KR20220122057A - The controlling apparatus an inverter and operating method of the same - Google Patents

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Abstract

Disclosed are an inverter control device and an operation method thereof. The inverter control device includes: four inverters matched with four motors to drive the four motors, respectively; a control signal generation unit generating four pulse width modulation signals for controlling switching operations of the four inverters, respectively; and an inverter driving unit driving the four inverters by switching the four inverters based on the four pulse width modulation signals. The control signal generation unit generates four reference waveforms sequentially delayed by a predetermined phase, and compares each of the reference waveforms to a sine wave-shaped current waveform to generate the four pulse width modulation signals. Therefore, the present invention is capable of increasing the reliability of the product due to a longer lifespan.

Description

인버터 제어 장치 및 이의 동작 방법{THE CONTROLLING APPARATUS AN INVERTER AND OPERATING METHOD OF THE SAME}Inverter control device and its operation method

본 발명은 인버터 제어 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사중 모터를 구동하기 위한 펄스 폭 변조 신호를 생성하는 인버터 제어 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inverter control device and an operating method thereof, and more particularly, to an inverter control device generating a pulse width modulation signal for driving a quadruple motor, and an operating method thereof.

모터(전동기)의 회전 제어에는 펄스 폭 변조 방식이 많이 사용된다. 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 방식은 스위칭 제어 방식으로, 모터의 회전수를 검출하여 목표하는 회전수에 도달하도록, 모터에 인가하는 직류 전원 펄스 폭의 듀티 사이클(duty-cycle)을 조절한다. 펄스 폭 변조된 신호가 인버터에 인가되면, 이에 대응하여 인버터는 모터에 전력을 공급하여 구동시킨다.A pulse width modulation method is often used to control the rotation of a motor (motor). Pulse Width Modulation (PWM) method is a switching control method that detects the number of revolutions of the motor and adjusts the duty-cycle of the pulse width of the DC power applied to the motor to reach the target number of revolutions. do. When the pulse width modulated signal is applied to the inverter, the inverter supplies power to the motor to drive it in response thereto.

도 1은 일반적인 모터의 제어 회로를 도시한다. 1 shows a control circuit of a typical motor.

극전압은 전지의 두 극에 저항을 접속시켜 전류가 흐르고 있을 때 두 극 사이의 전위차이다. 이 경우, 극전압은 전지의 기전력에서 전지의 내부 저항에 의한 전위 강하를 뺀 값으로 계산될 수 있다. 도 1에서, 극전압은 접지(GND)(g)와 각 a 점(110), b 점(120), c 점(130)의 전위차를 나타낸다.The pole voltage is the potential difference between the two poles when current flows by connecting resistors to the two poles of the battery. In this case, the pole voltage may be calculated by subtracting the potential drop due to the internal resistance of the battery from the electromotive force of the battery. In FIG. 1 , the pole voltage represents a potential difference between the ground (GND) (g) and each a point 110 , a b point 120 , and a c point 130 .

선간 전압은 3상 회로에서 3개의 전선 간의 전압이다. 도 1에서 선간 전압은 a-b, b-c, c-a 간의 전압을 나타낸다.Line voltage is the voltage between three wires in a three-phase circuit. In FIG. 1, the line-to-line voltage represents a voltage between a-b, b-c, and c-a.

상전압은 모터의 중성점(n)(140)과 각 a 점(110), b 점(120), c 점(130)의 전위차를 나타낸다.The phase voltage represents the potential difference between the neutral point (n) 140 of the motor and the a point 110 , the b point 120 , and the c point 130 .

스위치(

Figure pat00001
,
Figure pat00002
,
Figure pat00003
,
Figure pat00004
,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
)는 온 오프됨에 따라 3상 회로에 전류를 흐르게 하거나 전류를 차단한다. 이 경우, 도 1에 도시된 회로에서 위쪽에 배치된 스위치(
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
)와 아래쪽에 배치된 스위치(
Figure pat00010
,
Figure pat00011
,
Figure pat00012
)가 동시에 도통되면 단락이 발생하여 회로가 손상되기 때문에, 위쪽 스위치(
Figure pat00013
,
Figure pat00014
,
Figure pat00015
)나 아래쪽 스위치(
Figure pat00016
,
Figure pat00017
,
Figure pat00018
) 중 어느 하나가 도통되면 다른 쪽 스위치는 개방되도록 동작한다.switch(
Figure pat00001
,
Figure pat00002
,
Figure pat00003
,
Figure pat00004
,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
) allows a current to flow in a three-phase circuit or cuts off a current as it is turned on and off. In this case, in the circuit shown in Fig. 1, the switch (
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
) and the switch placed at the bottom (
Figure pat00010
,
Figure pat00011
,
Figure pat00012
) conducts at the same time, a short circuit occurs and the circuit is damaged, so the upper switch (
Figure pat00013
,
Figure pat00014
,
Figure pat00015
) or the lower switch (
Figure pat00016
,
Figure pat00017
,
Figure pat00018
), the other switch operates to open.

도 2는 모터 구동을 위한 제어 신호의 파형을 도시한다.2 shows a waveform of a control signal for driving a motor.

구체적으로, 도 2는 모터를 구동시키기 위하여 사용하는 가장 간단한 스위칭 파형이다. 이와 같은 스위칭 파형을 가지는 제어 신호(210, 220, 230)를 입력할 경우, 모터를 회전시킬 수 있는 120도 위상차의 신호가 공급되면서 모터를 구동시킬 수 있다.Specifically, FIG. 2 is the simplest switching waveform used to drive a motor. When the control signals 210 , 220 , 230 having such a switching waveform are input, the motor may be driven while a signal having a phase difference of 120 degrees for rotating the motor is supplied.

그러나, 이와 같은 구형파(square wave)에 의한 구동은 고조파 발생, 소음 등의 단점이 존재하므로, 가급적이면 정현파(사인파)의 형태로 구동되도록 제어하게 된다. 이를 펄스 폭 변조 제어라고 하며, 구형파를 작은 구간으로 잘게 분할하여 온 오프를 반복하는 제어 신호를 인가함으로써 정현파의 형태로 제어한다. However, since driving by such a square wave has disadvantages such as harmonic generation and noise, it is preferably controlled to be driven in the form of a sine wave (sine wave). This is called pulse width modulation control, and it is controlled in the form of a sine wave by dividing a square wave into small sections and applying a control signal that repeats on/off.

도 3은 펄스 폭 변조 신호의 파형을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a waveform of a pulse width modulated signal.

도 2의 제어 신호에서 한 주기에 해당하는 신호를 작은 구간으로 잘게 분할하여 펄스 폭 변조 신호(이하, PWM 신호라고도 함)를 생성하고, PWM 신호로 모터 구동을 제어함으로써 전류 파형이 정현파(사인파)에 가깝게 제어된다. A pulse width modulation signal (hereinafter also referred to as a PWM signal) is generated by dividing the signal corresponding to one cycle in the control signal of FIG. controlled close to

도 3의 위쪽 그림은 실제 전류(300)와 참조 사인파(310)를 나타내고, 도 3의 아래쪽 그림은 PWM 신호의 전류 파형(350)을 나타낸다. The upper figure of FIG. 3 shows the actual current 300 and the reference sine wave 310, and the lower figure of FIG. 3 shows the current waveform 350 of the PWM signal.

