KR20160059077A - Voltage compensaton apparatus for driving induction motor and voltage compensaton method usinig the same - Google Patents

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KR20160059077A
KR20160059077A KR1020140160226A KR20140160226A KR20160059077A KR 20160059077 A KR20160059077 A KR 20160059077A KR 1020140160226 A KR1020140160226 A KR 1020140160226A KR 20140160226 A KR20140160226 A KR 20140160226A KR 20160059077 A KR20160059077 A KR 20160059077A
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정세종
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현대중공업 주식회사
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Abstract

Disclosed are a voltage compensating apparatus for an induction motor to restrain voltage distortion by controlling the magnitude of compensation voltage in real time to compensate not only voltage distortion due to a time delay of turning on and turning off, but also voltage distortion due to voltage drop of a switching element and a voltage compensating method using the same. The voltage compensating apparatus for an induction motor comprises: an inverter for supplying three-phase voltage to the induction motor using a power element; and a voltage compensating control unit for controlling on and off operations of the power element by using a driving signal generated on the basis of compensating voltage which is a sum of voltage distortion amount compensating voltage and dead time compensating voltage after calculating the dead time compensating voltage by the voltage distortion amount compensating voltage and current polarity generated in the three-phase voltage.

Description

유도 전동기 구동용 전압보상장치 및 이를 이용한 전압보상방법{VOLTAGE COMPENSATON APPARATUS FOR DRIVING INDUCTION MOTOR AND VOLTAGE COMPENSATON METHOD USINIG THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a voltage compensating device for driving an induction motor, and a voltage compensating method using the compensating device. [0002]

본 발명은 전압보상장치 및 전압보상방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유도 전동기 구동용 전압보상장치 및 이를 이용한 전압보상방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a voltage compensating apparatus and a voltage compensating method, and more particularly, to a voltage compensating apparatus for driving an induction motor and a voltage compensating method using the same.

유도 전동기에는 상용전원으로부터 공급되는 전압과 주파수를 부하조건에 맞게 가변시키는 전력변환장치가 사용된다. 유도 전동기 구동용 전력변환장치의 출력전압은 PWM 형태로 출력되고, 이러한 출력전압은 반도체 스위칭 소자로 인한 비선형적 요소로 인해 출력 전압에 왜곡이 발생되어 지령전압과 다른 전압이 출력된다. 따라서 출력전압을 일정하게 유지하기 위해서는 PWM 전압을 적절히 보상해 주어야 한다. The induction motor uses a power conversion device that varies the voltage and frequency supplied from the commercial power source to meet the load conditions. The output voltage of the power converter for driving the induction motor is output in the form of PWM, and the output voltage is distorted due to the nonlinear factor due to the semiconductor switching element, so that the output voltage is different from the command voltage. Therefore, in order to keep the output voltage constant, the PWM voltage must be compensated appropriately.

여기서, 이 PWM 방식은 출력 전압의 크기를 등가의 펄스 폭으로 변조시켜 인가하는 방식으로서 인버터에 있어서 증폭 트랜지스터의 열손실을 막기 위한 필수적인 구성요소라고 할 수 있다.Here, this PWM method is an essential component for preventing the heat loss of the amplifying transistor in the inverter by modulating the magnitude of the output voltage with an equivalent pulse width.

도 1은 이와 같은 3상 PWM 방식 인버터의 개략적인 회로 구성도이고, 도 2는 도 1의 인버터에서의 데드 타임 및 턴-온 지연시간 보상을 보여주는 게이팅 펄스 파형도이다.FIG. 1 is a schematic circuit configuration diagram of such a three-phase PWM system inverter, and FIG. 2 is a gating pulse waveform chart showing the dead time and turn-on delay time compensation in the inverter of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 3상 PWM 인버터에 있어서 데드 타임(Td) 동안에는 동일한 상(phase), 예컨대 a상의 스위칭 소자인 트랜지스터(Ta)(Ta')로는 전류가 흐르지 못하고, b상의 다이오드(Db)(Db')나 c상의 다이오드(Dc)(Dc')로만 전류가 흐르게 된다. 1 and 2, in the three-phase PWM inverter, no current flows through the same phase during a dead time (Td), for example, the transistor Ta (Ta '), which is a switching element of a-phase, The current flows only through the diode Db (Db ') or the diode Dc (Dc') on the c.

이때, c상의 트랜지스터(Tc)(Tc')가 T1에서 턴-온(turn-on)되어야 할 때, A-게이팅을 먼저 T1-Tcom에서 턴-오프(turn-off)시키고, A+게이팅을 T1-Tcom+Td 에서 턴-온함으로써 데드 타임(Td )이 보상된다.At this time, when the transistor Tc 'on c-phase Tc' is to be turned on at T1, the A-gating is first turned off at T1-Tcom and the A + The dead time Td is compensated for by turning on at -Tcom + Td.

도 2에서 (a)는 이상적인 게이팅 펄스 파형도, (b)는 데드 타임을 보상한 경우의 게이팅 펄스 파형도, (C)는 스위칭 제어신호의 턴-온에서 스위칭 소자의 실제 턴-온 까지의 지연시간(Ton)을 보상한 경우의 게이팅 펄스 파형도, 그리고 (d)는 (c)의 등가 파형도이다. 또한, (a)∼(d)는 유도 전동기로 흘러 들어가는 a상의 전류가 0보다 큰 경우의 파형도이고, (e)∼(g)는 전류가 0보다 작은 경우의 파형도이다.In FIG. 2, (a) is an ideal gating pulse waveform, (b) is a gating pulse waveform when the dead time is compensated, (C) The gating pulse waveform when the delay time Ton is compensated, and (d) the equivalent waveform of (c). (A) to (d) are waveform diagrams when the current of the a phase flowing into the induction motor is greater than zero, and (e) to (g) are waveform diagrams when the current is smaller than zero.

