KR20120113908A - Diagnosis apparatus of the open-circuit fault in 3-phase ac/dc pwm converter and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3상 AC/DC PWM 컨버터에 관한 것으로, 특히 3상 AC/DC PWM 컨버터의 개방회로 고장을 진단하기 위한 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a three-phase AC / DC PWM converter, and more particularly, to a technique for diagnosing an open circuit failure of a three-phase AC / DC PWM converter.
3상 AC/PC PWM 컨버터는 산업계의 여러 분야에서 오랜 시간 동안 사용되어 오고 있다. 전력 품질에 대한 관심이 증가함과 동시에 그에 대한 제재가 심해지고 또한 신 재생 에너지원의 도입에 따른 기존 전력 시스템과의 연계 등으로 인해 그 사용범위가 지속적으로 증가하고 있다. 한편, 이러한 PWM 컨버터의 고장 원인 중 약 38%는 IGBT와 같은 스위칭 소자의 고장으로 인해 발생하는 것으로 추산된다. 스위칭 소자의 고장은 크게 단락 회로 고장과 개방 회로 고장으로 나눌 수가 있다. 단락회로 고장이 발생한 경우, 일반적으로 차단기나 퓨즈와 같은 보호회로에 의해서 전원이 끊기지만 그렇지 못한 경우 스위칭 소자가 파괴될 뿐만 아니라 주변 소자에 치명적인 피해를 입히게 된다.Three-phase AC / PC PWM converters have been used for a long time in many industries. As the interest in power quality increases, sanctions are severed, and the range of use continues to increase due to linkage with existing power systems following the introduction of renewable energy sources. On the other hand, about 38% of the causes of the failure of the PWM converter are estimated to be caused by a failure of a switching device such as an IGBT. The failure of the switching element can be divided into short circuit failure and open circuit failure. In the case of a short circuit failure, the power is usually cut off by a protection circuit such as a breaker or a fuse, but if not, the switching element is not only destroyed, but also a fatal damage to the peripheral element.
반면에, 개방회로 고장이 발생한 경우는 곧바로 시스템의 중단으로 이어지지 않고 저하된 성능으로 계속 동작하게 된다. 이때 전류에는 많은 고조파 성분이 포함되고, 각 상들은 불평형을 초래할 뿐만 아니라, 만들어진 DC단 전압에는 계통 주파수 성분의 맥동을 야기하게 된다. 이러한 비정상적인 동작이 계속 지속될 경우, 불안정한 운전으로 인해 누적된 피로 때문에 발생되는 다른 소자들의 오동작들이 컨버터 시스템이나 부하 또는 계통에 2차적인 고장으로 이어질 가능성을 발생시킨다. 그러므로 컨버터 시스템에서 스위칭 소자의 고장이 발생하면, 고장의 원인을 빨리 판단하고 이를 해결하기 위한 작업이 필요하게 된다. 컨버터 시스템에 고장이 발생하면, 그 원인을 찾는 작업은 시간과 비용이 많이 들며, 시스템이 복잡해짐에 따라 그 일은 더욱 어렵게 된다.On the other hand, if an open circuit failure occurs, it does not immediately lead to system shutdown but continues to operate with degraded performance. The current contains a lot of harmonic components, and each phase causes an unbalance, as well as a pulsation of the system frequency component in the DC voltage generated. If this abnormal operation continues, malfunctions of other devices due to accumulated fatigue due to unstable operation may lead to secondary failures in the converter system or the load or system. Therefore, when a switching device fails in the converter system, it is necessary to quickly determine the cause of the failure and to solve the problem. If a converter system fails, finding the cause can be time-consuming and expensive, and the more complex the system, the more difficult it becomes.
