KR102593482B1 - Method and apparatus for detecting fault of current sensors in inverter for an ac motor - Google Patents

Method and apparatus for detecting fault of current sensors in inverter for an ac motor Download PDF

Info

Publication number
KR102593482B1
KR102593482B1 KR1020200172238A KR20200172238A KR102593482B1 KR 102593482 B1 KR102593482 B1 KR 102593482B1 KR 1020200172238 A KR1020200172238 A KR 1020200172238A KR 20200172238 A KR20200172238 A KR 20200172238A KR 102593482 B1 KR102593482 B1 KR 102593482B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
phase
driving
failure
inverter
Prior art date
Application number
KR1020200172238A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220082379A (en
Inventor
구본수
최인호
김장목
김수호
Original Assignee
한국항공우주연구원
주식회사 효원파워텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국항공우주연구원, 주식회사 효원파워텍 filed Critical 한국항공우주연구원
Priority to KR1020200172238A priority Critical patent/KR102593482B1/en
Publication of KR20220082379A publication Critical patent/KR20220082379A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102593482B1 publication Critical patent/KR102593482B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/20—Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
    • G01R1/203—Resistors used for electric measuring, e.g. decade resistors standards, resistors for comparators, series resistors, shunts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/146—Measuring arrangements for current not covered by other subgroups of G01R15/14, e.g. using current dividers, shunts, or measuring a voltage drop
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/22—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using conversion of ac into dc
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/56—Testing of electric apparatus

Abstract

전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 방법 및 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 장치가 개시된다. 본 발명예에 따른 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 방법은, 전동기 구동용 인버터에 구비되는 복수의 전류 센서를 이용하여, 3상 전류 정보에 관한 제1 측정값을 측정하는 단계와, 상기 제1 측정값이, 상기 3상 전류 정보와 관련하여 션트 저항에 의해 측정된 제2 측정값과 선정된 범위를 벗어나 차이나면, 상기 복수의 전류 센서의 고장을 판별하는 단계, 및 상기 복수의 전류 센서의 고장을 판별 함에 따라, 센서 고장 감지 신호를 발생하는 단계를 포함한다.A method for determining a failure of a current sensor in an inverter for driving an electric motor and an apparatus for determining a failure of a current sensor in an inverter for driving an electric motor are disclosed. The method for determining the failure of a current sensor in an inverter for driving an electric motor according to an example of the present invention includes the steps of measuring a first measurement value related to three-phase current information using a plurality of current sensors provided in the inverter for driving an electric motor, If the first measured value differs from a second measured value measured by a shunt resistance in relation to the three-phase current information outside a predetermined range, determining a failure of the plurality of current sensors, and determining a failure of the plurality of current sensors It includes the step of generating a sensor failure detection signal as a sensor failure is determined.

Description

전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 방법 및 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING FAULT OF CURRENT SENSORS IN INVERTER FOR AN AC MOTOR}Method for determining failure of current sensor in inverter for driving electric motor and device for determining failure of current sensor in inverter for driving electric motor {METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING FAULT OF CURRENT SENSORS IN INVERTER FOR AN AC MOTOR}

본 발명은 개인용항공기(PAV) 등에 이용되는 전동기 제어 기술에 관한 것으로, 전동기 상전류의 이중화 측정 구조에서의 전류 센서의 신속한 고장 판별 및 대응 처리를 통한 신뢰성 향상에 연관된다.The present invention relates to electric motor control technology used in personal aircraft (PAV), etc., and is related to improving reliability through rapid failure determination and response processing of current sensors in a dual measurement structure of electric motor phase current.

본 발명의 배경이 되는 기술은 다음의 문헌에 개시되어 있다.
1) 일본 공개특허공보 특개2010-088261호(2010.04.15.) "전동기의 전류 센서 이상 검지 장치"
2) 공개특허공보 제10-2010-0090875호(2010.08.18.) "션트 저항을 이용한 전류 검출 장치 및 그를 이용한 전자제어장치"
전동기 구동용 인버터(이하, '인버터')는, 전력용 반도체(예, 다이오드, 트랜지스터 등)를 사용하여 상용 교류전원을 직류전원으로 변환시킨 후, 다시 임의의 주파수와 전압의 교류로 변환시킴으로써, 유도전동기의 회전속도를 제어하는 역할을 한다.The technology behind the present invention is disclosed in the following documents.
1) Japanese Patent Publication No. 2010-088261 (2010.04.15.) “Motor current sensor abnormality detection device”
2) Publication of Patent No. 10-2010-0090875 (2010.08.18.) “Current detection device using shunt resistance and electronic control device using the same”
An inverter for driving an electric motor (hereinafter referred to as 'inverter') uses power semiconductors (e.g. diodes, transistors, etc.) to convert commercial alternating current power into direct current power, and then converts it back into alternating current at an arbitrary frequency and voltage. It plays a role in controlling the rotation speed of the induction motor.

인버터는, 회로 구성에 따라, 전류형 인버터, 전압형 PWM(펄스 폭 변조), 및 전압형 PAM(펄스 진폭 변조)로 분류되고, 또한 스위칭 소자에 따라서 MOSFET, GOT, IGBT 등으로도 분류되고 있다.Depending on the circuit configuration, inverters are classified into current-type inverters, voltage-type PWM (pulse width modulation), and voltage-type PAM (pulse amplitude modulation), and are also classified into MOSFET, GOT, IGBT, etc. depending on the switching element. .

교류 전동기(AC MOTOR) 구동용 인버터는, 인버터의 출력 전압과 주파수를 변화시킴으로써, 모터의 토크(힘)는 유지하면서 속도를 가감 제어할 수 있다.An inverter for driving an AC motor can control the speed while maintaining the torque (force) of the motor by changing the output voltage and frequency of the inverter.

일례로 인버터는, 교류로 입력받은 전기를 변환 및 재조합을 시켜서 스위칭 방식으로 인해 교류 전기를 만들어 낼 수 있고, 스위칭 방식을 짧게 하는지 또는 길게 하는지에 따라 주파수를 변환시켜 모터의 회전 수를 조절할 수 있다. 즉, 인버터는 주파수 제어를 통해 토크는 유지하면서 모터 속도를 조절 가능하다.For example, an inverter can generate alternating current electricity through a switching method by converting and recombining electricity input as alternating current, and can control the number of rotations of the motor by converting the frequency depending on whether the switching method is short or long. . In other words, the inverter can control the motor speed while maintaining torque through frequency control.

이처럼 전동기(모터)의 조절을 위해서는 3상 전류 정보의 측정이 요구되는데, 종래에는 전류 센서 또는 션트 저항 중 어느 하나를 이용해 3상 전류 정보의 측정이 실시되고 있다.In order to control the electric motor (motor), measurement of three-phase current information is required. Conventionally, the three-phase current information is measured using either a current sensor or a shunt resistor.

도 1a 내지 도 1b는, 종래의 실시예들에 따른 전동기 구동용 인버터의 구성을 도시한 도면이다.1A to 1B are diagrams showing the configuration of an inverter for driving an electric motor according to conventional embodiments.

