KR20140087924A - Apparatus for controlling zero-sequence current - Google Patents

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Abstract

An apparatus for controlling a zero-sequence current according to an embodiment of the present invention includes a current reference value generation unit for generating a first zero-sequence current reference value which is a target current value to be output to a system using phase DC voltages of a multilevel inverter and an average value of the phase DC voltages; a current reference value conversion unit for converting the first zero-sequence current reference value to a second zero-sequence current reference value on a stationary coordinate; a synchronous coordinate conversion unit for converting the second zero-sequence current reference value to a third zero-sequence current reference value on a synchronous coordinate, and converting a zero-sequence current measurement value actually output from the phases to the system and a virtual current obtained by changing the phase of the zero-sequence current measurement value to a feedback current value on the synchronous coordinate; and a zero-sequence current control unit for adjusting the third zero-sequence current reference value and the feedback current value on the synchronous coordinate to control an excessive state of the zero-sequence current. According to the present invention, the reliability of the system can be improved by reducing overshoots and vibrations in an excessive state.

Description

영상분 전류 제어장치 {Apparatus for controlling zero-sequence current}[0001] Apparatus for controlling zero-sequence current [

본 발명은 동기좌표 상에서 영상분 전류를 제어하는 영상분 전류 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to an image minute current controller for controlling an image minute current on a synchronous coordinate system.

멀티레벨 인버터는, 각 상(Phase)마다 복수개의 단상 인버터(이하, '셀 인버터'라 함)를 직렬로 연결하고 각 셀 인버터 내에 저전압 전력용 반도체를 사용하여 고전압을 얻을 수 있는 고전압 대용량 인버터이다. 계통의 전력품질을 개선하고, 공급전압을 일정하기 유지하기 위해, 멀티레벨 인버터는 계통에 병렬 연결되어 계통의 무효전력을 보상할 수 있다.The multi-level inverter is a high-voltage, large-capacity inverter which can connect a plurality of single-phase inverters (hereinafter referred to as "cell inverters") in each phase and obtain a high voltage by using a semiconductor for low-voltage power in each cell inverter . To improve the power quality of the system and maintain the supply voltage constant, the multilevel inverter can be connected in parallel to the system to compensate for reactive power in the system.

계통에는 정상분 무효성분 전류, 역상분 무효성분 전류, 저주파 유효성분 전류, 고조파 전류 등이 발생된다. 그 중 역상분 무효성분 전력을 보상하는 경우 셀 인버터의 커패시터 양단 전압의 변동이 발생하는데, 이를 영상분 전류 제어를 통해 보상할 수 있다.In the system, normal inactive component current, reverse phase inrush component current, low frequency active component current, and harmonic current are generated. In the case of compensating the inverse component inverse phase component power, the voltage across the capacitor of the cell inverter changes, which can be compensated through the image current control.

하지만, 종래기술에 따르면 영상분 전류를 제어할 때 과도 상태에서 오버슈트 또는 진동이 발생하게 되고, 이에 따라, 커패시터 양단 전압이 불규칙하게 변동되거나 지나치게 상승하는 문제가 있다. However, according to the related art, overshoot or vibration occurs in a transient state when controlling the image minute current, which causes a problem that the voltage across the capacitor fluctuates irregularly or excessively.

이때, 과도상태의 안정성 향상을 위해 커패시터의 용량을 증가시킬 수 있는데, 종래기술에 따른 커패시터 용량의 증가는 전체 시스템의 부피 및 비용의 증가를 야기하여 문제된다. 따라서, 커패시터 용량을 증가시키는 방법 외에 우수한 과도 상태 특성이 구현된 영상분 전류 제어장치의 개발이 요구된다. At this time, the capacity of the capacitor can be increased to improve the stability of the transient state. The increase of the capacity of the capacitor according to the related art causes a problem in the increase of the volume and cost of the whole system. Therefore, it is required to develop an image minute current controller having an excellent transient state characteristic in addition to a method of increasing a capacitor capacity.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, APF(All Pass Filter)를 사용하여 생성된 가상전류를 이용하여 우수한 과도 상태 특성을 구현하는 동기좌표 상의 영상분 전류 제어장치를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an image minute current controller on a synchronous coordinate system which realizes excellent transient state characteristics by using a virtual current generated by using an APF (All Pass Filter) .

또한, 본 발명은 영상분 전류 기준값을 사용하여 생성된 가상전류를 이용하여 우수한 과도 상태 특성을 구현하는 동기좌표 상의 영상분 전류 제어장치를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.It is another object of the present invention to provide an image minute current controller on a synchronous coordinate system that realizes excellent transient state characteristics by using a virtual current generated by using the image minute current reference value.

또한, 본 발명은 영상분 전류 기준값을 변형시켜 생성된 가상전류를 이용하여 우수한 과도 상태 특성을 구현하는 동기좌표 상의 영상분 전류 제어장치를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.It is another object of the present invention to provide an image minute current controller on a synchronous coordinate system that realizes excellent transient state characteristics by using a virtual current generated by modifying the image minute current reference value.

또한, 본 발명은 계통에 출력하고자 하는 목표 전류값의 크기 및 위상을 추출하는 영상분 전류 제어장치를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.It is another object of the present invention to provide an image minute current controller for extracting a magnitude and phase of a target current value to be output to a system.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상분 전류 제어장치는, 멀티레벨 인버터의 각 상(phase) 직류전압 및 상기 각 상 직류전압의 평균값을 이용하여 계통에 출력하고자 하는 목표 전류값인 제1 영상분 전류 기준값을 생성하는 전류기준값 생성부; 상기 제1 영상분 전류 기준값을 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 기준값으로 변환하는 전류기준값 변환부; 상기 제2 영상분 전류 기준값을 동기좌표 상의 제3 영상분 전류 기준값으로 변환하고, 상기 각 상에서 계통에 실제 출력되는 영상분 전류 측정값 및 상기 영상분 전류 측정값의 위상이 변경된 가상전류를 동기좌표 상의 피드백 전류값으로 변환하는 동기좌표 변환부; 및 동기좌표 상에서 상기 제3 영상분 전류 기준값 및 피드백 전류값을 조절하여 영상분 전류의 과도상태를 제어하는 영상분 전류 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling an image minute current according to an embodiment of the present invention, A current reference value generation unit for generating a first image minute current reference value that is a current value; A current reference value converter for converting the first image minute current reference value to a second image minute current reference value on the stop coordinate; A second image minute current reference value is converted into a third image minute current reference value on the synchronous coordinate, and the image minute current measurement value actually output to the system in each phase and the virtual current whose phase of the image minute current measurement value is changed are set as synchronization coordinates To a feedback current value on the basis of the feedback current value; And an image minute current controller for controlling the transient state of the image minute current by adjusting the third image minute current reference value and the feedback current value on the synchronous coordinate.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상분 전류 제어장치는, 멀티레벨 인버터의 각 상(phase) 직류전압 및 상기 각 상 직류전압의 평균값을 이용하여 계통에 출력하고자 하는 목표 전류값인 제1 영상분 전류 기준값을 생성하는 전류기준값 생성부; 상기 제1 영상분 전류 기준값을 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 기준값으로 변환하는 전류 기준값 변환부; 상기 제2 영상분 전류 기준값을 동기좌표 상의 제3 영상분 전류 기준값으로 변환하고, 상기 제2 영상분 전류 기준값 및 각 상에서 계통에 출력되는 실제 전류값을 정지좌표로 변환한 제2 영상분 전류 측정값을 동기좌표 상의 피드백 전류값으로 변환하는 동기좌표 변환부; 및 동기좌표 상에서 상기 제3 영상분 전류 기준값 및 피드백 전류값을 조절하여 영상분 전류의 과도상태를 제어하는 영상분 전류 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus and method for controlling an image minute current by using a phase DC voltage and a mean value of each phase DC voltage of a multilevel inverter, A current reference value generation unit that generates a first image minute current reference value that is a target current value that is a target current value; A current reference value converter for converting the first image minute current reference value to a second image minute current reference value on the stop coordinate; A second image minute current reference value obtained by converting the second image minute current reference value into a third image minute current reference value on the synchronous coordinate, A synchronous coordinate transforming unit for transforming the value into a feedback current value on the synchronous coordinate; And an image minute current controller for controlling the transient state of the image minute current by adjusting the third image minute current reference value and the feedback current value on the synchronous coordinate.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상분 전류 제어장치는 멀티레벨 인버터의 각 상(phase) 직류전압 및 상기 각 상 직류전압의 평균값을 이용하여 계통에 출력하고자 하는 목표 전류값인 제1 영상분 전류 기준값을 생성하는 전류기준값 생성부; 상기 제1 영상분 전류 기준값을 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 기준값으로 변환하는 전류 기준값 변환부; 상기 제2 영상분 전류 기준값을 동기좌표 상의 제3 영상분 전류 기준값으로 변환하고, 상기 제1 영상분 전류 기준값을 미리 설정된 필터를 통과시켜 형성된 가상전류 및 각 상에서 계통에 출력되는 실제 전류값을 정지좌표로 변환한 제2 영상분 전류 측정값을 동기좌표 상의 피드백 전류값으로 변환하는 동기좌표 변환부; 및 동기좌표 상에서 상기 제3 영상분 전류 기준값 및 피드백 전류값이 일치하도록 조절하여 영상분 전류의 과도상태가 안정화되도록 제어하는 과도 전류 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling an image minute current, the apparatus comprising: a phase comparator for comparing a phase DC voltage of the multilevel inverter with an average value of the phase DC voltages, A current reference value generation unit for generating a first image minute current reference value that is a target current value; A current reference value converter for converting the first image minute current reference value to a second image minute current reference value on the stop coordinate; Current reference value on the synchronous coordinate, a virtual current generated by passing the first image minute current reference value through a preset filter, and an actual current value output to the system in each phase are stopped A synchronous coordinate conversion unit for converting a second image minute current measurement value converted into coordinates into a feedback current value on a synchronous coordinate; And a transient current controller for controlling the transient state of the image minute current to be stabilized by adjusting the third image minute current reference value and the feedback current value to coincide with each other on the synchronous coordinate.

본 발명에 따르면 과도 상태에 있어 오버슈트 및 진동을 감소시켜 시스템의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.According to the present invention, overshoot and vibration are reduced in the transient state, thereby improving the reliability of the system.

