KR20160097645A - Brushless direct current motor type inverter driving circuit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 직류 전원을 인가받아 3상의 교류 전원을 3상의 결선 구조를 갖는 브러시리스 직류(Brushless Direc Current, 이하 BLDC) 모터에 인가하여 주는 인버터(Inverter)의 출력단에 있는 3상의 권선에 역률 보상 캐패시터를 각각 병렬로 연결해 구성함으로써 3개의 역률 보상 캐패시터를 통해 모터 인덕턴스에 의한 역률이 저감되는 현상을 방지할 수 있도록 하는 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
일반적으로 브러시리스 직류(BLDC) 모터는 브러시나 정류자편에 의해 발생되는 스파크나 아크의 위험성이 없어야 하는 분야에서 사용이 점차 증가되고 있다. 또한, 정속도 운전이 요구되는 곳에서도 BLDC 모터가 종종 설치되고 있다.In general, brushless direct current (BLDC) motors are increasingly used in applications where there is no risk of sparks or arcs generated by brushes or commutator segments. In addition, BLDC motors are often installed where constant speed operation is required.
BLDC 모터는 영구자석 계자 회전자와 전자 스위칭으로 여자되는 고정자 전기자 권선으로 구성된다. 전기자 자계의 회전은 전력 트랜지스터를 이용하여 전기자 권선의 전류 방향을 바꾸면서 얻는다.The BLDC motor consists of permanent magnet field rotors and stator armature windings excited by electronic switching. The rotation of the armature magnetic field is obtained by changing the current direction of the armature winding using a power transistor.
회전자의 영구자석 자계와 고장자의 전기자에 의한 회전자계 사이에 동기성을 부가하기 위해서, 적절한 시간에 스위칭할 수 있도록 회전자 축에 위치센서를 부착하여 사용한다. 또한, 위치 센서를 사용하지 않고 고정자 전기자 권선에 유기되는 전압을 감지함으로써 회전자의 위치를 검출하는 경우도 있다.A position sensor is attached to the rotor shaft so that it can be switched at an appropriate time in order to add synchronism between the permanent magnet magnetic field of the rotor and the rotor system of the faulty armature. In addition, the position of the rotor may be detected by sensing the voltage induced in the stator armature winding without using a position sensor.
도 1은 종래의 BLDC 모터의 구동용 인버터 회로를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a drive inverter circuit of a conventional BLDC motor.
도 1에 도시된 바와 같이 BLDC 모터는 3상의 결선 구조를 하고 있으며, 인버터는 6 개의 전력용 스위치로 구성되어 있으며, 직류(DC) 전원을 인가받아 3상의 교류전원을 모터에 인가하여 준다.As shown in FIG. 1, the BLDC motor has a three-phase wiring structure. The inverter is composed of six power switches. The inverter applies a three-phase AC power to the motor by receiving a direct current (DC) power.
모터의 출력을 만드는데 필요한 전력을 유효전력이며, 무효전력은 모터의 인버터의 역률을 악화시킨다. 역률은 유효전력을 피상전력으로 나누어 산출하게 됨에 따라 유효전력과 피상전력의 비율로 결정된다. The power required to make the output of the motor is the active power, and the reactive power deteriorates the power factor of the inverter of the motor. The power factor is determined by the ratio of the active power to the apparent power as calculated by dividing the active power by the apparent power.
일반적으로 모터의 인버터에 대한 역률은 95% 정도로 형성되나, 모터의 인덕턴스가 매우 큰 경우에는 역률이 85% 이하까지 떨어질 수 있다. 모터에 전압이 공급될 때 입력 전력은 역기전력과 전류의 곱으로 출력을 형성하며, 모터 코일에서의 동손 및 인덕턴스에 의한 유도 부하로 구성된다.Generally, the power factor of a motor inverter is about 95%, but if the motor has a very large inductance, the power factor may fall below 85%. When a voltage is supplied to the motor, the input power is multiplied by the counter electromotive force and the current to form an output, which is constituted by the coil loss in the motor coil and the inductive load due to the inductance.