도 1a를 참조하면, 종래의 일실시예에 따른 3상 전동기 구동용 인버터는 2개의 전류 센서를 가지는 구조로 되어 있다.Referring to FIG. 1A, an inverter for driving a three-phase electric motor according to a conventional embodiment is structured to have two current sensors.

상기 3상 전동기 구동용 인버터는, 2개의 전류 센서를 이용하여 2상의 전류값(ias, ics)을 각각 측정한 후, 이를 식(1)과 같이 차감하여 나머지 1상의 전류값(ibs)을 계산함으로써 3상 전류 정보를 측정하고, 측정한 3상 전류 정보에 따라 전동기를 구동 제어할 수 있다.The inverter for driving a three-phase electric motor measures the current values (ias, ics) of each of the two phases using two current sensors and then subtracts them as shown in equation (1) to calculate the current value (ibs) of the remaining one phase. By doing so, three-phase current information can be measured, and the motor can be driven and controlled according to the measured three-phase current information.

ia + ib + ic = 0,ia + ib + ic = 0,

ib = -(ia + ic) --- (1)ib = -(ia + ic) --- (1)

도 1b를 참조하면, 종래의 다른 실시예에 따른 3상 전동기 구동용 인버터는, 2개의 전류 센서 대신에 션트 저항을 가지는 구조로 되어 있다.Referring to FIG. 1B, an inverter for driving a three-phase electric motor according to another conventional embodiment is structured to have a shunt resistor instead of two current sensors.

상기 3상 전동기 구동용 인버터는, 션트 저항을 부착한 위치에서, 저항 양단 전압 VSR을 측정한 후, 측정한 VSR으로부터 3상 전류 정보를 획득해 전동기를 구동 제어할 수 있다.The inverter for driving a three-phase motor can measure the voltage V SR across the resistor at a location where a shunt resistor is attached, and then obtain three-phase current information from the measured V SR to control the operation of the motor.

이처럼 종래에는 3상 전동기 구동용 인버터에서의 3상 전류 정보 측정이, 도 1a과 같이 전류 센서를 이용하거나, 도 1b와 같이 션트 저항을 이용하는 단일의 측정 구조로 설계되고 있다.In this way, conventionally, three-phase current information measurement in an inverter for driving a three-phase electric motor is designed as a single measurement structure using a current sensor as shown in FIG. 1A or a shunt resistor as shown in FIG. 1B.

이 때문에, 전류 센서를 이용하여 3상 전류 정보를 측정하는 경우에 전류 센서의 고장이 발생하더라도, 이를 감지하지 못해 전동기 구동 제어하는데 어려움이 있을 수 있다.For this reason, when measuring three-phase current information using a current sensor, even if a current sensor failure occurs, it may not be detected, making it difficult to control the motor operation.

상술한 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명의 실시예는 전류 센서 및 션트 저항을 함께 이용하여 전동기의 상전류를 측정하는 이중화된 측정 구조의 전동기 구동용 인버터에 있어서, 전류 센서의 고장을 손쉽게 판별해 대응 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above-described problems, the embodiment of the present invention is an inverter for driving a motor with a dual measurement structure that measures the phase current of the motor using a current sensor and a shunt resistor, and easily determines and responds to a failure of the current sensor. The purpose is to make it possible.

본 발명의 일실시예에 따른 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 방법은, 전동기 구동용 인버터에 구비되는 복수의 전류 센서를 이용하여, 3상 전류 정보에 관한 제1 측정값을 측정하는 단계와, 상기 제1 측정값이, 상기 3상 전류 정보와 관련하여 션트 저항에 의해 측정된 제2 측정값과 선정된 범위를 벗어나 차이나면, 상기 복수의 전류 센서의 고장을 판별하는 단계, 및 상기 복수의 전류 센서의 고장을 판별 함에 따라, 센서 고장 감지 신호를 발생하는 단계를 포함할 수 있다.A method for determining a failure of a current sensor in an inverter for driving an electric motor according to an embodiment of the present invention includes the steps of measuring a first measurement value related to three-phase current information using a plurality of current sensors provided in the inverter for driving a motor. and, if the first measured value differs from a second measured value measured by a shunt resistance in relation to the three-phase current information outside a predetermined range, determining a failure of the plurality of current sensors, and It may include generating a sensor failure detection signal as a failure of the plurality of current sensors is determined.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 장치는, 전동기 구동용 인버터에 구비되는 복수의 전류 센서를 이용하여, 3상 전류 정보에 관한 제1 측정값을 측정하는 측정부와, 상기 제1 측정값이, 상기 3상 전류 정보와 관련하여 션트 저항에 의해 측정된 제2 측정값과 선정된 범위를 벗어나 차이나면, 상기 복수의 전류 센서의 고장을 판별하는 판별부, 및 상기 복수의 전류 센서의 고장을 판별 함에 따라, 센서 고장 감지 신호를 발생하는 처리부를 포함할 수 있다.In addition, the device for determining the failure of a current sensor in an inverter for driving a motor according to an embodiment of the present invention measures the first measurement value related to three-phase current information using a plurality of current sensors provided in the inverter for driving a motor. A measuring unit, and a determination unit that determines a failure of the plurality of current sensors when the first measured value differs from a second measured value measured by a shunt resistance in relation to the three-phase current information outside a selected range. , and may include a processing unit that generates a sensor failure detection signal by determining a failure of the plurality of current sensors.

본 발명에 따르면, 전동기 제어를 위한 상전류 측정 시, 전류 센서 및 션트 저항을 함께 이용함으로써, 상전류 측정 시 사용되는 전류 센서의 고장을 손쉽게 판별할 수 있게 하고, 고장 발생 시 즉각 대응이 가능해지도록 하여, 전동기의 구동 제어의 신뢰성을 높일 수 있다.According to the present invention, by using a current sensor and a shunt resistor together when measuring phase current for motor control, it is possible to easily determine a failure of the current sensor used when measuring phase current, and to enable immediate response when a failure occurs. The reliability of motor drive control can be improved.

도 1a 내지 도 1b는 종래의 실시예들에 따른 전동기 구동용 인버터의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 장치에서, 전동기 구동용 인버터의 스위칭 상태에 따라 션트 저항을 이용해 측정 가능한 상전류를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 장치에서, 한 주기의 스위칭 패턴에서 션트 저항을 이용해 측정 가능한 상전류를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.1A to 1B are diagrams showing the configuration of an inverter for driving an electric motor according to conventional embodiments.
Figure 2 is a diagram showing the configuration of a current sensor failure determination device in an inverter for driving an electric motor according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the configuration of a current sensor failure determination device in an inverter for driving an electric motor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating phase current that can be measured using a shunt resistance according to the switching state of the inverter for driving a motor in a device for determining a fault of a current sensor in an inverter for driving a motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating phase current that can be measured using a shunt resistor in a switching pattern of one cycle in a failure determination device for a current sensor in an inverter for driving an electric motor according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a flowchart showing the sequence of a method for determining a failure of a current sensor in an inverter for driving an electric motor according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. However, various changes can be made to the embodiments, so the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents, or substitutes for the embodiments are included in the scope of rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are for descriptive purposes only and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the embodiments belong. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, when describing with reference to the accompanying drawings, identical components will be assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the gist of the embodiments, the detailed descriptions are omitted.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 장치의 구성을 도시한 도면이다.Figure 2 is a diagram showing the configuration of a current sensor failure determination device in an inverter for driving an electric motor according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 구동용 인버터(240)에서 전류 센서(241)의 고장 판별 장치(이하, '고장 판별 장치')(200)는 측정부(210), 판별부(220) 및 처리부(230)를 포함하여 구성할 수 있다.Referring to FIG. 2, in the inverter 240 for driving an electric motor according to an embodiment of the present invention, the failure determination device (hereinafter, 'failure determination device') 200 of the current sensor 241 includes a measuring unit 210, It can be configured to include a determination unit 220 and a processing unit 230.

