KR102195653B1 - 전력 회생 장치 - Google Patents

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KR102195653B1
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Abstract

본 발명은 전력 회생 장치에 관한 것으로, 전동기와 교류전원 사이에 연결된 인버터 및 상기 인버터와 분리형으로 연결되고 출력전압의 과도구간을 단축하여 상기 전동기의 회생 운전시 발생하는 회생 전력을 제어하는 컨버터를 포함한다. 따라서, 본 발명은 추가적인 제어기를 통해 컨버터 출력전압의 과도상태 구간을 단축시킴으로써 전동기의 회생 운전시 발생하는 회생 전력을 효과적으로 제어할 수 있다.

Description

전력 회생 장치 {POWER REGENERATING APPARATUS}
본 발명은 전동기의 회생 에너지를 제어하는 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컨버터 출력전압의 과도상태 구간을 단축시킴으로써 전동기의 회생 운전시 발생하는 회생 전력을 효과적으로 제어하는 전력 회생 장치에 관한 것이다.
회생 제동, 또는 전력 회생 브레이크는 토크힘으로 움직이고 있는 전동기가 폐회로 상태가 됐을 때 관성력을 이용해 바퀴 등에 달려 있는 회전자를 돌려 전동기를 발전기 기능으로 작동하게 함으로써 운동 에너지를 전기 에너지로 변환해 회수하여 제동력을 발휘하는 전기 제동 방법을 통칭하는 말이다. 발전시의 회전저항을 제동력으로서 이용할 수도 있다.
인버터 일체형 컨버터의 경우 엘리베이터의 동작의 정보를 알 수 있어서 DC 링크 전압이 안정적으로 제어된 이후에 동작을 하고 또한 인버터의 출력에너지를 컨버터의 전향보상으로 사용함으로 부하 변동에 의한 출력 전압의 변동성이 적다. 하지만 인버터 분리형 컨버터의 경우 엘리베이터 동작에 대한 정보를 제공받을 수 없으므로 부하 변동에 대한 응답성이 오직 제어기의 이득에 의존해야 하는 취약성이 있으며 특히 회생운전 시작 시 컨버터 출력 전압이 안정화되기 전 제어기의 이득 부족 현상이 발생하게 되면 DC 링크 전압 상승으로 콘덴서의 내압 정격을 넘어설 위험이 있다.
한국등록특허 제10-0141813 (1998.03.25)호는 인버터 회생에너지 제어방법에 관한 것으로, 종래에는 직류링크전압 증가에 대하여 하드웨어에만 의존하기 때문에 빠른 감속시 직류링크전압이 빠르게 증가하여 과전압 트림이 발생하거나 인버터의 출력측에 과전류가 흘러 과전류 트립이 발생하고 또한, 제동형 트랜지스터(DBTR)를 구동하는 회로가 복잡하고 히스테리시스의 값을 정확히 설정하는데 어려운 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 직류링크 전압과 인버터 출력전류를 아날로그/디지탈변환기를 통해 중앙처리부가 읽어 먼저 인버터 출력전류와 전류제한값을 비교하여 감속히 직류링크전압의 증가를 억제하기 위하여 감속비율을 늦추어 회생에너지를 줄이고, 회생 에너지가 더욱 증가하여 제동형 트랜지스터의 온 레벨까지 증가하면 트랜지스터 구동신호를 발생하여 급감속시 과전압, 과전류에 의한 인버터 트립을 방지하도록 한다.