코일이 감긴 모터에 전류가 인가되면 자화 인덕턴스가 존재하게 되며, 인덕턴스 성분에 의해 전압 강하가 발생하게 된다. 특히 인덕턴스가 크게 될수록 모터의 전력의 유도성 부하가 증가하게 되어 무효전력이 크게 발생하게 되며, 이 증가된 무효 성분에 의하여 인버터의 역률이 떨어지게 된다. 이러한 인버터의 역률 증가에 의하여 인버터에서 동일한 출력을 발생하기 위한 상전류가 증가되어 인버터의 손실이 커지게 되어 결국 인버터 및 모터의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
When a current is applied to a motor in which a coil is wound, a magnetizing inductance is present, and a voltage drop occurs due to the inductance component. In particular, as the inductance becomes larger, the inductive load of the motor increases, resulting in a large reactive power, and the power factor of the inverter is lowered due to the increased ineffective component. Due to the increase of the power factor of such an inverter, the phase current for generating the same output in the inverter is increased to increase the loss of the inverter, resulting in a problem that the efficiency of the inverter and the motor is lowered.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 직류 전원을 인가받아 3상의 교류 전원을 3상의 결선 구조를 갖는 브러시리스 직류(BLDC) 모터에 인가하여 주는 인버터(Inverter)의 출력단에 있는 3상의 권선에 역률 보상 캐패시터를 각각 병렬로 연결해 구성함으로써 3개의 역률 보상 캐패시터를 통해 모터 인덕턴스에 의한 역률이 저감되는 현상을 방지할 수 있도록 하는 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로를 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to solve the above problems in the prior art. According to an aspect of the present invention, there is provided a three phase AC power source, The present invention provides an inverter drive circuit for a brushless direct current motor, wherein the power factor compensating capacitors are connected in parallel to the windings to prevent the power factor due to motor inductance from being reduced through three power factor compensating capacitors.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로는, 인덕턴스 성분을 발생시키는 코일을 3상으로 하는 권선을 갖는 모터부; 상기 3상의 권선에 각각의 전력용 스위칭 소자가 연결된 인버터부; 상기 인버터부와 상기 3상의 권선 간의 연결 라인 상에 각각 병렬로 연결된 역률보상 캐패시터; 상기 인버터부에 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 인버터부에 있는 각각 전력용 스위칭 소자의 온(ON) 또는 오프(OFF) 동작을 스위칭하는 인버터 구동부; 및 상기 인버터 구동부에 각각의 전력용 스위칭 소자의 스위칭 구동 신호를 인가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an inverter drive circuit for a brushless DC motor, including: a motor section having a winding having three phases for generating an inductance component; An inverter unit connected to each of the power switching elements in the three-phase winding; A power factor compensating capacitor connected in parallel to a connection line between the inverter unit and the three phase windings; A power supply unit for supplying power to the inverter unit; An inverter driving unit for switching on and off operations of power switching elements in the inverter unit; And a control unit for applying a switching driving signal of each power switching element to the inverter driving unit.
또한, 상기 역률보상 캐패시터는, 상기 인버터부의 출력단에 있는 3상 중 U상과 V상 간에, V상과 W상 간에, W상과 U상 간에 3개가 각각 병렬로 연결될 수 있다.The power factor compensating capacitor may be connected between the V phase and the W phase, and between the W phase and the U phase, respectively, in parallel between the U phase and the V phase of the three phases at the output terminal of the inverter section.
또한, 상기 역률보상 캐패시터의 용량 크기는 상기 모터부의 인덕턴스 성분의 크기와 동일하게 유지되도록 설정될 수 있다.In addition, the capacity of the power factor compensating capacitor may be set to be the same as the magnitude of the inductance component of the motor unit.
또한, 상기 3 개의 역률보상 캐패시터는 각각 동일한 용량 크기를 가질 수 있다.In addition, the three power factor compensating capacitors may have the same capacity size.
그리고, 상기 3 개의 역률보상 캐패시터에 대한 용량 크기는 피상전력의 크기와 유효전력의 크기가 동일한 크기를 갖도록 설정될 수 있다.
The capacity magnitudes of the three power factor compensating capacitors may be set to have the same magnitude of the apparent power and the magnitude of the active power.
