KR20120055885A - 결선이상 검출기능이 구비된 모터제어 인버터 - Google Patents

결선이상 검출기능이 구비된 모터제어 인버터 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, AC 전원단으로부터 입력되는 상용교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부(10); 상기 정류부(10)에서 변환된 직류전원을 평활하게 하는 평활콘덴서(30); 상기 정류부(10)의 출력단에 충전저항(21)과 릴레이(22)가 병렬 접속된 형태로 회로구성되어, 상기 평활콘덴서(30)에 가해지는 돌입전류를 제한하는 돌입전류 제한부(20); 상기 평활콘덴서(30)의 출력단에 접속되어 상기 평활콘덴서(30)에 의해 평활된 직류전원을 감지하는 직류전압 감지부(60); 상기 평활콘덴서(30)의 양단에 접속되며, 복수 개의 IGBT(UH,UL,VH,VL,WH,WL)가 구비되어 미리 설정된 순서대로 스위칭 동작하여 모터(50)의 3상권선에 상전류를 인가하는 인버터부(40); 및 상기 정류부(10), 평활콘덴서(30), 돌입전류 제한부(20), 직류전압 감지부(60) 및 인버터부(40)의 작동을 중앙제어하되, 상기 릴레이(22)가 오프된 상태에서 상기 IGBT(UH,UL,VH,VL,WH,WL)를 미리 설정된 순서대로 스위칭 동작시켜 상기 충전저항(21)의 양단에 인가되는 직류전압값을 측정하며, 측정된 상기 직류전압값과 미리 저장된 표준직류전압값(A)를 상호 비교하여 해당 IGBT에 대한 결선이상 여부를 검출하는 제어부(70);를 포함하는 결선이상 검출기능이 구비된 모터제어 인버터가 제공된다.

Description

결선이상 검출기능이 구비된 모터제어 인버터{Motor Controlling Inverter Having Function For Sensing Mis-Wiring}
본 발명은 모터의 구동을 제어하는 인버터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인버터부에 구비되는 각 IGBT의 오결선 및 미결선 등의 결선이상 여부를 신속하게 검출함과 동시에 검출된 이상결선에 대한 현황을 사용자에게 디스플레이할 수 있는 결선이상 감지기능이 구비된 모터제어 인버터에 관한 것이다.
일반적으로 모터제어 인버터는, 입력되는 상용교류전원을 직류전원으로 변환시키며, 사용자의 조작 및 미리 프로그래밍된 설정 조건하에서 정해진 시간에 모터에 입력되는 상전류의 주파수를 변경시켜 요구되는 회전속도로 구동가능하도록 제어하는 기능을 수행한다.
종래의 모터제어 인버터의 경우, 설치장소에 모터를 장착하고 필요한 제어회로 구성하는 과정에서 작업자의 실수 또는 환경적인 요인으로 인해 오결선 및 미결선 등 결선이상이 발생할 수 있었다. 또한, 이러한 결선이상이 발생한 상태에서 모터를 구동시킬 경우, 상기 모터에 과전류가 흐르게 되어 이에 따라 IGBT 모듈을 포함하여 각 회로부품이 파손되거나 기능을 상실하는 현상이 발생하게 되어 모터의 정상적인 기능을 수행할 수 없었다.
따라서, 상기와 같은 결선이상을 감지하기 위해 인버터의 기본회로상에 전류트렌스(CT) 등과 같은 추가적인 부품 및 장치를 설치하여야만 했다. 즉 입력전류를 감지하기 위한 전류트렌스 및 센싱저항 등의 회로, 센싱된 전압이나 전류를 처리하는 분압회로 또는 필터회로, 분압된 전압이나 전류를 CPU AD단자와 연결하기 위한 회로 등을 구성하여야 했다.