또한, 본 발명에 따르면 커패시터의 용량을 증가시키지 않고도 우수한 과도 상태 특성을 확보할 수 있어 전체 시스템 구현시 비용과 공간을 절약할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to secure excellent transient state characteristics without increasing the capacity of the capacitor, thereby saving cost and space in the implementation of the entire system.

또한, 본 발명에 따르면 제1 영상분 전류 기준값의 위상과 크기를 계산하여 과도상태의 오차를 감소시키고, 직류 전압의 변동을 감소시키는 효과가 있다.Also, according to the present invention, there is an effect that the phase and magnitude of the first image minute current reference value are calculated to reduce the error of the transient state and to reduce the fluctuation of the DC voltage.

도 1은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 1에 따른 실시예에 있어서, 멀티레벨 인버터의 리엑터에 흐르는 전류를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 1에 따른 실시예에 있어서, 피드백 전류값 및 제3 영상분 전류 기준값을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 다른 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 4에 따른 실시예에 있어서, 멀티레벨 인버터의 리엑터에 흐르는 전류를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 4에 따른 실시예에 있어서, 피드백 전류값 및 제3 영상분 전류 기준값을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 다른 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 가상 전류 생성부의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 멀티레벨 인버터의 리엑터에 흐르는 전류를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 피드백 전류값 및 제3 영상분 전류 기준값을 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 회로 파라미터 오차에 대한 제1 시뮬레이션 결과 중 멀티레벨 인버터의 리엑터에 흐르는 전류를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 회로 파라미터 오차에 대한 제1 시뮬레이션 결과 중 피드백 전류값 및 제3 영상분 전류 기준값을 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 회로 파라미터 오차에 대한 제2 시뮬레이션 결과 중 멀티레벨 인버터의 리엑터에 흐르는 전류를 나타내는 그래프이다.
도 14는 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 회로 파라미터 오차에 대한 제2 시뮬레이션 결과 중 피드백 전류값 및 제3 영상분 전류 기준값을 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 대역폭 오차에 대한 제3 시뮬레이션 결과 중 멀티레벨 인버터의 리엑터에 흐르는 전류를 나타내는 그래프이다.
도 16은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 대역폭 오차에 대한 제3 시뮬레이션 결과 중 피드백 전류값 및 제3 영상분 전류 기준값을 나타내는 그래프이다.
도 17은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 회로 파라미터 오차에 대한 제4 시뮬레이션 결과 중 멀티레벨 인버터의 리엑터에 흐르는 전류를 나타내는 그래프이다.
도 18은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 회로 파라미터 오차에 대한 제4 시뮬레이션 결과 중 피드백 전류값 및 제3 영상분 전류 기준값을 나타내는 그래프이다.
도 19는 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치에 있어서 제1 정지좌표 변환부의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 20은 이상적인 정지좌표 상의 a상 영상분 전류 기준값과 본 발명의 제4 실시예에 따른 정지좌표 상의 a상 제2 영상분 전류 기준값의 차이를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 제1 실시예 및 제4 실시예에 따른 V상 직류전압을 비교하는 도면이다.1 is a block diagram showing an embodiment of an image minute current controller according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a current flowing in a reactor of the multi-level inverter in the embodiment of FIG. 1 of the image minute current controller according to the present invention. FIG.
FIG. 3 is a graph showing a feedback current value and a third image minute current reference value in the embodiment of FIG. 1 of the image minute current controller according to the present invention.
4 is a block diagram showing another embodiment of the image minute current controller according to the present invention.
5 is a graph showing a current flowing in a reactor of the multi-level inverter in the embodiment of FIG. 4 of the image minute current controller according to the present invention.
FIG. 6 is a graph showing a feedback current value and a third image minute current reference value in the embodiment of FIG. 4 of the image minute current controller according to the present invention.
7 is a block diagram showing another embodiment of the image minute current controller according to the present invention.
8 is a diagram showing an embodiment of a virtual current generator of the image minute current controller according to the present invention.
FIG. 9 is a graph showing a current flowing in a reactor of the multi-level inverter in the embodiment of FIG. 7 of the image minute current controller according to the present invention.
10 is a graph showing a feedback current value and a third image minute current reference value in the embodiment of FIG. 7 of the image minute current controller according to the present invention.
11 is a graph showing a current flowing in a reactor of a multilevel inverter among first simulation results on a circuit parameter error in the embodiment of FIG. 7 of the image minute current controller according to the present invention.
12 is a graph showing the feedback current value and the third image minute current reference value among the first simulation results on the circuit parameter error in the embodiment of FIG. 7 of the image minute current controller according to the present invention.
FIG. 13 is a graph showing a current flowing in a reactor of the multilevel inverter among the second simulation results on the circuit parameter error in the embodiment of FIG. 7 of the image minute current controller according to the present invention.
FIG. 14 is a graph showing the feedback current value and the third image minute current reference value among the second simulation results on the circuit parameter error in the embodiment of FIG. 7 of the image minute current controller according to the present invention.
FIG. 15 is a graph showing a current flowing in a reactor of a multi-level inverter among the results of a third simulation on a bandwidth error in the embodiment of FIG. 7 of the image minute current controller according to the present invention.
FIG. 16 is a graph showing a feedback current value and a third image minute current reference value among the third simulation results on the bandwidth error in the embodiment of FIG. 7 of the image minute current controller according to the present invention.
17 is a graph showing a current flowing in a reactor of the multi-level inverter among the results of the fourth simulation on the circuit parameter error in the embodiment of FIG. 7 of the image minute current controller according to the present invention.
FIG. 18 is a graph showing the feedback current value and the third image minute current reference value among the fourth simulation results on the circuit parameter error in the embodiment of FIG. 7 of the image minute current controller according to the present invention.
19 is a diagram showing an embodiment of a first still coordinate transforming unit in the image minute current control apparatus according to the present invention.
20 is a diagram showing the difference between the a-phase image minute current reference value on the ideal stop coordinate and the a-phase second image minute current reference value on the still coordinate according to the fourth embodiment of the present invention.
21 is a diagram for comparing V-phase DC voltages according to the first and fourth embodiments of the present invention.

이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치는 멀티레벨 인버터에 있어서 영상분 전류를 제어하며, 멀티레벨 인버터는 각 상을 연결하는 리엑터를 포함한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. An image minute current controller according to the present invention controls a minute current in a multi-level inverter, and the multi-level inverter includes a reactor for connecting each phase.

<제1 실시예>&Lt; Embodiment 1 >

도 1은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing an embodiment of an image minute current controller according to the present invention.

도 1에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치(100)는 제1 정지좌표 변환부(110), 제2 정지좌표 변환부(120), 가상 전류 생성부(130), 동기좌표 변환부(140), 및 영상분 전류 제어부(150)를 포함한다.1, the image minute current controller 100 according to the present invention includes a first stationary coordinate transforming unit 110, a second stationary coordinate transforming unit 120, a virtual current generating unit 130, A conversion unit 140, and an image minute current control unit 150.

제1 정지좌표 변환부(110)는 계통에 출력하고자 하는 목표 전류값인 제1 영상분 전류 기준값을 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 기준값으로 변환한다.The first stop coordinate converter 110 converts the first image minute current reference value, which is the target current value to be output to the system, into the second image minute current reference value on the stop coordinate system.

멀티레벨 인버터를 제어하는 시스템 제어부는 계통에 출력하고자 하는 목표 전류값을 갖는다. 목표 전류값은 크기(Iz _ Mag) 및 위상(θе+φ)을 포함하는데, 제1 정지좌표 변환부(110)는 상기 목표 전류값의 크기(Iz _ Mag) 및 위상(θе+φ)을 입력받아 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 기준값으로 변환한다.The system controller for controlling the multi-level inverter has a target current value to be output to the system. A target current value of the size (I z _ Mag) and the phase (θ е + φ), the first stop coordinate converter 110 is the magnitude of the target current value (I z _ Mag) and the phase (θ е comprises + &amp;phiv;) is received and converted into a second image minute current reference value on the still coordinate.

일 실시예에 있어서 제2 영상분 전류 기준값은 이하 수학식 1과 같이 a상 및 b상의 정지좌표로 표현될 수 있다.In one embodiment, the second image minute current reference value may be represented by the a-phase and b-phase stop coordinates as shown in Equation (1) below.

[수학식 1][Equation 1]

I* cza = -Iz _ Mag sin(θе+φ) I * cza = -I z _ Mag sin (θ е + φ)

I* czb = Iz _ Mag cos(θе+φ)
 I * czb = I z _ Mag cos (θ е + φ)

제2 정지좌표 변환부(120)는 각 상에서 계통에 출력되는 실제 전류값인 제1 영상분 전류 측정값을 센싱하여 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 측정값으로 변환한다.The second stationary coordinate transforming unit 120 senses a first image minute current measurement value, which is an actual current value output to the system in each phase, and converts it into a second image minute current measurement value on the still coordinate.

일 실시예에 있어서, 제2 정지좌표 변환부(120)는 멀티레벨 인버터의 출력이 계통에 연결되는 지점에 설치된 3상 출력 전류 센서를 통해 제1 영상분 전류 측정값을 센싱할 수 있다.In one embodiment, the second stationary coordinate transforming unit 120 may sense the first image minute current measurement value through the three-phase output current sensor installed at the point where the output of the multi-level inverter is connected to the grid.

이를 위해 제2 정지좌표 변환부(120)는 상기 각 상에서 상기 계통에 실제 출력되는 제1 영상분 전류 측정값을 측정하는 측정부를 포함할 수 있다.For this, the second stationary coordinate transforming unit 120 may include a measuring unit for measuring a first image minute current measurement value actually output to the system at each phase.

제1 영상분 전류 측정값은 정지좌표 상에서 교류로 표현되는 a상 및 b상의 제2 영상분 전류 측정값으로 변환된다.The first image minute current measurement value is converted into the second image minute current measurement value of the a phase and the b phase represented by AC on the stop coordinate.

가상 전류 생성부(130)는 상기 제2 영상분 전류 측정값을 미리 설정된 필터를 통과시켜 가상전류로 변환한다.The virtual current generating unit 130 converts the second image minute current measurement value into a virtual current through a predetermined filter.

