KR20170137272A - Current Control Methods for Single-Phase Voltage Source Inverters - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 두 개의 출력 전압을 이용하여 단상의 출력 전류를 제어하기 위해 단상 전압원 인버터를 이용한 전류 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a current control method using a single-phase voltage source inverter to control a single-phase output current using two output voltages.
지난 수십 년 동안 양호한 출력 파형 품질 피드백 기반의 전류 제어 방법은 단상 및 3상 전압원 인버터(VSIS) 모두를 가장 중요한 연구 영역으로 간주되어 왔다. 특히, 별개의 펄스 폭 변조(PWM) 블록 및 비선형 히스테리시스 전류와의 전통적인 비례 적분(PI) 제어 방법이 단상 및 3상 전압원 인버터(VSIS)를 위해 널리 사용되어 왔다.For decades, good output waveform quality feedback based current control has been regarded as the most important research area for both single-phase and three-phase voltage source inverters (VSIS). In particular, separate pulse width modulation (PWM) blocks and traditional proportional-integral (PI) control methods with non-linear hysteresis currents have been widely used for single-phase and three-phase voltage source inverters (VSIS).
이러한 전통적인 전류 제어 방식에 더하여, 모델 예측 전류 제어(MPCC)에 있어서 독립적이지 않는 PWM 블록뿐만 아니라 제어 유연성을 가지는 단순함 때문에 3상 전압원 인버터를 위한 간단하고 효과적인 전류 제어 기술이 개발되어 왔다.In addition to these traditional current control schemes, simple and effective current control techniques for three-phase voltage source inverters have been developed due to simplicity with control flexibility as well as non-independent PWM blocks in model predictive current control (MPCC).
특히, MPCC 방법은 시스템 모델에 기초하여 현재의 향후 거동을 예측하고 다음 단계에 적용되는 최적의 출력 전압을 선택하기 위해 미리 정의된 비용 함수의 모든 예측된 전류 값을 판단한다. 그리고 각각의 PWM 블록뿐만 아니라 제어 유연성의 요구 없는 단순함 때문에 MPCC 방식은 다중 인버터 다상 인버터, 유효 전력 필터, 매트릭스 컨버터뿐만 아니라 3상 전압원 인버터 등과 같은 다양한 전력 변환기의 부하 전류를 제어하기 위해 사용되어 왔다.In particular, the MPCC method determines all predicted current values of the predefined cost function to predict the current future behavior based on the system model and to select the optimal output voltage to be applied to the next step. The MPCC method has been used to control the load current of various power converters such as a multi-inverter polyphase inverter, an active power filter, a matrix converter as well as a three-phase voltage source inverter due to the simplicity without requiring the control flexibility as well as the respective PWM block.
MPCC 방법에 의해 동작되는 다양한 3상 컨버터와 더불어, 3상 전압원 인버터에 사용된 것과 동일한 접근 방식에 기초하여 상기 단상 전압원 인버터에 대한 MPCC 방법을 유도하기 쉽다.In addition to the various three-phase converters operated by the MPCC method, it is easy to derive the MPCC method for the single-phase voltage source inverter based on the same approach used for the three-phase voltage source inverter.
그러나 단상 전압원 인버터의 주요 한계는 단지 일곱 전압 벡터와 비교하여 새 개의 서로 다른 출력 전압을 생성 할 수 있다는 것이다.However, the main limitation of single-phase voltage-source inverters is that they can generate new, different output voltages compared to only seven voltage vectors.
출력 전압의 감소된 수는 3상 전압원 인버터에 비해서 높은 파형 품질 및 작은 전류 오차를 가지는 출력 전류를 달성하기 위해 증가된 샘플링 주파수를 필요로 단상 전압원 인버터에 의해 생성할 수 있다.The reduced number of output voltages can be generated by a single-phase voltage source inverter that requires an increased sampling frequency to achieve an output current having a higher waveform quality and smaller current error than a three-phase voltage source inverter.
그러나 제어기의 샘플링 주파수를 증가시키는 것은 증가된 계산량 부담 및 결과적으로 증가된 시스템 비용을 초래하는 것이 명백하다.However, it is clear that increasing the sampling frequency of the controller results in increased computational burden and consequently increased system cost.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 하나의 샘플링주기에서 가변 인가 기간을 갖는 두 출력 전압을 이용하는 두 MPCC 방법은 단상 전압원 인버터(VSIS)의 출력 전류를 제어하는???? 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an MPCC method using two output voltages having a variable application period in one sampling period. ? The purpose of the method is to provide.
