KR20190051334A

KR20190051334A - Power converting apparatus

Info

Publication number: KR20190051334A
Application number: KR1020170146853A
Authority: KR
Inventors: 박선영
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-11-06
Filing date: 2017-11-06
Publication date: 2019-05-15

Abstract

A power conversion apparatus, according to an aspect of the present invention, comprises: a converter converting input power into direct current (DC) power to output the DC power to a DC terminal; a capacitor connected to the DC terminal; an inverter having a plurality of switching elements and converting the DC power from the capacitor into alternating current (AC) power; and an inverter controlling unit controlling the inverter. The inverter controlling unit outputs an inverter switching control signal to the inverter based on target voltage and two or more chopping waves having different frequencies. Therefore, the present invention can increase inverter switching efficiency.

Description

[0001] Power converting apparatus [0002]

본 발명은 전력 변환 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인버터 효율을 증대할 수 있는 전력 변환 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion apparatus and a control method thereof, and more particularly, to a power conversion apparatus and a control method thereof that can increase inverter efficiency.

전력 변환 장치는, 입력되는 전원을 변환하여 부하로 공급되는 장치이다.A power conversion device is a device that converts input power and is supplied to a load.

예를 들어, 발전기 시스템에서 전력 변환 장치는 발전기가 생산한 전원을 변환하여 부하로 공급할 수 있다. 또한, 전력 변환 장치는 입력되는 전원을 변환하여 모터를 구동하는 장치일 수 있다.For example, in a generator system, a power conversion device can convert the power produced by the generator and supply it to the load. Further, the power conversion device may be a device that converts the input power source to drive the motor.

이와 같이 다양한 분야에서 사용될 수 있는 전력 변환 장치는, DC 전압을 초핑(chopping)하여 목표하는 AC 전압을 생성하는 인버터를 포함할 수 있다. 따라서, 인버터 및 전력 변환 장치를 효과적으로 제어하여, 효율을 높이려는 시도가 있어왔다.A power conversion device that can be used in various fields as described above may include an inverter that generates a target AC voltage by chopping the DC voltage. Therefore, attempts have been made to increase efficiency by effectively controlling the inverter and the power conversion device.

종래 기술1(한국 공개특허공보 제10-2016-0098894호)은, 직류 전력을 공급받아 교류 전력을 제공하는 전력 변환 장치에 대한 발명이다.Prior Art 1 (Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2016-0098894) is an invention for a power conversion device that receives DC power and provides AC power.

종래 기술1(한국 공개특허공보 제10-2016-0098894호)은, 시간이 지남에 따라 전력 변환 장치 내 부품의 노화 또는 교체로 인해 전력 변환 장치의 최적 캐리어 주파수가 변경되는 경우, 능동적으로 대응할 수 없는 문제점을 해결하기 위하여, 기설정된 주기마다 캐리어 주파수를 측정하여 최적의 캐리어 주파수를 찾아 캐리어 주파수 레벨로 결정하여 구동하였다.In the prior art 1 (Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2016-0098894), when the optimum carrier frequency of the power conversion apparatus is changed due to aging or replacement of parts in the power conversion apparatus over time, In order to solve this problem, a carrier frequency is measured every predetermined period, and an optimum carrier frequency is found and determined as a carrier frequency level.

하지만, 종래 기술1(한국 공개특허공보 제10-2016-0098894호)은, 기설정된 주기마다 캐리어 주파수를 변경하면서 최적의 캐리어 주파수를 찾는 과정을 거쳐야하는 문제점이 있다.However, the conventional technique 1 (Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2016-0098894) has a problem in that it is required to find the optimum carrier frequency while changing the carrier frequency every predetermined period.

또한, 인버터 손실은 크게 스위칭 손실과 도통(conduction) 손실의 합으로 표현될 수 있는데, 종래 기술1(한국 공개특허공보 제10-2016-0098894호)은, 인버터의 스위칭 손실을 개선하지 못한다는 문제점이 있다In addition, the inverter loss can be largely expressed by the sum of the switching loss and the conduction loss. The prior art 1 (Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2016-0098894) has a problem that the switching loss of the inverter can not be improved There is

따라서, 인버터 스위칭 효율 및 전체 전력 변환 장치의 효율을 향상할 수 있는 방안이 요구된다.Accordingly, there is a need for a method for improving inverter switching efficiency and efficiency of the entire power conversion apparatus.

본 발명의 목적은, 인버터 효율을 증대할 수 있는 전력 변환 장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a power conversion apparatus and a control method thereof that can increase inverter efficiency.

본 발명의 목적은, 인버터 스위칭 손실을 저감할 수 있는 전력 변환 장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a power conversion apparatus and a control method thereof capable of reducing inverter switching loss.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 전력 변환 장치는, 입력 전원을 직류 전원으로 변환하여 dc단에 출력하는 컨버터, dc단에 접속되는 커패시터, 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 변환하는 인버터, 및, 인버터를 제어하는 인버터 제어부를 포함하고, 인버터 제어부는, 목표 전압 및 서로 다른 주파수를 가지는 2이상의 삼각파에 기초하여, 인버터에 인버터 스위칭 제어 신호를 출력함으로써, 인버터 스위칭 효율을 증대할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power conversion apparatus including a converter for converting an input power source to a DC power source and outputting the DC power source to a dc stage, a capacitor connected to a dc stage, and a plurality of switching devices, And an inverter control unit for controlling the inverter. The inverter control unit outputs an inverter switching control signal to the inverter based on at least two triangular waves having a target voltage and different frequencies Thus, inverter switching efficiency can be increased.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 인버터 효율을 증대할 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, inverter efficiency can be increased.

또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 인버터 스위칭 손실을 저감할 수 있다.Further, according to at least one of the embodiments of the present invention, inverter switching loss can be reduced.

한편, 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.Meanwhile, various other effects will be directly or implicitly disclosed in the detailed description according to the embodiment of the present invention to be described later.

도 1은 열병합 발전기의 설명에 참조되는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스엔진 발전기의 개념도이다.
도 3은 인버터 스위칭 방법에 관한 설명에 참조되는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 장치의 회로도의 일예이다.
도 5는 도 4의 인버터 제어부의 간략한 내부 블록도의 일예이다.
도 6은 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도의 다른 예이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 장치 및 그 제어 방법에 관한 설명에 참조되는 도면이다.1 is a diagram referred to the explanation of the cogeneration generator.
2 is a conceptual diagram of a gas engine generator according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a diagram referred to the explanation about the inverter switching method.
4 is an example of a circuit diagram of a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is an example of a simplified internal block diagram of the inverter control unit of Fig.
6 is another example of an internal block diagram of the inverter control unit of FIG.
7 to 9 are diagrams referred to in explaining a power conversion apparatus and a control method thereof according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it is needless to say that the present invention is not limited to these embodiments and can be modified into various forms.

도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. In the drawings, the same reference numerals are used for the same or similar parts throughout the specification.

도 1은 열병합 발전기의 설명에 참조되는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스엔진 발전기의 개념도이다.FIG. 1 is a diagram for explaining a cogeneration system, and FIG. 2 is a conceptual diagram of a gas engine generator according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열병합 발전기 시스템은, 크게 발전 장치(2), 전력 부하(10), 전력 공급 수단(20), 열 부하(30), 열 공급 수단(40), 전열 열 공급 장치(50)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a cogeneration system according to an embodiment of the present invention includes a power generation device 2, a power load 10, a power supply 20, a heat load 30, ), And a heat transfer heat supply device (50).

상기 발전 장치(2)는, 열병합 발전 유닛으로서, 전력을 생산하고, 전력 및 전력 생산시 발생되는 열을 공급할 수 있다. The power generation device 2, as a cogeneration unit, can generate electric power and supply heat generated during power and electric power production.

상기 전력 부하(10)는 열병합 발전기 시스템이 설치되는 건물(B) 내의 각종 전기 기기로서, 공조 장치(11, 12, 13)와, 조명 등 기타 전력 부하(14) 등을 포함할 수 있다.The electric power load 10 may include various air conditioners 11, 12, and 13 as well as other electric power loads 14 and the like in the building B in which the cogeneration system is installed.

여기서, 상기 공조 장치(11, 12, 13)는 냉매를 이용하여 실내를 공조시키는 기기로서, 상기 발전 장치(2)가 설치된 건물(B) 내부에 한 세트(Set) 이상 설치될 수 있다.The air conditioners 11, 12, and 13 are devices for air-conditioning the room using refrigerant, and one or more sets may be installed in the building B in which the power generation device 2 is installed.

상기 전력 공급 수단(20)은 상기 발전 장치(2)에서 생성된 전력을 상기 전력 부하(10)로 공급하는 것으로서, 발전 장치(2)와 전력 부하(10)를 연결하는 전력선(22)으로 이루어지고, 외부 전원 공급원(26)과 연결될 수 있다.The power supply means 20 supplies the power generated by the power generation device 2 to the power load 10 and is composed of a power line 22 connecting the power generation device 2 and the power load 10 And may be connected to an external power source 26.