실제 전류(300)는 최하단 대역(320)과 최상단 대역(330)으로 구성되는 히스테리시스(Hysteresis) 대역(340) 내에서 변화한다. 이 경우, 실제 전류(300)와 참조 사인파(310)를 비교하여, PWM 신호(350)를 생성한다.The actual current 300 varies within a hysteresis band 340 composed of the lowest band 320 and the highest band 330 . In this case, the PWM signal 350 is generated by comparing the actual current 300 and the reference sine wave 310 .

도 4는 일반적인 펄스 폭 변조 신호의 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a general method of generating a pulse width modulated signal.

삼각파와 정현파를 발생시켜 그 크기를 비교하고, 비교된 크기에 따라 이진 신호를 생성한다. 이 경우, 생성된 이진 신호를 펄스 폭 변조 신호로 사용할 수 있다. 도 4의 위쪽 그림에는, 위상차가 120도인 3개의 정현파와, 삼각파가 도시된다. 3개의 정현파를 삼각파와 비교하여 4개의 펄스 폭 변조 신호(415, 425, 435, 445)를 생성할 수 있다. 구체적으로, 제1정현파(410)와 삼각파를 비교하여 이진 신호를 생성하여, 제1 펄스 폭 변조 신호(415)를 생성할 수 있다. 제2정현파(420)와 삼각파를 비교하여 이진 신호를 생성하여, 제2 펄스 폭 변조 신호(425)를 생성할 수 있다. 제3정현파(430)와 삼각파를 비교하여 이진 신호를 생성하여, 제3 펄스 폭 변조 신호(435)를 생성할 수 있다. 또한, 제1정현파(410)와 삼각파를 비교하여 이진 신호를 생성하여, 제4 펄스 폭 변조 신호(445)를 생성할 수 있다.A triangular wave and a sine wave are generated, their magnitudes are compared, and a binary signal is generated according to the compared magnitudes. In this case, the generated binary signal may be used as a pulse width modulated signal. In the upper figure of FIG. 4, three sine waves and a triangular wave having a phase difference of 120 degrees are shown. By comparing the three sinusoidal waves with the triangular wave, four pulse width modulated signals 415 , 425 , 435 , and 445 may be generated. Specifically, a binary signal may be generated by comparing the first sinusoidal wave 410 with the triangular wave, thereby generating the first pulse width modulated signal 415 . By comparing the second sinusoidal wave 420 and the triangular wave to generate a binary signal, the second pulse width modulated signal 425 may be generated. By comparing the third sinusoidal wave 430 and the triangular wave to generate a binary signal, the third pulse width modulated signal 435 may be generated. Also, a binary signal may be generated by comparing the first sinusoidal wave 410 with the triangular wave, thereby generating the fourth pulse width modulated signal 445 .

이와 같이, 일반적으로, 동일한 삼각파에 120도의 위상차를 가지는 정현파 3개를 비교해서 펄스 폭 변조 신호를 생성한다. 그러나, 이 경우 동일한 삼각파를 사용하기 때문에, 모터를 회전시키는 과정에서 스위칭 될 때마다 인버터의 전원 공급부에 전류 리플이 발생한다. 이러한 전류 리플은 캐패시터(콘덴서)에서 보상하게 되는데, 이 과정에서 캐패시터의 발열 및 수명 단축이 일어난다는 문제점이 존재한다.As described above, in general, a pulse width modulated signal is generated by comparing three sine waves having a phase difference of 120 degrees to the same triangular wave. However, in this case, since the same triangular wave is used, a current ripple occurs in the power supply of the inverter whenever it is switched in the process of rotating the motor. This current ripple is compensated by the capacitor (capacitor), but there is a problem in that heat generation and shortening of the life of the capacitor occur in this process.

한국공개특허공보 제10-2019-0115975호(2019.10.14.)Korean Patent Publication No. 10-2019-0115975 (2019.10.14.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 사중 모터를 구동하기 위한 제어 신호를 생성하는 경우에 있어서, 위상이 지연된 삼각파를 사용하여 펄스 폭 변조 신호를 생성하는 인버터 제어 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an inverter control device for generating a pulse width modulated signal using a triangular wave with a delayed phase when generating a control signal for driving a quadruple motor, and an operating method thereof.

나아가, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 사중 모터를 구동하기 위한 제어 신호를 생성하는 경우에도, 리플 전류의 발생을 최소화하는 펄스 폭 변조 신호를 생성하는 인버터 제어 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 것이다.Furthermore, an object of the present invention is to provide an inverter control device for generating a pulse width modulated signal that minimizes generation of ripple current even when generating a control signal for driving a quadruple motor, and an operating method thereof .

본 발명의 일 실시예에 의한 인버터 제어 장치는, 네 개의 모터 각각에 대응되어, 상기 네 개의 모터를 구동시키는 네 개의 인버터; 와, 상기 네 개의 인버터 각각의 스위칭 동작을 제어하기 위한 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성하는 제어신호 생성부; 및 상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 상기 네 개의 인버터를 스위칭 시킴으로써 상기 네 개의 인버터를 구동시키는 인버터 구동부를 포함하되, 상기 제어신호 생성부는, 순차적으로 소정 위상만큼 지연되는 네 개의 참조파형을 생성하고, 상기 네 개의 참조파형 각각을 정현파 형태의 전류파형과 비교하여 상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성할 수 있다. Inverter control apparatus according to an embodiment of the present invention, corresponding to each of the four motors, four inverters for driving the four motors; and a control signal generator generating four pulse width modulation signals for controlling the switching operations of each of the four inverters; and an inverter driver driving the four inverters by switching the four inverters based on the four pulse width modulation signals, wherein the control signal generator generates four reference waveforms that are sequentially delayed by a predetermined phase and comparing each of the four reference waveforms with a sinusoidal current waveform to generate the four pulse width modulated signals.

상기 인버터 제어 장치에 있어서, 상기 제어신호 생성부는, 삼각파 형태의 전류파형을 상기 소정 위상만큼 순차적으로 지연시켜 제1삼각파 내지 제4삼각파를 분리함으로써 상기 네 개의 참조파형을 생성하고, 상기 제1삼각파 내지 상기 제4삼각파 각각을 상기 정현파 형태의 전류파형과 비교하여 상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성할 수 있다.In the inverter control device, the control signal generating unit generates the four reference waveforms by sequentially delaying the current waveform in the form of a triangular wave by the predetermined phase to separate the first to fourth triangular waves, and the first triangular wave to each of the fourth triangular waves may be compared with the sinusoidal current waveform to generate the four pulse width modulated signals.

상기 인버터 제어 장치에 있어서, 상기 제어신호 생성부는, 상기 제1삼각파 내지 상기 제4삼각파 각각을 상기 정현파 형태의 전류파형과 비교하여 이진 신호를 생성함으로써 상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성할 수 있다.In the inverter control device, the control signal generator may generate the four pulse width modulated signals by comparing each of the first to fourth triangular waves with the current waveform of the sinusoidal wave to generate a binary signal. .

