KR102506215B1 - Apparatus for controlling inverter - Google Patents

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Abstract

인버터 제어장치가 개시된다. 본 발명은 유도전동기의 재기동시 유도전동기의 속도를 추정하여, 추정된 속도로 출력주파수를 일정 시간 유지하는 동안 평활부의 직류류전압에 따라 인버터의 출력주파수를 제어한다.An inverter control device is disclosed. The present invention estimates the speed of the induction motor when the induction motor is restarted, and controls the output frequency of the inverter according to the DC voltage of the smoothing part while maintaining the output frequency at the estimated speed for a certain period of time.

Description

인버터 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING INVERTER}Inverter control device {APPARATUS FOR CONTROLLING INVERTER}

본 발명은 인버터 제어장치에 대한 것이다.The present invention relates to an inverter control device.

일반적으로, 유도전동기의 전압/주파수 일정 제어(이하 'V/F 제어')는 펄스폭 변조(pulse width modulation, PWM) 인버터를 이용하여 간단하게 구현할 수 있고, 유도전동기의 제정수의 영향을 크게 받지 않으므로, 널리 이용되고 있다. 그러나 기본적으로 전동기의 속도정보를 이용하지 않기 때문에 전동기가 정지된 상태가 아닌 회전하고 있는 상태에서 운전을 재기동하는 경우 전류 스트레스 증가를 해소하기 위한 기술이 속도탐색(speed search)이며, 속도정보를 이용하지 않는 V/F 제어에서는 이러한 속도탐색이 필수적으로 요구된다.In general, voltage/frequency constant control (hereinafter referred to as 'V/F control') of an induction motor can be implemented simply by using a pulse width modulation (PWM) inverter, and the effect of the constant number of the induction motor is greatly affected. Since it is not received, it is widely used. However, since the speed information of the motor is not used by default, when the motor is restarted in a rotating state rather than a stopped state, a technology for resolving the increase in current stress is a speed search, which uses the speed information. In V/F control that does not, such a speed search is essential.

속도탐색은 일반적으로 출력전류의 크기를 제한하는 방식과 실제 속도를 추정하는 방식으로 구분할 수 있다. 이중 후자는 다양한 방식으로 전동기 속도를 추정하며, 재기동시 추정한 속도(주파수)에서 가속하는 것으로서, 전자에 비해 가속시간을 단축할 수 있는 장점이 있다. Speed search can generally be divided into a method of limiting the size of the output current and a method of estimating the actual speed. Among them, the latter estimates the motor speed in various ways and accelerates at the estimated speed (frequency) upon restart, and has the advantage of shortening the acceleration time compared to the former.

그러나 추정한 속도가 실제 전동기의 속도보다 작을 경우에는 슬립주파수가 음이 되어 회생모드로 동작하여 전동기의 회전 에너지가 인버터로 유입되므로, 인버터를 구성하고 있는 에너지 저장장치인 커패시터에 충전되어 전압이 과도하게 상승할 수 있다. However, if the estimated speed is smaller than the actual speed of the motor, the slip frequency becomes negative and operates in regenerative mode, and the rotational energy of the motor flows into the inverter. As a result, the capacitor, which is an energy storage device constituting the inverter, is charged and the voltage is excessive. can rise up