여기서, 상기 외부 전원 공급원(26)은 통상적인 계통 상용전원을 공급하는 전력 공급원으로 이루어진 것으로 한정하여 설명한다.Here, the external power supply source 26 is limited to a power supply source that supplies a conventional system power supply.

상기 전력선(22)에는 상기 발전 장치(2)에서 전력 부하(10)로 공급되는 전력을 개폐할 수 있도록 발전 전력 개폐기(24)가 설치될 수 있다. 발전 전력 개폐기(24)는, 열병합 발전 시스템에서 생성된 전력을 공급하거나 차단할 수 있어, 메인 차단기로도 명명될 수 있다.The power line 22 may be provided with a power generation switch 24 so as to open and close the power supplied to the power load 10 from the power generation apparatus 2. The generated power switch 24 can supply or shut off the power generated in the cogeneration system and can also be called a main breaker.

상기 전력선(22)은 외부 전원 공급원(26)과 연결되는 외부 전력선(23)에 외부 전원 공급원(26)에서 공급되는 전력을 개폐할 수 있도록 상용 전력 개폐기(28)가 설치될 수 있다. The power line 22 may be provided with a commercial power switch 28 for opening and closing the power supplied from the external power supply source 26 to the external power line 23 connected to the external power supply source 26.

즉, 상기 발전 장치(2)에서 생성된 전력과, 외부 전원 공급원(26)에서 공급되는 전력이 중 일측이 상기 전력 부하(10)로 공급된다.That is, one of the power generated by the power generation device 2 and the power supplied from the external power supply source 26 is supplied to the power load 10.

예를 들어, 전력 사용자는 계통 상용 전원 공급사와 계절, 월, 요일, 시간대별로 전기 요금을 차등화한 계약에 따른 계약 전력을 사용할 수 있다.For example, a power user can use a contracted power according to a contract that differentiates electricity rates by season, month, day, and time zone with a utility commercial power supplier.

이 경우에, 전력 사용량이 계약 내용에 따라 높은 요금을 지급하게 되는 구간인 경우에, 열병합 발전기 시스템에서 자체 발전하는 전력을 이용함으로써, 비용을 절감할 수 있다.In this case, the cost can be reduced by using the self-generated power in the cogeneration system in the case where the power consumption is a period in which a high rate is paid according to the contract contents.

또한, 열병합 발전기 시스템은 열을 열 부하(30)로 공급함으로써, 효율성을 더욱 높일 수 있다.In addition, the cogeneration system can further increase efficiency by supplying heat to the heat load (30).

한편, 상기 열 부하(30)는 상기 발전 장치(1)에서 생성된 전력이 공급되는 공조 장치(11, 12, 13) 등으로 이루어지는 것도 가능하고, 상기 공조 장치(11, 12, 13) 등과 무관한 급탕 등으로 이루어지는 것도 가능하다.The heat load 30 may be composed of an air conditioner 11, 12, 13 or the like to which electric power generated by the power generating apparatus 1 is supplied and may be connected to the air conditioner 11, 12, A hot water supply or the like.

도 1에서는 설명의 편의를 위해 열 부하(30)를 공조 장치(11, 12, 13) 등의 전력 부하(10)와 별도로 기재하였으나, 공조 장치(11, 12, 13)와 급탕 등이 모두 열 부하(30)로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.Although the heat load 30 is described separately from the power load 10 such as the air conditioners 11, 12 and 13 for convenience of explanation in FIG. 1, the air conditioners 11, 12 and 13, And the load 30 is the most preferable.

상기 열 공급 수단(40)은 상기 발전 장치(2)에서 발생된 열을 열 부하(30)로 공급하도록 발전 장치(2)와 열 부하(30)를 연결하는 것으로서, 발전 장치(2)의 열을 열 부하(30)로 공급되도록 열 매체가 순환되는 배관 등의 열 공급 유로를 포함하여 구성될 수 있다.The heat supply means 40 connects the power generation device 2 and the heat load 30 to supply the heat generated from the power generation device 2 to the heat load 30, Such as a pipe through which the heat medium is circulated so as to be supplied to the heat load 30.

상기 전열 열 공급 장치(50)는, 상기 발전 장치(1)에서 생성된 전력으로 열을 발생하여 열 공급수단(40)과 열 부하(30) 중 적어도 하나로 공급하는 것으로서, 전기를 이용하여 열이 발생되는 전열 히터 등의 모든 종류의 전열 기기가 적용 가능하다.The electric heat supply device 50 generates heat by the electric power generated by the power generation device 1 and supplies the heat to at least one of the heat supply means 40 and the heat load 30, And an electrothermal heater which generates heat can be applied.

상기 전열 열 공급 장치(50)는 열 공급 수단(40)이나 열 부하(30)의 배관에 직접 연결되어 배관으로 열을 공급하는 것도 가능하고, 별도의 보조 열교환기의 기타 장치를 설치하여 보조 열교환기의 기타 장치를 통해 열을 공급하는 것도 가능함은 물론이다.The heat transfer heat supply device 50 may be connected directly to the heat supply means 40 or the heat load 30 to supply heat to the heat exchange pipe 30. Other devices such as an auxiliary heat exchanger may be provided to perform auxiliary heat exchange Of course, it is also possible to supply heat through other devices of the machine.

상기 전열 열 공급 장치(50)는 상기 발전 장치(2)의 전력 용량과 같거나 유사하게 설치되는 것이 바람직하고, 발전 장치(2)의 최소 전력 부하 이상이면, 건물(B)의 열 수요 등의 상황에 따라서 발전 장치(2)의 전력 용량보다 많거나 적게 설치되는 것도 가능하다.It is desirable that the heat transfer heat supply device 50 is installed so as to be equal to or similar to the electric power capacity of the electric power generation apparatus 2 and if it is equal to or more than the minimum electric power load of the electric power generation apparatus 2, It is possible that the power generation capacity of the power generation apparatus 2 is set to be more or less than the power capacity of the power generation apparatus 2 depending on the situation.

열병합 발전 시스템의 발전 장치(2)로 가스엔진 발전기를 이용할 수 있다. 가스엔진 발전기는 전기가 공급되지 않아도 가스가 공급된다면 전원을 공급할 수 있어 자립발전 구성에 장점이 있다.A gas engine generator can be used as the generator (2) of the cogeneration system. The gas engine generator can supply the power if the gas is supplied even if the electricity is not supplied, which is advantageous in the self-sustaining power generation configuration.

도 2를 참조하면, 가스엔진 발전기(2)는, 가스엔진(111), 발전기(112), 전력 변환기(113)를 포함하고, 수전단(200)에 전력을 공급할 수 있다.2, the gas engine generator 2 includes a gas engine 111, a generator 112, and a power converter 113, and is capable of supplying power to the power receiving end 200. [

상기 가스엔진(111)의 구동에 따라 상기 발전기(112)에서 전력이 생산되고, 상기 발전기(112)에서 생산된 전력은 상기 전력 변환기(113)를 거쳐 상기 수전단(200)의 부하로 공급될 수 있다. The power generated by the generator 112 is supplied to the load of the receiver 200 through the power converter 113. The power generated by the generator 112 is supplied to the load .

상기 전력 변환기(113)는 입력 전력을 변환하여 상기 수전단(200)의 부하로 공급할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 변환기(113)는 상기 발전기(112)에서 생산된 전원을 3상 교류로 변환하여 부하로 공급할 수 있다.The power converter 113 may convert the input power and supply the converted power to the load of the power receiver 200. For example, the power converter 113 may convert the power generated by the generator 112 into three-phase alternating current and supply the alternating current to the load.

상기 전력 변환기(113)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치(도 4의 400 참조)일 수 있다. 다른 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치(400)는 입력되는 전원을 변환하여 모터를 구동하는 장치일 수 있다.The power converter 113 may be a power converter (see 400 in FIG. 4) according to an embodiment of the present invention. As another example, the power conversion apparatus 400 according to an embodiment of the present invention may be a device that converts the input power to drive the motor.

도 3은 인버터 스위칭 방법에 관한 설명에 참조되는 도면으로, 반송파와 목표 전압을 이용한 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 인버터 스위칭 방법에 관한 설명에 참조되는 도면이다.FIG. 3 is a diagram referred to the explanation of the inverter switching method, which is referred to in explaining a pulse width modulation (PWM) inverter switching method using a carrier wave and a target voltage.

도 3을 참조하면, 반송파(320)는, 스위칭 제어를 위한 일종의 참조 신호로, 소정 주파수를 가지고, 주기마다 같은 파형이 반복될 수 있다. 삼각파(320)는 반송파로 많이 사용되는 파형이다.Referring to FIG. 3, the carrier wave 320 is a kind of reference signal for switching control. The carrier wave 320 may have a predetermined frequency and repeat the same waveform every period. The triangle wave 320 is a waveform often used as a carrier wave.