본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 단상 전압원 인버터를 이용한 전류 제어 방법의 특징은 (A) k 번째 샘플링 기간 동안 샘플링 주기가 두 번으로 분할되는 단계와, (B) 번째 단계에서 출력 전류를 및 이 적용되는 전자 전압 및 후자 전압의 각 출력 전압에 출력 전류의 기울기를 각각 곱하여 산출하는 단계와, (C) 및 동안 인가되는 전자와 후자의 출력 전압에 의해 얻어지는 (k+2) 번째 샘플링 순간에 2 단계 미래 출력 전류를 산출하는 단계와, (D) 상기 (k + 2)번째 샘플링 순간에서의 실제 전류 값을 기준 전류 값으로 대체하는 단계와, (E) 상기 가 제로(zero)보다 크고, 샘플링 기간 보다 작은지 판단하는 단계와, (F) 상기 판단 결과 맞으면, 전류 오류가 하나의 샘플 주기에서 다음 수식 를 이용하여 두 순간으로 최소화시키는 단계와, (G) 상기 전자 출력 전압 의 인가 시간을 기반으로 기준 전류 값 을 산출하는 단계를 포함하여 이루어지며, 이때, 상기 및 는 각각 k 번째 샘플링 기간 동안 사용되는 전자 전압 및 후자 전압 에 적용되는 적용 기간을 나타내는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a current control method using a single-phase voltage source inverter, comprising: (A) dividing a sampling period into two during a k-th sampling period; In the second stage, And (C) multiplying each of the output voltages of the electron voltage and the latter voltage to which the slope of the output current is applied, And (K + 2) < th > sampling instant obtained by the former and the latter output voltage during the (k + Replacing the reference current value with the reference current value, (E) Is greater than zero, and the sampling period (F) judging whether the current error is smaller than the current error, (G) minimizing the electronic output voltage < RTI ID = 0.0 > The reference current value , Wherein the step of calculating And Lt; RTI ID = 0.0 > k < / RTI > And the latter voltage And the application period to which the application is applied.
바람직하게 상기 (A) 단계는 수식 로 분할되며, 이때, 상기 는 샘플링 기간인 것을 나타내는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step (A) , And at this time, Is a sampling period.
바람직하게 상기 (B) 단계에서의 두 출력 전류의 기울기( 및 )는 Preferably, the slope of the two output currents in the step (B) And )
수식 및 로 산출되며, 이때, 상기 는 기준 전류값이고, 상기 는 전자 전압을, 상기 는 후자 전압을 나타내는 것을 특징으로 한다.Equation And Is calculated, Is the reference current value, The electron voltage, Is the second voltage.
바람직하게 상기 (C) 단계는 수식 를 이용하여 2 단계 미래 출력 전류()를 산출하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step (C) The second stage future output current ( ). ≪ / RTI >
바람직하게 (k + 1)번째 단계에서 현재의 순간은 (k + 1) 번째 샘플링 주기에서 사용된 전자의 출력 전압 및 후자의 출력 전압 로 표현되며, 다음 수식 및 로 산출되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the current instant in the (k + 1) th stage is the output voltage of the electrons used in the (k + 1) And the latter output voltage And the following equation And .
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 단상 전압원 인버터를 이용한 전류 제어 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The current control method using the single-phase voltage source inverter according to the present invention as described above has the following effects.
첫째, 가변 지속 시간을 가진 두 개의 전압을 이용하여, 제안된 MPCC 방법은 단상 전압원 인버터에서 허용되는 오직 세 개의 특징적인 출력 전압에도 불구하고 종래의 MPCC 방법에 비해 정상 상태 전류의 오차를 줄이고, 샘플링 주파수를 증가시키지 않고 출력 전압 리플을 줄일 수 있다.First, using the two voltages with variable duration, the proposed MPCC method reduces the error of the steady-state current compared to the conventional MPCC method despite only three characteristic output voltages allowed in the single-phase voltage source inverter, The output voltage ripple can be reduced without increasing the frequency.