일 실시예에 있어서 상기 필터는 전역 통과 필터(All Pass Filter; APF)일 수 있다. 제2 영상분 전류 측정값은 전역 통과 필터를 통과하여 90도 위상 차를 갖는 가상전류로 변환될 수 있다. 이때, 전역 통과 필터의 차단 주파수(Wn)는 377rad/s(60Hz)를 사용할 수 있다.In one embodiment, the filter may be an all pass filter (APF). The second image minute current measurement value may be converted to a virtual current having a phase difference of 90 degrees through the global pass filter. At this time, the cut-off frequency (Wn) of the all-pass filter can be 377 rad / s (60 Hz).

동기좌표 변환부(140)는 상기 제2 영상분 전류 기준값을 동기좌표 상의 제3 영상분 전류 기준값으로 변환하고, 상기 가상전류 및 상기 제2 영상분 전류 측정값을 동기좌표 상의 피드백 전류값으로 변환한다.The synchronous coordinate conversion unit 140 converts the second image minute current reference value into a third image minute current reference value on the synchronous coordinate, converts the virtual current and the second image minute current measurement value into a feedback current value on the synchronous coordinate do.

동기좌표 변환부(140)는 일 실시예에 있어서, 정지좌표 상의 교류값인 상기 제2 영상분 전류 기준값을 동기좌표 상의 직류값인 상기 제3 영상분 전류 기준값으로 변환하는 제1 동기좌표 변환부(142) 및 정지좌표 상의 교류값인 상기 가상전류를 동기좌표 상의 직류값인 상기 피드백 전류값으로 변환하는 제2 동기좌표 변환부(144)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the synchronous coordinate transforming unit 140 includes a first synchronous coordinate conversion unit 140 for converting the second image minute current reference value, which is an AC value on the stationary coordinate, into the third image minute current reference value, which is a direct current value on the synchronous coordinate, And a second synchronous coordinate converter 144 for converting the virtual current, which is an AC value on the stationary coordinate, into the feedback current value, which is a DC value on the synchronous coordinate.

제1 동기좌표 변환부(142)는 일 실시예에 있어서, 정지좌표 상에서 교류값으로 표현되는 제2 영상분 전류 기준값(I* cza = -Iz _ Mag sin(θе+φ), I* czb = Iz _ Mag cos(θе+φ))을 동기좌표 상에서 직류값으로 표현되는 제3 영상분 전류 기준값(I* czd, I* czq)으로 변환한다.First in the synchronous coordinate converter 142 is one embodiment, the second image-minute current reference value (I * cza z = -I _ Mag sin (θ е + φ), which is represented by the flow value on the stationary coordinates, I * converts the czb = I z _ Mag cos ( θ е + φ)) to the third image minutes current reference value (I * czd, I * czq ) , which is represented by the direct current value over the synchronous coordinates.

제3 영상분 전류 기준값은 일 실시예에 있어서 수학식 2와 같이 d상 및 q상의 동기좌표로 표현될 수 있다.The third image minute current reference value may be represented by the synchronous coordinates of the d-phase and the q-phase in one embodiment as shown in Equation (2).

[수학식 2]&Quot; (2) &quot;

I* czd = 0I * czd = 0

I* czq = I* z_ mag
I * czq = I * z_ mag

제2 동기좌표 변환부(144)는 일 실시예에 있어서, 가상전류를 정지좌표 상의 a상(Icza)으로 입력받고, 제2 영상분 전류 측정값을 정지좌표 상의 b상(Iczb)으로 입력받아, 가상전류 및 제2 영상분 전류 측정값을 동기좌표 상의 직류값인 피드백 전류값(Iczd, Iczq)으로 변환한다.In one embodiment, the second synchronous coordinate converter 144 receives the imaginary current as the a-phase (I cza ) on the stationary coordinate and the second synchronous coordinate transformer 144 as the b-phase (I czb ) on the stationary coordinate And converts the measured values of the virtual current and the second image minute current into feedback current values I czd and I czq , which are DC values on the synchronous coordinate.

영상분 전류 제어부(150)는 상기 제3 영상분 전류 기준값 및 피드백 전류값을 이용하여 동기좌표 상에서 영상분 전류의 과도상태를 제어한다.The image minute current controller 150 controls the transient state of the image minute current on the synchronous coordinate using the third image minute current reference value and the feedback current value.

영상분 전류 제어부(150)는 일 실시예에 있어서, 제3 영상분 전류 기준값의 I* czd 및 피드백 전류값의 Iczd를 이용하여, 제3 영상분 전류 기준값의 I* czq 및 피드백 전류값의 Iczq가 일치하도록 상기 영상분 전류 제어부(150)의 제어 출력값을 조절하여 영상분 전류의 과도상태를 제어한다. A video minute current controller 150 is an example embodiment, the third image of the minute current reference value I * using the I czd of czd and the feedback current value, the third image of the minute current reference value I * czq And I czq of the feedback current value are equal to each other to control the transient state of the image minute current.

도 2는 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 1에 따른 실시예에 있어서, 멀티레벨 인버터의 리엑터에 흐르는 전류를 나타내는 그래프이고, 도 3은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 1의 실시예에 있어서, 피드백 전류값 및 제3 영상분 전류 기준값을 나타내는 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing a current flowing in a reactor of a multi-level inverter in the embodiment of FIG. 1 of the image minute current controller according to the present invention. FIG. A feedback current value and a third image minute current reference value in the embodiment of FIG.

본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치(100)에 의해 제어된 멀티레벨 인버터의 출력전류는 도 2와 같은 형태로 나타나고, 과도상태의 특성은 도 3과 같은 형태로 나타날 수 있다. 도 3에서 알 수 있듯이, 피드백 전류값의 q상(Iczq)은 실제 영상분 전류 측정값을 이용하여 상기 제2 정지좌표 변환부(120)에서 변환되어 출력되는 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 측정값을 전역 통과 필터링한 가상전류를 이용하기 때문에 필터링 과정에서 발생하는 지연에 의하여 제3 영상분 전류 기준값의 q상(I* czq)과 비교하여 소정의 오버슈트 및 진동이 발생함을 알 수 있다.
The output current of the multi-level inverter controlled by the image minute current controller 100 according to the present invention is shown in the form of FIG. 2, and the characteristic of the transient state can be expressed as shown in FIG. 3, the q-phase (I czq ) of the feedback current value is obtained by subtracting the second image minute current (I czq ) on the still coordinate converted by the second still coordinate converter 120 using the actual image minute current measurement value Since it uses the virtual current which is passed through the pass-filtered measurement, it is compared with the q-phase (I * czq ) of the third image minute current reference value due to the delay generated in the filtering process. have.

<제2 실시예>&Lt; Embodiment 2 >

도 4는 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 다른 실시예를 나타내는 블록도이다.4 is a block diagram showing another embodiment of the image minute current controller according to the present invention.

도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치(200)는 제1 정지좌표 변환부(210), 제2 정지좌표 변환부(220), 동기좌표 변환부(240), 및 영상분 전류 제어부(250)를 포함한다.4, the image minute current controller 200 according to the present invention includes a first stationary coordinate transforming unit 210, a second stationary coordinate transforming unit 220, a synchronous coordinate converting unit 240, And a minute current control unit 250.

제1 정지좌표 변환부(210)는 계통에 출력하고자 하는 목표 전류값인 제1 영상분 전류 기준값을 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 기준값으로 변환한다.The first stop coordinate converter 210 converts the first image minute current reference value, which is the target current value to be output to the system, into the second image minute current reference value on the stop coordinate system.

멀티레벨 인버터를 제어하는 시스템 제어부는 계통에 출력하고자 하는 목표 전류값을 갖는다. 목표 전류값은 크기(Iz _ Mag) 및 위상(θе+φ)을 포함하는데, 제1 정지좌표 변환부(210)는 상기 목표 전류값의 크기(Iz _ Mag) 및 위상(θе+φ)을 입력받아 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 기준값으로 변환한다.The system controller for controlling the multi-level inverter has a target current value to be output to the system. A target current value of the size (I z _ Mag) and the phase (θ е + φ), the first stop coordinate conversion unit 210 the magnitude of the target current value (I z _ Mag) and the phase (θ е comprises + &amp;phiv;) is received and converted into a second image minute current reference value on the still coordinate.

일 실시예에 있어서 제2 영상분 전류 기준값은 이하 수학식 3과 같이 a상 및 b상의 정지좌표로 표현될 수 있다.In one embodiment, the second image minute current reference value may be represented by the a-phase and b-phase stop coordinates as shown in Equation (3) below.

[수학식 3]&Quot; (3) &quot;

I* cza = -Iz _ Mag sin(θе+φ) I * cza = -I z _ Mag sin (θ е + φ)

I* czb = Iz _ Mag cos(θе+φ)
 I * czb = I z _ Mag cos (θ е + φ)

제2 정지좌표 변환부(220)는 각 상에서 계통에 출력되는 실제 전류값인 제1 영상분 전류 측정값을 센싱하여 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 측정값으로 변환한다.The second stationary coordinate transforming unit 220 senses the first image minute current measurement value, which is the actual current value output to each phase, and converts it into the second image minute current measurement value on the still coordinate.

일 실시예에 있어서, 제2 정지좌표 변환부(220)는 멀티레벨 인버터의 출력이 계통에 연결되는 지점에 설치된 3상 출력 전류 센서를 통해 제1 영상분 전류 측정값을 센싱할 수 있다.In one embodiment, the second stationary coordinate transforming unit 220 may sense the first image minute current measurement value through a three-phase output current sensor installed at a point where the output of the multi-level inverter is connected to the grid.

제1 영상분 전류 측정값은 정지좌표 상에서 교류로 표현되는 a상 및 b상의 제2 영상분 전류 측정값으로 변환된다.The first image minute current measurement value is converted into the second image minute current measurement value of the a phase and the b phase represented by AC on the stop coordinate.

동기좌표 변환부(240)는 상기 제2 영상분 전류 기준값을 동기좌표 상의 제3 영상분 전류 기준값으로 변환하고, 상기 제2 영상분 전류 기준값 및 제2 영상분 전류 측정값을 동기좌표 상의 피드백 전류값으로 변환한다.The synchronous coordinate converter 240 converts the second video current minus current reference value into a third video current minus current reference value on the synchronous coordinate and outputs the second video current minus current reference value and the second video minute current measurement value to the feedback current Value.

