KR20180058483A - Apparatus for inverter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인버터 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an inverter device.
최근 들어, 산업계에서 전기 장치가 대용량화되는 추세에 따라 고압 대용량 전력 변환 시스템에 적용하기 위한 인버터 장치가 사용되고 있다.BACKGROUND ART In recent years, inverter devices for use in high-voltage, large-capacity power conversion systems have been used in accordance with the trend of increasing the capacity of electric devices in the industry.
이러한 인버터 장치는 복수의 인버터를 구비하며, 복수의 인버터의 동작을 제어하기 위해, 통합 제어기를 사용하여 복수의 인버터 각각에 제어 신호를 전송할 수 있는데, 이 제어 신호를 기준으로 복수의 인버터 각각의 PWM(Pulse Width Modulation) 캐리어 위상을 제어할 수도 있다.In order to control the operation of a plurality of inverters, such an inverter apparatus may include a plurality of inverters, and an integrated controller may be used to transmit a control signal to each of the plurality of inverters. Based on the control signal, (Pulse Width Modulation) carrier phase.
즉, 복수의 인버터 각각은 전력을 제어하기 위해 PWM 신호를 생성하는데, 제작상 오차 등 다양한 원인으로 인해 시간이 경과함에 따라 PWM 캐리어에 위상차가 발생되는 문제점이 있다.
That is, each of the plurality of inverters generates a PWM signal for controlling the power, and there arises a problem that a phase difference occurs in the PWM carrier over time due to various causes such as manufacturing errors.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 인버터 각각의 PWM 신호들간의 위상을 조정할 수 있는 인버터 장치가 제공된다.
According to an embodiment of the present invention, there is provided an inverter device capable of adjusting the phase between PWM signals of each of a plurality of inverters.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 장치는 인버터 동작을 제어하는 제어 신호들을 출력하는 주제어부와, 상기 주제어부로부터 상기 제어 신호를 각각 입력받아 전력 변환 동작을 수행하는 복수의 인버터를 포함하고, 상기 복수의 인버터 각각은 상기 제어 신호가 수신된 시각과 현재 시각 간의 지연 시간과 사전에 설정된 목표 지연 시간 간의 비교에 따라 전력 변환 동작을 제어할 수 있다.
According to an aspect of the present invention, there is provided an inverter apparatus including a main controller for outputting control signals for controlling an inverter operation, a power converter for receiving the control signals from the main controller, And each of the plurality of inverters can control the power conversion operation according to a comparison between a delay time between a time when the control signal is received and a current target time and a predetermined target delay time.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 인버터 각각의 PWM 신호들의 위상을 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.
According to the embodiment of the present invention, the phase of the PWM signals of each of the plurality of inverters can be precisely controlled.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 장치의 각 인버터의 인버터 제어기의 개략적인 블럭도이다.
도 3 내지 도 7 각각은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 장치의 제어 신호의 주기 조정 동작을 나타내는 타이밍 챠트들이다.1 is a schematic configuration diagram of an inverter device according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic block diagram of an inverter controller of each inverter of an inverter device according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3 to 7 are timing charts showing the periodic adjustment operation of the control signal of the inverter device according to the embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an inverter device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 장치는 주제어부(100)와 복수의 인버터(210,220,230)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an inverter apparatus according to an embodiment of the present invention may include a
주제어부(100)는 복수의 인버터(210,220,230) 각각에 인버터 동작을 제어하는 제어 신호들을 출력할 수 있다.The
주제어부(100)는 주제어기(110) 및 신호 송신부(120)를 포함할 수 있다.The
주제어기(110)는 복수의 인버터(210,220,230) 각각의 인버터 동작을 제어하기 위해 제어 신호들을 생성할 수 있으며, 신호 송신부(120)는 생성된 제어 신호들을 복수의 인버터(210,220,230) 중 해당하는 인버터에 제어 신호를 송신할 수 있다.
The
복수의 인버터(210,220,230)는 주제어부(100)로부터의 제어 신호들 중 해당하는 제어 신호를 수신할 수 있다.The plurality of
복수의 인버터(210,220,230)는 제1 내지 제3 인버터(210,220,230)가 도시되었으나, 이에 한정되지 않고 다양하게 구비될 수 있다.Although the plurality of
예를 들어, 제1 내지 제3 인버터(210,220,230)는 서로 병렬 연결될 수 있고, 위상 천이 방식으로 동작할 수도 있다.For example, the first to
제1 내지 제3 인버터(210,220,230) 각각은 신호 수신부(211,221,231), 인버터 제어기(212,222,232) 및 스위칭부(213,223,233)를 포함할 수 있다.
Each of the first to
각 신호 수신부(211,221,231)는 주제어부(100)의 신호 송신부(120)로부터 해당하는 제어 신호를 수신하고, 수신된 시각을 저장할 수 있다.