이와 같은 과도한 전압상승은 인버터를 구성하는 전력 반도체 소자 및 커패시터가 소손될 수 있는 문제점이 있다. Such an excessive voltage increase has a problem in that power semiconductor devices and capacitors constituting the inverter may be damaged.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 추정속도 오차에 의해 유도전동기 재기동시 과전압 상승을 억제하는 인버터 제어장치를 제공하는 것이다. A technical problem to be solved by the present invention is to provide an inverter control device that suppresses an overvoltage rise when an induction motor is restarted due to an estimated speed error.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 3상 교류전원으로부터 인가받은 교류전압을 직류전압으로 변환하는 정류부, 정류된 직류전압을 평활하는 평활부 및 직류전압을 소정 출력주파수의 교류전압으로 변환하여 유도전동기에 인가하는 인버터부를 포함하는 인버터를 제어하는 본 발명의 일실시예의 장치는, 상기 유도전동기의 재기동시 상기 유도전동기의 속도를 추정하는 추정부; 및 상기 추정부에 의해 추정된 속도로 출력주파수를 일정 시간 유지하는 동안, 상기 평활부의 직류전압의 변화에 따라 상기 인버터부의 출력주파수를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.In order to solve the above technical problems, a rectifying unit converts the AC voltage applied from the three-phase AC power source into a DC voltage, a smoothing unit smoothing the rectified DC voltage, and converting the DC voltage into an AC voltage of a predetermined output frequency for induction. An apparatus according to an embodiment of the present invention for controlling an inverter including an inverter unit applied to an electric motor includes: an estimating unit estimating a speed of the induction motor when the induction motor is restarted; and a control unit controlling the output frequency of the inverter unit according to a change in DC voltage of the smoothing unit while maintaining the output frequency at the speed estimated by the estimation unit for a predetermined time.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 평활부의 직류전압이 상승하는 경우 상기 인버터부의 출력주파수가 증가하도록 제어할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the control unit may control the output frequency of the inverter unit to increase when the DC voltage of the smoothing unit increases.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 현 제어시점의 상기 평활부의 직류전압이 복전 이후 출력주파수를 유지하는 시점까지의 상기 평활부의 평균 직류전압보다 크고, 현 제어시점의 상기 평활부의 직류전압이 직전 제어시점의 상기 평활부의 직류전압보다 큰 경우, 소정 증가분만큼 출력주파수가 증가하도록 상기 인버터부를 제어할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the control unit, the DC voltage of the smoothing unit at the current control time is greater than the average DC voltage of the smoothing unit until the time of maintaining the output frequency after power recovery, and the DC voltage of the smoothing unit at the current control time When the DC voltage of the smoothing unit is greater than the direct current voltage at the immediately preceding control point, the inverter unit may be controlled to increase the output frequency by a predetermined increment.

본 발명의 일실시예에서, 상기 증가분은, 현 제어시점의 상기 평활부의 직류전압과 직전 제어시점의 상기 평활부의 직류전압의 차에 출력주파수 조정이득을 곱한 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the increment may be obtained by multiplying the output frequency adjustment gain by the difference between the DC voltage of the smoothing unit at the current control time point and the DC voltage of the smoothing unit at the previous control time point.

본 발명의 일실시예에서, 상기 출력주파수 조정이득은, 미리 설정되는 값일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the output frequency adjustment gain may be a preset value.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 출력주파수를 유지하는 상기 일정 시간이 경과하면, 출력주파수가 목표주파수까지 상승하도록 상기 인버터부를 제어할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the control unit may control the inverter unit to increase the output frequency to a target frequency after the predetermined time period for maintaining the output frequency has elapsed.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 현 제어시점의 상기 평활부의 직류전압이 복전 이후 출력주파수를 유지하는 시점까지의 상기 평활부의 평균 직류전압보다 크지 않은 경우, 출력주파수 증가분을 0으로 하도록 상기 인버터부를 제어할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the control unit sets the output frequency increment to zero when the DC voltage of the smoothing unit at the current control point is not greater than the average DC voltage of the smoothing unit up to the point of maintaining the output frequency after restoration. The inverter unit may be controlled.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 현 제어시점의 상기 평활부의 직류전압이 복전 이후 출력주파수를 유지하는 시점까지의 상기 평활부의 평균 직류전압보다 크고, 현 제어시점의 상기 평활부의 직류전압이 직전 제어시점의 상기 평활부의 직류전압보다 크지 않은 경우, 출력주파수 증가분을 0으로 하도록 상기 인버터부를 제어할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the control unit, the DC voltage of the smoothing unit at the current control time is greater than the average DC voltage of the smoothing unit until the time of maintaining the output frequency after power recovery, and the DC voltage of the smoothing unit at the current control time When the DC voltage of the smoothing unit is not greater than the direct current voltage at the immediately preceding control point, the inverter unit may be controlled to set the output frequency increment to zero.

상기와 같은 본 발명은, 인버터가 회생모드로 동작하여 직류전압이 상승하는 경우 출력주파수를 조정함으로써 직류전압 상승을 억제하여 평활부의 과전압을 방지하게 하는 효과가 있다.The present invention as described above has an effect of preventing an overvoltage of the smoothing unit by suppressing an increase in the DC voltage by adjusting the output frequency when the inverter operates in the regenerative mode and the DC voltage increases.

