KR19990015744A - Inverter operation control method - Google Patents

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KR19990015744A
KR19990015744A KR1019970038035A KR19970038035A KR19990015744A KR 19990015744 A KR19990015744 A KR 19990015744A KR 1019970038035 A KR1019970038035 A KR 1019970038035A KR 19970038035 A KR19970038035 A KR 19970038035A KR 19990015744 A KR19990015744 A KR 19990015744A
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최기수
Original Assignee
이종수
엘지산전 주식회사
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Abstract

본 발명은 인버터 운전 제어 방법에 관한 것으로 특히, 인버터 운전중 과전류 및 과전압 트립이 되지 않도록 인버터의 감속 시간 및 주파수를 변환하므로써 과전압 또는 과전류에 의한 인버터의 운전 정지를 방지하여 안정적인 인버터 운전을 수행할 수 있도록 함에 목적이 있다. 이러한 목적의 본 발명은 인버터의 감속 기준 주파수와 인버터의 현재 운전 주파수를 비교하는 단계와, 상기 비교 결과에 따라 직류 링크 기준전압과 현재의 직류 링크 전압을 비교하는 단계와, 상기에서의 비교 결과에 따라 직류 링크 전압의 상승값만큼을 보상하여 인버터의 감속 시간을 계산하는 단계와, 상기에서의 계산 결과에 따라 인버터를 감속 운전하는 단계를 수행함을 특징으로 한다.The present invention relates to a control method of the inverter operation, in particular, by converting the deceleration time and frequency of the inverter to prevent overcurrent and overvoltage trip during the inverter operation, it is possible to perform stable inverter operation by preventing the operation stop of the inverter due to the overvoltage or overcurrent. The purpose is to make it work. The present invention for this purpose is to compare the deceleration reference frequency of the inverter and the current operating frequency of the inverter, comparing the DC link reference voltage and the current DC link voltage according to the comparison result, and the comparison result Compensating for the rising value of the DC link voltage according to the step of calculating the deceleration time of the inverter, and the step of decelerating the inverter according to the above calculation results.

Description

인버터 운전 제어 방법Inverter operation control method

본 발명은 인버터에 관한 것으로 특히, 인버터 운전시 감속 시간을 적절하게 제어하도록 한 인버터 운전 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inverter, and more particularly, to an inverter operation control method for properly controlling the deceleration time during inverter operation.

공장 자동화 시스템 등에 적용되고 있는 모터의 속도 제어 장치로는 인버터가 많이 이용되고 있다.Inverters are frequently used as speed control devices for motors applied to factory automation systems.

산업용으로 이용되는 인버터 운전중에는 과전류 또는 과전압이 발생할 수 있는데, 과전류의 발생 원인으로는 모터의 부하 과다, 짧은 가속 시간, 인버터의 용량이 부족한 경우, 짧은 감속 시간(감속시 회생전류 증가), 인버터의 출력 단락 및 지락된 경우등이 있고 과전압의 발생 원인으로는 인버터의 전원 전압 과다, 짧은 감속 시간 등이 있다.Overcurrent or overvoltage may occur during the operation of the inverter used for industrial purposes.The cause of the overcurrent is the overload of the motor, the short acceleration time, the short time of deceleration (regeneration current during deceleration increase) when the capacity of the inverter is insufficient. There are cases of output short circuit and ground fault, etc. The cause of overvoltage is overvoltage of inverter power supply, short deceleration time.

따라서, 인버터 운전시 과전류나 과전압이 발생하는 경우 인버터를 보호하기 위하여 보호 회로를 구비하며 상기 보호 회로는 과전류나 과전압을 검출하여 인버터의 출력 전류가 너무 크거나 또는 인버터의 직류 링크(DC link) 전압이 너무 큰 경우 인버터의 출력을 차단하여 전기적으로 인버터와 모터를 분리시킴에 의해 인버터를 보호하는 동작을 수행한다.Therefore, a protection circuit is provided to protect the inverter when an overcurrent or overvoltage occurs during operation of the inverter. The protection circuit detects an overcurrent or an overvoltage and the output current of the inverter is too large or the DC link voltage of the inverter. If too large, the output of the inverter is cut off to electrically protect the inverter by separating the inverter from the motor.

그러나, 인버터를 운전하는 중에 불필요한 보호 동작이 수행되어 운전 정지가 된다면 보호 회로의 기능이 의미없는 결과가 되고 만다.However, if unnecessary protection is performed during operation of the inverter and the operation is stopped, the function of the protection circuit is meaningless.

따라서, 인버터로 모터의 속도를 가감속시키는 경우에는 인버터의 가감속 시간을 적절하게 제어함으로써 보호 회로가 불필요하게 동작되지 않도록 하여야 한다.Therefore, in the case of accelerating and decelerating the speed of the motor by the inverter, it is necessary to properly control the acceleration and deceleration time of the inverter so that the protection circuit is not operated unnecessarily.

일반적인 인버터는 도1 의 회로도에 도시된 바와 같이, 모터(110)에 구동 전류(iu, iv,iw)를 제공하는 인버터(120)는 운전 지령이 각기 인가되는 트랜지스터(Q11,Q12) (Q21,Q22)(Q31,Q32)를 각기 직렬 접속하여 콘덴서(C1)에 병렬 접속하고 상기 트랜지스터(Q11,Q12,Q21,Q22,Q31,Q32)에 역방향 다이오드(D11,D12,D21,D22,D31,D32)를 각기 병렬 접속하여 구성하게 된다.In the general inverter, as shown in the circuit diagram of FIG. 1, the inverter 120 providing the driving currents iu, iv, and iw to the motor 110 may include the transistors Q11 and Q12 (Q21, Q22) (Q31, Q32) are connected in series and connected in parallel to the capacitor C1, and the reverse diodes D11, D12, D21, D22, D31, D32 are connected to the transistors Q11, Q12, Q21, Q22, Q31, and Q32. ) In parallel to each other.