상기 인버터 제어 장치에 있어서, 상기 제어신호 생성부는, 상기 소정 위상을 90도로 설정하여 상기 제1삼각파 내지 상기 제4삼각파가 순차적으로 90도씩 위상 지연되도록 상기 네 개의 참조파형을 생성할 수 있다.In the inverter control device, the control signal generator may set the predetermined phase to 90 degrees to generate the four reference waveforms such that the first to fourth triangle waves are sequentially phase delayed by 90 degrees.

상기 인버터 제어 장치에 있어서, 상기 제어신호 생성부는, 상기 네 개의 모터를 회전시키기 위해 상기 네 개의 인버터를 스위칭 시키는 과정에서, 상기 네 개의 인버터에 전원을 공급하는 캐패시터에 발생하는 리플 전류를 측정하고, 상기 리플 전류가 최소값을 가지는 위상 지연값에 기초하여 상기 소정 위상을 결정할 수 있다.In the inverter control device, the control signal generating unit measures a ripple current generated in a capacitor supplying power to the four inverters in the process of switching the four inverters to rotate the four motors, The predetermined phase may be determined based on a phase delay value at which the ripple current has a minimum value.

본 발명의 다른 실시예에 의한 인버터 제어 장치의 동작 방법은, 네 개의 인버터 각각의 스위칭 동작을 제어하기 위한 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성하는 단계; 와, 상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 상기 네 개의 인버터를 스위칭 시키는 단계; 및 상기 네 개의 인버터를 구동하여, 각각에 대응하는 네 개의 모터를 구동시키는 단계; 를 포함하되, 순차적으로 소정 위상만큼 지연되는 네 개의 참조파형을 생성하고, 상기 네 개의 참조파형 각각을 정현파 형태의 전류파형과 비교하여 상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성할 수 있다.An operating method of an inverter control apparatus according to another embodiment of the present invention includes generating four pulse width modulation signals for controlling each of the switching operations of the four inverters; and switching the four inverters based on the four pulse width modulation signals; and driving the four inverters to drive four motors corresponding to each; including, but generating four reference waveforms sequentially delayed by a predetermined phase, and comparing each of the four reference waveforms with a current waveform in the form of a sine wave to generate the four pulse width modulation signals.

상기 인버터 제어 장치의 동작 방법에 있어서, 삼각파 형태의 전류파형을 상기 소정 위상만큼 순차적으로 지연시켜 제1삼각파 내지 제4삼각파를 분리함으로써 상기 네 개의 참조파형을 생성하고, 상기 제1삼각파 내지 상기 제4삼각파 각각을 상기 정현파 형태의 전류파형과 비교하여 상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성할 수 있다.In the method of operating the inverter control device, the four reference waveforms are generated by sequentially delaying the current waveform in the form of a triangular wave by the predetermined phase to separate the first to fourth triangular waves, and the first to the first triangular wave. Each of the four triangle waves may be compared with the sinusoidal current waveform to generate the four pulse width modulated signals.

상기 인버터 제어 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 제1삼각파 내지 상기 제4삼각파 각각을 상기 정현파 형태의 전류파형과 비교하여 이진 신호를 생성함으로써 상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성할 수 있다.In the method of operating the inverter control device, the four pulse width modulated signals may be generated by comparing each of the first to fourth triangular waves with the sinusoidal current waveform to generate a binary signal.

상기 인버터 제어 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 소정 위상을 90도로 설정하여 상기 제1삼각파 내지 상기 제4삼각파가 순차적으로 90도씩 위상 지연되도록 상기 네 개의 참조파형을 생성할 수 있다.In the method of operating the inverter control device, the four reference waveforms may be generated such that the first to fourth triangle waves are sequentially phase delayed by 90 degrees by setting the predetermined phase to 90 degrees.

상기 인버터 제어 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 네 개의 모터를 회전시키기 위해 상기 네 개의 인버터를 스위칭 시키는 과정에서, 상기 네 개의 인버터에 전원을 공급하는 캐패시터에 발생하는 리플 전류를 측정하고, 상기 리플 전류가 최소값을 가지는 위상 지연값에 기초하여 상기 소정 위상을 결정할 수 있다.In the method of operating the inverter control device, in the process of switching the four inverters to rotate the four motors, a ripple current generated in a capacitor supplying power to the four inverters is measured, and the ripple current The predetermined phase may be determined based on a phase delay value having a minimum value.

본 발명의 실시예에 따르면, 동일한 삼각파를 사용하는 대신 위상이 지연된 삼각파를 사용하여 펄스 폭 변조 신호를 생성함으로써, 캐패시터의 전류 리플을 감소시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the current ripple of the capacitor can be reduced by generating a pulse width modulated signal using a phase delayed triangular wave instead of using the same triangular wave.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 전류 리플을 줄여 캐패시터의 용량을 감소시키고 수명을 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 더 적은 용량의 캐패시터를 사용할 수 있게 되고, 적은 용량의 캐패시터를 사용함으로써 제품의 무게와 부피 및 단가를 줄일 수 있게 된다. 또한, 수명이 증가됨에 따라 제품 신뢰성을 높일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to reduce the current ripple to reduce the capacity of the capacitor and increase the lifespan. Accordingly, it is possible to use a capacitor having a smaller capacity, and by using a capacitor having a lower capacity, it is possible to reduce the weight, volume, and unit cost of the product. In addition, product reliability can be increased as the lifespan is increased.

도 1은 일반적인 모터의 제어 회로를 도시한다.
도 2는 모터 구동을 위한 제어 신호의 파형을 도시한다.
도 3은 펄스 폭 변조 신호의 파형을 도시한 도면이다.
도 4는 일반적인 펄스 폭 변조 신호의 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 인버터 제어 장치를 포함하는 회로 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 인버터 제어 장치가 펄스 폭 변조 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의하여 펄스 폭 변조 신호를 생성하기 위한 참조 파형을 생성하는 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다. 1 shows a control circuit of a typical motor.
2 shows a waveform of a control signal for driving a motor.
3 is a diagram illustrating a waveform of a pulse width modulated signal.
4 is a view for explaining a general method of generating a pulse width modulated signal.
5 is a diagram illustrating a circuit structure including an inverter control device according to the present invention.
6 is a view for explaining a method of generating a pulse width modulation signal by the inverter control device according to the present invention.
7 is a diagram illustrating a process of generating a reference waveform for generating a pulse width modulated signal according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a computing device according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.In this specification, duplicate descriptions of the same components will be omitted.

또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, when a component is referred to as 'connected' or 'connected' to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but other components in the middle It should be understood that there may be On the other hand, in the present specification, when it is mentioned that a certain element is 'directly connected' or 'directly connected' to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다.In addition, the terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention.

또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Also in this specification, the singular expression may include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, terms such as 'include' or 'have' are only intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, and one or more It should be understood that the existence or addition of other features, numbers, steps, acts, components, parts, or combinations thereof, is not precluded in advance.

또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.Also in this specification, the term 'and/or' includes a combination of a plurality of listed items or any of a plurality of listed items. In this specification, 'A or B' may include 'A', 'B', or 'both A and B'.

또한 본 명세서에서, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.Also, in this specification, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted.

도 5는 본 발명에 따른 인버터 제어 장치를 포함하는 회로 구조를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a circuit structure including an inverter control device according to the present invention.