둘째, 제안 된 방법에서, 미래의 샘플링주기에 사용된 두 개의 출력 전압의 선택에 더하여 두 개의 선택된 전압의 지속 기간은 미래 샘플링 주기 안에서 현재의 에러를 최소화하고, 미래 샘플링 순간의 끝에 현재 에러를 제거하기 위한 최적화 프로세스에 포함된다.Second, in the proposed method, the duration of the two selected voltages in addition to the selection of the two output voltages used in the future sampling period minimizes the current error within the future sampling period, eliminates the current error at the end of the future sampling period To be included in the optimization process.
셋째, 일반적인 2V-MPCC 방법으로 불리는 한 제안된 방법은 단상 전압원 인버터의 두 전압에 의해 제조할 수 있는 모든 가능한 미래의 조합을 고려한다.Third, one proposed method, referred to as the generic 2V-MPCC method, considers all possible future combinations that can be produced by the two voltages of a single-phase voltage source inverter.
도 1 은 본 발명에 따른 일반적인 2V-MPCC 방법의 전체 구성을 나타낸 블록도
도 2 는 본 발명에 따른 일반적인 2V-MPPC 방법에서 매래 최적의 출력 전압과 최적의 지속 기간을 결정하기 위한 흐름도
도 3 은 본 발명에 따른 단상 전압원 인버터를 이용한 전류 제어 방법의 개념을 도시한 도면
도 4(a)(b)(c)는 9개의 전압 세트에 의해 얻어진 9개의 가능한 현재의 궤도를 나타낸 실시예
도 5 는 하나의 샘플링 기간 동안 기준 전류 변화의 기울기를 나타낸 도면1 is a block diagram showing the overall configuration of a general 2V-MPCC method according to the present invention.
Figure 2 is a flow chart for determining the optimum output voltage and optimal duration in a typical 2V-MPPC method according to the present invention.
3 is a diagram showing a concept of a current control method using a single-phase voltage source inverter according to the present invention.
Figures 4 (a), (b) and (c) show nine possible current trajectories obtained by nine voltage sets
5 is a graph showing a slope of a reference current change during one sampling period
본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 단상 전압원 인버터를 이용한 전류 제어 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.A preferred embodiment of a current control method using a single-phase voltage source inverter according to the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to let you know. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present.
참고로, 제안된 방법은 일반적인 2V-MPCC 방법을 참조한다. 또한 하나의 샘플링 주기마다 샘플링 순간에 실제와 기준 전류의 전류 오차를 제거하기 위해 각각의 샘플링 기간에 따라 변경되는 변경 기간에 2개의 구간으로 분할한다. For reference, the proposed method refers to the general 2V-MPCC method. In addition, the sampling period is divided into two periods in a changing period which is changed in accordance with each sampling period in order to eliminate current errors of the actual and reference currents at the sampling instant every sampling period.
도 1 은 본 발명에 따른 일반적인 2V-MPCC 방법의 전체 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing the overall configuration of a general 2V-MPCC method according to the present invention.
도 1에서 도시하고 있는 것과 같이, 전체 구성은 1단계 라그레인지 추정부(one-step lagrange extrapolation)(10)와, 2단계 라그레인지 추정부(20)와, 미래 기준전류 예측부(predict future reference current)(30)와, 1단계 전류 예측부(predict one-step future current)(40)와, 계산부(50)와, 최소 비용 함수부(minimize cost function)(60)와, 2단계 전류 예측부(predict tow-step future current)(70)로 구성된다.1, the overall configuration includes a one-step
그리고 도 2 는 본 발명에 따른 일반적인 2V-MPPC 방법에서 매래 최적의 출력 전압과 최적의 지속 기간을 결정하기 위한 흐름도로서, 지연 보상기술을 통해 불가피한 지연을 고려한다. 이처럼, 지연 보상 기술을 적용함으로써, 거의 하나의 샘플링 주기는 두 최적의 출력전압과 각각의 최적 지속 시간을 결정하는데 필요한 계산 및 예측을 위해 할당될 수 있다.And FIG. 2 is a flowchart for determining an optimum output voltage and an optimal duration in a conventional 2V-MPPC method according to the present invention, considering an unavoidable delay through a delay compensation technique. As such, by applying the delay compensation technique, almost one sampling period can be allocated for calculation and prediction necessary to determine the two optimal output voltages and their respective optimal durations.
도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.1 and 2, the following will be described in detail.