도 3을 참조하면, 삼각파(320)는 전압 레벨은 일정하게 상승하다가 일정하게 하강할 수 있다. 삼각파(320)는 피크(peak) 전압까지 전압 레벨이 상승하다가, 피크(peak) 전압부터 전압 레벨이 하강할 수 있다.Referring to FIG. 3, the voltage level of the triangular wave 320 may be constantly increased and then decreased. The triangular wave 320 may have a voltage level rising to a peak voltage and then a voltage level falling from a peak voltage.

또한, 삼각파(320)에서 전압이 상승하는 상승 구간의 전압 변화 기울기와 전압이 하강하는 하강 구간의 전압 변화 기울기가 동일하거나 상이할 수 있다. 이에 따라, 상승 구간과 하강 구간의 길이도 다양하게 구성될 수 있다.In addition, the voltage change slope of the rising section where the voltage of the triangle wave 320 rises may be the same or different from the voltage change slope of the falling section of the voltage falling period. Accordingly, the lengths of the rising section and the falling section can be variously configured.

도 3을 참조하면, 지령치의 출력 전압(320)과 삼각파(310)를 비교하여, 그 크기의 비교 결과에 따라 인버터의 각 상 스위치를 온/오프(on/off)할 수 있다. 예를 들어, 출력 전압(320)이 삼각파(310)보다 큰 구간에서 스위치들은 온(on)되고, 나머지 구간에서는 스위치들은 오프(off)될 수 있다.Referring to FIG. 3, the output voltage 320 of the command value is compared with the triangular wave 310, and each phase switch of the inverter can be turned on / off according to the comparison result of the magnitude. For example, the switches may be turned on in a section where the output voltage 320 is larger than the triangular wave 310, and the switches may be turned off in the remaining sections.

인버터는 DC 전압을 변환하여 목표하는 출력 AC(정현파) 전압을 생성한다. 도 3과 같이, 인버터는 목표 정현파 전압(320)을 삼각파(carrier, 310)와 비교하여 스위칭의 듀티(duty) 시간을 결정할 수 있다. 따라서, 삼각파(310)의 주기는 스위칭 주기이자 인버터 효율에 큰 영향을 끼치는 인자이다. The inverter converts the DC voltage to produce the desired output AC (sinusoidal) voltage. As shown in FIG. 3, the inverter can compare the target sinusoidal voltage 320 with a triangular wave (carrier) 310 to determine the duty time of the switching. Therefore, the period of the triangle wave 310 is a switching period and a factor that greatly affects the inverter efficiency.

인버터 손실은 크게 스위칭 손실과 도통(conduction) 손실의 합으로 표현될 수 있는데, 스위칭 손실이 도통 손실에 비해 영향이 큰 경우 스위칭 손실을 저감하기 위해 스위칭 주파수를 낮추거나 discontinuous-PWM과 같은 방식을 채택하기도 한다. The inverter loss can be expressed as a sum of switching loss and conduction loss. If the switching loss is larger than the conduction loss, the switching frequency is lowered or discontinuous-PWM is adopted to reduce the switching loss. It is also said.

스위칭 횟수가 높아지면 스위칭 손실이 증가하여 효율이 낮아지는 문제점이 있으므로, 인버터 효율 향상을 위해서는 스위칭 손실을 저감시킬 수 있는 방안이 필요하다.As the number of switching times increases, the switching loss increases and the efficiency decreases. Therefore, it is necessary to reduce the switching loss in order to improve the efficiency of the inverter.

따라서, 본 발명은 서로 다른 주기를 가지는 2이상(예, 2개)의 삼각파를 이용하여 스위칭의 듀티(duty) 시간을 결정, 스위칭 손실을 저감시키면서 목표 출력 전압에 대한 선형성을 유지시킬 수 있는 인버터 스위칭 기법을 제안한다.Accordingly, the present invention provides an inverter that can determine the duty time of switching by using two or more (e.g., two) triangular waves having different periods and maintain the linearity with respect to the target output voltage while reducing the switching loss. We propose a switching scheme.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 장치의 회로도의 일예이다.4 is an example of a circuit diagram of a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 장치(400)는, 고정된 주기(주파수)값의 삼각파(carrier)를 사용하는 것이 아니라 삼각파의 주기를 변화시킴으로써 전력 변환 장치(400)의 최적 제어를 가능하게 한다. The power conversion apparatus 400 according to an embodiment of the present invention can perform optimal control of the power conversion apparatus 400 by changing the period of the triangle wave instead of using a triangle wave having a fixed periodic frequency value .

본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 장치(400)는, 2이상의 삼각파를 이용하여 스위칭의 듀티(duty) 시간을 결정할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 장치(400)는, 2개의 삼각파(dual carrier)를 이용하여 스위칭 손실을 저감할 수 있다.The power conversion apparatus 400 according to an embodiment of the present invention can determine the duty time of switching using two or more triangular waves. For example, the power conversion apparatus 400 according to an embodiment of the present invention can reduce the switching loss by using two triple-wave carriers.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치(400)는, 입력 전원을 직류 전원으로 변환하여 dc단에 출력하는 컨버터(410), 컨버터 제어부(415), 상기 dc단에 접속되는 커패시터(C), 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 상기 커패시터(C)로부터의 직류 전원을 교류 변환하는 인버터(420), 및 상기 인버터(420)를 제어하는 인버터 제어부(430)를 포함할 수 있다. 전력 변환 장치(400)는, 입력 전류 검출부(A), dc 단 전압 검출부(B), 및 출력전류 검출부(E)를 더 포함할 수 있다. 4, a power conversion apparatus 400 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a converter 410 for converting input power to DC power and outputting the DC power to a dc stage, a converter control unit 415, A capacitor C connected to the capacitor C and an inverter 420 for AC-converting the DC power from the capacitor C and an inverter control unit 430 for controlling the inverter 420 . The power conversion apparatus 400 may further include an input current detection unit A, a dc voltage detection unit B, and an output current detection unit E.

한편, 도 4 이하에서는 전력 변환 장치(400)가 상용 교류 전원(201)에서 입력되는 전원을 변환하여 모터(250)에 공급하는 모터 구동 장치로 사용되는 경우를 예시하였다. 이 경우에, 전력 변환 장치(400)는 모터 구동 장치, 모터 구동부 등으로 명명될 수 있다. 또는, 전력 변환 장치(400)는 발전기가 생산한 전원을 변환하여 부하로 공급할 수 있다. 이하에서는 전력 변환 장치(400)가 모터 구동 장치로 실시되는 예를 중심으로 기술하지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다.4 illustrates a case where the power conversion apparatus 400 is used as a motor driving apparatus for converting the power input from the commercial AC power source 201 and supplying the power to the motor 250. [ In this case, the power conversion apparatus 400 may be named as a motor drive unit, a motor drive unit, and the like. Alternatively, the power conversion apparatus 400 may convert the power generated by the generator and supply the power to the load. Hereinafter, the power conversion apparatus 400 will be described with reference to an example in which the power conversion apparatus 400 is implemented as a motor driving apparatus, but the present invention is not limited thereto.

컨버터(410)는, 상용 교류 전원(205)을 직류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다. 도면에서는 상용 교류 전원(205)을 단상 교류 전원으로 도시하고 있으나, 삼상 교류 전원일 수도 있다. 상용 교류 전원(205)의 종류에 따라 컨버터(410)의 내부 구조도 달라진다. The converter 410 can convert the commercial AC power source 205 into DC power and output it. Although the commercial AC power source 205 is shown as a single-phase AC power source in the figure, it may be a three-phase AC power source. The internal structure of the converter 410 also changes depending on the type of the commercial AC power source 205.

한편, 컨버터(410)는, 스위칭 소자 없이 다이오드 등으로 이루어져, 별도의 스위칭 동작 없이 정류 동작을 수행할 수도 있다.Meanwhile, the converter 410 may include a diode without a switching element, and may perform a rectifying operation without a separate switching operation.

예를 들어, 단상 교류 전원인 경우, 4개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원인 경우, 6개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있다. For example, in the case of a single-phase AC power source, four diodes may be used in the form of a bridge, and in the case of a three-phase AC power source, six diodes may be used in the form of a bridge.

한편, 컨버터(410)는, 예를 들어, 2개의 스위칭 소자 및 4개의 다이오드가 연결된 하프 브릿지형의 컨버터가 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원의 경우, 6개의 스위칭 소자 및 6개의 다이오드가 사용될 수도 있다. On the other hand, the converter 410 may be, for example, a half-bridge type converter in which two switching elements and four diodes are connected, and in the case of a three-phase AC power source, six switching elements and six diodes may be used .

