KR102242773B1 - Motor driving device and air conditioner including the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전동기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 전동기 구동장치는, 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 맥동하는 맥동 전원을 변환하여 변환된 직류 전원을 모터로 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 모터의 속도 및 토크에 기초하여, 계통 전류 쉐이핑(shaping)을 수행하는 제1 모드 또는 계통 전류 쉐이핑을 수행하지 않는 제2 모드로, 동작하도록 제어한다. 이에 따라, 고조파 저감 및 모터 효율 향이 가능하게 된다. The present invention relates to an electric motor driving device and an air conditioner having the same. An electric motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a plurality of switching elements, an inverter that converts pulsating pulsating power and outputs the converted DC power to a motor, and a control unit that controls the inverter. , Based on the speed and torque of the motor, the system is controlled to operate in a first mode for performing system current shaping or a second mode for not performing system current shaping. Accordingly, it is possible to reduce harmonics and improve motor efficiency.

Description

전동기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기{Motor driving device and air conditioner including the same}Motor driving device and air conditioner including the same

본 발명은 전동기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 저용량의 커패시터를 사용하는 전동기 구동 장치에서 고조파 저감 및 모터 효율 향상이 가능한 전동기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것이다.The present invention relates to an electric motor driving apparatus and an air conditioner having the same, and more particularly, to an electric motor driving apparatus capable of reducing harmonics and improving motor efficiency in an electric motor driving apparatus using a low-capacity capacitor, and an air conditioner having the same. will be.

공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여, 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로서 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다. 일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다. The air conditioner is installed to provide a more comfortable indoor environment to humans by discharging cold and hot air into the room to create a pleasant indoor environment, adjusting the indoor temperature, and purifying the indoor air. In general, an air conditioner includes an indoor unit configured as a heat exchanger and installed indoors, and an outdoor unit configured with a compressor and a heat exchanger to supply refrigerant to the indoor unit.

한편, 공기조화기에 전동기가 사용되는데, 근래, 환경 문제를 고려하여, 효율적인 전력 소모를 위한 다양한 방법이 강구되고 있다. 이에 따라, 동기 전동기(Synchronous Motor; SM), 특히 영구자석을 적용한 동기 전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor; PMSM)의 사용이 증대되고 있는 추세이다.Meanwhile, an electric motor is used in an air conditioner. Recently, various methods for efficient power consumption have been devised in consideration of environmental issues. Accordingly, the use of a synchronous motor (SM), in particular a permanent magnet synchronous motor (PMSM) is increasing.

한편, 전동기 구동시, 제조 비용 저감 등을 위해, 저용량의 커패시터가 사용되고 있는 추세이다. 그러나, 저용량의 커패시터를 사용하는 경우, 커패시터 양단 전압이 맥동하게 되어, 결국, 계통 전류의 고조파가 증대되는 문제점이 있다. On the other hand, when driving an electric motor, in order to reduce manufacturing cost, etc., a low-capacity capacitor is being used. However, when a capacitor having a low capacity is used, the voltage across the capacitor pulsates, and as a result, there is a problem in that the harmonic of the system current increases.

본 발명의 목적은, 저용량의 커패시터를 사용하는 전동기 구동 장치에서 고조파 저감 및 모터 효율 향상이 가능한 전동기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide an electric motor driving apparatus capable of reducing harmonics and improving motor efficiency in an electric motor driving apparatus using a low-capacity capacitor, and an air conditioner having the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전동기 구동장치는, 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 맥동하는 맥동 전원을 변환하여 변환된 직류 전원을 모터로 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 모터의 속도 및 토크에 기초하여, 계통 전류 쉐이핑(shaping)을 수행하는 제1 모드 또는 계통 전류 쉐이핑을 수행하지 않는 제2 모드로, 동작하도록 제어한다.An electric motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a plurality of switching elements, an inverter that converts pulsating pulsating power to output the converted DC power to a motor, and a control unit that controls the inverter. Including, the control unit, based on the speed and torque of the motor, the first mode for performing the grid current shaping (shaping) or the second mode not performing the grid current shaping, and controls to operate.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기와, 압축된 냉매를 이용하여 열교환을 수행하는 열교환기와, 압축기 내의 모터를 구동하기 위한 압축기 전동기 구동 장치를 포함하고, 압축기 전동기 구동 장치는, 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 맥동하는 맥동 전원을 변환하여 변환된 직류 전원을 모터로 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 모터의 속도 및 토크에 기초하여, 계통 전류 쉐이핑(shaping)을 수행하는 제1 모드 또는 계통 전류 쉐이핑을 수행하지 않는 제2 모드로, 동작하도록 제어한다.In addition, an air conditioner according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a compressor for compressing a refrigerant, a heat exchanger for performing heat exchange using the compressed refrigerant, and a compressor motor driving device for driving a motor in the compressor. Including, the compressor motor driving apparatus includes a plurality of switching elements, the inverter for converting the pulsating pulsating power to output the converted DC power to the motor, and a control unit for controlling the inverter, the control unit, the motor Based on the speed and torque of, the system is controlled to operate in a first mode that performs system current shaping or a second mode that does not perform system current shaping.

본 발명의 일실시예에 따르면, 전동기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기는, 모터의 속도 및 토크에 기초하여, 계통 전류 쉐이핑(shaping)을 수행하는 제1 모드 또는 계통 전류 쉐이핑을 수행하지 않는 제2 모드로, 동작함으로써, 고조파 저감 및 모터 효율 향상이 가능하게 된다.According to an embodiment of the present invention, an electric motor driving device and an air conditioner having the same, based on the speed and torque of the motor, a first mode for performing system current shaping or a first mode not performing system current shaping. By operating in two modes, it becomes possible to reduce harmonics and improve motor efficiency.

특히, 모터 출력이 소정치 이상인 경우에는, 계통 전류 쉐이핑에 의해, 고조파를 저감하며, 모터 출력이 소정치 미만인 경우에는 계통 전류 쉐이핑을 하지 않고, 모터 효율이 최대화되도록 함으로써, 모터 효율 향상이 가능하게 된다.In particular, when the motor output is higher than a predetermined value, harmonics are reduced by the system current shaping, and when the motor output is less than the predetermined value, the system current shaping is not performed and the motor efficiency is maximized, thereby improving motor efficiency. do.

한편, 수명이 긴 소용량의 필름 커패시터 사용이 가능하므로, 전동기 구동장치의 신뢰도가 향상되며, 제조 비용 및 그 부피가 작아지는 효과가 발생한다.On the other hand, since it is possible to use a small-capacity film capacitor with a long life, the reliability of the motor driving device is improved, and the manufacturing cost and the volume thereof are reduced.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전동기 구동장치의 일예를 도시한 회로도이다.
도 4는 도 3의 제어부의 내부 블록도이다.
도 5는 도 3의 커패시터의 용량에 따른 dc 단 전압을 예시하는 도면이다.
도 6은 전동기의 속도와 토크 대비 제1 모드와 제2 모드를 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 제어부의 내부 블록도이다.
도 8a는 도 7의 제1 모드 동작부의 내부 블록도이다.
도 8b는 도 7의 제2 모드 동작부의 내부 블록도이다.
도 9는 도 8a의 전력 지령 생성부의 내부 블록도이다.
도 10a는 제1 모드에 의한 dc 단 전압과 계통 전류의 파형을 예시한다.
도 10b는 제2 모드에 의한 dc 단 전압과 계통 전류의 파형을 예시한다.
1 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of the outdoor unit and the indoor unit of FIG. 1.
3 is a circuit diagram showing an example of an electric motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is an internal block diagram of the control unit of FIG. 3.
5 is a diagram illustrating a dc terminal voltage according to the capacity of the capacitor of FIG. 3.
6 is a diagram illustrating a first mode and a second mode compared to the speed and torque of an electric motor.
7 is an internal block diagram of the control unit of FIG. 3 according to an embodiment of the present invention.
8A is an internal block diagram of a first mode operation unit of FIG. 7.
8B is an internal block diagram of a second mode operation unit of FIG. 7.
9 is an internal block diagram of a power command generation unit of FIG. 8A.
10A illustrates waveforms of a dc voltage and a grid current according to a first mode.
10B illustrates waveforms of a dc voltage and a grid current according to the second mode.

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

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 the constituent elements used in the following description are given in consideration of only the ease of writing in the present specification, and do not impart a particularly important meaning or role by themselves. Therefore, the "module" and "unit" may be used interchangeably with each other.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 공기조화기(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 실내기(31), 실내기(31)에 연결되는 실외기(21)를 포함할 수 있다. The air conditioner 100 according to the present invention may include an indoor unit 31 and an outdoor unit 21 connected to the indoor unit 31 as shown in FIG. 1.

공기조화기의 실내기(31)는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 도면에서는, 스탠드형 실내기(31)를 예시한다.The indoor unit 31 of the air conditioner can be applied to any of a stand type air conditioner, a wall-mounted type air conditioner, and a ceiling type air conditioner, but in the drawings, the stand type indoor unit 31 is illustrated.

한편, 공기조화기(100)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 100 may further include at least one of a ventilation device, an air cleaning device, a humidifying device, and a heater, and may operate in conjunction with the operation of the indoor unit and the outdoor unit.

실외기(21)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 21 includes a compressor (not shown) that receives and compresses a refrigerant, an outdoor heat exchanger (not shown) that exchanges heat between the refrigerant and outdoor air, and an accumulator (not shown) that extracts gaseous refrigerant from the supplied refrigerant and supplies it to the compressor. Si) and a four-way valve (not shown) for selecting a flow path of the refrigerant according to the heating operation. In addition, a plurality of sensors, valves, oil collectors, and the like are further included, but a description of the configuration thereof will be omitted below.