본 발명에 의하면, 역률보상 캐패시터에 의해 모터부의 인덕턴스 성분에 따른 역률 저감 현상을 현저히 감소시킬 수 있으며, 모터와 인버터의 역률은 개선이 되어 모터 및 인버터에 흐르는 전류의 크기는 감소하게 된다. 따라서, 인버터 및 모터에서의 저항 손실이 감소하여 모터의 효율은 개선된다. 인버터는 고유의 역률이 존재하게 되어 인버터에서의 무효 전력 증가에 의한 전류 상승으로 효율 저감이 발생하게 된다.
According to the present invention, the power factor reduction phenomenon depending on the inductance component of the motor unit can be remarkably reduced by the power factor compensating capacitor, and the power factor of the motor and the inverter is improved, and the magnitude of the current flowing to the motor and the inverter is reduced. Therefore, the resistance loss in the inverter and the motor is reduced, and the efficiency of the motor is improved. The inverter has an inherent power factor and the efficiency is reduced due to the current rise due to the increase of the reactive power in the inverter.
도 1은 종래의 BLDC 모터의 구동용 인버터 회로를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로의 추가 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 일반적인 피상전력을 유효전력과 무효전력으로 나타낸 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유효전력을 피상전력으로 나타낸 예를 도시한 도면이다.1 is a diagram showing a drive inverter circuit of a conventional BLDC motor.
2 is a block diagram showing an inverter driving circuit for a brushless DC motor according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing an example of a further configuration of an inverter driving circuit for a brushless DC motor according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing an example in which general apparent power is represented by active power and reactive power.
5 is a diagram showing an example in which active power according to an embodiment of the present invention is expressed by apparent power.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the same reference numerals will be used for the same constituent elements in the drawings, and redundant explanations for the same constituent elements will be omitted.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로를 나타낸 구성도이다.2 is a block diagram showing an inverter driving circuit for a brushless DC motor according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로(200)는, 모터부(210), 인버터부(220) 및 역률보상 캐패시터(230)를 포함한다.2, an
모터부(210)는 인덕턴스 성분을 발생시키는 코일을 3상으로 하는 권선을 갖는다. 여기서, 모터부(210)는 BLDC 모터를 포함하고, 전원을 공급받아 회전력을 제공한다. 즉, BLDC 모터는 전력을 전달하기 위한 탄소 브러쉬와 같은 절연도체가 없는 구조로서, 모터축에 자석이 있고 모터 케이스 내부 벽면에 코일이 있어, 모터가 회전하기 위한 전력의 공급이 회전하지 않는 모터 내부 벽에 부착된 코일에 공급함에 따라 브러쉬가 필요없는 것이다.The
인버터부(220)는 3상(U, V, W)의 권선에 각각의 전력용 스위칭 소자(S1 ~ S6)가 연결된다.The
역률보상 캐패시터(230)는 인버터부(220)와 모터부(210)의 3상 권선 간의 연결 라인 상에 각각 병렬로 연결된다.The power
또한, 역률보상 캐패시터(230)는, 인버터부(220)의 출력단에 있는 3상 중 U상과 V상 간에, V상과 W상 간에, W상과 U상 간에 3개가 각각 병렬로 연결될 수 있다.Also, the power
또한, 역률보상 캐패시터(230)의 용량 크기는 모터부(210)의 인덕턴스 성분의 크기와 동일하게 유지되도록 설정될 수 있다.Also, the magnitude of the capacity factor of the power
또한, 3 개의 역률보상 캐패시터(C1 ~ C3)는 각각 동일한 용량 크기를 가질 수 있다.Further, each of the three power factor compensating capacitors C1 to C3 may have the same capacity size.
그리고, 3 개의 역률보상 캐패시터(C1 ~ C3)에 대한 용량 크기는 피상전력의 크기와 유효전력의 크기가 동일한 크기를 갖도록 설정될 수 있다.
