KR20170121622A - 인버터 제어장치 - Google Patents

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KR20170121622A
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Abstract

인버터 제어장치가 제공된다. 본 발명의 장치는, 인버터가 구동되는 경우, 인버터의 상태와 관련한 데이터를 휘발성의 제1저장부에 저장하고, 고장 이벤트가 발생되면 고장 이벤트의 종류에 따라 제1저장부에 저장된 데이터 중 일부를 선별하여 비휘발성의 제2저장부에 저장한다.

Description

인버터 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING INVERTER}
본 발명은 인버터 제어장치에 대한 것이다.
일반적으로, 인버터는 상용 교류전력을 수신하여 전동기에 적합한 교류전압을 인가하여 전동기를 구동하는 전력변환장치이다.
인버터에 전원이 인가되면 인버터의 제어부는 인버터의 상태와 관련한 데이터를 지속적으로 저장한다. 이때 제어부는, 고장시 저장할 인버터의 상태 데이터를 임시 저장하고 있다가, 고장 이벤트가 발생하면 발생 시점의 인버터 상태 데이터를 고장이력 저장부에 저장하게 된다.
그러나, 고장이력 저장부의 메모리 제한으로 인해 고장 이벤트가 발생할 경우 인버터의 상태 데이터를 모두 저장하기는 어렵다.
도 1은 인버터 저장부에 저장되는 전체 인버터 상태와 관련한 데이터와 고장 이벤트 발생시 고장이력 저장부에 저장되는 인버터 상태와 관련한 데이터를 설명하기 위한 것이다.
도 1과 같이 전체 인버터의 상태 데이터(A)가 임시 저장부에 저장되고, 고장 이벤트가 발생하면 그 중 일부 데이터(B)가 고장이력 저장부에 저장된다. 이때 고장이력 저장부에 저장되는 데이터의 종류는 사용자가 미리 설정한 것이다. 이와 같이 고장이력 저장부에 저장된 일부 데이터(B)는 고장의 원인을 진단하기 위해 상위 제어부에 제공된다.
인버터의 고장은 인버터의 입력 전원상태, 모터 상태, 기계부하 상태, 주변 온도 등에 따라 다르게 나타날 수 있다. 즉, 특정 고장이 발생하였을 때 고장원인을 진단하기 위해 필요한 인버터의 상태 데이터는 매우 다양하다.
그러나, 종래와 같이 고장 이벤트 발생시 미리 설정된 인버터 상태 데이터에 한하여 저장되는 경우, 고장진단에 제한이 발생하게 되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 인버터 고장 이벤트 발생시 고장 종류나 부하상태에 따라 인버터 상태와 관련한 데이터를 선별하여 저장하는, 인버터 제어장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 인버터 제어장치는, 휘발성의 제1저장부; 비휘발성의 제2저장부; 및 인버터가 구동되는 경우, 인버터의 상태와 관련한 데이터를 상기 제1저장부에 저장하고, 고장 이벤트가 발생되면 고장 이벤트의 종류에 따라 상기 제1저장부에 저장된 데이터 중 일부를 선별하여 상기 제2저장부에 저장하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 인버터 제어장치는, 고장 이벤트의 종류에 따라 상기 제2저장부에 저장될 인버터의 상태와 관련한 데이터의 종류를 저장하는 제3저장부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제3저장부는, 고장 이벤트의 종류에 따라, 상기 제2저장부에 저장될 인버터의 상태와 관련한 데이터의 상기 제1저장부에서의 주소를 저장할 수도 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 고장 이벤트가 발생되면 고장 이벤트의 종류를 결정하고, 상기 제3저장부에 저장된 고장 이벤트의 종류에 따라 선별되는 데이터의 종류를 참조로, 상기 제1저장부에 저장된 데이터를 선별할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 인버터 상태와 관련된 데이터는, 운전상태, 부하상태 및 인버터 사용환경과 관련한 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 고장 이벤트가 과전류인 경우, 상기 제어부는, 상기 제1저장부에 저장된 데이터 중, 출력전압, DC링크 전압 및 단자대 상태를 포함하는 데이터를 선별하여 상기 제2저장부에 저장할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 고장 이벤트가 과전압인 경우, 상기 제어부는, 상기 제1저장부에 저장된 데이터 중, 출력전류 및 출력주파수를 포함하는 데이터를 선별하여 상기 제2저장부에 저장할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 고장 이벤트가 비상정지인 경우, 상기 제어부는, 상기 제1저장부에 저장된 데이터 중, 단자대 정보 및 입출력부 정보를 포함하는 데이터를 선별하여 상기 제2저장부에 저장할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 인버터에 발생하는 고장 이벤트의 종류에 따라 인버터의 상태와 관련한 데이터를 선별하여 고장이력 저장부에 저장함으로써, 정확한 고장의 진단이 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 인버터 저장부에 저장되는 전체 인버터 상태와 관련한 데이터와 고장 이벤트 발생시 고장이력 저장부에 저장되는 인버터 상태와 관련한 데이터를 설명하기 위한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 인버터 제어장치를 설명하기 위한 일예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예의 제어부의 인버터 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 고장이력 저장부에 저장되는 데이터를 설명하기 위한 일예시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 인버터 제어장치를 설명하기 위한 일예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 인버터 제어장치(1)는, 인버터(2)로부터 인버터 상태와 관련한 데이터를 수신하는 것으로서, 제어부(10), 상태 저장부(20), 고장이력 저장부(30) 및 설정 저장부(40)를 포함할 수 있다.