실외기(21)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(31)로 냉매를 공급한다. 실외기(21)는 원격제어기(미도시) 또는 실내기(31)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 가변되는 것도 가능하다. The outdoor unit 21 operates an installed compressor and an outdoor heat exchanger to compress or heat exchange the refrigerant according to a setting to supply the refrigerant to the indoor unit 31. The outdoor unit 21 may be driven by a remote controller (not shown) or a demand of the indoor unit 31. In this case, as the cooling/heating capacity is varied in correspondence with the driven indoor unit, the number of operation of the outdoor unit and the number of operation of the compressor installed in the outdoor unit may be varied.

이때, 실외기(21)는, 연결된 실내기(310)로 압축된 냉매를 공급한다. At this time, the outdoor unit 21 supplies the compressed refrigerant to the connected indoor unit 310.

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

이때, 실외기(21) 및 실내기(31)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 21 and the indoor unit 31 are connected by a communication line to transmit and receive data, and the outdoor unit and the indoor unit are connected by wire or wirelessly to a remote controller (not shown) and operate according to the control of a remote controller (not shown). can do.

리모컨(미도시)는 실내기(31)에 연결되어, 실내기로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때 리모컨은 실내기와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다. A remote control (not shown) may be connected to the indoor unit 31, input a user's control command to the indoor unit, and receive and display status information of the indoor unit. In this case, the remote control may communicate by wire or wirelessly depending on the connection type with the indoor unit.

도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.2 is a schematic diagram of the outdoor unit and the indoor unit of FIG. 1.

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

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

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

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

또한, 공기조화기(100)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.In addition, the air conditioner 100 may be composed of a cooler that cools the room, or may be configured with a heat pump that cools or heats the room.

도 1의 실외기(21) 내의 압축기(102)는, 압축기 모터(250)를 구동하는 압축기 전동기 구동장치(도 3의 200)에 의해 구동될 수 있다. The compressor 102 in the outdoor unit 21 of FIG. 1 may be driven by a compressor motor driving device (200 of FIG. 3) that drives the compressor motor 250.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전동기 구동장치의 일예를 도시한 회로도이다. 3 is a circuit diagram showing an example of an electric motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 전동기 구동장치(200)는, 정류부(210), 인버터(220), 제어부(230), 계통 전류 검출부(A), dc 단 전압 검출부(B), 직류단 커패시터(C), 및 전동기 전류 검출부(E), 계통 전압 검출부(F)를 포함할 수 있다. 또한, 도 3의 전동기 구동장치(200)는, 리액터(L1,L2) 등을 더 포함할 수도 있다.Referring to the drawings, the motor driving apparatus 200 of FIG. 3 according to an embodiment of the present invention includes a rectifying unit 210, an inverter 220, a control unit 230, a grid current detection unit A, and a single DC voltage. It may include a detection unit (B), a DC terminal capacitor (C), and an electric motor current detection unit (E), a system voltage detection unit (F). In addition, the electric motor driving apparatus 200 of FIG. 3 may further include reactors L1 and L2.

리액터(L1,L2)는, 상용 교류 전원(205, vg)과 정류부(210) 사이에 배치되어, 노이즈 제거 등의 동작을 수행할 수 있다. The reactors L1 and L2 are disposed between the commercial AC power supply 205 and v g and the rectifier 210 to perform an operation such as noise removal.

계통 전류 검출부(A)는, 상용 교류 전원(205)으로부터 입력되는 계통 전류(ig)를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 계통 전류 검출부(A)로, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 계통 전류(ig)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 전력 제어를 위해, 제어부(230)에 입력될 수 있다.The system current detection unit A can detect the system current i g input from the commercial AC power supply 205. To this end, as the system current detection unit A, a current trnasformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used. The detected system current i g is a discrete signal in the form of a pulse and may be input to the controller 230 for power control.

계통 전압 검출부(F)는, 상용 교류 전원(205)으로부터 입력되는 계통 전압(vg)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, 계통 전압 검출부(F)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 계통 전압(vg)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 전력 제어를 위해, 제어부(230)에 입력될 수 있다.The system voltage detection unit F can detect the system voltage v g input from the commercial AC power supply 205. To this end, the system voltage detection unit F may include a resistance element, an amplifier, and the like. The detected system voltage v g is a discrete signal in the form of a pulse and may be input to the controller 230 for power control.

정류부(210)는, 리액터(L1,L2)를 거친 상용 교류 전원(205)을 정류하여 출력한다. 예를 들어, 정류부(210)는, 4개의 다이오드가 연결된 풀 브릿지 다이오드를 구비할 수 있으나, 다양한 변형이 가능하다. The rectifying unit 210 rectifies and outputs the commercial AC power supply 205 that has passed through the reactors L1 and L2. For example, the rectifier 210 may include a full bridge diode to which four diodes are connected, but various modifications are possible.

커패시터(C)는, 입력되는 전원을 저장한다. 도면에서는, 직류단 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다. The capacitor C stores input power. In the drawings, one device is illustrated as a DC-link capacitor C, but a plurality of devices are provided to ensure device stability.

한편, 본 명세서에서의 직류단 커패시터(C)는, 소용량의 커패시터로서, 커패시터리스(capacitorless) 타입의 커패시터일 수 있다. 즉, 커패시터(C)는, 전해 커패시터가 아닌, 필름 타입의 커패시터일 수 있다. 이러한 커패시터리스 타입의 커패시터를 사용함으로써, 전동기 구동장치의 안정성이 향상되고, 제조 비용 및 그 부피가 작아지는 효과가 발생한다.Meanwhile, the DC link capacitor C in the present specification is a small-capacity capacitor, and may be a capacitorless type capacitor. That is, the capacitor C may be a film type capacitor, not an electrolytic capacitor. By using such a capacitorless type capacitor, the stability of the motor driving device is improved, and the manufacturing cost and the volume thereof are reduced.

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

dc 단 전압 검출부(B)는 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 스위칭 제어신호(Sic)의 생성을 위해, 제어부(230)에 입력될 수 있다.The dc terminal voltage detector B may detect the dc terminal voltage Vdc, which is both ends of the capacitor C. To this end, the dc terminal voltage detection unit B may include a resistance element, an amplifier, and the like. The detected dc terminal voltage Vdc is a discrete signal in the form of a pulse and may be input to the controller 230 to generate the inverter switching control signal Sic.

인버터(220)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 정류된 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원(va,vb,vc)으로 변환하여, 삼상 전동기(250)에 출력할 수 있다. The inverter 220 includes a plurality of inverter switching elements, converts the rectified power Vdc into a three-phase AC power supply (va, vb, vc) having a predetermined frequency, and outputs it to the three-phase motor 250.

인버터(220)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. The inverter 220 is a pair of upper and lower arm switching elements (Sa, Sb, and Sc) and lower arm switching elements (S'a, S'b, S'c) that are connected in series with each other, and a total of three pairs of upper and lower arm The switching elements are connected to each other in parallel (Sa&S'a,Sb&S'b,Sc&S'c). Diodes are connected in reverse parallel to each of the switching elements Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, S'c.

인버터(220) 내의 스위칭 소자들은 제어부(230)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원(va,vb,vc)이 삼상 전동기(250)에 출력되게 된다. The switching elements in the inverter 220 perform on/off operations of each switching element based on the inverter switching control signal Sic from the controller 230. Accordingly, the three-phase AC power supply (va, vb, vc) having a predetermined frequency is output to the three-phase motor 250.

제어부(230)는, 인버터(220)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(230)는, 전동기 전류 검출부(E)에서 검출되는 전동기에 흐르는 출력전류(io)를 입력받을 수 있다.The controller 230 may control a switching operation of the inverter 220. To this end, the controller 230 may receive an output current i o flowing to the motor detected by the motor current detection unit E.

제어부(230)는, 인버터(220)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(220)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 PWM용 스위칭 제어신호로서, 전동기 전류 검출부(E)로부터 검출되는 출력전류값(io)을 기초로 생성되어 출력된다. 제어부(230) 내의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)의 출력에 대한 상세 동작은 도 4를 참조하여 후술한다.The controller 230 outputs an inverter switching control signal Sic to the inverter 220 in order to control the switching operation of the inverter 220. The inverter switching control signal Sic is a PWM switching control signal, which is generated and output based on the output current value i o detected from the motor current detection unit E. A detailed operation of the output of the inverter switching control signal Sic in the controller 230 will be described later with reference to FIG. 4.

전동기 전류 검출부(E)는, 인버터(220)와 삼상 전동기(250) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출한다. 즉, 삼상 전동기(250)에 흐르는 전류를 검출한다. 전동기 전류 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 motor current detection unit E detects an output current i o flowing between the inverter 220 and the three-phase motor 250. That is, the current flowing through the three-phase electric motor 250 is detected. The motor current detection unit E may detect all of the output currents ia, ib, ic of each phase, or may detect the output currents of two phases using three-phase equilibrium.

전동기 전류 검출부(E)는 인버터(220)와 삼상 전동기(250) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. The motor current detection unit E may be located between the inverter 220 and the three-phase motor 250, and for current detection, a current trnasformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used.

션트 저항이 사용되는 경우, 3개의 션트 저항이, 인버터(220)와 삼상 전동기(250) 사이에 위치하거나, 인버터(220)의 3개의 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)에 일단이 각각 접속되는 것이 가능하다. 한편, 삼상 평형을 이용하여, 2개의 션트 저항이 사용되는 것도 가능하다. 한편, 1개의 션트 저항이 사용되는 경우, 상술한 커패시터(C)와 인버터(220) 사이에서 해당 션트 저항이 배치되는 것도 가능하다.When a shunt resistor is used, three shunt resistors are located between the inverter 220 and the three-phase motor 250, or the three lower arm switching elements (S'a, S'b, S'c) of the inverter 220 ) Can be connected to each end. On the other hand, using three-phase equilibrium, it is also possible to use two shunt resistors. Meanwhile, when one shunt resistor is used, a corresponding shunt resistor may be disposed between the capacitor C and the inverter 220 described above.

검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 제어부(230)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 하여 기술한다.The detected output current i o may be applied to the control unit 230 as a discrete signal in the form of a pulse, and an inverter switching control signal Sic is generated based on the detected output current io do. Hereinafter, it is assumed that the detected output current i o is the three-phase output current ia, ib, ic.