Each of the
예를 들어, 복수의 인버터를 동기화시켜서 동작시키는 경우, 일부의 인버터가 비동기화되면 오차로 인하여 순환 전류가 발생될 수 있다.For example, when a plurality of inverters are operated in synchronization with each other, if some of the inverters are asynchronized, a circulation current may be generated due to an error.
이를 위해, 각 인버터 제어기(212,222,232)는 해당하는 제어 신호가 수신된 시각과 현재 시각 간의 시간을 비교하고, 비교 결과에 따른 지연 시간이 사전에 설정된 목표 지연 시간을 비교하여 스위칭부(213,223,233)의 전력 변환 동작을 제어할 수 있다.For this, each
각 인버터 제어기(212,222,232)는 상기 지연 시간과 상기 목표 지연 시간의 비교에 따라 PWM(pulse width modulation) 신호의 주기를 조정하여 스위칭부(213,223,233)의 전력 변환 동작을 제어할 수 있다.
Each of the
각 스위칭부(213,223,233)는 해당하는 인버터 제어기(212,222,232)로부터의 PWM 신호에 따라 입력 전력을 적절한 전력으로 변환하여 부하에 출력할 수 있다. 예를 들어, 각 스위칭부(213,223,233)는 해당하는 인버터 제어기(212,222,232)로부터의 PWM 신호에 따라 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 부하에 출력할 수 있다.
Each of the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 장치의 각 인버터의 인버터 제어기의 개략적인 블럭도이다.2 is a schematic block diagram of an inverter controller of each inverter of an inverter device according to an embodiment of the present invention.
도 1과 함께, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 장치의 각 인버터의 인버터 제어기는 제1 인버터(210)의 인버터 제어기(212)를 예를 들어 설명하도록 하며, 제2 및 제3 인버터(220,230)의 각 인버터 제어기(222,232)의 구성 또한 이와 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.2, an inverter controller of each inverter of the inverter apparatus according to an embodiment of the present invention will be described by way of example of the
인버터 제어기(212)는 제1 연산부(212a), 제2 연산부(212b), PWM 신호 생성부(212c), 인터럽트 서비스 루틴(interrupt service routine;ISR) 수행부(212d), 타이머(212e), 제3 연산부(212f) 및 필터(212g)를 포함할 수 있다.The
제1 연산부(212a)는 PWM 신호의 목표 위상 시간(tPhase _ ref)과 피드백받은 지연 시간(tRx _ elapse)을 비교하여 위상차 신호(tPhase _ err)를 출력할 수 있고, 제2 연산부(212b)는 위상차 신호(tPhase _ err)의 크기를 K비율로 저감시켜 PWM 캐리어 신호의 주기를 조정할 수 있다.A first calculation unit (212a) is able to output a phase difference signal (t Phase _ err) by comparing the target phase time (t Phase _ ref) and the feedback delay time (t Rx _ elapse) receiving the PWM signal, the second arithmetic unit (212b) is reduced by the magnitude of the phase difference signal (phase _ t err) in the ratio K it is possible to adjust the period of the PWM carrier signal.
PWM 신호 생성부(212c)는 제2 연산부(212b)로부터 PWM 캐리어 신호의 조정된 주기(tPWM _ prd _ new)에 따른 PWM 신호를 생성할 수 있고, 인터럽트 서비스 루틴(interrupt service routine;ISR) 수행부(212d)는 조정된 주기를 갖는 PWM 신호에 따라 발생된 인터럽트 서비스를 수행할 수 있다.PWM signal generating portion (212c) of the second arithmetic unit an adjusted period (t PWM _ prd _ new), and to generate a PWM signal corresponding to an interrupt service routine of the PWM carrier signal from (212b) (interrupt service routine; ISR) The
타이머(212e)는 신호 송신 주기가 일정한 제어 신호가 수신된 시각(tRx _ stamp)과 현재 시각(tRx _ tmr _ now)을 출력할 수 있으며, 제3 연산부(212f)는 제어 신호가 수신된 시각(tRx _ stamp)과 현재 시각(tRx _ tmr _ now)을 비교하여 상기 지연 시간(tRx _ elapse)을 출력하고, 필터(212g)는 상기 지연 시간(tRx _ elapse)의 노이즈를 필터링하여 제1 연산부(212a)에 전달할 수 있다.
Timer (212e) may output the signal (t Rx _ stamp) the transmission period is a certain control signal is the reception time and the current time (t Rx _ tmr _ now) , the third operation unit (212f) the control signal is received, of the time (t Rx _ stamp) and the current time as compared to the (t Rx _ tmr _ now) outputs the delay time (t Rx _ elapse), and the filter (212g) is the delay time (t Rx _ elapse) The noise can be filtered and transmitted to the
도 3 내지 도 7 각각은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 장치의 제어 신호의 주기 조정 동작을 나타내는 타이밍 챠트들이다.FIGS. 3 to 7 are timing charts showing the periodic adjustment operation of the control signal of the inverter device according to the embodiment of the present invention.
