KR20100102219A - 전력 변환 장치에 있어서의 상태량 검출 방법 및 전력 변환 장치 - Google Patents
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Abstract
Description
도 2는 상전압을 나타낸 그래프이다.
도 3은 전류 벡터를 나타낸 도이다.
도 4는 전류형 컨버터의 스위칭 동작을 나타낸 타이밍 차트이다.
도 5는 전압 벡터를 나타낸 도이다.
도 6은 전압형 인버터의 스위칭 동작을 나타낸 타이밍 차트이다.
도 7은 직접형 전력 변환 장치를 제어하는 제어부의 개념적인 일례를 나타낸 구성도이다.
도 8은 사다리꼴 형상 전압 지령을 나타낸 도이다.
도 9는 전압 모드 1에서 출력되는 전압 벡터의 기간과, 그 도통 패턴을 나타낸 도이다.
도 10은 전압 모드 2에서 출력되는 전압 벡터의 기간과, 그 도통 패턴을 나타낸 도이다.
도 11은 전압 모드 3에서 출력되는 전압 벡터의 기간과, 그 도통 패턴을 나타낸 도이다.
도 12는 전압 모드 4에서 출력되는 전압 벡터의 기간과, 그 도통 패턴을 나타낸 도이다.
도 13은 전압 모드 5에서 출력되는 전압 벡터의 기간과, 그 도통 패턴을 나타낸 도이다.
도 14는 전압 모드 6에서 출력되는 전압 벡터의 기간과, 그 도통 패턴을 나타낸 도이다.
도 15은 인버터의 개념적인 구성을 나타낸 도이다.
도 16은 2상 변조 전압 지령을 나타낸 도이다.
도 17은 전압 모드 1에서 출력되는 전압 벡터의 기간과, 그 도통 패턴을 나타낸 도이다.
도 18은 전압 모드 2에서 출력되는 전압 벡터의 기간과, 그 도통 패턴을 나타낸 도이다.
도 19는 전압 모드 3에서 출력되는 전압 벡터의 기간과, 그 도통 패턴을 나타낸 도이다.
도 20은 전압 모드 4에서 출력되는 전압 벡터의 기간과, 그 도통 패턴을 나타낸 도이다.
도 21은 전압 모드 5에서 출력되는 전압 벡터의 기간과, 그 도통 패턴을 나타낸 도이다.
도 22는 전압 모드 6에서 출력되는 전압 벡터의 기간과, 그 도통 패턴을 나타낸 도이다.
도 23은 샘플링 타이밍을 나타내기 위한 타이밍 차트이다.
도 24는 직접형 전력 변환 장치를 제어하는 제어부의 개념적인 다른 일례를 나타낸 구성도이다.
Claims (20)
- 다상 교류 전압이 입력되는 복수의 입력선(ACLr, ACLs, ACLt)과,
제1 및 제2 직류 전원선(L1, L2)과,
상기 입력선의 각각과 상기 제1 직류 전원선 사이에 접속된 복수의 하이 아암측 스위치 소자(Srp, Ssp, Stp)와, 상기 입력선의 각각과 상기 제2 직류 전원선 사이에 접속된 복수의 로우 아암측 스위치 소자(Srn, Ssn, Stn)를 가지는 전류형 컨버터(10)를 구비하는, 전력 변환 장치에 있어서,
상기 하이 아암측 스위치 소자 및 상기 로우 아암측 스위치 소자의 순시의 도통 패턴(I(rs))에 기초하여, 상기 제1 및 상기 제2 직류 전원선 사이의 전압(Vdc)을, 상기 입력선 사이의 선간 전압(Vrs)으로서 검출하는, 전력 변환 장치에 있어서의 상태량 검출 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 전력 변환 장치는,
복수의 출력선(ACLu, ACLv, ACLw)과,
상기 출력선의 각각과 상기 제1 직류 전원선(L1) 사이에 접속된 복수의 제2 하이 아암측 스위치 소자(Sup, Svp, Swp)와, 상기 출력선의 각각과 상기 제2 직류 전원선(L2) 사이에 접속된 복수의 제2 로우 아암측 스위치 소자(Sun, Svn, Swn)를 가지는 전압형 인버터(20)를 더 구비하고, 상기 제1 및 상기 제2 직류 전원선에 전력 축적 수단을 갖지 않는 직접형 전력 변환 장치로서,