도 1은 본 발명의 일실시예의 인버터 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 정상적으로 유도전동기의 속도가 추정되는 경우 인버터 제어방법을 설명하기 위한 일예시도이다.
도 3은 유도전동기의 속도추정이 정확하지 않은 경우를 설명하기 위한 일예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 인버터 제어를 설명하기 위한 일예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 인버터 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a configuration diagram for explaining an inverter system according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary diagram for explaining an inverter control method when the speed of an induction motor is normally estimated.
3 is an exemplary diagram for explaining a case in which speed estimation of an induction motor is not accurate.
4 is an exemplary view for explaining inverter control according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating an inverter control method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예의 인버터 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.1 is a configuration diagram for explaining an inverter system according to an embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 인버터 시스템(2)은, 3상의 교류전원부(1)로부터 인가받은 전력을 변환하여 유도전동기(3)에 인가하기 위한 것으로서, 교류전압을 직류전압으로 변환하는 정류부(10), 정류된 직류전압을 평활하는 평활부(20), 직류전압을 소정 출력주파수 및 크기를 가지는 교류전압로 변환하는 인버터부(30), 인버터(2)의 출력전류를 측정하는 전류검출부(40), 유도전동기(3)의 실제 속도를 추정하는 속도추정부(50) 및 인버터부(30)의 반도체 스위칭 소자를 제어하는 제어부(60)를 포함할 수 있다. As shown in the figure, the inverter system 2 of one embodiment of the present invention is for converting the power applied from the three-phase AC power supply unit 1 and applying it to the induction motor 3, converting AC voltage to DC voltage The rectifying unit 10 converts the rectified DC voltage into a smoothing unit 20, the inverter unit 30 converts the DC voltage into an AC voltage having a predetermined output frequency and size, and the output current of the inverter 2 It may include a current detection unit 40 for measuring, a speed estimation unit 50 for estimating the actual speed of the induction motor 3, and a control unit 60 for controlling the semiconductor switching element of the inverter unit 30.

제어부(60)는 유도전동기(3)의 재기동시 속도추정부(50)가 추정한 속도를 이용하여 인버터부(30)를 제어하여, 속도추정부(50)가 추정한 속도가 실제 속도와 다른 경우에도 평활부(20)의 DC 링크 커패시터에 과전압이 인가되는 것을 방지할 수 있다.When the induction motor 3 is restarted, the control unit 60 controls the inverter unit 30 using the speed estimated by the speed estimating unit 50 so that the speed estimated by the speed estimating unit 50 is different from the actual speed. Even in this case, it is possible to prevent overvoltage from being applied to the DC link capacitor of the smoothing unit 20 .

속도추정부(50)는 유도전동기(3)의 속도를 추정하는 것으로서, 본 발명이 어떠한 속도추정 방식에 한정되는 것은 아니다. 즉, 예를 들어 증분형 엔코더를 이용하여 추정하거나, 또는 상태관측기를 이용하여 추정하는 등, 다양한 방식으로 추정할 수 있을 것이다. 유도전동기(3)의 속도를 추정하는 방식은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다 할 것이므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 하겠다. The speed estimator 50 estimates the speed of the induction motor 3, and the present invention is not limited to any speed estimation method. That is, it may be estimated in various ways, for example, estimation using an incremental encoder or estimation using a state observer. Since the method of estimating the speed of the induction motor 3 is obvious to those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted.

이하에서는, 종래의 정상적인 속도추정에 대한 인버터 제어방식과 속도추정에 오류가 있는 경우 인버터 제어방식을 설명한 후, 본 발명의 제어방식에 대해 설명하기로 하겠다.Hereinafter, a conventional inverter control method for normal speed estimation and an inverter control method when there is an error in speed estimation will be described, and then the control method of the present invention will be described.

도 2는 정상적으로 유도전동기(3)의 속도가 추정되는 경우 인버터 제어방법을 설명하기 위한 일예시도로서, 일반적인 인버터 시스템에서, 유도전동기(3)가 일정 주파수로 운전하는 중 순시정전이 발생하거나 고장이 발생한 후 재기동하는 경우, 속도추정이 정확하게 문제없이 정전전 속도로 복귀하는 예를 나타낸 것이다.2 is an exemplary diagram for explaining an inverter control method when the speed of the induction motor 3 is normally estimated. In a general inverter system, while the induction motor 3 is operating at a constant frequency, a momentary power failure occurs or a failure occurs. In the case of restarting after this occurs, the speed estimation shows an example in which the speed estimation accurately returns to the speed before power outage without any problems.

2A는 유도전동기(3)가 일정 속도로 운전하는 구간이고, 2B는 정전이 발생하여 인버터부(30)의 출력이 차단되고 유도전동기(3)는 자유회전하고 인버터 평활부(2)의 DC 링크 전압(VDC)은 감소하는 구간이다. 2A is a section in which the induction motor 3 operates at a constant speed, and in 2B, a power failure occurs and the output of the inverter unit 30 is cut off, the induction motor 3 rotates freely, and the DC link of the inverter smoothing unit 2 The voltage VDC is a decreasing period.