본 발명은 3상 AC/DC PWM 컨버터에서 개방회로 고장이 발생하였을 때 운전 중에 고장 상을 검출할 수 있는 기술적 방안을 제공함을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a technical scheme for detecting a fault phase during operation when an open circuit fault occurs in a three-phase AC / DC PWM converter.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 3상 AC/DC PWM 컨버터의 개방회로 고장 진단 장치는 3상의 전류 값을 2상의 정지좌표계 전류 값으로 변환하는 전류 변환부, 및 상기 변환된 2상의 정지좌표계 전류 값으로부터 얻어지는 전류 벡터 위치 각의 변화를 감시하여 개방회로 고장 및 그 고장이 발생한 상을 검출하는 고장 진단부를 포함한다.An open circuit fault diagnosis apparatus for a three-phase AC / DC PWM converter according to an aspect of the present invention for achieving the above-described technical problem includes a current converter for converting a three-phase current value into a two-phase stationary coordinate current value, and the conversion. And a fault diagnosis section for monitoring a change in the current vector position angle obtained from the two-phase stationary coordinate system current value to detect an open circuit fault and the phase in which the fault occurs.
여기서 고장 진단부는 상기 변환된 2상의 정지좌표계 전류 값을 아크탄젠트 취하고 전류의 부호에 따라 각도를 생성하여 전류 벡터 위치 각을 획득 및 그 각 변화량을 감시하여 고장 상을 검출한다.Here, the fault diagnosis unit takes an arc tangent of the converted two-phase stationary coordinate current value and generates an angle according to the sign of the current to obtain a current vector position angle and monitor the change amount thereof to detect a fault phase.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 3상 AC/DC PWM 컨버터의 개방회로 고장 진단 방법은 측정된 3상의 전류 값을 입력받는 단계, 상기 입력된 3상의 전류 값을 2상의 정지좌표계 전류 값으로 변환하는 단계, 상기 변환된 2상의 정지좌표계 전류 값을 아크탄젠트 취하는 단계, 상기 아크탄젠트 취한 후 전류의 부호에 따라 각도를 생성하여 전류 벡터 위치 각을 획득하는 단계, 및 상기 획득된 전류 벡터 위치 각에 근거하여 개방회로 고장 및 그 고장이 발생한 상을 검출하는 단계를 포함한다.On the other hand, the open circuit failure diagnosis method of the three-phase AC / DC PWM converter according to an aspect of the present invention for achieving the above technical problem step of receiving the measured three-phase current value, the input three-phase current value Converting to a two-phase stationary coordinate current value, taking an arc tangent of the converted two-phase stationary current value, acquiring the arc tangent and generating an angle according to the sign of the current to obtain a current vector position angle; and Detecting an open circuit failure and the phase in which the failure occurred based on the obtained current vector position angle.
여기서 상기 전류 벡터 위치 각을 획득하는 단계는 매 샘플링 주기마다 수행된다. 그리고 상기 검출하는 단계는 현재 샘플링 값과 이전 샘플링 값의 비교를 통해 고장 상을 검출한다.The acquiring of the current vector position angle is performed every sampling period. The detecting may detect a fault phase by comparing a current sampling value with a previous sampling value.
본 발명은 추가적인 하드웨어 없이 본래의 3상 AC/DC PWM 컨버터에서 사용되는 2상 정지좌표계의 전류 정보를 이용하여 새로운 연산을 추가함으로써 구현이 가능하다. 또한 컨버터 시스템의 운전 중에 고장난 상의 정확한 검출이 가능하다. 뿐만 아니라 각각의 고장이 발견되는 위치는 6개의 스위칭 소자 모두 다르게 나타나기 때문에 중첩이 원리가 적용되어 여러 개의 개방회로 고장이 동시에 일어나더라도 정확히 찾아낼 수 있다.The present invention can be implemented by adding a new operation using current information of a two-phase static coordinate system used in the original three-phase AC / DC PWM converter without additional hardware. It also allows accurate detection of faulty phases during the operation of the converter system. In addition, the location where each fault is found is different for all six switching elements, so the superposition principle is applied so that even if several open circuit failures occur at the same time, it can be pinpointed.
이러한 개방회로 고장의 경우 곧바로 컨버터 시스템의 정지로 이어지지 않고 불평형한 전류와 맥동을 포함하는 DC단 전압을 유지한 채 계속 운전하기 때문에, 컨버터나 부하에 2차적인 고장을 가져올 수 있어 상당히 위험하다. 따라서 3상 AC/DC PWM 컨버터에 이러한 고장 진단 검출 알고리즘을 추가하여 항상 개방회로 고장을 감시함으로써, 컨버터 시스템의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.These open circuit failures are quite dangerous because they do not immediately lead to a shutdown of the converter system, but continue to operate with a DC-stage voltage containing unbalanced currents and pulsations, resulting in secondary failures in the converter or load. Therefore, by adding such a fault diagnosis detection algorithm to the three-phase AC / DC PWM converter, the open circuit failure is always monitored, which greatly improves the reliability of the converter system.
