KR20230027873A - Method and apparatus for controlling output current of inverter - Google Patents

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KR20230027873A
KR20230027873A KR1020210110138A KR20210110138A KR20230027873A KR 20230027873 A KR20230027873 A KR 20230027873A KR 1020210110138 A KR1020210110138 A KR 1020210110138A KR 20210110138 A KR20210110138 A KR 20210110138A KR 20230027873 A KR20230027873 A KR 20230027873A
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단국대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an inverter output current control method, which comprises the steps of: calculating a command voltage using a command current of an inverter; controlling the switching of switches to ensure a minimum application time (T_(min)) of an effective voltage vector for each of the switches constituting the inverter based on the calculated command voltage; and reconstructing a phase current of the inverter using a current (i_(dc)) of a DC-Link terminal according to the switching state of the switch using a single current sensor. According to the present invention, the switching pattern of the inverter switch is symmetrical, so no distortion occurs in the voltage waveform due to switching.

Description

인버터 출력 전류 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING OUTPUT CURRENT OF INVERTER}Inverter output current control method and device {METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING OUTPUT CURRENT OF INVERTER}

본 발명은 인버터 출력 전류 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동기 PWM에 기반하여 단일 전류 센서를 이용하여 인버터의 직류단의 출력 전류를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for controlling output current of an inverter, and more particularly, to a method and apparatus for controlling the output current of a DC link of an inverter using a single current sensor based on synchronous PWM.

제조 및 운송 등에 사용되는 동력 장치로 대표적인 것이 엔진과 모터이다. 전력 수급의 문제가 2차 전지의 기술 발전으로 인해 해결되면서, 전통적으로 강세를 보였던 엔진을 대체하려는 모터의 움직임이 자동차 분야에서 속도를 내고 있다. 즉 18세기 후반에 발명되어 수세기 동안 자동차 파워 트레인을 이끌었던 내연기관의 자리를 모체가 대체하려 하고 있다.Typical power devices used in manufacturing and transportation are engines and motors. As the problem of power supply and demand is solved by the technological development of secondary batteries, the motor movement to replace the traditionally strong engine is accelerating in the automobile field. In other words, the mother body is trying to replace the place of the internal combustion engine, which was invented in the late 18th century and led the automobile power train for several centuries.

최근 모터를 응용하는 제품의 경향을 살펴보면, 탄소 배출과 관련하여 지구 환경 등의 사회적 문제를 바탕으로 에너지 절약을 위한 고효율화 제품이 주류를 이루고 있다. 고성능 대용량의 IGBT의 실용화로 인해 모터 제어 장치의 소형화 및 경량화가 진행되고 있다.Looking at the recent trend of products that apply motors, high-efficiency products for energy saving are mainstream based on social issues such as the global environment in relation to carbon emissions. Due to the practical use of high-performance, large-capacity IGBTs, motor control devices are becoming smaller and lighter.

인버터는 직류 형태의 전압을 교류 형태의 전압으로 바꾸어 주는 장치로써 철도나 전기자동차와 같은 전기 모터 분야에서는 인버터의 3상 출력전류의 정확한 측정이 필요하게 된다. 일반적으로 3개 또는 2개의 전류 센서를 사용하여 측정한다. 하지만 다수의 전류 센서를 사용하게 되면 구조적으로 복잡해지고 시스템의 가격 및 부피가 상승하며 신뢰성을 감소시킨다. 따라서 DC-link단에 하나의 전류센서를 사용하는 단일 직류단 전류 센서 제어가 제시되었다.An inverter is a device that converts DC voltage into AC voltage, and accurate measurement of three-phase output current of the inverter is required in the field of electric motors such as railroads and electric vehicles. It is usually measured using three or two current sensors. However, when a plurality of current sensors are used, the structure becomes complicated, the price and volume of the system increase, and reliability decreases. Therefore, a single DC link current sensor control using one current sensor in the DC-link stage has been proposed.