본 발명에 따른 인버터 제어 장치(500)는 N개의 인버터(미도시), 제어신호 생성부(520) 및 인버터 구동부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.The inverter control device 500 according to the present invention may include N inverters (not shown), a control signal generating unit 520 and an inverter driving unit (not shown).

구체적으로, 도 5는 네 개의 모터(504, 505, 506, 507)를 구동하기 위한 제어 회로로서, 전력 공급부(501), 정류부(502), 캐패시터(503), 인버터 제어장치(500) 및 네 개의 모터(504, 505, 506, 507)를 포함하여 구성될 수 있다.Specifically, FIG. 5 is a control circuit for driving four motors 504, 505, 506, and 507, a power supply 501, a rectifier 502, a capacitor 503, an inverter control device 500, and four It may be configured to include two motors (504, 505, 506, 507).

전력 공급부(501)는 제어 회로에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 전력은 시간에 따라 흐르는 전류의 방향과 크기가 변화하는 교류(Alternating current: AC)일 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 전력 공급부(501)는 제어 회로에 직류 형태의 전력을 공급할 수도 있다.The power supply unit 501 may supply power to the control circuit. According to an embodiment, the power may be an alternating current (AC) in which the direction and magnitude of the current flowing over time change. However, the present invention is not limited thereto, and the power supply unit 501 may supply DC power to the control circuit.

정류부(502)는 교류를 정류하여 직류로 변환할 수 있다. 여기서, 직류(Direct current: DC)는 방향과 크기가 일정한 전류이다.The rectifying unit 502 may rectify alternating current to convert it into direct current. Here, direct current (DC) is a current having a constant direction and magnitude.

구체적으로, 정류부(502)는 입력 받은 교류를 내부의 정류 회로를 통해 한 방향으로 흐르게 한 후, 평활 회로를 거쳐 전류 크기를 일정하게 변환함으로써, 교류를 직류로 변환할 수 있다.Specifically, the rectifying unit 502 may convert the AC to DC by allowing the received AC to flow in one direction through an internal rectifying circuit and then constantly converting the magnitude of the current through a smoothing circuit.

이 경우, 정류부(502)에 의해 변환된 직류는, 캐패시터(503)를 거쳐 인버터 제어 장치(500)의 인버터(510, 512, 514, 516)로 공급될 수 있다.In this case, the direct current converted by the rectifier 502 may be supplied to the inverters 510 , 512 , 514 , and 516 of the inverter control device 500 through the capacitor 503 .

캐패시터(503)는 전류의 파형을 안정화시켜 인버터 제어 장치(500)에 공급할 수 있다. 이를 위해, 캐패시터(503)는 입력된 전류를 저장할 수 있다. 캐패시터(503)는 콘덴서로 지칭될 수도 있다.The capacitor 503 may stabilize the waveform of the current and supply it to the inverter control device 500 . To this end, the capacitor 503 may store the input current. The capacitor 503 may be referred to as a capacitor.

캐패시터(503)는 직류 전류의 전압을 평탄화 함으로써, 전류를 급격하게 사용하는 경우에도 전압을 직류로 계속 유지시키게 할 수 있다. The capacitor 503 flattens the voltage of the DC current, so that the voltage can be continuously maintained as the DC even when the current is rapidly used.

인버터 제어 장치(500)는 네 개의 모터(504, 505, 506, 507)를 구동하기 위한 인버터(510, 512, 514, 516)의 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호에 기초하여 인버터(510, 512, 514, 516)를 구동시킬 수 있다. 여기서, 인버터 제어 장치(500)에 포함되는 네 개의 인버터(510, 512, 514, 516)는 스위치를 사용하여 직류 전압을 교류 전압으로 변환하고 이를 네 개의 모터(504, 505, 506, 507)에 공급할 수 있다.The inverter control device 500 generates control signals of the inverters 510 , 512 , 514 , and 516 for driving the four motors 504 , 505 , 506 , and 507 , and based on the generated control signals, the inverter 510 , 512, 514, 516) can be driven. Here, the four inverters 510 , 512 , 514 , and 516 included in the inverter control device 500 convert a DC voltage into an AC voltage using a switch and send it to the four motors 504 , 505 , 506 , and 507 . can supply

네 개의 모터(504, 505, 506, 507)는 대응되는 인버터(510, 512, 514, 516)에 의해 각각 구동될 수 있다. 이를 위해, 네 개의 모터(504, 505, 506, 507)는 네 개의 인버터(510, 512, 514, 516)와 서로 대응되도록 연결될 수 있다.The four motors 504, 505, 506, and 507 may be driven by corresponding inverters 510, 512, 514, and 516, respectively. To this end, the four motors 504 , 505 , 506 , and 507 may be connected to the four inverters 510 , 512 , 514 , and 516 to correspond to each other.

여기서, 모터(504, 505, 506, 507)는 전동기 또는 부하(load)라고도 지칭되며, 구동되는 경우 전기 에너지를 회전 에너지로 변환할 수 있다.Here, the motors 504 , 505 , 506 , and 507 are also referred to as an electric motor or a load, and may convert electrical energy into rotational energy when driven.

이하에서는, 인버터 제어 장치(500)에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the inverter control device 500 will be described in detail.

인버터 제어 장치(500)는 네 개의 인버터(510, 512, 514, 516), 제어신호 생성부(520) 및 인버터 구동부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.The inverter control device 500 may include four inverters 510 , 512 , 514 , and 516 , a control signal generator 520 , and an inverter driver (not shown).

네 개의 인버터(510, 512, 514, 516)는 네 개의 모터(504, 505, 506, 507) 각각에 대응되어, 상기 네 개의 모터(504, 505, 506, 507)를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 네 개의 인버터(510, 512, 514, 516)는 제1인버터(510), 제2인버터(512), 제3인버터(514) 및 제4인버터(516)를 포함할 수 있다. 또한, 네 개의 모터(504, 505, 506, 507)는 제1모터(504), 제2모터(505), 제3모터(506) 및 제4모터(507)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1인버터(510)는 제1모터(504)에 대응되어, 제1모터(504)를 구동시킬 수 있다. 제2인버터(512)는 제2모터(505)에 대응되어, 제2모터(505)를 구동시킬 수 있다. 제3인버터(514)는 제3모터(506)에 대응되어, 제3모터(506)를 구동시킬 수 있다. 제4인버터(516)는 제4모터(507)에 대응되어, 제4모터(507)를 구동시킬 수 있다.The four inverters 510 , 512 , 514 , and 516 may correspond to each of the four motors 504 , 505 , 506 , and 507 to drive the four motors 504 , 505 , 506 , and 507 . For example, the four inverters 510 , 512 , 514 , and 516 may include a first inverter 510 , a second inverter 512 , a third inverter 514 , and a fourth inverter 516 . In addition, the four motors 504 , 505 , 506 , and 507 may include a first motor 504 , a second motor 505 , a third motor 506 , and a fourth motor 507 . In this case, the first inverter 510 may correspond to the first motor 504 and drive the first motor 504 . The second inverter 512 may correspond to the second motor 505 and drive the second motor 505 . The third inverter 514 may correspond to the third motor 506 to drive the third motor 506 . The fourth inverter 516 may correspond to the fourth motor 507 and drive the fourth motor 507 .

