KR20170015946A - 유도 전동기 구동용 전압보상장치 및 이를 이용한 전압보상방법 - Google Patents

유도 전동기 구동용 전압보상장치 및 이를 이용한 전압보상방법 Download PDF

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Abstract

유도 전동기용 전압보상장치 및 이를 이용한 전압보상방법을 개시한다. 상기 유도 전동기용 전압보상장치는 전력소자를 이용하여 3상 출력 신호를 유도 전동기로 공급하는 인버터; 상기 인버터로부터의 상기 3상 출력 신호의 전류각에 따른 전압왜곡량 보상전압과 상기 인버터로부터의 상기 3상 출력 신호의 전류 극성에 따른 데드타임 보상전압을 각각 분리하여 산출한 후, 상기 전압왜곡량 보상전압 및 상기 데드타임 보상전압을 합한 보상전압과 외부에서 인가되는 폴전압을 합산한 합산 전압에 기초하여 생성된 구동신호를 이용하여 상기 전력소자의 온/오프 동작을 제어하는 전압보상 제어부를 포함한다.

Description

유도 전동기 구동용 전압보상장치 및 이를 이용한 전압보상방법{VOLTAGE COMPENSATON APPARATUS FOR DRIVING INDUCTION MOTOR AND VOLTAGE COMPENSATON METHOD USINIG THE SAME}
본 발명은 전압보상장치 및 전압보상방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유도 전동기 구동용 전압보상장치 및 이를 이용한 전압보상방법에 관한 것이다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
대한민국 공개특허공보 제10-2010-0010528호
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.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기용 전압보상장치는 전력소자를 이용하여 3상 출력 신호를 유도 전동기로 공급하는 인버터; 상기 인버터로부터의 상기 3상 출력 신호의 전류각에 따른 전압왜곡량 보상전압과 상기 인버터로부터의 상기 3상 출력 신호의 전류 극성에 따른 데드타임 보상전압을 각각 분리하여 산출한 후, 상기 전압왜곡량 보상전압 및 상기 데드타임 보상전압을 합한 보상전압과 외부에서 인가되는 폴전압을 합산한 합산 전압에 기초하여 생성된 구동신호를 이용하여 상기 전력소자의 온/오프 동작을 제어하는 전압보상 제어부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기용 전압보상장치를 이용한 전압보상방법은 복수 개의 전력소자들로 구성된 인버터에서 출력된 3상 출력 신호의 전류 극성을 판별 후, 데드타임 전압보상을 생성하는 제1 전압보상 생성단계; 상기 3상 출력 신호의 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.
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.
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.
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.
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.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기용 전압보상장치를 나타낸 블록도이다. 도 4는 도 3에 도시된 전압왜곡량 전압보상 생성부를 나타낸 블록도이다.
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.
상기 인버터(200)는 유도 전동기가 동작되도록 3상 전원을 공급하는 기능을 수행한다.
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.
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.
한편, 상기 인버터(200)는 전원, 복수 개의 전력소자들(Q1 내지 Q6) 및 복수 개의 다이오드(D1 내지 D6)를 포함할 수 있다.
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.
여기서, 각 상위 전력소자(Q1~Q3) 및 하위 전력소자(Q4~Q6)의 접점은 상기 전동기와 연결된 3개의 코일들(a상, b상, c상)에 연결된다.
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.
이때, 복수 개의 전력소자들(Q1 내지 Q6)은 전력용량 및 스위칭 시간 등을 고려한 IGBT 또는 FET일 수 있다.
이하에서는 인버터의 구동동작의 일 예를 설명하도록 한다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
다음으로, 상기 전압보상 제어부(300)는 상기 3상 출력 신호 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.
보다 구체적으로, 상기 전압보상 제어부(300)는 제1 전압보상 발생부(310), 제2 전압보상 발생부(320), 연산부(330) 및 구동신호 발생부(340)를 포함한다.
상기 제1 전압보상 발생부(310)는 상기 3상 출력 신호의 전류 극성을 판별을 통해 상기 3상 출력 신호의 데드타임 전압보상을 생성하는 기능을 수행한다.
상기 제2 전압보상 발생부(320)는 상기 3상 출력 신호의 각 상의 전류각을 계산한 후, 동기좌표계로 변환시켜, 상기 동기좌표계를 이용하여 전압왜곡량을 산출한 후, 상기 전압왜곡량에 따른 전압왜곡량 전압보상을 생성하는 기능을 수행한다.
상기 제2 전압보상 발생부(320)는 좌표 변환부(321) 및 전압왜곡량 전압보상 생성부(322)를 포함한다.
상기 전류각 좌표 변환부(321)는 상기 3상 출력 신호의 전류각을 산출한 후, 상기 동기좌표계로 좌표변환시키는 기능을 수행한다.
이때, 상기 동기좌표계는 하기의 수학식 1을 통해 도출된다.
[수학식 1]
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.
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.
보다 구체적으로, 상기 전압왜곡량 전압보상 생성부(322)는 제1 연산자(322a), 제2 연산자(322b) 및 PI 제어부(322c)로 구성될 수 있다.
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.
여기서, 상기 제1 연산자(322a)는 하기에 기재된 수학식 2를 이용하여 상기 고조파의 성분을 추출하게 된다.
[수학식 2]
Figure pat00010
여기서,
Figure pat00011
,
Figure pat00012
는 a상 전류를 기준으로 하는 d, q축 동기좌표계 고정자 전류를 나타낸다.
상기 제2 연산자(322b)는 가감산 연산을 통해 상기 고조파 성분의 크기를 0으로 수렴시키는 기능을 수행한다.
상기 PI 제어부(322c)는 상기 제2 연산자(322b)의 결과값을 이용하여 상기 각 상의 전압왜곡량 보상전압을 생성하는 기능을 수행한다.
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.
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.
따라서, 인버터(200)는 전압보상 제어부(300)에서 제공하는 각 상별로 서로 다른 구동신호를 통해 구동되는 전력소자들로부터 실시간으로 균일한 3상 출력 신호(전류)을 유도 전동기로 제공할 수가 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 전동기용 전압보상장치를 이용한 전압보상방법을 설명하도록 한다.
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.
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.
상기 제1 전압보상 생성단계(S10)은 복수 개의 전력소자들로 구성된 인버터에서 출력된 3상 출력 신호의 전류 극성을 판별 후, 데드타임 전압보상을 생성하는 단계일 수 있다.
상기 제2 전압보상 생성단계(S20)는 상기 3상 출력 신호의 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.
상기 좌표변환단계(S21)는 상기 3상 출력 신호의 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.
이때, 상기 좌표변환단계(S21)는 하기의 수학식 1을 이용하여 상기 각 상 전류를 동기좌표계로 좌표변환하게 된다.
[수학식 1]
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.
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.
여기서, 상기 제1 연산단계(S22a)는 하기에 기재된 수학식 2를 이용하여 상기 고조파 성분을 추출하게 된다.
[수학식 2]
Figure pat00022
여기서,
Figure pat00023
,
Figure pat00024
는 a상 전류를 기준으로 하는 d, q축 동기좌표계 고정자 전류,
Figure pat00025
는 a상 전류의 위상각을 나타낸다.
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.
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.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 유도 전동기에 제공되는 3상 출력 신호의 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.
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.
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.
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