본 발명과 관련된 기술로서, 대한민국 등록 특허 제10-1261793호는, 전압 기준벡터를 변조하는 인버터의 상전류 검출 제어장치를 개시하고 있지만, 복수의 션트저항이 추가로 필요하고, 전압벡터를 이용하는 점에서 스위칭 패턴이 대칭되지 않아서 전압파형의 왜곡으로 인한 전류 왜곡이 증가하는 종래 기술의 문제점을 여전히 가지고 있다.As a technique related to the present invention, Korean Patent Registration No. 10-1261793 discloses a phase current detection and control device of an inverter that modulates a voltage reference vector, but a plurality of shunt resistors are additionally required and a voltage vector is used. It still has the problem of the prior art that the current distortion increases due to the distortion of the voltage waveform because the switching pattern is not symmetrical.

KR 등록 특허 제10-1261793호 (2013.05.07 공고)KR Registration Patent No. 10-1261793 (Announced on May 7, 2013)

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 펄스폭 변조(PWM)에 기반하여 단일 전류 센서를 이용하여 인버터의 출력 전류를 추정하는 방법을 제공하는 것이다.One problem to be solved by the present invention is to provide a method of estimating the output current of an inverter using a single current sensor based on pulse width modulation (PWM).

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 스위치 패턴이 대칭되게 구성함으로써 전압 파형이 왜곡되지 않게 하여 리플이 발생하지 않는 인버터 출력 전류 제어 장치를 제공하는 것이다.One problem to be solved by the present invention is to provide an inverter output current control device that does not generate a ripple by preventing a voltage waveform from being distorted by configuring a switch pattern to be symmetrical.

본 발명의 일 실시 예에 따른 단일 전류 센서를 이용한 인버터 출력 전류 제어방법은, 인버터의 지령전류를 이용하여 지령전압을 산출하는 단계; 산출된 지령전압에 기반하여 인버터를 구성하는 스위치 별로 유효전압벡터의 최소인가시간(T min )이 확보되도록 스위치의 스위칭을 제어하는 단계; 및 단일 전류 센서를 이용하여, 스위치의 스위칭에 따른 DC-Link 단의 전류(i dc )를 이용하여 인버터의 상전류를 재구축하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.An inverter output current control method using a single current sensor according to an embodiment of the present invention includes calculating a command voltage using a command current of an inverter; Controlling the switching of the switch to ensure a minimum application time ( T min ) of an effective voltage vector for each switch constituting the inverter based on the calculated command voltage; and rebuilding the phase current of the inverter using the current ( i dc ) of the DC-Link stage according to the switching of the switch using a single current sensor.

또한, 인버터 스위치의 스위칭을 제어하는 단계는, 모터의 동기속도에 관한 정보 및 펄스 수에 관한 정보를 산출하는 단계; 및 동기속도에 관한 정보 및 펄스 수에 관한 정보에 기반하여 동기 PWM을 이용하여 스위칭을 제어하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.In addition, the step of controlling the switching of the inverter switch may include calculating information about the synchronous speed of the motor and information about the number of pulses; and controlling the switching using synchronous PWM based on the information about the synchronous speed and the information about the number of pulses.

또한, 펄스 수에 관한 정보를 산출하는 단계는, 데드 밴드의 각의 값을 연산하는 단계; 및 데드 밴드의 각의 값을 이용하여 펄스 수를 선정하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.In addition, calculating the information on the number of pulses may include calculating each value of the dead band; and selecting the number of pulses using each value of the dead band.

또한, 데드 밴드의 각의 값을 연산하는 단계는, In addition, the step of calculating the angle value of the dead band,

Figure pat00001
을 이용하여 데드 밴드의 각(α)의 값을 연산하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.
Figure pat00001
It may be configured to include the step of calculating the value of the angle (α) of the dead band using

여기서, T samp : 펄스 수에 따라 정해지는 샘플링 주기, MI: 진폭 변조 지수이다.Here, T samp : sampling period determined according to the number of pulses, MI : amplitude modulation index.