한국공개특허 제10-2008-0034721 (2008.04.22)호는 연료전지차량 혹은 연료전지/배터리 하이브리드 차량의 모터를 구동하는 인버터 구동시스템에 있어서, 상기 연료전지 출력단과 연결된 직류링크전압단; 상기 모터를 구동 및 제어하는 인버터; 상기 직류링크전압단을 감시하는 직류링크전압레벨 감지부; 언컨트롤 제너레이터 상황발생 시 회생에너지를 바이패스시켜주기 위한 다이나믹 브레이킹 회로부 및 방전저항; 상기 회생 에너지를 변압시켜주는 플라이백 직류-직류 컨버터; 상기 플라이백 직류-직류 컨버터의 출력전압을 이용하여 보조배터리를 충전하는 배터리충전장치; 및 상기 직류링크전압이 일정 전압레벨이상이 되면 상기 다이나믹 브레이킹 회로부를 제어하여 상기 회생 에너지를 상기 보조배터리에 충전할 수 있도록 전압레벨을 제어해 주는 제어부 및 게이트 드라이버를 포함하는 모터 구동 시스템의 회생 에너지 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
한국등록특허 제10-0141813 (1998.03.25)호 한국공개특허 제10-2008-0034721 (2008.04.22)호
본 발명의 일 실시예는 컨버터 출력전압의 과도상태 구간을 단축시킴으로써 전동기의 회생 운전시 발생하는 회생 전력을 효과적으로 제어하는 전력 회생 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 PI(Proportional-integral controller) 제어기 외에 P(Proportional controller) 제어기를 추가적으로 포함하는 컨버터를 통해 전동기의 초기 운전시 발생하는 과도상태 구간을 단축시키는 전력 회생 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 컨버터의 유효전류 변화량을 제어이득으로 사용하여 컨버터 출력 전압의 과도상태 구간에서만 동작하는 전압제어기를 포함하는 전력 회생 장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 전력 회생 장치는 전동기와 교류전원 사이에 연결된 인버터 상기 인버터와 분리형으로 연결되고 출력전압의 과도구간을 단축하여 상기 전동기의 회생 운전시 발생하는 회생 전력을 제어하는 컨버터를 포함한다.
상기 컨버터는 상기 과도구간에서의 상기 출력전압을 수신하고 목표전압과 가감하여 오차를 산출하는 오차 산출부; 및 상기 오차의 보정 및 상기 과도구간에서의 속응성을 향상시키기 위해 복수의 전압 제어기들을 포함하여 구현되는 출력전압 제어부를 포함할 수 있다.
상기 복수의 전압 제어기들은 상기 오차의 보정을 수행하는 제1 제어기 및 제2 제어기로 구성되고, 상기 제2 제어기는 상기 제1 제어기와 병렬로 연결되어 상기 과도구간에서의 속응성을 향상시킬 수 있다.
상기 제1 제어기 및 제2 제어기는 각각 PI(Proportional-integral controller) 제어기 및 P(Proportional controller) 제어기로 구현될 수 있다.
상기 출력전압 제어부는 상기 과도구간에서 유효전류의 변화량을 통해 상기 제2 제어기의 제어이득을 결정할 수 있다.
상기 출력전압 제어부는 상기 출력전압이 정상구간에 도달하면 상기 제2 제어기의 동작을 잠시 중지시켰다가 상기 출력전압이 상기 정상구간에서 지속적으로 떨어지면 특정 임계 시간 경과 후에 재동작시킬 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력 회생 장치는 컨버터 출력전압의 과도상태 구간을 단축시킴으로써 전동기의 회생 운전시 발생하는 회생 전력을 효과적으로 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력 회생 장치는 PI(Proportional-integral controller) 제어기 외에 P(Proportional controller) 제어기를 추가적으로 포함하여 전동기의 초기 운전시 발생하는 컨버터 출력전압의 과도상태 구간을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력 회생 장치는 컨버터의 유효전류 변화량을 제어이득으로 사용하여 컨버터 출력 전압의 과도상태 구간에서만 동작하는 전압제어기를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 회생 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 전력 회생 장치의 컨버터를 설명하는 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전력 회생 장치의 회생 전력 제어에 따른 효과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 1에 있는 전력 회생 장치의 전력 회생 과정을 나타내는 흐름도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
전력 회생 장치(100)는 승강기(elevator)/원심분리기/자동창고/크레인 등 다양한 형태의 전동기에서 모터가 외력(중력)에 의해 회전하는 경우(즉, 회생운전시) 모터에서 발생하는 회생에너지(회생전력)를 전원측으로 되돌림으로써 에너지 절약을 꾀할 수 있다.
전동기의 제동 방식에는 2가지 종류가 있다. 저항 제동 방식은 전동기의 회생 운전시 발생하는 전력인 회생에너지를 저항기를 통해 대기중으로 방출시키는 방식에 해당한다. 회생 제동 방식은 전력 회생 장치(100)를 통해 전동기의 회생에너지를 전원측으로 되돌려주어 에너지를 절약하는 방식에 해당한다. 본 발명은 전동기의 회생운전 초기 단계에서 발생하는 회생 전력의 과도구간을 단축시킴으로써 회생에너지를 효과적으로 제어하는 전력 회생 장치(100)를 개시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 회생 장치를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 전력 회생 장치(100)는 인버터(110) 및 컨버터(120)를 포함한다.