이상에서와 같이 종래에는 턴-온 시간지연 및 턴-오프 시간지연의 보상에 의해서만 출력전압의 왜곡을 보상하였다. 그러나, 출력전압의 왜곡은 턴-온 및 턴-오프의 시간지연에 의해서뿐만이 아니라, 상기 스위칭 소자의 전압강하에 의해서도 발생된다. 따라서, 종래와 같은 보상방법으로는 출력전압의 왜곡을 완전히 보상할 수 없으며, 그 결과 유도 전동기를 정밀하게 제어할 수 없다는 문제점이 있다.
As described above, conventionally, the distortion of the output voltage is compensated only by the compensation of the turn-on time delay and the turn-off time delay. However, the distortion of the output voltage is caused not only by the turn-on and turn-off time delays but also by the voltage drop of the switching element. Therefore, the conventional compensation method can not completely compensate for the distortion of the output voltage, and as a result, the induction motor can not be precisely controlled.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 턴-온 및 턴-오프의 시간지연에 의한 전압 왜곡뿐만 아니라, 스위칭 소자의 전압강하에 의한 전압 왜곡도 보상할 수 있도록 보상 전압의 크기를 실시간으로 조절하여 전압 왜곡 발생을 억제시키기 위한 유도 전동기 구동용 전압보상장치 및 이를 이용한 전압보상방법을 제공함에 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for compensating for voltage distortion caused by a voltage drop of a switching element as well as voltage distortion due to a time delay of turn- And a voltage compensating method using the voltage compensating apparatus. The present invention provides a voltage compensating apparatus for driving an induction motor.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기용 전압보상장치는 전력소자를 이용하여 3상 전압을 유도 전동기로 공급하는 인버터; 상기 3상 전압 내에 발생된 전압왜곡량 보상전압 및 전류 극성에 따른 데드타임 보상전압을 산출한 후, 상기 전압왜곡량 보상전압 및 상기 데드타임 보상전압을 합한 보상전압에 기초하여 생성된 구동신호를 이용하여 상기 전력소자의 온/오프 동작을 제어하는 전압보상 제어부를 포함한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided an induction motor voltage compensator comprising: an inverter for supplying a three-phase voltage to an induction motor using a power device; Calculating a dead time compensation voltage according to a voltage distortion amount compensation voltage and a current polarity generated within the three-phase voltage, and outputting a driving signal generated based on a compensation voltage obtained by adding the voltage distortion amount compensation voltage and the dead time compensation voltage And a voltage compensation control unit for controlling on / off operation of the power device using the power control unit.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기용 전압보상장치를 이용한 전압보상방법은 복수 개의 전력소자들로 구성된 인버터에서 출력된 3상 전압의 전류 극성을 판별 후, 데드타임 전압보상을 생성하는 제1 전압보상 생성단계; 상기 3상 전압의 각 상의 전류각을 계산한 후, 동기좌표계로 변환시켜, 상기 동기좌표계를 이용하여 전압왜곡량을 산출한 후, 상기 전압왜곡량에 따른 전압왜곡량 전압보상을 생성하는 제2 전압보상 생성단계; 상기 각 상별로 상기 데드타임 전압보상과 상기 전압왜곡량 전압보상을 합산처리한 후, 외부에서 인가되는 폴전압과 상기 합산된 전압보상을 합산처리하는 합산 처리 단계; 및 상기 합산처리된 전압보상을 이용하여 생성된 구동신호로 상기 복수 개의 전력소자들 각각의 ON/OFF 동작을 제어하는 전력소자 제어단계를 포함한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a voltage compensation method using an induction motor voltage compensator, comprising: determining a current polarity of a three-phase voltage output from an inverter including a plurality of power devices; A first voltage compensation generation step of generating a compensation; Calculating a current angle of each phase of the three-phase voltage, converting the current angle into a synchronous coordinate system, calculating a voltage distortion amount using the synchronous coordinate system, and generating a voltage distortion amount voltage compensation according to the voltage distortion amount, A voltage compensation generating step; A summation processing step of summing the dead time voltage compensation and the voltage distortion amount voltage compensation for each phase, and then summing the externally applied pole voltage and the summed voltage compensation; And a power device control step of controlling the ON / OFF operation of each of the plurality of power devices with the drive signal generated using the summed voltage compensation.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 전동기 구동 중에 전압 왜곡량을 계산하여 보상함으로써, 운전 조건의 변동에도 출력전류의 품질을 유지하고, 전동기의 토크진동을 최소화시킬 수 있다는 이점을 제공한다.According to the embodiment of the present invention, the amount of voltage distortion is calculated and compensated during the operation of the electric motor, so that the quality of the output current can be maintained even when the operation condition is changed, and the torque vibration of the electric motor can be minimized.

또한, 턴-온 및 턴-오프 시간지연에 의한 전압 왜곡은 물론 스위칭 소자의 전압강하에 의한 전압 왜곡도 보상하게 되므로, 정밀한 출력전압을 얻을 수 있고, 그 에 따라 유도 전동기의 출력전압의 크기를 정밀하게 제어할 수 있다는 이점을 제공한다.
In addition, not only the voltage distortion due to the turn-on and turn-off time delays but also the voltage distortion due to the voltage drop of the switching element is compensated, so that a precise output voltage can be obtained, Providing the advantage of precise control.

도 1은 일반적인 PWM 방식 인버터의 개략적인 회로도이다.
도 2는 도 1의 인버터에서의 데드타임 및 턴-온 지연시간의 보상을 보여주는 게이팅 펄스 파형도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기용 전압보상장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 전압왜곡량 전압보상 생성부를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기용 전압보상장치를 이용한 전압보상방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 도 5에 도시된 제2 연산단계를 보다 상세하게 나타낸 흐름도이다.
1 is a schematic circuit diagram of a general PWM type inverter.
FIG. 2 is a graph showing a gating pulse waveform diagram showing compensation of dead time and turn-on delay time in the inverter of FIG. 1. FIG.
3 is a block diagram illustrating a voltage compensation apparatus for an induction motor according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram showing the voltage distortion amount voltage compensation generating unit shown in FIG.
5 is a flowchart illustrating a voltage compensation method using a voltage compensating apparatus for an induction motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing the second calculation step shown in FIG. 5 in more detail.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The shape and the size of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity and the same elements are denoted by the same reference numerals in the drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기용 전압보상장치를 나타낸 블록도이다. 도 4는 도 3에 도시된 전압왜곡량 전압보상 생성부를 나타낸 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating a voltage compensation apparatus for an induction motor according to an embodiment of the present invention. 4 is a block diagram showing the voltage distortion amount voltage compensation generating unit shown in FIG.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기 구동용 전압보상장치(100)는 인버터(200) 및 전압보상 제어부(300)를 포함한다.3, the voltage compensating apparatus 100 for driving an induction motor according to an embodiment of the present invention includes an inverter 200 and a voltage compensation controller 300. [

상기 인버터(200)는 유도 전동기가 동작되도록 3상 전원을 공급하는 기능을 수행한다. The inverter 200 functions to supply three-phase power to operate the induction motor.