이와같은 일반적인 인버터에 대한 감속 운전 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the deceleration operation operation for such a general inverter as follows.

인버터의 운전중에 과전압을 방지하려는 경우 인버터(120)의 운전 지령 속도 및 실제 운전 주파수 그리고 모터(110)의 속도는 도3 의 파형도에 도시된 바와 같으며 감속 구간에서의 상기 모터(110)의 속도 및 상기 인버터(120)의 직류 링크 전압(DC)의 변화는 도2 의 파형도에 도시된 바와 같다.In order to prevent overvoltage during operation of the inverter, the operation command speed and the actual operation frequency of the inverter 120 and the speed of the motor 110 are as shown in the waveform diagram of FIG. The change in speed and DC link voltage DC of the inverter 120 is as shown in the waveform diagram of FIG. 2.

우선, 인버터 운전중 감속을 시작하여 인버터(120)의 운전 지령 속도를 도1 과 같이 직선적으로 변화시킨 경우 모터(110)는 제동을 시작하지만 상기 모터(110)는 부하에 따라 지령 속도를 곧바로 추종하지 못하고 지령 속도보다 큰 속도로 회전하게 된다.First, when the deceleration is started during inverter operation and the operation command speed of the inverter 120 is changed linearly as shown in FIG. 1, the motor 110 starts braking, but the motor 110 immediately follows the command speed according to the load. It will not rotate and will rotate at a speed greater than the command speed.

이때, 모터(110)에 축적되어 있던 에너지가 인버터(120)측으로 궤환되는 회생 에너지가 발생하게 되며 그때의 회생 에너지에 의한 전류(iu,iv,iw)의 방향은 도2 에 도시된 바와 같이 흐르고 이 전류(iu,iv,iw)에 의하여 콘덴서(C1)에 축적되는 직류 링크 전압(DC)의 레벨이 상승하게 된다.At this time, the regenerative energy in which the energy accumulated in the motor 110 is fed back to the inverter 120 is generated, and the direction of the current (iu, iv, iw) by the regenerative energy at that time flows as shown in FIG. The current (iu, iv, iw) causes the level of the DC link voltage DC accumulated in the capacitor C1 to rise.

이때의 회생량은 인버터(120)의 출력 주파수와 모터(110)의 회전 주파수와의 차이에 의하여 크기가 결정된다.The amount of regeneration at this time is determined by the difference between the output frequency of the inverter 120 and the rotation frequency of the motor 110.

따라서, 인버터 운전중 감속시 회생량의 증가로 인해 직류 링크 전압의 레벨이 상승하여 직류 링크 전압 억제 레벨 이상이 되면 도3 의 파형도에 도시된 바와 같이 인버터(120)의 운전 주파수 파형처럼 감속을 중지시킴으로써 상기 인버터(120)의 직류 링크 전압의 상승을 억제하여 상기 인버터(120)의 트랜지스터(Q11,Q12,Q21, Q22,Q31,Q32)를 과전압으로부터 보호한다.Therefore, if the level of the DC link voltage rises above the DC link voltage suppression level due to the increase of the regenerative amount during the deceleration during inverter operation, as shown in the waveform diagram of FIG. By stopping, the rise of the DC link voltage of the inverter 120 is suppressed to protect the transistors Q11, Q12, Q21, Q22, Q31 and Q32 of the inverter 120 from overvoltage.

그러나, 종래에는 감속 운전시 직류 링크 전압이 소정 레벨 이상으로 상승하는 경우 감속 운전을 중지하므로 인버터의 실제 감속시간이 감속설정 시간에 비하여 길어지는 문제점이 있고 또한, 감속시간이 아주 짧은 경우에는 쉽게 과전압으로 이어져서 보호 회로의 동작으로 인해 인버터의 운전이 정지될 수 있는 문제점이 있다.However, since the deceleration operation is stopped when the DC link voltage rises above the predetermined level during the deceleration operation, the actual deceleration time of the inverter becomes longer than the deceleration setting time. Also, when the deceleration time is very short, the overvoltage easily occurs. There is a problem that the operation of the inverter can be stopped due to the operation of the protection circuit.

그러나, 인버터 운전시 입력 전압이 상승하여 과전압이 발생하는 경우와 인버터로 운전되는 모터의 부하가 커서 운전중 보호 회로가 동작되는 경우에는 할 수 없이 인버터의 운전을 정지시킬 수 밖에 없지만 모터를 감속하거나 가속하는 경우에는 인버터의 운전 방법을 고려하여 적절히 대응하면 인버터는 보호 회로가 동작하지 않고 정상적인 운전을 할 수 있다.However, if the input voltage rises during inverter operation and overvoltage occurs and the load of the motor driven by the inverter is large, and the protection circuit is operated during operation, the inverter cannot be stopped. In case of acceleration, if the inverter responds appropriately in consideration of the operation method of the inverter, the inverter can operate normally without the protection circuit.

따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 인버터 운전중 과전류 및 과전압 트립이 되지 않도록 인버터의 감속 시간 및 주파수를 변환하므로써 인버터의 안정적인 운전을 수행할 수 있도록 창안한 인버터 운전 제어 방법을 제공함에 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an inverter operation control method invented to perform stable operation of an inverter by converting a deceleration time and a frequency of the inverter so that an overcurrent and an overvoltage trip do not occur during inverter operation. There is this.