도 3 은 본 발명에 따른 단상 전압원 인버터를 이용한 전류 제어 방법의 개념을 도시한 도면으로서, 먼저 k 번째의 샘플링 기간 동안, 수학식 1에서 나타내고 있는 것과 같이 샘플링 주기가 두 번으로 분할된다(S10).FIG. 3 is a diagram illustrating a concept of a current control method using a single-phase voltage source inverter according to the present invention. First, during a k-th sampling period, a sampling period is divided into two as shown in Equation (1) .
이때, 상기 및 는 각각 k 번째 샘플링 기간 동안 사용되는 전자 전압 및 후자 전압 에 적용되는 적용 기간이다. 이때, 두 지속 시간은 제로(zero)보다 크고 샘플링 기간 보다 작아야 한다. 출력 전압은 단상 전압원 인버터에서 전자 전압 및 후자 전압을 사용할 수 있기 때문에, 2개의 출력 전압이 이루어진 9개의 가능한 세트가 단상 전압원 인버터에 존재한다.At this time, And Lt; RTI ID = 0.0 > k < / RTI > And the latter voltage . At this time, the two durations are greater than zero, . Since the output voltage can use the electron voltage and the latter voltage in a single-phase voltage source inverter, there are nine possible sets of two output voltages in a single-phase voltage source inverter.
번째 단계에서 출력 전류는 각각 및 이 적용되는 전자 전압 및 후자 전압의 출력 전압을 가지며, 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다(S20). In the second stage, the output current is And And the output voltage of the latter voltage can be expressed as Equation (2) (S20).
여기서, 와 는 각각 k 번째 샘플링 기간 동안 전자와 후자의 출력 전압에 의해 생성된 출력 전류의 기울기이고, 상기 는 기준 전류값이다. 도 4에서 표현되는 및 동안 출력 전류의 기울기는 다음 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.here, Wow Is the slope of the output current generated by the former and the latter output voltage during the kth sampling period, Is the reference current value. 4 And The slope of the output current can be expressed by the following equation (3).
제안된 방법에서 출력 전류의 두 단계 예측은 불가피한 제어 지연을 보상하기 위해 사용된다. 따라서 도 4에서와 같이, 와 동안 인가되는 전자와 후자의 출력 전압에 의해 얻어지는 (k+2) 번째 샘플링 순간에 2 단계 미래 출력 전류는 다음 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다(S40). In the proposed method, two-stage prediction of the output current is used to compensate for the unavoidable control delay. Therefore, as shown in FIG. 4, Wow (K + 2) th sampling instant obtained by the former and the latter output voltage can be expressed by the following Equation 4 (S40).
또한, 상기 (k + 1)번째 단계에서 현재의 순간은 (k + 1) 번째 샘플링 주기에서 사용된 전자의 출력 전압 및 후자의 출력 전압 로 표현되며, 다음 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.Also, the current instant in the (k + 1) th stage is the output voltage of the electrons used in the (k + 1) And the latter output voltage And can be expressed by the following equation (5).
제안된 일반의 2V-MPCC 방법에 의해, 상기 수학식 4의 실제 출력 전류는 (K + 1) 번째 샘플링 기간의 끝에서 기준 전류와 동일하게 된다. 그 결과, 상기 수학식 4에서 (k + 2)번째 샘플링 순간에서의 실제 전류값은 수학식 6에서 나타내고 있는 것과 같이 기준 값에 의해 대체된다.According to the proposed general 2V-MPCC method, the actual output current of Equation (4) becomes equal to the reference current at the end of the (K + 1) th sampling period. As a result, the actual current value at the (k + 2) th sampling instant in Equation (4) is replaced by the reference value as shown in Equation (6).
전 시간 을 계산하기 위해 수학식 4에서 실제 출력 전류는 상기 기준 전류와 동일하게 된다. 또한, 에서의 전류값에 의해 지정 될 수 있으며, 이는 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.All time The actual output current in Equation (4) becomes equal to the reference current. Also, Which can be expressed by Equation (7). &Quot; (7) "
아래의 수학식 8은 전 시간 에 대한 이차 형태를 갖는 상기 수학식 5 ~ 수학식 7에 기초하여 얻어진다. 따라서 전 시간 는 다음 수학식 8에 의해 계산된다.The following equation (8) (5) to (7) having a quadratic form with respect to the above equation (5). Therefore, Is calculated by the following equation (8).