상기 인버터(420)는, 상기 변환된 교류 전원을 모터(250)로 출력할 수 있다.The inverter 420 can output the converted AC power to the motor 250.

또는, 상기 인버터(420)는, 상기 변환된 교류 전원을 전력 변환 장치(400)가 포함되는 발전 시스템의 부하로 출력할 수 있다. 즉, 상기 인버터(420)는, 발전기에서 생산된 전력을 변환하여 부하로 공급하는 역할을 할 수 있다.Alternatively, the inverter 420 may output the converted AC power to a load of a power generation system including the power inverter 400. [ That is, the inverter 420 may convert the electric power generated by the generator and supply the converted electric power to the load.

또는, 상기 인버터(420)는, 상기 변환된 교류 전원을 전력 변환 장치(400)가 포함되는 발전 시스템의 발전기로 출력할 수 있다. 즉, 상기 인버터(420)는, 발전기를 구동하는 역할을 할 수 있다.Alternatively, the inverter 420 may output the converted AC power to the generator of the power generation system including the power conversion apparatus 400. That is, the inverter 420 may serve to drive the generator.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치(400)로부터 입력 전원은, 전력 변환 장치(400)가 포함되는 발전 시스템의 발전기로부터 공급된 교류 전원 또는 직류 전원이고, 상기 컨버터는, AC-DC 컨버터 또는 DC-DC 컨버터일 수 있다.The input power from the power conversion apparatus 400 according to an embodiment of the present invention is an AC power or a DC power supplied from the generator of the power generation system including the power conversion apparatus 400. The converter includes an AC- Or a DC-DC converter.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치(400)는, 직류 발전기와 연결되어, 직류 발전기에서 생성된 전력을 변환하여 부하로 공급할 수 있다. 이 경우에, 상기 컨버터(410)는 DC-DC 컨버터일 수 있다.The power conversion device 400 according to an embodiment of the present invention may be connected to a DC generator to convert the power generated from the DC generator and supply the converted power to the load. In this case, the converter 410 may be a DC-DC converter.

또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치(400)는, 교류 발전기와 연결되어, 교류 발전기에서 생성된 전력을 변환하여 부하로 공급할 수 있다. 이 경우에, 상기 컨버터(410)는 AC-DC 컨버터일 수 있다. 교류 발전기는 열병합 발전기 시스템에서 많이 사용되는 발전기로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치(400)는, 교류 발전기에서 발전된 전력을 부하에 공급하는데 적절한 3상 교류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다.Alternatively, the power conversion device 400 according to an embodiment of the present invention may be connected to an alternator to convert the power generated by the alternator to supply the power to the load. In this case, the converter 410 may be an AC-DC converter. The alternator is a generator widely used in a cogeneration system. The power converter 400 according to an embodiment of the present invention can convert the power generated from the alternator to a three-phase AC power suitable for supplying the load, have.

도 4를 참조하면, 입력 전류 검출부(A)는, 상용 교류 전원(201)으로부터 입력되는 입력 전류(is)를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 입력 전류 검출부(A)로, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 입력 전류(is)는, 펄스 형태의 이산 신호(digcrete signal)로서, 소비전력 연산을 위해, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.4, the input current detecting section A can detect the input current is inputted from the commercial AC power source 201. [ To this end, a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used as the input current detector A. The detected input current is is a pulse-shaped discrete signal that can be input to the inverter control unit 430 for power consumption calculation.

다음, 컨버터(410)의 출력단에는, 컨버터(410)에서 전력 변환된 전원을 저장 또는 평활하기 위한, 커패시터(C)가 구비될 수 있다. 이때의 커패시터(C) 양단은, dc 단이라 명명할 수 있다. 따라서, 커패시터(C)를 dc단 커패시터라 할 수도 있다.Next, a capacitor C for storing or smoothing the power converted by the converter 410 may be provided at the output terminal of the converter 410. Both ends of the capacitor C at this time can be named dc stages. Therefore, the capacitor C may be referred to as a dc-stage capacitor.

한편, 컨버터 제어부(415)는, 입력 전압(Vs), 입력 전류(Is), dc 단 전압(Vdc)에 기초하여, 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc)를 생성하고, 이를 컨버터(410)에 출력할 수 있다.On the other hand, the converter control unit 415 generates the converter switching control signal Scc based on the input voltage Vs, the input current Is, and the dc step voltage Vdc and outputs it to the converter 410 .

dc 단 전압 검출부(B)는 평활 커패시터(C)의 양단인 dc 단 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, dc 단 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다. The dc voltage detection unit B can detect the dc voltage Vdc at both ends of the smoothing capacitor C. [ For this purpose, the dc voltage detection unit B may include a resistance element, an amplifier, and the like. The detected dc voltage source Vdc can be input to the inverter control unit 430 as a discrete signal in the form of a pulse.

인버터(420)는, 모터(250)를 구동할 수 있다. 이를 위해, 인버터(420)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원(va, vb, vc)으로 변환하여, 삼상 동기 모터(250)에 출력할 수 있다. The inverter 420 can drive the motor 250. To this end, the inverter 420 includes a plurality of inverter switching elements, and converts the smoothed direct current power Vdc into a three-phase alternating current power (va, vb, vc) of a predetermined frequency by on / off operation of the switching element And outputs it to the three-phase synchronous motor 250.

인버터(420)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa, Sb, Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'a, S'b, S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a, Sb&S'b, Sc&S'c)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다. The inverter 420 includes a pair of upper arm switching elements Sa, Sb and Sc and lower arm switching elements S'a, S'b and S'c serially connected to each other, The switching elements are connected to each other in parallel (Sa & S a, Sb & S'b, Sc & S'c). Diodes are connected in anti-parallel to each switching element Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, S'c.

인버터(420) 내의 스위칭 소자들은 인버터 제어부(430)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 삼상 동기 모터(250)에 출력되게 된다. The switching elements in the inverter 420 perform ON / OFF operations of the respective switching elements based on the inverter switching control signal Sic from the inverter controller 430. [ Thereby, the three-phase AC power source having the predetermined frequency is outputted to the three-phase synchronous motor 250.

인버터 제어부(430)는, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(i_o)를 입력받을 수 있다.The inverter control unit 430 can control the switching operation of the inverter 420. [ To this end, the drive controller 430, and can receive the output current (i _o) detected by the output current detector (E).

인버터 제어부(430)는, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(420)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(E)로부터 검출되는 출력전류값(i_o)을 기초로 생성되어 출력된다. 인버터 제어부(430) 내의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)의 출력에 대한 상세 동작은 도 6을 참조하여 후술한다.The inverter control unit 430 outputs the inverter switching control signal Sic to the inverter 420 to control the switching operation of the inverter 420. [ Inverter switching control signal (Sic) is output is generated by a switching control signal of a pulse width modulation (PWM), based on the output current (i _o) detected by the output current detector (E). Detailed operation of the output of the inverter switching control signal Sic in the inverter control unit 430 will be described later with reference to Fig.

출력전류 검출부(E)는, 인버터(420)와 삼상 모터(250) 사이에 흐르는 출력전류(i_o)를 검출한다. 즉, 모터(250)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력전류 검출부(E)는 각 상의 출력 전류(ia, ib, ic)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다.An output current detector (E) detects the inverter 420 and the three-phase motor output current (i _o) flowing between (250). That is, the current flowing in the motor 250 is detected. The output current detection unit E can detect all of the output currents ia, ib, ic of each phase or can detect the output currents of two phases using the three-phase balance.

출력전류 검출부(E)는 인버터(420)와 모터(250) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. The output current detection unit E may be located between the inverter 420 and the motor 250. For current detection, a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used.

션트 저항이 사용되는 경우, 3개의 션트 저항이, 인버터(420)와 동기 모터(250) 사이에 위치하거나, 인버터(420)의 3개의 하암 스위칭 소자(S'a, S'b, S'c)에 일단이 각각 접속되는 것이 가능하다. 한편, 삼상 평형을 이용하여, 2개의 션트 저항이 사용되는 것도 가능하다. 한편, 1개의 션트 저항이 사용되는 경우, 상술한 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에서 해당 션트 저항이 배치되는 것도 가능하다.Three shunt resistors are placed between the inverter 420 and the synchronous motor 250 or the three lower arm switching elements S'a, S'b, S'c To be connected to each other. On the other hand, it is also possible to use two shunt resistors using three phase equilibrium. On the other hand, when one shunt resistor is used, the shunt resistor may be disposed between the capacitor C and the inverter 420 described above.

검출된 출력전류(i_o)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(i_o)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다. 이하에서는 검출된 출력전류(i_o)가 삼상의 출력 전류(ia, ib, ic)인 것으로 하여 기술한다.The detected output current (i _o) are, as discrete signals (discrete signal) of the pulse type, may be applied to the inverter controller 430, the inverter switching control signal (Sic) based on the detected output current (i _o) Is generated. In the output current detection (i _o) will now be described in that the three-phase output currents (ia, ib, ic) of the.