상기 전류형 컨버터(10) 및 상기 전압형 인버터를 동기하여 동작시켜, 상기 제2 하이 아암측 스위치 소자 및 상기 제2 로우 아암측 스위치 소자의 순시의 제2 도통 패턴(V4)에 기초하여, 상기 제1 및 상기 제2 직류 전원선을 흐르는 전류(idc)를, 상기 출력선의 선전류(iu)로서 검출하는, 전력 변환 장치에 있어서의 상태량 검출 방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 전력 변환 장치는,
캐리어를 생성하는 캐리어 생성부(51)와,
상기 하이 아암측 스위치 소자 및 상기 로우 아암측 스위치 소자의 스위칭 동작을 제어하는 제1 스위치 신호를 부여하는 컨버터용 게이트 신호 생성부(11~14)와,
상기 제2 하이 아암측 스위치 소자 및 상기 제2 로우 아암측 스위치 소자의 스위칭 동작을 제어하는 제2 스위치 신호를 부여하는 인버터용 게이트 신호 발생부(21~25)를 더 구비하고,
상기 전류형 컨버터(10)는, 상기 제1 스위치 신호에 기초하여, 상기 캐리어의 값이, 상기 캐리어의 최소값과 최대값 사이를 제1값(drt)과 제2값(dst)의 비로 내분하는 기준값(drt)을 채용할 때에 전류(轉流)를 행하며,
상기 전압형 인버터(20)는, 상기 제2 스위치 신호에 기초하여, 상기 캐리어가 상기 기준값을 채용하는 시점을 경계로 하여 교호로 파악되는 2개의 제1 캐리어 주기(dst·Ts) 및 제2 캐리어 주기(drt·Ts)의 각각에 있어서, 상기 제2 도통 패턴(V0~V7)을 채용하고,
상기 제1 캐리어 주기 및 상기 제2 캐리어 주기 중 긴 쪽의 캐리어 주기에 있어서, 순시의 상기 제2 도통 패턴(V4)에 기초하여, 상기 전류(idc)를, 상기 선전류(iu)로서 검출하는, 전력 변환 장치에 있어서의 상태량 검출 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 전력 변환 장치는,
단일 삼각파 형상의 캐리어를 생성하는 캐리어 생성부(51)와,
상기 하이 아암측 스위치 소자 및 상기 로우 아암측 스위치 소자의 스위칭 동작을 제어하는 스위치 신호를 부여하는 컨버터용 게이트 신호 생성부(11~14)를 더 구비하고,
상기 전류형 컨버터(10)는, 상기 스위치 신호에 기초하여, 상기 캐리어의 값이, 상기 캐리어의 최소값과 최대값 사이를 제1값(drt)과 제2값(dst)의 비로 내분하는 기준값(drt)을 채용할 때에 전류(轉流)를 행하고,
상기 캐리어의 값이 최대값 및 최소값을 채용할 때에, 상기 전압(Vdc)을 샘플 홀드하여 검출하는, 전력 변환 장치에 있어서의 상태량 검출 방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 전력 변환 장치는,
단일 삼각파 형상의 캐리어를 생성하는 캐리어 생성부(51)와,
상기 하이 아암측 스위치 소자 및 상기 로우 아암측 스위치 소자의 스위칭 동작을 제어하는 스위치 신호를 부여하는 컨버터용 게이트 신호 생성부(11~14)를 더 구비하고,
상기 전류형 컨버터(10)는, 상기 스위치 신호에 기초하여, 상기 캐리어의 값이, 상기 캐리어의 최소값과 최대값 사이를 제1값(drt)과 제2값(dst)의 비로 내분하는 기준값(drt)을 채용할 때에 전류(轉流)를 행하고,
상기 캐리어의 값이 최대값 및 최소값을 채용할 때에, 상기 전압(Vdc)을 샘플 홀드하여 검출하는, 전력 변환 장치에 있어서의 상태량 검출 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 상기 입력선(ACLr, ACLs, ACLt)은 3개의 상기 입력선이며,