도 2에는 본 발명의 고장 판별 장치(200)가, 전동기(AC Motor)(250)를 구동 제어하는 전동기 구동용 인버터(240)의 외부에 구현된 것으로 도시되어 있으나, 실시예에 따라, 본 발명의 고장 판별 장치(200)가 전동기 구동용 인버터(240)의 내부에 포함되어 구현될 수 있다.In Figure 2, the fault determination device 200 of the present invention is shown as being implemented outside the inverter 240 for driving an electric motor (AC Motor) 250, but depending on the embodiment, the present invention The failure determination device 200 may be implemented by being included within the inverter 240 for driving an electric motor.

측정부(210)는 전동기 구동용 인버터(240)에 구비되는 복수의 전류 센서(241)를 이용하여, 3상 전류 정보에 관한 제1 측정값을 측정한다.The measurement unit 210 measures a first measurement value related to three-phase current information using a plurality of current sensors 241 provided in the inverter 240 for driving a motor.

일례로 측정부(210)는 전동기 구동용 인버터(240)에 구비된 2개의 전류 센서(241)를 각각 이용하여, 상기 3상 전류 정보 중 2상의 전류값을 측정하고, 상기 2상의 전류값의 합산치를 이용하여, 상기 3상 전류 정보 중, 측정되지 않은 나머지 1상의 전류값을 추정하고, 상기 2상의 전류값과 상기 1상의 전류값을 포함하여, 상기 제1 측정값을 측정할 수 있다.For example, the measuring unit 210 uses two current sensors 241 provided in the inverter 240 for driving an electric motor, respectively, to measure the current value of two phases among the three-phase current information, and to calculate the current value of the two phases. Using the sum, the current value of the remaining unmeasured phase of the three-phase current information can be estimated, and the first measurement value can be measured, including the current value of the two phases and the current value of the first phase.

도 1a를 참조하여 설명하면, 측정부(210)는 2개의 전류 센서를 이용하여 2상의 전류값(ias, ics)을 각각 측정한 후, 이를 식(1)과 같이 차감하여 나머지 1상의 전류값(ibs)을 계산함으로써 3상 전류 정보에 관한 제1 측정값을 측정할 수 있다.Referring to FIG. 1A, the measuring unit 210 measures the current values (ias, ics) of the two phases using two current sensors, and then subtracts them as shown in equation (1) to obtain the current value of the remaining phase. By calculating (ibs), a first measurement value regarding three-phase current information can be measured.

ia + ib + ic = 0,ia + ib + ic = 0,

ib = -(ia + ic) --- (1)ib = -(ia + ic) --- (1)

이와 동시에, 측정부(210)는 션트 저항(242)을 이용하여, 전동기 구동용 인버터(240)의 저항 양단 전압(VSR)을 계측하고, 상기 저항 양단 전압(VSR)으로부터, 상기 3상 전류 정보를 획득하여, 상기 제2 측정값을 측정할 수 있다.At the same time, the measurement unit 210 measures the voltage across the resistor (V SR ) of the inverter 240 for driving the motor using the shunt resistor 242, and from the voltage across the resistor (V SR ), the three-phase By obtaining current information, the second measurement value can be measured.

이때, 측정부(210)는 펄스 폭 변조(PWM)의 하나의 스위칭 주기 내에서, 상기 3상 전류 정보 내 각각의 상과 연관된 스위치의 온/오프 패턴에 따라, 션트 저항(242)을 흐르는 전류를 2회씩 측정한 값으로부터, 상기 3상 전류 정보를 획득하여, 상기 제2 측정값을 측정할 수 있다.At this time, the measuring unit 210 measures the current flowing through the shunt resistor 242 according to the on/off pattern of the switch associated with each phase in the three-phase current information within one switching cycle of pulse width modulation (PWM). The three-phase current information can be obtained from the values measured twice, and the second measured value can be measured.

판별부(220)는 상기 제1 측정값이, 상기 3상 전류 정보와 관련하여 션트 저항(242)에 의해 측정된 제2 측정값과 선정된 범위를 벗어나 차이나면, 상기 복수의 전류 센서(241)의 고장을 판별한다.If the first measurement value is different from the second measurement value measured by the shunt resistor 242 in relation to the three-phase current information, the determination unit 220 detects the plurality of current sensors 241. ) to determine the malfunction.

일례로, 판별부(220)는 상기 제1 측정값과 상기 제2 측정값의 차이의 절대값이, 전동기(AC Motor)(250)의 전류 지령(current order)의 일정 비율(예, '5%')을 초과하면, 상기 선정된 범위의 벗어난 정도와 무관하게, 복수의 전류 센서(241)의 고장을 판별할 수 있다.For example, the determination unit 220 determines that the absolute value of the difference between the first measurement value and the second measurement value is a certain ratio (e.g., '5 %'), failure of the plurality of current sensors 241 can be determined, regardless of the degree of deviation from the selected range.

처리부(230)는 복수의 전류 센서(241)의 고장을 판별 함에 따라, 센서 고장 감지 신호를 발생한다.As the processing unit 230 determines a failure of the plurality of current sensors 241, it generates a sensor failure detection signal.

또한 처리부(230)는, 판별부(220)에서 복수의 전류 센서(241)의 고장을 판별 함에 따라, 전동기(250)를 구동하는 제어 전류를, 상기 제1 측정값으로부터 상기 제2 측정값으로 스위칭 할 수 있다.In addition, as the determination unit 220 determines the failure of the plurality of current sensors 241, the processing unit 230 changes the control current for driving the electric motor 250 from the first measurement value to the second measurement value. Switching is possible.

처리부(230)는 상기 제1 측정값과 상기 제2 측정값과의 차이가 상기 선정된 범위 이내로, 복수의 전류 센서(241)가 정상이면, 상기 제1 측정값을, 상기 전동기(250)를 구동하는 제어 전류로서 선택할 수 있다.If the difference between the first measurement value and the second measurement value is within the selected range and the plurality of current sensors 241 are normal, the processing unit 230 uses the first measurement value and the electric motor 250. It can be selected as the driving control current.