2C는 복전이 되어 속도추정부(50)에서 전동기(3)의 속도를 추정하는 구간이고, 2D는 추정한 전동기(3)의 속도에 맞추어 출력주파수를 일정하게 유지하는 구간이다. 출력주파수를 일정하게 유지하는 것은 전압안정화를 위해서이다. 2E는 출력주파수의 유지 이후, 목표주파수로 가속하는 구간이고, 2F는 목표주파수에 도달하여 일정 속도로 유도전동기(3)를 운전하는 구간이다.2C is a section in which power is restored and the speed estimator 50 estimates the speed of the motor 3, and 2D is a section in which the output frequency is kept constant according to the estimated speed of the motor 3. Keeping the output frequency constant is for voltage stabilization. 2E is a section of acceleration to the target frequency after maintaining the output frequency, and 2F is a section of driving the induction motor 3 at a constant speed after reaching the target frequency.

이와 같이, 구간 C에서 유도전동기(3)의 속도와 속도추정부(50)에 의해 추정한 출력주파수가 실질적으로 동일하게 되는 경우(A 참조), 제어부(60)는 정전 전의 운전속도로 유도전동기(3)가 복귀하게 제어할 수 있다.In this way, when the speed of the induction motor 3 and the output frequency estimated by the speed estimating unit 50 are substantially the same in section C (refer to A), the control unit 60 operates the induction motor at the operating speed before power failure. (3) can be controlled to return.

도 3은 유도전동기(3)의 속도추정이 정확하지 않은 경우를 설명하기 위한 일예시도로서, 재기동 직전에 추정한 유도전동기(3)의 속도가 실제 속도보다 적어서 기동이 실패하는 것은 나타낸 것이다.FIG. 3 is an exemplary diagram for explaining a case where the speed estimation of the induction motor 3 is not accurate, and shows that the start fails because the estimated speed of the induction motor 3 immediately before restarting is less than the actual speed.

구간 3A에서 일정 속도로 운전하던 유도전동기(3)에 정전이 발생하면, 구간 3B와 같이 인버터(2) 출력이 차단되고 유도전동기(3)는 자유회전하며, 인버터(2)의 평활부(20)의 DC 링크 전압(VDC)은 감소한다.If a power failure occurs in the induction motor (3) operating at a constant speed in section 3A, the output of the inverter (2) is cut off as in section 3B, the induction motor (3) rotates freely, and the smoothing part (20) of the inverter (2) ) of the DC link voltage (VDC) decreases.

구간 3C에서 복전이 되는 경우 속도추정부(50)는 유도전동기(3)의 속도를 추정하게 되는데, 속도추정부(50)가 추정한 유도전동기(3)의 속도가 실제 유도전동기(3)의 속도보다 적은 경우(B 참조), 인버터부(30)가 회생모드로 동작하도록 제어부(60)가 제어하므로, DC 링크 전압(VDC)은 증가하게 되며(C 참조), 과전압이 발생하면 제어부(60)는 인버터(2)의 운전을 정지하게 된다. When power is restored in section 3C, the speed estimator 50 estimates the speed of the induction motor 3. The speed of the induction motor 3 estimated by the speed estimator 50 is the actual speed of the induction motor 3 If it is less than the speed (see B), since the control unit 60 controls the inverter unit 30 to operate in regenerative mode, the DC link voltage (VDC) increases (see C), and when an overvoltage occurs, the control unit 60 ) stops the operation of the inverter 2.

이와 같이 실제 유도전동기(3)의 속도와 추정속도가 다른 경우 인버터(2)는 회생모드로 동작하고 이로 인해 DC 링크 전압이 증가하여 과전압이 발생하고, 이에 의해 인터버를 구성하는 DC 링크 커패시터에 소손이 발생하고, 인버터부(30)를 구성하는 반도체 스위칭 소자에 소손이 발생할 수 있다.In this way, when the speed of the actual induction motor 3 and the estimated speed are different, the inverter 2 operates in the regenerative mode, and as a result, the DC link voltage increases and overvoltage occurs, thereby causing an overvoltage in the DC link capacitor constituting the inverter. Burnout may occur, and burnout may occur in the semiconductor switching element constituting the inverter unit 30 .