동기좌표 변환부(240)는 일 실시예에 있어서, 정지좌표 상의 교류값인 상기 제2 영상분 전류 기준값을 동기좌표 상의 직류값인 상기 제3 영상분 전류 기준값으로 변환하는 제1 동기좌표 변환부(242) 및 정지좌표 상의 교류값인 상기 제2 영상분 전류 기준값의 α상과 상기 제2 영상분 전류 측정값을 동기좌표 상의 직류값인 상기 피드백 전류값으로 변환하는 제2 동기좌표 변환부(244)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the synchronous coordinate transforming unit 240 includes a first synchronous coordinate transforming unit 240 for transforming the second image minute current reference value, which is an AC value on the still coordinate, into the third image minute current reference value, which is a DC value on the synchronous coordinate, And a second synchronous coordinate converter (242) for converting the α phase of the second image minute current reference value, which is the AC value on the stationary coordinate, and the second image minute current measurement value into the feedback current value, 244).

제1 동기좌표 변환부(242)는 일 실시예에 있어서, 정지좌표 상에서 교류값으로 표현되는 제2 영상분 전류 기준값(I* cza = -Iz _ Mag sin(θе+φ), I* czb = Iz _ Mag cos(θе+φ))을 동기좌표 상에서 직류값으로 표현되는 제3 영상분 전류 기준값(I* czd, I* czq)으로 변환한다.First in the synchronous coordinate converter 242 is one embodiment, the second image-minute current reference value (I * cza z = -I _ Mag sin (θ е + φ), which is represented by the flow value on the stationary coordinates, I * converts the czb = I z _ Mag cos ( θ е + φ)) to the third image minutes current reference value (I * czd, I * czq ) , which is represented by the direct current value over the synchronous coordinates.

제3 영상분 전류 기준값은 일 실시예에 있어서 수학식 4와 같이 d상 및 q상의 동기좌표로 표현될 수 있다.The third image minute current reference value may be represented by the synchronous coordinates of the d-phase and the q-phase as shown in Equation (4) in one embodiment.

[수학식 4]&Quot; (4) &quot;

I* czd = 0I * czd = 0

I* czq = I* z_ mag
I * czq = I * z_ mag

제2 동기좌표 변환부(244)는 일 실시예에 있어서, 제2 영상분 전류 기준값의 α상을 정지좌표 상의 a상(Icza)으로 입력받고, 제2 영상분 전류 측정값을 정지좌표 상의 b상(Iczb)으로 입력받아, 제2 영상분 전류 기준값의 α상 및 제2 영상분 전류 측정값을 동기좌표 상의 직류값인 피드백 전류값(Iczd, Iczq)으로 변환한다.
In one embodiment, the second synchronous coordinate converter 244 receives the a phase of the second image minute current reference value as the a phase (I cza ) on the still coordinate, and the second image minute current measurement value on the stop coordinate b phase (I czb ), and converts the a- phase and the second image minute current measurement values of the second image minute current reference value into the feedback current values I czd and I czq , which are direct current values on the synchronization coordinate.

영상분 전류 제어부(250)는 상기 제3 영상분 전류 기준값 및 피드백 전류값을 이용하여 동기좌표 상에서 영상분 전류의 과도상태를 제어한다.The image minute current controller 250 controls the transient state of the image minute current on the synchronous coordinate using the third image minute current reference value and the feedback current value.

영상분 전류 제어부(250)는 일 실시예에 있어서, 제3 영상분 전류 기준값의 I* czd 및 피드백 전류값의 Iczd를 이용하여, 제3 영상분 전류 기준값의 I* czq 및 피드백 전류값의 Iczq가 일치하도록 상기 영상분 전류 제어부(250)의 제어 출력값을 조절하여 영상분 전류의 과도상태를 제어한다. A video minute current controller 250 is an example embodiment, the third image of the minute current reference value I * using the I czd of czd and the feedback current value, the third image of the minute current reference value I * czq And I czq of the feedback current value, so that the transient state of the image minute current is controlled by controlling the control output value of the image minute current controller 250.

도 5는 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 4에 따른 실시예에 있어서, 멀티레벨 인버터의 리엑터에 흐르는 전류를 나타내는 그래프이고, 도 6은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 4에 따른 실시예에 있어서, 피드백 전류값 및 제3 영상분 전류 기준값을 나타내는 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing the current flowing in the reactor of the multi-level inverter in the embodiment of FIG. 4 of the image minute current controller according to the present invention, and FIG. The feedback current value and the third image minute current reference value.

본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치(200)에 의해 제어된 멀티레벨 인버터의 출력전류는 도 5와 같은 형태로 나타나고, 과도상태의 특성은 도 6과 같은 형태로 나타날 수 있다. 도 6에서 알 수 있듯이, 피드백 전류값의 q상(Iczq)은 상기 제1 정지좌표 변환부(210)에서 변환되어 출력되는 정지 좌표 상의 제2 영상분 전류 기준값과 실제 영상분 전류 측정값을 이용하여 상기 제2 정지좌표 변환부(220)에서 변환되어 출력되는 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 측정값을 이용하기 때문에 제3 영상분 전류 기준값의 q상(I* czq)과 비교하여 진동이 발생함을 알 수 있다. The output current of the multi-level inverter controlled by the image minute current controller 200 according to the present invention is shown in the form of FIG. 5, and the characteristic of the transient state can be expressed as in FIG. As can be seen from FIG. 6, the q phase (I czq ) of the feedback current value is obtained by subtracting the second image minute current reference value and the actual image minute current measurement value on the still coordinate converted and output from the first still coordinate converter 210 (I * czq ) of the third image minute current reference value because the second image minute current measurement value on the still coordinate converted and outputted by the second still coordinate converter 220 is used, Can be seen.

이를 도 3과 비교하면, 오버슈트는 상당 부분 개선되었으나, 진동값이 크게 나타나고 정상상태에 도달하는 시간이 길어졌음을 알 수 있다.
Compared with FIG. 3, it can be seen that the overshoot improves considerably, but the vibration value is large and the time to reach the steady state is long.

<제3 실시예>&Lt; Third Embodiment >

도 7은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.7 is a block diagram showing an embodiment of an image minute current controller according to the present invention.

도 7에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치(300)는 영상분 전류 기준값 생성부(310), 영상분 전류 측정값 검출부(320), 영상분 전류 변환부(330), 동기좌표 변환부(340), 및 과도 전류 제어부(350)를 포함한다.7, the image minute current controller 300 according to the present invention includes an image minute current reference value generator 310, an image minute current measurement value detector 320, an image minute current converter 330, A coordinate transformation unit 340, and a transient current control unit 350.

영상분 전류 기준값 생성부(310)는 계통에 출력하고자 하는 목표 전류값인 제1 영상분 전류 기준값을 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 기준값으로 변환한다.The image minute current reference value generation unit 310 converts the first image minute current reference value, which is the target current value to be output to the system, to the second image minute current reference value on the stop coordinate system.

멀티레벨 인버터를 제어하는 시스템 제어부는 계통에 출력하고자 하는 목표 전류값을 갖는다. 목표 전류값은 크기(Iz _ Mag) 및 위상(θе+φ)을 포함하는데, 영상분 전류 기준값 생성부(310)는 상기 목표 전류값의 크기(Iz _ Mag) 및 위상(θе+φ)을 입력받아 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 기준값으로 변환한다.The system controller for controlling the multi-level inverter has a target current value to be output to the system. A target current value of the size (I z _ Mag) and the phase comprises a (θ е + φ), video minute current reference value generation unit 310 includes a magnitude of the target current value (I z _ Mag) and the phase (θ е + &amp;phiv;) is received and converted into a second image minute current reference value on the still coordinate.

일 실시예에 있어서 제2 영상분 전류 기준값은 이하 수학식 5과 같이 a상 및 b상의 정지좌표로 표현될 수 있다.In one embodiment, the second image minute current reference value may be represented by the a-phase and b-phase stop coordinates as shown in Equation (5).

[수학식 5]&Quot; (5) &quot;

I* cza = -Iz _ Mag sin(θе+φ) I * cza = -I z _ Mag sin (θ е + φ)

I* czb = Iz _ Mag cos(θе+φ)
 I * czb = I z _ Mag cos (θ е + φ)

영상분 전류 측정값 검출부(320)는 각 상에서 계통에 출력되는 실제 전류값인 제1 영상분 전류 측정값을 센싱하여 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 측정값으로 변환한다.The image minute current measurement value detector 320 senses a first image minute current measurement value, which is an actual current value outputted to the system of each phase, and converts it into a second image minute current measurement value on the still coordinate.

이를 위해 영상분 전류 측정값 검출부(320)는 상기 각 상에서 상기 계통에 실제 출력되는 제1 영상분 전류 측정값을 측정하는 측정부를 포함할 수 있다.For this, the image minute current measurement value detector 320 may include a measurement unit for measuring the first image minute current measurement value actually output to the system at each phase.

일 실시예에 있어서, 영상분 전류 측정값 검출부(320)는 멀티레벨 인버터의 출력이 계통에 연결되는 지점에 설치된 3상 출력 전류 센서를 통해 제1 영상분 전류 측정값을 센싱할 수 있다.In one embodiment, the image minute current measurement value detector 320 may sense the first image minute current measurement value through the 3-phase output current sensor installed at the point where the output of the multi-level inverter is connected to the system.

제1 영상분 전류 측정값은 정지좌표 상에서 교류로 표현되는 a상 및 b상의 제2 영상분 전류 측정값으로 변환된다.The first image minute current measurement value is converted into the second image minute current measurement value of the a phase and the b phase represented by AC on the stop coordinate.

영상분 전류 변환부(330)는 상기 제1 영상분 전류 기준값을 미리 설정된 필터를 통과시켜 가상전류로 변환한다. The current-to-current converter 330 converts the first image minute current reference value into a virtual current through a predetermined filter.

영상분 전류 변환부(330)에 사용되는 상기 필터는 과도 전류 제어부(350)에 사용된 제어장치의 형태 및 제어장치의 대역폭에 의해 결정될 수 있다. The filter used in the current-to-current converter 330 may be determined according to the type of the control device used in the transient current controller 350 and the bandwidth of the control device.