즉, 본 발명은 인버터를 감속운전하는 경우 과전압 및 과전류 트립의 방지를 위하여 인버터의 감속시간 및 직류 링크 전압의 레벨에 따라 인버터의 감속 운전 시간을 제어하는 방법 및 감속 운전시 인버터의 회생 전류를 제한하여 인버터의 정상 운전이 가능하도록 하는 것이다.That is, the present invention controls the deceleration operation time of the inverter in accordance with the deceleration time of the inverter and the level of the DC link voltage in order to prevent overvoltage and overcurrent trip when the inverter is decelerated, and limits the regenerative current of the inverter during deceleration operation. It is to enable the normal operation of the inverter.

도 1은 일반적인 인버터의 회로도.1 is a circuit diagram of a typical inverter.

도 2는 도 1에서 감속운전시 모터 속도와 직류 링크 전압을 보인 특성 파형도.FIG. 2 is a characteristic waveform diagram illustrating a motor speed and a DC link voltage during deceleration operation in FIG. 1. FIG.

도 3은 도 1에서 감속운전시 과전압 방지 방법을 보인 파형도.3 is a waveform diagram illustrating a method for preventing overvoltage during deceleration in FIG. 1;

도 4는 본 발명의 일실시예를 위한 신호 흐름도.4 is a signal flow diagram for one embodiment of the present invention.

도 5는 도 4에서의 특성 파형도.5 is a characteristic waveform diagram of FIG. 4.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 위한 신호 흐름도.6 is a signal flow diagram for another embodiment of the present invention.

도 7은 도 6에서의 특성 파형도.7 is a characteristic waveform diagram of FIG. 6.

도 8은 본 발명의 또 다른 실실시예를 위한 신호 흐름도.8 is a signal flow diagram for yet another embodiment of the invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

110 : 모터 120 : 인버터110: motor 120: inverter

Q11,Q12,Q21,Q22,Q31,Q32 : 트랜지스터Q11, Q12, Q21, Q22, Q31, Q32: Transistor

D11,D12,D21,D22,D31,D32 : 스위칭 다이오드D11, D12, D21, D22, D31, D32: Switching Diode

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 감속시 인버터의 트립 방지를 위하여 첫째, 인버터의 운전 주파수 및 직류 링크 전압을 이용한 과전압 보호 방법, 둘째, 인버터의 운전 주파수 및 출력 전류를 이용한 과전류 보호 방법, 그리고, 셋째, 상기 첫 번째와 두 번째 방법을 복합적으로 적용하여 인버터의 과전압 및 과전류를 제어하는 방법을 제공함을 특징으로 한다.The present invention provides an overvoltage protection method using an operating frequency and a DC link voltage of an inverter, a second method, an overcurrent protection method using an operating frequency and an output current of an inverter, in order to prevent tripping of an inverter during deceleration in order to achieve the above object. Third, the present invention provides a method of controlling the overvoltage and overcurrent of the inverter by applying the first and second methods in combination.

즉, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 감속 기준 주파수와 인버터의 현재 운전 주파수를 비교하는 수단과, 상기에의 비교 결과를 입력받고 인버터의 직류 링크 기준 전압과 현재의 직류 링크 전압을 비교하여 상기 비교 결과들을 연산함에 의해 인버터의 감속 시간을 산출하는 수단을 구비한 인버터 운전 제어 장치에서, 기준감속 주파수가 현재 운전 주파수보다 크거나 같은지 비교하는 단계와, 상기에서 기준 감속 주파수가 현재 운전 주파수보다 크거나 같은 경우 직류 링크 전압이 직류 링크 기준전압보다 큰지 비교하는 단계와, 상기에서 기준 감속 주파수가 현재 운전 주파수보다 크거나 같은 경우 직류 링크 전압이 직류 링크 기준전압보다 크면 감속 시간을 직류 링크 상승분만큼 크게 조정하는 단계와, 상기에서 기준 감속 주파수가 현재 운전 주파수보다 크거나 같은 경우 직류 링크 전압이 직류 링크 기준전압보다 작으면 감속 시간을 기준 감속 시간으로 설정하는 단계와, 상기에서 기준 감속 주파수가 현재 운전 주파수보다 작은 경우 직류 링크 전압이 직류 링크 기준전압보다 큰지 비교하는 단계와, 상기에서 기준 감속 주파수가 현재 운전 주파수보다 작은 경우 직류 링크 전압이 직류 링크 기준전압보다 크면 감속 시간을 직류 링크 상승분만큼 크게 조정하는 단계와, 상기에서 기준 감속 주파수가 현재 운전 주파수보다 작은 경우 직류 링크 전압이 직류 링크 기준전압보다 작으면 감속 시간을 직류 전압이 상승되지 않는 범위내에서 최대한 짧게 조정하는 단계와, 상기에서 직류 링크 전압이 직류 링크 기준 전압보다 작고 감속 패턴이 기준 가감속 패턴과 같거나 작은 경우 감속 패턴을 기준 가감속 패턴과 같도록 조정하는 단계를 수행하여 과전압에 의한 인버터의 운전 정지를 방지하도록 함을 특징으로 한다.That is, the present invention provides a means for comparing the deceleration reference frequency and the current operating frequency of the inverter to achieve the above object, and receives the comparison result and compares the DC link reference voltage of the inverter with the current DC link voltage. In the inverter operation control apparatus having a means for calculating the deceleration time of the inverter by calculating the comparison results, comparing the reference deceleration frequency is greater than or equal to the current operation frequency, wherein the reference deceleration frequency is greater than the current operation frequency Comparing the DC link voltage if the DC link voltage is greater than or equal to the DC link reference voltage, and if the reference deceleration frequency is greater than or equal to the current operating frequency, if the DC link voltage is greater than the DC link reference voltage, the deceleration time is increased by the DC link rise. Adjusting greatly, and wherein the reference deceleration frequency is Setting the deceleration time to the reference deceleration time if the DC link voltage is less than the DC link reference voltage if it is greater than or equal to the operating frequency; and if the reference deceleration frequency is less than the current operating frequency, the DC link voltage is the DC link reference voltage. Comparing the greater than; if the reference deceleration frequency is less than the current operating frequency, if the DC link voltage is greater than the DC link reference voltage, adjusting the deceleration time by a DC link rise; and wherein the reference deceleration frequency is the current operation. If the DC link voltage is less than the DC link reference voltage when the frequency is smaller than the frequency, adjusting the deceleration time as short as possible within the range that the DC voltage does not rise, and wherein the DC link voltage is smaller than the DC link reference voltage and the deceleration pattern is referenced. Deceleration paddle if less than or equal to acceleration / deceleration pattern Performing the step of adjusting to be equal to the reference deceleration to be a pattern, characterized in that to prevent shutdown of the inverter due to the overvoltage.