도면에서는, 인버터(1)와 본 발명의 제어장치(2)가 별도로 구성되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로서, 본 발명의 제어장치(2)는 인버터의 내부에 구현되는 것이다. 또한, 제어부(10)는, 인버터(1)를 전반적으로 제어하기 위한 것으로서, 해당 인버터(1)의 중앙처리장치(central process unit, CPU)일 수 있다.
먼저, 인버터(1)는 제어부(10)의 제어에 의해 전동기(도시되지 않음)를 구동하는 것으로서, 전원이 인가되면 제어부(10)는 인버터(1)를 구동할 수 있다. 제어부(10)는 인버터(1)가 구동되는 경우 운전상태, 부하상태 및 사용환경와 관련한 데이터를 본 발명의 상태 저장부(30)에 저장할 수 있다.
예를 들어, 운전상태와 관련한 데이터는, 정지, 가속중, 감속중 등 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 부하상태와 관련한 데이터는, 줄력전류, 출력전압, DC링크 전압, 출력주파수, 단자대 상태, 운전시간, 모듈의 온도, 가감속 시간, 내부온도 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 인버터 사용환경과 관련된 데이터는, 인버터 외부의 온도를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 운전상태 및 부하상태와 관련한 데이터는 더 다양하게 구성될 수 있을 것임은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다.
상태 저장부(20)는 전원의 공급이 중단되면 저장된 데이터가 지워지는 휘발성 메모리(volatile memory)일 수 있다. 예를 들어 상태 저장부(20)는, 랜덤 억세스 메모리(random access memory, RAM), DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM) 등일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 휘발성 메모리가 상태 저장부(20)로서 사용될 수 있을 것이다.
고장이력 저장부(30)는 전원의 공급이 중단되어도 저장된 데이터를 유지하는 비휘발성 메모리(non-volatile memory)일 수 있다. 예를 들어 고장이력 저장부(30)는 EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory(ROM)), 플래시 메모리(flash memory), FRAM(Ferroelectronic RAM) 등일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 비휘발성 메모리가 고장이력 저장부(30)로서 사용될 수 있을 것이다.
설정 저장부(40)는 고장 이벤트 발생시 고장이력 저장부(30)에 저장되는 데이터의 종류를 고장 이벤트에 대응하여 저장할 수 있다. 사용자는 인버터(1)와 연결되는 인간-기계 인터페이스(human-machine interface, HMI)를 통해 고장 이벤트에 따라 저장되기를 원하는 인버터와 관련된 데이터를 설정할 수 있을 것이다. 이를 위해 HMI(도시되지 않음)에는 고장이력 데이터의 설정과 관련한 메뉴를 사용자에게 제공할 수 있을 것이다.
또는, 고장 이벤트 발생시 고장이력 저장부(30)에 저장되는 데이터의 종류는 상위 제어부(도시되지 않음)로부터 네트워크를 통해 수신되어, 제어부(10)가 이를 설정 저장부(40)에 저장할 수도 있고, 인버터의 제조시 미리 설정되어 설정 저장부(40)에 저장되어 있을 수도 있다. 이와 같이, 설정 저장부(40)에 저장되는, 고장 이벤트 발생시 고장이력 저장부(30)에 저장되는 데이터의 종류는, 다양한 방식에 의해 설정 가능하다.