도 1은 3상 AC/DC PWM 컨버터 개방회로 고장 전과 고장 후의 상 전류와 전류 각 파형도.
도 2는 PWM 컨버터의 6개 스위칭 소자 각각의 고장 시에 발생하는 전류 각 파형도.
도 3은 A상 상단 스위치의 개방 회로 고장을 가진 3상 AC/DC PWM 컨버터.
도 4는 3상 AC/DC PWM 컨버터의 정상 동작시 상 전류와 전류 각 파형도.
도 5는 3상 AC/DC PWM 컨버터의 A상 상단 스위치의 개방회로 고장 시의 상 전류와 전류 각 파형도.
도 6은 3상 AC/DC PWM 컨버터의 A상 상단 스위치의 개방회로 고장 시의 상 전류와 전류 각 변화량 파형도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 AC/DC PWM 컨버터의 고장 진단 장치 블록도.
도 8은 정지좌표계 dq축 전류와 전류 각 및 본 발명에 따른 고장 진단에 의한 검출 신호 파형도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 AC/DC PWM 컨버터의 고장 진단 방법 흐름도.1 is a waveform diagram of phase currents and currents before and after failure of a three-phase AC / DC PWM converter open circuit;
2 is a waveform diagram of currents generated when a failure of each of the six switching elements of a PWM converter occurs.
3 is a three phase AC / DC PWM converter with open circuit failure of the A phase top switch.
4 is a waveform diagram of phase currents and currents in a normal operation of a three-phase AC / DC PWM converter.
Fig. 5 is a waveform diagram of phase currents and currents at the time of an open circuit failure of an A phase upper switch of a three-phase AC / DC PWM converter.
Fig. 6 is a waveform diagram of phase current and current angular variation in the open circuit failure of the A phase upper switch of a three-phase AC / DC PWM converter.
7 is a block diagram of a failure diagnosis apparatus of a three-phase AC / DC PWM converter according to an embodiment of the present invention.
Fig. 8 is a waveform diagram of a detection coordinate system dq-axis current and current angle and a fault diagnosis according to the present invention.
9 is a flowchart illustrating a failure diagnosis method of a three-phase AC / DC PWM converter according to an exemplary embodiment of the present invention.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The foregoing and further aspects of the present invention will become more apparent from the following detailed description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the present invention will be described in detail to enable those skilled in the art to easily understand and reproduce the present invention.
도 1은 3상 AC/DC PWM 컨버터 개방회로 고장 전과 고장 후의 상 전류와 전류 각 파형도이다.1 is a waveform diagram of phase currents and currents before and after failure of a three-phase AC / DC PWM converter open circuit.
고성능의 3상 AC/DC PWM 컨버터는 일반적으로 공간 벡터 제어가 이용된다. 정상적인 동작에서 측정된 3상 전류(A-phase current, B-phase current, C-phase current)를 dq축 정지좌표계 값으로 표현하면 다음과 같이 수학식 1로 표현 가능하다.High-performance three-phase AC / DC PWM converters typically use space vector control. When the three-phase current (A-phase current, B-phase current, C-phase current) measured in the normal operation is expressed by the dq-axis stationary coordinate system value, it can be expressed by
위 수학식 1의 전류벡터는 정상상태나 과도상태에 관계없이 항상 일정한 계통 주파수의 속도로 회전한다. 이때 각각의 샘플링마다 변하는 전류 각(curent angle) 변화량은 아래와 같이 수학식 2로 나타낼 수 있다.The current vector of
여기서 ω는 계통주파수이고, Ts는 샘플링 주기이다. 위의 수학식 2는 스위치의 개방 고장이 없을 때에는 항상 일정한 값을 가지게 된다. 그러나 만약 개방회로 고장이 발생한다면, 그 상 전류는 개방회로의 스위칭 소자를 통하여 흐를 수 없고, 오직 환류 다이오드를 통해서만 흐르게 된다. 따라서 상 전류는 도 1에서 보여지는 특정 구간에서 3상 도통 대신에 2상 도통으로 동작하게 된다. 이에 따라 도 1에서 보이는 특정 구간에서는 고장 상의 전류는 거의 0으로 남아 있고, 오직 두 상의 전류만이 흐를 수 있다. 이 순간, 전류 벡터의 각은 도 1에서의 특정 구간에 보이는 것처럼 일정한 값이다.Where ω is the system frequency and T s is the sampling period. Equation 2 above always has a constant value when there is no open failure of the switch. However, if an open circuit failure occurs, the phase current cannot flow through the switching elements of the open circuit, only through the freewheeling diode. Therefore, the phase current operates in two-phase conduction instead of three-phase conduction in the specific section shown in FIG. As a result, in the particular section shown in FIG. 1, the current in the fault phase remains almost zero, and only two phase currents may flow. At this moment, the angle of the current vector is a constant value as shown in the particular section in FIG.
