodiment of the present invention.

이러한 구성에 의해 본 발명의 실시 예에 따른 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치(10)의 스위칭 방법은 다음과 같다.By this configuration, the switching method of the switching device 10 for driving an actuator of an aircraft according to an embodiment of the present invention is as follows.

도 5에 도시된 바와 같이, DC-DC 컨버터(300)는 전류 불연속 모드로 작동하여 항공기에 제공되는 전압의 직류 전원을 모터(100)에 제공될 수 있는 전압의 직류 전원으로 변환한다(S100). DC-DC 컨버터(300)로부터 제공된 직류 전원을 모터(100)에서 작동될 수 있는 교류 전원으로 변환한다(S300).As shown in FIG. 5, the DC-DC converter 300 operates in the current discontinuous mode to convert the DC power of the voltage provided to the aircraft into the DC power of the voltage that can be provided to the motor 100 (S100). . The DC power supplied from the DC-DC converter 300 is converted into an AC power that can be operated in the motor 100 (S300).

여기서, S300 단계에서 전류 불연속 모드 동작 시 전류 값이 O인지 판단한다(S500). S500 단계에서 전류 값이 0으로 판단되면 3상의 교류 전동기인 모터(100)를 제어하도록 DC-AC 인버터(500)는 스위칭 한다(S700). 이때, S300 단계와 S500 단계는 동시에 이루어진다. 즉, 전류 불연속 모드 동작 시 전류 값이 0이 되는 시점에 DC-AC 인버터(500)의 복수 개의 스위칭 소자(520)는 선택적으로 스위칭 된다.Here, in step S300, it is determined whether the current value is O during the current discontinuous mode operation (S500). If the current value is determined to be 0 in step S500, the DC-AC inverter 500 switches to control the motor 100, which is a three-phase AC motor (S700). At this time, steps S300 and S500 are performed simultaneously. That is, in the current discontinuous mode operation, the plurality of switching elements 520 of the DC-AC inverter 500 are selectively switched when the current value becomes 0.

이에, DC-DC 컨버터와 DC-AC 인버터 사이에 커패시터와 같은 버퍼 수단을 배치하지 않고 DC-DC 컨버터와 DC-AC 인버터를 통합 제어, 특히 DC-DC 컨버터가 전류 불연속 모드로 동작 시 전류 값이 O이 되는 시점과 동시에 DC-AC 인버터가 스위칭 작동되어 스위칭 손실을 저감할 수 있으므로, 전력 변환 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 발열량을 저감하여 방열 장치의 사용을 줄여서 항공기의 중량도 저감시킬 수 있다.Accordingly, the DC-DC converter and the DC-AC inverter are integrated control without placing a buffer means such as a capacitor between the DC-DC converter and the DC-AC inverter, especially when the DC-DC converter operates in the current discontinuous mode. Since the DC-AC inverter is switched at the same time as it becomes O, switching losses can be reduced, and not only the power conversion efficiency can be improved, but also the amount of heat generated by reducing the amount of heat generated can be used to reduce the weight of the aircraft.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. You can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and it should be interpreted that all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention. do.

10: 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치
100: 모터 300: DC-DC 컨버터(converter)
500: DC-AC 인버터(inverter) 520: 스위칭 소자10: switching device for driving an actuator of an aircraft
100: motor 300: DC-DC converter (converter)
500: DC-AC inverter 520: switching element

Claims (5)