따라서 상기 수학식 1, 2, 5, 6을 사용하여 계산하여, 출력 전압 및 로 설정된 소정의 샘플링 주기의 끝에서 제로 전류 오류가 발생하는 (k + 1) 번째 샘플링 주기 동안 전 출력 전압 을 적용하는 인가 기간 이 될 수 있다. 그리고 전자 전압 의 인가 기간이 결정되면, 후자 전압 의 나머지 시간은 자동으로 수학식 1로부터 결정될 수 있다.Therefore, by calculating using
따라서 (k + 1)번째 샘플링 기간에 사용되는 두 개의 미래 전압의 인가 시간 및 는 상기 선택된 전자 및 후자의 출력 전압에 따라 결정될 수 있다. 그리고 시간 간격 에 대한 두 값은 전자 및 후자 전압으로 선택된 두 전압의 상태로 상기 수학식 8에 의해 얻어진다. 적절한 동작을 위해, 간격 은 제로(zero)보다 크고, 샘플링 기간 보다 작아야 한다(S50).Therefore, the application time of the two future voltages used in the (k + 1) And May be determined according to the selected output voltage of the former and the latter output voltage. And time interval Are obtained by the above equation (8) in the states of the two voltages selected by the former and latter voltages. For proper operation, Is greater than zero, and the sampling period < RTI ID = 0.0 > (S50).
따라서 제로(zero)와 샘플링 기간 는 수학식 8에서 계산된 두 값 사이에 선택된다. 이때, 두 전압 상태가 하나의 샘플링 기간에 사용되는 것으로 결정되면, 수학식 8에서 계산된 하나의 값은 마이너스 또는 결정되는 샘플링 기간 보다 클 수 있다.Therefore, the zero and the sampling period Is selected between the two values calculated in Equation (8). At this time, if it is determined that two voltage states are used in one sampling period, one value calculated in Equation (8) is negative or determined in a sampling period .
도 4에서 도시하고 있는 것과 같이, (k + 2) 번째 샘플링 순간에 9개의 가능한 전압 세트 중 어느 세트가 실제 출력 전류에 사용하는 것이 더 적절한 프로그램 시간을 얻을 수 있는지 주목하여야 한다.It should be noted that, as shown in Fig. 4, which of the nine possible voltage sets at the (k + 2) th sampling instant uses the actual output current to obtain a more appropriate program time.
도 4(a)(b)(c)는 9개의 전압 세트에 의해 얻어진 9개의 가능한 현재의 궤도를 나타낸 실시예이다. Figures 4 (a), (b) and (c) illustrate nine possible current trajectories obtained by nine voltage sets.
도 4(a)에서 도시하고 있는 것과 같이, 전압 세트(-Vdc,-Vdc) 및 (-Vdc,0)에 의해 생성된 출력 전류는 임의의 값 및 으로 (k + 1) 번째 순간에 기준에 도달할 수 없다.As shown in Fig. 4 (a), the output currents generated by the voltage sets (-Vdc, -Vdc) and (-Vdc, 0) And , The reference can not be reached at the (k + 1) th instant.
또한, 도 4에서 도시하고 있는 것과 같이, 이용된 출력 전압에 따라 미래 (k + 1)번째 샘플링 주기 내부에 서로 다른 출력 전류 동작에 즉각적인 (k + 2) 번째 샘플링 결과에 전류 오류가 이루어지지 않는 몇 가지 가능한 전압을 설정한다.Also, as shown in FIG. 4, the current error does not occur in the instantaneous (k + 2) th sampling result in different output current operations within the future (k + 1) Set some possible voltages.
결과적으로, 제안된 발명은 샘플링 주기 안에 작은 미래의 출력 전류 궤도를 생성할 뿐만 아니라, 샘플링 주기의 끝에서 전류 에러를 제거하기 위해 설정된 가장 좋은 미래 전압을 선택한다.As a result, the proposed invention not only generates a small future output current trajectory within the sampling period, but also selects the best future voltage set to eliminate the current error at the end of the sampling period.
전류 오류의 관점에서 최적의 세트를 선택하기 위한 목적으로, 제안된 방법에서 비용 함수는 전류 오류가 하나의 샘플 주기에서 두 순간으로 최소화되는 방식으로 다음 수학식 9로 정의된다(S60).For the purpose of selecting the optimal set in terms of current error, the cost function in the proposed method is defined by the following equation (9) in such a manner that the current error is minimized from one sample period to two instants (S60).