그러나, 상기와 같은 추가적인 부품 및 장치을 설치하기 위한 비용이 소요되는 것은 물론, 회로구성이 복잡해져서 인버터의 회로설계가 효율적이지 못한 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 인버터부에 구비되는 각 IGBT의 오결선 및 미결선 등의 결선이상 여부를 신속하게 검출함과 동시에 검출된 결선이상에 대한 현황을 사용자에게 디스플레이할 수 있는 결선이상 감지기능이 구비된 모터제어 인버터를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 결선이상 검출기능이 구비된 모터제어 인버터는, AC 전원단으로부터 입력되는 상용교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부(10); 상기 정류부(10)에서 변환된 직류전원을 평활하게 하는 평활콘덴서(30); 상기 정류부(10)의 출력단에 충전저항(21)과 릴레이(22)가 병렬 접속된 형태로 회로구성되어, 상기 평활콘덴서(30)에 가해지는 돌입전류를 제한하는 돌입전류 제한부(20); 상기 평활콘덴서(30)의 출력단에 접속되어 상기 평활콘덴서(30)에 의해 평활된 직류전원을 감지하는 직류전압 감지부(60); 상기 평활콘덴서(30)의 양단에 접속되며, 복수 개의 IGBT(UH,UL,VH,VL,WH,WL)가 구비되어 미리 설정된 순서대로 스위칭 동작하여 모터(50)의 3상권선에 상전류를 인가하는 인버터부(40); 및 상기 정류부(10), 평활콘덴서(30), 돌입전류 제한부(20), 직류전압 감지부(60) 및 인버터부(40)의 작동을 중앙제어하되, 상기 릴레이(22)가 오프(Off)된 상태에서 상기 IGBT(UH,UL,VH,VL,WH,WL)를 미리 설정된 순서대로 스위칭 동작시켜 상기 충전저항(21)의 양단에 인가되는 직류전압값을 측정하며, 측정된 상기 직류전압값과 미리 저장된 표준직류전압값(A)를 상호 비교하여 해당 IGBT에 대한 결선이상 여부를 검출하는 제어부(70);를 포함한다.
여기서, 상기 제어부(70)는, 측정된 상기 직류전압값과 미리 저장된 표준직류전압값(A)를 상호 비교하여 해당 IGBT에 대한 결선이상 여부를 검출하되, 측정된 상기 직류전압값과 미리 저장된 표준직류전압값(A)를 상호 비교하여 상기 충전저항(21)에 의한 드롭전압의 크기를 연산하고, 드롭전압값과 드롭허용기준값(B)를 상호 비교하여, 상기 드롭전압값이 상기 드롭허용기준값(B)보다 작을 경우 해당 IGBT는 정상결선된 것으로 판단하며, 상기 드롭허용기준값(B)보다 클 경우 해당 IGBT는 이상결선된 것으로 판단하여 이상결선 여부를 검출할 수 있다.
한편, 상기 모터(50) 및 모터제어 인버터의 운전상태를 작업자 또는 사용자가 인식할 수 있도록 별도의 화면창 또는 표시등의 수단을 통해 외부로 디스플레이하는 표시부(80)를 더 포함하며, 상기 제어부(70)는, 각 IGBT(UH,UL,VH,VL,WH,WL)에 대한 이상결선 여부에 대해 검출된 현황을 상기 표시부(80)를 통해 표시되도록 제어할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 인버터부에 구비된 각 IGBT의 오결선 및 미결선 등의 결선이상 여부를 신속하게 검출함과 동시에 검출된 결선이상에 대한 현황을 사용자에게 디스플레이할 수 있으므로, 작업자 및 사용자가 즉각적으로 결선이상을 확인 가능한 효과를 제공한다.