The capacity magnitudes for the three power factor compensating capacitors C1 to C3 can be set so that the magnitude of the apparent power and the magnitude of the active power have the same magnitude.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로(200)는, 모터부(210), 인버터부(220) 및 역률보상 캐패시터(230)를 포함한 구성에 도 3에 도시된 바와 같이 전원 공급부(240)와 인버터 구동부(250), 제어부(260) 및 회전자 위치 검출부(270)를 더 포함할 수 있다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로의 추가 구성 예를 나타낸 도면이다.The
전원 공급부(240)는 인버터부(220)에 전원을 공급한다. 즉, 전원 공급부(240)는 교류 전원을 변압(Vdc) 및 정류하여 직류 전원으로 인버터부(220)와 인버터 구동부(250) 및 제어부(260)에 구동 전원을 공급한다.The
인버터 구동부(250)는 인버터부(220)에 있는 각각 전력용 스위칭 소자(S1 ~ S6)의 온(ON) 또는 오프(OFF) 동작을 스위칭한다. The
제어부(260)는 인버터 구동부(250)에 각각의 전력용 스위칭 소자(S1 ~ S6)의 스위칭 구동 신호를 인가한다. 즉, 제어부(260)는 사용자의 조작에 따라 인버터부(220)의 각 스위칭 소자(S1 ~ S6)의 스위칭 동작을 제어하여 모터부(210)의 기동, 운전 및 속도를 제어하게 되며, 회전자 위치 검출부(270)의 출력에 따라 각 스위칭 소자(S1 ~ S6)를 스위칭하기 위한 스위칭 구동 신호를 생성해 인버터 구동부(250)에 인가한다.The
회전자 위치 검출부(270)는 모터부(210)의 각 상 코일에 유기되는 전압을 감지하여 로터 위치를 검출한다.
The rotor
전술한 바와 같이 구성된, 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로(200)는, 먼저 전원 공급부(240)에서 교류 전원을 변압 및 정류하여 인버터부(220)와 인버터 구동부(250) 및 제어부(260)에 공급한다.The
여기서, 전원 공급부(240)는 도면에 도시하지는 않았지만 필터부와 정류부를 포함할 수 있다. 필터부는 외부로부터 인가된 AC 220V 60Hz의 교류 전원의 노이즈를 제거하여 정류부로 출력하고, 정류부는 필터부를 통해 입력된 교류 전원을 정류하여 직류 전원을 인버터부(220)와 인버터 구동부(250) 및 제어부(260)에 공급하는 것이다.Here, the
이때, 인버터부(220)에 인가된 직류 전압(Vdc)은 다음 수학식1과 같이 나타낼 수 있다.At this time, the DC voltage V dc applied to the
따라서, 입력 전력(Pin)은 다음 수학식 2와 같이 역기전력과 전류의 곱으로 나타낼 수 있다.Therefore, the input power (P in ) can be expressed as a product of the counter electromotive force and the current as shown in the following Equation (2).
즉, 입력 전력(Pin)은 모터부(210)의 3상 권선 코일에서의 동손 및 인덕턴스 성분에 의한 유도 부하로 구성된다.That is, the input power (P in ) is constituted by the copper loss in the three-phase winding coil of the
이때, 유효전력은 도 4에 도시된 바와 같이 피상전력과 무효전력으로 표현할 수 있다. 즉, 유효전력은 다음 수학식3에 따라 피상전력의 제곱에서 무효전력의 제곱을 뺀 값의 제곱근으로 산출할 수 있다. 도 4는 일반적인 피상전력을 유효전력과 무효전력으로 나타낸 예를 도시한 도면이다. At this time, the active power can be expressed by the apparent power and the reactive power as shown in FIG. That is, the effective power can be calculated as a square root of a value obtained by subtracting the square of the reactive power from the square of the apparent power according to the following equation (3). 4 is a diagram showing an example in which general apparent power is represented by active power and reactive power.