제어신호 생성부(520)는 네 개의 인버터(510, 512, 514, 516) 각각의 스위칭 동작을 제어하기 위한 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성할 수 있다.The control signal generator 520 may generate four pulse width modulation signals for controlling the switching operation of each of the four inverters 510 , 512 , 514 , and 516 .

구체적으로, 제어신호 생성부(520)는 소정 위상만큼 순차적으로 지연되는 네 개의 참조파형을 생성하고, 생성된 네 개의 참조파형 각각을 정현파 형태의 전류파형과 비교함으로써, 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제어신호 생성부(520)는 삼각파 형태의 전류파형으로부터 소정 위상차를 가지는 제1삼각파 내지 제4삼각파를 분리함으로써 네 개의 참조파형을 생성하고, 상기 제1삼각파 내지 상기 제4삼각파 각각을 정현파 형태의 전류파형과 비교하여 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성할 수 있다.Specifically, the control signal generator 520 generates four reference waveforms that are sequentially delayed by a predetermined phase, and compares each of the four reference waveforms with a current waveform in the form of a sine wave, thereby generating four pulse width modulated signals. can create According to an embodiment, the control signal generator 520 generates four reference waveforms by separating the first to fourth triangle waves having a predetermined phase difference from the current waveform in the form of a triangular wave, and the first to the fourth Each of the triangular waves may be compared with a current waveform in the form of a sine wave to generate four pulse width modulated signals.

바람직하게는, 제어신호 생성부(520)는 소정 위상차가 90도가 되도록 네 개의 참조파형을 생성할 수 있다. 이 경우, 네 참조파형은 순차적으로 90도의 위상만큼 지연된다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제어신호 생성부(520)는 캐패시터에 발생하는 리플 전류를 최소화하도록, 참조 파형의 소정 위상차를 설정할 수 있다. 이에 대해서는 도 7에 대한 설명에서 후술한다.Preferably, the control signal generator 520 may generate four reference waveforms such that a predetermined phase difference is 90 degrees. In this case, the four reference waveforms are sequentially delayed by a phase of 90 degrees. However, the present invention is not limited thereto, and the control signal generator 520 may set a predetermined phase difference of the reference waveform to minimize the ripple current generated in the capacitor. This will be described later in the description of FIG. 7 .

인버터 구동부(미도시)는 네 개의 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 네 개의 인버터(510, 512, 514, 516)를 스위칭 시킴으로써, 상기 네 개의 인버터(510, 512, 514, 516)를 구동시킬 수 있다. 이 경우, 인버터 구동부(미도시)는 스위치와 같은 하드웨어 형태로 구현되거나, 프로그램이나 알고리즘과 같은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있다.An inverter driver (not shown) may drive the four inverters 510, 512, 514, and 516 by switching the four inverters 510, 512, 514, and 516 based on the four pulse width modulation signals. . In this case, the inverter driving unit (not shown) may be implemented in the form of hardware such as a switch, or may be implemented in the form of software such as a program or algorithm.

한편, 도 5에서는 제어신호 생성부(520)와 인버터 구동부(미도시)가 독립적으로 존재하는 실시예를 설명하였으나, 두 구성요소는 통합되어 하나의 구성요소로 구현될 수도 있다.Meanwhile, although the embodiment in which the control signal generating unit 520 and the inverter driving unit (not shown) exist independently in FIG. 5 has been described, the two components may be integrated and implemented as one component.

도 6은 본 발명에 따른 인버터 제어 장치가 펄스 폭 변조 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a method of generating a pulse width modulation signal by the inverter control device according to the present invention.

펄스 폭 변조(PWM) 방식은 스위칭 제어 방식으로서, 모터의 회전수를 검출하여 목표하는 회전수에 도달하도록, 모터에 인가하는 직류 전원 펄스 폭의 듀티 사이클(duty-cycle)을 조절한다. 여기서, 듀티 사이클은 펄스 폭의 하이 상태와 로우 상태의 비율을 의미한다.The pulse width modulation (PWM) method is a switching control method, and the duty-cycle of a DC power pulse width applied to the motor is adjusted to detect the rotation speed of the motor and reach a target rotation speed. Here, the duty cycle means the ratio of the high state to the low state of the pulse width.

제어신호 생성부(520)는 인버터(510, 512, 514, 516) 각각을 구동하기 위한 4개의 제어 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 제어 신호는 펄스 폭 변조 신호일 수 있다. The control signal generator 520 may generate four control signals for driving each of the inverters 510 , 512 , 514 , and 516 . Here, the control signal may be a pulse width modulated signal.

예를 들어, 네 개의 인버터(510, 512, 514, 516)는 제1모터(504)를 구동시키는 제1인버터(510)와 제2모터(505)를 구동시키는 제2인버터(512)와 제3모터(506)를 구동시키는 제3인버터(514)와 및 제4모터(507)를 구동시키는 제4인버터(516)를 포함할 수 있다. 네 개의 펄스 폭 변조 신호는, 제1인버터(510)의 스위칭 동작을 제어하기 위한 제1 펄스 폭 변조 신호, 제2인버터(512)의 스위칭 동작을 제어하기 위한 제2 펄스 폭 변조 신호, 제3인버터(514)의 스위칭 동작을 제어하기 위한 제3 펄스 폭 변조 신호 및 제4인버터(516)의 스위칭 동작을 제어하기 위한 제4 펄스 폭 변조 신호를 포함할 수 있다. 또한, 네 개의 참조파형은, 제1참조파형과 제2참조파형과 제3참조파형 및 제4참조파형을 포함할 수 있다.For example, the four inverters 510 , 512 , 514 , and 516 include a first inverter 510 for driving the first motor 504 , a second inverter 512 for driving the second motor 505 , and a second inverter 512 for driving the second motor 505 . It may include a third inverter 514 for driving the third motor 506 and a fourth inverter 516 for driving the fourth motor 507 . The four pulse width modulated signals include a first pulse width modulated signal for controlling a switching operation of the first inverter 510 , a second pulse width modulated signal for controlling a switching operation of the second inverter 512 , and a third The third pulse width modulation signal for controlling the switching operation of the inverter 514 and the fourth pulse width modulation signal for controlling the switching operation of the fourth inverter 516 may be included. Also, the four reference waveforms may include a first reference waveform, a second reference waveform, a third reference waveform, and a fourth reference waveform.

이 경우, 제어신호 생성부(520)는, 제1참조파형과 정현파 형태의 전류파형을 비교하여 이진 신호를 생성함으로써 제1 펄스 폭 변조 신호를 생성하고, 제2참조파형과 정현파 형태의 전류파형을 비교하여 이진 신호를 생성함으로써 제2 펄스 폭 변조 신호를 생성하고, 제3참조파형과 정현파 형태의 전류파형을 비교하여 이진 신호를 생성함으로써 제3 펄스 폭 변조 신호를 생성하며, 제4참조파형과 정현파 형태의 전류파형을 비교하여 이진 신호를 생성함으로써 제4 펄스 폭 변조 신호를 생성할 수 있다. In this case, the control signal generating unit 520 generates a first pulse width modulated signal by generating a binary signal by comparing the first reference waveform and the sinusoidal current waveform, and the second reference waveform and the sinusoidal current waveform A second pulse width modulated signal is generated by generating a binary signal by comparing A fourth pulse width modulated signal may be generated by generating a binary signal by comparing the current waveform in the form of a sinusoid with the sine wave.