또한, 데드 밴드의 각의 값을 이용하여 펄스 수를 선정하는 단계는, 데드 밴드의 각의 값을 이용하되, 샘플링 위치를 고려하여 3의 배수이면서 홀수인 펄스 수를 선정하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.In addition, the step of selecting the number of pulses using the angle value of the dead band is configured to include the step of selecting the number of pulses that is a multiple of 3 and an odd number in consideration of the sampling position while using the value of the angle of the dead band. It can be.

또한, DC-Link 단의 전류(i dc )는, i dc = S a i a + S b i b + S c i c , 식에 의해 표현되는 것을 특징으로 한다.In addition, the current ( i dc ) of the DC-Link stage is characterized in that it is expressed by the expression i dc = S a i a + S b i b + S c i c .

본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 출력 전류 제어장치는, 인버터의 지령전류를 이용하여 지령전압을 산출하는 지령전압 연산부; 산출된 지령전압에 기반하여 인버터를 구성하는 스위치 별로 유효전압벡터의 최소인가시간(T min )이 확보되도록 스위치의 스위칭 타이밍을 제어하는 동기 PWM 제어부; 및 단일 전류 센서를 이용하여, 스위치의 스위칭 상태에 따른 DC-Link 단의 전류(i dc )를 이용하여 인버터의 상전류를 재구축하는 상전류 연산부를 포함하도록 구성될 수 있다.An inverter output current control device according to an embodiment of the present invention includes a command voltage calculation unit for calculating a command voltage using a command current of the inverter; a synchronous PWM control unit controlling switching timing of the switches so that a minimum application time ( T min ) of an effective voltage vector is secured for each switch constituting the inverter based on the calculated command voltage; and a phase current calculation unit that reconstructs the phase current of the inverter using the current ( i dc ) of the DC-Link stage according to the switching state of the switch using a single current sensor.

기타 실시 예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.Details of other embodiments are included in the "specific details for carrying out the invention" and the accompanying "drawings".

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.Advantages and/or features of the present invention, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the various embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시 예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.However, the present invention is not limited only to the configuration of each embodiment disclosed below, but may also be implemented in various other forms, and each embodiment disclosed herein only makes the disclosure of the present invention complete, and the present invention It is provided to completely inform those skilled in the art of the scope of the present invention, and it should be noted that the present invention is only defined by the scope of each claim of the claims.

본 발명에 의하면, 인버터 스위치의 스위칭 패턴이 대칭되어서 스위칭에 따른 전압파형에 왜곡이 발생하지 않는다.According to the present invention, since the switching pattern of the inverter switch is symmetrical, distortion does not occur in the voltage waveform due to switching.

또한, 인버터 전압파형의 왜곡을 발생시키는 스위칭으로 인한 토크 리플이 발생하지 않는다.In addition, torque ripple due to switching that causes distortion of the inverter voltage waveform does not occur.

또한, 인버터 스위칭에 있어서 선형 변조 영역이 감소되지 않는다.Also, the linear modulation area is not reduced in inverter switching.