그러나, 모터부(210)에서 발생하는 인덕턴스에 의한 유도성 부하의 증가로 인한 역률 저감을 위해 인버터부(220)의 출력단에 3상의 권선에 3 개(C1, C2, C3)의 역률보상 캐패시터(230)를 각각 병렬로 연결함으로써 다음 수학식 4에 따라 역률보상 캐패시터(230)에 의해 유도성 부하는 상쇄된다. 따라서, 유효전력은 도 5에 도시된 바와 같이 무효전력이 없는 피상전력으로 나타낼 수 있다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유효전력을 피상전력으로 나타낸 예를 도시한 도면이다.However, in order to reduce the power factor due to the increase of the inductive load due to the inductance generated in the
이때, 역률보상 캐패시터(230)의 크기(C)는 모터부(210)에서의 인덕턴스의 크기와 동일하게 유지하도록 설정한다.At this time, the size C of the power
예를 들면, 유효전력이 80 kW이고, 무효전력이 60 kW이며, 피상전력이 100 kVA인 경우에 개선 전 역률은 80/100=0.8 (cosθ1)이지만 역률보상 캐패시터(230)를 연결함으로써 역률보상 캐패시터(230)의 용량이 33.7 kVAR이 됨에 따라 유효전력이 95 kW로 변경되어, 개선 후 역률은 95/100=0.95 (cosθ2)가 됨을 알 수 있다.For example, when the effective power is 80 kW, the reactive power is 60 kW, and the apparent power is 100 kVA, the power factor correction factor is 80/100 = 0.8 (cos? As the capacity of the
여기서, 개선에 필요한 역률보상 캐패시터(230)의 용량(Qc)은 다음 수학식 5에 따라 설정할 수 있다.Here, the capacity Qc of the power
그리고, 인버터 구동부(250)는 제어부(260)에서 출력된 스위칭 구동 신호를 인버터부(220)의 각 스위칭 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)로 전달하여 각 스위칭 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)를 스위칭 동작시킨다. 이때, 인버터 구동부(250)는 도시하지는 않았지만 예를 들면, 범용 포토 커플러(PC1)와 고속 스위칭 포토 커플러(PC2)로 구성할 수 있다. 여기서, U 상의 스위칭 소자(S1, S2)를 구동시키는 것을 예로 들어 설명하되, 나머지 V상, W상의 스위칭 소자(S3, S4, S5, S6)를 구동시키는 동작도 동일하므로 생략한다. 범용 포토 커플러(PC1)는 제어부(260)에서 출력된 저주파의 스위칭 구동 신호, 즉 상절환을 위한 스위칭 구동 신호를 범용 포토 커플러(PC1) 내부의 광결합에 의해 제1 스위칭 소자(S1)의 베이스 단으로 전달하여 제1 스위칭 소자(S1)를 스위칭 동작시킴으로써 상절환을 수행한다. 고속 스위칭 포토 커플러(PC2)는 제어부(260)에서 출력된 고주파의 스위칭 구동 신호, 즉 펄스폭 변조 신호를 고속 스위칭 포토 커플러(PC2) 내부의 광결합에 의해 전달받아 출력을 정형화하여 제2 스위칭 소자(S2)의 베이스 단으로 전달하여 제2 스위칭 소자(S2)를 스위칭 동작시킴으로써, 모터부(210)의 고정자 전기자 권선에 전원을 공급한다.The
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로(200)는, 인버터부(220)의 상단 스위칭 소자 또는 하단 스위칭 소자 중 어느 한 스위칭 소자에 펄스폭 변조 신호를 스위칭 구동 신호로 공급하여 스위칭 소자를 고속 스위칭시킴으로써, 모터부(210)에 전원을 공급하여 모터부(210)를 동작시키게 되는데, 이때 펄스폭 변조 신호의 펄스폭을 변화시킴으로써 모터부(210)의 기동 및 속도를 제어할 수 있다.As described above, the
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 직류 전원을 인가받아 3상의 교류 전원을 3상의 결선 구조를 갖는 브러시리스 직류(BLDC) 모터에 인가하여 주는 인버터(Inverter)의 출력단에 있는 3상의 권선에 역률 보상 캐패시터를 각각 병렬로 연결해 구성함으로써 3개의 역률 보상 캐패시터를 통해 모터 인덕턴스에 의한 역률이 저감되는 현상을 방지할 수 있도록 하는 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로를 실현할 수 있다.As described above, according to the present invention, a three-phase AC power source is supplied to a three-phase brushless direct current (BLDC) motor having a three- And the capacitors are connected in parallel to each other, thereby realizing an inverter drive circuit for a brushless DC motor that can prevent the phenomenon of reduction of the power factor due to the motor inductance through three power factor compensating capacitors.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
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 and their equivalents. Only. 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.