이와 같이 본 발명에 따르면, 전동기 제어를 위한 상전류 측정 시, 전류 센서 및 션트 저항을 함께 이용함으로써, 상전류 측정 시 사용되는 전류 센서의 고장을 손쉽게 판별할 수 있게 하고, 고장 발생 시 즉각 대응이 가능해지도록 하여, 전동기의 구동 제어의 신뢰성을 높일 수 있다.In this way, according to the present invention, when measuring phase current for motor control, a current sensor and a shunt resistor are used together, so that a failure of the current sensor used when measuring phase current can be easily determined and immediate response is possible in the event of a failure. As a result, the reliability of driving control of the electric motor can be increased.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 장치의 구성을 도시한 도면이다.Figure 3 is a diagram showing the configuration of a current sensor failure determination device in an inverter for driving an electric motor according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 전동기 구동용 인버터(310)는, 전동기(AC Motor)(320)를 구동 제어하기 위한 3상 전류 측정을, 2개의 전류 센서(301, 302)와 션트 저항(303)을 함께 이용하는 이중화된 구조로 실시할 수 있다.Referring to FIG. 3, the inverter 310 for driving an electric motor measures three-phase current for controlling the driving of an electric motor (AC Motor) 320, and uses two current sensors 301 and 302 and a shunt resistor 303. It can be implemented as a dual structure used together.

이를 이용하여, 본 발명의 고장 판별 장치(330)는, 전동기 구동용 인버터(310)에 구비된 2개의 전류 센서(301, 302)의 고장 판별을 위해, 션트 저항(303)을 이용해 측정한 3상 전류 정보를 활용할 수 있다.Using this, the failure determination device 330 of the present invention measures 3 using the shunt resistance 303 to determine failure of the two current sensors 301 and 302 provided in the inverter 310 for driving the motor. Phase current information can be used.

즉, 본 발명의 고장 판별 장치(330)는 2개의 전류 센서(301, 302)에 의해 측정된 3상 전류 정보를, 션트 저항(303)을 이용해 측정한 3상 전류 정보와 비교하여, 선정된 범위를 초과하여 차이가 나는지 확인함으로써, 전류 센서(301, 302)의 고장 판별을 실시할 수 있다.That is, the fault determination device 330 of the present invention compares the three-phase current information measured by the two current sensors 301 and 302 with the three-phase current information measured using the shunt resistor 303, and determines the selected By checking whether the difference exceeds the range, failure of the current sensors 301 and 302 can be determined.

구체적으로 설명하면, 본 발명의 고장 판별 장치(330)는 상전류 계산부(331), 제어 전류 선택부(332), 션트 전류 계산부(333) 및 센서 고장 검출부(334)를 포함하여 구성할 수 있다.Specifically, the failure determination device 330 of the present invention can be configured to include a phase current calculation unit 331, a control current selection unit 332, a shunt current calculation unit 333, and a sensor failure detection unit 334. there is.

상전류 계산부(331)는 2개의 전류 센서(상전류 센서)(301, 302)를 이용하여 2상의 전류값('ias', 'ics')을 측정한 후, 식(1)을 이용하여 나머지 1상의 전류값('ibs')을 계산함으로써 3상 전류 정보에 관한 제1 측정값('ias', 'ibs', 'ics')을 측정할 수 있다.The phase current calculation unit 331 measures the current values ('ias', 'ics') of the two phases using two current sensors (phase current sensors) 301 and 302, and then calculates the remaining 1 using equation (1). By calculating the phase current value ('ibs'), the first measurement values ('ias', 'ibs', and 'ics') related to the three-phase current information can be measured.

ia + ib + ic = 0,ia + ib + ic = 0,

ib = -(ia + ic) --- (1)ib = -(ia + ic) --- (1)

션트 전류 계산부(333)는, 션트 저항(303)을 이용하여 전동기 구동용 인버터(240)의 저항 양단 전압(VSR)을 계측하고, 계측한 저항 양단 전압(VSR)으로부터, 상기 3상 전류 정보에 관한 제2 측정값('ias.sr', 'ibs.sr', 'ics.sr')을 획득할 수 있다.The shunt current calculation unit 333 measures the voltage across the resistor (V SR ) of the inverter 240 for driving the motor using the shunt resistor 303, and calculates the three-phase voltage from the measured voltage across the resistor (V SR ). Second measurement values ('ias.sr', 'ibs.sr', 'ics.sr') regarding current information can be obtained.

이때 션트 전류 계산부(333)는, 펄스 폭 변조(PWM)의 하나의 스위칭 주기 내에서, 상기 3상 전류 정보 내 각각의 상과 연관된 스위치의 온/오프 패턴에 따라, 션트 저항(242)을 흐르는 전류를 2회씩 측정한 값으로부터, 상기 제2 측정값을 측정할 수 있다.At this time, the shunt current calculation unit 333 calculates the shunt resistor 242 according to the on/off pattern of the switch associated with each phase in the three-phase current information within one switching cycle of pulse width modulation (PWM). The second measurement value can be measured from the value of measuring the flowing current twice.

센서 고장 검출부(334)는, 상전류 센서(301, 302)로부터 획득한 제1 측정값('ias', 'ibs', 'ics')과, 션트 저항으로부터 획득한 제2 측정값('ias.sr', 'ibs.sr', 'ics.sr')을 비교하여, 각 측정값이 선정된 범위 이상 차이가 아는지 확인함으로써 상전류 센서(301, 302)의 고장(이상)을 판별한다.The sensor failure detection unit 334 detects first measurement values ('ias', 'ibs', 'ics') obtained from the phase current sensors 301 and 302, and second measurement values ('ias.') obtained from the shunt resistance. sr', 'ibs.sr', and 'ics.sr') to determine whether the phase current sensors 301 and 302 are malfunctioning by checking whether the difference between each measured value is greater than the selected range.

일례로, 센서 고장 검출부(334)는 제1 측정값과 제2 측정값 간 차의 절대값이 전류 지령(Iref)의 5% 보다 커지면, 전류 센서의 고장으로 판단하고 고장 감지 신호(fault signal)을 발생할 수 있다.For example, when the absolute value of the difference between the first and second measured values is greater than 5% of the current command (Iref), the sensor failure detection unit 334 determines that the current sensor is broken and sends a fault signal. may occur.

센서 고장 검출부(334)는, 예를 들면, 제1 조건 "|ias.sr - ias| > Iref * 5%", 제2 조건 "|ibs.sr - ibs | > Iref * 5%", 및 제3 조건 "|ics.sr - ics| > Iref * 5%" 중 어느 하나의 조건이라도 성립되면, 제1 측정값('ias', 'ibs', 'ics') 측정 시 이용한 상전류 센서(301, 302)가 정상이 아닌 것으로 판별하여, 고장 감지 신호를 발생할 수 있다.For example, the sensor failure detection unit 334 may detect the first condition “|ias.sr - ias| > Iref * 5%”, the second condition “|ibs.sr - ibs | > Iref * 5%”, and the first condition “|ias.sr - ias| > Iref * 5%”. 3 If any one of the conditions “|ics.sr - ics| > Iref * 5%” is met, the phase current sensor (301, 302) is determined to be abnormal, and a failure detection signal may be generated.

제어 전류 선택부(332)는 고장 감지 신호의 발생 전까지, 정상의 상전류 센서(301, 302)로부터 획득한 제1 측정값('ias', 'ibs', 'ics')을 제어 전류(ia, ib, ic)로 선택해 전류 제어기(340)로 전달할 수 있다.The control current selection unit 332 selects the first measured values ('ias', 'ibs', 'ics') obtained from the normal phase current sensors 301 and 302 until the failure detection signal is generated and selects the control current (ia, ib, ic) can be selected and transmitted to the current controller 340.