일 실시예에 있어서 상기 필터는 1차 저역통과필터(Low Pass Filter; LPF)일 수 있다. 이때, 저역 통과 필터의 차단 주파수(Wn)는 과도 전류 제어부(350)에 사용된 제어장치의 동작 주파수와 동일한 값을 사용할 수 있으며, 그 예로서 377rad/s(60Hz)를 사용할 수 있다. In one embodiment, the filter may be a first order low pass filter (LPF). At this time, the cut-off frequency Wn of the low-pass filter can be the same as the operating frequency of the control device used in the transient current controller 350, for example, 377 rad / s (60 Hz) can be used.

다른 실시예에 있어서, 상기 가상전류는 상기 필터를 통과한 값에 상기 제1 영상분 전류 기준값의 위상 보다 90도 앞서는 위상을 갖는 정현파를 곱하여 형성될 수 있다.In another embodiment, the virtual current may be formed by multiplying a value passed through the filter by a sine wave having a phase that is 90 degrees ahead of the phase of the first image minute current reference value.

도 8은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 영상분 전류 변환부의 일 실시예를 나타내는 도면이다.8 is a view showing an embodiment of the image minute current converter of the image minute current controller according to the present invention.

도 8에서 알 수 있듯이, 영상분 전류 변환부(330)는 제1 영상분 전류 기준값 중 목표 전류값의 크기(I* z_ Mag)를 저역통과필터에 통과시켜 필터출력값(I* z_Flt)을 생성하고, 필터출력값에 제1 영상분 전류 기준값의 위상 보다 앞서는 위상을 갖는 정현파를 곱하여 가상 전류를 생성할 수 있다. 일 실시예에 있어서 상기 정현파는 제1 영상분 전류 기준값의 위상 보다 90도 앞서는 위상을 갖는 정현파일 수 있다.8, the image minute current transformer 330 generates a filter output value I * z_Flt by passing the magnitude (I * z_ Mag ) of the target current value among the first image minute current reference values to the low pass filter And the filter output value is multiplied by a sinusoidal wave having a phase higher than the phase of the first image minute current reference value to generate a virtual current. In one embodiment, the sinusoidal wave may be a sine wave having a phase that is 90 degrees ahead of the phase of the first image minute current reference value.

다시 도 7을 참조하면, 동기좌표 변환부(340)는 상기 제2 영상분 전류 기준값을 동기좌표 상의 제3 영상분 전류 기준값으로 변환하고, 상기 가상전류 및 상기 제2 영상분 전류 측정값을 동기좌표 상의 피드백 전류값으로 변환한다.7, the synchronous coordinate converter 340 converts the second video current minus current reference value into a third video current minus current reference value on the synchronous coordinate, and outputs the virtual current and the second video current minus current value as synchronous To the feedback current value on the coordinate.

동기좌표 변환부(340)는 일 실시예에 있어서, 정지좌표 상의 교류값인 상기 제2 영상분 전류 기준값을 동기좌표 상의 직류값인 상기 제3 영상분 전류 기준값으로 변환하는 제1 동기좌표 변환부(342) 및 정지좌표 상의 교류값인 상기 가상전류를 동기좌표 상의 직류값인 상기 피드백 전류값으로 변환하는 제2 동기좌표 변환부(344)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the synchronous coordinate transforming unit 340 includes a first synchronous coordinate transforming unit 350 for transforming the second image minute current reference value, which is the AC value on the stationary coordinate, into the third image minute current reference value, which is a DC value on the synchronous coordinate, And a second synchronous coordinate converter 344 for converting the virtual current, which is an AC value on the stationary coordinate, into the feedback current value, which is a DC value on the synchronous coordinate.

제1 동기좌표 변환부(342)는 일 실시예에 있어서, 정지좌표 상에서 교류값으로 표현되는 제2 영상분 전류 기준값(I* cza = -Iz _ Mag sin(θе+φ), I* czb = Iz _ Mag cos(θе+φ))을 동기좌표 상에서 직류값으로 표현되는 제3 영상분 전류 기준값(I* czd, I* czq)으로 변환한다.First in the synchronous coordinate converter 342 is one embodiment, the second image-minute current reference value (I * cza z = -I _ Mag sin (θ е + φ), which is represented by the flow value on the stationary coordinates, I * converts the czb = I z _ Mag cos ( θ е + φ)) to the third image minutes current reference value (I * czd, I * czq ) , which is represented by the direct current value over the synchronous coordinates.

제3 영상분 전류 기준값은 일 실시예에 있어서 수학식 6과 같이 d상 및 q상의 동기좌표로 표현될 수 있다.The third image minute current reference value may be represented by the synchronous coordinates of the d phase and the q phase as shown in Equation (6) in one embodiment.

[수학식 6]&Quot; (6) &quot;

I* czd = 0I * czd = 0

I* czq = I* z_ mag
I * czq = I * z_ mag

제2 동기좌표 변환부(344)는 일 실시예에 있어서, 가상전류를 정지좌표 상의 a상(Icza)으로 입력받고, 제2 영상분 전류 측정값을 정지좌표 상의 b상(Iczb)으로 입력받아, 가상전류 및 제2 영상분 전류 측정값을 동기좌표 상의 직류값인 피드백 전류값(Iczd, Iczq)으로 변환한다.In one embodiment, the second synchronous coordinate transforming unit 344 receives the virtual current as the a-phase (I cza ) on the stationary coordinate and the second synchronous coordinate transformer 344 as the b-phase (I czb ) on the stationary coordinate And converts the measured values of the virtual current and the second image minute current into feedback current values I czd and I czq , which are DC values on the synchronous coordinate.

과도 전류 제어부(350)는 상기 제3 영상분 전류 기준값 및 피드백 전류값을 이용하여 동기좌표 상에서 영상분 전류의 과도상태를 제어한다.The transient current controller 350 controls the transient state of the image minute current on the synchronous coordinate using the third image minute current reference value and the feedback current value.

과도 전류 제어부(350)는 일 실시예에 있어서, 제3 영상분 전류 기준값의 I* czd 및 피드백 전류값의 Iczd를 이용하여, 제3 영상분 전류 기준값의 I* czq 및 피드백 전류값의 Iczq가 일치하도록 상기 과도 전류 제어부(350)의 제어 출력값을 조절하여 영상분 전류의 과도상태를 제어한다. In one embodiment, the transient current controller 350 uses I * czd of the third video current minus current reference value and I czd of the feedback current value to calculate I * czq And the control current value of the transient current controller 350 is adjusted so that I czq of the feedback current value coincides with each other.

도 9는 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 멀티레벨 인버터의 리엑터에 흐르는 전류를 나타내는 그래프이고, 도 10은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 피드백 전류값 및 제3 영상분 전류 기준값을 나타내는 그래프이다.FIG. 9 is a graph showing a current flowing in a reactor of the multi-level inverter in the embodiment of FIG. 7 of the image minute current controller according to the present invention, and FIG. The feedback current value and the third image minute current reference value.

본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치(300)에 의해 제어된 멀티레벨 인버터의 출력전류는 도 9와 같은 형태로 나타나고, 과도상태의 특성은 도 10과 같은 형태로 나타날 수 있다. 도 10에서 알 수 있듯이, 피드백 전류값의 q상(Iczq)은 제3 영상분 전류 기준값의 q상(I* czq)과 비교하여 오버슈트가 상당부분 제거되고 빠르게 안정화되는 것을 알 수 있다. The output current of the multi-level inverter controlled by the image minute current controller 300 according to the present invention is shown in the form of FIG. 9, and the characteristic of the transient state can be expressed in the form of FIG. As can be seen from FIG. 10, the q-phase (I czq ) of the feedback current value is compared with the q-phase (I * czq ) of the third image minute current reference value and it can be seen that the overshoot is largely eliminated and quickly stabilized.

또한, 제1 실시예 및 제2 실시예의 시뮬레이션 결과 그래프인 도 2, 도 3, 도 5, 및 도 6과 비교하여 제1 영상분 전류 측정값 중 목표 전류값을 저역통과필터에 통과시키고, 제2 영상분 전류 기준값의 위상 보다 앞서는 위상을 갖는 정현파를 이용하여 생성된 가상 전류를 이용하기 때문에 오버슈트가 개선되고 진동이 감소하여 빠르게 정상상태에 도달하므로, 과도응답 상태가 향상된 것을 알 수 있다.2, 3, 5, and 6, which are graphs of simulation results of the first and second embodiments, the target current value among the first image minute current measurement values is passed through the low-pass filter, It can be seen that the transient response state is improved because the overshoot is improved and the vibration is reduced and the steady state is quickly reached because the virtual current generated by using the sinusoidal wave having the phase that is ahead of the phase of the 2-minute current reference value is used.

이하, 도 7에 따른 실시예의 과도응답 개선 효과를 보다 명확하게 설명하기 위하여, 멀티레벨 인버터에 연결된 리엑터의 리엑턴스값이 +20% 오차를 갖는 경우 과도응답을 분석한 제1 시뮬레이션, 상기 리엑턴스값이 -20% 오차를 갖는 경우 과도응답을 분석한 제2 시뮬레이션, 저역통과필터의 대역폭이 +20% 오차를 갖는 경우 과도응답을 분석한 제3 시뮬레이션, 및 상기 대역폭이 -20% 오차를 갖는 경우 과도응답을 분석한 제4 시뮬레이션에 대해 설명한다.In order to more clearly explain the transient response improvement effect of the embodiment according to FIG. 7, a first simulation in which a transient response is analyzed when the reactance value of the reactor connected to the multi-level inverter has an error of + 20% A second simulation analyzing the transient response when the value has a -20% error, a third simulation analyzing the transient response when the bandwidth of the lowpass filter has an error of + 20%, and the third simulation having the bandwidth of -20% The fourth simulation in which the transient response is analyzed will be described.

도 11은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 회로 파라미터 오차에 대한 제1 시뮬레이션 결과 중 멀티레벨 인버터의 리엑터에 흐르는 전류를 나타내는 그래프이고, 도 12는 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 회로 파라미터 오차에 대한 제1 시뮬레이션 결과 중 피드백 전류값 및 제3 영상분 전류 기준값을 나타내는 그래프이다.11 is a graph showing a current flowing in a reactor of a multilevel inverter among first simulation results on a circuit parameter error in the embodiment of FIG. 7 of the image minute current controller according to the present invention, 7 is a graph showing the feedback current value and the third image minute current reference value among the first simulation results for the circuit parameter error.