본 발명은 직류 전원을 인가받아 3상의 교류 전원을 3상의 결선 구조를 갖는 브러시리스 직류(BLDC) 모터에 인가하여 주는 인버터(Inverter)의 출력단에 있는 3상의 권선에 역률 보상 캐패시터를 각각 병렬로 연결해 구성함으로써 3개의 역률 보상 캐패시터를 통해 모터 인덕턴스에 의한 역률이 저감되는 현상을 방지할 수 있도록 하는 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로에 적용할 수 있다.
The present invention relates to a method of driving a three-phase brushless direct current (BLDC) motor having a three-phase wiring structure by connecting a three-phase AC power source to a three-phase winding of an inverter, The present invention can be applied to an inverter drive circuit for a brushless DC motor which can prevent the phenomenon of reduction of the power factor due to motor inductance through three power factor compensating capacitors.
200 : 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로
210 : 모터부
220 : 인버터부
230 : 역률보상 캐패시터
240 : 전원 공급부
250 : 인버터 구동부
260 : 제어부
270 : 회전자 위치 검출부200: Inverter drive circuit for brushless DC motor
210:
220:
230: Power Factor Correction Capacitor
240: Power supply
250:
260:
270: Rotor position detection section
Claims (5)
상기 3상의 권선에 각각의 전력용 스위칭 소자가 연결된 인버터부;
상기 인버터부와 상기 3상의 권선 간의 연결 라인 상에 각각 병렬로 연결된 역률보상 캐패시터;
상기 인버터부에 전원을 공급하는 전원 공급부;
상기 인버터부에 있는 각각 전력용 스위칭 소자의 온(ON) 또는 오프(OFF) 동작을 스위칭하는 인버터 구동부; 및
상기 인버터 구동부에 각각의 전력용 스위칭 소자의 스위칭 구동 신호를 인가하는 제어부;
를 포함하는 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로.
A motor section having a winding with three coils for generating an inductance component;
An inverter unit connected to each of the power switching elements in the three-phase winding;
A power factor compensating capacitor connected in parallel to a connection line between the inverter unit and the three phase windings;
A power supply unit for supplying power to the inverter unit;
An inverter driving unit for switching on and off operations of power switching elements in the inverter unit; And
A controller for applying a switching driving signal of each power switching element to the inverter driving unit;
And an inverter drive circuit for a brushless DC motor.
상기 역률보상 캐패시터는, 상기 인버터부의 출력단에 있는 3상 중 U상과 V상 간에, V상과 W상 간에, W상과 U상 간에 3개가 각각 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the power factor compensating capacitor is connected between a V-phase and a W-phase, and between a W-phase and a U-phase between the U-phase and the V-phase of the three phases at the output terminal of the inverter section, Inverter drive circuit.
상기 역률보상 캐패시터의 용량 크기는 상기 모터부의 인덕턴스 성분의 크기와 동일하게 유지되도록 설정된 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the capacity of the power factor compensating capacitor is set to be equal to the magnitude of the inductance component of the motor unit.
상기 3 개의 역률보상 캐패시터는 각각 동일한 용량 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the three power factor compensating capacitors each have the same capacity size.
상기 3 개의 역률보상 캐패시터에 대한 용량 크기는 피상전력의 크기와 유효전력의 크기가 동일한 크기를 갖도록 설정된 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터용 인버터 구동 회로.The method according to claim 1,
Wherein the capacity magnitudes of the three power factor compensating capacitors are set so that magnitudes of the apparent power and the magnitudes of the active power are the same.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150019593A KR20160097645A (en) | 2015-02-09 | 2015-02-09 | Brushless direct current motor type inverter driving circuit |
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KR20180028667A (en) * | 2016-09-09 | 2018-03-19 | 한온시스템 주식회사 | Apparatus and method for controlling a rotor of BLDC motor using zero vector or array vector |
KR20180074213A (en) | 2016-12-23 | 2018-07-03 | 한온시스템 주식회사 | Apparatus and method for driving a BLDC motor using compensation of voltage |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR0177948B1 (en) | 1995-09-22 | 1999-05-15 | 구자홍 | An inverter control for a bldc motor drive |
-
2015
- 2015-02-09 KR KR1020150019593A patent/KR20160097645A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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KR0177948B1 (en) | 1995-09-22 | 1999-05-15 | 구자홍 | An inverter control for a bldc motor drive |
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