먼저, 도 1 및 도 2와 함께, 도 3을 참조하면, 각 인버터(210,220,230)의 신호 수신부(211,221,231)는 일정 주기(tTx _ period)로 송신되는 제어 신호가 수신된 시각(tRx _ stamp)을 저장할 수 있다(식별부호 ①,①').First, when with Figs. 1 and 2, 3, the signal receiving unit (211 221 231) of each inverter (210 220 230) is a predetermined period (t Tx _ period) control signal is a time (t Rx _ stamp received is sent to the ) (Identification codes (1) and (1) ').
한편, 제어 신호에 상관없이 PWM 캐리어 신호의 최저점 또는 최고점에서 인터럽트가 발생되며, 인버터 제어기(212,222,232)는 PWM 신호의 주기를 조정하기 위한 해당 인터럽트 서비스 루틴을 수행할 수 있다(식별부호 ②,②').Interrupts are generated at the lowest or highest point of the PWM carrier signal irrespective of the control signal, and the
인버터 제어기(212,222,232)는 상기 제어 신호가 수신된 시각(tRx _ stamp)과 타이머(212e)의 현재 시각(tRx _ tmr _ now)을 비교한 지연 시간(tRx _ elapse)과 목표 위상 시간(tPhase _ ref)을 비교하여(식별부호 ③,③'), 그 비교 결과인 위상차 신호(tPhase _ err)의 크기가 줄어드는 방향으로 PMW 캐리어 신호의 주기(tPWM _ prd _ old->tPWM _ prd _ new)를 조정할 수 있다(식별부호 ④,④'). 타이머(212e)의 현재 시각(tRx _ tmr _ now)은 해당 인터럽트 서비스 루틴이 수행된 시각일 수 있다.
An inverter controller (212 222 232) is the control signal is a time (t Rx _ stamp) and the timer (212e), the current time (t Rx _ tmr _ now) a delay time (t Rx _ elapse) comparing the received and the target phase time compares (t phase _ ref) (the
도 4를 참조하면, 상기 제어 신호가 수신된 시각(tRx _ stamp)보다 PWM 캐리어 신호의 위상이 앞서는 경우, PWM 캐리어 신호의 주기가 줄어드는 것을 볼 수 있으며(식별부호①,②,③,④ -> 식별부호①',②',③',④'), 도 5를 참조하면, 상기 제어 신호가 수신된 시각(tRx _ stamp)보다 PWM 캐리어 신호의 위상이 늦는 경우, PWM 캐리어 신호의 주기가 늘어나는 것을 볼 수 있다(식별부호①,②,③,④ -> 식별부호①',②',③',④').
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 인버터 장치는 서로 병렬 연결된 복수의 인버터(210,220,230)를 구비할 수 있으며, 도 6을 참조하면, 서로 병렬 연결된 복수의 인버터(210,220,230)는 서로 PWM 캐리어 신호가 동기화되어 운전될 수 있으며, 도 7을 참조하면, 서로 병렬 연결된 복수의 인버터(210,220,230) 각각의 PWM 캐리어 신호는 위상차가 유지되어 운전될 수 있다.
1, the inverter device of the present invention may include a plurality of
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 복수의 인버터 각각의 PWM 신호들의 위상을 정밀하게 제어할 수 있다.
As described above, according to the present invention, it is possible to precisely control the phase of the PWM signals of each of the plurality of inverters.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the particular forms disclosed. 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.
100: 주제어부
110: 주제어기
120: 신호 송신부
210,220,230: 제1 내지 제3 인버터
211,221,231: 신호 수신부
212,222,232: 인버터 제어기
213,223,233: 스위칭부100: main control unit
110: main controller
120: Signal transmitter
210, 220, 230: first to third inverters
211, 221, 231:
212, 222, 232:
213, 223, 233:
Claims (9)
상기 주제어부로부터 상기 제어 신호를 각각 입력받아 전력 변환 동작을 수행하는 복수의 인버터를 포함하고,
상기 복수의 인버터 각각은 상기 제어 신호가 수신된 시각과 현재 시각 간의 지연 시간과 사전에 설정된 목표 지연 시간 간의 비교에 따라 전력 변환 동작을 제어하는 인버터 장치.
A main controller for outputting control signals for controlling the inverter operation; And
And a plurality of inverters receiving the control signals from the main controller and performing a power conversion operation,
Wherein each of the plurality of inverters controls a power conversion operation according to a comparison between a delay time between a time when the control signal is received and a current time and a predetermined target delay time.
상기 복수의 인버터 각각은 상기 지연 시간과 상기 목표 지연 시간 간의 비교에 따라 전력 변환 동작을 제어하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 주기를 조정하는 인버터 장치.