샘플링 순간 는 전자 및 후자 출력 전압에 따라 변화하기 때문에, 미래의 출력 전류는 두 전압의 전환점인 하나의 변하는 순간 및 다음 샘플링 순간인 하나의 고정된 순간에 상기 수학식 9에서 비용 함수가 평가된다.Sampling moment The cost function is evaluated in Equation (9) above at one fixed instant at which the future output current is a turning point of the two voltages and at the next instant of sampling.
기준 전류가 충분히 작은 샘플링 기간 동안 동일한 것으로 간주될 수 있다고 가정하면, 상기 수학식 9에 의해 획득된 비용 함수 값이 샘플링 기간 동안 전류의 오류에 의해 구성된 영역에 비례한다. 이 비용 함수의 정당화는 두 전압의 전환점은 물론 다음 샘플링 순간에 정의된다(S70).Assuming that the reference current can be regarded as the same during a sufficiently small sampling period, the cost function value obtained by Equation (9) Is proportional to the area configured by the current error. The justification of this cost function is defined at the next sampling instant as well as at the turning point of the two voltages (S70).
실제 출력 전류와 가변 순간 에서의 기준 전류를 비교하기 위해, 순간 t에서의 기준 전류도 필요하다. 따라서 가변 순간 에서의 기준 전류값은 다음 수학식 10과 같이 계산된다.Actual output current and variable instantaneous In order to compare the reference current at t, the reference current at instant t is also needed. Therefore, The reference current value is calculated by the following equation (10).
이때, 이다.At this time, to be.
이에 따라, 상기 기준 전류 값 은 전자 출력 전압 의 인가 시간이 산출되면 얻을 수 있다(S80).Accordingly, the reference current value The electronic output voltage (S80). ≪ / RTI >
수학식 7인 비용 함수의 기초에서 두 샘플링 순간 사이에 작은 전류 에러를 생성하는 두 개의 출력 전압과 최적의 지속 시간의 최적 미래 세트는 다음 샘플링에서 제로 전류 오류를 생성하기 위해 여러 후보 중 선택될 수 있다.The optimal future set of two output voltages and optimal duration producing a small current error between the two sampling instants on the basis of the cost function of equation (7) can be selected from among several candidates to generate a zero current error in the next sampling have.
결과적으로, 제안된 2V-MPCC 방법은 샘플링 순간 사이의 전류 오류를 최소화하기 위해 다음 단계에서 최적의 출력 전압 및 최적 인가 간격을 예측할 수 있다.As a result, the proposed 2V-MPCC method can predict the optimal output voltage and optimal application interval in the next step to minimize the current error between sampling instants.
본 발명의 방법은 일반적으로 샘플링 순간에 기준 전류에 대한 실제 전류와 일치할 수 있지만, 샘플링 기간에 현재의 에러는 기준 전류에 큰 단계 변화와 같은 일시적인 상태에서 제로가 될 수 없다.The method of the present invention may generally correspond to the actual current for the reference current at the instant of sampling, but the current error during the sampling period can not be zero in a transient state such as a large step change to the reference current.
도 5 는 하나의 샘플링 기간 동안 기준 전류 변화의 기울기를 나타낸 도면으로, 기울기는 전체 샘플링 기간 동안 인가한 출력 전압에 의해 생성된 실제 전류의 최대 기울기보다 크다.5 is a graph showing the slope of the reference current change during one sampling period, wherein the slope is larger than the maximum slope of the actual current generated by the output voltage applied during the entire sampling period.
도 5에서 도시하고 있는 것과 같이, 샘플링 기간 동안 적용된 출력 전압은 (k + 2)번째 순간에 전류 에러를 완전히 무효화할 수 없다.As shown in Fig. 5, the output voltage applied during the sampling period can not completely invalidate the current error in the (k + 2) th instant.
다음 샘플링 순간에 제로가 아닌 현재의 에러와 같은 일시적인 상태의 경우, 제안된 일반적인 2V-MPCC의 방법의 비용 함수에 기초하여 상기 샘플링 기간 동안 단지 하나의 출력 전압을 이용하는 단일 전압 기반의 종래 MPCC 방법과 동일하다.In the case of a transient state such as a non-zero current error at the next sampling instant, a single voltage based conventional MPCC method using only one output voltage during the sampling period based on the cost function of the proposed general 2V-MPCC method same.