본 발명의 제어부(60)는 추정속도에 오차가 있는 경우에도 DC 링크 전압이 상승하는 것을 방지한다. 즉, 제어부(60)는 평활부(20)의 직류전압(VDC)을 측정하여 인버터부(30)의 출력주파수를 조정함으로써 직류전압의 상승을 억제할 수 있다. The controller 60 of the present invention prevents the DC link voltage from rising even when there is an error in the estimated speed. That is, the control unit 60 can suppress an increase in DC voltage by measuring the DC voltage (VDC) of the smoothing unit 20 and adjusting the output frequency of the inverter unit 30 .

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 인버터 제어를 설명하기 위한 일예시도이다.4 is an exemplary view for explaining inverter control according to an embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 구간 4A에서 일정 속도로 운전하던 유도전동기(3)에 정전이 발생하면, 구간 4B와 같이 인버터(2) 출력이 차단되고 유도전동기(3)는 자유회전하며, 인버터(2)의 평활부(20)의 DC 링크 전압(VDC)은 감소되는 것임은, 이미 설명한 바와 같다.As shown in the figure, when a power failure occurs in the induction motor 3 operating at a constant speed in section 4A, the output of the inverter 2 is cut off as in section 4B, the induction motor 3 rotates freely, and the inverter ( It is as already described that the DC link voltage (VDC) of the smoothing unit 20 of 2) is reduced.

구간 4C에서 속도추정부(50)는 유도전동기(3)의 속도를 추정할 수 있다. 구간 4D에서 제어부(60)는 속도추정부(50)가 추정한 속도가 유도전동기(3)의 실제 속도보다 적은 경우에는(D 참조), 유도전동기(3)가 회생모드로 동작하게 되므로 평활부(20)의 직류전압이 상승하게 된다(E 참조). 제어부(60)는 이와 같이 직류전압이 상승하는 경우, 출력주파수를 증가시킴으로써(F 참조), 평활부(20)의 직류전압은 하강하게 된다(G 참조).In section 4C, the speed estimator 50 may estimate the speed of the induction motor 3. In section 4D, the control unit 60 controls the smoothing unit because the induction motor 3 operates in the regenerative mode when the speed estimated by the speed estimating unit 50 is less than the actual speed of the induction motor 3 (see D). The DC voltage of (20) rises (see E). When the DC voltage increases in this way, the controller 60 increases the output frequency (see F), so that the DC voltage of the smoothing unit 20 decreases (see G).

이와 같이 제어부(60)는 직류전압이 상승하는 것을 확인하여 출력주파수를 증가시킴으로써 평활부(20)의 DC 링크에 과전압이 인가되는 것을 방지할 수 있다. 이후 구간 4D에서 출력주파수가 전압 안정화를 위해 일정 기간만큼 유지되면, 제어부(60)는 구간 4E에서 목표주파수로 가속하여, 목표주파수에 도달하면, 구간 4F에서는 일정 속도로 유도전동기(3)를 운전할 수 있다.In this way, the control unit 60 can prevent overvoltage from being applied to the DC link of the smoothing unit 20 by confirming that the DC voltage increases and increasing the output frequency. Then, when the output frequency is maintained for a certain period of time for voltage stabilization in section 4D, the controller 60 accelerates to the target frequency in section 4E, and when the target frequency is reached, operates the induction motor 3 at a constant speed in section 4F. can

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 인버터 제어방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 도 1의 제어부(60)가 인버터(2)를 제어하는 방법을 나타낸 것이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for controlling an inverter according to an embodiment of the present invention, and shows how the control unit 60 of FIG. 1 controls the inverter 2.

도면에 도시된 바와 같이, 제어부(60)는 도 4의 구간 4B와 같이 순시정전 또는 순시적인 인버터(2)의 고장이 발생하였다가 복전이 되면(S51), 구간 4C에서 속도추정부(50)로부터 추정된 유도전동기(3)의 속도를 수신할 수 있다(S52). 본 발명의 일실시예에서 유도전동기(3)의 속도추정은 다양한 방식으로 이루어질 수 있음은, 이미 설명한 바와 같다. 이때 구간 4C에서, 복전이 되면 평활부(20)의 직류전압(VDC)은 상승하고, 정격전압에 도달하면 해당 정격전압을 유지하게 된다. As shown in the figure, the control unit 60, as shown in section 4B of FIG. 4, when an instantaneous power failure or instantaneous failure of the inverter 2 occurs and then power is restored (S51), the speed estimation unit 50 in section 4C The estimated speed of the induction motor 3 may be received from (S52). As already described, the estimation of the speed of the induction motor 3 in one embodiment of the present invention can be performed in various ways. At this time, in section 4C, when power is restored, the DC voltage (VDC) of the smoothing unit 20 increases, and when it reaches the rated voltage, the rated voltage is maintained.