도 6의 상단에는 기존의 펄스 폭 변조 신호 생성 방법이 도시되어 있다. 이 경우, 동일한 삼각파(600)와 120도의 위상차를 가지는 3개의 정현파를 비교하여 이진 신호를 생성하고, 이에 기초하여 펄스 폭 변조 신호를 생성한다. 그러나, 동일한 삼각파(600)를 사용하여 펄스 폭 변조 신호를 생성하기 때문에, 모터를 회전시키는 과정에서 스위칭 될 때마다 인버터에 전원을 공급하는 전원 공급부에 전류 리플이 발생하게 된다. 여기서, 리플 전류(ripple current)는 직류 전류에 겹친 교류분으로서, 교류 전류의 기본파와 겹친 고조파분이다. 이와 같은 전류 리플은 캐패시터(503)에서 보상해주는데, 이 과정에서 캐패시터(503)의 발열 및 수명 단축이 일어나는 문제가 존재한다.6 shows a conventional method for generating a pulse width modulated signal. In this case, a binary signal is generated by comparing the same triangular wave 600 with three sinusoidal waves having a phase difference of 120 degrees, and a pulse width modulated signal is generated based thereon. However, since the pulse width modulated signal is generated using the same triangular wave 600, a current ripple is generated in the power supply for supplying power to the inverter whenever it is switched in the process of rotating the motor. Here, the ripple current is an AC component superimposed on the DC current, and is a harmonic component overlapping the fundamental wave of the AC current. Such a current ripple is compensated for by the capacitor 503 , but in this process, there is a problem that heat generation and shortening of the life of the capacitor 503 occur.

도 6의 하단에는 본 발명에 따른 펄스 폭 변조 신호 생성 시 참고하는 삼각파가 도시된다. 본 발명에서는 펄스 폭 변조 신호 생성을 위해 참조하는 삼각파를 소정 위상만큼 지연되는 4개의 삼각파로 분리한 후, 분리된 4개의 삼각파를 참고하여 펄스 폭 변조 신호를 생성한다. 이 경우, 일 실시예에 의하여 위상차가 90도가 되도록 4개의 삼각파로 분리할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.At the bottom of FIG. 6, a triangular wave referenced when generating a pulse width modulated signal according to the present invention is shown. In the present invention, a triangular wave referred to for generating a pulse width modulated signal is divided into four triangular waves delayed by a predetermined phase, and then a pulse width modulated signal is generated with reference to the separated four triangular waves. In this case, according to an embodiment, it may be divided into four triangular waves so that the phase difference is 90 degrees, but the present invention is not limited thereto.

도 6을 참조하면, 삼각파(600)를 순차적으로 소정 위상만큼 지연시켜 4개의 삼각파(610, 620, 630, 640)로 분리한다. Referring to FIG. 6 , the triangular wave 600 is sequentially delayed by a predetermined phase and divided into four triangular waves 610 , 620 , 630 , and 640 .

삼각파(600)의 한 주기를 구성하는 시작점(601)과 종료점(602)은, 첫번째로 생성된 제1삼각파(610)의 한 주기를 구성하는 시작점(611)과 종료점(612)에 대응된다.The start point 601 and the end point 602 constituting one period of the triangular wave 600 correspond to the start point 611 and the end point 612 constituting one period of the first generated first triangular wave 610 .

이 경우, 두 번째로 생성된 제2삼각파(620)는 제1삼각파(610)에 대해 소정 위상만큼 지연된다. In this case, the second generated second triangle wave 620 is delayed by a predetermined phase with respect to the first triangle wave 610 .

세 번째로 생성된 제3삼각파(630)는 제2삼각파(620)에 대해 소정 위상만큼 지연된다. 이 경우, 제3삼각파(630)는 제1삼각파(610)에 대해서는 소정 위상만큼 두 번 지연된다. The third generated third triangle wave 630 is delayed by a predetermined phase with respect to the second triangle wave 620 . In this case, the third triangle wave 630 is delayed twice by a predetermined phase with respect to the first triangle wave 610 .

네 번째로 생성된 제4삼각파(640)는 제3삼각파(630)에 대해 소정 위상만큼 지연된다. 이 경우, 제4삼각파(630)는 제1삼각파(610)에 대해서는 소정 위상만큼 세 번 지연된다.The fourth generated fourth triangle wave 640 is delayed by a predetermined phase with respect to the third triangle wave 630 . In this case, the fourth triangle wave 630 is delayed three times by a predetermined phase with respect to the first triangle wave 610 .

이와 같이 생성된 제1삼각파(610), 제2삼각파(620), 제3삼각파(630) 및 제4삼각파(640) 각각과, 정현파를 비교하여 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성하고, 이를 사용하여 네 개의 모터 각각을 구동하게 된다.The first triangular wave 610 , the second triangular wave 620 , the third triangular wave 630 , and the fourth triangular wave 640 are compared with a sine wave to generate four pulse width modulated signals and use them This will drive each of the four motors.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의하여 펄스 폭 변조 신호를 생성하기 위한 참조 파형을 생성하는 과정을 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a process of generating a reference waveform for generating a pulse width modulated signal according to an embodiment of the present invention.

제어신호 생성부(520)는 펄스 폭 변조 신호를 생성하기 위한 참조 파형을 생성하는 경우, 네 개의 참조 파형의 위상차를 리플 전류를 최소화하도록 설정할 수 있다. 삼각파의 위상차는 실험에 의하여 회로를 구동함으로써 최적화될 수 있다. 이 경우 도 7과 같은 알고리즘을 사용하여 위상차를 최적화할 수 있다.When generating the reference waveform for generating the pulse width modulation signal, the control signal generator 520 may set the phase difference between the four reference waveforms to minimize the ripple current. The phase difference of the triangular wave can be optimized by driving the circuit by experiment. In this case, the phase difference may be optimized using the algorithm shown in FIG. 7 .

구체적으로, 제어신호 생성부(520)는 네 개의 모터를 회전시키기 위해 네 개의 인버터를 스위칭 시키는 과정에서, 상기 네 개의 인버터에 전원을 공급하는 캐패시터에 발생하는 리플 전류를 측정하고, 리플 전류가 최소로 발생하는 위상 지연값에 기초하여 상기 소정 위상차를 결정할 수 있다.Specifically, the control signal generator 520 measures the ripple current generated in the capacitor supplying power to the four inverters in the process of switching the four inverters to rotate the four motors, and the ripple current is the minimum The predetermined phase difference may be determined based on a phase delay value generated by .

도 7을 참조하면, 초기 위상을 설정한다(S701).Referring to FIG. 7 , an initial phase is set ( S701 ).