또한, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 인버터의 출력 전류와 인버터의 출력 전류 억제 전류를 비교하는 수단과, 상기의 비교 결과에 따라 인버터의 감속 시간을 계산하는 수단을 구비한 인버터 운전 제어 장치에서, 출력전류가 기준전류보다 큰지 비교하는 단계와, 상기에서 출력전류가 기준전류보다 큰 경우 인버터의 출력 전류의 크기에 비례하여 감속 운전 시간을 조정하는 단계와, 상기에서 출력 전류가 기준전류보다 작아지면 인버터의 감속 시간을 감속 운전시간으로 설정하는 단계와, 상기에서 출력 전류가 기준전류값보다 작고 감속 패턴이 기준 가감속 패턴과 같거나 작은 경우 감속 패턴을 기준 가감속 패턴과 같도록 조정하는 단계를 수행하여 과전류에 의한 운전 정지를 방지하도록 함을 특징으로 한다.In addition, the present invention has a means for comparing the output current of the inverter and the output current suppression current of the inverter to achieve the above object, and the inverter operation control device having a means for calculating the deceleration time of the inverter according to the comparison result Comparing whether the output current is greater than the reference current, and if the output current is greater than the reference current, adjusting the deceleration operation time in proportion to the magnitude of the output current of the inverter, wherein the output current is greater than the reference current Setting the deceleration time of the inverter to a deceleration operation time when the output current is smaller than the reference current value and the deceleration pattern is equal to or smaller than the reference acceleration / deceleration pattern. It characterized in that to prevent the operation stop by overcurrent by performing a step.

이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명의 실시예를 위한 인버터는 도2 의 종래 회로와 동일하게 구성한다.The inverter for an embodiment of the present invention is configured in the same way as the conventional circuit of FIG.

일반적으로 인버터 운전중에 감속 시간이 짧은 경우 인버터의 직류 링크 전압 상승에 의한 과전압 트립 및 감속 시간이 짧은 경우 인버터의 회생전류에 의한 과전류 트립이 발생할 수 있다.In general, when the deceleration time is short while the inverter is operating, an overvoltage trip due to the rise of the DC link voltage of the inverter and an overcurrent trip due to the regenerative current of the inverter may occur when the deceleration time is short.

따라서, 감속 시간을 적절히 제어하면 인버터의 과전압 트립 및 과전류 트립을 방지할 수 있다.Therefore, if the deceleration time is properly controlled, overvoltage trip and overcurrent trip of the inverter can be prevented.

본 발명은 도4, 도6 및 도8 과 같은 과정을 수행하여 감속시의 과전압 트립 및 과전류 트립을 방지하게 된다.The present invention performs the same process as in FIGS. 4, 6 and 8 to prevent overvoltage trip and overcurrent trip during deceleration.

본 발명의 일실시예는 감속 운전시 도4 의 신호 흐름과 동일한 과정을 수행하여 과전압을 방지하는 동작을 수행한다.One embodiment of the present invention performs the same process as the signal flow of Figure 4 during the deceleration operation to prevent the overvoltage.

또한, 본 발명의 다른 실시예는 감속 운전시 도6 의 신호 흐름과 동일한 과정을 수행하여 과전류를 방지하는 동작을 수행한다.In addition, another embodiment of the present invention performs the same process as the signal flow of Figure 6 during the deceleration operation to perform the operation to prevent overcurrent.

그리고, 본 발명의 또 다른 실시예는 감속 운전시 도8 의 신호 흐름과 동일한 과정을 수행하여 과전압 및 과전류를 방지하는 동작을 수행한다.Further, another embodiment of the present invention performs the same process as the signal flow of Figure 8 during the deceleration operation to perform the operation to prevent overvoltage and overcurrent.

먼저, 본 발명의 일실시예는 인버터의 운전 주파수 및 직류 링크 전압을 이용한 과전압 보호 방법이다.First, an embodiment of the present invention is an overvoltage protection method using an operating frequency and a DC link voltage of an inverter.

즉, 본 발명의 일실시예는 인버터로 모터를 감속 운전하는 경우 회생 에너지에 의한 인버터의 직류 링크 전압의 상승을 감시하면서 인버터의 직류 링크 전압의 상승을 억제하는 방향으로 인버터의 감속 기울기를 조정하여 인버터의 직류 링크 전압 상승으로 인한 인버터의 과전압보호 동작을 미연에 방지하는 방법이다.That is, one embodiment of the present invention by adjusting the deceleration slope of the inverter in the direction of suppressing the rise of the DC link voltage of the inverter while monitoring the rise of the DC link voltage of the inverter by the regenerative energy when the motor is decelerated by the inverter It is a method to prevent the overvoltage protection operation of the inverter due to the increase of the DC link voltage of the inverter.