또한, 각 IGBT에 대한 결선이상을 검출하기 위해 전류트렌스(CT) 등과 같은 추가적인 부품 및 장치를 설치할 필요없이, 모터제어 인버터를 위해 기본적으로 회로구성되는 부품 및 장치만으로 용이하게 결선이상을 검출할 수 있으므로, 추가 부품 및 장치를 설치 및 설계하기 위한 비용을 절감 가능한 효과를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결선이상 검출기능이 구비된 모터제어 인버터의 회로구성을 나타낸 도면이며,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결선이상 검출기능이 구비된 모터제어 인버터를 통해 각 IGBT의 결선이상을 검출하는 과정을 나타낸 도면이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결선이상 검출기능이 구비된 모터제어 인버터의 회로구성을 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결선이상 검출기능이 구비된 모터제어 인버터를 통해 각 IGBT의 결선이상을 검출하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결선이상 검출기능이 구비된 모터제어 인버터(이하에서는 '모터제어 인버터'라 함)는, AC 전원단으로부터 입력되는 상용교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부(10)와, 상기 정류부(10)에서 변환된 직류전원을 평활하게 하는 평활콘덴서(30)와, 상기 정류부(10)의 출력단에 충전저항(21)과 릴레이(22)가 병렬 접속된 형태로 회로구성되어, 상기 평활콘덴서(30)에 가해지는 돌입전류를 제한하는 돌입전류 제한부(20)와, 상기 평활콘덴서(30)의 출력단에 접속되어 상기 평활콘덴서(30)에 의해 평활된 직류전원을 감지하는 직류전압 감지부(60)와, 상기 평활콘덴서(30)의 양단에 접속되며, 복수 개의 IGBT(UH,UL,VH,VL,WH,WL)가 구비되어 미리 설정된 순서대로 스위칭 동작하여 모터(50)의 3상권선에 상전류를 인가하는 인버터부(40) 및, 상기 정류부(10), 평활콘덴서(30), 돌입전류 제한부(20), 직류전압 감지부(60) 및 인버터부(40)의 작동을 중앙제어하되, 상기 릴레이(22)가 오프된 상태에서 상기 IGBT(UH,UL,VH,VL,WH,WL)를 미리 설정된 순서대로 스위칭 동작시켜 상기 충전저항(21)의 양단에 인가되는 직류전압값을 측정하며, 측정된 상기 직류전압값과 미리 저장된 표준직류전압값(A)를 상호 비교하여 해당 IGBT에 대한 결선이상 여부를 검출하는 제어부(70)를 포함한다.
여기서, 상기 정류부(10)는, AC 전원단으로부터 입력되는 상용교류전원을 정류하여 직류전원으로 변환할 수 있도록, 하나 이상의 다이오드로 회로구성되어 상기 AC 전원단에 접속되되, 상기 하나 이상의 다이오드는 3상브릿지 정류회로로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 AC 전원단을 통해 상용교류전원이 입력되는 초기에는 상기 정류부(10)의 후단에 회로구성되는 평활콘덴서(30)에 의해 순간적으로 정상전류보다 큰 크기의 돌입전류가 유입되게 되며, 상기 돌입전류는 상기 정류부(10)와 평활콘덴서(30)에 인가되어 상기 정류부(10)의 다이오드나 평활콘덴서(30)를 손상시키게 되는데, 이에 본 발명에 따른 모터제어 인버터에는 상기 돌입전류의 발생을 억제하기 위한 상기 돌입전류 제한부(20)를 구비된다.
상기 돌입전류 제한부(20)는, 상기 정류부(10)의 출력단에 접속되되 하나의 충전저항(21)과 하나의 릴레이(22)가 상기 출력단에 병렬 접속된 형태로 회로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 AC 전원단에 상용교류전원이 입력되는 초기에는 상기 릴레이(22)는 오프(Off)되어 접점이 떨어져 있게 되어, 상기 정류부(10)에 의해 변환된 직류전원은 상기 충전저항(21)의 통해 흐르게 되며 상기 충전저항(21)에 의해 돌입전류의 발생이 제한되는 것이다. 또한, 일정시간 경과하여 평활콘덴서(30)의 충전이 완료되면, 상기 제어부(70)의 제어신호에 따라 상기 릴레이(22)가 온(On)되어 떨어졌던 접점이 붙게 되어 상기 충전저항(21)을 통해 흐르던 직류전원은 상기 릴레이(22)를 통해 후단으로 흐르게 되어 상기 충전저항(21)에 의한 전력소모가 방지된다.
여기서, 도 1에는 상기 돌입전류 제한부(20)와 제어부(70) 사이의 신호라인이 생략되어 도시되었으나, 상기 제어부(70)의 제어신호에 따라 돌입전류 제한부(20)가 작동하여 선택적으로 릴레이(22)가 선택적으로 온(On)/오프(Off)되도록 상기 돌입전류 제한부(20)와 제어부(70)의 사이에는 상기 제어부(70)의 제어신호가 전달되는 신호라인이 회로구성된다.
