KR20180136777A - 멀티레벨 인버터 제어장치 - Google Patents

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Abstract

멀티레벨 인버터 제어장치가 개시된다. 직렬로 연결되어 전동기에 인가되는 전압을 합성하는 복수의 전력셀을 포함하는 고압인버터 시스템에서, 상기 전력셀을 제어하기 위한 본 발명의 장치는, 직류링크 커패시터에 저장된 직류전압을 소정 크기 및 주파수의 교류전압으로 변환하는 복수의 스위칭소자와, 상기 스위칭소자를 펄스폭변조 제어하는 셀제어부를 포함하고, 상기 셀제어부는, 상기 복수의 전력셀의 출력전력의 역률을 제어하여, 상기 복수의 전력셀의 출력전력을 각각 동일하게 제어한다.

Description

멀티레벨 인버터 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING MULTILEVEL INVERTER}
본 발명은 멀티레벨 인버터 제어장치에 대한 것이다.
전력산업에서 유연송전시스템(flexible ac transmission system, FACTS)과 같은 효율적이고 유연한 전력계통의 운영 및 구성을 도모하기 위한 기기의 개발 필요성이 매우 크며, 또한, 전동기 구동 시스템과 같이 가변제어가 요구되는 산업설비의 발달은 가변주파수 및 직류-교류 변환을 위한 전력변환장치인 고압 대용량의 인버터를 출현시켰다. 최근, 멀티레벨 인버터(multi-level inverter)는 이러한 고압 대용량 인버터 시스템을 위한 토폴로지로써 관심이 증대되고 있다.
멀티레벨 인버터는 크게 다이오드 클램프 인버터, 캐스케이드 H-브릿지 인버터, 플라잉 커패시터 인버터로 나뉜다. 그중 캐스케이드 H-브릿지 인버터는 저압 H-브릿지 셀을 직렬로 연결하여 인버터의 출력전압의 필요에 따라 셀의 수를 조절하여 전체 출력전압을 조절하는 것이다.
캐스케이드 H-브릿지 인버터는 셀의 직렬연결에 의해 최종 출력전압을 생성하므로, 각 셀의 출력전압의 안정화가 출력전압의 품질에 영향을 미치며, 각 셀의 전압이 위상차를 가지고 쉬프트되어 출력되어야 하므로 고정전류와 가변전압의 차에 의해 위상차가 발생하게 된다. 이러한 위상차에 의해 셀의 출력파워는 순시적으로 변화하며, 이를 각 셀에서 보정하면 각 셀의 출력전압은 보다 안정화되어 출력될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 고압인버터의 각각 단위셀의 역률과 전력균형 및 데드타임 보상을 제어함으로써, 고압인버터의 단위 전력셀의 출력전력을 동일하게 제어하는, 멀티레벨 인버터 제어장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 직렬로 연결되어 전동기에 인가되는 전압을 합성하는 복수의 전력셀을 포함하는 고압인버터 시스템에서, 상기 전력셀을 제어하기 위한 본 발명의 일실시예의 장치는, 직류링크 커패시터에 저장된 직류전압을 소정 크기 및 주파수의 교류전압으로 변환하는 복수의 스위칭소자; 및 상기 스위칭소자를 펄스폭변조 제어하는 셀제어부를 포함하고, 상기 셀제어부는, 상기 복수의 전력셀의 출력전력의 역률을 제어하여, 상기 복수의 전력셀의 출력전력을 각각 동일하게 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 셀제어부는,
Figure pat00001
에서, 각 전력셀에서 출력되는 전압의 천이값에서, 직렬로 연결되는 전력셀의 수에 따라 α를 가변하여 역률을 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 셀제어부는, 상기 직류링크 커패시터의 전압을 검출하는 전압검출부; 및 상기 직류링크 커패시터의 전압오차, 입력전압의 옵셋, 및 초기전압 검출오차를 기반으로, 상기 전력셀의 출력전압에 보상할 보상전압을 결정하는 보상부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 보상부는, 비례(P) 제어기 또는 비례적분(PI) 제어기일 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 셀제어부는, 상기 전력셀에 흐르는 전류를 검출하는 전압검출부; 상기 전력셀에 흐르는 전류의 극성을 판별하는 극성판별부; 및 상기 전력셀에 흐르는 전류의 극성에 따라, 직류링크 전압 및 데드타임을 고려한 보상전압을 결정하여 기준전압을 보상하는 보상전압 결정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 극성판별부는, 상기 전력셀에 흐르는 전류의 기울기를 계산하여, 전류의 극성을 검출할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 멀티레벨 인버터의 입력단에 사용되는 위상치환 변압기를 유연하게 디자인할 수 있어 시스템 설계시 자유도가 증가하고 전체 시스템의 출력전압의 안정화를 달성할 수 있으며, 이로 인해 전체 시스템의 가격 경쟁력을 제고하게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 최종 선간전압이 안정화하게 되므로 전류의 리플이 적어지며, 대용량 적용시 헌팅과 같은 과도상태를 쉽게 안정화하여 결국 전동기의 수명을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 인버터에서 평균적으로 도통이 되는 전력을 안정화함으로써, 시스템의 효율과 수명을 증대시키고, 전력셀의 크기의 상당 부분을 차지하게 되는 커패시터의 커패시턴스를 줄일 수 있으므로, 전력셀의 크기를 줄일 수 있으므로, 시스템 전체의 크기를 줄이게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예가 적용되는 멀티레벨 인버터 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 전력셀의 세부 구성도이다.