도4 는 본 발명의 일실시예에 따른 과전압 보호 동작을 위한 신호 흐름도이고, 도5 는 과전압 보호 동작시 인버터의 직류 링크 전압 및 감속 패턴을 보인 동작 특성도이다.4 is a signal flowchart for an overvoltage protection operation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an operation characteristic diagram showing a DC link voltage and a deceleration pattern of an inverter during an overvoltage protection operation.

이러한 본 발명의 일실시예에 대한 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the embodiment of the present invention as follows.

인버터 운전중에 도5 (b)와 같이 감속 시작점에서 감속 운전을 시작하면 도5 (a)와 같이 감속 지령의 기울기(감속 시간)에 따라 직류 링크 전압의 레벨이 상승하기 시작한다.When the deceleration operation is started at the deceleration starting point as shown in Fig. 5 (b) during the inverter operation, the level of the DC link voltage starts to increase according to the slope (deceleration time) of the deceleration command as shown in Fig. 5 (a).

여기서, 감속 초기의 구간은 도5 에서 (t2)구간이다.Here, the section of deceleration initial stage is the section (t2) in FIG.

이때, 직류 링크 전압(VDC)과 직류 링크 기준 전압(VDC_ref)이 일치하게 된다.At this time, the DC link voltage VDC and the DC link reference voltage VDC_ref match.

따라서, 인버터(120)의 현재 운전 주파수(제어된 가감속 패턴 ; freal)는 기준 가감속패턴(Fdec)과 일치하므로 인버터의 실제 감속 시간(dec_real)은 아래의 식(1)과 같이 기준 감속 시간(dec_time)으로 설정한다.Therefore, since the current operating frequency (controlled acceleration / deceleration pattern; freal) of the inverter 120 matches the reference acceleration / deceleration pattern Fdec, the actual deceleration time (dec_real) of the inverter is as shown in Equation (1) below. Set to (dec_time).

dec_real = dec_time ------ (1)dec_real = dec_time ------ (1)

이 후, 도5 의 (t3)구간이 되면 인버터(120)의 직류 링크 전압(VDC)이 직류 링크 기준전압(VDC_ref) 이상으로 상승하기 시작한다.Subsequently, in the section t3 of FIG. 5, the DC link voltage VDC of the inverter 120 starts to rise above the DC link reference voltage VDC_ref.

이때, 인버터(120)의 현재 운전 주파수(freal)는 기준 감속주파수(Fdec)와 일치되어 있다.At this time, the current operating frequency freal of the inverter 120 coincides with the reference deceleration frequency Fdec.

따라서, 인버터(120)의 직류 링크 전압(VDC)이 직류 링크 기준 전압(VDC_ref)보다 크므로 실제 감속 시간(dec_real)을 아래의 식(2)와 같이 결정하여 감속 시간을 직류 링크 상승분만큼 크게 조정함으로써 직류 링크 전압(VDC)의 상승을 억제한다.Therefore, since the DC link voltage VDC of the inverter 120 is greater than the DC link reference voltage VDC_ref, the actual deceleration time dec_real is determined as shown in Equation 2 below to adjust the deceleration time by the DC link rise. This suppresses the increase in the DC link voltage VDC.

dec_real = dec_real + dec_time{(VDC/VDC_ref) - 1} ------ (2)dec_real = dec_real + dec_time {(VDC / VDC_ref)-1} ------ (2)

이 후, 도5 의 (t4)구간이 되면 직류 링크 전압(VDC)이 직류 링크 기준 전압(VDC_ref) 이상으로 상승한 구간으로 현재의 운전 주파수(freal)가 기준 가감속 주파수(Fdec)보다 큰 경우이다.Subsequently, in the section (t4) of FIG. 5, the DC link voltage VDC rises above the DC link reference voltage VDC_ref, which is a case where the current operating frequency freal is greater than the reference acceleration / deceleration frequency Fdec. .

이에 따라, 인버터(120)의 감속 시간이 기준 감속시간(dec_time)보다 큰 경우로서 실제 감속 시간(dec_real)은 아래의 식(3)과 같이 결정할 수 있다.Accordingly, when the deceleration time of the inverter 120 is larger than the reference deceleration time dec_time, the actual deceleration time dec_real may be determined as in Equation 3 below.

dec_real = dec_real + dec_time{(VDC/VDC_ref) - 1} -------- (3)dec_real = dec_real + dec_time {(VDC / VDC_ref)-1} -------- (3)

이 후, 도5 의 (t5)구간이 되면 직류 링크 전압(VDC)이 직류 링크 기준 전압(VDC_ref) 이하로 낮아진 경우로서 인버터(120)의 감속 시간이 크게 되었기 때문에 전체 감속시간이 길어지지 않도록 직류 링크 전압(VDC)이 상승되지 않는 범위에서 최대한 짧게 조정해야 한다.After that, when the DC link voltage VDC is lowered below the DC link reference voltage VDC_ref, the deceleration time of the inverter 120 increases, so that the entire deceleration time does not become long. Adjust it as short as possible within the range that the link voltage (VDC) does not increase.

따라서, 실제 감속 시간(dec_real)을 아래의 식(4)와 같이 결정하여 인버터(120)의 감속 시간을 적게 조정함에 의해 직류 링크 전압(VDC)의 상승을 억제한다.Therefore, the actual deceleration time dec_real is determined as shown in Equation (4) below and the rise of the DC link voltage VDC is suppressed by adjusting the deceleration time of the inverter 120 less.

dec_real = dec_real - dec_time{1 - (VDC/VDC_ref)} ------- (4)dec_real = dec_real-dec_time {1-(VDC / VDC_ref)} ------- (4)

이때, 감속 기울기가 기준 감속시간(dec_time)보다 짧게 조정되기 때문에 제어된 감속 패턴(freal)이 기준 감속 패턴(Fdec)에 일치하는 방향으로 인버터(120)의 운전이 수행된다.At this time, since the deceleration slope is adjusted to be shorter than the reference deceleration time dec_time, the operation of the inverter 120 is performed in a direction in which the controlled deceleration pattern freal matches the reference deceleration pattern Fdec.