제어신호 생성부(520)는 초기 위상을 설정하고, 이를 참조로 하여 제어 신호를 생성한다. 구체적으로, 초기 위상에 따른 참조 파형을 생성하고, 이를 정현파와 비교하여 제어 신호를 생성한다. 이 경우, 제어 신호는 펄스 폭 변조 신호로 생성될 수 있다.The control signal generator 520 sets an initial phase and generates a control signal with reference to this. Specifically, a reference waveform according to an initial phase is generated, and the control signal is generated by comparing it with a sine wave. In this case, the control signal may be generated as a pulse width modulated signal.

부하 구동을 시작한다(S702).Load driving is started (S702).

인버터 제어 장치(500)는 제어신호 생성부(520)가 생성한 제어 신호에 기초하여, 인버터를 스위칭 시켜 부하(모터)를 구동 시킨다.The inverter control device 500 drives the load (motor) by switching the inverter based on the control signal generated by the control signal generator 520 .

일 실시예에 의하여 제1 소정 위상만큼 지연시킨다(S703). 다른 실시예에 의하여 제2 소정 위상만큼 지연시킨다(S704). 또 다른 실시예에 의하여 제3 소정 위상만큼 지연시킨다(S705).According to an embodiment, the delay is delayed by the first predetermined phase (S703). According to another embodiment, the delay is delayed by a second predetermined phase (S704). According to another embodiment, the delay is delayed by a third predetermined phase (S705).

즉, 제어신호 생성부(520)는 초기 위상에서 소정 위상만큼 지연시킨 참조 파형을 각각 생성하고, 이에 기초하여 제어 신호를 생성한다. That is, the control signal generator 520 generates reference waveforms delayed by a predetermined phase from the initial phase, respectively, and generates a control signal based thereon.

전류 리플의 최소값을 계산한다(S706).The minimum value of the current ripple is calculated (S706).

제어신호 생성부(520)는 전류 리플의 최소값을 계산하고, 이에 대응하는 참조 파형을 판단한다.The control signal generator 520 calculates the minimum value of the current ripple and determines a reference waveform corresponding thereto.

전류 리플이 최소화되는 위상차를 판단한다(S707).A phase difference in which the current ripple is minimized is determined (S707).

전류 리플이 최소화되는 참조 파형에 대응하는 위상차를 최적화된 위상차로 결정한다.A phase difference corresponding to the reference waveform in which the current ripple is minimized is determined as the optimized phase difference.

위상차에 기초하여 참조파형을 생성한다(S708).A reference waveform is generated based on the phase difference (S708).

최적화된 위상차를 가지는 참조파형을 생성한다.A reference waveform with an optimized phase difference is generated.

이와 같은 과정에 의해, 삼각파를 생성하기 위한 위상 지연을 캐패시터의 리플 전류를 최소화하는 점으로 설정하고, 이에 기초하여 펄스 폭 변조 신호를 생성할 수 있다.Through this process, the phase delay for generating the triangular wave is set to a point that minimizes the ripple current of the capacitor, and a pulse width modulated signal can be generated based on this.

한편, 본 발명에 따른 인버터 제어 장치의 동작 방법은, 네 개의 인버터 각각의 스위칭 동작을 제어하기 위한 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성하는 단계; 와, 상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 상기 네 개의 인버터를 스위칭 시키는 단계; 및 상기 네 개의 인버터를 구동하여, 각각에 대응하는 네 개의 모터를 구동시키는 단계; 를 포함하되, 순차적으로 소정 위상만큼 지연되는 네 개의 참조파형을 생성하고, 상기 네 개의 참조파형 각각을 정현파 형태의 전류파형과 비교하여 상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성할 수 있다.On the other hand, the method of operating an inverter control apparatus according to the present invention, generating four pulse width modulation signals for controlling the switching operation of each of the four inverters; and switching the four inverters based on the four pulse width modulation signals; and driving the four inverters to drive four motors corresponding to each; including, but generating four reference waveforms sequentially delayed by a predetermined phase, and comparing each of the four reference waveforms with a current waveform in the form of a sine wave to generate the four pulse width modulation signals.

이와 같이 본 발명에 의하면, 네 개의 모터를 구동하는 경우 동일한 삼각파를 사용하여 제어 신호를 생성하는 것이 아니라, 위상이 지연된 네 개의 삼각파를 사용함으로써 캐패시터의 전류 리플을 감소시켜 캐패시터의 용량을 감소시키고 수명을 늘릴 수 있다.As described above, according to the present invention, when driving four motors, a control signal is not generated using the same triangular wave, but by using four triangular waves with a delayed phase to reduce the current ripple of the capacitor, thereby reducing the capacity of the capacitor and lifespan. can be increased

이 경우, 더 적은 용량의 캐패시터를 사용하게 되므로 제품의 무게와 부피 및 단가를 줄일 수 있고, 수명이 늘어남으로써 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.In this case, since a capacitor having a smaller capacity is used, the weight, volume, and unit cost of the product can be reduced, and the reliability of the product can be increased by extending the lifespan.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다. 도 8의 컴퓨팅 장치(TN100)는 본 명세서에서 기술된 인버터 제어장치(500)일 수 있다.8 is a diagram illustrating a computing device according to an embodiment of the present invention. The computing device TN100 of FIG. 8 may be the inverter control device 500 described herein.

도 8의 실시예에서, 컴퓨팅 장치(TN100)는 적어도 하나의 프로세서(TN110), 송수신 장치(TN120), 및 메모리(TN130)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(TN100)는 저장 장치(TN140), 입력 인터페이스 장치(TN150), 출력 인터페이스 장치(TN160) 등을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(TN100)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus)(TN170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.In the embodiment of FIG. 8 , the computing device TN100 may include at least one processor TN110 , a transceiver device TN120 , and a memory TN130 . Also, the computing device TN100 may further include a storage device TN140 , an input interface device TN150 , an output interface device TN160 , and the like. Components included in the computing device TN100 may be connected by a bus TN170 to communicate with each other.

프로세서(TN110)는 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(TN110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU: graphics processing unit), 또는 본 발명의 실시예에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 프로세서(TN110)는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술된 절차, 기능, 및 방법 등을 구현하도록 구성될 수 있다. 프로세서(TN110)는 컴퓨팅 장치(TN100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.The processor TN110 may execute a program command stored in at least one of the memory TN130 and the storage device TN140. The processor TN110 may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to an embodiment of the present invention are performed. The processor TN110 may be configured to implement procedures, functions, and methods described in connection with an embodiment of the present invention. The processor TN110 may control each component of the computing device TN100 .

메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 프로세서(TN110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(TN130)는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may store various information related to the operation of the processor TN110 . Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may be configured as at least one of a volatile storage medium and a nonvolatile storage medium. For example, the memory TN130 may include at least one of a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).

송수신 장치(TN120)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 송수신 장치(TN120)는 네트워크에 연결되어 통신을 수행할 수 있다. The transceiver TN120 may transmit or receive a wired signal or a wireless signal. The transceiver TN120 may be connected to a network to perform communication.

한편, 본 발명의 실시예는 지금까지 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 상술한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. On the other hand, the embodiment of the present invention is not implemented only through the apparatus and/or method described so far, and a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded may be implemented. And, such an implementation can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the above-described embodiments.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also present. It belongs to the scope of the invention.