상전류 센서(301, 302)에 대한 고장 감지 신호(fault signal)의 발생에 따라, 제어 전류 선택부(332)는 상기 제어 전류(ia, ib, ic)를, 상기 제1 측정값으로부터, 션트 저항(303)으로부터 획득한 제2 측정값('ias.sr', 'ibs.sr', 'ics.sr')으로 스위칭하여 전류 제어기(340)로 전달할 수 있다.According to the generation of a fault signal for the phase current sensors 301 and 302, the control current selection unit 332 selects the control current (ia, ib, ic) from the first measurement value to a shunt resistance It can be switched to the second measured value ('ias.sr', 'ibs.sr', 'ics.sr') obtained from 303 and transmitted to the current controller 340.

이에 따라, 전류 제어기(340)는 상전류 센서(301, 302)에 의한 제1 측정값과 션트 저항(303)에 의한 제2 측정값 중에서, 상전류 센서(301, 302)의 고장 상태에 따라 취사 선택되는 제어 전류에 따라, 전동기(320)의 구동 제어를 위한 명령 생성 시 이용할 수 있다.Accordingly, the current controller 340 selects between the first measured value by the phase current sensors 301 and 302 and the second measured value by the shunt resistor 303 according to the failure state of the phase current sensors 301 and 302. Depending on the control current, it can be used to generate commands for driving control of the electric motor 320.

다시 말해 전류 제어기(340)는 정상의 상전류 센서(301, 302)에 의한 제1 측정값에 따라 전동기(320)의 구동 제어를 위한 명령을 생성하다가, 션트 저항(303)에 의한 제2 측정값에 기초하여 상전류 센서(301, 302)의 고장이 감지되면, 제어 전류를 상기 제1 측정값에서 상기 제2 측정값으로 즉시 전환하여, 상기 제2 측정값에 따라 전동기(320)의 구동 제어를 위한 명령을 생성하도록 할 수 있다.In other words, the current controller 340 generates a command for driving control of the electric motor 320 according to the first measured value by the normal phase current sensors 301 and 302, and then generates a command for driving control of the motor 320 according to the second measured value by the shunt resistor 303. When a failure of the phase current sensors 301 and 302 is detected based on the control current, the control current is immediately switched from the first measured value to the second measured value, and the driving control of the electric motor 320 is performed according to the second measured value. You can create a command for

이와 같이 본 발명에 의하면, 상전류 센서(301, 302)의 고장을 손쉽게 감지할 수 있고, 상전류 센서(301, 302)의 고장 발생 시, 션트 저항(303)에 의한 제2 측정값에 따라 전동기(320)를 제어하여, 상전류 센서(301, 302)의 고장 발생 시에도 전동기(320) 제어의 신뢰성을 높일 수 있다.In this way, according to the present invention, a failure of the phase current sensors 301 and 302 can be easily detected, and when a failure of the phase current sensors 301 and 302 occurs, the motor ( 320), the reliability of controlling the electric motor 320 can be increased even when the phase current sensors 301 and 302 fail.

이와 같이 본 발명에 의하면, 전류 센서 및 션트 저항을 함께 이용하여 전동기의 상전류를 측정하는 이중화된 측정 구조의 전동기 구동용 인버터에 있어서, 전류 센서의 고장을 간단한 방식으로 실시간으로 판별할 수 있고, 전류 센서의 고장 시, 전동기 구동 제어에 이용할 상 전류 정보를, 전류 센서에 의한 측정값에서 션트 저항으로부터 획득한 측정값으로 스위칭함으로써, 전류 센서의 고장에 즉각 대응이 가능하도록 할 수 있다.In this way, according to the present invention, in an inverter for driving a motor with a dual measurement structure that measures the phase current of the motor using a current sensor and a shunt resistor, a failure of the current sensor can be determined in real time in a simple manner, and the current When a sensor fails, it is possible to immediately respond to a current sensor failure by switching the phase current information used for motor drive control from the measured value by the current sensor to the measured value obtained from the shunt resistor.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 장치에서, 전동기 구동용 인버터의 스위칭 상태에 따라 션트 저항을 이용해 측정 가능한 상전류를 도시한 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating phase current that can be measured using a shunt resistance according to the switching state of the inverter for driving a motor in a device for determining a fault of a current sensor in an inverter for driving a motor according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 전동기 구동용 인버터의 스위칭 상태는, 유효 전압 벡터(V1~6)에 따라, 도 4에 도시된 것처럼 6가지의 패턴으로 나타날 수 있다.Referring to FIG. 4, the switching state of the inverter for driving the motor may appear in six patterns, as shown in FIG. 4, depending on the effective voltage vector (V 1 to 6 ).

션트 저항을 흐르는 전류는, 각각의 스위칭 온오프('1'/'0') 패턴에서 la, -la, lb, -lb, lc, -lc로 달라지므로, 이를 이용하여 본 발명의 고장 판별 장치는 하나의 PWM 주기에서 전동기의 Sa, Sb, Sc의 3상의 전류 정보를 2회씩 측정할 수 있다.The current flowing through the shunt resistor varies as la, -la, lb, -lb, lc, and -lc in each switching on/off ('1'/'0') pattern, so using this, the fault determination device of the present invention Can measure the current information of the three phases of the motor, Sa, Sb, and Sc, twice each in one PWM cycle.

예를 들어 본 발명의 고장 판별 장치는, 유효 전압 벡터가 V1 (1, 0, 0)이면, 션트 저항을 흐르는 전류(la)에 따라, A상의 전류(Sa)를 측정 가능하다.For example, the fault detection device of the present invention can measure the current (Sa) of phase A according to the current (la) flowing through the shunt resistor when the effective voltage vector is V 1 (1, 0, 0).

또한 본 발명의 고장 판별 장치는 유효 전압 벡터가 V2 (1, 1, 0)이면, , 션트 저항을 흐르는 전류(-lc)에 따라, C상의 전류(Sc)를 측정 가능하다.In addition, the fault determination device of the present invention can measure the current (Sc) of phase C according to the current (-lc) flowing through the shunt resistor when the effective voltage vector is V 2 (1, 1, 0).

또한 본 발명의 고장 판별 장치는 유효 전압 벡터가 V3 (0, 1, 0)이면, 션트 저항을 흐르는 전류(lb)에 따라, B상의 전류(Sb)를 측정 가능하다.In addition, the fault determination device of the present invention can measure the B-phase current (Sb) according to the current (lb) flowing through the shunt resistor when the effective voltage vector is V 3 (0, 1, 0).

또한 본 발명의 고장 판별 장치는 유효 전압 벡터가 V4 (0, 1, 1)이면, 션트 저항을 흐르는 전류(-la)에 따라, A상의 전류(Sa)를 측정 가능하다.In addition, the fault determination device of the present invention can measure the current (Sa) of phase A according to the current (-la) flowing through the shunt resistor when the effective voltage vector is V 4 (0, 1, 1).