항공기 액추에이터에 구동력을 제공하는 모터와;
상기 항공기에 제공되는 전압의 직류 전원을 상기 모터에 제공되는 전압의 직류 전원으로 변환하며, 전류 불연속 모드로 동작되는 DC-DC 컨버터(converter)와;
상기 DC-DC 컨버터로부터 제공된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 상기 모터에 제공하며, 상기 전류 불연속 모드로 작동될 때 상기 모터의 작동을 제어하도록 스위칭 되는 DC-AC 인버터(inverter)를 포함하며,
상기 전류 불연속 모드는 전류 값이 0, 상승, 하강 및 0으로 변경되는 전류 값의 변화이고, 상기 DC-AC 인버터는 상기 DC-DC 컨버터가 상기 전류 불연속 모드 작동 시 동시에 스위칭 되는 것을 특징으로 하는 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치.
A motor that provides driving force to the aircraft actuator;
A DC-DC converter that converts a DC power supply of the voltage provided to the aircraft into a DC power supply of the voltage provided to the motor, and operates in a current discontinuous mode;
A DC-AC inverter that is switched to control the operation of the motor when it is operated in the current discontinuous mode, converting the DC power provided from the DC-DC converter to AC power,
The current discontinuous mode is a change in current value in which the current value is changed to 0, rising, falling, and 0, and the DC-AC inverter is switched simultaneously when the DC-DC converter operates the current discontinuous mode. Actuator-driven switching device.
제 1항에 있어서,
상기 모터는 3상의 교류 전동기이며, 상기 DC-AC 인버터는 상기 3상의 교류 전동기를 스위칭 하기 위해 복수 개의 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치.
According to claim 1,
The motor is a three-phase AC motor, and the DC-AC inverter is a switching device for driving an actuator of an aircraft, characterized in that it comprises a plurality of switching elements for switching the three-phase AC motor.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 DC-AC 인버터는 상기 DC-DC 컨버터가 상기 전류 불연속 모드로 작동 중 전류가 0이 되는 시점과 동시에 스위칭 작동되는 것을 특징으로 하는 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치.
The method according to claim 1 or 2,
The DC-AC inverter is a switching device for driving an actuator of an aircraft, characterized in that the DC-DC converter is switched at the same time as the current becomes 0 during operation in the current discontinuous mode.
(a) 전류 불연속 모드로 동작되며, 항공기에 제공되는 전압의 직류 전원을 3상의 교류 전동기에 제공되는 전압의 직류 전원으로 변환하는 DC-DC 컨버팅(converting) 단계와;
(b) 상기 (a) 단계에서 제공된 직류 전원을 상기 3상의 교류 전동기에 제공되는 교류 전원으로 DC-AC 인버팅(inverting) 하는 단계와;
(c) 상기 (b) 단계에서 상기 (a) 단계의 상기 전류 불연속 모드 동작 시, 상기 3상의 교류 전동기를 제어하도록 스위칭 하는 단계를 포함하며,
상기 전류 불연속 모드는 전류 값이 0, 상승, 하강 및 0으로 변경되는 전류 값의 변화이고, 상기 DC-AC 인버팅 단계는 상기 DC-DC 컨버팅 단계에서 상기 전류 불연속 모드 작동 시 동시에 스위칭 하는 것을 특징으로 하는 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치의 스위칭 방법.
(a) a DC-DC converting step of operating in a current discontinuous mode and converting a DC power of a voltage provided to an aircraft into a DC power of a voltage provided to a three-phase AC motor;
(b) DC-AC inverting the DC power provided in step (a) into AC power provided in the three-phase AC motor;
(c) in step (b), in the current discontinuous mode operation of step (a), switching to control the three-phase alternating current motor,
The current discontinuous mode is a change in current value in which the current value is changed to 0, rising, falling, and 0, and the DC-AC inverting step switches simultaneously when the current discontinuous mode is operated in the DC-DC converting step. A switching method of a switching device for driving an actuator of an aircraft.
제 4항에 있어서,
상기 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치는 상기 3상의 교류 전동기에 대응되는 복수 개의 스위칭 소자를 포함하며,
상기 (c) 단계는 상기 (a) 단계의 상기 전류 불연속 모드 동작 중 전류가 O인 시점에 상기 3상의 교류 전동기에 대응되어 동시에 상기 3상의 교류 전동기의 작동을 제어하는 복수 개의 상기 스위칭 소자를 선택적으로 스위칭 하는 것을 특징으로 하는 항공기 액추에이터 구동용 스위칭 장치의 스위칭 방법.The method of claim 4,
The aircraft actuator driving switching device includes a plurality of switching elements corresponding to the three-phase AC motor,
The (c) step corresponds to the three-phase AC motor at the time when the current is O during the current discontinuous mode operation of the step (a), and simultaneously selects a plurality of the switching elements that control the operation of the three-phase AC motor. Switching method of the switching device for driving the actuator of the aircraft, characterized in that the switching.
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