상기 전력 변환 장치는,
캐리어를 생성하는 캐리어 생성부(51)와,
상기 하이 아암측 스위치 소자 및 상기 로우 아암측 스위치 소자의 스위칭 동작을 제어하는 스위치 신호를 부여하는 컨버터용 게이트 신호 생성부(11~14)를 더 구비하고,
상기 전류형 컨버터(10)는, 상기 스위치 신호에 기초하여, 상기 캐리어의 값이, 상기 캐리어의 최소값과 최대값 사이를 제1값(drt)과 제2값(dst)의 비로 내분하는 기준값(drt)을 채용할 때에 전류(轉流)를 행하고,
상기 캐리어의 일주기에 있어서, 상기 전압(Vdc)을 검출하여 상기 입력선의 상호간의 선간 전압(Vrs, Vsr, Vst, Vts, Vtr, Vrt)중 2개를 검출하고, 나머지 하나의 상기 선간 전압을, 검출한 2개의 상기 선간 전압에 기초하여 산출하는, 전력 변환 장치에 있어서의 상태량 검출 방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 복수의 상기 입력선(ACLr, ACLs, ACLt)은 3개의 상기 입력선이며,
상기 전력 변환 장치는,
캐리어를 생성하는 캐리어 생성부(51)와,
상기 하이 아암측 스위치 소자 및 상기 로우 아암측 스위치 소자의 스위칭 동작을 제어하는 스위치 신호를 부여하는 컨버터용 게이트 신호 생성부(11~14)를 더 구비하고,
상기 전류형 컨버터(10)는, 상기 스위치 신호에 기초하여, 상기 캐리어의 값이, 상기 캐리어의 최소값과 최대값 사이를 제1값(drt)과 제2값(dst)의 비로 내분하는 기준값(drt)을 채용할 때에 전류(轉流)를 행하고,
상기 캐리어의 일주기에 있어서, 상기 전압(Vdc)을 검출하여 상기 입력선의 상호간의 선간 전압(Vrs, Vsr, Vst, Vts, Vtr, Vrt)중 2개를 검출하고, 나머지 하나의 상기 선간 전압을, 검출한 2개의 상기 선간 전압에 기초하여 산출하는, 전력 변환 장치에 있어서의 상태량 검출 방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 복수의 상기 출력선(ACLu, ACLv, ACLw)은 3개의 상기 출력선이며,
상기 캐리어의 일주기에 있어서, 상기 전류(idc)를 검출하여, 상기 출력선의 선전류(iu, iv, iw, -iu, -iv, -iw)중 2개를 검출하고, 나머지 하나의 선전류를, 검출한 2개의 상기 선전류에 기초하여 산출하는, 전력 변환 장치에 있어서의 상태량 검출 방법. - 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
검출한 상기 선간 전압을, 정지 좌표계의 서로 직교하는 α축, β축에 있어서의 전압값 또는 회전 좌표계의 서로 직교하는 d축, q축에 있어서의 전압값으로 변환하는, 전력 변환 장치에 있어서의 상태량 검출 방법. - 청구항 2, 3, 8 중 어느 한 항에 있어서,
검출한 상기 선전류를, 정지 좌표계의 서로 직교하는 α축, β축에 있어서의 전류값 또는 회전 좌표계의 서로 직교하는 d축, q축에 있어서의 전류값으로 변환하는, 전력 변환 장치에 있어서의 상태량 검출 방법. - 다상 교류 전압이 입력되는 복수의 입력선(ACLr, ACLs, ACLt)과,
제1 및 제2 직류 전원선(L1, L2)과,
상기 입력선의 각각과 상기 제1 직류 전원선 사이에 접속된 복수의 하이 아암측 스위치 소자(Srp, Ssp, Stp)와, 상기 입력선의 각각과 상기 제2 직류 전원선 사이에 접속된 복수의 로우 아암측 스위치 소자(Srn, Ssn, Stn)를 가지는 전류형 컨버터(10)와,