도 2는 PWM 컨버터의 6개 스위칭 소자 각각의 고장 시에 발생하는 전류 각 파형도이다.2 is a waveform diagram of currents generated at the failure of each of the six switching elements of the PWM converter.
도 2에서는 A상 상단 스위치와 A상 하단 스위치, B상 상단 스위치와 B상 하단 스위치, 그리고 C상 상단 스위치와 C상 하단 스위치 각각의 개방회로 고장 시에 나타나는 전류 각을 보여주고 있다. 도 2를 통해 확인할 수 있듯이, 각 스위치별 개방회로 고장 시에 발생하는 전류 각이 서로 다르다. 이는 전류 각을 통해 개방회로 고장이 발생한 스위칭 소자를 검출해 낼 수 있음을 의미한다.Figure 2 shows the current angles appearing in the open circuit failure of each of the phase A top switch, phase A bottom switch, phase B top switch and phase B bottom switch, phase C top switch and phase C bottom switch. As can be seen from Figure 2, the current angle generated when the open circuit failure of each switch is different. This means that current elements can detect switching elements that have an open circuit failure.
도 3은 A상 상단 스위치의 개방회로 고장을 가진 3상 AC/DC PWM 컨버터의 회로도이고, 도 4는 3상 AC/DC PWM 컨버터의 정상 동작시 상 전류와 전류 각 파형도이고, 도 5는 3상 AC/DC PWM 컨버터의 A상 상단 스위치의 개방회로 고장 시의 상 전류와 전류 각 파형도이며, 도 6은 3상 AC/DC PWM 컨버터의 A상 상단 스위치의 개방회로 고장 시의 상 전류와 전류 각 변화량 파형도이다.FIG. 3 is a circuit diagram of a three-phase AC / DC PWM converter having an open circuit failure of an upper phase switch of A phase. FIG. 4 is a waveform diagram of phase current and current angles during normal operation of a three-phase AC / DC PWM converter. Phase current and current waveforms when the open circuit of the A-phase upper switch of the three-phase AC / DC PWM converter fails. FIG. 6 shows the phase current of the open circuit of the A-phase upper switch of the three-phase AC / DC PWM converter. This is a waveform diagram of the angular current variation amount.
도 3에 도시된 회로의 정상 동작시에는 도 4와 같이 정상적인 3상 전류 파형과 그 전류로부터 얻어진 일정한 변화랑을 가지는 전류 각을 얻을 수 있다. 그러나 3상 AC/DC PWM 컨버터의 동작 중 스위칭 소자의 개방회로 고장이 발생하면, 그 상 전류는 개방회로의 스위칭 소자를 통하여 흐를 수 없게 되고 단지 고장난 상에 위치한 역방향 환류 다이오드를 통해서만 전류가 흐름으로써 다이오드 정류기처럼 동작하게 된다. 따라서 정상적일 때의 120도 위상차를 가지는 3상의 평형 전류들이 고장 후에는 고조파를 포함하는 불평형한 전류 파형들로 바뀌게 된다.In the normal operation of the circuit shown in FIG. 3, as shown in FIG. 4, a current three phase current waveform and a current angle having a constant change obtained from the current can be obtained. However, if an open circuit failure of the switching element occurs during the operation of a three-phase AC / DC PWM converter, the phase current cannot flow through the switching element of the open circuit and only current flows through the reverse reflux diode located in the fault phase. It acts like a diode rectifier. Thus, the three-phase balanced currents with 120-degree phase difference in normal state are changed to unbalanced current waveforms including harmonics after failure.