또한 본 발명의 고장 판별 장치는 유효 전압 벡터가 V5 (0, 0, 1)이면, 션트 저항을 흐르는 전류(lc)에 따라, C상의 전류(Sc)를 측정 가능하다.In addition, the fault determination device of the present invention can measure the current (Sc) of phase C according to the current (lc) flowing through the shunt resistor when the effective voltage vector is V 5 (0, 0, 1).

또한 본 발명의 고장 판별 장치는 유효 전압 벡터가 V6 (1, 0, 1)이면, 션트 저항을 흐르는 전류(-lb)에 따라, B상의 전류(Sb)를 측정 가능하다.In addition, the fault determination device of the present invention can measure the B-phase current (Sb) according to the current (-lb) flowing through the shunt resistor when the effective voltage vector is V 6 (1, 0, 1).

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 장치에서, 한 주기의 스위칭 패턴에서 션트 저항을 이용해 측정 가능한 상전류를 도시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating phase current that can be measured using a shunt resistor in a switching pattern of one cycle in a failure determination device for a current sensor in an inverter for driving an electric motor according to an embodiment of the present invention.

도 5에는, V1 (1, 0, 0) 및 V6 (1, 0, 1) 사이의 스위칭이 하나의 PWM 주기(Ts)에서 2회 나타나는 점을 이용하여, A상의 전류(Sa)와 B상의 전류(Sb)를 2회씩 측정하는 일례가 도시되어 있다.In Figure 5, using the fact that switching between V 1 (1, 0, 0) and V 6 (1, 0, 1) occurs twice in one PWM cycle (Ts), the current (Sa) of phase A and An example of measuring the current (Sb) of phase B twice is shown.

도 5를 참조하면, 본 발명의 고장 판별 장치는, V1 (1, 0, 0)에서 V6 (1, 0, 1)로 스위칭될 때, V1 (1, 0, 0)이 나타나는 Tmin의 기간 동안에 션트 저항을 흐르는 전류(la)에 따라 A상의 전류(Sa)를 획득 가능하고, V6 (1, 0, 1)로 스위칭된 기간 동안에 션트 저항을 흐르는 전류(-lb)에 따라, B상의 전류(Sb)를 측정 가능하다.Referring to Figure 5, the fault determination device of the present invention has a Tmin where V 1 (1, 0, 0) appears when switching from V 1 (1, 0, 0) to V 6 (1, 0, 1). The current (Sa) of phase A can be obtained according to the current (la) flowing through the shunt resistor during the period of , and according to the current (-lb) flowing through the shunt resistor during the period switched to V 6 (1, 0, 1), The B-phase current (Sb) can be measured.

또한 본 발명의 고장 판별 장치는, V6 (1, 0, 1)에서 V1 (1, 0, 0)에서 스위칭될 때, V6 (1, 0, 1)이 나타나는 기간 동안에 션트 저항을 흐르는 전류(-lb)에 따라 B상의 전류(Sb)를 획득 가능하고, V1 (1, 0, 0)로 스위칭된 기간 동안에 션트 저항을 흐르는 전류(la)에 따라 A상의 전류(Sa)를 획득 가능하다.In addition, the fault determination device of the present invention, when switching from V 6 (1, 0, 1) to V 1 (1, 0, 0), flows through the shunt resistor during the period when V 6 (1, 0, 1) appears. The B-phase current (Sb) can be obtained according to the current (-lb), and the A-phase current (Sa) can be obtained according to the current (la) flowing through the shunt resistor during the period switched to V 1 (1, 0, 0). possible.

이처럼 본 발명의 고장 판별 장치는, 하나의 PWM 주기에서 2회씩 나타나는 스위칭 패턴을 이용해, A, B, C 상의 전류(Sa, Sb, Sc)를 2회씩 측정하여 3상 전류 정보를 획득할 수 있으므로, 하나의 PWM 주기에서 나타나는 스위칭 패턴을 이용해 션트 저항을 흐르는 전류를 파악하여 상기 3상 전류 정보에 관한 제2 측정값을 측정할 수 있다.In this way, the fault determination device of the present invention can obtain three-phase current information by measuring the currents (Sa, Sb, Sc) of phases A, B, and C twice each, using a switching pattern that appears twice in one PWM cycle. , the second measurement value related to the three-phase current information can be measured by determining the current flowing through the shunt resistor using the switching pattern that appears in one PWM cycle.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.Figure 6 is a flowchart showing the sequence of a method for determining a failure of a current sensor in an inverter for driving an electric motor according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 방법은, 상술한 고장 판별 시스템(200)에 의해 수행될 수 있다.The method for determining a failure of a current sensor in an inverter for driving an electric motor according to this embodiment can be performed by the failure determination system 200 described above.

도 6을 참조하면, 단계(610)에서 고장 판별 시스템(200)은 전동기 구동용 인버터에 구비되는 복수의 전류 센서를 이용하여, 3상 전류 정보에 관한 제1 측정값을 측정한다.Referring to FIG. 6, in step 610, the failure determination system 200 measures a first measurement value related to three-phase current information using a plurality of current sensors provided in an inverter for driving an electric motor.

단계(620)에서 고장 판별 시스템(200)은 션트 저항을 이용하여, 전동기 구동용 인버터의 저항 양단 전압(VSR)을 계측하고, 상기 저항 양단 전압(VSR)으로부터, 상기 3상 전류 정보에 관한 제2 측정값을 획득하여 측정한다.In step 620, the fault determination system 200 measures the voltage across the resistor (V SR ) of the inverter for driving the motor using the shunt resistor, and calculates the voltage across the resistor (V SR ) to the three-phase current information. Obtain and measure a second measurement value.

단계(630)에서 고장 판별 시스템(200)은 상기 제1 측정값과 상기 제2 측정값의 차가, 전류 지령(current order)의 일정 비율(예, '5%')을 초과하였는지 판단한다.In step 630, the failure determination system 200 determines whether the difference between the first measurement value and the second measurement value exceeds a certain percentage (eg, '5%') of the current order.

단계(640)에서 고장 판별 시스템(200)은 초과한 것으로 판단한 경우, 상기 제1 측정값의 측정에 이용된 복수의 전류 센서의 고장을 판별한다.In step 640, if the fault determination system 200 determines that the current has exceeded the current value, it determines that the plurality of current sensors used to measure the first measurement value have failed.

단계(650)에서 고장 판별 시스템(200)은 복수의 전류 센서의 고장을 판별 함에 따라, 센서 고장 감지 신호를 발생한다.In step 650, the failure determination system 200 determines failure of a plurality of current sensors and generates a sensor failure detection signal.