이 후, 제어된 인버터(120)의 출력 주파수(freal)가 기준 감속 주파수(Fdec)와 일치하거나 적은 경우에는 도5 의 (t6)구간으로 운전하게 된다.Thereafter, when the output frequency (freal) of the controlled inverter 120 is equal to or less than the reference deceleration frequency (Fdec), it is operated in the section (t6) of FIG.

이에 따라, 인버터(120)의 감속 패턴(freal)이 기준 가감속 패턴(Fdec)과 동일하게 되도록 운전한다.Accordingly, the deceleration pattern freal of the inverter 120 is operated to be the same as the reference acceleration / deceleration pattern Fdec.

따라서, 상기에서 도5 의 구간(t1∼t6)의 순서로 인버터(120)의 운전 패턴을 조정하면 직류 링크 전압(VDC)의 상승이 억제되어 과전압에 의한 트립이 발생함이 없이 정상적인 감속 운전을 수행할 수 있다.Therefore, when the operation pattern of the inverter 120 is adjusted in the order of the periods t1 to t6 of FIG. 5, the rise of the DC link voltage VDC is suppressed, and the normal deceleration operation is performed without the occurrence of an overvoltage trip. Can be done.

즉, 인버터를 감속 운전하는 경우 직류 링크 전압(VDC)이 상승하면 그 직류 링크 전압(VDC)의 크기에 따라 감속 시간(dec_real)을 식(1)내지 식(4)중 하나를 이용하여 변화시킴으로써 상기 직류 링크 전압(VDC)의 레벨이 도5 (a)와 같이 소정 레벨 이상으로 상승되지 않는다.That is, when the inverter is decelerated, when the DC link voltage VDC rises, the deceleration time dec_real is changed by using one of equations (1) to (4) according to the magnitude of the DC link voltage (VDC). The level of the DC link voltage VDC does not rise above a predetermined level as shown in FIG.

또한, 본 발명은 다른 실시예로서 인버터의 출력 전류를 이용하여 회생 전류를 제한할 수 있는 방법을 제시한다.In addition, the present invention provides a method for limiting the regenerative current using the output current of the inverter as another embodiment.

인버터 감속 운전중에는 인버터의 감속 기울기에 따라 인버터의 직류 링크 전압(VDC) 상승 및 인버터의 회생 전류의 증가도 발생하여 과전류에 의한 인버터의 운전 정지도 발생할 수 있다.During the inverter deceleration operation, an increase in the DC link voltage (VDC) of the inverter and an increase in the regenerative current of the inverter may also occur according to the deceleration slope of the inverter, and an operation stop of the inverter may also occur due to an overcurrent.

따라서, 본 발명의 다른 실시예는 인버터의 운전 정지를 방지하기 위하여 인버터로 모터를 감속하는 경우 인버터의 출력 전류의 크기에 따라 인버터의 감속 시간을 제어함으로써 회생 전류에 의한 과전류 발생을 미연에 방지하여 인버터의 운전 정지를 방지하는 방법을 제시한다.Therefore, another embodiment of the present invention to prevent overcurrent generation by the regenerative current by controlling the deceleration time of the inverter in accordance with the magnitude of the output current of the inverter when the motor is decelerated in order to prevent the operation stop of the inverter The present invention provides a method for preventing an operation stop of the inverter.

도6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 과전류 방지를 위한 신호 흐름도이고, 도7 은 과전류 방지 동작시 인버터의 전류 흐름 및 감속 패턴을 보인 동작 특성도이다.FIG. 6 is a signal flowchart for preventing overcurrent according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram illustrating an operation characteristic of a current flow and a deceleration pattern of an inverter during an overcurrent prevention operation.

이와같은 본 발명의 다른 실시예의 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the other embodiment of the present invention as follows.

도7 의 (t1)구간은 인버터가 정속 운전중에 감속을 시작하는 구간으로 감속 운전이 시작되면 출력전류(Io)는 감속 운전을 시작하는 순간부터 모터(110)의 회생 에너지에 비례하여 상승하게 된다.Section (t1) of FIG. 7 is a section in which the inverter starts deceleration during the constant speed operation. When the deceleration operation starts, the output current Io increases in proportion to the regenerative energy of the motor 110 from the moment when the deceleration operation starts. .

이때, 인버터(120)의 과전류 보호 동작의 원인이 되는 모터(110)의 회생 에너지를 감소시켜 회로가 동작하지 않게 할 필요가 있다.At this time, it is necessary to reduce the regenerative energy of the motor 110 that causes the overcurrent protection operation of the inverter 120 so that the circuit does not operate.