한편, 모터(250)는, 삼상 모터일 수 있다. 모터(250)는, 고정자(stator)와 회전자(rotar)를 구비하며, 각상(a,b,c 상)의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다. Meanwhile, the motor 250 may be a three-phase motor. The motor 250 is provided with a stator and a rotor and each alternating current power of a predetermined frequency is applied to a coil of a stator of each phase (a, b, c phase) so that the rotor rotates .

이러한 모터(250)는, 예를 들어, 표면 부착형 영구자석 동기모터(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기모터(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), 및 동기 릴럭턴스 모터(Synchronous Reluctance Motor; Synrm) 등을 포함할 수 있다. 이 중 SMPMSM과 IPMSM은 영구자석을 적용한 동기 모터(Permanent Magnet Synchronous Motor; PMSM)이며, Synrm은 영구자석이 없는 것이 특징이다. The motor 250 may be, for example, a Surface Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor (SMPMSM), an Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM) A synchronous motor (Synchronous Reluctance Motor; Synrm), and the like. Among these, SMPMSM and IPMSM are permanent magnet applied Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM), and Synrm is characterized by no permanent magnet.

한편, 인버터 제어부(430)는, 목표 전압 및 서로 다른 주파수를 가지는 2이상의 반송파에 기초하여, 상기 인버터(420)에 인버터 스위칭 제어 신호를 출력할 수 있다.On the other hand, the inverter control unit 430 can output an inverter switching control signal to the inverter 420 based on two or more carriers having a target voltage and different frequencies.

또한, 인버터 제어부(430)는, 목표 전압 및 서로 다른 주파수를 가지는 2이상의 삼각파에 기초하여, 상기 인버터(420)에 인버터 스위칭 제어 신호를 출력할 수 있다.In addition, the inverter control unit 430 can output an inverter switching control signal to the inverter 420 based on two or more triangular waves having a target voltage and different frequencies.

한편, 인버터 제어부(430)는, 상기 목표 전압의 크기를 기준으로 적어도 2이상의 구간을 설정하고, 제1 구간에서는, 제1 주파수를 가지는 제1 삼각파에 기초하여 상기 인버터 스위칭 제어 신호를 출력하며, 제2 구간에서는, 제2 주파수를 가지는 제2 삼각파에 기초하여 상기 인버터 스위칭 제어 신호를 출력할 수 있다.The inverter control unit 430 sets at least two intervals based on the magnitude of the target voltage and outputs the inverter switching control signal based on the first triangle wave having the first frequency in the first period, In the second section, the inverter switching control signal can be outputted based on the second triangular wave having the second frequency.

이 경우에, 상기 제1 구간은, 상기 목표 전압의 피크(peak) 지점을 포함할 수 있다. 즉, 목표 전압의 최고 및 최저 전압을 포함하는 구간을 제1 구간으로 명명하고, 나머지 구간을 제2 구간으로 명명할 수 있다.In this case, the first section may include a peak point of the target voltage. That is, the section including the highest voltage and the lowest voltage of the target voltage may be referred to as a first section, and the remaining section may be referred to as a second section.

또한, 상기 제1 주파수는 상기 제2 주파수보다 작을 수 있다. 즉, 제1 구간에서는, 주파수가 상대적으로 낮은 제1 삼각파에 기초하여 상기 인버터 스위칭 제어 신호를 출력하며, 제2 구간에서는, 주파수가 상대적으로 높은 제2 주파수를 가지는 제2 삼각파에 기초하여 상기 인버터 스위칭 제어 신호를 출력할 수 있다.The first frequency may be smaller than the second frequency. That is, in the first section, the inverter switching control signal is outputted based on the first triangular wave whose frequency is relatively low, and in the second section, the second triangular wave having the relatively high frequency, It is possible to output a switching control signal.

본 발명의 실시예에 따르면, 목표 전압 지령치의 피크(peak)를 포함하는 구간에서는 삼각파 주파수를 작게 하고, 나머지 구간에서는 삼각파 주파수를 크게 함으로써, 고조파 왜곡(THD : Total Harmonic Distortion) 성능은 최대한 유지하면서 스위칭 손실은 대폭 저감할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, by making the triangular wave frequency smaller in the section including the peak of the target voltage command value and increasing the triangular wave frequency in the remaining section, the THD (Total Harmonic Distortion) The switching loss can be greatly reduced.

예를 들어, 2개의 삼각파를 이용하여 목표 전압과 비교, 스위칭 듀티를 결정할 때, 2개의 삼각파 중 주파수가 낮은 삼각파는 목표 전압 피크(peak)를 포함하는 구간에서, 그 외에는 원래 주파수를 가지는 삼각파와 비교하여 스위칭 듀티를 결정할 수 있다. 이에 따라, 인버터의 효율을 향상시킬 수 있다.For example, when two triangular waves are used to compare with the target voltage and the switching duty is determined, a triangular wave having a low frequency among the two triangular waves is divided into a triangular wave having the original frequency, The switching duty can be determined by comparison. Thus, the efficiency of the inverter can be improved.

한편, 상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수의 배수일 수 있다. 이에 따라, 각종 연산을 간편하게 할 수 있고, 서로 다른 주파수를 가지는 삼각파의 출력 선택 또는 합성 제어를 더 용이하게 수행할 수 있다.The second frequency may be a multiple of the first frequency. This makes it possible to simplify various calculations and to more easily perform output selection or synthesis control of triangular waves having different frequencies.

도 5는 도 4의 인버터 제어부의 간략한 내부 블록도의 일예이다.5 is an example of a simplified internal block diagram of the inverter control unit of Fig.

도 5를 참조하면, 인버터 제어부(430)는, 상기 서로 다른 주파수를 가지는 2이상의 삼각파를 출력하는 삼각파 생성부(338), 목표 전압 지령치를 출력하는 전압 지령치 생성부(340), 및, 상기 목표 전압 지령치 및 상기 서로 다른 주파수를 가지는 2이상의 삼각파에 기초하여, 인버터(420)에 상기 인버터 스위칭 제어 신호를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부(360)를 포함할 수 있다.5, the inverter control unit 430 includes a triangle wave generator 338 for outputting two or more triangular waves having different frequencies, a voltage command value generator 340 for outputting a target voltage command value, And a switching control signal output unit 360 for outputting the inverter switching control signal to the inverter 420 based on the voltage command value and two or more triangular waves having the different frequencies.

삼각파 생성부(338)는 소정 삼각파 주파수(fc)를 가지는 삼각파 신호를 발생시킬 수 있다. 또한, 삼각파 생성부(338)는, 삼각파 주파수를 가변할 수 있다. 예를 들어, 16KHz의 삼각파 주파수를, 13KHz 내지 16KHz 사이로 가변할 수 있다.The triangle wave generator 338 may generate a triangle wave signal having a predetermined triangle wave frequency fc. Further, the triangle wave generating unit 338 can vary the triangle wave frequency. For example, the triangular wave frequency of 16 KHz can be varied between 13 KHz and 16 KHz.

한편, 삼각파 생성부(338)는, 삼각파의 주파수, 및 삼각파의 피크 레벨을 가변할 수 있다On the other hand, the triangle wave generator 338 can vary the frequency of the triangle wave and the peak level of the triangle wave

또한, 삼각파 생성부(338)는 서로 다른 삼각파 주파수를 가지는 삼각파 신호들을 생성할 수 있다. 이 경우에, 생성된 삼각파들 중 특정 삼각파를 특정 구간에 선택하여 출력할 수 있다. The triangle wave generator 338 may generate triangle wave signals having different triangle wave frequencies. In this case, a specific triangular wave among the generated triangular waves can be selected and output in a specific section.

또는, 삼각파 생성부(338)는 구간별로 서로 다른 주파수를 가지는 삼각파를 생성할 수 있다. 예를 들어, 삼각파는 2개의 구간을 포함하고, 삼각파의 각 구간은 다른 주파수를 가질 수 있다. 이러한 삼각파는 서로 다른 주파수를 가지는 삼각파들을 합성하여 생성될 수 있다.Alternatively, the triangle wave generator 338 may generate a triangle wave having different frequencies for each section. For example, a triangle wave includes two intervals, and each interval of the triangle wave may have a different frequency. These triangular waves can be generated by synthesizing triangular waves having different frequencies.

삼각파 생성부(338)는 삼각파를, 전압 지령치 생성부(340), 및 스위칭 제어 신호 출력부(360)로 출력할 수 있다.The triangle wave generator 338 can output the triangle wave to the voltage command value generator 340 and the switching control signal output unit 360.