보다 구체적으로, 상기 인버터(200)는 상기 전압보상 제어부(300)에서 출력되는 구동신호에 따라 직류 전압을 교류 전압으로 변환시켜 유도 전동기의 코일들에 각각 인가하여 자기장을 발생시키도록 동작한다.More specifically, the inverter 200 converts the direct-current voltage into an alternating-current voltage according to the drive signal output from the voltage compensation controller 300, and applies the alternating-current voltage to the coils of the induction motor to generate a magnetic field.

참고로, 상기 유도 전동기의 내부에 위치하는 고정자는 3개의 코일(3상)이 분포되어 있고, 상기 인버터(200)는 고정자에 순차적으로 전압을 인가하여 회전하는 자기장을 발생시킬 수 있다. 회전하는 자기장은 회전자계라고 하고, 이 회전자계가 회전자 도체에 쇄교하면, 단락된 회전자 도체에는 기전력이 유도되고, 이로 인해 전류가 흐른다. 이 회전자 전류와 고정자 회전자계의 상호작용으로 토크가 발생하여, 회전자는 회전하게 되는 것이다. For reference, three coils (three phases) are distributed in the stator located inside the induction motor, and the inverter 200 can generate a rotating magnetic field by sequentially applying a voltage to the stator. The rotating magnetic field is called a rotating field, and when this rotating field is coupled to the rotor conductor, an electromotive force is induced in the shorted rotor conductor, thereby causing a current to flow. A torque is generated by the interaction between the rotor current and the stator rotating system, and the rotor rotates.

한편, 상기 인버터(200)는 전원, 복수 개의 전력소자들(Q1 내지 Q6) 및 복수 개의 다이오드(D1 내지 D6)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the inverter 200 may include a power source, a plurality of power devices Q1 to Q6, and a plurality of diodes D1 to D6.

여기서, 전원은 유도 전동기의 회전력으로 전환될 전기에너지를 전압 및 전류의 형태로 공급하는 기능을 수행하며, 상기 복수 개의 전력소자는 + 전원단에 연결되는 복수 개의 상위 전력소자(Q1~Q3)와 - 전원단 사이에 구비되는 복수의 하위 전력소자(Q4~Q6)로 이루어진다.Here, the power source functions to supply electric energy to be converted into rotational force of the induction motor in the form of voltage and current, and the plurality of power devices include a plurality of upper power devices (Q1 to Q3) connected to the + And a plurality of lower power devices (Q4 to Q6) provided between power terminals.

여기서, 각 상위 전력소자(Q1~Q3) 및 하위 전력소자(Q4~Q6)의 접점은 상기 전동기와 연결된 3개의 코일들(a상, b상, c상)에 연결된다.Here, the contacts of the upper power devices Q1 to Q3 and the lower power devices Q4 to Q6 are connected to three coils (a phase, b phase, and c phase) connected to the motor.

한편, 복수 개의 전력소자들(Q1 내지 Q6) 각각은 다이오드(D1 내지 D6)와 병렬연결되며, 상기 전압보상 제어부(300)에서 제공하는 구동제어 신호에 따라 스위칭 동작으로 수행함으로써, 직류 전압을 복수 개의 상을 갖는 교류 전압으로 변환시킨다. Each of the plurality of power devices Q1 to Q6 is connected in parallel to the diodes D1 to D6 and performs switching operation in accordance with a drive control signal provided by the voltage compensation controller 300, Into an alternating-current voltage having two phases.

이때, 복수 개의 전력소자들(Q1 내지 Q6)은 전력용량 및 스위칭 시간 등을 고려한 IGBT 또는 FET일 수 있다.
At this time, the plurality of power devices Q1 to Q6 may be IGBTs or FETs considering power capacity, switching time, and the like.

이하에서는 인버터의 구동동작의 일 예를 설명하도록 한다.Hereinafter, an example of driving operation of the inverter will be described.

예컨대, 인버터(200)의 상위 전력소자(Q1~Q3)가 차례로 턴온되면, 하위 전력소자(Q4~Q6)는 상위 전력소자(Q1~Q3)와 반대로 ON/OFF 동작을 수행하게 된다.For example, when the upper power elements Q1 to Q3 of the inverter 200 are sequentially turned on, the lower power elements Q4 to Q6 perform the ON / OFF operation as opposed to the upper power elements Q1 to Q3.

이때, 전력소자(Q1)가 턴-온(Turn-ON)되면, 유도 전동기의 a상 코일에 +전압이 인가되고, 전력소자(Q6)가 턴-온(Turn-ON) 되면서 c상 코일에는 -전압이 인가된다. At this time, when the power device Q1 is turned on, a positive voltage is applied to the a-phase coil of the induction motor, and the power device Q6 is turned on, - voltage is applied.

이에, a상 코일과 c상 코일 간에 반대 극성의 자기력이 발생하고, 자기력의 상호 작용에 의하여 회전자가 60도 회전한다. 이어서, 전력소자(Q1)는 OFF 되고, 전력소자(Q2)가 ON 되면서, c상 코일에 발생한 자기력과 반대 극성의 자기력이 b상 코일에 발생하고, 이 자기력에 의하여 유도 전동기가 60도만큼 더 회전한다.
Thus, a magnetic force of opposite polarity is generated between the a-phase coil and the c-phase coil, and the rotor rotates by 60 degrees due to the magnetic interaction. Subsequently, the power element Q1 is turned OFF, and the power element Q2 is turned ON, so that a magnetic force having a polarity opposite to that of the magnetic force generated in the c-phase coil is generated in the b-phase coil, Rotate.

마찬가지로, 전력소자(Q2)가 ON 상태인 동안, 전력소자(Q6)가 OFF 되고, 전력소자(Q4)가 ON 되면서, a상 코일에 b상 코일의 자기력과 반대 극성의 자기력이 발생하여, 회전자가 60도 더 회전한다. Similarly, while the power element Q2 is in the ON state, the power element Q6 is turned OFF and the power element Q4 is turned ON, so that a magnetic force having a polarity opposite to the magnetic force of the b-phase coil is generated in the a- The person turns 60 more.