한편, 삼상 전동기(250)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 electric motor 250 includes a stator and a rotor, and each phase AC power of a predetermined frequency is applied to the coils of the stator of each phase (a, b, c phase), so that the rotor rotates. Will do.

이러한 삼상 전동기(250)는, 예를 들어, 표면 부착형 영구자석 동기전동기(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), 및 동기 릴럭턴스 전동기(Synchronous Reluctance Motor; Synrm) 등을 포함할 수 있다.Such a three-phase motor 250 is, for example, a surface-mounted permanent magnet synchronous motor (Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), a built-in permanent magnet synchronous motor (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), and synchronous It may include a reluctance motor (Synchronous Reluctance Motor; Synrm), or the like.

이 중 SMPMSM과 IPMSM은 영구자석을 적용한 동기 전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor; PMSM)이며, Synrm은 영구자석이 없는 것이 특징이다. Among them, SMPMSM and IPMSM are Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM), and Synrm is characterized by no permanent magnet.

한편, 본 발명의 실시예와 관련하여, 제어부(230)는, 모터의 속도 및 토크에 기초하여, 계통 전류 쉐이핑(shaping)을 수행하는 제1 모드 또는 계통 전류 쉐이핑을 수행하지 않는 제2 모드로, 동작하도록 제어할 수 있다.On the other hand, in relation to the embodiment of the present invention, the control unit 230 may be configured in a first mode for performing grid current shaping or a second mode for not performing grid current shaping, based on the speed and torque of the motor. , Can be controlled to operate.

특히, 제어부(230)는, 제1 모드 동작시, 계통 전류가 맥동 전압에 대응하도록 계통 전류 쉐이핑을 수행할 수 있다. In particular, during the first mode operation, the controller 230 may perform system current shaping so that the system current corresponds to the pulsating voltage.

제어부(230)는, 모터에 흐르는 출력 전류에 기초하여 연산된 속도, 및 토크 지령치에 기초하여, 제1 모드와 제2 모드 중 어느 하나를 선택하는 모드 선택부(도 7의 410)를 구비할 수 있다.The control unit 230 is provided with a mode selection unit (410 in Fig. 7) for selecting any one of the first mode and the second mode based on the speed calculated based on the output current flowing through the motor and the torque command value. I can.

제어부(230)는, 연산된 속도와 속도 지령치에 기초하여 토크 지령치를 생성하는 토크 지령 생성부(도 7의 325)를 더 포함할 수 있다.The control unit 230 may further include a torque command generation unit (325 in FIG. 7) that generates a torque command value based on the calculated speed and speed command value.

제어부(230)는, 모터를 제1 모드로 동작시키는 제1 모드 동작부(도 7의 420)와, 모터를 제2 모드로 동작시키는 제2 모드 동작부(도 7의 430)를 더 구비할 수 있다.The control unit 230 may further include a first mode operation unit (420 in FIG. 7) for operating the motor in a first mode, and a second mode operation unit (430 in FIG. 7) for operating the motor in a second mode. I can.

제1 모드 동작부(도 7의 420)는, 토크 지령치에 기초하여, 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부(도 8a의 330)와, 전류 지령치에 기초하여, 제1 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부(도 8a의 340)와, 토크 지령치에 기초하여 전력 지령치를 생성하는 전력 지령 생성부(도 8a의 520)와, 전력 지령치에 기초하여, 제2 전압 지령치를 생성하는 전력 제어기(도 8a의 525)와, 제1 및 제2 전압 지령치에 기초하여, 스위칭 제어 신호를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부(도 8a의 360)를 구비할 수 있다. 이때, 전력 지령 생성부(도 8a의 520)와 전력 제어기(도 8a의 525)에 기초한 제2 전압 지령치에 의해, 맥동하는 dc 단 전압을 고려하여, 인버터의 계통 전류 제어, 즉 쉐이핑(shaping)이 가능하게 된다.The first mode operation unit (420 in Fig. 7) includes a current command generation unit (330 in Fig. 8A) that generates a current command value based on the torque command value, and a voltage that generates a first voltage command value based on the current command value. A command generation unit (340 in Fig. 8A), a power command generation unit (520 in Fig. 8A) that generates a power command value based on a torque command value, and a power controller (Fig. A switching control signal output unit (360 in FIG. 8A) for outputting a switching control signal based on 525 of 8A and the first and second voltage command values may be provided. At this time, the system current control of the inverter, that is, shaping, in consideration of the pulsating dc end voltage by the second voltage command value based on the power command generation unit (520 in Fig. 8A) and the power controller (525 in Fig. 8A). This becomes possible.

제2 모드 동작부(도 7의 430)는, 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부(도 8b의 330)와, 전류 지령치에 기초하여,전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부(도 8b의 340)와, 전압 지령치에 기초하여, 스위칭 제어 신호를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부(도 8b의 360)를 구비할 수 있다. 이러한 경우에는, 맥동하는 dc 단 전압을 고려한 계통 전류 제어는 수행되지 않으나, 부하에 대응하여, 최대 효율로 모터가 동작할 수 있게 된다. The second mode operation unit (430 in Fig. 7) includes a current command generation unit (330 in Fig. 8B) that generates a current command value, and a voltage command generation unit (340 in Fig. 8B) that generates a voltage command value based on the current command value. ), and a switching control signal output unit (360 in FIG. 8B) that outputs a switching control signal based on the voltage command value. In this case, the system current control in consideration of the pulsating dc voltage is not performed, but in response to the load, the motor can operate with maximum efficiency.

한편, 제어부(230)는, 계통 전류 검출부(A)에서 검출되는 계통 전류(ig)와 계통 전압 검출부(F)에서 검출되는 계통 전압(vg), dc 단 전압 검출부(B)에서 검출되는 dc 단 전압(Vdc), 전동기 전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)에 기초하여, 전력 제어를 수행한다.On the other hand, the control unit 230, the system current (i g ) detected by the system current detection unit (A), the system voltage (v g ) detected by the system voltage detection unit (F), and the DC terminal voltage detection unit (B) Power control is performed based on the dc voltage (Vdc) and the output current (i o) detected by the motor current detector (E).

도 4는 도 3의 제어부의 내부 블록도이다. 4 is an internal block diagram of the control unit of FIG. 3.

도 4를 참조하면, 제어부(230)는, 축변환부(310), 위치 추정부(320), 전류 지령 생성부(330), 전압 지령 생성부(340), 축변환부(350), 및 스위칭 제어신호 출력부(360)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the control unit 230 includes an axis conversion unit 310, a position estimation unit 320, a current command generation unit 330, a voltage command generation unit 340, an axis conversion unit 350, and A switching control signal output unit 360 may be included.

축변환부(310)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상 출력 전류(ia,ib,ic)를 입력받아, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환한다.The axis conversion unit 310 receives the three-phase output current (ia, ib, ic) detected by the output current detection unit E and converts it into a two-phase current (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. Meanwhile, the axis conversion unit 310 may convert the two-phase currents iα and iβ of the stationary coordinate system into the two-phase currents id and iq of the rotational coordinate system.

위치 추정부(320)는, 정지 좌표계의 2상 전류(iα,iβ)와 정지 좌표계의 2상 전압(vα,vβ)을 입력받아, 회전자 위치(θ)를 추정한다. 또한, 위치 추정부(320)는, 추정된 위치치(

Figure 112014038366353-pat00001
)에 기초하여, 추정된 속도(
Figure 112014038366353-pat00002
)를 추청할 수 있다.The position estimating unit 320 receives the two-phase currents iα and iβ of the stationary coordinate system and the two-phase voltages vα and vβ of the stationary coordinate system and estimates the rotor position θ. In addition, the position estimation unit 320, the estimated position value (
Figure 112014038366353-pat00001
), the estimated speed (
Figure 112014038366353-pat00002
) Can be estimated.

이때의 정지 좌표계의 2상 전류(iα,iβ)는 축변환부(310)로부터 입력될 수 있으며, 정지 좌표계의 2상 전압(vα,vβ)은, dc 단 전압 검출부(B)로부터의 dc 단 전압(Vdc)과, 인버터(220)의 스위칭 동작 상태를 고려하여, 연산될 수 있다. 예를 들어, dc 단 전압 검출부(B)로부터의 dc 단 전압(Vdc)과, 인버터(220)의 스위칭 동작 상태에 따라, 소정 관계식에 의해, 3상 출력 전압(va,vb,vc)이 연산되며, 축변환부(310)에서 다시 정지 좌표계의 2상 전압(vα,vβ)으로 변환될 수 있다.At this time, the two-phase current (iα, iβ) of the stationary coordinate system may be input from the axis conversion unit 310, and the two-phase voltage (vα,vβ) of the stationary coordinate system is the dc terminal from the dc stage voltage detector (B). It may be calculated in consideration of the voltage Vdc and the switching operation state of the inverter 220. For example, according to the dc end voltage (Vdc) from the dc end voltage detector (B) and the switching operation state of the inverter 220, the three-phase output voltage (va, vb, vc) is calculated by a predetermined relational expression. Then, the axis conversion unit 310 may be converted back to the two-phase voltages vα and vβ of the stationary coordinate system.

한편, 위치 추정부(320)는, 정지 좌표계 하에서 추정된 위치(

Figure 112014038366353-pat00003
)와 추정된 속도(
Figure 112014038366353-pat00004
)를 출력할 수 있다.On the other hand, the position estimation unit 320, the position estimated under the stationary coordinate system (
Figure 112014038366353-pat00003
) And estimated speed (
Figure 112014038366353-pat00004
) Can be printed.