도 3은 도 2의 셀제어부의 전압제어기를 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 도 2의 셀제어부가 보상전압을 결정하는 전압제어기를 설명하기 위한 구성도이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성요소는 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '상에' 있다거나 '접하여' 있다고 기재된 경우, 다른 구성요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '바로 위에' 있다거나 '직접 접하여' 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해될 수 있다. 구성요소간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, '~사이에'와 '직접 ~사이에' 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. '포함한다' 또는 '가진다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예가 적용되는 멀티레벨 인버터 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1의 전력셀의 세부 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예가 적용되는 멀티레벨 인버터 시스템(1)은, 위상치환 변압기(phase shift transformer)(10), 복수의 단위 전력셀(20) 및 복수의 단위 전력셀(20)에 제어신호를 전송하는 주제어부(30)를 포함하여 구성되며, 전동기(2)로 소정 크기 및 주파수의 교류전압을 출력할 수 있다.
또한, 각 단위 전력셀(20)은 위상치환 변압기(10)로부터 입력되는 교류전압을 정류하는 정류부(21)와, 정류부가 정류한 직류전압을 평활하는 커패시터(22)와, 커패시터(22)에 저장된 직류전압을 소정 교류전압으로 변환하는 복수의 스위칭소자(23)와, 각 스위칭소자(23)의 펄스폭변조(pulse width modulation, PWM) 제어를 수행하는 셀제어부(24) 및 전력셀(20)에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류검출부(25)를 포함할 수 있다.
위상치환 변압기(10)는 입력되는 전원의 위상을 각각 변화시켜 복수의 단위 전력셀(20)에 공급할 수 있다. 위상치환 변압기(10)의 상세 구성은 본 발명의 기술분야에서 너리 알려진 바와 같으므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
복수의 단위 전력셀(20)은 각 상별로 직렬연결되어, 고압인버터(1)의 각 상(U, V, W)이 구성될 수 있다.
주제어부(30)는 전동기(2)의 가변속 제어를 위한 것으로서, 인버터(1)가 출력하기 위해 필요한 전압 및 전류를 계산하여 출력주파수와 출력전압의 정보를 각 전력셀(20)에 전달할 수 있다. 또한, 시스템의 전체적인 감시 및 진단, 모니터링, 보호, MMI(man-machine interface), 통신, 기타 보조를 수행할 수 있다.
주제어부(30)와 셀제어부(24)는 고속링크로 연결되며, 서로 데이터를 주고받으며 시스템을 운영하게 된다. 전력셀(20)은 시스템 전압과 무관하게 위상치환 변압기(10)로부터 독립된 전원을 공급받으며, 절연이 확보될 수 있다.
각 전력셀(20)의 출력전압과 출력전류는 다음과 같이 정의할 수 있다.
Figure pat00002
Figure pat00003
이때, φ는 부하각이고, ω는 운전주파수이고, t는 시간, V0와 I0는 출력전압과 출력전류의 실효치(RMS)이다. 위 수학식 1 및 수학식 2로부터, 전력셀(20)의 출력전력은 다음과 같이 결정될 수 있다.
Figure pat00004
위 수학식 3에서 알 수 있듯이, 전력셀(20)의 전력에는 부하각에 의해 변경되는 1차항인 직류성분과, 운전주파수의 2배에 해당하는 교류성분이 포함된다. 결국 스위칭소자(23)의 출력파형에는 출력주파수의 2배에 해당하는 맥동을 가진 출력전압이 합성되며, 보통의 경우 맥동의 영향을 줄이기 위해, 직류단 커패시터(22)의 커패시턴스를 충분히 크게 사용하고 있다.