한편, 상기 직류전압 감지부(60)는, 상기 평활콘덴서(30)의 출력단과 제어부(70)의 A/D 입력단자 사이에 회로구성되어, 상기 평활콘덴서(30)의 양단에 인가되는 직류전원을 감지하며, 획득된 감지신호는 상기 제어부(70)의 A/D 입력단자에 입력한다. 여기서, 상기 직류전압 감지부(60)에 의해 추출된 직류전원에 대한 아날로그 감지신호는, 상기 A/D 입력단자로 입력된 후 제어부(70)에 의해 디지털 변환되어 상기 직류전원에 대한 직류전압값으로 측정되며, 측정된 직류전압값은 이후에 인버터부(40)의 각 IGBT의 결선이상 여부를 검출하기 위한 기본 데이터로 이용된다.
상기 인버터부(40)는, 상기 평활콘덴서(30)의 출력단에 접속되어 회로구성되되, 상기 평활콘덴서(30)와 인버터부(40)의 사이에는 상기 직류전압 감지부(60)가 접속된다. 여기서, 상기 인버터부(40)에 구비되는 IGBT의 수량은 회로구성되는 모터(50)의 특성에 따라 달라질 수 있으나, 본 발명에 따른 모터제어 인버터에 의해 제어되는 상기 모터(50)는 3상모터이므로, 상기 인버터부(40)에 구비되는 IGBT쌍은 도 1에 도시된 바와 같이, 6개의 IGBT(UH,UL,VH,VL,WH,WL) 즉, 3개의 IGBT쌍(UH/UL,VH/VL,WH/WL)이 구비되는 것을 예를 들어 설명함을 이해하여야 한다.
여기서, 상기 3개의 IGBT쌍(UH/UL,VH/VL,WH/WL)은, 제어부(70)의 출력단자를 통해 출력되는 제어신호에 따라 선택적으로 구동되어 상기 모터(50)의 3상권선에 상전류를 인가하기 위해 미리 설정된 순서(교번)대로 스위칭 동작하게 되는데, 상기 3개의 IGBT쌍(UH/UL,VH/VL,WH/WL) 중 두 개의 IGBT쌍은 온(On)되며 나머지 하나의 IGBT쌍은 오프(Off)되는 작동을 교번으로 행하여 서로 120도의 위상차를 갖는 상전류(U,V,W)를 제어부(70)의 상전류 입력단자로 인가한다. 이하에서는, 가장 처음 구동하는 IGBT쌍을 제1IGBT쌍(UH,VL), 다음에 구동하는 IGBT쌍을 제2IGBT쌍(VH,WL)이라 하며, 세번째 구동하는 IGBT쌍을 제3IGBT쌍(WH,UL)으로 호칭하기로 한다.
더불어, 상기 인버터부(40)는, 상기 모터(50)의 회전수를 가변시킬 경우, 상기 제어부(70)의 제어신호에 따라 상기 IGBT쌍(UH/UL,VH/VL,WH/WL)의 스위칭 동작을 가변함으로써 상기 평활콘덴서(30)에 충전된 직류전압을 소정의 주파수를 갖는 전압으로 조절하여 상기 모터(50)에 인가한다.
상기 표시부(80)는, 상기 모터(50) 및 모터제어 인버터의 운전상태를 작업자 또는 사용자가 인식할 수 있도록 별도의 화면창 또는 표시등의 수단을 통해 외부로 디스플레이하는 표시장치이며, 상기 제어부(70)의 제어신호에 따라 결선이상된 IGBT쌍(UH/UL,VH/VL,WH/WL)을 작업자 및 사용자가 확인할 수 있도록 결선이상이 발생한 각 IGBT에 대한 현황이 표시되도록 출력한다.
상기 버튼조작부(90)는, 상기 모터(50) 및 모터제어 인버터의 운전상태를 제어하기 위해 사용자 입력신호를 상기 제어부(70)에 입력하기 위한 수단으로서, 작업자 또는 사용자가 모터의 회전속도, 작동시기 등의 환경조건을 설정하거나 수동적으로 상기 모터(50)의 구동을 제어하기 위해 상기 버튼조작부(90)를 통해 모터(50)의 구동조건을 조작할 수 있다.