인버터(110)는 전동기(예를 들어, PMSM(permanent magnet synchronous motor))와 교류전원 사이에 연결될 수 있다. 여기에서, 인버터(110)는 전력 변환 장치의 일종으로, 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 장치를 의미한다. 일 실시예에서, 인버터(110)는 컨버터(120)와 연결되어 컨버터(120)를 통해 받은 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 전동기에 전달할 수 있다.
컨버터(120)는 인버터(110)와 분리형으로 연결되고 출력전압의 과도구간을 단축하여 전동기의 회생 운전시 발생하는 회생 전력을 제어할 수 있다. 여기에서, 컨버터(120)는 일반적으로 교류와 직류간의 변환, 교류의 주파수 상호변환, 상수의 변환 등을 하는 장치를 의미한다. 보다 상세하게는, 교류를 직류로 변환하는 장치에 해당할 수 있다. 일 실시예에서, 전력 회생 장치(100)의 컨버터(120)는 PWM(Pulse Width Modulation) 컨버터에 해당할 수 있다. 여기에서, PWM 컨버터는 펄스 폭 변조제어에 의하여 교류를 직류로 변환하는 전력변환장치를 의미한다. 일 실시예에서, 컨버터(120)는 인버터(110)와 분리되어 연결되는 인버터 분리형 컨버터에 해당할 수 있고, 인버터 분리형 컨버터의 경우 전동기의 동작에 대한 정보를 제공받을 수 없으므로 부하 변동에 대한 응답성이 오직 전압제어기의 제어이득에 의존해야 하는 취약성이 있고 특히, 전동기의 회생 운전 시작시 컨버터(120)의 출력 전압이 안정화되기 전인 과도상태 구간에서 제어이득의 부족 현상이 발생하게 되면 DC 링크(컨버터(120)와 인버터(110)를 연결하는 직류 회로) 전압 상승으로 컨덴서의 내압 정격을 넘어설 위험이 있다. 따라서, 본 발명은 컨버터(120) 출력 전압의 과도상태 구간에서 전압 제어기의 속응성을 향상시키기 위해 제안되었다.
도 2는 도 1에 있는 전력 회생 장치의 컨버터를 설명하는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 컨버터(120)는 오차 산출부(210) 및 출력전압 제어부(220)를 포함한다.
오차 산출부(210)는 과도구간에서 컨버터(120)의 출력전압을 수신하고 목표전압과 가감하여 오차를 산출할 수 있다. 여기에서, 과도구간은 전원의 단속이나 회로안의 요소가 변화했을 때 회로상의 전류 또는 전압이 각각 정상전류 또는 정상전압이 되기까지의 과도상태의 구간을 의미할 수 있다.
출력전압 제어부(220)는 컨버터(120)의 출력전압과 목표전압의 오차를 보정하고, 컨버터(120) 출력전압의 과도구간에서 속응성을 향상시키기 위해 복수의 전압 제어기들을 포함할 수 있다. 여기에서, 속응성은 기기가 어느 정상 상태에서 다음의 정상 상태로 옮길 때 그 중간 상태에 있는 시간(과도 시간)의 장단을 나타내는 것으로, 시간이 짧을수록 속응성이 크다고 할 수 있다. 즉, 과도상태 구간이 짧을수록 제어기의 속응성이 크다고 할 수 있다. 보다 구체적으로, 출력전압 제어부(220)는 추가적인 하드웨어를 구성하지 않고, 컨버터(120)내에 별도의 전압 제어기를 추가하여 복수의 전압 제어기들을 통해 과도상태 구간을 단축시킬 수 있다. 예를 들어, 출력전압 제어부(220)는 기존의 PI 제어기(Proportional-integral controller) 또는 PID 제어기(Proportional-Integral-Derivative controller)에 P 제어기(Proportional controller)를 추가하여 컨버터의 속응성을 향상시켜 과도상태 구간을 단축시킬 수 있다.