The method according to claim 1,
Wherein each of the plurality of inverters adjusts a cycle of a PWM (Pulse Width Modulation) signal for controlling a power conversion operation according to a comparison between the delay time and the target delay time.
상기 복수의 인버터 각각은 상기 PWM 신호의 주기를 조정하여, 상기 복수의 인버터 각각의 상기 PWM 신호의 위상을 동기화시키는 인버터 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein each of the plurality of inverters adjusts the period of the PWM signal to synchronize the phase of the PWM signal of each of the plurality of inverters.
상기 복수의 인버터 각각은 상기 PWM 신호의 주기를 조정하여, 상기 복수의 인버터 각각의 상기 PWM 신호 간의 위상차를 유지시키는 인버터 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein each of the plurality of inverters adjusts a period of the PWM signal to maintain a phase difference between the PWM signals of the plurality of inverters.
상기 복수의 인버터 각각은 서로 병렬 연결되는 인버터 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of inverters are connected in parallel with each other.
상기 현재 시각은 상기 복수의 인버터 각각의 PWM 캐리어 신호의 주기에 따른 인터럽트 서비스 루틴 수행시 타이머에 저장된 시각인 인버터 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the current time is a time stored in a timer when an interrupt service routine is performed according to a period of a PWM carrier signal of each of the plurality of inverters.
상기 복수의 인버터 각각은
상기 주제어부로부터 해당하는 제어 신호를 수신하는 신호 수신부;
수신된 제어 신호에 따라 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 생성하여 전력 변환을 제어하는 인버터 제어기; 및
상기 인버터 제어기의 상기 PWM 신호에 따라 전력 변환 스위칭 동작을 수행하는 스위칭부
를 포함하는 인버터 장치.
The method according to claim 1,
Each of the plurality of inverters
A signal receiving unit for receiving a corresponding control signal from the main control unit;
An inverter controller for generating a PWM (Pulse Width Modulation) signal according to the received control signal to control power conversion; And
A switching unit for performing a power conversion switching operation in accordance with the PWM signal of the inverter controller;
≪ / RTI >
상기 인버터 제어기는 상기 통신부에 상기 제어 신호가 수신된 시각과 상기 현재 시각을 비교하고, 비교 결과에 따라 계산된 지연 시간과 상기 목표 지연 시간 간의 비교에 따라 상기 PWM 신호의 위상을 조정하는 인버터 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the inverter controller compares the time at which the control signal was received with the current time and adjusts the phase of the PWM signal according to a comparison between the delay time calculated according to the comparison result and the target delay time.
상기 인버터 제어기는
PWM 신호의 목표 위상 시간과 피드백받은 지연 시간을 비교하여 위상차 신호를 출력하는 제1 연산부;
상기 위상차 신호의 크기를 사전에 설정된 비율로 저감시켜 PWM 캐리어 신호의 주기를 조정하는 제2 연산부;
상기 제2 연산부로부터의 PWM 캐리어 신호의 조정된 주기에 따른 PWM 신호를 생성하는 PWM 신호 생성부;
조정된 주기를 갖는 PWM 신호에 따라 발생된 인터럽트 서비스를 수행하는 인터럽트 서비스 루틴(interrupt service routine;ISR) 수행부;
신호 송신 주기가 일정한 제어 신호가 수신된 시각과 상기 인터럽트 서비스 루틴 수행부의 인터럽트 서비스가 수행된 시각을 출력하는 타이머;
상기 제어 신호가 수신된 시각과 상기 인터럽트 서비스가 수행된 시각을 비교하여 상기 지연 시간을 출력하는 제3 연산부; 및
상기 지연 시간의 노이즈를 필터링하여 상기 제1 연산부에 전달하는 필터
를 포함하는 인버터 장치.
8. The method of claim 7,
The inverter controller
A first calculator for comparing a target phase time of the PWM signal with a feedback delay time to output a phase difference signal;
A second calculator for adjusting the period of the PWM carrier signal by reducing the magnitude of the phase difference signal to a predetermined ratio;
A PWM signal generation unit for generating a PWM signal according to an adjusted period of the PWM carrier signal from the second operation unit;
An interrupt service routine (ISR) execution unit for executing an interrupt service generated according to a PWM signal having an adjusted period;
A timer for outputting a time at which a control signal having a constant signal transmission period is received and a time at which the interrupt service of the interrupt service routine execution unit is performed;
A third operation unit for comparing the time at which the control signal was received and the time at which the interrupt service was performed and outputting the delay time; And
A filter for filtering the noise of the delay time and transmitting the filtered noise to the first calculation unit
≪ / RTI >
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KR (1) | KR102527594B1 (en) |
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- 2016-11-24 KR KR1020160157508A patent/KR102527594B1/en active IP Right Grant
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