상기 제어부(70)는, 미리 설정된 모터(50)의 구동 환경조건 또는 상기 버튼조작부(90)로 입력되는 사용자 입력신호에 따라, 요구되는 모터(50)의 구동상태를 구현하기 위해, 표시부(80)를 포함하여 상기 정류부(10), 평활콘덴서(30), 돌입전류 제한부(20), 직류전압 감지부(60) 및 인버터부(40)의 작동을 중앙제어함은 물론, 상기 모터(50)를 구동시키기 전에 상기 인버터부(40)에 구비되는 각 IGBT(UH,UL,VH,VL,WH,WL)의 결선이상 여부를 검출하며, 검출된 결선이상에 대한 현황을 상기 표시부(80)에 표시되도록 제어하는 기능을 수행한다.
여기서, 상기 제어부(70)에는, 모터(50)의 구동 환경조건 또는 사용자 입력신호에 따라 선택적으로 모터(50)를 구동시키기 위해 각 구성을 동작시키기 위한 프로그램 데이터가 저장됨은 물론, 상기 인버터부(40)의 3개의 쌍으로 회로구성되는 IGBT쌍(UH/UL,VH/VL,WH/WL) 중 2개의 2개의 IGBT쌍은 온(On)시키며 나머지 하나의 IGBT쌍은 오프(Off)시키기 위한 순서(교번) 즉, 각 IGBT의 구동순서에 대한 데이터가 저장된다.
또한, 각 IGBT(UH,UL,VH,VL,WH,WL)의 이상결선을 검출하기 위한 기본 데이터인 표준직류전압값(A)와 드롭허용기준값(B)에 대한 데이터가 저장되는데, 상기 표준직류전압값(A)은 상기 돌입전류 제한부(20)의 릴레이(22)가 온(On)되어 접점된 상태에서 상기 평활콘덴서(30)의 양단에 인가되는 직류전원에 대한 직류전압의 크기를 측정한 값을 의미한다.
더불어, 상기 드롭허용기준값(B)는 상기 각 IGBT가 정상적으로 결선되었을 경우 상기 충전저항(21)에 의해 전압드롭되는 직류전압값의 적정 허용값으로서, 상기 릴레이(22)가 오프(Off)된 상태에서 인가되는 직류전원은 충전저항(21)을 통해 후단으로 흐르게 된다. 이때 상기 직류전원은 충전저항(21)에 통과하면서 전압드롭이 발생하게 되는데, 상기 각 IGBT가 정상적으로 결선된 상태에서 상기 충전저항(21)에 의해 전압이 드롭되는 크기는 일정 크기 이하이나, 상기 각 IGBT가 이상결선된 상태에서는 과전류가 발생하여 정상결선된 상태와 비교하여 전압드롭이 크게 발생할 수 밖에 없다. 따라서, 상기 드롭허용기준값(B)는, 상기 충전저항(21)의 크기에 따라 상기 IGBT가 정상적으로 결선된 상태에서 상기 충전저항(21)에 의해 전압이 드롭될 수 있는 적정범위를 의미한다.
따라서, 상기 제어부(70)는, 상기 각 IGBT(UH,UL,VH,VL,WH,WL)의 결선이상 여부를 검출하기 위해, 상기 돌입전류 제한부(20)의 릴레이(22)가 오프(Off)된 상태에서 3개의 쌍으로 회로구성되는 IGBT쌍(UH/UL,VH/VL,WH/WL) 중 미리 설정된 교번대로 두 개의 IGBT쌍은 온(On)시키며 나머지 하나의 IGBT쌍은 오프(Off)시킨 상태에서 상기 직류전압 감지부(60)에서 감지된 평활콘덴서(30)의 양단의 직류전원이 갖는 직류전압값(제1직류전압값,제2직류전압값,제3직류전압값)을 측정하며, 상기 표준직류전압값(A)와 상기 측정된 직류전압값(제1직류전압값,제2직류전압값,제3직류전압값)을 상호 비교하여 상기 충전저항(21)에 의해 드롭된 전압의 크기인 드롭전압값을 연산하며, 연산된 드롭전압값과 상기 드롭허용기준값(B)를 상호 비교하여, 상기 연산된 드롭전압값이 드롭허용기준값(B)보다 작을 경우에는 구동시킨 IGBT는 정상결선된 것으로 판단하며, 상기 연산된 드롭전압값이 드롭허용기준값(B)보다 클 경우에는 구동시킨 해당 IGBT는 오결선 및 미결선 등의 이상결선된 것으로 판단하여, 판단된 내용 즉, 검출된 이상결선된 IGBT쌍에 대한 현황이 상기 표시부(80)를 통해 표시되도록 제어신호를 출력한다.