상기 하이 아암측 스위치 소자 및 상기 로우 아암측 스위치 소자의 순시의 도통 패턴(I(rs))에 기초하여, 상기 제1 및 상기 제2 직류 전원선 사이의 전압(Vdc)을, 상기 입력선 사이의 선간 전압(Vrs)으로서 검출하는 선간 전압 검출부(R1, 31~33)를 구비하는, 전력 변환 장치. - 청구항 11에 있어서,
복수의 출력선(ACLu, ACLv, ACLw)과,
상기 출력선의 각각과 상기 제1 직류 전원선(L1) 사이에 접속된 복수의 제2 하이 아암측 스위치 소자(Sup, Svp, Swp)와, 상기 출력선의 각각과 상기 제2 직류 전원선(L2) 사이에 접속된 복수의 제2 로우 아암측 스위치 소자(Sun, Svn, Swn)를 가지는 전압형 인버터(20)와,
상기 전류형 컨버터와, 상기 전압형 인버터를 동기시켜 동작시키는 동기 변조부(11~14, 21~25, 51)와,
상기 제2 하이 아암측 스위치 소자 및 상기 제2 로우 아암측 스위치 소자의 제2 도통 패턴(V4)에 기초하여, 상기 제1 및 상기 제2 직류 전원선을 흐르는 전류(idc)를, 상기 출력선의 선전류(iu)로서 검출하는 선전류 검출부(R3, 41~45)를 더 구비하고, 상기 제1 및 상기 제2 직류 전원선에 전력 축적 수단을 갖지 않는 직접형 전력 변환 장치인, 전력 변환 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 동기 변조부는,
캐리어를 생성하는 캐리어 생성부(51)와,
상기 하이 아암측 스위치 소자 및 상기 로우 아암측 스위치 소자의 스위칭 동작을 제어하는 제1 스위치 신호를 부여하는 컨버터용 게이트 신호 생성부(11~14)와,
상기 제2 하이 아암측 스위치 소자 및 상기 제2 로우 아암측 스위치 소자의 스위칭 동작을 제어하는 제2 스위치 신호를 부여하는 인버터용 게이트 신호 발생부(21~25)를 더 구비하고,
상기 전류형 컨버터(10)는, 상기 제1 스위치 신호에 기초하여, 상기 캐리어의 값이, 상기 캐리어의 최소값과 최대값 사이를 제1값(drt)과 제2값(dst)의 비로 내분하는 기준값(drt)을 채용할 때에 전류(轉流)를 행하며,
상기 전압형 인버터(20)는, 상기 제2 스위치 신호에 기초하여, 상기 캐리어가 상기 기준값을 채용하는 시점을 경계로 하여 교호로 파악되는 2개의 제1 캐리어 주기(dst·Ts) 및 제2 캐리어 주기(drt·Ts)에 있어서, 상기 제2 도통 패턴(V0~V7)을 채용하고,
상기 선전류 검출부(R3, 41~45)는, 상기 제1 캐리어 주기 및 상기 제2 캐리어 주기 중 긴 쪽의 캐리어 주기에 있어서, 순시의 상기 제2 도통 패턴(V4)에 기초하여, 상기 전류(idc)를, 상기 선전류(iu)로서 검출하는, 전력 변환 장치. - 청구항 11에 있어서,
단일 삼각파 형상의 캐리어를 생성하는 캐리어 생성부(51)와,
상기 하이 아암측 스위치 소자 및 상기 로우 아암측 스위치 소자의 스위칭 동작을 제어하는 스위치 신호를 부여하는 컨버터용 게이트 신호 생성부(11~14)를 더 구비하고,
상기 전류형 컨버터(10)는, 상기 스위치 신호에 기초하여, 상기 캐리어의 값이, 상기 캐리어의 최소값과 최대값 사이를 제1값(drt)과 제2값(dst)의 비로 내분하는 기준값(drt)을 채용할 때에 전류(轉流)를 행하고,
상기 선간 전압 검출부(31~33)는, 상기 캐리어의 값이 최대값 및 최소값을 채용할 때에, 상기 전압(Vdc)을 샘플 홀드하여 검출하는, 전력 변환 장치. - 청구항 12에 있어서,
단일 삼각파 형상의 캐리어를 생성하는 캐리어 생성부(51)와,
상기 하이 아암측 스위치 소자 및 상기 로우 아암측 스위치 소자의 스위칭 동작을 제어하는 스위치 신호를 부여하는 컨버터용 게이트 신호 생성부(11~14)를 더 구비하고,