이 후, 도7 의 (t2)구간이 되어 인버터의 감속 운전에 의하여 인버터의 출력 전류(Io)가 전류 억제 기준 전류(I_limit) 이상이 되면 아래의 식(5)와 같이 인버터의 출력 전류(Io)의 크기에 비례하여 감속 운전 시간을 조정함으로써 인버터의 출력전류를 감소시킬 수 있다.Subsequently, when the output current Io of the inverter becomes equal to or greater than the current suppression reference current I_limit by the deceleration operation of the inverter by the section (t2) of FIG. 7, the output current Io of the inverter as shown in Equation (5) below. The output current of the inverter can be reduced by adjusting the deceleration operation time in proportion to the size of.

dec_real = dec_real[1 + {(Io - I_limit)/I_rated}] ----- (5)dec_real = dec_real [1 + {(Io-I_limit) / I_rated}] ----- (5)

한편, 도7 의 (t2)구간에서는 인버터의 감속 패턴을 조정함으로써 인버터의 감속 시간이 지연될 수 있으며 이때, 인버터의 출력 전류(Io)가 기준값 이하로 감소하면 인버터 감속 시간(dec_real)을 감속 운전 시간으로 설정함에 의해 감속 시간을 짧게 하여 감속시 전류 상승으로 인한 감속 시간의 지연값을 보상하여 전체적으로 감속시간이 길어지지 않도록 한다.Meanwhile, in the section (t2) of FIG. 7, the deceleration time of the inverter may be delayed by adjusting the deceleration pattern of the inverter. At this time, if the output current Io of the inverter decreases below the reference value, the inverter deceleration time dec_real is decelerated. By setting the time, the deceleration time is shortened to compensate for the delay value of the deceleration time due to the current rise during deceleration so that the deceleration time does not become long as a whole.

이에 따라, 인버터 감속시 모터(110)의 회생 전류에 의한 인버터의 과전류 보호 동작을 방지하여 안정적인 운전이 가능하도록 한다.Accordingly, when the inverter decelerates, an overcurrent protection operation of the inverter due to the regenerative current of the motor 110 is prevented to enable stable operation.

이 후, 도7 의 (t3)구간이 되면 출력 전류(Io)는 전류 억제 기준 전류(I_limit) 값 이하가 되며, 이때에는 제어된 감속 패턴이 기준 단속 패턴과 같거나 보다 적은 경우 인버터 감속 패턴을 기준 가감속 패턴과 같게 조정한다.Subsequently, the output current Io becomes equal to or less than the current suppression reference current I_limit when the period becomes t3 in FIG. 7, and when the controlled deceleration pattern is less than or equal to the reference interruption pattern, Adjust the standard accel / decel pattern.

한편, 본 발명의 또다른 실시예는 인버터의 과전압 및 과전류에 의한 트립을 방지하기 위한 방법으로 도8 의 신호 흐름도와 같이 본 발명의 일실시예와 다른 실시예의 방법을 복합적으로 사용한다.Meanwhile, another embodiment of the present invention uses a method of one embodiment of the present invention and another embodiment as shown in the signal flowchart of FIG. 8 as a method for preventing tripping due to overvoltage and overcurrent of the inverter.

이러한 본 발명의 또다른 실시예는 과전압이 발생한 경우에는 일실시예와 같은 도4 의 신호 흐름도와 동일한 과정을 수행하고 과전류가 발생한 경우에는 다른 실시예와 같은 도6 의 신호 흐름도와 동일한 과정을 수행하여 인버터의 감속 운전시 과전압 또는 과전류에 의한 불필요한 운전 정지를 방지하는 것이다.Another embodiment of the present invention performs the same process as the signal flow diagram of FIG. 4 when the overvoltage has occurred, and performs the same process as the signal flow diagram of FIG. 6 as the other embodiments when the overcurrent has occurred. This is to prevent unnecessary operation stop by overvoltage or overcurrent during deceleration operation of inverter.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 인버터 감속 운전시 감속 시간을 적절히 제어하여 과전압 또는 과전류의 발생을 미연에 방지함으로써 보호 회로의 불필요한 동작을 방지하여 안정적인 인버터 운전이 수행되도록 하는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention has an effect of preventing the unnecessary operation of the protection circuit by preventing the occurrence of overvoltage or overcurrent by appropriately controlling the deceleration time during the inverter deceleration operation so that stable inverter operation is performed.

Claims (5)