한편, 도 4에서는, 회전자 위치 감지를 위해, 별도의 센서가 없는 센서리스 타입의 위치 추정부(320)를 예시하나, 이와 달리, 홀 센서 등의, 위치 감지 센서가 사용되는 경우, 위치 추정부(320)는, 속도 연산부(미도시)로 대체 가능하다. 즉, 속도 연산부(미도시)에, 홀 센서에서 감지된 위치 신호가 입력되는 경우, 위치 신호에 기초하여, 속도(

Figure 112014038366353-pat00005
)를 연산할 수 있다. 즉, 위치 신호에 기반하여, 시간에 대해, 나누면, 속도를 연산할 수 있게 된다. 이하에서는, 위치 추정부(320)를 중심으로 기술한다.Meanwhile, in FIG. 4, for detecting the rotor position, a sensorless type position estimation unit 320 without a separate sensor is illustrated. Unlike this, when a position detection sensor such as a Hall sensor is used, a position weight The government 320 can be replaced with a speed calculation unit (not shown). That is, when the position signal detected by the Hall sensor is input to the speed calculating unit (not shown), based on the position signal, the speed (
Figure 112014038366353-pat00005
) Can be calculated. That is, based on the position signal, it is possible to calculate the speed by dividing it with respect to time. Hereinafter, a description will be given based on the position estimation unit 320.

한편, 위치 추정부(320)는, 입력되는 회전자의 위치 신호(H)에 기초하여 연산된 위치(

Figure 112014038366353-pat00006
)와 연산된 속도(
Figure 112014038366353-pat00007
)를 출력할 수 있다.On the other hand, the position estimation unit 320, the position calculated based on the input position signal (H) of the rotor (
Figure 112014038366353-pat00006
) And calculated speed (
Figure 112014038366353-pat00007
) Can be printed.

한편, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도(

Figure 112014038366353-pat00008
)와 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도(
Figure 112014038366353-pat00009
)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, the calculation speed (
Figure 112014038366353-pat00008
) And the speed command value (ω * r ), the current command value (i * q ) is generated. For example, the current command generation unit 330, the calculation speed (
Figure 112014038366353-pat00009
) And the speed command value (ω * r ), the PI controller 335 performs PI control, and a current command value (i * q ) can be generated. In the drawing, the q-axis current command value (i * q ) is illustrated as the current command value, but unlike the drawing, it is also possible to generate the d-axis current command value (i * d) together. Meanwhile, the value of the d-axis current command value (i * d ) may be set to 0.

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.Meanwhile, the current command generation unit 330 may further include a limiter (not shown) that limits the level of the current command value i * q so that it 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, d축 전압 지령치(v* d)의 값은, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정되는 경우에 대응하여, 0으로 설정될 수도 있다. Next, the voltage command generation unit 340 includes the d-axis and q-axis currents (i d , i q ) that have been axially transformed from the axis conversion unit into a two-phase rotational coordinate system, and a current command value ( Based on i * d ,i * q ), the d-axis and q-axis voltage command values (v * d ,v * q ) are generated. For example, the voltage command generation unit 340 performs 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 It is possible to generate the axis voltage command value (v * q ). Further, the voltage command generation unit 340 performs 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 You can create a setpoint (v * d ). Meanwhile, the value of the d-axis voltage command value (v * d ) may be set to 0 corresponding to the case where the value of the d-axis current command value (i * d) is set to 0.

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.Meanwhile, the voltage command generation unit 340 may further include a limiter (not shown) that limits the level of the d-axis and q-axis voltage command values (v * d , v * q) to 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, 위치 추정부(320)에서 연산된 위치(

Figure 112014038366353-pat00010
)와, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.The axis conversion unit 350 is a position calculated by the position estimating unit 320 (
Figure 112014038366353-pat00010
) And the d-axis and q-axis voltage command values (v * d ,v * q ) and perform axis transformation.

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

Figure 112014038366353-pat00011
)가 사용될 수 있다.First, the axis conversion unit 350 converts from a two-phase rotational coordinate system to a two-phase stationary coordinate system. At this time, the position calculated by the position estimating unit 320 (
Figure 112014038366353-pat00011
) Can be used.

그리고, 축변환부(350)는, 2상 정지 좌표계에서 3상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이러한 변환을 통해, 축변환부(2050)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)를 출력하게 된다.In addition, the axis conversion unit 350 converts from a two-phase stationary coordinate system to a three-phase stationary coordinate system. Through this conversion, the axis conversion unit 2050 outputs a three-phase output voltage command value (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 a switching control signal Sic for an inverter according to a pulse width modulation (PWM) method based on a three-phase output voltage command value (v * a, v * b, v * c). And print it out.

출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는, 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 인버터(220) 내의 각 스위칭 소자의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 인버터(220) 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 in a gate driver (not shown) and may be input to the gates of each switching element in the inverter 220. Accordingly, each of the switching elements Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, S'c in the inverter 220 performs a switching operation.

도 5는 도 3의 커패시터의 용량에 따른 dc 단 전압을 예시하는 도면이다.5 is a diagram illustrating a dc terminal voltage according to the capacity of the capacitor of FIG. 3.

먼저, 도 5의 (a)는, dc 단 커패시터(C)로서, 용량이 큰, 전해 커패시터를 사용하였을 때의, dc 단 전압 파형(Vdc1)을 예시한다.First, FIG. 5A illustrates a DC terminal voltage waveform Vdc1 when an electrolytic capacitor having a large capacity is used as the DC terminal capacitor C.

다음, 도 5의 (b)는, dc 단 커패시터(C)로서, 소용량의 필름 타입의 커패시터를 사용하였을 때의, dc 단 전압 파형(Vdc2)을 예시한다.Next, (b) of FIG. 5 illustrates the dc terminal voltage waveform Vdc2 when a small-capacity film-type capacitor is used as the dc terminal capacitor C.

도 5의 (b)와 같이, 커패시터리스 타입의 커패시터를 사용하는 경우, 커패시턴스가 작으므로, 평활기능이 떨어지게 되어, dc 단 전압의 변동성이, 도 5의 (a)에 비해 월등히 커지게 된다.As shown in (b) of FIG. 5, when a capacitor-less type capacitor is used, since the capacitance is small, the smoothing function is deteriorated, and the variability of the dc voltage is significantly greater than that of (a) of FIG. 5.

이하의 수학식 1은, 입력 전력(Pg), dc 단 전력(Pdc), 인버터 출력 전력(Pinv)의 관계를 나타낸다.Equation 1 below shows the relationship between input power (Pg), dc stage power (Pdc), and inverter output power (Pinv).

Figure 112014038366353-pat00012
Figure 112014038366353-pat00012

Figure 112014038366353-pat00013
Figure 112014038366353-pat00013

Figure 112014038366353-pat00014
Figure 112014038366353-pat00014

Figure 112014038366353-pat00015
Figure 112014038366353-pat00015

여기서, Cdc는 dc 단 커패시터를 나타내며,

Figure 112014038366353-pat00016
,
Figure 112014038366353-pat00017
는 각각 전동기에 인가되는 전압 벡터와 전동기에 흐르는 전류 벡터를 의미하며, θvi는 전압 벡터(
Figure 112014038366353-pat00018
)와 전류 벡터(
Figure 112014038366353-pat00019
)의 위상 차이를 나타낸다.Here, Cdc represents a dc single capacitor,
Figure 112014038366353-pat00016
,
Figure 112014038366353-pat00017
Is the voltage vector applied to the motor and the current vector flowing to the motor, respectively, and θ vi is the voltage vector (
Figure 112014038366353-pat00018
) And the current vector (
Figure 112014038366353-pat00019
) Represents the phase difference.

일반적인 인버터의 경우, 도 5의 (a)의 dc 단 커패시터(C)의 용량이 넉넉하여 전력의 차이를 충분히 보상할 수 있으므로, 입력 전력(Pg)을 고려하지 않고도 원하는 인버터 출력 전력(Pinv)을 출력할 수 있다. In the case of a general inverter, since the DC terminal capacitor C of FIG. 5A has a sufficient capacity to sufficiently compensate for the difference in power, the desired inverter output power (Pinv) can be adjusted without considering the input power (Pg). Can be printed.

그러나, 도 5의 (b)와 같이, 소용량 직류단 캐패시터를 사용하면 dc 단 전력(Pdc)의 크기가 dc 단 커패시터(C)의 용량에 의해 제한되기 때문에 입력 전력(Pg)과 인버터 출력 전력(Pinv)의 차이를 충분히 보상할 수 없다. However, as shown in (b) of FIG. 5, when a small-capacity DC-link capacitor is used, since the size of the dc-stage power (Pdc) is limited by the capacity of the dc-stage capacitor (C), the input power (Pg) and the inverter output power ( Pinv) difference cannot be sufficiently compensated.

특히, 단상 입력 전원을 사용하는 경우, 이로 인해 발생하는 입력 전력(Pg)의 큰 맥동 성분이, 인버터 출력 전력(Pinv)에 상당 부분 남아 있어, 전동기 출력의 맥동을 유발할 수 있다. Particularly, when a single-phase input power supply is used, a large pulsation component of the input power Pg generated by this remains in the inverter output power Pinv, which may cause pulsation of the motor output.

본 발명의 실시예에서는, 커패시터리스 타입의 커패시터를 사용하는 전동기 구동장치에서, 변동성이 큰 dc 단 전압(Vdc)을 고려하여, 전동기를 구동하되, 계통 전류에 대한 고조파 저감 및 모터 효율 향상이 가능한 방안을 제시한다.In an embodiment of the present invention, in an electric motor driving apparatus using a capacitorless type capacitor, the motor is driven in consideration of the highly variable dc voltage (Vdc), but it is possible to reduce harmonics to the system current and improve motor efficiency. Present a plan.

도 6은 전동기의 속도와 토크 대비 제1 모드와 제2 모드를 예시하는 도면이다.6 is a diagram illustrating a first mode and a second mode compared to the speed and torque of an electric motor.

도면을 참조하면, 본 발명에서는, 전동기(250)의 속도 및 토크에 따라, 전류 쉐이핑을 수행하는 제1 모드와, 전류 쉐이핑을 수행하지 않는 제2 모드로 구분한다.Referring to the drawings, in the present invention, according to the speed and torque of the electric motor 250, a first mode for performing current shaping and a second mode for not performing current shaping are classified.