전압 지령치 생성부(340)는, 목표 전압 지령치(Vref)를 생성하여 스위칭 제어 신호 출력부(360)로 출력할 수 있다.The voltage command value generator 340 can generate the target voltage command value Vref and output it to the switching control signal output unit 360. [

스위칭 제어 신호 출력부(360)는, 삼각파 주파수(fc) 및 목표 전압 지령치(Vref)에 기초하여, 인버터(420)에 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다.The switching control signal output unit 360 can output the inverter switching control signal Sic to the inverter 420 based on the triangular wave frequency fc and the target voltage command value Vref.

한편, 스위칭 제어 신호 출력부(360)는, 상기 목표 전압 지령치 및 상기 서로 다른 주파수를 가지는 2이상의 삼각파에 기초하여, 듀티를 생성하는 듀티 생성부(362)를 포함할 수 있다.On the other hand, the switching control signal output unit 360 may include a duty cycle generation unit 362 for generating a duty cycle based on the target voltage command value and two or more triangular waves having the different frequencies.

한편, 단일 모듈인, 인버터 제어부(430) 내에, 삼각파 생성부(338), 전압 지령치 생성부(340), 스위칭 제어 신호 출력부(360)를 포함하므로, 정확한 제어가 가능하게 된다.Incidentally, since the triangular wave generator 338, the voltage command value generator 340, and the switching control signal output unit 360 are included in the single inverter inverter controller 430, precise control is possible.

도 6은 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도의 다른 예이다.6 is another example of an internal block diagram of the inverter control unit of FIG.

도 6을 참조하면, 인버터 제어부(430)는, 축변환부(310), 위치 추정부(320), 전류 지령 생성부(330), 전압 지령치 생성부(340), 축변환부(350), 및 스위칭 제어신호 출력부(360)를 포함할 수 있다.6, the inverter control unit 430 includes an axis conversion unit 310, a position estimation unit 320, a current command generation unit 330, a voltage command value generation unit 340, an axis conversion unit 350, And a switching control signal output unit 360.

축변환부(310)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상 출력 전류(ia, ib, ic)를 입력받아, 정지좌표계의 2상 전류(iα, iβ)로 변환한다.The axial conversion unit 310 receives the three-phase output currents ia, ib, ic detected by the output current detection unit E and converts the three-phase output currents ia, ib, ic into the two-phase currents iα, iβ in the stationary coordinate system.

한편, 축변환부(310)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα, iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id, iq)로 변환할 수 있다. On the other hand, the axis converting unit 310 can convert the two-phase current i ?, i? Of the still coordinate system into the two-phase current id, iq of the rotating coordinate system.

위치 추정부(320)는, 축변환부(310)에서 축변환된 회전좌표계의 2상 전류(id, iq)에 기초하여, 모터(250)의 회전자 위치(

)를 추정할 수 있다. 또한, 위치 추정부(320)는, 회전자 위치(

)에 기초하여, 속도(

)를 추정할 수도 있다. The position estimating unit 320 calculates the position of the rotor 250 of the motor 250 based on the two-phase currents id and iq of the rotational coordinate system converted by the axis conversion unit 310

) Can be estimated. Further, the position estimating unit 320 estimates the position of the rotor (

), The speed

).

결국, 위치 추정부(320)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상 출력 전류(ia, ib, ic)에 기초하여, 연산된 위치(

)와 연산된 속도(

)를 출력할 수 있다.As a result, the position estimating unit 320 estimates the current position (ia, ib, ic) based on the three-phase output currents ia, ib, ic detected by the output current detecting unit E

) And the calculated speed (

Can be output.

한편, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도(

)와 목표 속도(ω)에 기초하여, 속도 지령치(ω^* _r)를 연산하며, 속도 지령치(ω^* _r)에 기초하여, 전류 지령치(i^* _q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도(

)와 목표 속도(ω)의 차이인 속도 지령치(ω^* _r)에 기초하여, PI 제어기(335)에서 PI 제어를 수행하며, 전류 지령치(i^* _q)를 생성할 수 있다. 도면에서는, 전류 지령치로, q축 전류 지령치(i^* _q)를 예시하나, 도면과 달리, d축 전류 지령치(i^* _d)를 함께 생성하는 것도 가능하다. 한편, d축 전류 지령치(i^* _d)의 값은 0으로 설정될 수도 있다. On the other hand, the current command generation unit 330 generates the current command

) Based on the speed command value ω ^* _r and the target speed ω and generates the current command value i ^* _q based on the speed command value ω ^* _r . For example, the current command generation section 330 generates the current command

The PI controller 335 performs PI control based on the speed command value? ^* _{R that} is the difference between the target speed? And the target speed?, And generates the current command value i ^* _q . In the figure, the q-axis current command value (i ^* _q ) is exemplified by the current command value, but it is also possible to generate the d-axis current command value (i ^* _d ) unlike the figure. On the other hand, the value of the d-axis current command value i ^* _d may be set to zero.

한편, 전류 지령 생성부(330)는, 전류 지령치(i^* _q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.On the other hand, the current command generation section 330 may further include a limiter (not shown) for limiting the current command value (i ^* _q ) so that the current command value (i ^* _q ) does not exceed the allowable range.

다음, 전압 지령치 생성부(340)는, 축변환부에서 2상 회전 좌표계로 축변환된 d축, q축 전류(i_d, i_q)와, 전류 지령 생성부(330) 등에서의 전류 지령치(i^* _d, i^* _q)에 기초하여, d축, q축 전압 지령치(v^* _d, v^* _q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령치 생성부(340)는, q축 전류(i_q)와, q축 전류 지령치(i^* _q)의 차이에 기초하여, PI 제어기(344)에서 PI 제어를 수행하며, q축 전압 지령치(v^* _q)를 생성할 수 있다. 또한, 전압 지령치 생성부(340)는, d축 전류(i_d)와, d축 전류 지령치(i^* _d)의 차이에 기초하여, PI 제어기(348)에서 PI 제어를 수행하며, d축 전압 지령치(v^* _d)를 생성할 수 있다. 한편, d축 전압 지령치(v^* _d)의 값은, d축 전류 지령치(i^* _d)의 값은 0으로 설정되는 경우에 대응하여, 0으로 설정될 수도 있다. Next, the voltage command value generating unit 340 generates a voltage command value generating unit 340 for generating the voltage command value generating unit 340 based on the d-axis and q-axis currents (i _d , i _q ) based on ^{_{^{_{i * d, i * q)}}}} , and generates a d-axis, q-axis voltage command value ^{_{^{_{(v * d, v * q}}}} ). For example, the voltage command value generator 340 performs PI control in the PI controller 344 based on the difference between the q-axis current (i _q ) and the q-axis current command value (i ^* _q ) It is possible to generate the axial voltage command value v ^* _q . In addition, the voltage command value generating unit 340, on the basis of the difference between the d-axis current (i _d) and, the d-axis current command value (i ^* _d), and performs the PI control in the PI controller (348), d-axis voltage It is possible to generate the command value v ^* _d . On the other hand, the value of the d-axis voltage command value v ^* _d may be set to zero corresponding to the case where the value of the d-axis current command value i ^* _d is set to zero.

한편, 전압 지령치 생성부(340)는, d 축, q축 전압 지령치(v^* _d, v^* _q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.The voltage command value generator 340 may further include a limiter (not shown) for limiting the level of the d-axis and q-axis voltage command values v ^* _d and v ^* _q so as not to exceed the permissible range .

한편, 생성된 d축, q축 전압 지령치(v^* _d, v^* _q)는, 축변환부(350)에 입력된다.On the other hand, the generated d-axis and q-axis voltage command values (v ^* _d and v ^* _q ) are input to the axial conversion unit 350.

축변환부(350)는, 위치 추정부(320)에서 연산된 위치(

)와, d축, q축 전압 지령치(v^* _d,v^* _q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.The axis transforming unit 350 transforms the position calculated by the position estimating unit 320

) And the d-axis and q-axis voltage command values (v ^* _d , v ^* _q ).

먼저, 축변환부(350)는, 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 위치 추정부(320)에서 연산된 위치(

)가 사용될 수 있다.First, the axis converting unit 350 performs conversion from a two-phase rotating coordinate system to a two-phase stationary coordinate system. At this time, the position calculated by the position estimating unit 320

) Can be used.

그리고, 축변환부(350)는, 2상 정지 좌표계에서 3상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이러한 변환을 통해, 축변환부(350)는, 3상 출력 전압 지령치(v^*a, v^*b, v^*c)를 출력하게 된다.Then, the axial conversion unit 350 performs conversion from the two-phase stationary coordinate system to the three-phase stationary coordinate system. Through this conversion, the axial conversion unit 350 outputs the three-phase output voltage instruction values v ^* a, v ^* b, v ^* c.

스위칭 제어 신호 출력부(360)는, 3상 출력 전압 지령치(v^*a, v^*b, v^*c)에 기초하여 펄스폭 변조(PWM) 방식에 따른 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력한다. The switching control signal output section 360 generates the switching control signal Sic for inverter according to the pulse width modulation (PWM) method based on the three-phase output voltage instruction values v ^* a, v ^* b and v ^* And outputs it.