이때 전류에 나타나는 현상을 살펴보게 되면, 다이오드를 통해 흐르던 전류가 고장난 스위칭 소자를 통과해야 하는 전류 방향으로 바뀌게 될 경우, 그 상의 전류는 다음의 다이오드가 도통되기 위한 구간까지 영의 전류에 머물게 된다. 이는 3상 도통을 하던 전류들이 고장난 상의 전류 방향이 바뀌는 구간부터 다음의 다이오드가 도통되는 구간까지 2상 도통 구간을 가지게 된다는 의미가 된다. 2상 도통 구간은 BLDC 전동기의 전류 파형과 같이 3상 중 한 상을 동작을 하지 않고, 나머지 2상을 통해 전류가 흐른다. 따라서 한 상은 양의 전류, 다른 한 상은 음의 전류 그리고 나머지 한 상은 영 전류가 흐르게 된다.When looking at the phenomenon appearing in the current, if the current flowing through the diode is changed in the direction of the current that must pass through the failed switching element, the current on the phase will remain at zero current until the next diode conduction. This means that currents in three-phase conduction have a two-phase conduction section from the section in which the current direction of the faulty phase changes to the section in which the next diode conducts. In the two-phase conduction section, one of the three phases does not operate like the current waveform of the BLDC motor, and current flows through the remaining two phases. Thus, one phase is positive current, the other is negative current and the other is zero current.
도 3에서는 A상 상단 스위치가 고장이 난 경우를 예시하고 있다. A상 상단 스위치가 고장이 나게 되면, A상 상단 스위칭 소자를 통과하는 전류 iaN은 흐를 수 없고 환류 다이오드를 통과하는 전류 iaP만이 흐를 수 있게 된다. 이에 따라, 도 5와 같은 전류 파형과 왜곡된 전류 각이 나타나게 된다. 이때 전류 각의 변화량은 도 6과 같이 나타나는데, 전류 각의 변화량이 일정시간 동안 영 근처에 머무는 것을 알 수 있다. 왜냐하면 그 구간은 3상 도통 구간이 2상 도통 구간으로 바뀌면서 전류벡터가 같은 방향을 일정시간 동안 머물고 있기 때문이다. 도 6에서 개방회로 고장이 검출(fault detection)된 구간은 도 2를 통해 A상 상단 스위치의 고장이라고 판단할 수 있다.3 illustrates a case where the A phase upper switch is broken. If the A phase top switch fails, the current i aN through the A phase top switching element cannot flow but only the current i aP through the freewheeling diode. Accordingly, the current waveform and the distorted current angle shown in FIG. 5 appear. At this time, the amount of change in the current angle is shown as shown in Figure 6, it can be seen that the amount of change in the current angle stays near zero for a certain time. This is because the period is changed from the three-phase conduction section to the two-phase conduction section and the current vector stays in the same direction for a certain time. In FIG. 6, a section in which an open circuit fault is detected (fault detection) may be determined as a failure of the upper switch of the phase A through FIG. 2.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 AC/DC PWM 컨버터의 고장 진단 장치 블록도이다.7 is a block diagram of a failure diagnosis apparatus of a three-phase AC / DC PWM converter according to an embodiment of the present invention.