특히, 전동기(250)의 속도 및 토크의 곱은, 모터의 출력에 비례하므로, 모터의 출력이 소정치 이상인 경우에는, 제1 모드로, 동작하고, 소정치 미만인 경우에는, 제2 모드로 동작하도록 할 수 있다.In particular, since the product of the speed and torque of the motor 250 is proportional to the output of the motor, when the output of the motor is more than a predetermined value, it operates in the first mode, and when it is less than the predetermined value, it operates in the second mode. can do.

특히, 모터 출력이 큰 경우에는, dc 단 맥동에 따라, 계통 전류의 고조파 성분이 커질 수 있으므로, 고조파 성분 저감을 위해, 전류 쉐이핑이 수행되도록 한다. 즉, 맥동하는 dc 단을 고려하여, 인버터를 제어하도록 할 수 있다.In particular, when the motor output is large, since the harmonic component of the system current may increase according to the pulsation of the dc stage, current shaping is performed to reduce the harmonic component. That is, in consideration of the pulsating dc stage, the inverter can be controlled.

한편, 모터 출력이 작은 경우에는, dc 단 맥동이 상대적으로 작으므로, 계통 전류의 고조파 성분은 무시가능한 정도일 수 있다. 이때에는, 모터의 효율이 최대화되도록 인버터를 제어함으로써, 모터 효율을 향상시킬 수 있다.On the other hand, when the motor output is small, since the pulsation of the dc stage is relatively small, the harmonic component of the system current may be negligible. In this case, by controlling the inverter to maximize the efficiency of the motor, it is possible to improve the motor efficiency.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 제어부의 내부 블록도이고, 도 8a는 도 7의 제1 모드 동작부의 내부 블록도이며, 도 8b는 도 7의 제2 모드 동작부의 내부 블록도이다.7 is an internal block diagram of the control unit of FIG. 3 according to an embodiment of the present invention, FIG. 8A is an internal block diagram of the first mode operation unit of FIG. 7, and FIG. 8B is an internal block diagram of the second mode operation unit of FIG. 7. to be.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예와 관련한, 제어부(230)는, 모터의 속도 및 토크에 기초하여, 계통 전류 쉐이핑(shaping)을 수행하는 제1 모드 또는 계통 전류 쉐이핑을 수행하지 않는 제2 모드로, 동작하도록 제어할 수 있다.Referring to the drawings, according to an embodiment of the present invention, the controller 230 is based on the speed and torque of the motor, a first mode for performing system current shaping or a second mode for not performing system current shaping. Mode, you can control it to operate.

특히, 제어부(230)는, 제1 모드 동작시, 계통 전류(Ig)가 맥동 전압에 대응하도록 계통 전류 쉐이핑을 수행할 수 있다. In particular, during the first mode operation, the controller 230 may perform system current shaping so that the system current Ig corresponds to the pulsating voltage.

제어부(230)는, 모터에 흐르는 출력 전류(Io)에 기초하여 연산된 속도도(

Figure 112014038366353-pat00020
), 및 토크 지령치(T*)에 기초하여, 제1 모드와 제2 모드 중 어느 하나를 선택하는 모드 선택부(410)를 구비할 수 있다.The control unit 230 also calculates a speed calculated based on the output current Io flowing through the motor (
Figure 112014038366353-pat00020
), and a torque command value (T * ), a mode selector 410 for selecting one of the first mode and the second mode may be provided.

제어부(230)는, 연산된 속도도(

Figure 112014038366353-pat00021
)와 속도 지령치(ω* r)에 기초하여 토크 지령치(T*)를 생성하는 토크 지령 생성부(325)를 더 포함할 수 있다.The control unit 230 is also the calculated speed (
Figure 112014038366353-pat00021
) And a torque command generation unit 325 that generates a torque command value T * based on the speed command value ω * r ).

제어부(230)는, 모터를 제1 모드로 동작시키는 제1 모드 동작부(420)와, 모터를 제2 모드로 동작시키는 제2 모드 동작부(430)를 더 구비할 수 있다.The controller 230 may further include a first mode operation unit 420 for operating the motor in a first mode, and a second mode operation unit 430 for operating the motor in a second mode.

제1 모드 동작부(420)는, 토크 지령치(T*)에 기초하여, 전류 지령치(I*)를 생성하는 전류 지령 생성부(330)와, 전류 지령치(I*)에 기초하여, 제1 전압 지령치(V* 1)를 생성하는 전압 지령 생성부(340)와, 토크 지령치(T*)에 기초하여 전력 지령치(P*)를 생성하는 전력 지령 생성부(520)와, 전력 지령치(P*)에 기초하여, 제2 전압 지령치(V* 2)를 생성하는 전력 제어기(525)와, 제1 및 제2 전압 지령치((V* 1,V* 2)에 기초하여, 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부(360)를 구비할 수 있다. 이때, 전력 지령 생성부(520)와 전력 제어기(525)에 기초한 제2 전압 지령치(V* 2)에 의해, 맥동하는 dc 단 전압(Vdc)을 고려하여, 인버터(220)의 계통 전류 제어, 즉 쉐이핑(shaping)이 가능하게 된다.The first mode operation unit 420 includes a current command generation unit 330 that generates a current command value (I * ) based on the torque command value (T * ), and a first mode based on the current command value (I * ). A voltage command generation unit 340 that generates a voltage command value (V * 1 ), a power command generation unit 520 that generates a power command value (P * ) based on a torque command value (T * ), and a power command value (P * ), based on the power controller 525 generating a second voltage command value (V * 2 ), and the first and second voltage command values ((V * 1 ,V * 2 ), based on the switching control signal ( Sic) may be provided with a switching control signal output unit 360. At this time, pulsating by a second voltage command value (V * 2) based on the power command generation unit 520 and the power controller 525 In consideration of the dc voltage (Vdc), the grid current control of the inverter 220, that is, shaping is possible.

제2 모드 동작부(430)는, 전류 지령치(I*)를 생성하는 전류 지령 생성부(330)와, 전류 지령치에 기초하여, 전압 지령치(V*)를 생성하는 전압 지령 생성부(340)와, 전압 지령치(V*)에 기초하여, 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부(360)를 구비할 수 있다. 이러한 경우에는, 맥동하는 dc 단 전압을 고려한 계통 전류 제어는 수행되지 않으나, 부하에 대응하여, 최대 효율로 모터가 동작할 수 있게 된다. The second mode operation unit 430 includes a current command generation unit 330 that generates a current command value (I * ), and a voltage command generation unit 340 that generates a voltage command value (V *) based on the current command value. Wow, on the basis of the voltage command value (V * ), it may be provided with a switching control signal output unit 360 for outputting the switching control signal (Sic). In this case, the system current control in consideration of the pulsating dc voltage is not performed, but in response to the load, the motor can operate with maximum efficiency.

한편, 제어부(230) 내의 토크 지령 생성부(325)는, 속도 지령과 연산된 속도값에 기초하여, 전동기의 회전을 위한, 토크 지령치(T*)를 출력할 수 있다. 특히, 토크 지령 생성부(325)는, 평균 토크 지령치를 출력할 수 있다. 한편, 연산된 속도는, 상술한, 전동기에 흐르는 출력 전류(io), 또는 위치 신호에 기반하여, 연산될 수 있다.Meanwhile, the torque command generation unit 325 in the control unit 230 may output a torque command value T * for rotation of the electric motor based on the speed command and the calculated speed value. In particular, the torque command generation unit 325 can output an average torque command value. Meanwhile, the calculated speed may be calculated based on the above-described output current i o flowing to the electric motor or a position signal.

전류 지령 생성부(330)는, 토크 지령치(T*)에 기초하여, 전류 지령치(I*)를 생성할 수 있다. 여기서, 전류 지령치(I*)는, 동기 좌표계의, d축 전류 지령치, q축 전류 지령치를 포함하는 의미일 수 있다.The current command generation unit 330 may generate a current command value I * based on the torque command value T * . Here, the current command value (I * ) may mean including the d-axis current command value and the q-axis current command value of the synchronous coordinate system.

다음, 전압 지령 생성부(340)는, 전류 지령치(I*)와 실제 전동기에 흐르는 출력 전류에 기초하여, 전압 지령치(V*)를 생성할 수 있다. 여기서, 전압 지령치(V*)는, 동기 좌표계의, d축 전압 지령치, q축 전압 지령치를 포함하는 의미일 수 있다.Next, the voltage command generation unit 340 may generate a voltage command value V * based on the current command value I * and the output current flowing to the actual motor. Here, the voltage command value (V * ) may mean including a d-axis voltage command value and a q-axis voltage command value of the synchronous coordinate system.

다음, 스위칭 제어 신호 출력부(360)는, 전압 지령치(V*)에 기초하여, 인버터120) 내의 스위칭 소자의 제어를 위한 스위칭 제어 신호를 출력할 수 있다.Next, the switching control signal output unit 360 may output a switching control signal for controlling the switching element in the inverter 120 based on the voltage command value (V * ).

한편, 도 8b의 제2 모드 동작부(430)는, 모터 출력이 소정치 미만인 경우에 수행되는, 모드로서, dc 단 전압, 특히, 커패시터(C)에 저장된 전압(Vdc)을 고려하지 않는 제어 방식이다. Meanwhile, the second mode operation unit 430 of FIG. 8B is a mode, which is performed when the motor output is less than a predetermined value, and does not take into account the dc voltage, particularly, the voltage Vdc stored in the capacitor C. It's the way.

이에 따라, 커패시터리스 타입의 커패시터(C)를 사용하는 경우, dc단 전압의 크기 변동이 작으므로, 모터 구동시의 효율을 최대로 하여 동작시킬 수 있다.Accordingly, in the case of using the capacitor-less type capacitor (C), since the magnitude of the voltage at the dc terminal is small, it is possible to maximize the efficiency when driving the motor.