이후, 고장 판별 시스템(200)은 전동기를 구동하는 제어 전류를, 상기 제1 측정값으로부터 상기 제2 측정값으로 스위칭 할 수 있다Thereafter, the failure determination system 200 may switch the control current for driving the electric motor from the first measurement value to the second measurement value.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 전동기 제어를 위해 전류 센서 및 션트 저항을 함께 이용하여 전동기의 상전류를 측정하는 이중화된 측정 구조의 전동기 구동용 인버터에 있어서, 상전류 측정에 사용되는 전류 센서의 고장을 간단한 방식으로 판별함으로써, 전류 센서의 고장에 즉각 대응이 가능하도록 할 수 있다.As such, according to the present invention, in the inverter for driving a motor with a dual measurement structure that measures the phase current of the motor by using a current sensor and a shunt resistor together to control the motor, the failure of the current sensor used to measure the phase current can be easily prevented. By determining this method, it is possible to immediately respond to a current sensor failure.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination. Program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Includes optical media (magneto-optical media) and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc. Examples of program instructions include machine language code, such as that produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, which may configure a processing unit to operate as desired, or may be processed independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be used on any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device to be interpreted by or to provide instructions or data to a processing device. , or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. Software may be distributed over networked computer systems and thus stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer-readable recording media.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described with limited drawings as described above, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components are used. Alternatively, appropriate results may be achieved even if substituted or substituted by an equivalent.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims also fall within the scope of the following claims.

200: 전류 센서의 고장 판별 장치
210: 측정부
220: 판별부
230: 처리부
240: 전동기 구동용 인버터
241: 전류 센서
242: 션트 저항
250: 전동기(AC Motor)200: Current sensor failure determination device
210: measuring unit
220: Determination unit
230: processing unit
240: Inverter for driving an electric motor
241: current sensor
242: Shunt resistance
250: AC Motor

Claims (15)

전동기 구동용 인버터에 구비되는 2개의 전류 센서를 이용하여 2상의 전류값 'ias'와 'ics'를 측정하고, 상기 측정된 2상의 전류값 'ias'와 'ics'을 통해 나머지 1상의 전류값 'ibs'을 추정 함으로써, 3상 전류 정보에 관한 제1 측정값 'ias', 'ibs', 'ics'을 측정하는 단계;
션트 저항을 이용하여 상기 전동기 구동용 인버터의 저항 양단 전압(VSR)을 계측하고, 상기 저항 양단 전압(VSR)으로부터 3상 전류 정보를 획득하여 제2 측정값 'ias.sr', 'ibs.sr', 'ics.sr'을 측정하는 단계;
상기 제1 측정값 'ias', 'ibs', 'ics'와 상기 제2 측정값 'ias.sr', 'ibs.sr', 'ics.sr'에 대해, 상에 따른 각각의 차이의 절대값 '|ias.sr-ias|', '|ibs.sr-ibs |', '|ics.sr-ics|'을 구하고, 상기 차이의 절대값 중 어느 하나라도, 상기 전동기의 전류 지령(Iref)에서 규정한 비율을 초과하면, 상기 2개의 전류 센서의 고장을 판별하는 단계; 및
상기 2개의 전류 센서의 고장을 판별 함에 따라, 센서 고장 감지 신호를 발생하는 단계
를 포함하는 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 방법.The current values 'ias' and 'ics' of the two phases are measured using two current sensors provided in the inverter for driving the motor, and the current values of the remaining one phase are determined through the measured current values of the two phases 'ias' and 'ics'. Measuring first measurement values 'ias', 'ibs', and 'ics' related to three-phase current information by estimating 'ibs';
Measure the voltage across the resistor (V SR ) of the inverter for driving the motor using a shunt resistor, obtain three-phase current information from the voltage across the resistor (V SR ), and obtain second measurement values 'ias.sr', 'ibs Steps to measure ‘.sr’, ‘ics.sr’;
For the first measurement values 'ias', 'ibs', and 'ics' and the second measurement values 'ias.sr', 'ibs.sr', and 'ics.sr', the absolute difference between each phase The values '|ias.sr-ias|', '|ibs.sr-ibs |', '|ics.sr-ics|' are obtained, and any one of the absolute values of the difference is the current command (Iref) of the motor. ), determining a failure of the two current sensors if the ratio specified in is exceeded; and
Generating a sensor failure detection signal when determining a failure of the two current sensors.
Method for determining failure of a current sensor in an inverter for driving an electric motor including. 제1항에 있어서,
상기 차이의 절대값 모두가 상기 비율을 초과하지 않으면,
상기 제1 측정값을, 전동기를 구동하는 제어 전류로 선택하는 단계
를 더 포함하는 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 방법.According to paragraph 1,
If both absolute values of the differences do not exceed the ratio,
Selecting the first measured value as a control current to drive the electric motor
A method for determining the failure of a current sensor in an inverter for driving an electric motor, further comprising: 제1항에 있어서,
상기 2개의 전류 센서의 고장을 판별 함에 따라,
상기 제2 측정값을, 전동기를 구동하는 제어 전류로 선택하는 단계
를 더 포함하는 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 방법.According to paragraph 1,
As the failure of the two current sensors is determined,
Selecting the second measured value as a control current to drive the electric motor
A method for determining the failure of a current sensor in an inverter for driving an electric motor, further comprising: 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 측정값을 측정하는 단계는,
상기 2상의 전류값의 합산치를 이용하여, 상기 3상 전류 정보 중, 측정되지 않은 나머지 1상의 전류값을 추정하는 단계; 및
상기 2상의 전류값과 상기 1상의 전류값을 포함하여, 상기 제1 측정값을 측정하는 단계
를 포함하는 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 방법.According to paragraph 1,
The step of measuring the first measurement value is,
estimating the current value of the remaining unmeasured phase of the three-phase current information using the sum of the current values of the two phases; and
Measuring the first measurement value, including the current value of the two phases and the current value of the first phase
Method for determining failure of a current sensor in an inverter for driving an electric motor including. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제2 측정값을 측정하는 단계는,
펄스 폭 변조(PWM)의 하나의 스위칭 주기 내에서, 상기 3상 전류 정보 내 각각의 상과 연관된 스위치의 온/오프 패턴에 따라, 상기 션트 저항을 흐르는 전류를 2회씩 측정한 값으로부터, 상기 3상 전류 정보를 획득하여, 상기 제2 측정값을 측정하는 단계
를 포함하는 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 방법.According to paragraph 1,
The step of measuring the second measurement value is,
Within one switching cycle of pulse width modulation (PWM), the current flowing through the shunt resistor is measured twice according to the on/off pattern of the switch associated with each phase in the three-phase current information, and the 3 Obtaining phase current information and measuring the second measurement value
Method for determining failure of a current sensor in an inverter for driving an electric motor including. 전동기 구동용 인버터에 구비되는 2개의 전류 센서를 이용하여 2상의 전류값 'ias'와 'ics'를 측정하고, 상기 측정된 2상의 전류값 'ias'와 'ics'을 통해 나머지 1상의 전류값 'ibs'을 추정 함으로써, 3상 전류 정보에 관한 제1 측정값 'ias', 'ibs', 'ics'을 측정하며, 션트 저항을 이용하여 상기 전동기 구동용 인버터의 저항 양단 전압(VSR)을 계측하고, 상기 저항 양단 전압(VSR)으로부터 3상 전류 정보를 획득하여 제2 측정값 'ias.sr', 'ibs.sr', 'ics.sr'을 측정하는 측정부;
상기 제1 측정값 'ias', 'ibs', 'ics'와 상기 제2 측정값 'ias.sr', 'ibs.sr', 'ics.sr'에 대해, 상에 따른 각각의 차이의 절대값 '|ias.sr-ias|', '|ibs.sr-ibs |', '|ics.sr-ics|'을 구하고, 상기 차이의 절대값 중 어느 하나라도, 상기 전동기의 전류 지령(Iref)에서 규정한 비율을 초과하면, 상기 2개의 전류 센서의 고장을 판별하는 판별부; 및
상기 2개의 전류 센서의 고장을 판별 함에 따라, 센서 고장 감지 신호를 발생하는 처리부
를 포함하는 전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 장치.The current values 'ias' and 'ics' of the two phases are measured using two current sensors provided in the inverter for driving the motor, and the current value of the remaining one phase is determined through the measured current values of the two phases 'ias' and 'ics'. By estimating 'ibs', the first measurement values 'ias', 'ibs', and 'ics' related to three-phase current information are measured, and the voltage across the resistance of the inverter for driving the motor is measured (V SR ) using a shunt resistor. A measurement unit that measures second measurement values 'ias.sr', 'ibs.sr', and 'ics.sr' by measuring the voltage across the resistor (V SR ) and obtaining three-phase current information;
For the first measurement values 'ias', 'ibs', and 'ics' and the second measurement values 'ias.sr', 'ibs.sr', and 'ics.sr', the absolute difference between each phase The values '|ias.sr-ias|', '|ibs.sr-ibs |', '|ics.sr-ics|' are obtained, and any one of the absolute values of the difference is the current command (Iref) of the motor. ), a determination unit that determines a failure of the two current sensors when the ratio specified in is exceeded; and
A processing unit that generates a sensor failure detection signal as it determines the failure of the two current sensors
A fault determination device for a current sensor in an inverter for driving an electric motor. 제8항에 있어서,
상기 차이의 절대값 모두가 상기 비율을 초과하지 않으면,
상기 처리부는,
상기 제1 측정값을, 전동기를 구동하는 제어 전류로서 선택하는
전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 장치.According to clause 8,
If both absolute values of the differences do not exceed the ratio,
The processing unit,
Selecting the first measured value as a control current to drive the electric motor
A fault detection device for current sensors in inverters for driving electric motors. 제8항에 있어서,
상기 2개의 전류 센서의 고장을 판별 함에 따라,
상기 처리부는,
상기 제2 측정값을, 전동기를 구동하는 제어 전류로 선택하는
전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 장치.According to clause 8,
As the failure of the two current sensors is determined,
The processing unit,
Selecting the second measured value as the control current for driving the electric motor
A fault detection device for current sensors in inverters for driving electric motors. 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 측정부는,
상기 2상의 전류값의 합산치를 이용하여, 상기 3상 전류 정보 중, 측정되지 않은 나머지 1상의 전류값을 추정하고, 상기 2상의 전류값과 상기 1상의 전류값을 포함하여, 상기 제1 측정값을 측정하는
전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 장치.According to clause 8,
The measuring unit,
Using the sum of the current values of the two phases, the current value of the remaining unmeasured phase of the three-phase current information is estimated, and including the current value of the two phases and the current value of the first phase, the first measured value to measure
A fault detection device for current sensors in inverters for driving electric motors. 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 측정부는,
펄스 폭 변조(PWM)의 하나의 스위칭 주기 내에서, 상기 3상 전류 정보 내 각각의 상과 연관된 스위치의 온/오프 패턴에 따라, 상기 션트 저항을 흐르는 전류를 2회씩 측정한 값으로부터, 상기 3상 전류 정보를 획득하여, 상기 제2 측정값을 측정하는
전동기 구동용 인버터에서 전류 센서의 고장 판별 장치.According to clause 8,
The measuring unit,
Within one switching cycle of pulse width modulation (PWM), the current flowing through the shunt resistor is measured twice according to the on/off pattern of the switch associated with each phase in the three-phase current information, and the 3 Obtaining phase current information and measuring the second measurement value
A fault detection device for current sensors in inverters for driving electric motors. 제1항 내지 제3항, 제5항, 제7항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium recording a program for executing the method of any one of claims 1 to 3, 5, and 7.
KR1020200172238A 2020-12-10 2020-12-10 Method and apparatus for detecting fault of current sensors in inverter for an ac motor KR102593482B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200172238A KR102593482B1 (en) 2020-12-10 2020-12-10 Method and apparatus for detecting fault of current sensors in inverter for an ac motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200172238A KR102593482B1 (en) 2020-12-10 2020-12-10 Method and apparatus for detecting fault of current sensors in inverter for an ac motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220082379A KR20220082379A (en) 2022-06-17
KR102593482B1 true KR102593482B1 (en) 2023-10-25