출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는, 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자들(Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, S'c)이 스위칭 동작을 하게 된다.The output inverter switching control signal Sic may be converted into a gate driving signal in a gate driving unit (not shown) and input to the gate of each switching element in the inverter 420. As a result, the switching elements Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, and S'c in the inverter 420 perform the switching operation.

한편, 전압 지령치 생성부(340)는, 도 5에서 기술한 바와 같이, 삼각파 생성부(338)로부터 2이상의 반송파 주파수(fc) 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 전압 지령치 생성부(340)는, 수신되는 반송파 주파수(fc)에 기초하여, 전압 지령치(Vref)를 가변할 수 있다. 한편, 도 5의 전압 지령치(Vref)는, d축, q축 전압 지령치(v^* _d, v^* _q)에 대응할 수 있다.On the other hand, the voltage command value generator 340 can receive two or more carrier frequency (fc) information from the triangle wave generator 338 as described in FIG. The voltage command value generator 340 can vary the voltage command value Vref based on the received carrier frequency fc. On the other hand, the voltage command value Vref in Fig. 5 can correspond to the d-axis and q-axis voltage command values v ^* _d and v ^* _q .

한편, 스위칭 제어 신호 출력부(360)는, 도 5에서 기술한 바와 같이, 삼각파 생성부(338)로부터의 2이상의 반송파 주파수(fc) 정보를 수신할 수 있다. On the other hand, the switching control signal output unit 360 can receive two or more carrier frequency (fc) information from the triangle wave generating unit 338 as described in FIG.

스위칭 제어 신호 출력부(360)는, 2이상의 반송파 주파수(fc) 및 전압 지령치(Vref)에 기초하여, 인버터(420)에 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다.The switching control signal output unit 360 can output the inverter switching control signal Sic to the inverter 420 based on the two or more carrier frequency fc and the voltage command value Vref.

한편, 스위칭 제어 신호 출력부(360)는, 2이상의 반송파 주파수(fc) 및 전압 지령치(Vref)에 기초하여, 듀티를 생성할 수 있으며, 생성된 듀티에 기초하여, 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다.On the other hand, the switching control signal output unit 360 can generate the duty based on the two or more carrier frequency fc and the voltage command value Vref, and generates the inverter switching control signal Sic based on the generated duty, Can be output.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 장치 및 그 제어 방법에 관한 설명에 참조되는 도면이다.7 to 9 are diagrams referred to in explaining a power conversion apparatus and a control method thereof according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따르면, 인버터 제어부(430)는, 목표 전압 및 서로 다른 주파수를 가지는 2이상의 반송파에 기초하여, 상기 인버터(420)에 인버터 스위칭 제어 신호를 출력할 수 있다.According to the present invention, the inverter control unit 430 can output an inverter switching control signal to the inverter 420 based on two or more carriers having a target voltage and different frequencies.

삼각파 생성부(338)는 서로 다른 삼각파 주파수를 가지는 삼각파 신호들을 생성할 수 있다. 이 경우에, 생성된 삼각파들 중 특정 삼각파를 특정 구간에 선택하여 출력할 수 있다. The triangle wave generator 338 may generate triangle wave signals having different triangle wave frequencies. In this case, a specific triangular wave among the generated triangular waves can be selected and output in a specific section.

도 7의 (a)는 제1 주파수를 가지는 제1 삼각파를 예시하고, 도 7의 (b)는 제1 주파수보다 큰 제2 주파수를 가지는 제2 삼각파를 예시한다.FIG. 7A illustrates a first triangular wave having a first frequency, and FIG. 7B illustrates a second triangular wave having a second frequency larger than the first frequency.

또한, 도 7의 (c)는 목표 전압 및 목표 전압을 a 내지 e의 다섯 구간으로 구분한 예를 도시한다. 최고 피크 전압을 포함하는 b구간과 최저 피크 전압을 포함하는 d구간과 그 사이의 a, c, e 구간을 구분할 수 있다.7 (c) shows an example in which the target voltage and the target voltage are divided into five sections a to e. A, c, and e sections between the d section including the b peak section including the highest peak voltage and the lowest peak voltage section can be distinguished from each other.

또한, 최고 피크 전압을 포함하는 b구간과 최저 피크 전압을 포함하는 d구간을 제1 구간, 나머지 a, c, e 구간을 제2 구간으로 명명할 수 있다.Also, a section d including the highest peak voltage and a section d including the lowest peak voltage may be referred to as a first section, and the remaining sections a, c, and e may be referred to as a second section.

삼각파 생성부(338)는, 제1 삼각파(도 7의 (a))와 제2 삼각파(도 7의 (b))의 출력 시점을 제어하여, 인버터 제어부(430) 등이 2이상의 삼각파 주파수 정보를 수신하게 할 수 있다.The triangle wave generator 338 controls the output timing of the first triangle wave (Fig. 7A) and the second triangle wave (Fig. 7B) to allow the inverter controller 430, As shown in FIG.

또는 삼각파 생성부(338)는, 제1 삼각파(도 7의 (a))와 제2 삼각파(도 7의 (b))를 합성하여 제3의 삼각파를 생성하여 인버터 제어부(430)로 출력할 수 있다.Or the triangle wave generator 338 generates a third triangle wave by combining the first triangle wave (FIG. 7A) and the second triangle wave (FIG. 7B) and outputs the third triangle wave to the inverter control unit 430 .

도 8과 같이, 인버터 제어부(430)는 a, c, e 구간에서는 제2 삼각파(도 7의 (b))에 대응하는 삼각파의 전압 레벨 및 주파수를 인식하고, b, d 구간에서는 제1 삼각파(도 7의 (a))에 대응하는 삼각파의 전압 레벨 및 주파수를 인식할 수 있다. As shown in FIG. 8, the inverter control unit 430 recognizes the voltage level and the frequency of the triangular wave corresponding to the second triangular wave (FIG. 7 (b)) during the periods a, The voltage level and the frequency of the triangular wave corresponding to the waveform (FIG. 7 (a)) can be recognized.

인버터 제어부(430)는 인식된 삼각파의 전압 레벨 및 주파수를 각 구간에서의 목표 전압(도 7의 (c))와 비교하여 인버터 스위칭 제어 신호를 생성하고 출력할 수 있다.The inverter control unit 430 can generate and output an inverter switching control signal by comparing the voltage level and the frequency of the recognized triangle wave with the target voltage in each section (Fig. 7 (c)).

인버터 제어부(430)는, 상기 목표 전압의 크기를 기준으로 적어도 2이상의 구간을 설정하고, 제1 구간(b, d 구간)에서는, 제1 주파수를 가지는 제1 삼각파(도 7의 (a))에 기초하여 상기 인버터 스위칭 제어 신호를 출력하며, 제2 구간(a, c, e 구간)에서는, 제2 주파수를 가지는 제2 삼각파(도 7의 (b))에 기초하여 상기 인버터 스위칭 제어 신호를 출력할 수 있다.The inverter control unit 430 sets at least two intervals based on the magnitude of the target voltage and generates a first triangular wave having a first frequency (Fig. 7 (a)) in the first period (b and d) And outputs the inverter switching control signal on the basis of the second triangle wave having the second frequency (Fig. 7 (b)) in the second section (a, c and e sections) Can be output.

이 경우에, 상기 제1 구간(b, d 구간)은, 상기 목표 전압의 피크(peak) 지점을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 주파수는 상기 제2 주파수보다 작을 수 있다. 즉, 제1 구간(b, d 구간)에서는, 주파수가 상대적으로 낮은 제1 삼각파(도 7의 (a))에 기초하여 상기 인버터 스위칭 제어 신호를 출력하며, 제2 구간(a, c, e 구간)에서는, 주파수가 상대적으로 높은 제2 주파수를 가지는 제2 삼각파(도 7의 (b))에 기초하여 상기 인버터 스위칭 제어 신호를 출력할 수 있다.In this case, the first section (b, d section) may include a peak point of the target voltage. The first frequency may be smaller than the second frequency. That is, in the first section (b and d sections), the inverter switching control signal is outputted based on the first triangular wave whose frequency is relatively low (Fig. 7A), and the second section a, c, e , The inverter switching control signal can be outputted based on the second triangular wave having the second frequency with a relatively high frequency (Fig. 7 (b)).

동일한 하나의 삼각파 주파수를 사용하게 되면, 목표 전압의 피크(peak) 지점을 포함하는 구간에서는, 목표 전압의 레벨이 계속 일정 레벨 이상의 크기를 가지게 된다. 이 경우에, 많은 삼각파 펄스가 인가되면, 많은 횟수의 스위칭 신호가 생성되고, 이는 인버터의 스위칭 손실 증가로 이어질 수 있다.When the same triangular wave frequency is used, the level of the target voltage continuously exceeds a predetermined level in a section including a peak point of the target voltage. In this case, when a large number of triangular wave pulses are applied, a large number of switching signals are generated, which may lead to an increase in the switching loss of the inverter.