한편, 모터의 출력이 커지는 경우, 도 8b과 같은 제2 모드로 구동하면, 전력 제어(power control)가 없어, 정확한 전력 보상 제어(Power Compensation Control)가 수행되지 않게 된다.On the other hand, when the output of the motor increases, if the motor is driven in the second mode as shown in FIG. 8B, there is no power control, and thus accurate power compensation control is not performed.

특히, 전압 지령 생성부(340) 내의 PI 제어기의 한계로 인해, 출력 전압 제한을 초과할 수 있으며, 이에 따라, 역률 저하 및 전동기 운전 영역의 제한이 발생할 수 있게 된다. 이에 따라, 모터 출력이 소정치 이상인 경우에는, 전력 제어가 가능한 제1 모드로 동작하도록 한다.In particular, due to the limit of the PI controller in the voltage command generation unit 340, the output voltage limit may be exceeded, and accordingly, the power factor may be lowered and the motor operation region may be limited. Accordingly, when the motor output is greater than or equal to a predetermined value, the motor operates in a first mode capable of controlling power.

도 8a의 제어부(230)는, 토크 지령 생성부(325), 전력 지령 생성부(520), 전력 제어기(525), 전류 지령 생성부(330), 전압 지령 생성부(340), 가산기(555), 및 스위칭 제어 신호 출력부(360)를 구비할 수 있다. 한편, 도 4에서 설명한, 축변환부(310), 축변환부(350), 위치 추정부(320) 등도 더 구비가능하다. 이하에서는, 도 8a에 기술된 유닛들을 중심으로 기술한다.The control unit 230 of FIG. 8A includes a torque command generation unit 325, a power command generation unit 520, a power controller 525, a current command generation unit 330, a voltage command generation unit 340, and an adder 555. ), and a switching control signal output unit 360. Meanwhile, the axis conversion unit 310, the axis conversion unit 350, and the position estimation unit 320 described in FIG. 4 may be further provided. In the following, the units described in FIG. 8A will be mainly described.

토크 지령 생성부(325)는, 연산 속도(

Figure 112014038366353-pat00022
)와 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전동기의 회전을 위한, 토크 지령치(T*)를 출력할 수 있다. 특히, 토크 지령 생성부(325)는, 평균 토크 지령치를 출력할 수 있다. 한편, 연산 속도(
Figure 112014038366353-pat00023
)는, 상술한, 전동기(250)에 흐르는 출력 전류(io), 또는 위치 신호에 기반하여, 연산될 수 있다.The torque command generation unit 325 is a calculation speed (
Figure 112014038366353-pat00022
) And the speed command value (ω * r ), it is possible to output the torque command value (T * ) for the rotation of the electric motor. In particular, the torque command generation unit 325 can output an average torque command value. Meanwhile, the computational speed (
Figure 112014038366353-pat00023
) May be calculated based on the above-described output current i o flowing through the electric motor 250 or a position signal.

전류 지령 생성부(330)는, 토크 지령치(T*)에 기초하여, 전류 지령치(I*)를 생성할 수 있다. 여기서, 전류 지령치(I*)는, 동기 좌표계의, d축 전류 지령치, q축 전류 지령치를 포함하는 의미일 수 있다.The current command generation unit 330 may generate a current command value I * based on the torque command value T * . Here, the current command value (I * ) may mean including the d-axis current command value and the q-axis current command value of the synchronous coordinate system.

전압 지령 생성부(340)는, 전류 지령치(I*), 및 실제 전동기에 흐르는 출력 전류에 기초하여, 제1 전압 지령치(V* 1)를 생성할 수 있다. 여기서, 제1 전압 지령치(V* 1)는, 동기 좌표계의, d축 전압 지령치, q축 전압 지령치를 포함하는 의미일 수 있다.The voltage command generation unit 340 may generate the first voltage command value V * 1 based on the current command value I * and the output current flowing to the actual motor. Here, the first voltage command value (V * 1 ) may mean including the d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value of the synchronous coordinate system.

한편, 약계자 전류와 관련하여, 전류 지령 생성부(330)는, 약계자 제어시, 약계자 제어분 전류 지령치를 전압 지령 생성부(340)에 출력하는 것이 가능하다.Meanwhile, in relation to the field weakening current, the current command generation unit 330 may output a current command value corresponding to the field weakening control to the voltage command generation unit 340 during field weakening control.

한편, 전력 지령 생성부(520)는, 계통 전압(Vg), 토크 지령치(T*), 연산 속도(

Figure 112014038366353-pat00024
), 및 dc 단 전압 검출부에서 검출된 dc 단 전압(Vdc)에 기초하여, 출력 전력 지령치(P*)를 생성하여 출력한다. 특히, 인버터(220)에서 출력 가능한 인버터 출력 전력 지령치(P*inv)를 생성하여 출력한다. 본 명세서에서는, 전력 지령 생성부(520)에서 생성되는 출력 전력 지령치에 대해, P* 와 P*inv 를 혼용하여 사용하나, 그 의미는 동일하다.On the other hand, the power command generation unit 520, the system voltage (Vg), the torque command value (T * ), the calculation speed (
Figure 112014038366353-pat00024
), and the output power command value (P * ) is generated and output based on the dc end voltage (Vdc) detected by the dc end voltage detector. In particular, the inverter 220 generates and outputs an inverter output power command value (P * inv) that can be output. In this specification, for the output power command value generated by the power command generation unit 520, P * and P * inv Is used interchangeably, but the meaning is the same.

구체적으로, 전력 지령 생성부(520)는, 토크 지령 생성부(325)의 출력인 토크 지령치(T*)와, 연산된 현재 전동기 속도(

Figure 112014038366353-pat00025
)와, 계통 전압(Vg)의 위상을 이용하여, 입력 전력의 순시치(P*g)를 산출한다.Specifically, the power command generation unit 520 includes a torque command value (T * ) that is an output of the torque command generation unit 325 and the calculated current motor speed (
Figure 112014038366353-pat00025
) And the phase of the system voltage (Vg), the instantaneous value (P * g) of the input power is calculated.

한편, 커패시터리스 방식의 인버터 구동을 위해, dc 단 전압 변동에 의한 전력 변화를 고려해야 하므로, 전력 지령 생성부(520)는, 입력 전력의 순시치(P*g) 외에, dc단 전력의 순시치도 연산(P*dc)한다. 그리고, 전력 지령 생성부(520)는, 입력 전력의 순시치(P*g)와, dc단 전력의 순시치(P*dc)를 이용하여, 인버터 출력 전력 지령치(P*inv)를 생성한다.On the other hand, in order to drive the capacitorless inverter, since the power change due to the DC voltage fluctuation must be considered, the power command generation unit 520 also includes an instantaneous value of the DC end power in addition to the instantaneous value (P * g) of the input power. Calculate (P * dc). Then, the power command generation unit 520 generates an inverter output power command value (P * inv) by using the instantaneous value (P * g) of the input power and the instantaneous value of the dc stage power (P * dc). .

도 9을 참조하여 상세히 설명하면, 계통 전압 검출부(F)에서 검출되는 계통 전압(Vg)은, 제로 크로싱 검출부(605), 및 전력 지령 생성부(520) 내의 위상 검출부(PLL)(607)에 입력될 수 있다.Referring to FIG. 9, the system voltage Vg detected by the system voltage detection unit F is applied to the zero crossing detection unit 605 and the phase detection unit (PLL) 607 in the power command generation unit 520. Can be entered.

제로 크로싱 검출부(605)에서 검출되는 제로 크로싱 지점은, 토크 지령 생성부(325)에 입력되어 사용될 수 있다.The zero crossing point detected by the zero crossing detection unit 605 may be input to the torque command generation unit 325 and used.

위상 검출부(PLL)(607)는, 계통 전압 검출부(F)에서 검출되는 계통 전압(Vg)을 이용하여, 위상(θg)을 검출한다. 검출된 위상(θg)은, 제1 유닛(609)에서 사용된다.The phase detection unit (PLL) 607 detects the phase θg using the system voltage Vg detected by the system voltage detection unit F. The detected phase θg is used in the first unit 609.

한편, 제2 유닛(611)는, 토크 지령치(T*)와 연산 속도(

Figure 112014038366353-pat00026
)를 입력받아, 이를 승산한다. 이에 의해, 입력 전력(P'g)이 연산될 수 있다. 제3 유닛(612)에 입력된다.On the other hand, the second unit 611 has a torque command value (T * ) and an operation speed (
Figure 112014038366353-pat00026
) Is input and multiplied by it. Accordingly, the input power P'g can be calculated. It is input to the third unit 612.

제3 유닛(612)은, 연산된 입력 전력(P'g)과, 제1 유닛(609)에서 출력되는 사인파 함수(3sin2(θg))를 승산한다. 이에 의해, 입력 전력 순시치(P*g)가 연산된다.The third unit 612 multiplies the calculated input power P'g by the sine wave function 3sin 2 (θg) output from the first unit 609. Thereby, the input power instantaneous value (P * g) is calculated.

한편, 제4 유닛(614)은, 커패시터(C)의 커패시턴스(Cdc), dc 단 전압 검출부에서 검출된 dc 단 전압(Vdc)에 의해 연산되는, dc 단 전력 순시치(P*dc)를 생성하여 출력한다.On the other hand, the fourth unit 614, the capacitance of the capacitor (C) (Cdc), the dc terminal voltage, calculated by the dc terminal voltage (Vdc) detected by the dc terminal voltage detector, generates a dc terminal power instantaneous value (P * dc) And print it out.

제5 유닛(616)은, 입력 전력 순시치(P*g)에서, dc 단 전압 지령치(P*dc)를 감산한다. 그리고, 입력 전력 순시치(P*g)와 dc 단 전력 순시치(P*dc)의 차이, 즉 인버터 출력 전력 지령치(P*inv)를 출력한다. 인버터 출력 전력 지령치(P*inv)는, 인버터 전력 순시치라 명명할 수도 있다.The fifth unit 616 subtracts the dc stage voltage command value (P * dc) from the input power instantaneous value (P * g). Then, the difference between the instantaneous input power (P * g) and the instantaneous power of a single dc power (P * dc), that is, the inverter output power command value (P * inv) is output. The inverter output power command value (P * inv) can also be referred to as an inverter power instantaneous value.