다음으로, 전력소자(Q2)가 OFF 되면서, 전력소자(Q3)가 ON 되어, a상 코일과 c상 코일에 반대 극성의 자기력이 발생하고, 이에 유도 전동기가 60도 더 회전하고, 이어 전력소자(Q4)가 OFF 되고 전력소자(Q5)가 ON 되어, a상 코일과 b상 코일의 자기력에 의해 회전자가 다시 60도 회전한다.Next, while the power device Q2 is turned OFF, the power device Q3 is turned ON, and a magnetic force of opposite polarity is generated in the a-phase coil and the c-phase coil, and the induction motor is further rotated by 60 DEG, (Q4) is turned off, the power device (Q5) is turned on, and the rotor rotates again by 60 degrees by the magnetic force of the a-phase coil and the b-phase coil.

이러한 과정이 반복되어 이루어지면서, 회전자가 계속 회전하여 유도 전동기가 동작하며, 상기 구동제어 신호에 따른 상기 인버터(200)의 제어에 의해 전술한 과정들이 반복되어 이루어지면서, 회전자가 계속 회전 동작을 수행할 수가 있다.
As the process is repeated, the rotor continues to rotate, and the induction motor is operated. The above-described processes are repeated by the control of the inverter 200 according to the drive control signal, I can do it.

다음으로, 상기 전압보상 제어부(300)는 상기 3상 전압 내에 발생된 전압왜곡량 및 전류 극성에 따른 데드타임 보상전압을 산출한 후, 상기 전압왜곡량 및 상기 데드타임 보상전압에 기초한 펄스폭 변조신호인 구동제어 신호를 이용하여 상기 전력소자들(Q1 내지 Q6)의 ON/OFF 동작을 제어하는 기능을 수행한다.Next, the voltage compensation controller 300 calculates a dead time compensation voltage according to the amount of voltage distortion and the current polarity generated in the three-phase voltage, and then calculates a pulse width modulation based on the voltage distortion amount and the dead time compensation voltage And controls the ON / OFF operation of the power devices Q1 to Q6 using a drive control signal.

보다 구체적으로, 상기 전압보상 제어부(300)는 제1 전압보상 발생부(310), 제2 전압보상 발생부(320), 연산부(330) 및 구동신호 발생부(340)를 포함한다.More specifically, the voltage compensation controller 300 includes a first voltage compensation generator 310, a second voltage compensation generator 320, an operation unit 330, and a driving signal generator 340.

상기 제1 전압보상 발생부(310)는 상기 3상 전압의 전류 극성을 판별을 통해 상기 3상 전압의 데드타임 전압보상을 생성하는 기능을 수행한다.The first voltage compensation generator 310 generates the dead time voltage compensation of the three-phase voltage through determination of the current polarity of the three-phase voltage.

상기 제2 전압보상 발생부(320)는 상기 3상 전압의 각 상의 전류각을 계산한 후, 동기좌표계로 변환시켜, 상기 동기좌표계를 이용하여 전압왜곡량을 산출한 후, 상기 전압왜곡량에 따른 전압왜곡량 전압보상을 생성하는 기능을 수행한다.The second voltage compensation generator 320 calculates a current angle of each phase of the three-phase voltage, converts the current angle into a synchronous coordinate system, calculates a voltage distortion amount using the synchronous coordinate system, Thereby generating a voltage distortion compensation amount voltage compensation according to the following equation.

상기 제2 전압보상 발생부(320)는 좌표 변환부(321) 및 전압왜곡량 전압보상 생성부(322)를 포함한다.The second voltage compensation generation unit 320 includes a coordinate transformation unit 321 and a voltage distortion amount voltage compensation generation unit 322.

상기 전류각 좌표 변환부(321)는 상기 3상 전압의 전류각을 산출한 후, 상기 동기좌표계로 좌표변환시키는 기능을 수행한다.The current angle-of-orthogonal transformation unit 321 calculates a current angle of the three-phase voltage, and performs a coordinate transformation on the basis of the synchronous coordinate system.

이때, 상기 동기좌표계는 하기의 수학식 1을 통해 도출된다.At this time, the synchronous coordinate system is derived by the following equation (1).

[수학식 1] [Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서,

Figure pat00002
,
Figure pat00003
는 a상 전류를 기준으로 하는 d, q축 동기좌표계 고정자 전류,
Figure pat00004
는 기본파 전류의 크기,
Figure pat00005
은 n차 고조파 전류의 크기,
Figure pat00006
는 a상 전류의 위상각,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
는 a상, b상, c상 전류를 나타낸다.
here,
Figure pat00002
,
Figure pat00003
D and q axis synchronous coordinate system stator current based on a phase current,
Figure pat00004
The magnitude of the fundamental wave current,
Figure pat00005
The magnitude of the n-th order harmonic current,
Figure pat00006
Phase angle of the a-phase current,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
Represents the a-phase, b-phase, and c-phase currents.

상기 전압왜곡량 전압보상 생성부(322)는 상기 동기좌표계를 이용하여 상기 각 상의 전압왜곡량인 d축 성분 전류의 5차 및 7차의 고조파를 추출한 후, 상기 고조파의 크기를 0으로 수렴시키는 보상전압(Vcomp)을 출력하는 기능을 수행한다.The voltage distortion amount voltage compensation generator 322 extracts fifth and seventh harmonics of the d-axis component current, which is the amount of voltage distortion of each phase, using the synchronous coordinate system, and then converges the magnitude of the harmonics to zero And outputs a compensation voltage Vcomp.

보다 구체적으로, 상기 전압왜곡량 전압보상 생성부(322)는 제1 연산자(322a), 제2 연산자(322b) 및 PI 제어부(322c)로 구성될 수 있다.More specifically, the voltage distortion amount voltage compensation generator 322 may include a first operator 322a, a second operator 322b, and a PI controller 322c.

상기 제1 연산자(322a)는 상기 각 상의 전압왜곡량에 기 설정된 전류각을 갖는 sin 함수를 곱한 후, 저대역통과필터를 통해 필터링하여 상기 고조파 성분을 추출하는 기능을 수행한다.The first operator 322a multiplies the voltage distortion amount of each phase by a sine function having a predetermined current angle, and then performs filtering through the low-pass filter to extract the harmonic components.

여기서, 상기 제1 연산자(322a)는 하기에 기재된 수학식 2를 이용하여 상기 고조파의 성분을 추출하게 된다.Here, the first operator 322a extracts the harmonic components using Equation (2) described below.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00010
Figure pat00010

여기서,

Figure pat00011
,
Figure pat00012
는 a상 전류를 기준으로 하는 d, q축 동기좌표계 고정자 전류를 나타낸다.
here,
Figure pat00011
,
Figure pat00012
Represents the stator current of the d and q axis synchronous coordinate system based on the a-phase current.