도 1은 3개의 전류 센서를 사용하는 교류 전동기 제어 시스템의 예시도이다.
도 2는 단일 전류 센서를 사용하는 교류 전동기 제어 시스템의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 출력 전류 제어 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 출력 전류 제어 시스템의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 출력 전류 제어 장치의 블록도이다.
도 6은 DC-Link 전류와 스위칭 상태에 따른 상전류 관계의 표이다.
도 7은 인버터의 스위칭 패턴과 인버터의 상전류 측정 위치에 관한 예시도이다.
도 8은 상전류 재구축을 위한 최소 인가 시간의 예시도이다.
도 9는 공간벡터 상의 데드 밴드 및 데드 밴드의 각의 예시도이다.
도 10은 기본파 주파수에 따른 펄스 수 및 모듈레이션 인덱스를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공간벡터 상의 스위치 타이밍의 예시도이다.
도 12는 종래의 기술에 따른 지령전압 및 지령전류 파형의 예시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 출력 전류 제어 방법의 지령전압 및 지령전류 파형의 예시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3상 전압 스위칭의 예시도이다.
1 is an exemplary diagram of an AC motor control system using three current sensors.
2 is an exemplary diagram of an AC motor control system using a single current sensor.
3 is a flowchart of an inverter output current control method according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of an inverter output current control system according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of an inverter output current control device according to an embodiment of the present invention.
6 is a table of phase current relationship according to DC-Link current and switching state.
7 is an exemplary view of a switching pattern of an inverter and a phase current measurement position of the inverter.
8 is an exemplary view of a minimum application time for phase current re-establishment.
9 is an exemplary view of a dead band and an angle of a dead band on a space vector.
10 is a graph showing the number of pulses and modulation index according to the fundamental wave frequency.
11 is an exemplary diagram of switch timing on a space vector according to an embodiment of the present invention.
12 is an exemplary diagram of command voltage and command current waveforms according to the prior art.
13 is an exemplary diagram of command voltage and command current waveforms of a method for controlling output current of an inverter according to an embodiment of the present invention.
14 is an exemplary diagram of three-phase voltage switching according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.Before explaining the present invention in detail, the terms or words used in this specification should not be construed unconditionally in a conventional or dictionary sense, and in order for the inventor of the present invention to explain his/her invention in the best way It should be noted that concepts of various terms may be appropriately defined and used, and furthermore, these terms or words should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical idea of the present invention.

즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.That is, the terms used in this specification are only used to describe preferred embodiments of the present invention, and are not intended to specifically limit the contents of the present invention, and these terms represent various possibilities of the present invention. It should be noted that it is a defined term.

또한, 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.In addition, it should be noted that in this specification, singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise, and similarly, even if they are expressed in plural numbers, they may include singular meanings. .

본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.Throughout this specification, when a component is described as "including" another component, it does not exclude any other component, but further includes any other component, unless otherwise stated. It can mean you can do it.

더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"라고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결하기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.Furthermore, when a component is described as “existing inside or connected to and installed” of another component, this component may be directly connected to or installed in contact with the other component, and a certain It may be installed at a distance, and when it is installed at a certain distance, a third component or means for fixing or connecting the corresponding component to another component may exist, and now It should be noted that the description of the components or means of 3 may be omitted.

반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.On the other hand, when it is described that a certain element is "directly connected" to another element, or is "directly connected", it should be understood that no third element or means exists.

마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.Similarly, other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "directly between", or "adjacent to" and "directly adjacent to" have the same meaning. should be interpreted as

또한, 본 명세서에서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.In addition, in this specification, the terms "one side", "the other side", "one side", "the other side", "first", "second", etc., if used, refer to one component It is used to be clearly distinguished from other components, and it should be noted that the meaning of the corresponding component is not limitedly used by such a term.

또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.In addition, in this specification, terms related to positions such as "top", "bottom", "left", and "right", if used, should be understood as indicating a relative position in the drawing with respect to the corresponding component, Unless an absolute position is specified for these positions, these positional terms should not be understood as referring to an absolute position.

또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.In addition, in this specification, in specifying the reference numerals for each component of each drawing, for the same component, even if the component is displayed in different drawings, it has the same reference numeral, that is, the same reference throughout the specification. Symbols indicate identical components.

본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.In the drawings accompanying this specification, the size, position, coupling relationship, etc. of each component constituting the present invention is partially exaggerated, reduced, or omitted in order to sufficiently clearly convey the spirit of the present invention or for convenience of explanation. may be described, and therefore the proportions or scale may not be exact.

또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대해 상세한 설명은 생략될 수도 있다.In addition, in the following description of the present invention, a detailed description of a configuration that is determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, for example, a known technology including the prior art, may be omitted.

이하, 본 발명의 실시 예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to related drawings.

도 1은 3개의 전류 센서를 사용하는 교류 전동기 제어 시스템의 예시도이다.1 is an exemplary diagram of an AC motor control system using three current sensors.