인버터로 모터를 운전하는 경우 인버터의 감속 운전시 인버터의 직류 링크 전압을 검출하여 그 인버터의 직류 링크 전압의 크기에 따라 인버터의 감속 시간을 산출하는 인버터 운전 제어 방법에 있어서, 인버터의 감속 기준 주파수와 인버터의 현재 운전 주파수를 비교하는 제1 단계와, 상기 비교 결과에 따라 직류 링크 기준전압과 현재의 직류 링크 전압을 비교하는 제2 단계와, 상기에서의 비교 결과에 따라 직류 링크 전압의 상승값만큼을 보상하여 인버터의 감속 시간을 계산하는 제3 단계와, 상기에서의 계산 결과에 따라 인버터를 감속 운전하여 과전압에 의한 인버터의 운전 정지를 방지하는 제4 단계를 수행함을 특징으로 하는 인버터 운전 제어 방법.In the case of operating the motor by the inverter, the inverter operation control method for detecting the DC link voltage of the inverter during the deceleration operation of the inverter and calculating the deceleration time of the inverter according to the magnitude of the DC link voltage of the inverter. A first step of comparing the current operating frequency of the inverter; a second step of comparing the DC link reference voltage and the current DC link voltage according to the comparison result; and a rising value of the DC link voltage according to the comparison result. And a fourth step of calculating the deceleration time of the inverter by compensating for the voltage loss, and a fourth step of preventing the inverter from being stopped due to overvoltage by decelerating the inverter according to the calculation result. . 인버터 운전 제어 방법에 있어서, 기준감속 주파수가 현재 운전 주파수보다 크거나 같은지 비교하는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 기준 감속 주파수가 현재 운전 주파수보다 크거나 같은 경우 직류 링크 전압이 직류 링크 기준전압보다 큰지 비교하는 제2 단계와, 상기 제2 단계에서 직류 링크 전압이 직류 링크 기준전압보다 큰 경우 아래의 식(1)과 같이 계산하여 감속 시간을 직류 링크 상승분만큼 크게 조정하는 제3 단계와, 상기 제2 단계에서 직류 링크 전압이 직류 링크 기준전압보다 작으면 아래의 식(2)와 같이 감속 시간을 기준 감속 시간으로 설정하는 제4 단계와, 상기 제1 단계에서 기준 감속 주파수가 현재 운전 주파수보다 작은 경우 직류 링크 전압이 직류 링크 기준전압보다 큰지 비교하는 제5 단계와, 상기 제5 단계에서 직류 링크 전압이 직류 링크 기준전압보다 큰 경우 아래의 식(1)과 같이 감속 시간을 직류 링크 상승분만큼 크게 조정하는 제6 단계와, 상기 제5 단계에서 직류 링크 전압이 직류 링크 기준전압보다 작으면 아래의 식(3)과 같이 감속 시간을 직류 전압이 상승되지 않는 범위내에서 최대한 짧게 조정하는 제7 단계를 수행함을 특징으로 하는 인버터 운전 제어 방법.In the inverter operation control method, a first step of comparing whether the reference deceleration frequency is greater than or equal to the current operation frequency, and the DC link voltage is a DC link reference voltage when the reference deceleration frequency is greater than or equal to the current operation frequency in the first step. A third step of comparing the greater than and the third step of adjusting the deceleration time by the DC link rise by calculating as shown in Equation (1) below when the DC link voltage is greater than the DC link reference voltage in the second step; If the DC link voltage is less than the DC link reference voltage in the second step, setting the deceleration time as the reference deceleration time as shown in Equation (2) below, and in the first step, the reference deceleration frequency is the current operating frequency. Is less than the fifth step of comparing whether the DC link voltage is greater than the DC link reference voltage; and in the fifth step, the DC link voltage is directly If the link reference voltage is greater than the sixth step of adjusting the deceleration time by the DC link rise as shown in Equation (1) below, and if the DC link voltage is less than the DC link reference voltage in the fifth step, the following equation (3) And a seventh step of adjusting the deceleration time as short as possible within the range in which the DC voltage does not rise. dec_real = dec_real + dec_tim e{(VDC/VDC_ref) - 1} ------ (1)dec_real = dec_real + dec_tim e {(VDC / VDC_ref)-1} ------ (1) dec_real = dec_time ------ (2)dec_real = dec_time ------ (2) dec_real = dec_real + dec_time{(VDC/VDC_ref) - 1} -------- (3)dec_real = dec_real + dec_time {(VDC / VDC_ref)-1} -------- (3) 제2항에 있어서, 직류 링크 전압이 직류 링크 기준 전압보다 작고 감속 패턴이 기준 가감속 패턴과 같거나 작은 경우 감속 패턴을 기준 가감속 패턴과 같도록 조정하는 단계를 포함하여 수행함을 특징으로 하는 인버터 운전 제어 방법.The inverter of claim 2, further comprising adjusting the deceleration pattern to be equal to the reference acceleration / deceleration pattern when the DC link voltage is smaller than the DC link reference voltage and the deceleration pattern is equal to or smaller than the reference acceleration / deceleration pattern. Driving control method. 인버터로 모터를 운전하는 경우 인버터 감속시 인버터의 출력 전류를 검출하여 그 인버터의 출력 전류의 크기에 따라 인버터의 감속 시간을 계산하는 인버터 제어 방법에 있어서, 출력전류가 기준전류보다 큰지 비교하는 제1 단계와, 상기에서 출력전류가 기준전류보다 큰 경우 아래의 식과 같이 인버터의 출력 전류의 크기에 비례하여 감속 운전 시간을 조정하는 단계와, 상기에서 출력 전류가 기준전류보다 작아지면 인버터의 감속 시간을 감속 운전시간으로 설정하는 제2 단계와, 상기에서의 계산 결과에 따라 인버터를 감속 운전하여 과전류에 의한 인버터의 운전 정지를 방지하는 제3 단계를 수행함을 특징으로 하는 인버터 운전 제어 방법.In the inverter control method of detecting the output current of the inverter when the inverter is decelerated when the motor is operated by the inverter and calculating the deceleration time of the inverter according to the magnitude of the output current of the inverter, the first control to compare whether the output current is greater than the reference current And if the output current is greater than the reference current, adjusting the deceleration operation time in proportion to the magnitude of the output current of the inverter as in the following equation, and if the output current is smaller than the reference current, And a third step of setting the deceleration operation time and a third step of preventing the inverter from being stopped due to overcurrent by decelerating the inverter according to the calculation result. dec_real = dec_real[1 + {(Io - I_limit)/I_rated}]dec_real = dec_real [1 + {(Io-I_limit) / I_rated}] 제4항에 있어서, 출력 전류가 기준전류값보다 작고 감속 패턴이 기준 가감속 패턴과 같거나 작은 경우 감속 패턴을 기준 가감속 패턴과 같도록 조정하는 단계를 수행하여 과전류에 의한 운전 정지를 방지하도록 함을 특징으로 하는 인버터 운전 제어 방법.The method of claim 4, wherein the step of adjusting the deceleration pattern to be equal to the reference acceleration / deceleration pattern when the output current is smaller than the reference current value and the deceleration pattern is equal to or smaller than the reference acceleration / deceleration pattern to prevent operation stop due to overcurrent. Inverter operation control method characterized in that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100854379B1 (en) * 2006-12-28 2008-08-26 엘에스산전 주식회사 A fast motor stopping control apparatus in an inverter for an ac motor and control method thereof
KR20180097213A (en) * 2017-02-23 2018-08-31 엘에스산전 주식회사 Apparatus for controlling inverter in forming machine system

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