상기 제2 연산자(322b)는 가감산 연산을 통해 상기 고조파 성분의 크기를 0으로 수렴시키는 기능을 수행한다.The second operator 322b performs a function of converging the magnitude of the harmonic component to 0 through an add / subtract operation.

상기 PI 제어부(322c)는 상기 제2 연산자(322b)의 결과값을 이용하여 상기 각 상의 전압왜곡량 보상전압을 생성하는 기능을 수행한다.
The PI controller 322c generates a voltage distortion compensation voltage for each phase using the result of the second operator 322b.

다음으로, 상기 연산부(330)는 상기 각 상에 해당하는 데드타임 전압보상과 전압왜곡량 전압보상을 합산처리한 후, 외부에서 인가되는 폴전압(Van, Vbn, Vcn)과 상기 합산된 전압보상(Vdac, Vdbc, Vdcc)을 합산하는 기능을 수행한다.Next, the operation unit 330 adds up the dead time voltage compensation and the voltage distortion amount voltage compensation corresponding to each phase, and then calculates the pole voltages (Van, Vbn, Vcn) applied from the outside and the summed voltage compensation (Vdac, Vdbc, Vdcc).

상기 구동신호 발생부(340)는 상기 연산부(330)에서 합산된 전압보상을 이용하여 상기 전력소자(Q1 내지 Q6)의 ON/OFF 동작을 제어하는 펄스폭 변조 신호인 구동신호를 생성한다.
The driving signal generator 340 generates a driving signal that is a pulse width modulation signal for controlling ON / OFF operations of the power devices Q1 to Q6 using the voltage compensation summed in the operation unit 330. [

따라서, 인버터(200)는 전압보상 제어부(300)에서 제공하는 각 상별로 서로 다른 구동신호를 통해 구동되는 전력소자들로부터 실시간으로 균일한 3상 전압(전류)을 유도 전동기로 제공할 수가 있다.Accordingly, the inverter 200 can provide a three-phase voltage (current) uniformly in real time to the induction motor from power elements driven through different drive signals for each phase provided by the voltage compensation controller 300. [

이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기용 전압보상장치를 이용한 전압보상방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, a voltage compensation method using the voltage compensating apparatus for an induction motor according to an embodiment of the present invention will be described.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기용 전압보상장치를 이용한 전압보상방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6은 도 5에 도시된 제2 연산단계를 보다 상세하게 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a voltage compensation method using a voltage compensating apparatus for an induction motor according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a flowchart showing the second calculation step shown in FIG. 5 in more detail.

도 5에 도시된 바와같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기용 전압보상장치를 이용한 전압보상방법(S100)은 제1 전압보상 생성단계(S10), 제2 전압보상 생성단계(S20), 합산처리단계(S30) 및 전력소자 제어단계(S40)를 포함한다.5, the voltage compensation method S100 using the voltage compensating apparatus for an induction motor according to an embodiment of the present invention includes a first voltage compensation generating step S10, a second voltage compensation generating step S20, A summation processing step S30, and a power device control step S40.

상기 제1 전압보상 생성단계(S10)은 복수 개의 전력소자들로 구성된 인버터에서 출력된 3상 전압의 전류 극성을 판별 후, 데드타임 전압보상을 생성하는 단계일 수 있다.The first voltage compensation generation step (S10) may be a step of determining the current polarity of the three-phase voltage output from the inverter composed of a plurality of power devices, and then generating the dead time voltage compensation.

상기 제2 전압보상 생성단계(S20)는 상기 3상 전압의 각 상의 전류각을 계산한 후, 동기좌표계로 변환시켜, 상기 동기좌표계를 이용하여 전압왜곡량을 산출한 후, 상기 전압왜곡량에 따른 전압왜곡량 전압보상을 생성하는 단계로서, 좌표변환단계(S21) 및 전압왜곡량 전압보상 생성단계(S22)를 포함할 수 있다.The second voltage compensation generation step (S20) calculates a current angle of each phase of the three-phase voltage, converts the current angle into a synchronous coordinate system, calculates a voltage distortion amount using the synchronous coordinate system, , And may include a coordinate transformation step (S21) and a voltage distortion amount voltage compensation generation step (S22).

상기 좌표변환단계(S21)는 상기 3상 전압의 각 상의 전류각을 산출한 후, 상기 동기좌표계로 좌표변환시키는 단계일 수 있으며, 상기 전압왜곡량 전압보상 생성단계(S22)는 각 상의 동기좌표계를 산출한 후, 상기 각 상의 전압왜곡량인 d축 성분 전류의 5차 및 7차의 고조파를 추출한 후, 상기 고조파의 크기가 0으로 수렴된 보상전압을 출력하는 단계일 수 있다.The coordinate transformation step S21 may be a step of calculating a current angle of each phase of the three-phase voltage and then performing coordinate transformation on the basis of the synchronous coordinate system, and the step S22 of generating the voltage distortion amount voltage compensation may include: And extracting the fifth and seventh harmonics of the d-axis component current, which is the amount of voltage distortion of each phase, and outputting the compensating voltage whose harmonic amplitude converges to zero.

이때, 상기 좌표변환단계(S21)는 하기의 수학식 1을 이용하여 상기 각 상 전류를 동기좌표계로 좌표변환하게 된다.At this time, the coordinate transformation step S21 transforms each phase current into a synchronous coordinate system using the following equation (1).

[수학식 1] [Equation 1]

Figure pat00013
Figure pat00013

여기서,

Figure pat00014
,
Figure pat00015
는 a상 전류를 기준으로 하는 d, q축 동기좌표계 고정자 전류,
Figure pat00016
는 기본파 전류의 크기,
Figure pat00017
은 n차 고조파 전류의 크기,
Figure pat00018
는 a상 전류의 위상각,
Figure pat00019
,
Figure pat00020
,
Figure pat00021
는 a상, b상, c상 전류를 나타낸다.
here,
Figure pat00014
,
Figure pat00015
D and q axis synchronous coordinate system stator current based on a phase current,
Figure pat00016
The magnitude of the fundamental wave current,
Figure pat00017
The magnitude of the n-th order harmonic current,
Figure pat00018
Phase angle of the a-phase current,
Figure pat00019
,
Figure pat00020
,
Figure pat00021
Represents the a-phase, b-phase, and c-phase currents.