고장 진단 장치는 전류 변환부(100)와 고장 진단부(200)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 전류 변환부(100)와 고장 진단부(200)는 3상 AC/DC PWM 컨버터를 제어하기 위한 제어기의 일부분으로 구현될 수 있다. 전류 변환부(100)는 CT(Current Transformer)에 의해 측정된 3상 전류 값을 ias, ibs, ics를 dq축 정지좌표계 전류 값인 is d, is q로 변환한다. 고장 진단부(200)는 dq축 정지좌표계 전류 값에 근거하여 스위칭 소자의 개방회로 고장 여부를 판단한다. 구체적으로 설명하면, 3상 AC/DC PWM 컨버터의 정상 동작시에 2상 정지좌표계에서의 전류는 일정한 속도로 회전하는 원을 그리게 된다. 여기서 회전하는 전류 벡터의 속도는 항상 계통 전원 주파수와 동일한 값이 될 것이다. 만약 개방회로 고장이 발생하게 되면, 3상 도통을 하던 전류들이 특정 구간 동안 한 상의 전류가 영으로 머물면서 2상 도통 동작을 하게 된다. 이 경우에는 2상 정지좌표계의 전류 벡터가 일정한 값으로 머물게 된다. 다르게 말하면, 항상 일정하게 계통 전원 주파수로 회전하던 전류 벡터의 속도가 감소하였다는 의미가 된다. 따라서 고장 진단부(200)는 2상 정지좌표계의 전류 벡터의 각 변화량을 감시함으로써, 3상 AC/DC PWM 컨버터의 개방회로 고장과 그 상을 검출할 수 있다.The failure diagnosis apparatus includes a current converter 100 and a
고장 진단부(200)는 2상 정지좌표계의 전류 값을 아크탄젠트(tan-1) 취하고 전류의 부호에 따라 각도를 생성한다. 이로부터 계통 주파수의 속도로 움직이는 0도에서 360도의 전류 벡터 위치 각을 얻을 수 있다. 고장 진단부(200)는 제어기의 매 샘플링 주기마다 전류 벡터 위치 각을 획득하고 그 이전의 샘플링 값(이전의 전류 벡터 위치 각)과 비교하여 각 변화량을 계속하여 감시한다. 이때 각 변화량이 감소하여 정상 동작에서 30도만큼 회전하는 시간 1.38[ms] 동안 일정한 전류 벡터를 가리키고 있을 때, 개방회로 고장으로 판단할 수 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 고장이 발견되었을 때의 각도는 3상 AC/DC PWM 컨버터의 6개의 스위치마다 전부 다르게 나타나기 때문에, 고장 진단부(200)는 어느 스위칭 소자에서 고장이 발생했는지 바로 진단할 수가 있다. 도 8에서는 정지좌표계 dq축 전류와 전류 각 그리고 고장이 발생한 후 고장 검출 신호 정보로부터 고장 확인 신호가 나타난 파형을 보여주고 있다.The
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 AC/DC PWM 컨버터의 고장 진단 방법 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a failure diagnosis method of a three-phase AC / DC PWM converter according to an exemplary embodiment of the present invention.
우선, 고장 진단 장치는 각 상의 전류 라인에서 측정된 3상의 전류 값을 입력받는다(S100). 고장 진단 장치는 입력된 3상의 전류 값을 2상의 정지좌표계 전류 값으로 변환한다(S200). 그 다음, 고장 진단 장치는 변환된 2상의 정지좌표계 전류 값을 아크탄젠트(tan-1) 취한 후 전류의 부호에 따라 각도를 생성하여 전류 벡터 위치 각을 획득한다(S300)(S400). 고장 진단 장치는 획득된 전류 벡터 위치 각에 근거하여 개방회로 고장 및 그 고장이 발생한 상이 어떤 상인지 검출한다(S500). 구체적으로 고장 진단 장치는 매 샘플링 주기마다 전류 벡터 위치 각을 획득하고, 이전의 샘플링 값과 비교하여 전류 벡터 위치 각의 변화량을 지속적으로 감시하여 개방회로 고장 여부 및 고장이 발생한 상을 검출하게 된다.
First, the failure diagnosis apparatus receives the current value of the three phases measured in the current lines of each phase (S100). The failure diagnosis apparatus converts the input three-phase current value into a two-phase stationary coordinate current value (S200). Then, the failure diagnosis apparatus obtains the current vector position angle by generating the angle according to the sign of the current after taking the arc tangent (tan -1 ) of the converted two-phase stationary coordinate current value (S300). The failure diagnosis apparatus detects which phase of the open circuit failure and the phase in which the failure occurred based on the obtained current vector position angle (S500). In detail, the fault diagnosis apparatus acquires a current vector position angle at every sampling period, and continuously monitors an amount of change in the current vector position angle in comparison with a previous sampling value to detect an open circuit fault and a phase in which a fault occurs.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.