이와 같은 시스템에서, 인버터(1)의 출력전압은 각 전력셀(20)의 출력전압의 합과 같고, 출력전류는 동일하다. 이때 출력전압의 차이에 따라 각각 전력셀(20)에서 발생되는 출력전력에 차이가 발생한다.
뿐만 아니라, 다양한 이유로 인해 출력전력은 전력셀(20)마다 다르게 출력되고 있다. 예를 들어, 고압 인버터(1)의 직류단 캐패시터(22)로서 주로 전해 캐패시터(electrolytic capacitor)가 사용되는데, 통상적으로 15 내지 20%의 용량변화가 존재하며, 이로 인해 커패시터(22)의 맥동에 영향이 더욱 심해지게 되고, 이에 따라 출력전압이 각 전력셀(20)별로 달라질 수 있다. 또한, 각 전력셀(20)에 입력되는 변압기(10)의 탭 전압 차이에 의해 최종 전력셀(20)에서 합성되는 전압이 달라질 수 있다. 다수의 2차 탭을 가지는 변압기(10)의 경우 이론적으로 동일한 턴 수로 설계되지만, 실제 수 %의 차이를 가지고 제작된다. 부하가 최대로 걸릴 경우 각각 탭에 따라서 커패시터(22)에 입력되는 전압은 차이가 더 커지게 되며, 전류가 동일한 상에서 전압이 다르므로 각 전력셀(20)은 출력전력이 달라진다. 만일 회생이 발생하는 경우 상전압이 적은 쪽으로 부하 에너지가 집중하게 되며, 그 중에서도 출력전력이 작은 전력에 전압이 인가되어, 갑작스러운 과전압을 유발하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 각 전력셀의 역률과 전력균형을 제어하여, 단위 전력셀의 출력전력을 동일하게 제어하기 위한 것이다.
전동기(2)에 인가되는 전압과 전류의 관점에서 살펴보면, 고압인버터(1)의 선간전압이 일정해야 하며, 이를 위해 상전압(U, V, W)이 일정해야 한다. 또한, 상전압이 일정하기 위해서는 각 전력셀(20)의 전압이 일정해야 한다. 즉, 전압을 일정하게 하기 위해, 각 전력셀(20)에서 주파수에 따라 출력해야 하는 전압을 정확하게 출력하여야 한다. 도 1과 같은 캐스케이드 타입의 고압인버터(1)의 경우, 위상이 천이된 전압이 변압기(10)에 의해 인가되므로 전체적인 전력은 순시적으로 차이가 발생하게 된다. 이를 동일하게 제어하면, 각 전력셀의 출력전압을 안정하게 합성할 수 있다. 본 발명에서는 각 셀제어부(24)가 최종 출력전압을 안정화한다.
먼저, 셀제어부(24)는 각 전력셀의 출력전력을 역률제어하여, 동일전류에 대해 전압을 가변함으로써, 전력을 가변할 수 있다.
위상천이 변압기(10)는 각각의 출력당 위상을 지연하여 출력한다. 또한, 변압기(10)는 부하로 인하여, U, V, W 각상의 전력셀(20)의 전압 및 전류의 역률(cosθ)이 달라지며, 이로 인해 각 전력셀(20)의 출력전력이 달라지게 된다. 고압인버터(1)에서 최종 출력전력은 각 전력셀(20)의 출력전력의 합이 되고, 전력셀(20)의 역률은 인버터의 출력주파수 및 단위 전력셀(20)가 배치되는 층수에 따라 달라지게 된다.
이러한 시스템에서, 전력셀(20)의 역률제어를 하지 않는 경우, 각 전력셀(20)의 출력전력이 달라지게 되며, 부하가 적은 영역에서는 특정 전력셀에 전압회생이 발생할 가능성이 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예의 셀제어부(24)는, 각 전력셀에서 출력되는 출력전력이 동일하도록 역률을 제어할 수 있다. 이를 수학식으로 설명하면 아래와 같다.
Figure pat00005
이때 n는 고압인버터(1)에서 단위 전력셀(20)의 층수를 나타내는 것이다. 단위 전력셀(20)의 '층수'는 직렬연결된 단위 전력셀(20)의 개수를 의미하는 것으로 한다. 통상적으로, 고압인버터(1)에서 3개 또는 6개의 단위 전력셀(20)이 직렬로 연결되며, 이때 3개의 단위 전력셀(20)이 직렬연결되어 하나의 상전압을 구성하는 경우의 층수가 3이고, 6개의 단위 전력셀(20)이 직렬연결되어 하나의 상전압을 구성하는 경우의 층수가 6일 수 있다.