도 6을 참조하면, 상기 전압왜곡량 전압보상 생성단계(S22)는 상기 각 상 전류의 전압왜곡량에 기 설정된 전류각을 갖는 sin 함수를 곱한 후, 저대역통과필터를 이용하여 필터링하여 상기 고조파 성분을 추출하는 제1 연산단계(S22a), 가감산 연산을 통해 추출된 상기 고조파 성분의 크기를 0으로 수렴시키는 제2 연산단계(S22b) 및 상기 제2 연산단계(S22b)의 결과값에 상기 각 상 전류에 상응하는 전류왜곡량 보상전압을 생성하는 PI 제어단계(S22c)를 순차적으로 수행하는 단계일 수 있다.Referring to FIG. 6, in the voltage distortion amount voltage compensation generation step S22, the voltage distortion amount of each phase current is multiplied by a sine function having a predetermined current angle, and then filtered using a low-pass filter, A second calculation step (S22b) for converging the magnitude of the harmonic component extracted through the addition / subtraction operation to 0, and a second calculation step (S22b) for adding the result value of the second calculation step (S22b) And a PI control step (S22c) for generating a current distortion compensation voltage corresponding to each phase current.

여기서, 상기 제1 연산단계(S22a)는 하기에 기재된 수학식 2를 이용하여 상기 고조파 성분을 추출하게 된다.Here, the first calculation step (S22a) extracts the harmonic components using Equation (2) described below.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00022
Figure pat00022

여기서,

Figure pat00023
,
Figure pat00024
는 a상 전류를 기준으로 하는 d, q축 동기좌표계 고정자 전류,
Figure pat00025
는 a상 전류의 위상각을 나타낸다.here,
Figure pat00023
,
Figure pat00024
D and q axis synchronous coordinate system stator current based on a phase current,
Figure pat00025
Represents the phase angle of the a-phase current.

다음으로, 합산처리단계(S30)는 상기 각 상별로 상기 데드타임 전압보상과 상기 전압왜곡량 전압보상을 합산처리한 후, 외부에서 인가되는 폴전압(Van, Vbn, Vcn)과 상기 합산된 전압보상(Vdac, Vdbc, Vdcc)을 합산처리하는 단계일 수 있다.Next, the summing processing step S30 is a step of summing the dead-time voltage compensation and the voltage-distortion amount voltage compensation for each of the phases, and then adding the externally applied pole voltages Van, Vbn, Vcn and the summed voltage May be a step of summing the compensation (Vdac, Vdbc, Vdcc).

상기 전력소자 제어단계(S40)는 상기 합산처리된 전압보상을 이용하여 생성된 구동신호로 상기 복수 개의 전력소자(Q1 내지 Q6)들 각각의 ON/OFF 동작을 제어하는 단계일 수 있다.
The power device control step S40 may be a step of controlling the ON / OFF operation of each of the plurality of power devices Q1 to Q6 with the drive signal generated using the summed voltage compensation.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 유도 전동기에 제공되는 3상 전압의 전압 왜곡량을 실시간으로 계산하여 보상함으로써, 유도 전동기의 운전 조건이 변동할 경우에도 출력전류의 품질을 유지할 수 있고, 이를 통해 유도 전동기의 토크진동을 최소화시킬 수 있다는 이점을 제공한다.Therefore, according to an embodiment of the present invention, the amount of voltage distortion of the three-phase voltage provided to the induction motor is calculated and compensated in real time, so that the quality of the output current can be maintained even when the operating condition of the induction motor fluctuates, This provides the advantage that the torque vibration of the induction motor can be minimized.

또한, 전력소자의 턴-온/오프 동작에 따른 시간지연에 의한 전압 왜곡은 물론 전력소자의 전압강하에 의한 전압 왜곡도 동시에 보상할 수 있어 정밀한 출력전압을 얻을 수 있고, 그에 따라 유도 전동기의 정밀제어가 가능하다는 이점을 제공한다.
In addition, not only the voltage distortion due to the time delay due to the turn-on / off operation of the power device but also the voltage distortion due to the voltage drop of the power device can be compensated simultaneously, thereby obtaining a precise output voltage, Control is possible.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings. 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. It will be self-evident.

100: 유도 전동기용 전압보상장치 200: 인버터
300: 전압보상 제어부 310: 제1 전압보상 생성부
311: 전류극성 판별부 312: 데드타임 전압보상 생성부
320: 제2 전압보상 생성부 321: 좌표 변환부
322: 전압왜곡량 전압보상 생성부 322a: 제1 연산부
322b: 제2 연산부 322c: PI 제어부
330: 합산부 340: 구동신호 발생부
100: Voltage compensator for induction motor 200: Inverter
300: Voltage compensation control unit 310: First voltage compensation generation unit
311: current polarity discrimination unit 312: dead time voltage compensation generation unit
320: Second voltage compensation generation unit 321: Coordinate transformation unit
322: Voltage Distortion Amount Voltage Compensation Generation Unit 322a:
322b: second arithmetic unit 322c: PI control unit
330: Summing unit 340: Driving signal generating unit

Claims (10)