이하의 수학식 2는, 상술한 도 9의 전력 지령 생성부(520) 내부에서 연산되는 인버터 출력 전력 지령치(P*inv)를 연산하는 방법을 예시한다. Equation 2 below illustrates a method of calculating the inverter output power command value (P * inv) calculated inside the power command generation unit 520 of FIG. 9 described above.

Figure 112014038366353-pat00027
Figure 112014038366353-pat00027

여기서, Vg는 계통 전압, Ig는 계통 전류, Vdc는 dc 단 전압, Cdc는 커패시터(C)의 커패시턴스를 의미한다. 그리고, wgt는, 상술한 위상(θg)에 대응한다.Here, Vg is the system voltage, Ig is the system current, Vdc is the dc voltage, and Cdc is the capacitance of the capacitor (C). In addition, wgt corresponds to the phase θg described above.

도 8a의 전력 지령 생성부(520)에서 출력되는 전력 지령치(P*)와 도 9의 인버터 출력 전력 지령치(P*inv)는 동일한 값을 의미한다. The power command value P * output from the power command generation unit 520 of FIG. 8A and the inverter output power command value P * inv of FIG. 9 mean the same value.

다음, 전력 제어기(525)는, 입력되는 인버터 출력 전력 지령치(P*inv)에 기초하여, 전력 제어를 수행한다.Next, the power controller 525 performs power control based on the input inverter output power command value (P * inv).

전력 제어기(525)는, 인버터 출력 전력 지령치(P*inv)에 기초하여, 제2 전압 지령치(V* 2)를 생성할 수 있다. 여기서, 제2 전압 지령치(V* 2)는, dc 단 전압이 고려되지 않은 제1 전압 지령치(V* 1)를 보상하기 위한 보상 전압 지령치이다.The power controller 525 may generate a second voltage command value V * 2 based on the inverter output power command value P * inv. Here, the second voltage command value (V * 2 ) is a compensation voltage command value for compensating the first voltage command value (V * 1) in which the dc terminal voltage is not considered.

가산기(555)는, 제1 전압 지령치(V* 1)와 제2 전압 지령치(V* 2)를 가산하여 출력한다. 즉, 제3 전압 지령치로서, 인버터 출력 전압 지령치(V*3)를 출력한다. The adder 555 adds the first voltage command value (V * 1 ) and the second voltage command value (V * 2 ) and outputs it. That is, as the third voltage command value, the inverter output voltage command value (V * 3) is output.

그리고, 스위칭 제어 신호 출력부(360)는, 제3 전압 지령치(V*3)에 기초하여, 스위칭 제어 신호를 생성하여 출력한다.Then, the switching control signal output unit 360 generates and outputs a switching control signal based on the third voltage command value (V * 3).

한편, 전력 제어기(525)의 상세 동작은 다음과 같다.Meanwhile, the detailed operation of the power controller 525 is as follows.

한편, 인버터 전력(Pinv)의 크기는, 전동기 출력 전류 벡터와 인버터 출력 전압 벡터의 내적(inner product)으로 결정될 수 있다. 이에 따라, 원하는 인버터 전력을 얻기 위해, 전동기 전류 벡터 또는 인버터 출력 전압 벡터를 조정할 수 있다.Meanwhile, the magnitude of the inverter power Pinv may be determined as an inner product of the motor output current vector and the inverter output voltage vector. Accordingly, in order to obtain a desired inverter power, the motor current vector or the inverter output voltage vector can be adjusted.

이 중 전동기 출력 전류 벡터를 조정하는 방법은, 전압 지령 생성부(340)에서 발생하는 지연으로 인해, 인버터 출력 전력 지령치를 신속하게 추종하지 못 할 수 있다. 또한, 주어진 전동기 출력 전류 상황에서, 필요한 인버터 출력 전압의 크기와 인버터 전력의 크기를 맞추기 위해, 필요한 전압의 크기가 다르므로, 정확한 인버터 전력 제어가 이뤄지지 않을 수 있게 된다.Among them, the method of adjusting the motor output current vector may not be able to quickly follow the inverter output power command value due to a delay generated by the voltage command generation unit 340. In addition, in a given motor output current situation, in order to match the size of the required inverter output voltage and the size of the inverter power, the size of the required voltage is different, so accurate inverter power control may not be achieved.

이에 따라, 본 명세서에서는, 인버터 출력 전압 벡터를 조정하는 방안을 제시한다. Accordingly, in this specification, a method of adjusting the inverter output voltage vector is proposed.

본 발명의 실시예에 따르면, 전력 제어기(525)가, dc 단 전압에 대응하여, 제1 전압 지령치(V* 1)를 보상하기 위한 제2 전압 지령치(V* 2)를, 생성한다. 이에 따라, 전력 제어기(525)를 통해, 인버터 출력 전압의 제어가 가능하게 된다.According to an embodiment of the present invention, the power controller 525 generates a second voltage command value (V * 2 ) for compensating the first voltage command value (V * 1) in response to the dc terminal voltage. Accordingly, through the power controller 525, it is possible to control the inverter output voltage.

인버터 출력 전압 벡터는 인버터 출력 전력 뿐만 아니라 전동기 전류 벡터의 변화에도 영향을 줄 수 있으므로 적절한 전압 벡터의 선정을 통해 전압 지령 생성부(340)에 주는 영향을 최소화하는 것이 필요하다. Since the inverter output voltage vector may affect not only the inverter output power but also the change of the motor current vector, it is necessary to minimize the influence on the voltage command generator 340 by selecting an appropriate voltage vector.

전력 제어기(525)는, 다양한 인버터 출력 전압 지령 벡터 중, 인버터 출력 전력 지령치를 고려하여, 어느 하나의 벡터를 선정할 수 있다.The power controller 525 may select any one of various inverter output voltage command vectors in consideration of the inverter output power command value.

즉, 전력 제어기(525)는, 전동기에 흐르는 출력 전류의 벡터(

Figure 112014038366353-pat00028
)에 평행하며, 최종 전압 지령치의 벡터(
Figure 112014038366353-pat00029
)가, 제1 전압 지령치의 벡터(
Figure 112014038366353-pat00030
)에 가장 가까운 벡터가 되도록 하는, 벡터를, 보상 전압 지령치의 벡터(
Figure 112014038366353-pat00031
)로 산출할 수 있다. 그리고, 전력 제어기(525)는, 산출된 보상 전압 지령치의 벡터(
Figure 112014038366353-pat00032
)를 제2 전압 지령치의 벡터(
Figure 112014038366353-pat00033
)로 출력할 수 있다.That is, the power controller 525 is the vector of the output current flowing in the motor (
Figure 112014038366353-pat00028
) And the vector of the final voltage setpoint (
Figure 112014038366353-pat00029
) Is the vector of the first voltage command value (
Figure 112014038366353-pat00030
The vector, which makes the vector closest to ), is the vector of the compensation voltage setpoint (
Figure 112014038366353-pat00031
) Can be calculated. Then, the power controller 525 is a vector of the calculated compensation voltage command value (
Figure 112014038366353-pat00032
) Is the vector of the second voltage setpoint (
Figure 112014038366353-pat00033
) Can be printed.

인버터 출력 전압 벡터, 즉 제3 전압 지령치(V*3)는, 결국, 제1 전압 지령치(V* 1)와 제2 전압 지령치(V* 2)의 합에 의해 산출될 수 있다.The inverter output voltage vector, that is, the third voltage command value (V * 3) may be calculated by the sum of the first voltage command value (V * 1 ) and the second voltage command value (V * 2 ).

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따르면, 원하는 인버터 출력 전력 제어를 위해, 출력 전압의 실시간 보상이 가능해진다. 즉, 부하에 따른 실시간 보상이 가능해지며, 따라서, 커패시터리스 하에 인버터 구동시, 계통 전류가, 정현파에 근접하게 되어, 고조파 성분이 상당히 저감하게 된다. 따라서, 고조파 규제를 만족하게 된다.Accordingly, according to an embodiment of the present invention, in order to control output power of a desired inverter, real-time compensation of the output voltage is possible. That is, real-time compensation according to the load becomes possible, and therefore, when the inverter is driven under capacitorless, the system current approaches the sine wave, and the harmonic component is considerably reduced. Therefore, the harmonic regulation is satisfied.

도 10a는 제1 모드에 의한 dc 단 전압과 계통 전류의 파형을 예시한다.10A illustrates waveforms of a dc voltage and a grid current according to a first mode.

도 8a의 제1 모드 동작부(420)의 동작에 따라, 상술한 바와 같이, 계통 전류 쉐이핑이 수행되며, 따라서, 도면과 같이, dc단 전압 파형(Vdc_mode1)에, 대응하여, 계통 전류(Ig_mode1) 파형이 형성된다. 이에 따라, 고조파가 저감되며, 고조파 규제도 만족하게 된다. According to the operation of the first mode operation unit 420 of FIG. 8A, as described above, the system current shaping is performed, and thus, as shown in the drawing, the system current Ig_mode1 is corresponding to the dc voltage waveform Vdc_mode1. ) A waveform is formed. Accordingly, harmonics are reduced, and harmonic regulation is also satisfied.

도 10b는 제2 모드에 의한 dc 단 전압과 계통 전류의 파형을 예시한다.10B illustrates waveforms of a dc voltage and a grid current according to the second mode.

도 8b의 제2 모드 동작부(430)의 동작에 따라, 상술한 바와 같이, 계통 전류 쉐이핑이 수행되지 않으며, 따라서, 도면과 같이, dc단 전압 파형(Vdc_mode2)에, 추종하지 않는, 계통 전류(Ig_mode2) 파형이 형성된다. 그러나, 모터 출력이 소정치 미만이므로, 계통 전류의 고조파는 그리 크지 않으며, 대신에 모터의 출력이 향상되게 된다. According to the operation of the second mode operation unit 430 of FIG. 8B, as described above, the system current shaping is not performed, and thus, as shown in the figure, the system current does not follow the dc voltage waveform (Vdc_mode2). The (Ig_mode2) waveform is formed. However, since the motor output is less than a predetermined value, the harmonic of the system current is not very large, and instead, the output of the motor is improved.