또한, 설정 저장부(40)는 고장 이벤트 발생시 고장이력 저장부(30)에 저장되는 데이터를 직접 선택할 수도 있지만, 데이터가 상태 저장부(20)에 저장되는 메모리의 주소(address)를 선택할 수도 있을 것이다. 상태 저장부(20)에 저장되는 데이터는 인버터(1)의 제조시에 미리 설정되는 것으로서, 상태 저장부(20)에 주소가 미리 설정되어 있을 수 있다. 이러한 경우, 사용자는 데이터를 직접 선택하는 것이 아니라, 상태 저장부(20)의 메모리 주소를 선택하여, 해당 주소의 데이터가 고장이력 저장부(30)에 저장되도록 할 수도 있을 것이다.
제어부(10)는, 본 발명의 일실시예에 따라, 인버터의 동작시 인버터와 관련된 상태를 상태 저장부(20)에 주기적으로 또는 실시간으로 저장하고, 고장 이벤트가 발생한 경우, 고장 이벤트가 발생한 당시의 인버터(1) 운전상태 및 고장 이벤트의 종류에 따라 상태 저장부(20)에 저장된 인버터 상태와 관련한 데이터 중 일부를 선정하여 고장이력 저장부(30)에 저장할 수 있을 것이다. 이를 도면을 참조로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예의 제어부의 인버터 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 제어부(10)는, 인버터(1)에 전원이 인가되면(S31) 인버터(1)를 구동할 수 있다. 인버터가 구동되면, 제어부(10)는 인버터(1)의 상태와 관련한 데이터를 상태 저장부(20)에 저장할 수 있을 것이다(S32). 인버터(1)의 상태와 관련한 데이터는, 운전상태, 부하상태 및 인버터 사용환경과 관련한 데이터를 포함할 수 있으며, 이러한 운전상태, 부하상태 및 인버터 사용환경와 관련한 데이터는, 인버터(1)의 내외부에 제공되는 다양한 센서 등 검출 디바이스로부터 제어부(10)에 전달될 수 있을 것이다.
예를 들어, 운전상태와 관련한 데이터는, 정지, 가속중, 감속중 등 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 부하상태와 관련한 데이터는, 줄력전류, 출력전압, DC링크 전압, 출력주파수, 단자대 상태, 운전시간, 모듈의 온도, 가감속 시간, 내부온도 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 인버터 사용환경과 관련된 데이터는, 인버터 외부의 온도를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 운전상태 및 부하상태와 관련한 데이터는 더 다양하게 구성될 수 있을 것임은 이미 설명한 바와 같을 것이다.
이와 같이, 제어부(10)는 인버터(1)의 상태와 관련한 데이터를 주기적으로, 또는 소정 이벤트(고장 이벤트 제외함)가 발생하는 경우, 해당 상태와 관련한 데이터를 상태 저장부(20)에 저장할 수 있을 것이다.
제어부(10)는 고장 이벤트가 발생한 경우(S33), 인버터(1)의 고장 이벤트의 종류를 파악하여(S34), 고장 이벤트의 종류에 따라 상태 저장부(20)에 저장된 인버터 상태와 관련한 데이터 중 선별하여 고장이력 저장부(30)에 저장할 수 있다(S35). 제어부(10)는 설정 저장부(40)에 저장된, 고장 이벤트의 종류에 따라 설정되는 데이터의 종류를 참조로, 선별되는 데이터를 결정할 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 고장이력 저장부에 저장되는 데이터를 설명하기 위한 일예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 제어부(10)의 제어에 의해 전체 인버터 상태와 관련한 데이터 4A가 상태 저장부(20)에 저장되는 경우, 고장 이벤트가 발생하면, 제어부(10)는 상태 저장부(20)에 저장된 데이터 4A 중, 고장 이벤트의 종류에 따라 설정된 일부 데이터(4B 내지 4G)만을 선별하여 고장이력 저장부(30)에 저장할 수 있다. 이때 제어부(10)는 설정 저장부(40)에 저장된, 고장 이벤트의 종류에 따라 선별되는 데이터의 종류를 참조로, 선별되는 데이터를 결정할 수 있을 것이다.