다음으로는, 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결선이상 모터제어 인버터의 동작원리를 설명하기로 한다. 여기서, 도 2에는 상기 모터제어 인버터를 통해 상기 인버터부(40)의 각 IGBT쌍(UH/UL,VH/VL,WH/WL)의 결선이상을 검출하기 위한 과정이 순차적으로 도시되어 있다.
먼저, 상기 AC 전원단으로 초기 상용교류전원이 인가될 경우, 상기 돌입전류 제한부(20)의 릴레이(22)는 오프(Off)되어 접점이 떨어져 있는 상태이기 때문에, 상기 충전저항(21)을 통해 초기 상용교류전원이 흐르게 되므로, 상기 평활콘덴서(30)에 의한 돌입전류는 제한되며, 상기 평활콘덴서(30)의 충전이 완료되면, 상기 제어부(70)는, 상기 릴레이(22)를 온(On)시켜 접점되도록 제어한다.
이어서, 상기 AC 전원단을 통해 상용교류전원이 인가된 상태에서 미리 설정된 모터(50)의 구동 환경조건 또는 상기 버튼조작부(90)를 통해 입력되는 사용자 입력신호에 따라 상기 모터(50)의 온(On)조건이 만족되면, 상기 직류전압 감지부(60)는 제어부(70)의 제어신호에 따라 상기 평활콘덴서(30)의 양단에 인가되는 직류전압을 감지하여 제어부(70)의 A/D 입력단자로 감지된 아날로그 감지신호를 입력한다. 이에 제어부(70)는 상기 아날로그 감지신호를 디지털 신호 형태로 변환하여 초기 입력된 상기 직류전원의 직류전압값을 측정한다.(S100)
이후, 상기 제어부(70)는, 상기 릴레이(22)가 접점된 상태에서 입력된 직류전원의 직류전압값을 상기 표준직류전압값(A)로 저장한 후 상기 돌입전류 제한부(20)로 제어신호를 전달하여 릴레이(22)를 오프(Off)시켜 접점이 떨어지도록 제어한다.(S110)
이어서, 상기 제어부(70)의 제어에 따라 상기 인버터부(40)에 구비된 각 IGBT쌍(UH/UL,VH/VL,WH/WL)의 결선 이상 여부를 검출하게 되는데, 먼저, 상기 제어부(70)는 3개의 IGBT쌍(UH/UL,VH/VL,WH/WL) 중 두 개의 IGBT쌍을 동작시키기 위해 미리 설정된 교번대로 제1IGBT쌍(UH,VL)을 온(On)시킨다.(S120)
이후, 상기 제어부(70)는, 상기 제1IGBT쌍(UH,VL)이 구동되는 상태에서 상기 직류전압 감지부(60)를 통해 상기 평활콘덴서(30)의 양단에 인가되는 직류전원에 대한 감지신호를 수신하며, 수신된 상기 감지신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 직류전원에 대한 직류전압값인 제1직류전압값을 측정(S130)한다.
이어서, 상기 제어부(70)는, 측정된 제1직류전압값과 미리 저장된 표준직류전압값(A)를 상호 비교(S140)하여, 상기 제1IGBT쌍(UH,VL)이 구동되는 상태에서 상기 충전저항(21)에 의해 드롭(Drop)된 전압의 크기인 제1드롭전압값을 연산하며, 상기 제1드롭전압값이 드롭허용기준값(B)보다 클 경우, 오결선 또는 미결선 등의 이상결선으로 판단하여, 상기 표시부(80)를 통해 상기 제1IGBT쌍(UH,VL)을 작업자 및 사용자가 확인하여 조치할 수 있도록 상기 표시부(80)를 통해 결선이상에 대한 현황을 표시(S250)하며, 상기 인버터부(40)의 동작을 오프(Off)시켜 모터(50)의 구동을 정지(S260)시킨 후 종료한다.