Claims (10)

  1. 전력소자를 이용하여 3상 출력 신호를 유도 전동기로 공급하는 인버터;
    상기 인버터로부터의 상기 3상 출력 신호의 전류각에 따른 전압왜곡량 보상전압과 상기 인버터로부터의 상기 3상 출력 신호의 전류 극성에 따른 데드타임 보상전압을 각각 분리하여 산출한 후, 상기 전압왜곡량 보상전압 및 상기 데드타임 보상전압을 합한 보상전압과 외부에서 인가되는 폴전압을 합산한 합산 전압에 기초하여 생성된 구동신호를 이용하여 상기 전력소자의 온/오프 동작을 제어하는 전압보상 제어부를 포함하는 유도 전동기용 전압보상장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전압보상 제어부는,
    상기 3상 출력 신호의 전류 극성을 판별 후, 데드타임 전압보상을 생성하는 제1 전압보상 발생부;
    상기 3상 출력 신호의 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, 상기 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.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 전압보상 발생부는,
    상기 3상 출력 신호의 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 복수 개의 전력소자들로 구성된 인버터에서 출력된 3상 출력 신호의 전류 극성을 판별 후, 데드타임 전압보상을 생성하는 제1 전압보상 생성단계;
    상기 3상 출력 신호의 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 인버터 전압보상방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 전압보상 생성단계는
    상기 3상 출력 신호의 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.
  9. 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.
  10. 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.
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