전력소자를 이용하여 3상 전압을 유도 전동기로 공급하는 인버터;
상기 3상 전압 내에 발생된 전압왜곡량 보상전압 및 전류 극성에 따른 데드타임 보상전압을 산출한 후, 상기 전압왜곡량 보상전압 및 상기 데드타임 보상전압을 합한 보상전압에 기초하여 생성된 구동신호를 이용하여 상기 전력소자의 온/오프 동작을 제어하는 전압보상 제어부를 포함하는 유도 전동기용 전압보상장치.
An inverter for supplying a three-phase voltage to the induction motor using a power device;
Calculating a dead time compensation voltage according to a voltage distortion amount compensation voltage and a current polarity generated within the three-phase voltage, and outputting a driving signal generated based on a compensation voltage obtained by adding the voltage distortion amount compensation voltage and the dead time compensation voltage And a voltage compensation control unit for controlling the on / off operation of the power device using the voltage compensation control unit.
제1항에 있어서, 상기 전압보상 제어부는,
상기 3상 전압의 전류 극성을 판별 후, 데드타임 전압보상을 생성하는 제1 전압보상 발생부;
상기 3상 전압의 각 상의 전류각을 계산한 후, 동기좌표계로 변환시켜, 상기 동기좌표계를 이용하여 전압왜곡량을 산출한 후, 상기 전압왜곡량에 따른 전압왜곡량 전압보상을 생성하는 제2 전압보상 발생부;
상기 각 상별로 상기 데드타임 전압보상과 상기 전압왜곡량 전압보상을 합산처리한 후, 외부에서 인가되는 폴전압과 상기 합산된 전압보상을 합산처리하는 연산부; 및
상기 연산부에서 합산처리된 전압보상을 이용하여 상기 전력소자의 온/오프 동작을 제어하는 구동신호를 생성하는 구동신호 발생부를 포함하는 유도 전동기용 전압보상장치.
The apparatus of claim 1, wherein the voltage compensation controller comprises:
A first voltage compensation generator for determining a current polarity of the three-phase voltage and generating a dead time voltage compensation;
Calculating a current angle of each phase of the three-phase voltage, converting the current angle into a synchronous coordinate system, calculating a voltage distortion amount using the synchronous coordinate system, and generating a voltage distortion amount voltage compensation according to the voltage distortion amount, A voltage compensation generator;
An operation unit for summing the dead time voltage compensation and the voltage distortion amount voltage compensation for each phase, and then summing the externally applied pole voltage and the summed voltage compensation; And
And a drive signal generator for generating a drive signal for controlling the on / off operation of the power device using the voltage compensation summed in the operation unit.
제2항에 있어서, 상기 제2 전압보상 발생부는,
상기 3상 전압의 각 상의 전류각을 산출한 후, 상기 동기좌표계로 좌표변환시키는 전류각 좌표 변환부; 및
각 상의 동기좌표계를 산출한 후, 상기 각 상의 전압왜곡량인 d축 성분 전류의 5차 및 7차의 고조파를 추출한 후, 상기 고조파의 크기가 0으로 수렴된 보상전압을 출력하는 전압왜곡량 전압보상 생성부를 포함하는 유도 전동기용 전압보상장치.
The apparatus of claim 2, wherein the second voltage compensation generator comprises:
Calculating a current angle of each phase of the three-phase voltage, and then performing coordinate conversion on the synchronous coordinate system; And
Calculating a synchronous coordinate system of each phase, extracting fifth and seventh harmonics of the d-axis component current, which is the amount of voltage distortion of each phase, and outputting a voltage compensating voltage having a magnitude of the harmonic converged to 0 And a compensation generating unit.
제3항에 있어서,
상기 전류각 좌표 변환부는,
하기의 수학식 1을 이용하여 상기 각 상의 동기좌표계를 생성하는 유도 전동기용 전압보상장치.
[수학식 1]
Figure pat00026

여기서,
Figure pat00027
,
Figure pat00028
는 a상 전류를 기준으로 하는 d, q축 동기좌표계 고정자 전류,
Figure pat00029
는 기본파 전류의 크기,
Figure pat00030
은 n차 고조파 전류의 크기,
Figure pat00031
는 a상 전류의 위상각,
Figure pat00032
,
Figure pat00033
,
Figure pat00034
는 a상, b상, c상 전류를 나타낸다.
The method of claim 3,
Wherein the current angular coordinate conversion unit comprises:
And the synchronous coordinate system of each phase is generated by using the following equation (1).
[Equation 1]
Figure pat00026

here,
Figure pat00027
,
Figure pat00028
D and q axis synchronous coordinate system stator current based on a phase current,
Figure pat00029
The magnitude of the fundamental wave current,
Figure pat00030
The magnitude of the n-th order harmonic current,
Figure pat00031
Phase angle of the a-phase current,
Figure pat00032
,
Figure pat00033
,
Figure pat00034
Represents the a-phase, b-phase, and c-phase currents.
제3항에 있어서, 상기 전압왜곡량 전압보상 생성부는,
상기 각 상의 전압왜곡량에 기 설정된 전류각을 갖는 sin 함수를 곱한 후, 필터링하여 상기 고조파 성분을 추출하는 제1 연산자;
가감산 연산을 통해 상기 고조파 성분의 크기를 0으로 수렴시키는 제2 연산자; 및
상기 연산자의 결과값에 상기 각 상의 전류왜곡량 보상전압을 생성하는 PI 제어부를 포함하는 유도 전동기용 전압보상장치.
The voltage-distortion compensating apparatus as claimed in claim 3,
A first operator for multiplying the voltage distortion amount of each phase by a sin function having a predetermined current angle, and then filtering the harmonic components to extract the harmonic components;
A second operator for converging the magnitude of the harmonic component to zero through an add / subtract operation; And
And a PI control unit for generating a current distortion compensation voltage for each phase of the result of the operator.
제5항에 있어서, 상기 제1 연산자는
하기에 기재된 수학식 2를 이용하여 상기 고조파의 성분을 추출하는 유도 전동기용 전압보상장치.
[수학식 2]
Figure pat00035

여기서,
Figure pat00036
,
Figure pat00037
는 a상 전류를 기준으로 하는 d, q축 동기좌표계 고정자 전류를 나타낸다.
6. The method of claim 5, wherein the first operator
The voltage compensating device for an induction motor for extracting the harmonic component by using Equation (2) described below.
&Quot; (2) "
Figure pat00035