제안된 방법은 순간적인 상태에서 단일 전압 기반 MPCC 방법과 동일하게 동작하기 때문에 결과적으로 제안된 방법은 단일 전압 기반 MPCC 방법의 신속한 순간적인 응답에 대한 손상을 초래하지 않는다.The proposed method operates in the same manner as the single voltage based MPCC method in the instantaneous state, so that the proposed method does not cause any damage to the instantaneous response of the single voltage based MPCC method.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
Claims (5)
(B) 번째 단계에서 출력 전류를 및 이 적용되는 전자 전압 및 후자 전압의 각 출력 전압에 출력 전류의 기울기를 각각 곱하여 산출하는 단계와,
(C) 및 동안 인가되는 전자와 후자의 출력 전압에 의해 얻어지는 (k+2) 번째 샘플링 순간에 2 단계 미래 출력 전류를 산출하는 단계와,
(D) 상기 (k + 2)번째 샘플링 순간에서의 실제 전류값을 기준 전류값으로 대체하는 단계와,
(E) 상기 가 제로(zero)보다 크고, 샘플링 기간 보다 작은지 판단하는 단계와,
(F) 상기 판단 결과 맞으면, 전류 오류가 하나의 샘플 주기에서 다음 수식 를 이용하여 두 순간으로 최소화시키는 단계와,
(G) 상기 전자 출력 전압 의 인가 시간을 기반으로 기준 전류 값 을 산출하는 단계를 포함하여 이루어지며,
이때, 상기 및 는 각각 k 번째 샘플링 기간 동안 사용되는 전자 전압 및 후자 전압 에 적용되는 적용 기간을 나타내는 것을 특징으로 하는 단상 전압원 인버터를 이용한 전류 제어 방법.(A) dividing the sampling period into two during the k-th sampling period,
(B) In the second stage, And Calculating a slope of the output current by multiplying each of the output voltages of the electron voltage and the latter voltage to be applied,
(C) And Stage future output current at a (k + 2) th sampling instant obtained by the former and the latter output voltage;
(D) replacing the actual current value at the (k + 2) th sampling instant with the reference current value,
(E) Is greater than zero, and the sampling period Determining whether the difference is smaller than a predetermined value,
(F) If the result of the determination is correct, To minimize to two moments,
(G) The electronic output voltage The reference current value And a step of calculating,
At this time, And Lt; RTI ID = 0.0 > k < / RTI > And the latter voltage And the application time period is applied to the current control method using the single-phase voltage source inverter.
수식 로 분할되며,
이때, 상기 는 샘플링 기간인 것을 나타내는 것을 특징으로 하는 단상 전압원 인버터를 이용한 전류 제어 방법.The method of claim 1, wherein the step (A)
Equation Lt; / RTI >
At this time, Is a sampling period. ≪ RTI ID = 0.0 > A < / RTI >
상기 (B) 단계에서의 두 출력 전류의 기울기( 및 )는
수식 및 로 산출되며,
이때, 상기 는 기준 전류값이고, 상기 는 전자 전압을, 상기 는 후자 전압을 나타내는 것을 특징으로 하는 단상 전압원 인버터를 이용한 전류 제어 방법.The method according to claim 1,
The slope of the two output currents in the step (B) And )
Equation And Lt; / RTI >
At this time, Is the reference current value, The electron voltage, And the second voltage is the second voltage.
수식 를 이용하여 2 단계 미래 출력 전류()를 산출하는 것을 특징으로 하는 단상 전압원 인버터를 이용한 전류 제어 방법.2. The method of claim 1, wherein step (C)
Equation The second stage future output current ( ) Is calculated by multiplying the current value by the current value.
상기 (k + 1)번째 단계에서 현재의 순간은 (k + 1) 번째 샘플링 주기에서 사용된 전자의 출력 전압 및 후자의 출력 전압 로 표현되며,
다음 수식 및
로 산출되는 것을 특징으로 하는 단상 전압원 인버터를 이용한 전류 제어 방법.5. The method of claim 4,
The current instant in the (k + 1) th stage is the output voltage of the electrons used in the (k + 1) And the latter output voltage Lt; / RTI >
The following formula And
And a current control method using a single-phase voltage source inverter.
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