멀티레벨 인버터에 연결된 리엑터의 리엑턴스값이 +20% 오차를 갖는 경우 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치(300)에 의해 제어된 멀티레벨 인버터의 출력전류는 도 11과 같은 형태로 나타나고, 과도상태의 특성은 도 12과 같은 형태로 나타날 수 있다. The output current of the multi-level inverter controlled by the image minute current controller 300 according to the present invention is shown in FIG. 11 when the reactance value of the reactor connected to the multi-level inverter has an error of + 20% The characteristic of the state can be expressed in the form as shown in FIG.

도 12에서 알 수 있듯이, 피드백 전류값의 q상(Iczq)은 제3 영상분 전류 기준값의 q상(I* czq)과 비교하여 오버슈트가 상당부분 제거되고 빠르게 안정화되는 것을 알 수 있다. 다만, 도 10의 시뮬레이션 결과에 비하면 응답에 진동이 발생하고 있으나, 제1 실시예 및 제2 실시예의 시뮬레이션 결과 그래프인 도 2, 도 3, 도 5, 및 도 6과 비교하여 과도응답 상태가 향상된 것을 알 수 있다.As can be seen from FIG. 12, the q-phase (I czq ) of the feedback current value is compared with the q-phase (I * czq ) of the third image minute current reference value, and it can be seen that the overshoot is largely eliminated and quickly stabilized. However, in comparison with the simulation results of Figs. 2, 3, 5, and 6, which are simulation results of the first and second embodiments, the transient response state is improved .

도 13은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 회로 파라미터 오차에 대한 제2 시뮬레이션 결과 중 멀티레벨 인버터의 리엑터에 흐르는 전류를 나타내는 그래프이고, 도 14는 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 회로 파라미터 오차에 대한 제2 시뮬레이션 결과 중 피드백 전류값 및 제3 영상분 전류 기준값을 나타내는 그래프이다.FIG. 13 is a graph showing a current flowing in a reactor of a multi-level inverter in a second simulation result on a circuit parameter error in the embodiment of FIG. 7 of the image minute current controller according to the present invention, 7 is a graph showing a feedback current value and a third image minute current reference value in a second simulation result on a circuit parameter error in the embodiment of FIG.

멀티레벨 인버터에 연결된 리엑터의 리엑턴스값이 -20% 오차를 갖는 경우 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치(300)에 의해 제어된 멀티레벨 인버터의 출력전류는 도 13과 같은 형태로 나타나고, 과도상태의 특성은 도 14와 같은 형태로 나타날 수 있다. The output current of the multi-level inverter controlled by the image minute current controller 300 according to the present invention is shown in the form of FIG. 13 when the reactance value of the reactor connected to the multi-level inverter has an error of -20% The characteristic of the state can be shown in the form of FIG.

도 14에서 알 수 있듯이, 피드백 전류값의 q상(Iczq)은 제3 영상분 전류 기준값의 q상(I* czq)과 비교하여 오버슈트가 상당부분 제거되고 빠르게 안정화되는 것을 알 수 있다. 다만, 도 10의 시뮬레이션 결과에 비하면 응답에 진동이 발생하고 있으나, 제1 실시예 및 제2 실시예의 시뮬레이션 결과 그래프인 도 2, 도 3, 도 5, 및 도 6과 비교하여 과도응답 상태가 향상된 것을 알 수 있다.As can be seen from FIG. 14, the q-phase (I czq ) of the feedback current value is compared with the q-phase (I * czq ) of the third image minute current reference value, and it can be seen that the overshoot is largely eliminated and quickly stabilized. However, in comparison with the simulation results of Figs. 2, 3, 5, and 6, which are simulation results of the first and second embodiments, the transient response state is improved .

도 15는 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 대역폭 오차에 대한 제3 시뮬레이션 결과 중 멀티레벨 인버터의 리엑터에 흐르는 전류를 나타내는 그래프이고, 도 16은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 대역폭 오차에 대한 제3 시뮬레이션 결과 중 피드백 전류값 및 제3 영상분 전류 기준값을 나타내는 그래프이다.FIG. 15 is a graph showing a current flowing in a reactor of a multi-level inverter among the results of a third simulation of a bandwidth error in the embodiment of FIG. 7 of the image minute current controller according to the present invention. 7 is a graph showing a feedback current value and a third image minute current reference value among a third simulation result on a bandwidth error in the embodiment of FIG.

저역통과필터의 대역폭이 +20% 오차를 갖는 경우 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치(300)에 의해 제어된 멀티레벨 인버터의 출력전류는 도 15와 같은 형태로 나타나고, 과도상태의 특성은 도 16과 같은 형태로 나타날 수 있다. In the case where the bandwidth of the low-pass filter has an error of + 20%, the output current of the multilevel inverter controlled by the video-minute-current control device 300 according to the present invention appears as shown in FIG. 15, 16 can be seen in the form.

도 16에서 알 수 있듯이, 피드백 전류값의 q상(Iczq)은 제3 영상분 전류 기준값의 q상(I* czq)과 비교하여 오버슈트가 상당부분 제거되고 빠르게 안정화되는 것을 알 수 있다. 다만, 도 10의 시뮬레이션 결과에 비하면 응답에 진동이 발생하고 있으나, 제1 실시예 및 제2 실시예의 시뮬레이션 결과 그래프인 도 2, 도 3, 도 5, 및 도 6과 비교하여 과도응답 상태가 향상된 것을 알 수 있다.As can be seen from FIG. 16, the q-phase (I czq ) of the feedback current value is compared with the q-phase (I * czq ) of the third image minute current reference value, and it can be seen that the overshoot is largely eliminated and quickly stabilized. However, in comparison with the simulation results of Figs. 2, 3, 5, and 6, which are simulation results of the first and second embodiments, the transient response state is improved .

도 17은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 회로 파라미터 오차에 대한 제4 시뮬레이션 결과 중 멀티레벨 인버터의 리엑터에 흐르는 전류를 나타내는 그래프이다.17 is a graph showing a current flowing in a reactor of the multi-level inverter among the results of the fourth simulation on the circuit parameter error in the embodiment of FIG. 7 of the image minute current controller according to the present invention.

도 18은 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치의 도 7에 따른 실시예에 있어서, 회로 파라미터 오차에 대한 제4 시뮬레이션 결과 중 피드백 전류값 및 제3 영상분 전류 기준값을 나타내는 그래프이다.FIG. 18 is a graph showing the feedback current value and the third image minute current reference value among the fourth simulation results on the circuit parameter error in the embodiment of FIG. 7 of the image minute current controller according to the present invention.

저역통과필터의 대역폭이 -20% 오차를 갖는 경우 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치에 의해 제어된 멀티레벨 인버터의 출력전류는 도 17과 같은 형태로 나타나고, 과도상태의 특성은 도 18과 같은 형태로 나타날 수 있다. In the case where the bandwidth of the low-pass filter has an error of -20%, the output current of the multi-level inverter controlled by the image minute current controller according to the present invention is as shown in FIG. 17, .

도 18에서 알 수 있듯이, 피드백 전류값의 q상(Iczq)은 제3 영상분 전류 기준값의 q상(I* czq)과 비교하여 오버슈트가 상당부분 제거되고 빠르게 안정화되는 것을 알 수 있다. 다만, 도 10의 시뮬레이션 결과에 비하면 응답에 진동이 발생하고 있으나, 제1 실시예 및 제2 실시예의 시뮬레이션 결과 그래프인 도 2, 도 3, 도 5, 및 도 6과 비교하여 과도응답 상태가 향상된 것을 알 수 있다.
As can be seen from FIG. 18, the q-phase (I czq ) of the feedback current value is compared with the q-phase (I * czq ) of the third image minute current reference value, and it can be seen that the overshoot is largely eliminated and quickly stabilized. However, in comparison with the simulation results of Figs. 2, 3, 5, and 6, which are simulation results of the first and second embodiments, the transient response state is improved .

<제4 실시예><Fourth Embodiment>

상기 제1 내지 제3 실시예에 있어서, 제1 정지좌표 변환부(110), 제2 정지좌표 변환부(210), 및 영상분 전류 기준값 생성부(310)는 계통에 출력하고자 하는 목표 전류값인 제1 영상분 전류 기준값을 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 기준값으로 변환한다. 이하 설명의 편의를 위해 제1 실시예에 따른 제1 정지좌표 변환부(110)를 기준으로 설명하나, 제 4실시예는 제1 내지 제3 실시예에 모두 적용될 수 있다.In the first to third embodiments, the first stop coordinate converter 110, the second stop coordinate converter 210, and the image minute current reference value generator 310 generate a target current value To the second image minute current reference value on the stop coordinate. For convenience of explanation, the first stationary coordinate transforming unit 110 according to the first embodiment will be described as a reference, but the fourth embodiment can be applied to all of the first through third embodiments.

제1 영상분 전류 기준값은 크기(Mag) 및 위상(Angle)을 포함하는데, 제1 정지좌표 변환부(110)는 상기 제1 영상분 전류 기준값을 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 기준값으로 변환한다.The first image minute current reference value includes a magnitude (Mag) and a phase angle (Angle), and the first still coordinate conversion unit 110 converts the first image minute current reference value into a second image minute current reference value on the still coordinate .

이하, 제4 실시예에서는 상기 제1 영상분 전류 기준값의 크기(Mag) 및 위상(Angle)을 직접 산출하는 제1 정지좌표 변환부(110)의 일 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a fourth embodiment will be described with reference to an embodiment of a first still coordinate transforming unit 110 for directly calculating the magnitude (Mag) and phase (Angle) of the first image minute current reference value do.

도 19는 본 발명에 따른 영상분 전류 제어장치에 있어서 제1 정지좌표 변환부의 일 실시예를 나타내는 도면이다.19 is a diagram showing an embodiment of a first still coordinate transforming unit in the image minute current control apparatus according to the present invention.

도 19에서 알 수 있듯이, 제1 정지좌표 변환부(110)는 직류전압 센싱부(411), 전류기준값 생성부(412), 및 전류기준값 변환부(418)를 포함한다.19, the first stationary coordinate transforming unit 110 includes a DC voltage sensing unit 411, a current reference value generating unit 412, and a current reference value converting unit 418.