here,
Figure pat00036
,
Figure pat00037
Represents the stator current of the d and q axis synchronous coordinate system based on the a-phase current.
복수 개의 전력소자들로 구성된 인버터에서 출력된 3상 전압의 전류 극성을 판별 후, 데드타임 전압보상을 생성하는 제1 전압보상 생성단계;
상기 3상 전압의 각 상의 전류각을 계산한 후, 동기좌표계로 변환시켜, 상기 동기좌표계를 이용하여 전압왜곡량을 산출한 후, 상기 전압왜곡량에 따른 전압왜곡량 전압보상을 생성하는 제2 전압보상 생성단계;
상기 각 상별로 상기 데드타임 전압보상과 상기 전압왜곡량 전압보상을 합산처리한 후, 외부에서 인가되는 폴전압과 상기 합산된 전압보상을 합산처리하는 합산 처리 단계; 및
상기 합산처리된 전압보상을 이용하여 생성된 구동신호로 상기 복수 개의 전력소자들 각각의 ON/OFF 동작을 제어하는 전력소자 제어단계를 포함하는 유도 전동기용 전압보상장치를 이용한 산업용 인버터의 전압보상방법.
A first voltage compensation generation step of determining a current polarity of a three-phase voltage output from an inverter composed of a plurality of power devices and then generating a dead time voltage compensation;
Calculating a current angle of each phase of the three-phase voltage, converting the current angle into a synchronous coordinate system, calculating a voltage distortion amount using the synchronous coordinate system, and generating a voltage distortion amount voltage compensation according to the voltage distortion amount, A voltage compensation generating step;
A summation processing step of summing the dead time voltage compensation and the voltage distortion amount voltage compensation for each phase, and then summing the externally applied pole voltage and the summed voltage compensation; And
And a power device control step of controlling the ON / OFF operation of each of the plurality of power devices with the drive signal generated by using the summed voltage compensation method. The voltage compensation method of an industrial inverter using the voltage compensation device for an induction motor .
제7항에 있어서, 상기 제2 전압보상 생성단계는
상기 3상 전압의 각 상의 전류각을 산출한 후, 상기 동기좌표계로 좌표변환시키는 좌표변환단계; 및
각 상의 동기좌표계를 산출한 후, 상기 각 상의 전압왜곡량인 d축 성분 전류의 5차 및 7차의 고조파를 추출한 후, 상기 고조파의 크기가 0으로 수렴된 보상전압을 출력하는 전압왜곡량 전압보상 생성단계를 포함하는 유도 전동기용 전압보상장치를 이용한 산업용 인버터 전압보상방법.
The method of claim 7, wherein the second voltage compensation generation step
A coordinate conversion step of calculating a current angle of each phase of the three-phase voltage and then performing coordinate conversion with the synchronous coordinate system; And
Calculating a synchronous coordinate system of each phase, extracting fifth and seventh harmonics of the d-axis component current, which is the amount of voltage distortion of each phase, and outputting a voltage compensating voltage having a magnitude of the harmonic converged to 0 And a compensating step of compensating the voltage of the induction motor.
제8항에 있어서,
상기 좌표변환단계는,
하기의 수학식 1을 이용하여 상기 각 상의 전류를 동기좌표계로 좌표변환하는 유도 전동기용 전압보상장치를 이용한 산업용 인버터 전압보상방법.
[수학식 1]
Figure pat00038

여기서,
Figure pat00039
,
Figure pat00040
는 a상 전류를 기준으로 하는 d, q축 동기좌표계 고정자 전류,
Figure pat00041
는 기본파 전류의 크기,
Figure pat00042
은 n차 고조파 전류의 크기,
Figure pat00043
는 a상 전류의 위상각,
Figure pat00044
,
Figure pat00045
,
Figure pat00046
는 a상, b상, c상 전류를 나타낸다.
9. The method of claim 8,
Wherein the coordinate transformation step comprises:
A method of compensating an inverter voltage of an induction motor using a voltage compensator for an induction motor in which the currents of the respective phases are coordinate-converted into a synchronous coordinate system by using the following equation (1).
[Equation 1]
Figure pat00038

here,
Figure pat00039
,
Figure pat00040
D and q axis synchronous coordinate system stator current based on a phase current,
Figure pat00041
The magnitude of the fundamental wave current,
Figure pat00042
The magnitude of the n-th order harmonic current,
Figure pat00043
Phase angle of the a-phase current,
Figure pat00044
,
Figure pat00045
,
Figure pat00046
Represents the a-phase, b-phase, and c-phase currents.
제8항에 있어서, 상기 전압왜곡량 전압보상 생성단계는,
상기 각 상 전류의 전압왜곡량에 기 설정된 전류각을 갖는 sin 함수를 곱한 후, 저대역통과필터를 이용하여 필터링하여 상기 고조파 성분을 추출하는 제1 연산단계;
가감산 연산을 통해 추출된 상기 고조파 성분의 크기를 0으로 수렴시키는 제2 연산단계; 및
상기 제2 연산단계의 결과값에 상기 각 상 전류에 상응하는 전류왜곡량 보상전압을 생성하는 PI 제어단계를 포함하고,
상기 제1 연산단계는,
하기에 기재된 수학식 2를 이용하여 상기 고조파 성분을 추출하는 유도 전동기용 전압보상장치를 이용한 산업용 인버터 전압보상방법.
[수학식 2]
Figure pat00047

여기서,
Figure pat00048
,
Figure pat00049
는 a상 전류를 기준으로 하는 d, q축 동기좌표계 고정자 전류를 나타낸다.
9. The method of claim 8, wherein the step of generating the voltage distortion amount voltage compensation comprises:
A first calculation step of multiplying the amount of voltage distortion of each phase current by a sine function having a predetermined current angle and then filtering using a low band pass filter to extract the harmonic component;
A second calculation step of converging the magnitude of the harmonic component extracted through the add / subtract operation to zero; And
And a PI control step of generating a current distortion compensation voltage corresponding to each phase current in a result of the second calculation step,
Wherein the first calculating step comprises:
A method for compensating an industrial inverter voltage using an induction motor voltage compensator for extracting the harmonic components using Equation (2) described below.
&Quot; (2) "
Figure pat00047

here,
Figure pat00048
,
Figure pat00049
Represents the stator current of the d and q axis synchronous coordinate system based on the a-phase current.
KR1020140160226A 2014-11-17 2014-11-17 Voltage compensaton apparatus for driving induction motor and voltage compensaton method usinig the same KR20160059077A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107508526A (en) * 2017-08-31 2017-12-22 广东美的制冷设备有限公司 Compressor and its power estimating method and device
CN108075678A (en) * 2017-12-23 2018-05-25 西安交通大学 The bilateral compensation method of three-phase inverter dead time effect based on pulse-width adjustment
KR20180080730A (en) * 2017-01-04 2018-07-13 현대자동차주식회사 Method and system for controlling motor
CN113395029A (en) * 2021-05-14 2021-09-14 浙江工业大学 Low-speed performance improving method for asynchronous motor full-order observer with accurate voltage compensation

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180080730A (en) * 2017-01-04 2018-07-13 현대자동차주식회사 Method and system for controlling motor
KR101878090B1 (en) * 2017-01-04 2018-07-16 현대자동차주식회사 Method and system for controlling motor
CN107508526A (en) * 2017-08-31 2017-12-22 广东美的制冷设备有限公司 Compressor and its power estimating method and device
CN108075678A (en) * 2017-12-23 2018-05-25 西安交通大学 The bilateral compensation method of three-phase inverter dead time effect based on pulse-width adjustment
CN113395029A (en) * 2021-05-14 2021-09-14 浙江工业大学 Low-speed performance improving method for asynchronous motor full-order observer with accurate voltage compensation
CN113395029B (en) * 2021-05-14 2022-06-17 浙江工业大学 Low-speed performance improving method for asynchronous motor full-order observer with accurate voltage compensation

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