본 발명에 따른 전동기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The electric motor driving apparatus and the air conditioner having the same according to the present invention are not limited to the configuration and method of the embodiments described as described above, but the above embodiments are all of the respective embodiments so that various modifications can be made. Alternatively, some may be selectively combined and configured.

한편, 본 발명의 전동기 구동장치 또는 공기조화기의 동작방법은, 전동기 구동장치 또는 공기조화기에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Meanwhile, the method of operating an electric motor driving apparatus or air conditioner according to the present invention may be implemented as a code readable by a processor on a recording medium readable by a processor provided in the electric motor driving apparatus or air conditioner. The processor-readable recording medium includes all types of recording devices that store data that can be read by the processor. Examples of recording media that can be read by the processor include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc., and also include those implemented in the form of carrier waves such as transmission through the Internet. . In addition, the recording medium readable by the processor may be distributed over a computer system connected through a network, so that code readable by the processor may be stored and executed in a distributed manner.

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 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. In addition, various modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be understood individually from the technical spirit or prospect of the present invention.

Claims (13)

복수의 스위칭 소자를 구비하며, 맥동하는 맥동 전원을 변환하여 변환된 직류 전원을 모터로 출력하는 인버터; 및
상기 인버터를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 모터의 속도 및 토크에 기초하여, 계통 전류 쉐이핑(shaping)을 수행하는 제1 모드 또는 계통 전류 쉐이핑을 수행하지 않는 제2 모드로, 동작하도록 제어하며,
상기 제어부는,
상기 모터에 흐르는 출력 전류에 기초하여 연산된 속도, 및 토크 지령치에 기초하여, 상기 제1 모드와 상기 제2 모드 중 어느 하나를 선택하는 모드 선택부; 및
상기 연산된 속도와 속도 지령치에 기초하여 상기 토크 지령치를 생성하는 토크 지령 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
An inverter having a plurality of switching elements and converting pulsating pulsating power to output the converted DC power to the motor; And
Includes; a control unit for controlling the inverter,
The control unit,
Based on the speed and torque of the motor, controlling to operate in a first mode for performing grid current shaping or a second mode for not performing grid current shaping,
The control unit,
A mode selector for selecting one of the first mode and the second mode based on a speed calculated based on an output current flowing through the motor and a torque command value; And
And a torque command generation unit that generates the torque command value based on the calculated speed and speed command value.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 모터의 속도 및 토크에 기초한 모터 출력이 소정치 이상인 경우, 상기 제1 모드가 수행되도록 제어하며, 상기 소정치 미만인 경우, 상기 제2 모드가 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
The method of claim 1,
The control unit,
When the motor output based on the speed and torque of the motor is greater than or equal to a predetermined value, the first mode is controlled to be performed, and when the motor is less than the predetermined value, the second mode is controlled to be performed.
제1항에 있어서,
상기 계통 전류를 정류하는 정류부;를 더 구비하고,
상기 제어부는,
상기 제1 모드 동작시, 상기 계통 전류가 상기 맥동 전원에 대응하도록 상기 계통 전류 쉐이핑을 수행하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
The method of claim 1,
Further comprising a; a rectifier for rectifying the system current,
The control unit,
When the first mode is operated, the system current shaping is performed so that the system current corresponds to the pulsating power.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 모터를 제1 모드로 동작시키는 제1 모드 동작부를 더 구비하며,
상기 제1 모드 동작부는,
상기 토크 지령치에 기초하여, 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부;
상기 전류 지령치에 기초하여, 제1 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부;
상기 토크 지령치에 기초하여 전력 지령치를 생성하는 전력 지령 생성부;
상기 전력 지령치에 기초하여, 제2 전압 지령치를 생성하는 전력 제어기; 및
상기 제1 및 제2 전압 지령치에 기초하여, 스위칭 제어 신호를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
The method of claim 1,
The control unit,
Further comprising a first mode operation unit for operating the motor in a first mode,
The first mode operation unit,
A current command generation unit that generates a current command value based on the torque command value;
A voltage command generation unit that generates a first voltage command value based on the current command value;
A power command generation unit that generates a power command value based on the torque command value;
A power controller that generates a second voltage command value based on the power command value; And
And a switching control signal output unit configured to output a switching control signal based on the first and second voltage command values.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 모터를 제2 모드로 동작시키는 제2 모드 동작부를 더 구비하며,
상기 제2 모드 동작부는,
상기 토크 지령치에 기초하여, 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부;
상기 전류 지령치에 기초하여, 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부; 및
상기 전압 지령치에 기초하여, 스위칭 제어 신호를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
The method of claim 1,
The control unit,
Further comprising a second mode operation unit for operating the motor in a second mode,
The second mode operation unit,
A current command generation unit that generates a current command value based on the torque command value;
A voltage command generation unit that generates a voltage command value based on the current command value; And
And a switching control signal output unit for outputting a switching control signal based on the voltage command value.
제1항에 있어서,
상기 제1 모드 구간에서의 상기 모터의 효율 보다, 상기 제2 모드 구간에서의 상기 모터의 효율이 더 큰 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
The method of claim 1,
The motor driving apparatus, characterized in that the efficiency of the motor in the second mode section is greater than that of the motor in the first mode section.
냉매를 압축하는 압축기;
상기 압축된 냉매를 이용하여 열교환을 수행하는 열교환기; 및
상기 압축기 내의 모터를 구동하기 위한 압축기 전동기 구동 장치;를 포함하고,
상기 압축기 전동기 구동 장치는,
복수의 스위칭 소자를 구비하며, 맥동하는 맥동 전원을 변환하여 변환된 직류 전원을 모터로 출력하는 인버터; 및
상기 인버터를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 모터의 속도 및 토크에 기초하여, 계통 전류 쉐이핑(shaping)을 수행하는 제1 모드 또는 계통 전류 쉐이핑을 수행하지 않는 제2 모드로, 동작하도록 제어하며,
상기 제어부는,
상기 모터에 흐르는 출력 전류에 기초하여 연산된 속도, 및 토크 지령치에 기초하여, 상기 제1 모드와 상기 제2 모드 중 어느 하나를 선택하는 모드 선택부;
상기 연산된 속도와 속도 지령치에 기초하여 상기 토크 지령치를 생성하는 토크 지령 생성부;
상기 모터를 제1 모드로 동작시키는 제1 모드 동작부; 및
상기 모터를 제2 모드로 동작시키는 제2 모드 동작부;를 포함하며,
상기 제1 모드 동작부는,
상기 토크 지령치에 기초하여, 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부;
상기 전류 지령치에 기초하여, 제1 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부;
상기 토크 지령치에 기초하여 전력 지령치를 생성하는 전력 지령 생성부;
상기 전력 지령치에 기초하여, 제2 전압 지령치를 생성하는 전력 제어기; 및
상기 제1 및 제2 전압 지령치에 기초하여, 스위칭 제어 신호를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
A compressor that compresses a refrigerant;
A heat exchanger for performing heat exchange using the compressed refrigerant; And
Including; a compressor motor driving device for driving a motor in the compressor,
The compressor motor driving device,
An inverter having a plurality of switching elements and converting pulsating pulsating power to output the converted DC power to the motor; And
Includes; a control unit for controlling the inverter,
The control unit,
Based on the speed and torque of the motor, controlling to operate in a first mode for performing grid current shaping or a second mode for not performing grid current shaping,
The control unit,
A mode selector for selecting one of the first mode and the second mode based on a speed calculated based on an output current flowing through the motor and a torque command value;
A torque command generation unit that generates the torque command value based on the calculated speed and speed command value;
A first mode operation unit operating the motor in a first mode; And
Includes; a second mode operation unit for operating the motor in a second mode,
The first mode operation unit,
A current command generation unit that generates a current command value based on the torque command value;
A voltage command generation unit that generates a first voltage command value based on the current command value;
A power command generation unit that generates a power command value based on the torque command value;
A power controller that generates a second voltage command value based on the power command value; And
And a switching control signal output unit configured to output a switching control signal based on the first and second voltage command values.
제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 모터의 속도 및 토크에 기초한 모터 출력이 소정치 이상인 경우, 상기 제1 모드가 수행되도록 제어하며, 상기 소정치 미만인 경우, 상기 제2 모드가 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
The method of claim 9,
The control unit,
When the motor output based on the speed and torque of the motor is greater than or equal to a predetermined value, the first mode is controlled to be performed, and when the motor output is less than the predetermined value, the second mode is controlled to be performed.
제9항에 있어서,
상기 계통 전류를 정류하는 정류부;를 더 구비하고,
상기 제어부는,
상기 제1 모드 동작시, 상기 계통 전류가 상기 맥동 전원에 대응하도록 상기 계통 전류 쉐이핑을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.

The method of claim 9,
Further comprising a; a rectifier for rectifying the system current,
The control unit,
When the first mode is operated, the system current shaping is performed so that the system current corresponds to the pulsating power.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002252994A (en) 2001-11-05 2002-09-06 Hitachi Ltd Motor controlling apparatus

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3308993B2 (en) * 1992-09-21 2002-07-29 株式会社日立製作所 Electric motor driving device and air conditioner using the same
KR100319142B1 (en) * 1999-12-30 2002-01-05 구자홍 Speed control system of a motor
KR20090039482A (en) * 2007-10-18 2009-04-22 엘지전자 주식회사 Motor controller of air conditioner
KR20090081914A (en) * 2008-01-25 2009-07-29 엘지전자 주식회사 Motor controller of air conditioner
KR101965737B1 (en) * 2011-10-19 2019-08-27 엘지전자 주식회사 Apparatus for driving compressor and motor of air conditioner

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002252994A (en) 2001-11-05 2002-09-06 Hitachi Ltd Motor controlling apparatus

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