직류전압 센싱부(411)는 멀티레벨 인버터를 구성하는 각 상의 직류전압을 측정한다. 일 실시예에 있어서, 각 상의 직류전압은 U상 직류전압(Vdc_u), V상 직류전압(Vdc_v), 및 W상 직류전압(Vdc_w)을 포함한다.The DC voltage sensing unit 411 measures the DC voltage of each phase constituting the multilevel inverter. In one embodiment, the DC voltage of each phase includes U-phase DC voltage Vdc_u, V-phase DC voltage Vdc_v, and W-phase DC voltage Vdc_w.

직류전압 센싱부(411)는 상기 U상 직류전압(Vdc_u), V상 직류전압(Vdc_v), 및 W상 직류전압(Vdc_w)을 평균하여 직류전압 평균값(Vdc_avg)을 생성한다.The DC voltage sensing unit 411 averages the U-phase DC voltage Vdc_u, the V-phase DC voltage Vdc_v, and the W-phase DC voltage Vdc_w to generate a DC voltage average value Vdc_avg.

직류전압 센싱부(411)는 상기 직류전압 평균값(Vdc_avg)과 함께 U상 직류전압(Vdc_u), V상 직류전압(Vdc_v), 및 W상 직류전압(Vdc_w)을 전류기준값 생성부에 출력한다.The DC voltage sensing unit 411 outputs the U phase DC voltage Vdc_u, the V phase DC voltage Vdc_v, and the W phase DC voltage Vdc_w to the current reference value generation unit together with the DC voltage average value Vdc_avg.

전류기준값 생성부(412)는 직류전압 센싱부(411)로부터 직류전압 평균값(Vdc_avg), U상 직류전압(Vdc_u), V상 직류전압(Vdc_v), 및 W상 직류전압(Vdc_w)을 입력받아 이를 적분비례제어 또는 비례적분 제어하여 제1 영상분 전류기준값을 산출한다.The current reference value generation section 412 receives the DC voltage average value Vdc_avg, the U phase DC voltage Vdc_u, the V phase DC voltage Vdc_v and the W phase DC voltage Vdc_w from the DC voltage sensing section 411 And performs the integral proportional control or the proportional integral control to calculate the first image minute current reference value.

일실시예에 있어서, 상기 제1 제어기는 적분 제어기이고, 상기 제2 제어기는 비례제어기일 수 있다.In one embodiment, the first controller may be an integral controller, and the second controller may be a proportional controller.

전류기준값 생성부(412)는 각 상별로 상기 각 상 직류전압의 평균값을 제1 제어기를 통해 조절하여 제1 결과값을 산출하고, 상기 각 상 직류전압을 제2 제어기를 통해 조절하여 제2 결과값을 산출하며, 상기 제1 결과값에서 상기 제2 결과값을 차감하여 각 상의 전류기준값을 생성하는 전압 컨트롤러를 포함한다.The current reference value generator 412 calculates the first result value by adjusting the average value of each phase DC voltage for each phase through the first controller and adjusts each phase DC voltage through the second controller, And a voltage controller for subtracting the second result value from the first result value to generate a current reference value of each phase.

일 실시예에 있어서, 전류기준값 생성부(412)는 제1 전압 컨트롤러(413), 제2 전압 컨트롤러(414), 제3 전압 컨트롤러(415), 및 제1 생성부(416)를 포함한다.The current reference value generator 412 includes a first voltage controller 413, a second voltage controller 414, a third voltage controller 415, and a first generator 416.

제1 전압 컨트롤러(413)는 직류전압 평균값(Vdc_avg) 및 U상 직류전압(Vdc_u)을 입력받아 이를 적분비례연산하여 U상 전류기준값(I*u)을 생성한다.The first voltage controller 413 receives the DC voltage average value Vdc_avg and the U phase DC voltage Vdc_u and performs an integral proportional calculation on the DC voltage Vdc_u to generate the U phase current reference value I * u.

제2 전압 컨트롤러(414)는 직류전압 평균값(Vdc_avg) 및 V상 직류전압(Vdc_v)을 입력받아 이를 적분비례연산하여 V상 전류기준값(I*v)을 생성한다.The second voltage controller 414 receives the DC voltage average value Vdc_avg and the V-phase DC voltage Vdc_v and performs an integral and a proportional calculation to generate the V-phase current reference value I * v.

제3 전압 컨트롤러(415)는 직류전압 평균값(Vdc_avg) 및 W상 직류전압(Vdc_w) 을 입력받아 이를 적분비례연산하여 W상 전류기준값(I*w)을 생성한다.The third voltage controller 415 receives the DC voltage average value Vdc_avg and the W-phase DC voltage Vdc_w, and integrates and calculates the W-phase DC voltage Vdc_w to generate the W-phase current reference value I * w.

제1 생성부(416)는 상기 U상 전류기준값(I*u), V상 전류기준값(I*v), 및 W상 전류기준값(I*w)을 입력받아 제1 영상분 전류기준값(I*z)을 생성한다.The first generator 416 receives the U phase current reference value I * u, the V phase current reference value I * v and the W phase current reference value I * w, * z).

일 실시예에 있어서, 제1 생성부(416)는 상기 U상 전류기준값(I*u), V상 전류기준값(I*v), 및 W상 전류기준값(I*w)에 각각 120도의 위상 차를 갖는 사인함수를 곱하여 제1 영상분 전류기준값(I*z)을 생성할 수 있다.In one embodiment, the first generator 416 generates a phase of 120 degrees to the U phase current reference value I * u, the V phase current reference value I * v, and the W phase current reference value I * The first image minute current reference value (I * z) can be generated by multiplying the sine function having the difference.

이를 식으로 표현하면 다음 수학식 7과 같다.
This can be expressed by the following equation (7).

[수학식 7]&Quot; (7) &quot;

Figure pat00001

Figure pat00001

이때, 제1 영상분 전류기준값(I*z)의 크기(Mag) 및 위상(Angle)을 구하기 위해 상기 수학식 7을 변형하면 다음 수학식 8과 같다.
In this case, to obtain the magnitude (Mag) and the phase (Angle) of the first image minute current reference value (I * z), the above Equation (7)

[수학식 8]&Quot; (8) &quot;

Figure pat00002

Figure pat00002

상기 수학식 8의 사인함수 및 코사인 함수는 위상이 동일하므로 하나의 사인함수로 합성할 수 있는데, 이는 다음 수학식 9와 같다.
Since the sine function and the cosine function of Equation (8) have the same phase, they can be synthesized with one sinusoidal function.

[수학식 9]&Quot; (9) &quot;

Figure pat00003

Figure pat00003

일 실시예에 따른 제1 생성부(416)는 상술한 수학식 7 내지 9에 따라 제1 영상분 전류기준값(I*z)의 크기(Mag) 및 위상(Angle)을 계산한다.The first generator 416 according to the embodiment calculates the magnitude (Mag) and the phase (Angle) of the first image minute current reference value I * z according to the above-described Equations (7) to (9).

전류기준값 변환부(418)는 상기 제1 영상분 전류기준값(I*z)의 크기(Mag) 및 위상(Angle)을 이용하여 제2 영상분 전류 기준값을 생성한다.The current reference value conversion unit 418 generates the second image minute current reference value using the magnitude (Mag) and the phase angle (Angle) of the first image minute current reference value (I * z).

일 실시예에 있어서 제2 영상분 전류 기준값은 상술한 제1 실시예 내지 제3 실시예와 같이 a상 및 b상의 정지좌표로 표현될 수 있다.In one embodiment, the second image minute current reference value may be represented by the a-phase and b-phase stop coordinates as in the first to third embodiments.

도 20은 이상적인 정지좌표 상의 a상 영상분 전류 기준값과 본 발명의 제4 실시예에 따른 정지좌표 상의 a상 제2 영상분 전류 기준값의 차이를 나타내는 도면이고, 도 21은 본 발명의 제1 실시예 및 제4 실시예에 따른 V상 직류전압을 비교하는 도면이고, 도 22는 본 발명의 제4 실시예에 따른 V상, U상, W상 직류전압의 변화를 나타내는 도면이다.20 is a diagram showing the difference between the a-phase image minute current reference value on the ideal stop coordinate and the a-phase second image minute current reference value on the still coordinate according to the fourth embodiment of the present invention, and Fig. FIG. 22 is a graph showing changes in V-phase, U-phase, and W-phase DC voltages according to the fourth embodiment of the present invention.

도 20에서 알 수 있듯이, 정지좌표 상의 a상 제2 영상분 전류 기준값은 이상적인 값과 비교하여 과도상태에 따른 오차가 발생된다. 다만, 과도상태에 따른 오차는 시간이 경과함에 따라 감소된다.As can be seen from Fig. 20, the a-phase second image minute current reference value on the stationary coordinate is compared with an ideal value, and an error according to the transient state is generated. However, the error due to the transient state decreases with time.

도 21에서 알 수 있듯이, 제1 실시예에 따른 V상 직류전압은 제4 실시예에 따른 V상 직류전압에 비해 과도상태의 응답 오차가 더 큰 것을 알 수 있다. 즉, 제4 실시예에 따르면 V상 직류전압의 과도상태 응답이 더욱 빠르게 줄어드는 것을 알 수 있다.As can be seen from FIG. 21, the V-phase DC voltage according to the first embodiment is larger than the V-phase DC voltage according to the fourth embodiment in response to a transient state. That is, according to the fourth embodiment, it can be seen that the transient response of the V-phase DC voltage decreases more rapidly.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100 영상분 전류 제어장치 110 제1 정지좌표 변환부
120 제2 정지좌표 변환부 130 가상 전류 생성부
140 동기좌표 변환부 150 영상분 전류 제어부
200 영상분 전류 제어장치 210 제1 정지좌표 변환부
220 제2 정지좌표 변환부 240 동기좌표 변환부
250 영상분 전류 제어부 300 영상분 전류 제어장치
310 영상분 전류 기준값 생성부 320 영상분 전류 측정값 검출부
330 영상분 전류 변환부 340 동기좌표 변환부
350 과도 전류 제어부 411 직류전압 센싱부
412 전류기준값 생성부 418 전류기준값 변환부100 image minute current controller 110 The first stop coordinate converter
120 second stop coordinate transformation unit 130 virtual current generation unit
140 synchronous coordinate conversion unit 150 image minute current controller
200 image minute current controller 210 The first still coordinate converter
220 second stop coordinate conversion unit 240 synchronous coordinate conversion unit
250 minute current control unit 300 minute current control unit
310 image minute current reference value generation unit 320 image minute current measurement value detection unit
330 image minute current converter 340 Synchronization coordinate converter
350 transient current controller 411 DC voltage sensing unit
412 current reference value generator 418 current reference value converter