제어부(60)는, 속도추정부(50)에 의해 추정된 유도전동기(3) 속도로 출력주파수를 일정 시간 유지할 수 있다(S53). 이때, 출력주파수를 유지하는 시간은 인버터(2)의 파라미터로서 미리 설정될 수 있으며, 설정된 출력주파수의 유지시간은 인버터(2)의 저장부(도시되지 않음)에 저장될 수 있다. The controller 60 may maintain the output frequency at the speed of the induction motor 3 estimated by the speed estimator 50 for a predetermined time (S53). At this time, the time for maintaining the output frequency may be set in advance as a parameter of the inverter 2, and the holding time for the set output frequency may be stored in a storage unit (not shown) of the inverter 2.

제어부(60)는 현 제어시점에서의 평활부(20)의 직류전압(VDC[n])과 복전 이후 평균 직류전압(VDC,REF)을 비교할 수 있다(S54). 이때, 제어부(60)가 현 제어시점의 평활부(20)의 직류전압과 비교하는 대상은, 복전 이후 평균 직류전압(즉, 구간 4C에서의 직류전압의 평균 또는 복전 이후 출력주파수를 유지하는 시점까지의 직류전압의평균)일 수도 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 정격전압일 수도 있다. The control unit 60 may compare the DC voltage (VDC[n]) of the smoothing unit 20 at the current control time point with the average DC voltage (VDC, REF) after restoration (S54). At this time, the object that the control unit 60 compares with the DC voltage of the smoothing unit 20 at the current control point is the average DC voltage after restoration (ie, the average of the DC voltage in section 4C or the point at which the output frequency is maintained after restoration). average of DC voltages up to), but the present invention is not limited thereto, and may be a rated voltage.

만약 현 제어시점에서의 평활부(20)의 직류전압(VDC[n])이 복전 이후 평균 직류전압(VDC,REF)보다 크지 않은 경우(S55), 추정된 속도가 실제 속도보다 크거나 같은 것을 의미하는 것이므로, 제어부(60)는 인버터(2)의 출력주파수를 변경하지 않는다. 즉, 출력주파수 증가분을 0으로 할 수 있다(S56). If the DC voltage (VDC[n]) of the smoothing unit 20 at the current control point is not greater than the average DC voltage (VDC,REF) after restoration (S55), the estimated speed is greater than or equal to the actual speed. That is, the controller 60 does not change the output frequency of the inverter 2. That is, the output frequency increment can be set to 0 (S56).

만약, 현 제어시점에서의 직류전압(VDC[n])이 복전 이후 평균 직류전압(VDC,REF)보다 큰 경우(S55), 추정된 속도가 실제 속도보다 작은 것을 의미하는 것이므로, 제어부(60)는 인버터(2)가 회생모드에서 동작하고 있음을 알 수 있다. 이때, 다시 제어부(60)는 현 제어시점에서의 직류전압(VDC[n])과 직전 제어시점의 직류전압(VDC[n-1])을 비교하여, 인버터(2) 출력주파수의 변경 여부를 결정할 수 있다(S57).If the DC voltage (VDC[n]) at the current control point is greater than the average DC voltage (VDC,REF) after restoration (S55), this means that the estimated speed is smaller than the actual speed, so the control unit 60 It can be seen that the inverter 2 is operating in the regenerative mode. At this time, the controller 60 compares the DC voltage (VDC[n]) at the current control point and the DC voltage (VDC[n-1]) at the previous control point to determine whether the output frequency of the inverter 2 has changed. It can be determined (S57).

즉, 현 제어시점에서의 직류전압(VDC[n])이 직전 제어시점의 직류전압(VDC[n-1])보다 크지 않은 경우에는(S57), 제어부(60)는 출력주파수를 변경하지 않는다. 즉, 출력주파수 증가분을 0으로 할 수 있다(S58).That is, if the DC voltage (VDC[n]) at the current control point is not greater than the DC voltage (VDC[n-1]) at the previous control point (S57), the controller 60 does not change the output frequency. . That is, the output frequency increment can be set to 0 (S58).