상기 전류형 컨버터(10)는, 상기 스위치 신호에 기초하여, 상기 캐리어의 값이, 상기 캐리어의 최소값과 최대값 사이를 제1값(drt)과 제2값(dst)의 비로 내분하는 기준값(drt)을 채용할 때에 전류(轉流)를 행하고,
상기 선간 전압 검출부(31~33)는, 상기 캐리어의 값이 최대값 및 최소값을 채용할 때에, 상기 전압(Vdc)을 샘플 홀드하여 검출하는, 전력 변환 장치. - 청구항 11에 있어서,
상기 복수의 상기 입력선(ACLr, ACLs, ACLt)은 3개의 상기 입력선이며,
캐리어를 생성하는 캐리어 생성부(51)와,
상기 하이 아암측 스위치 소자 및 상기 로우 아암측 스위치 소자의 스위칭 동작을 제어하는 스위치 신호를 부여하는 컨버터용 게이트 신호 생성부(11~14)를 더 구비하고,
상기 전류형 컨버터(10)는, 상기 캐리어의 값이, 상기 캐리어의 최소값과 최대값 사이를 제1값(drt)과 제2값(dst)의 비로 내분하는 기준값(drt)을 채용할 때에 전류(轉流)를 행하고,
상기 선간 전압 검출부(R1, R2, 31~33)는, 상기 캐리어의 일주기에 있어서, 상기 전압(Vdc)을 검출하여 상기 입력선의 상호간의 선간 전압(Vrs, Vsr, Vst, Vts, Vrt, Vtr)중 2개를 검출하고, 나머지 하나의 선간 전압을, 검출한 2개의 상기 선간 전압에 기초하여 산출하는, 전력 변환 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 복수의 상기 입력선(ACLr, ACLs, ACLt)은 3개의 상기 입력선이며,
캐리어를 생성하는 캐리어 생성부(51)와,
상기 하이 아암측 스위치 소자 및 상기 로우 아암측 스위치 소자의 스위칭 동작을 제어하는 스위치 신호를 부여하는 컨버터용 게이트 신호 생성부(11~14)를 더 구비하고,
상기 전류형 컨버터(10)는, 상기 캐리어의 값이, 상기 캐리어의 최소값과 최대값 사이를 제1값(drt)과 제2값(dst)의 비로 내분하는 기준값(drt)을 채용할 때에 전류(轉流)를 행하고,
상기 선간 전압 검출부(R1, R2, 31~33)는, 상기 캐리어의 일주기에 있어서, 상기 전압(Vdc)을 검출하여 상기 입력선의 상호간의 선간 전압(Vrs, Vsr, Vst, Vts, Vrt, Vtr)중 2개를 검출하고, 나머지 하나의 선간 전압을, 검출한 2개의 상기 선간 전압에 기초하여 산출하는, 전력 변환 장치. - 청구항 13에 있어서,
상기 복수의 상기 출력선(ACLu, ACLv, ACLw)은 3개의 상기 출력선이며,
상기 선전류 검출부(R3, 41~45)는, 상기 캐리어의 일주기에 있어서, 상기 전류(idc)를 검출하여 상기 출력선의 선전류(iu, iv, iw)중 2개를 검출하고, 나머지 하나의 선전류를, 검출한 2개의 선전류에 기초하여 산출하는, 전력 변환 장치. - 청구항 11 내지 18 중 어느 한 항에 있어서,
상기 선간 전압 검출부(R1, R2, 31~33)는, 상기 선간 전압을 정지 좌표계의 서로 직교하는 α축, β축에 있어서의 전압값 또는 회전 좌표계의 서로 직교하는 d축, q축에 있어서의 전압값으로 변환하는, 전력 변환 장치. - 청구항 12, 13, 18 중 어느 한 항에 있어서,
상기 선전류 검출부(R3, 41~45)는, 상기 선전류를 정지 좌표계의 서로 직교하는 α축, β축에 있어서의 전류값 또는 회전 좌표계의 서로 직교하는 d축, q축에 있어서의 전류값으로 변환하는, 전력 변환 장치.
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