시스템의 전류는 동일하므로, 셀제어부(24)는 스위칭소자(23)를 제어하여 전압을 가변함으로써 출력전력을 가변할 수 있다. 셀제어부(24)는 각 전력셀(20)에서 출력되는 전압의 쉬프트값에 총 전력셀의 수에 따라 α를 임의로 가변할 수 있다. 셀제어부(24)는 수학식 4를 기준으로, 각 전력셀(20)에서 출력되는 전압의 천이값(cosθ)에 총 전력셀(20)의 수에 따라 α를 임의로 가변할 수 있다. 총 전력셀(20)의 수에 따른 α는 균등한 전류 및 전압의 기준에 따라 전력셀(20)별로 다르게 결정될 수 있다. 또한, 부하별 전력을 기준으로, 보정한 α가 정해져야 최종 출력하는 전압의 형태를 합성할 수 있다. 이를 통해, 출력전압과 전류의 α을 각 전력셀(20)별로 균등하게 가변할 수 있게 된다.
또한, 셀제어부(24)는 전력셀(20)에 독립적인 전원을 공급하기 위하여 커패시터(22)의 기준전압을 보상할 수 있다. 도 3은 도 2의 셀제어부(24)의 전압제어기를 설명하기 위한 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에서 셀제어부(24)의 전압제어기는, 보상부(3A)와 전압검출부(3B)를 포함하여 구성될 수 있다.
전력셀(20)의 커패시터(22)의 기준전압 Vdc(Ref)는 입력전압과 무관하게 시스템에 따라 정해지게 된다. 셀제어부(24)는 매 제어주기마다 검출되는 실제 직류전압 Vdc(fdk)을 전압검출부(3B)로부터 수신하고, 보상부(3A)는 입력전압의 차이와 주파수에 따라 흔들리는 커패시터(22) 전압의 크기에 따라, 최종 출력전압에 보상할 보상전압 ΔV를 결정할 수 있다.
최초로 시스템에 전원을 인가하면, 각 전력셀(20)에 커패시터(22)의 전압으로부터 초기값을 연산하고, 출력시 각 값의 변화를 연산하며, 최종 출력전압 생성시에 각 전력셀(20)의 PWM 스위칭마다 일정 비율을 반영하여야 최종적으로 출력전압과 전류의 파워가 일정하게 유지될 수 있다. 수학식 5는 전력개념을 도입하기 위해 기준점을 생성하는 내용을 설명하기 위한 것이고, 수학식 6은 각 전력셀(20)마다 변화분에 대한 반영을 나타낸 것이다.
Figure pat00006
Figure pat00007
본 발명의 셀제어부(24)의 전압제어기는, 커패시터(22)의 전압오차, 입력 옵셋, 초기전압 검출오차를 기반으로, 전력셀(20)별로 불균형한 전압을 보상하는 보상전압을 결정할 수 있다.
전력의 경우 전체적인 응답성을 크게 요구하지 않으며, 순시적인 제어에 이용되므로, 정상상태 오차를 감안하면 보상부(3A)는 비례(P) 제어기일 수도 있다. 보다 안정화된 출력전압 및 전류를 합성하기 위해서는, 전력셀(20)의 전압을 보다 안정적으로 검출하여야 하며, 이를 위해 대역저지필터(bandstop filter)를 더 포함할 수도 있다.
또한, 보상부(3A)는 비례적분(PI) 제어기일 수도 있다. 이에 의해, 전력을 제어하고, 커패시터(22)의 균형을 향상시키고, 셀간 전압 및 전류의 위상천이 영향을 줄일 수 있다.
또, 본 발명의 일실시예의 셀제어부(24)는 전류의 극성에 따라 데드타임을 고려한 보상전압을 결정하여, 이를 기준전압에 더하여 새로운 기준전압을 생성할 수 있다. 이와 같이 생성한 기준전압을 기반으로 PWM 제어를 수행하여 스위칭소자(23)를 제어하게 된다.
도 4는 도 2의 셀제어부(24)가 보상전압을 결정하는 전압제어기를 설명하기 위한 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 전압제어기는, 전류검출부(25)가 검출한 전력셀(20)의 전류로부터 전류의 극성을 판별하는 극성판별부(4A)와, 전류의 극성에 따라 보상전압을 결정하는 보상전압 결정부(4B)를 포함할 수 있다.