Family

ID=82269042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200172238A KR102593482B1 (en) 2020-12-10 2020-12-10 Method and apparatus for detecting fault of current sensors in inverter for an ac motor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102593482B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010088261A (en) * 2008-10-02 2010-04-15 Honda Motor Co Ltd Apparatus for detecting abnormality in current sensor of motor
JP2018061400A (en) 2016-10-07 2018-04-12 株式会社デンソー Current sensor abnormality diagnostic device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100090875A (en) * 2009-02-09 2010-08-18 주식회사 만도 Current sensing apparatus using shunt register and electronic control unit using same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010088261A (en) * 2008-10-02 2010-04-15 Honda Motor Co Ltd Apparatus for detecting abnormality in current sensor of motor
JP2018061400A (en) 2016-10-07 2018-04-12 株式会社デンソー Current sensor abnormality diagnostic device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220082379A (en) 2022-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2845282B1 (en) System and method for ground fault detection and protection in adjustable speed drives
JP5409678B2 (en) Electric motor control device
JP5266687B2 (en) Anomaly detection device
Trabelsi et al. Multiple criteria for high performance real-time diagnostic of single and multiple open-switch faults in ac-motor drives: Application to IGBT-based voltage source inverter
US10374532B2 (en) Apparatus, system and method of fault diagnosis for permanent magnet motor
JP6516878B2 (en) Motor controller
KR102466981B1 (en) Apparatus and Method for detecting fault of switching device in inverter
US11171596B2 (en) Short detection apparatus which detects layer short of winding in motor, motor control apparatus and numerical control system
JP4942425B2 (en) Elevator control device
US11290036B2 (en) Control device
KR20150078460A (en) Voltage sensor default detecting method
KR102593482B1 (en) Method and apparatus for detecting fault of current sensors in inverter for an ac motor
KR20150088208A (en) Control of Electrical Machines
JP5339164B2 (en) Electric motor drive system
JP2019022403A (en) Evaluation device and evaluation method for inverter circuit for electric motor
CN105322863A (en) Motor drive device
JP4534612B2 (en) Motor drive control device
KR20080058282A (en) Operation of an electrical drive system
US9488698B2 (en) System and method for detecting diode failures
KR101288825B1 (en) A system and method for monitoring the malfunction of BLDC motor
de la Barrera et al. Stator winding fault detection using high frequency signal injection for induction motors with closed rotor slots
Sayed-Ahmed et al. Diagnosis of inter-turn short circuit for a polyphase induction motor in closed-loop vector-controlled drives
JP2015107011A (en) Motor control apparatus
Sobański et al. IGBT Open-Circuit Fault Diagnostic Methods for SVM-VSI Vector-Controlled Induction Motor Drives

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right