따라서, 목표 전압의 레벨이 낮은 구간에서는 주파수가 높은 삼각파를 사용하고, 목표 전압의 절대값 레벨이 큰 구간에서는 주파수가 낮은 삼각파를 사용할 수 있다.Therefore, a triangular wave having a high frequency can be used in a low-level section of the target voltage, and a triangular wave having a low frequency can be used in a section in which the absolute value level of the target voltage is large.

본 발명은 인버터의 스위칭 손실이 인버터 효율에 큰 영향을 주는 목표 전압의 절대값 레벨이 큰 구간에서 스위칭 손실을 저감시키기 위한 스위칭 기법을 제안한다. 본 발명은 스위칭 손실을 저감시키면서 목표 전압에 대한 출력 선형성을 유지시킬 수 있다.The present invention proposes a switching technique for reducing the switching loss in a section where the absolute value level of the target voltage, in which the switching loss of the inverter greatly affects the inverter efficiency, is large. The present invention can maintain the output linearity with respect to the target voltage while reducing the switching loss.

인버터의 스위칭 방식은 목표 전압과 삼각파(carrier)를 비교하여 스위칭 듀티를 결정하게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 서로 다른 주파수를 가지는 2개의 삼각파를 이용하여 목표 전압의 피크(peak_점 지점에서는 주파수가 낮은 삼각파를, 그 외 목표 전압은 주파수가 높은 삼각파를 이용하여 스위칭 듀티(duty)를 결정할 수 있다.The switching method of the inverter determines the switching duty by comparing the target voltage and the triangular wave carrier. In accordance with an embodiment of the present invention, a triangular wave having a different frequency is used for a peak of a target voltage (a triangular wave having a low frequency at a peak point and a switching duty (duty) can be determined.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 일반적으로 하나의 삼각파를 이용하여 스위칭 듀티(duty)를 결정하는 방식보다 스위칭 손실을 저감시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, switching loss can be reduced as compared with a method of determining a switching duty using one triangular wave.

본 발명의 일 실시예에 따르면, discontinuous-PWM 방식보다 THD 면에서 우수하다. 뿐만 아니라 목표 전압에 대한 출력 선형성을 유지시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, THD is superior to the discontinuous-PWM method. In addition, the output linearity with respect to the target voltage can be maintained.

도 9를 참조하면, 본 발명은 서로 다른 주파수를 가지는 삼각파(910)와 목표 전압(920)을 비교하여, 펄스폭 변조(PWM) 인버터 스위칭을 할 수 있다.Referring to FIG. 9, the present invention can perform pulse width modulation (PWM) inverter switching by comparing a triangular wave 910 having a different frequency with a target voltage 920.

도 9는 목표 전압(920)이 양의 값을 가지는 a 구간, b 구간과 c1구간을 상사헤가 확대하여 예시한다.FIG. 9 illustrates an enlargement of a section a, a section b and a section c1, where the target voltage 920 has a positive value.

도 9를 참조하면, 삼각파(910)는 목표 전압(920)의 피크 지점(P)을 포함하는 b 구간에서는 낮은 주파수(912)를 가지고, 다른 a구간과 c1구간에서는, b 구간의 주파수(912)보다 높은 주파수(911, 913)를 가질 수 있다.9, the triangular wave 910 has a low frequency 912 in the b section including the peak point P of the target voltage 920, and a frequency 912 in the b section in the other periods a and c1 (911, 913).

예를 들어, 2개의 삼각파를 이용하여 목표 전압과 비교, 스위칭 듀티를 결정할 때, 2개의 삼각파 중 주파수가 낮은 삼각파는 목표 전압 피크(peak)를 포함하는 구간에서, 그 외에는 원래 주파수를 가지는 삼각파와 비교하여 스위칭 듀티를 결정할 수 있다.For example, when two triangular waves are used to compare with the target voltage and the switching duty is determined, a triangular wave having a low frequency among the two triangular waves is divided into a triangular wave having the original frequency, The switching duty can be determined by comparison.

a구간과 c1구간의 주파수(911, 913)를 서로 다르게 구성하는 것은, 목표 전압의 상승 구간과 하강 구간의 스위칭을 다르게 구성할 수 있다.The different frequencies of the frequencies a and c1 of the section a and the section c1 may constitute different switching of the rising and falling sections of the target voltage.

a구간과 c1구간의 주파수(911, 913)를 동일하게 구성하는 것이 삼각파 제어 등의 단순화, 용이성 측면에서 장점이 있다. It is advantageous in terms of simplicity and ease of triangular wave control and the like that the frequencies a and c1 of the section a and the frequency bands 911 and 913 are configured to be the same.

도 9를 참조하면, 목표 전압(920)과 삼각파(910)를 비교하여, 그 크기의 비교 결과에 따라 인버터의 각 상 스위치를 온/오프(on/off)할 수 있다. 예를 들어, 출력 전압(920)이 삼각파(910)보다 큰 구간에서 스위치들은 온(on)되고, 나머지 구간에서는 스위치들은 오프(off)될 수 있다.Referring to FIG. 9, the target voltage 920 and the triangular wave 910 may be compared, and each phase switch of the inverter may be turned on / off according to the comparison result of the magnitude. For example, the switches may be turned on in a period in which the output voltage 920 is greater than the triangular wave 910, and the switches may be turned off in the remaining period.

따라서, 목표 전압의 레벨이 낮은 구간에서는 주파수가 높은 삼각파를 사용하고, 목표 전압의 절대값 레벨이 큰 구간에서는 주파수가 낮은 삼각파를 사용할 수 있다. 이에 따라, 목표 전압의 절대값 레벨이 큰 구간에서의 스위칭 손실을 저감할 수 있다.Therefore, a triangular wave having a high frequency can be used in a low-level section of the target voltage, and a triangular wave having a low frequency can be used in a section in which the absolute value level of the target voltage is large. Thus, the switching loss in the section in which the absolute value level of the target voltage is large can be reduced.

본 발명에 따른 전력 변환 장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The power conversion apparatus according to the present invention is not limited to the configuration and method of the embodiments described above, but the embodiments may be modified such that all or some of the embodiments are selectively combined .

한편, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 제어 방법은, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Meanwhile, the control method of the power conversion apparatus according to the embodiment of the present invention can be implemented as a code that can be read by a processor in a recording medium readable by the processor. The processor-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by the processor is stored. Examples of the recording medium that can be read by the processor include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave such as transmission over the Internet . In addition, the processor-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems so that code readable by the processor in a distributed fashion can be stored and executed.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 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, but, on the contrary, It should be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.

가스엔진 발전기 : 110
전력 변환 장치 : 400
컨버터 : 410
인버터 : 420
인버터 제어부 : 430Gas engine generator: 110
Power conversion device: 400
Converters: 410
Inverter: 420
Inverter control section: 430

Claims

A converter for converting an input power source to a DC power source and outputting the DC power source to a dc stage;
A capacitor connected to the dc stage;
An inverter having a plurality of switching elements, for AC-converting the DC power from the capacitor; And
And an inverter control unit for controlling the inverter,
Wherein the inverter control unit outputs an inverter switching control signal to the inverter based on two or more triangular waves having a target voltage and different frequencies.

The method according to claim 1,
The inverter control unit includes:
Setting at least two intervals based on the magnitude of the target voltage,
In the first section, the inverter switching control signal is outputted based on the first triangular wave having the first frequency,
And outputs the inverter switching control signal based on the second triangular wave having the second frequency in the second section.

3. The method of claim 2,
Wherein the first section includes a peak point of the target voltage.

3. The method of claim 2,
Wherein the first frequency is smaller than the second frequency.

3. The method of claim 2,
And the second frequency is a multiple of the first frequency.

The method according to claim 1,
The inverter control unit includes:
A triangular wave generator for outputting two or more triangular waves having different frequencies,
A voltage command value generator for outputting a target voltage command value,
And a switching control signal output unit for outputting the inverter switching control signal to the inverter based on at least two triangular waves having the target voltage command value and the different frequencies.

The method according to claim 6,
Wherein the switching control signal output unit comprises:
And a duty generator for generating a duty based on at least two triangular waves having the target voltage command value and the different frequencies.

The method according to claim 1,
Wherein the input power source is an AC power source or a DC power source supplied from a generator of a power generation system including the power conversion device,
Wherein the converter is an AC-DC converter or a DC-DC converter.

The method according to claim 1,
Wherein the inverter outputs the converted AC power to a load of a power generation system including the power conversion apparatus.

The method according to claim 1,
Wherein the inverter outputs the converted AC power to a generator of a power generation system including the power conversion apparatus.

The method according to claim 1,
And the inverter outputs the converted AC power to the motor.