또한, 상기 제1드롭전압값이 드롭허용기준값(B)보다 작을 경우, 상기 제어부(70)는, 구동시킨 제1IGBT쌍(UH,VL)의 결선상태에 이상이 없는 것으로 판단하여, 상기 제1IGBT쌍(UH,VL)의 구동이 정지되도록 오프(S150)시키며, 미리 설정된 교번에 따라 다음에 구동시킬 제2IGBT쌍(VH,WL)을 온(On)시킨다.(S160)
이후, 상기 제어부(70)는, 상기 제2IGBT쌍(VH,WL)이 구동되는 상태에서 상기 직류전압 감지부(60)를 통해 상기 평활콘덴서(30)의 양단에 인가되는 직류전원에 대한 감지신호를 수신하며, 수신된 상기 감지신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 직류전원에 대한 직류전압값인 제2직류전압값을 측정(S170)한다.
이어서, 상기 제어부(70)는, 측정된 제2직류전압값과 미리 저장된 표준직류전압값(A)를 상호 비교(S170)하여, 상기 제2IGBT쌍(VH,WL)이 구동되는 상태에서 상기 충전저항(21)에 의해 드롭(Drop)된 전압의 크기인 제2드롭전압값을 연산하며, 상기 제2드롭전압값이 드롭허용기준값(B)보다 클 경우, 오결선 또는 미결선 등의 이상결선으로 판단하여, 상기 제2IGBT쌍(VH,WL)을 작업자 및 사용자가 확인하여 조치할 수 있도록 상기 표시부(80)를 통해 결선이상에 대한 현황을 표시(S250)하며, 상기 인버터부(40)의 동작을 오프(Off)시켜 모터(50)의 구동을 정지(S260)시킨 후 종료한다.
또한, 상기 제2드롭전압값이 드롭허용기준값(B)보다 작을 경우, 상기 제어부(70)는, 구동시킨 제2IGBT쌍(VH,WL)의 결선상태에 이상이 없는 것으로 판단하여, 상기 제2IGBT쌍(VH,WL)의 구동이 정지되도록 오프(S190)시키며, 미리 설정된 교번에 따라 다음에 구동시킬 제3IGBT쌍(WH,UL)을 온(On)시킨다.(S200)
이후, 상기 제어부(70)는, 제3IGBT쌍(WH,UL)이 구동되는 상태에서 상기 직류전압 감지부(60)를 통해 상기 평활콘덴서(30)의 양단에 인가되는 직류전원에 대한 감지신호를 수신하며, 수신된 상기 감지신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 직류전원에 대한 직류전압값인 제3직류전압값을 측정(S210)한다.
이어서, 상기 제어부(70)는, 측정된 제3직류전압값과 미리 저장된 표준직류전압값(A)를 상호 비교(S220)하여, 상기 제3IGBT쌍(WH,UL)이 구동되는 상태에서 상기 충전저항(21)에 의해 드롭(Drop)된 전압의 크기인 제3드롭전압값을 연산하며, 상기 제3드롭전압값이 드롭허용기준값(B)보다 클 경우, 오결선 또는 미결선 등의 이상결선으로 판단하여, 상기 제3IGBT쌍(WH,UL)을 작업자 및 사용자가 확인하여 조치할 수 있도록 상기 표시부(80)를 통해 결선이상에 대한 현황을 표시(S250)하며, 상기 인버터부(40)의 동작을 오프(Off)시켜 모터(50)의 구동을 정지(S260)시킨 후 종료한다.
또한, 상기 제3드롭전압값이 드롭허용기준값(B)보다 작을 경우, 상기 제어부(70)는, 구동시킨 제3IGBT쌍(WH,UL)의 결선상태에 이상이 없는 것으로 판단하여, 상기 제3IGBT쌍(WH,UL)의 구동이 정지되도록 오프(S230)시킨다.