일 실시예에서, 출력전압 제어부(220)는 제1 제어기 및 제2 제어기를 통해 복수의 전압 제어기들을 구성할 수 있다. 여기에서, 제1 및 제2 제어기들은 출력전압과 목표전압간 오차를 보정할 수 있고, 특별히 제2 제어기는 제1 제어기와 병렬로 연결되어 컨버터(120) 출력전압의 과도구간에서의 속응성을 향상시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제1 제어기는 PI 제어기로 구현될 수 있고, 제2 제어기는 P 제어기로 구현될 수 있다. 여기에서, P 제어기는 비례 제어기에 해당할 수 있고, 비례제어는 기준신호와 목표신호 사이의 차인 오차신호에 적당한 비례상수 이득(제어 이득)을 곱해서 제어신호를 만들어내는 제어기법을 의미할 수 있다. PI 제어기는 비례적분 제어기에 해당할 수 있고, 비례적분 제어는 오차신호를 적분하여 제어신호를 만들어내는 적분제어를 비례제어에 병렬로 연결하여 사용하는 제어기법을 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 출력전압 제어부(220)은 하나의 적분제어와 두개의 비례제어를 병렬로 연결하는 복수의 전압 제어기를 포함하여 컨버터(120) 출력전압의 과도구간에서의 속응성을 향상시킬 수 있다.
다른 일 실시예에서, 제1 제어기는 PID 제어기로 구현될 수 있다. PID 제어기는 비례-적분-미분 제어기에 해당할 수 있고, 실제 응용분야에서 가장 많이 사용되는 대표적인 형태의 제어기법을 의미할 수 있다. PID 제어기는 기본적으로 피드백(feedback)제어기의 형태를 가지고 있으며, 제어하고자 하는 대상의 출력값(출력전압)을 측정하여 이를 원하고자 하는 목표값(목표전압)에 해당하는 참조값(reference value) 혹은 설정값(setpoint)과 비교하여 오차(error)를 계산하고, 이 오차값(오차신호)을 이용하여 제어에 필요한 제어값(제어신호)을 계산할 수 있다. 보다 구체적으로, 출력전압 제어부(220)는 PID 제어기에 추가적인 P 제어기를 병렬 연결하여 컨버터(120) 출력전압의 과도상태 구간에서의 속응성을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에서, 출력전압 제어부(220)는 과도구간에서의 유효전류의 변화량을 통해 제2 제어기의 제어이득을 결정할 수 있다. 과도구간에서의 유효전류는 과도전류에 해당할 수 있고, 과도전류의 변화량은 (Iqe - Iqe')/t를 통해 계산할 수 있다. 즉, 제어이득(Kp)은 아래의 수학식에 의해 산출될 수 있다.
[수학식]
Figure 112018089197940-pat00001
여기에서, Kp는 제어이득을, Iqe는 현재제어기의 과도전류를, Iqe'은 이전제어기(한 제어주기 전 샘플링된)의 과도전류를, t는 제어기의 제어주기를 의미할 수 있다.
일 실시예에서, 출력전압 제어부(220)는 컨버터(120) 출력전압이 정상구간에 도달하면 제2 제어기의 동작을 중지시킬 수 있다. 여기에서, 정상구간은 과도구간에 상응하는 것으로 과도상태 구간 이후에 나타나고 회로상 안정적으로 정상전류 및 전상전압을 출력하는 정상상태 구간을 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 출력전압 제어부(220)는 과도구간의 전류 변화량을 제2 제어기의 제어이득으로 사용함으로써 일정 부하가 유지되는 전동기의 정속구간(즉, 컨버터(120) 출력전압의 정상구간)에서 제2 제어기의 제어이득이 0(Iqe - Iqe' = 0)이 될 수 있다. 결과적으로, 출력전압 제어부(220)는 컨버터의 정상구간에서 동작하는 전동기의 정속구간에서 제2 제어기를 무효화할 수 있다. 일 실시예에서, 출력전압 제어부(220)는 출력전압이 정상구간에 도달하면 제2 제어기의 동작을 잠시 중지시켰다가 출력전압이 정상구간에서 지속적으로 떨어지면 특정 임계시간 경과후에 재동작시킬수 있다. 일 실시예에서, 출력전압 제어부(220)는 출력전압의 크기에 따라 특정 임계시간을 비례적으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 출력전압 제어부(220)는 출력전압이 클수록 특정 임계시간을 길게 결정할 수 있고 출력전압이 작을수록 특정 임계시간을 짧게 결정할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 전력 회생 장치의 회생 전력 제어에 따른 효과를 나타내는 그래프이다.