100 : 전류 변환부 200 : 고장 진단부100: current conversion unit 200: fault diagnosis unit
Claims (6)
3상의 전류 값을 2상의 정지좌표계 전류 값으로 변환하는 전류 변환부; 및
상기 변환된 2상의 정지좌표계 전류 값으로부터 얻어지는 전류 벡터 위치 각의 변화를 감시하여 개방회로 고장 및 그 고장이 발생한 상을 검출하는 고장 진단부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 AC/DC PWM 컨버터의 개방회로 고장 진단 장치.In the fault diagnosis apparatus for diagnosing an open circuit fault in a three-phase AC / DC PWM converter,
A current converter for converting the current value of the three phases into the current value of the stationary coordinate system of the two phases; And
A fault diagnosis unit that monitors a change in the current vector position angle obtained from the converted two-phase stationary coordinate current value and detects an open circuit fault and a phase in which the fault occurs;
Open circuit failure diagnosis device for a three-phase AC / DC PWM converter, characterized in that it comprises a.
상기 고장 진단부는 상기 변환된 2상의 정지좌표계 전류 값을 아크탄젠트 취하고 전류의 부호에 따라 각도를 생성하여 전류 벡터 위치 각을 획득 및 그 각 변화량을 감시함을 특징으로 하는 3상 AC/DC PWM 컨버터의 개방회로 고장 진단 장치.The method of claim 1,
The fault diagnosis unit obtains the arc tangent of the converted two-phase stationary coordinate current value and generates an angle according to the sign of the current to obtain a current vector position angle and monitor the change amount thereof. Open circuit fault diagnosis device.
상기 고장 검출부는 샘플링 주기마다 상기 전류 벡터 위치 각을 획득하고 이전 샘플링 값과 비교하여 상기 전류 벡터 위치 각의 변화량을 감시함을 특징으로 하는 3상 AC/DC PWM 컨버터의 개방회로 고장 진단 장치.The method of claim 2,
And wherein the fault detection unit obtains the current vector position angle for each sampling period and monitors a change amount of the current vector position angle by comparing with a previous sampling value.
측정된 3상의 전류 값을 입력받는 단계;
상기 입력된 3상의 전류 값을 2상의 정지좌표계 전류 값으로 변환하는 단계;
상기 변환된 2상의 정지좌표계 전류 값을 아크탄젠트 취하는 단계;
상기 아크탄젠트 취한 후 전류의 부호에 따라 각도를 생성하여 전류 벡터 위치 각을 획득하는 단계; 및
상기 획득된 전류 벡터 위치 각에 근거하여 개방회로 고장 및 그 고장이 발생한 상을 검출하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 AC/DC PWM 컨버터의 개방회로 고장 진단 방법.In the fault diagnosis method for diagnosing an open circuit fault in a three-phase AC / DC PWM converter,
Receiving a measured three-phase current value;
Converting the input three-phase current value into a two-phase stationary coordinate current value;
Taking an arc tangent of the converted two-phase stationary coordinate current value;
Acquiring the current vector position angle by generating an angle according to the sign of the current after taking the arc tangent; And
Detecting an open circuit failure and a phase in which the failure occurs based on the obtained current vector position angle;
Open circuit failure diagnosis method of a three-phase AC / DC PWM converter, comprising a.
상기 전류 벡터 위치 각을 획득하는 단계는 매 샘플링 주기마다 수행됨을 특징으로 하는 3상 AC/DC PWM 컨버터의 개방회로 고장 진단 방법.The method of claim 4, wherein
Acquiring the current vector position angle is performed every sampling period.
상기 검출하는 단계는 현재 샘플링 값과 이전 샘플링 값의 비교를 통해 고장 상을 검출하는 것임을 특징으로 하는 3상 AC/DC PWM 컨버터의 개방회로 고장 진단 방법.The method of claim 5,
The detecting step is to detect a fault phase by comparing the current sampling value and the previous sampling value, the open circuit fault diagnosis method of the three-phase AC / DC PWM converter.
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