이후, 상기 제어부(70)는, 상기와 같이 모든 IGBT쌍(UH/UL,VH/VL,WH/WL)에 대한 결선이상 여부를 확인하여 결선이상이 검출되지 않게 되면, 정상적으로 모터(50)를 구동시켜도 무방한 조건인 것으로 판단하여, 상기 돌입전류 제한부(20)의 릴레이(22)가 접점되도록 온(On)시키며(S240), 상기 인버터부(40)의 각 IGBT쌍(UH/UL,VH/VL,WH/WL)을 구동시켜 상기 모터(50)의 3상권서에 상전류(U,V,W)를 인가하여 모터(50)를 정상운전시킨다.(S250)
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결선이상 검출기능이 구비된 모터제어 인버터의 각 구성에 따라, 각 IGBT쌍의 오결선 및 미결선 등의 결선이상 여부를 신속하게 검출함과 동시에 검출된 결선이상 현황을 작업자 및 사용자에게 디스플레이할 수 있음은 물론, 결선이상을 검출하기 위해 전류트렌스(CT) 등과 같은 추가적인 부품 및 장치를 설치할 필요없이, 모터제어 인버터를 위해 기본적으로 회로구성되는 부품 및 장치만으로 용이하게 결선이상을 검출할 수 있으므로, 추가 부품 및 장치를 설치 및 설계하기 위한 비용을 절감 가능한 효과를 구현할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
10...정류부 20...돌입전류 제한부
21...충전저항 22...릴레이
30...평활콘덴서 40...인버터부
50...모터 60...직류전압 감지부
70...제어부 80...표시부
90...버튼조작부

Claims (3)

  1. AC 전원단으로부터 입력되는 상용교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부(10);
    상기 정류부(10)에서 변환된 직류전원을 평활하게 하는 평활콘덴서(30);
    상기 정류부(10)의 출력단에 충전저항(21)과 릴레이(22)가 병렬 접속된 형태로 회로구성되어, 상기 평활콘덴서(30)에 가해지는 돌입전류를 제한하는 돌입전류 제한부(20);
    상기 평활콘덴서(30)의 출력단에 접속되어 상기 평활콘덴서(30)에 의해 평활된 직류전원을 감지하는 직류전압 감지부(60);
    상기 평활콘덴서(30)의 양단에 접속되며, 복수 개의 IGBT(UH,UL,VH,VL,WH,WL)가 구비되어 미리 설정된 순서대로 스위칭 동작하여 모터(50)의 3상권선에 상전류를 인가하는 인버터부(40); 및
    상기 정류부(10), 평활콘덴서(30), 돌입전류 제한부(20), 직류전압 감지부(60) 및 인버터부(40)의 작동을 중앙제어하되, 상기 릴레이(22)가 오프된 상태에서 상기 IGBT(UH,UL,VH,VL,WH,WL)를 미리 설정된 순서대로 스위칭 동작시켜 상기 충전저항(21)의 양단에 인가되는 직류전압값을 측정하며, 측정된 상기 직류전압값과 미리 저장된 표준직류전압값(A)를 상호 비교하여 해당 IGBT에 대한 결선이상 여부를 검출하는 제어부(70);를 포함하는 모터제어 인버터.

  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부(70)는,
    측정된 상기 직류전압값과 미리 저장된 표준직류전압값(A)를 상호 비교하여 해당 IGBT에 대한 결선이상 여부를 검출하되,
    측정된 상기 직류전압값과 미리 저장된 표준직류전압값(A)를 상호 비교하여 상기 충전저항(21)에 의한 드롭전압의 크기를 연산하고, 드롭전압값과 드롭허용기준값(B)을 상호 비교하여, 상기 드롭전압값이 상기 드롭허용기준값(B)보다 작을 경우 해당 IGBT는 정상결선된 것으로 판단하며, 상기 드롭허용기준값(B)보다 클 경우 해당 IGBT는 이상결선된 것으로 판단하여 이상결선 여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 모터제어 인버터.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 모터(50) 및 모터제어 인버터의 운전상태를 작업자 또는 사용자가 인식할 수 있도록 별도의 화면창 또는 표시등의 수단을 통해 외부로 디스플레이하는 표시부(80)를 더 포함하며,
    상기 제어부(70)는, 각 IGBT(UH,UL,VH,VL,WH,WL)에 대한 이상결선 여부에 대해 검출된 현황을 상기 표시부(80)를 통해 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터제어 인버터.
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