전동기의 회생 운전이 시작되면 전동기에서 회생전력이 발생하고 인버터를 통과하며 그에 따라 DC 링크 전압이 상승하게 된다. 전력 회생 장치(100)는 컨버터(120)를 통해 회생전력을 교류전원측으로 되돌려서 DC링크 전압을 일정하게 유지시킬 수 있다. 일 실시예에서, 전력 회생 장치(100)는 전동기가 회생운전 구간으로 넘어가는 과도구간(310)에서 컨버터의 속응성을 향상시키기 위해 P 제어기를 추가할 수 있다. 보다 구체적으로, 전력 회생 장치(100)는 컨버터의 과도구간에서 속응성을 향상시키는 P 제어기의 추가를 통해 전동기에서 발생하는 회생전력을 빠르고 효과적으로 제어하여 전원측으로 되돌릴 수 있다. 일 실시예에서, 전력 회생 장치(100)는 P 제어기의 제어이득을 과도구간에서의 유효전류(Iqe)를 통해 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 전력 회생 장치(100)는 과도구간에서의 유효전류 기울기(320)를 P 제어기의 제어이득(Kp)으로 결정할 수 있다. 결과적으로, 전력 회생 장치(100)는 전동기(예를 들어, 엘리베이터)의 정속구간(330)에서 P 제어기의 제어이득(Kp)을 0으로 결정하여 P 제어기의 동작을 중지시킬 수 있다.
도 4는 도 1에 있는 전력 회생 장치의 전력 회생 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 4에서, 전력 회생 장치(100)는 전동기의 회생 운전 초기의 부하변동에 따라 컨버터(120)가 과도상태에 진입하면 컨버터(120)내에 P 제어기를 추가하여 컨버터 출력전압의 과도상태에서 출력전압 제어부(220)의 속응성을 향상시킬 수 있다(단계 S410 내지 S420)
전력 회생 장치(100)는 P 제어기의 제어이득을 과도구간에서의 컨버터 유효전류 변화량으로 결정할 수 있다(단계 S430).
전력 회생 장치(100)는 컨버터의 정상상태 구간에서 P 제어기의 동작을 중지시켜 P 제어기를 무효화할 수 있다(단계 S440).
따라서, 본 발명은 전동기의 회생전력을 제어하는 컨버터(120)에 PI 제어기 외에 추가로 P 제어기를 추가하여 전동기의 초기 구동 시 발생하는 과도상태에서 컨버터의 속응성을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 전력 회생 장치
110: 인버터 120: 컨버터
210: 오차 산출부 220: 출력전압 제어부
310: 과도구간
320: 유효전류 기울기
330: 정속구간

Claims (6)

  1. 전동기와 교류전원 사이에 연결된 인버터; 및
    상기 인버터와 분리형으로 연결되고, 컨버터 출력전압의 과도구간을 단축하여 상기 전동기의 회생 운전시 발생하는 회생 전력을 제어하는 컨버터를 포함하고,
    상기 컨버터는 상기 과도구간에서의 상기 컨버터 출력전압을 수신하고 목표전압과 가감하여 오차를 산출하는 오차 산출부; 및 상기 오차의 보정 및 상기 과도구간에서의 속응성을 향상시키기 위해 복수의 전압 제어기들을 포함하여 구현되는 출력전압 제어부; 를 포함하며,
    상기 복수의 전압 제어기들은 상기 오차의 보정을 수행하는 제1 제어기 및 제2 제어기로 구성되고 상기 제2 제어기는 상기 제1 제어기와 병렬로 연결되어 상기 과도구간에서의 속응성을 향상시키고,
    상기 출력전압 제어부는 상기 컨버터 출력전압이 정상구간에 도달하면 상기 제2 제어기의 동작을 잠시 중지시켰다가 상기 컨버터 출력전압이 상기 정상구간에서 지속적으로 떨어지면 특정 임계 시간 경과 후에 재동작시키는 것을 특징으로 하는 전력 회생 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 제어기 및 제2 제어기는
    PI(Proportional-integral controller) 제어기 및 P(Proportional controller) 제어기로 각각 구현되는 것을 특징으로 하는 전력 회생 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 출력전압 제어부는
    상기 과도구간에서 유효전류의 변화량을 통해 상기 제2 제어기의 제어이득을 결정하는 것을 특징으로 하는 전력 회생 장치.
  6. 삭제
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