210, 220, 230: 제어 신호 500: 인버터 제어장치
501: 전력 공급부 502: 정류부
503: 캐패시터 504, 505, 506, 507: 모터
510, 512, 514, 516: 인버터 520: 제어신호 생성부210, 220, 230: control signal 500: inverter control unit
501: power supply 502: rectifier
503: capacitors 504, 505, 506, 507: motor
510, 512, 514, 516: inverter 520: control signal generator

Claims (10)

인버터 제어 장치에 있어서,
네 개의 모터 각각에 대응되어, 상기 네 개의 모터를 구동시키는 네 개의 인버터;
상기 네 개의 인버터 각각의 스위칭 동작을 제어하기 위한 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성하는 제어신호 생성부; 및
상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 상기 네 개의 인버터를 스위칭 시킴으로써 상기 네 개의 인버터를 구동시키는 인버터 구동부를 포함하되,
상기 제어신호 생성부는,
순차적으로 소정 위상만큼 지연되는 네 개의 참조파형을 생성하고, 상기 네 개의 참조파형 각각을 정현파 형태의 전류파형과 비교하여 상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성하는, 인버터 제어 장치.An inverter control device comprising:
four inverters corresponding to each of the four motors to drive the four motors;
a control signal generator generating four pulse width modulated signals for controlling the switching operations of each of the four inverters; and
An inverter driving unit for driving the four inverters by switching the four inverters based on the four pulse width modulation signals,
The control signal generator,
An inverter control apparatus for generating four reference waveforms sequentially delayed by a predetermined phase, and comparing each of the four reference waveforms with a sinusoidal current waveform to generate the four pulse width modulated signals. 제1항에 있어서,
상기 제어신호 생성부는,
삼각파 형태의 전류파형을 상기 소정 위상만큼 순차적으로 지연시켜 제1삼각파 내지 제4삼각파를 분리함으로써 상기 네 개의 참조파형을 생성하고, 상기 제1삼각파 내지 상기 제4삼각파 각각을 상기 정현파 형태의 전류파형과 비교하여 상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성하는, 인버터 제어 장치.According to claim 1,
The control signal generator,
The first to fourth triangular waves are separated by sequentially delaying the triangular wave-shaped current waveform by the predetermined phase to generate the four reference waveforms, and each of the first to fourth triangular waves is converted to the sinusoidal current waveform. and to generate the four pulse width modulated signals. 제2항에 있어서,
상기 제어신호 생성부는,
상기 제1삼각파 내지 상기 제4삼각파 각각을 상기 정현파 형태의 전류파형과 비교하여 이진 신호를 생성함으로써 상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성하는, 인버터 제어 장치.3. The method of claim 2,
The control signal generator,
and generating the four pulse width modulated signals by generating a binary signal by comparing each of the first to fourth triangular waves with the current waveform of the sinusoidal wave form. 제2항에 있어서,
상기 제어신호 생성부는,
상기 소정 위상을 90도로 설정하여 상기 제1삼각파 내지 상기 제4삼각파가 순차적으로 90도씩 위상 지연되도록 상기 네 개의 참조파형을 생성하는, 인버터 제어 장치. 3. The method of claim 2,
The control signal generator,
and setting the predetermined phase to 90 degrees to generate the four reference waveforms such that the first to fourth triangle waves are sequentially phase delayed by 90 degrees. 제1항에 있어서,
상기 제어신호 생성부는,
상기 네 개의 모터를 회전시키기 위해 상기 네 개의 인버터를 스위칭 시키는 과정에서, 상기 네 개의 인버터에 전원을 공급하는 캐패시터에 발생하는 리플 전류를 측정하고,
상기 리플 전류가 최소값을 가지는 위상 지연값에 기초하여 상기 소정 위상을 결정하는, 인버터 제어 장치.According to claim 1,
The control signal generator,
In the process of switching the four inverters to rotate the four motors, measuring a ripple current generated in a capacitor supplying power to the four inverters,
and determining the predetermined phase based on a phase delay value at which the ripple current has a minimum value. 인버터 제어 장치의 동작 방법에 있어서,
네 개의 인버터 각각의 스위칭 동작을 제어하기 위한 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성하는 단계;
상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 상기 네 개의 인버터를 스위칭 시키는 단계; 및
상기 네 개의 인버터를 구동하여, 각각에 대응하는 네 개의 모터를 구동시키는 단계; 를 포함하되,
순차적으로 소정 위상만큼 지연되는 네 개의 참조파형을 생성하고, 상기 네 개의 참조파형 각각을 정현파 형태의 전류파형과 비교하여 상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성하는, 인버터 제어 장치의 동작 방법.A method of operating an inverter control device, the method comprising:
generating four pulse width modulated signals for controlling the switching operation of each of the four inverters;
switching the four inverters based on the four pulse width modulation signals; and
driving the four inverters to drive four motors corresponding to each; including,
An operating method of an inverter control device, comprising generating four reference waveforms that are sequentially delayed by a predetermined phase, and comparing each of the four reference waveforms with a sinusoidal current waveform to generate the four pulse width modulated signals. 제6항에 있어서,
삼각파 형태의 전류파형을 상기 소정 위상만큼 순차적으로 지연시켜 제1삼각파 내지 제4삼각파를 분리함으로써 상기 네 개의 참조파형을 생성하고, 상기 제1삼각파 내지 상기 제4삼각파 각각을 상기 정현파 형태의 전류파형과 비교하여 상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성하는, 인버터 제어 장치의 동작 방법.7. The method of claim 6,
The first to fourth triangular waves are separated by sequentially delaying the triangular wave-shaped current waveform by the predetermined phase to generate the four reference waveforms, and each of the first to fourth triangular waves is converted to the sinusoidal current waveform. and to generate the four pulse width modulated signals. 제7항에 있어서,
상기 제1삼각파 내지 상기 제4삼각파 각각을 상기 정현파 형태의 전류파형과 비교하여 이진 신호를 생성함으로써 상기 네 개의 펄스 폭 변조 신호를 생성하는, 인버터 제어 장치의 동작 방법.8. The method of claim 7,
and generating the four pulse width modulated signals by comparing each of the first to fourth triangular waves with the current waveform of the sinusoidal wave form to generate a binary signal. 제7항에 있어서,
상기 소정 위상을 90도로 설정하여 상기 제1삼각파 내지 상기 제4삼각파가 순차적으로 90도씩 위상 지연되도록 상기 네 개의 참조파형을 생성하는, 인버터 제어 장치의 동작 방법.8. The method of claim 7,
and generating the four reference waveforms such that the first to fourth triangle waves are sequentially phase delayed by 90 degrees by setting the predetermined phase to 90 degrees. 제6항에 있어서,
상기 네 개의 모터를 회전시키기 위해 상기 네 개의 인버터를 스위칭 시키는 과정에서, 상기 네 개의 인버터에 전원을 공급하는 캐패시터에 발생하는 리플 전류를 측정하고,
상기 리플 전류가 최소값을 가지는 위상 지연값에 기초하여 상기 소정 위상을 결정하는, 인버터 제어 장치의 동작 방법.7. The method of claim 6,
In the process of switching the four inverters to rotate the four motors, measuring a ripple current generated in a capacitor supplying power to the four inverters,
and determining the predetermined phase based on a phase delay value in which the ripple current has a minimum value.
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