예를 들어, 고장 이벤트의 종류가 과전류(overcurrent, OC)인 경우에는, 제어부(10)는 상태 저장부(10)에 저장된 상태 데이터 중, 출력전압, DC링크 전압 및 단자대 상태를 포함하는 데이터를 선별하여 고장이력 저장부(30)에 저장할 수 있을 것이다.
또는, 예를 들어, 고장 이벤트의 종류가 과전압(overvoltage, OV)인 경우에는, 제어부(10)는 상태 저장부(10)에 저장된 데이터 중, 출력전류 및 출력주파수를 포함하는 데이터를 선별하여 고장이력 저장부(30)에 저장할 수 있을 것이다.
또는, 예를 들어, 고장 이벤트의 종류가 비상정지(emergency stop)인 경우에는, 제어부(10)는 상태 저장부(10)에 저장된 상태 데이터 중, 단자대 정보 및 입출력부(I/O) 정보를 포함하는 데이터를 상태 저장부(10)에서 선별하여 고장이력 저장부(30)에 저장할 수 있을 것이다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 제어부(10)는 더욱 다양한 고장 이벤트의 종류에 따라 상태 저장부(20)에 저장되는 데이터를 선별하여 고장이력 저장부(30)에 저장할 수 있을 것이다. 이때, 제어부(10)는 설정 저장부(40)에 저장된, 고장 이벤트의 종류에 따라 설정되는 데이터의 종류를 참조로, 선별되는 데이터를 결정할 수 있을 것이다.
도시되지는 않았으나, 이와 같이 고장이력 저장부(30)에 고장 이벤트의 종류에 따라 선별하여 데이터를 저장한 제어부(10)는, 인버터(1)의 운전을 정지하고, 고장이력 저장부(30)에 저장된 고장과 관련한 상태 데이터를 상위 제어부(도시되지 않음)에 유선 또는 무선 네트워크를 통해 제공할 수 있을 것이다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 인버터에 발생하는 고장 이벤트의 종류에 따라 인버터의 상태와 관련한 데이터를 선별하여 고장이력 저장부에 저장함으로써, 정확한 고장의 진단이 가능하다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
1: 인버터 10: 제어부
20: 상태 저장부 30: 고장이력 저장부
40: 설정 저장부

Claims (8)

  1. 휘발성의 제1저장부;
    비휘발성의 제2저장부; 및
    인버터가 구동되는 경우, 인버터의 상태와 관련한 데이터를 상기 제1저장부에 저장하고, 고장 이벤트가 발생되면 고장 이벤트의 종류에 따라 상기 제1저장부에 저장된 데이터 중 일부를 선별하여 상기 제2저장부에 저장하는 제어부를 포함하는 인버터 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    고장 이벤트의 종류에 따라 상기 제2저장부에 저장될 인버터의 상태와 관련한 데이터의 종류를 저장하는 제3저장부를 더 포함하는 인버터 제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제3저장부는,
    고장 이벤트의 종류에 따라, 상기 제2저장부에 저장될 인버터의 상태와 관련한 데이터의 상기 제1저장부에서의 주소를 저장하는 인버터 제어장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
    고장 이벤트가 발생되면 고장 이벤트의 종류를 결정하고, 상기 제3저장부에 저장된 고장 이벤트의 종류에 따라 선별되는 데이터의 종류를 참조로, 상기 제1저장부에 저장된 데이터를 선별하는 인버터 제어장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 인버터 상태와 관련된 데이터는,
    운전상태, 부하상태 및 인버터 사용환경과 관련한 데이터를 포함하는 인버터 제어장치.
  6. 제1항에 있어서, 고장 이벤트가 과전류인 경우, 상기 제어부는, 상기 제1저장부에 저장된 데이터 중, 출력전압, DC링크 전압 및 단자대 상태를 포함하는 데이터를 선별하여 상기 제2저장부에 저장하는 인버터 제어장치.
  7. 제1항에 있어서, 고장 이벤트가 과전압인 경우, 상기 제어부는, 상기 제1저장부에 저장된 데이터 중, 출력전류 및 출력주파수를 포함하는 데이터를 선별하여 상기 제2저장부에 저장하는 인버터 제어장치.
  8. 제1항에 있어서, 고장 이벤트가 비상정지인 경우, 상기 제어부는, 상기 제1저장부에 저장된 데이터 중, 단자대 정보 및 입출력부 정보를 포함하는 데이터를 선별하여 상기 제2저장부에 저장하는 인버터 제어장치.
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