전류검출부(25)는 전력셀(20)에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 전류검출부(25)는 예를 들어 전류 변압기(current transformer, CT)이다. 극성판별부(4A)는 전류검출부(25)가 검출한 전력셀(20) 내의 전류로부터 전류의 기울기를 계산하여, 전류의 극성을 검출할 수 있다. 전류의 기울기를 계산하는 방식은 다양하게 존재하며, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
보상전압 결정부(4B)는, 직류링크 전압과 데드타임을 고려하여 보상전압을 결정할 수 있다. 보상전압 결정부(4B)는, 전류의 극성이 양(+)인 경우에는 수학식 7에 의해, 전류의 극성이 음(-)인 경우에는 수학식 8에 의해 보상전압을 결정할 수 있다.
Figure pat00008
Figure pat00009
이때, td는 데드타임이고, ts는 스위칭 주기이다. 데드타임이란, 스위칭소자(23)의 온 또는 오프과정에서, 상부레그와 하부레그의 스위칭소자가 동시에 온상태가 되는 것을 방지하기 위해 직렬로 연결된 두 스위칭소자를 모두 턴오프하는 시간을 말한다. 데드타임 구간에서는 두 스위칭소자가 동시에 오프상태이므로, 출력전압지령과 실제 인버터의 출력전압이 달라지게 된다.
가산부(4C)는 PWM 제어에 사용되는 기준전압 Vref에 보상전압을 더하여 보상된 기준전압 Vref'을 출력할 수 있다. 이와 같이 보상된 기준전압 Vref'은 스위칭소자(23)의 PWM 제어에 사용될 수 있을 것이다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 멀티레벨 인버터의 입력단에 사용되는 위상치환 변압기를 유연하게 디자인할 수 있어 시스템 설계시 자유도가 증가하고 전체 시스템의 출력전압의 안정화를 달성할 수 있다. 이로 인해 전체 시스템의 가격 경쟁력을 제고할 수 있다. 또한, 최종 선간전압이 안정화하게 되므로 전류의 리플이 적어지며, 대용량 적용시 헌팅과 같은 과도상태를 쉽게 안정화하여 결국 전동기의 수명을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 인버터에서 평균적으로 도통이 되는 전력을 안정화함으로써, 시스템의 효율과 수명을 증대시키고, 전력셀의 크기의 상당 부분을 차지하게 되는 커패시터의 커패시턴스를 줄일 수 있으므로, 전력셀의 크기를 줄일 수 있다. 따라서, 시스템 전체의 크기를 줄일 수 있다.
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 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
1: 고압인버터 2: 전동기
10: 위상천이 변압기 20: 전력셀
30: 주제어부 21: 정류부
22: 직류링크 커패시터 23: 스위칭소자
24: 셀제어부

Claims (6)

  1. 직렬로 연결되어 전동기에 인가되는 전압을 합성하는 복수의 전력셀을 포함하는 고압인버터 시스템에서, 상기 전력셀을 제어하기 위한 장치에 있어서,
    직류링크 커패시터에 저장된 직류전압을 소정 크기 및 주파수의 교류전압으로 변환하는 복수의 스위칭소자; 및
    상기 스위칭소자를 펄스폭변조 제어하는 셀제어부를 포함하고,
    상기 셀제어부는, 상기 복수의 전력셀의 출력전력의 역률을 제어하여, 상기 복수의 전력셀의 출력전력을 각각 동일하게 제어하는 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 셀제어부는,
    아래의 수학식에서, 각 전력셀에서 출력되는 전압의 천이값에서, 직렬로 연결되는 전력셀의 수에 따라 α를 가변하여 역률을 제어하는 제어장치.
    Figure pat00010

  3. 제1항에 있어서, 상기 셀제어부는,
    상기 직류링크 커패시터의 전압을 검출하는 전압검출부; 및
    상기 직류링크 커패시터의 전압오차, 입력전압의 옵셋, 및 초기전압 검출오차를 기반으로, 상기 전력셀의 출력전압에 보상할 보상전압을 결정하는 보상부를 포함하는 제어장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 보상부는, 비례(P) 제어기 또는 비례적분(PI) 제어기인 제어장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 셀제어부는,
    상기 전력셀에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출부;
    상기 전력셀에 흐르는 전류의 극성을 판별하는 극성판별부; 및
    상기 전력셀에 흐르는 전류의 극성에 따라, 직류링크 전압 및 데드타임을 고려한 보상전압을 결정하여 기준전압을 보상하는 보상전압 결정부를 포함하는 제어장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 극성판별부는,
    상기 전력셀에 흐르는 전류의 기울기를 계산하여, 전류의 극성을 검출하는 제어장치.
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