그러나, 현 제어시점에서의 직류전압(VDC[n])이 직전 제어시점의 직류전압(VDC[n-1])보다 큰 경우에는(S57), 제어부(60)는 인버터(2)가 회생모드로 동작하는 것으로 결정하고, 출력주파수를 출력주파수 증가분만큼 증가시킬 수 있다(S59). 이때, 출력주파수 증가분은 다음 식에 의해 결정될 수 있다. However, when the DC voltage (VDC[n]) at the current control point is greater than the DC voltage (VDC[n-1]) at the previous control point (S57), the controller 60 switches the inverter 2 to the regenerative mode. It is determined to operate as , and the output frequency can be increased by the output frequency increment (S59). At this time, the output frequency increment may be determined by the following equation.

Figure 112016039724679-pat00001
Figure 112016039724679-pat00001

이때, 출력주파수 증가분은 현 제어시점의 직류전압과 직전 제어시점의 직류전압의 차에 출력주파수 조정 이득(K)을 곱한 값으로서, 인버터(2)의 파라미터로서 미리 설정되어 저장부(도시되지 않음)에 저장되어 있을 수도 있고, 또는 직류전압의 상승분에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어 PID(Proportional Integral Differential) 제어에 의해 결정될 수도 있을 것이다.At this time, the output frequency increment is a value obtained by multiplying the difference between the DC voltage at the current control point and the DC voltage at the previous control point by the output frequency adjustment gain (K), which is preset as a parameter of the inverter 2 and stored in a storage unit (not shown). ), or may be determined according to the rise of the DC voltage. For example, it may be determined by PID (Proportional Integral Differential) control.

이와 같이 결정된 출력주파수 증가분에 의해, 제어부(60)는 출력주파수를 결정하여 인버터(2)를 제어할 수 있다(S60). 이때, 출력주파수 Fout는 아래 식과 같이 결정될 수 있다.Based on the increase in the output frequency determined in this way, the control unit 60 can control the inverter 2 by determining the output frequency (S60). At this time, the output frequency Fout may be determined as follows.

Figure 112016039724679-pat00002
Figure 112016039724679-pat00002

이후, 제어부(60)는 인버터 파라미터로서 결정되어 있는 출력주파수 유지시간이 경과하면(S61), 인버터(2)의 출력주파수를 증가시킬 수 있다(S62). 이때 출력주파수 증가 기울기는 인버터 파라미터로서, 미리 저장부(도시되지 않음)에 저장되어 있을 수 있다.Thereafter, the control unit 60 may increase the output frequency of the inverter 2 when the output frequency holding time determined as the inverter parameter elapses (S61). At this time, the output frequency increase slope is an inverter parameter and may be previously stored in a storage unit (not shown).

이후, 제어부(60)는 출력주파수가 목표주파수에 도달하면(S63), 출력주파수를 목표주파수로 유지하여(S64) 인버터(2)가 유도전동기(3)를 정상상태 운전하도록 제어할 수 있을 것이다.Thereafter, when the output frequency reaches the target frequency (S63), the control unit 60 maintains the output frequency at the target frequency (S64) and controls the inverter 2 to operate the induction motor 3 in a steady state. .

이와 같이, 추정된 유도전동기(3)의 속도가 실제 속도보다 적은 경우 회생모드로 인버터(2)가 동작하여 평활부(20)의 직류전압이 상승하며, 이에 의해 과전압 고장이 발생할 수 있는데, 본 발명에 의하면 인버터가 회생모드로 동작하여 직류전압이 상승하는 경우 출력주파수를 조정함으로써 직류전압 상승을 억제하여 평활부의 과전압을 방지할 수 있다. As such, when the estimated speed of the induction motor 3 is less than the actual speed, the inverter 2 operates in the regenerative mode and the DC voltage of the smoothing unit 20 rises, thereby causing an overvoltage failure. According to the present invention, when the inverter operates in regenerative mode and the DC voltage rises, the output frequency can be adjusted to suppress the DC voltage rise, thereby preventing overvoltage of the smoothing unit.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Embodiments according to the present invention have been described above, but these are merely examples, and those skilled in the art will understand that various modifications and embodiments of equivalent range are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

1: 교류전원부 2: 인버터
3: 유도전동기 10: 정류부
20: 평활부 30: 인버터부
40: 전류검출부 50: 속도추정부
60: 제어부1: AC power unit 2: Inverter
3: induction motor 10: rectifier
20: smoothing unit 30: inverter unit
40: current detection unit 50: speed estimation unit
60: control unit

Claims (8)