Claims (12)

멀티레벨 인버터의 각 상(phase) 직류전압 및 상기 각 상 직류전압의 평균값을 이용하여 계통에 출력하고자 하는 목표 전류값인 제1 영상분 전류 기준값을 생성하는 전류기준값 생성부;
상기 제1 영상분 전류 기준값을 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 기준값으로 변환하는 전류기준값 변환부;
상기 제2 영상분 전류 기준값을 동기좌표 상의 제3 영상분 전류 기준값으로 변환하고, 상기 각 상에서 계통에 실제 출력되는 영상분 전류 측정값 및 상기 영상분 전류 측정값의 위상이 변경된 가상전류를 동기좌표 상의 피드백 전류값으로 변환하는 동기좌표 변환부; 및
동기좌표 상에서 상기 제3 영상분 전류 기준값 및 피드백 전류값을 조절하여 영상분 전류의 과도상태를 제어하는 영상분 전류 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상분 전류 제어장치.A current reference value generation unit for generating a first image minute current reference value that is a target current value to be output to the system using each phase DC voltage of the multilevel inverter and an average value of the respective phase DC voltages;
A current reference value converter for converting the first image minute current reference value to a second image minute current reference value on the stop coordinate;
A second image minute current reference value is converted into a third image minute current reference value on the synchronous coordinate, and the image minute current measurement value actually output to the system in each phase and the virtual current whose phase of the image minute current measurement value is changed are set as synchronization coordinates To a feedback current value on the basis of the feedback current value; And
And an image minute current controller for controlling the transient state of the image minute current by adjusting the third image minute current reference value and the feedback current value on the synchronous coordinate. 멀티레벨 인버터의 각 상(phase) 직류전압 및 상기 각 상 직류전압의 평균값을 이용하여 계통에 출력하고자 하는 목표 전류값인 제1 영상분 전류 기준값을 생성하는 전류기준값 생성부;
상기 제1 영상분 전류 기준값을 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 기준값으로 변환하는 전류 기준값 변환부;
상기 제2 영상분 전류 기준값을 동기좌표 상의 제3 영상분 전류 기준값으로 변환하고, 상기 제2 영상분 전류 기준값 및 각 상에서 계통에 출력되는 실제 전류값을 정지좌표로 변환한 제2 영상분 전류 측정값을 동기좌표 상의 피드백 전류값으로 변환하는 동기좌표 변환부; 및
동기좌표 상에서 상기 제3 영상분 전류 기준값 및 피드백 전류값을 조절하여 영상분 전류의 과도상태를 제어하는 영상분 전류 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상분 전류 제어장치.A current reference value generation unit for generating a first image minute current reference value that is a target current value to be output to the system using each phase DC voltage of the multilevel inverter and an average value of the respective phase DC voltages;
A current reference value converter for converting the first image minute current reference value to a second image minute current reference value on the stop coordinate;
A second image minute current reference value obtained by converting the second image minute current reference value into a third image minute current reference value on the synchronous coordinate, A synchronous coordinate transforming unit for transforming the value into a feedback current value on the synchronous coordinate; And
And an image minute current controller for controlling the transient state of the image minute current by adjusting the third image minute current reference value and the feedback current value on the synchronous coordinate. 멀티레벨 인버터의 각 상(phase) 직류전압 및 상기 각 상 직류전압의 평균값을 이용하여 계통에 출력하고자 하는 목표 전류값인 제1 영상분 전류 기준값을 생성하는 전류기준값 생성부;
상기 제1 영상분 전류 기준값을 정지좌표 상의 제2 영상분 전류 기준값으로 변환하는 전류 기준값 변환부;
상기 제2 영상분 전류 기준값을 동기좌표 상의 제3 영상분 전류 기준값으로 변환하고, 상기 제1 영상분 전류 기준값을 미리 설정된 필터를 통과시켜 형성된 가상전류 및 각 상에서 계통에 출력되는 실제 전류값을 정지좌표로 변환한 제2 영상분 전류 측정값을 동기좌표 상의 피드백 전류값으로 변환하는 동기좌표 변환부; 및
동기좌표 상에서 상기 제3 영상분 전류 기준값 및 피드백 전류값이 일치하도록 조절하여 영상분 전류의 과도상태가 안정화되도록 제어하는 과도 전류 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상분 전류 제어장치.A current reference value generation unit for generating a first image minute current reference value that is a target current value to be output to the system using each phase DC voltage of the multilevel inverter and an average value of the respective phase DC voltages;
A current reference value converter for converting the first image minute current reference value to a second image minute current reference value on the stop coordinate;
Current reference value on the synchronous coordinate, a virtual current generated by passing the first image minute current reference value through a preset filter, and an actual current value output to the system in each phase are stopped A synchronous coordinate conversion unit for converting a second image minute current measurement value converted into coordinates into a feedback current value on a synchronous coordinate; And
And a transient current controller for controlling the transient state of the image minute current to be stabilized by adjusting the third image minute current reference value and the feedback current value to coincide with each other on the synchronous coordinate. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 전류기준값 생성부는,
상기 각 상 직류전압 및 상기 각 상 직류전압의 평균값을 적분비례제어 또는 비례적분 제어하여 상기 제1 영상분 전류기준값의 크기 및 위상을 계산하는 것을 특징으로 하는 영상분 전류 제어장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the current reference value generator comprises:
Wherein the controller calculates the magnitude and phase of the first image minute current reference value by performing integral proportional control or proportional integral control on the average value of the phase DC voltage and the phase DC voltage. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 전류기준값 생성부는,
각 상별로 상기 각 상 직류전압의 평균값을 제1 제어기를 통해 조절하여 제1 결과값을 산출하고, 상기 각 상 직류전압을 제2 제어기를 통해 조절하여 제2 결과값을 산출하며, 상기 제1 결과값에서 상기 제2 결과값을 차감하여 각 상의 전류기준값을 생성하는 전압 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상분 전류 제어장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the current reference value generator comprises:
Calculating a first result value by adjusting an average value of each phase DC voltage for each phase through a first controller, calculating a second result value by adjusting each phase DC voltage through a second controller, And a voltage controller for subtracting the second result value from the resultant value to generate a current reference value of each phase. 제5항에 있어서,
상기 제1 제어기는 적분 제어기이고, 상기 제2 제어기는 비례제어기인 것을 특징으로 하는 영상분 전류 제어장치.6. The method of claim 5,
Wherein the first controller is an integral controller and the second controller is a proportional controller. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 전류기준값 생성부는,
각 상 별로 생성된 전류기준값이 미리 정해진 위상차를 갖도록 상기 각 상의 전류기준값의 위상을 조절하고, 상기 위상이 조절된 각 상의 전류기준값을 합산하여 상기 제1 영상분 전류 기준값을 생성하는 제1 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상분 전류 제어장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the current reference value generator comprises:
A first generating unit for adjusting the phase of the current reference value of each phase so that the current reference value generated for each phase has a predetermined phase difference and for summing the current reference values of the phase of each phase to generate the first image minute current reference value And a second current control unit for controlling the second current control unit. 제7항에 있어서,
상기 제1 생성부는, 상기 각 상의 전류기준값이 120도의 위상차를 갖도록 상기 각 상 별로 생성된 전류 기준값에 120도의 위상 차를 갖는 사인함수를 곱하여 상기 각 상의 전류기준값의 위상을 조절하는 것을 특징으로 하는 영상분 전류 제어장치.8. The method of claim 7,
Wherein the first generating unit multiplies the current reference value generated for each phase by a sine function having a phase difference of 120 degrees so that the current reference value of each phase has a phase difference of 120 degrees to adjust the phase of the current reference value of each phase Image minute current controller. 제1항에 있어서,
상기 각 상에서 상기 계통에 실제 출력되는 제1 영상분 전류 측정값을 측정하는 측정부; 및
상기 측정부에 의해 측정된 상기 제1 영상분 전류 측정값을 제1 전역 통과 필터(All Pass Filter; APF)를 통과시켜 상기 가상전류를 생성하는 가상전류 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상분 전류 제어장치.The method according to claim 1,
A measuring unit for measuring a first image minute current measurement value actually output to the system at each phase; And
Further comprising a virtual current generator for generating the virtual current by passing the first image minute current measured value measured by the measuring unit through a first pass filter (APF) Current control device. 제3항에 있어서,
상기 각 상에서 상기 계통에 실제 출력되는 제1 영상분 전류 측정값을 측정하는 측정부; 및
상기 제1 영상분 전류 기준값을 1차 저역통과필터(Low Pass Filter; LPF)를 통과시켜 상기 가상전류를 생성하는 영상분 전류 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상분 전류 제어장치.The method of claim 3,
A measuring unit for measuring a first image minute current measurement value actually output to the system at each phase; And
Further comprising an image minute current converter for generating the virtual current by passing the first image minute current reference value through a first low pass filter (LPF). 제3항에 있어서,
상기 각 상에서 상기 계통에 실제 출력되는 제1 영상분 전류 측정값을 측정하는 측정부; 및
상기 제1 영상분 전류 기준값을 1차 저역통과필터(Low Pass Filter; LPF)를 이용하여 필터링하고, 상기 필터링된 결과값에 상기 제1 영상분 전류 기준값의 위상 보다 90도 앞서는 위상을 갖는 정현파를 승산하여 상기 가상전류를 생성하는 영상분 전류 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상분 전류 제어장치.The method of claim 3,
A measuring unit for measuring a first image minute current measurement value actually output to the system at each phase; And
Wherein the first image minus current reference value is filtered using a first low pass filter (LPF), and a sinusoidal wave having a phase that is 90 degrees ahead of the phase of the first image minute current reference value is added to the filtered resultant value And a video current-to-current converter for generating the virtual current by multiplying the video current by the video current-to-current converter. 제10 또는 제11항에 있어서,
상기 저역통과필터의 차단주파수(Wn)는 상기 과도 전류 제어부의 동작 주파수와 같은 것을 특징으로 하는 영상분 전류 제어장치.The method according to claim 10 or 11,
Wherein the cut-off frequency (Wn) of the low-pass filter is equal to the operating frequency of the transient current controller.
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