3상 교류전원으로부터 인가받은 교류전압을 직류전압으로 변환하는 정류부, 정류된 직류전압을 평활하는 평활부 및 직류전압을 소정 출력주파수의 교류전압으로 변환하여 유도전동기에 인가하는 인버터부를 포함하는 인버터를 제어하는 장치에 있어서,
상기 유도전동기의 재기동시 상기 유도전동기의 속도를 추정하는 속도추정부; 및
상기 속도추정부에 의해 추정된 속도를 이용하여 상기 평활부의 직류전압의 변화에 따라 상기 인버터부의 출력주파수를 제어하는 제어부를 포함하는 인버터 제어장치.
An inverter including a rectifying unit that converts the AC voltage applied from the three-phase AC power source into a DC voltage, a smoothing unit that smoothes the rectified DC voltage, and an inverter unit that converts the DC voltage into an AC voltage of a predetermined output frequency and applies it to an induction motor In the control device,
a speed estimation unit estimating a speed of the induction motor when the induction motor is restarted; and
Inverter control device comprising a control unit for controlling the output frequency of the inverter unit according to the change in the DC voltage of the smoothing unit using the speed estimated by the speed estimation unit.
 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 평활부의 직류전압이 상승하는 경우 상기 인버터부의 출력주파수가 증가하도록 제어하는 인버터 제어장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
Inverter control device for controlling the output frequency of the inverter unit to increase when the DC voltage of the smoothing unit increases.
 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
현 제어시점의 상기 평활부의 직류전압이 복전 이후 출력주파수를 유지하는 시점까지의 상기 평활부의 평균 직류전압보다 크고, 현 제어시점의 상기 평활부의 직류전압이 직전 제어시점의 상기 평활부의 직류전압보다 큰 경우, 소정 증가분만큼 출력주파수가 증가하도록 상기 인버터부를 제어하는 인버터 제어장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
The DC voltage of the smoothing unit at the current control point is greater than the average DC voltage of the smoothing unit up to the point of maintaining the output frequency after restoration, and the DC voltage of the smoothing unit at the current control point is greater than the DC voltage of the smoothing unit at the previous control point. In this case, the inverter control device for controlling the inverter unit to increase the output frequency by a predetermined increment.
 제3항에 있어서, 상기 증가분은, 현 제어시점의 상기 평활부의 직류전압과 직전 제어시점의 상기 평활부의 직류전압의 차에 출력주파수 조정이득을 곱한 것인 인버터 제어장치.
The inverter control device according to claim 3, wherein the increment is obtained by multiplying an output frequency adjustment gain by a difference between a DC voltage of the smoothing unit at a current control point and a DC voltage of the smoothing unit at a previous control point.
 제4항에 있어서, 상기 출력주파수 조정이득은, 미리 설정되는 값인 인버터 제어장치.
The inverter control device according to claim 4, wherein the output frequency adjustment gain is a preset value.
 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
출력주파수를 유지하는 상기 일정 시간이 경과하면, 출력주파수가 목표주파수까지 상승하도록 상기 인버터부를 제어하는 인버터 제어장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
An inverter control device for controlling the inverter unit so that the output frequency rises to a target frequency when the predetermined time period for maintaining the output frequency has elapsed.
 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
현 제어시점의 상기 평활부의 직류전압이 복전 이후 출력주파수를 유지하는 시점까지의 상기 평활부의 평균 직류전압보다 크지 않은 경우, 출력주파수 증가분을 0으로 하도록 상기 인버터부를 제어하는 인버터 제어장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
When the DC voltage of the smoothing unit at the current control point is not greater than the average DC voltage of the smoothing unit up to the point of maintaining the output frequency after restoration, controls the inverter unit to set the output frequency increment to zero.
 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
현 제어시점의 상기 평활부의 직류전압이 복전 이후 출력주파수를 유지하는 시점까지의 상기 평활부의 평균 직류전압보다 크고, 현 제어시점의 상기 평활부의 직류전압이 직전 제어시점의 상기 평활부의 직류전압보다 크지 않은 경우, 출력주파수 증가분을 0으로 하도록 상기 인버터부를 제어하는 인버터 제어장치.The method of claim 1, wherein the control unit,
The DC voltage of the smoothing unit at the current control point is greater than the average DC voltage of the smoothing unit up to the point of maintaining the output frequency after restoration, and the DC voltage of the smoothing unit at the current control point is greater than the DC voltage of the smoothing unit at the previous control point. If not, the inverter control device for controlling the inverter unit to set the output frequency increment to zero.
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