도 1을 참조하면, 전원, 인버터 및 모터로 구성되는 교류 전동기 제어 시스템이 개략적으로 묘사되어 있다. 교류 전동기(AC motor) 제어를 위해서 인버터에서 출력되어 전동기로 입력되는 전류, 즉 3상 전류에 관한 정보가 필요하다. 적어도 2개의 전류 센서를 이용하는 경우 인버터와 전동기 사이의 단자를 통해 모터에 입력되는 3상 전류(i a , i b , i c )에 관한 정보가 수집될 수 있다.Referring to Figure 1, an AC motor control system consisting of a power source, an inverter and a motor is schematically depicted. In order to control an AC motor, information about the current output from the inverter and input to the motor, that is, the three-phase current, is required. When using at least two current sensors, information on three-phase currents ( i a , i b , i c ) input to the motor through a terminal between the inverter and the motor can be collected.

교류 전동기 제어 시스템을 구축하는 데 있어서 비용을 줄이기 위해 최소 수의 전류 센서를 이용하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명은, 단일의 전류 센서를 이용하여 인버터 출력 전류를 제어하는 방법, 장치 및 시스템을 개시하기 위해 계획되었다.In building an AC motor control system, it is desirable to use a minimum number of current sensors to reduce cost. Accordingly, the present invention is contemplated to disclose a method, apparatus and system for controlling inverter output current using a single current sensor.

도 2는 단일 전류 센서를 사용하는 교류 전동기 제어 시스템의 예시도이다.2 is an exemplary diagram of an AC motor control system using a single current sensor.

도 2를 참조하면, 단일 전류 센서를 사용하는 교류 전동기 제어 시스템은, 단일의 전류 센서가 DC-Link 단에 연결되어 이에 흐르는 전류(i dc )에 관한 정보를 수집하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2 , an AC motor control system using a single current sensor may be configured such that a single current sensor is connected to a DC-Link terminal and collects information about a current ( i dc ) flowing therein.

이하 단일의 전류 센서를 이용한 인버터 출력 전류 제어 방법, 장치 및 시스템에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a method, apparatus, and system for controlling an inverter output current using a single current sensor will be described.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 출력 전류 제어 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of an inverter output current control method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 인버터 출력 전류 제어 방법(S100)은, 인버터의 지령 전류를 이용하여 지령 전압을 산출하는 단계(S110), 산출된 지령전압에 기반하여 인버터 스위치 별로 유효전압벡터의 최소인가시간이 확보되도록 스위칭을 제어하는 단계(S120), 및 단일 전류 센서를 이용하여 스위칭에 따른 DC-Link 단의 전류를 이용하여 인버터의 상전류를 재구축하는 단계(S130)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the inverter output current control method (S100) includes calculating a command voltage using the command current of the inverter (S110), and the minimum application time of the effective voltage vector for each inverter switch based on the calculated command voltage. It may be configured to include a step of controlling switching to ensure this (S120), and a step of rebuilding the phase current of the inverter using the current of the DC-Link stage according to the switching using a single current sensor (S130).

인버터 스위치의 스위칭을 제어하는 단계(S120)는, 모터의 동기속도 및 펄스 수에 관한 정보를 산출하는 단계(S121) 및 모터의 동기속도 및 펄스 수에 관한 정보에 기반하여 동기 PWM을 이용하여 스위칭을 제어하는 단계(S123)를 포함하도록 구성될 수 있다.The step of controlling the switching of the inverter switch (S120) is the step of calculating information about the synchronous speed and number of pulses of the motor (S121) and switching using synchronous PWM based on the information about the synchronous speed and number of pulses of the motor. It may be configured to include the step of controlling (S123).

펄스 수에 관한 정보를 산출하는 단계(S121)는, 데드 밴드의 각(α)의 값을 연산하는 단계(S125); 및 데드 밴드의 각(α)의 값을 이용하여 펄스 수를 선정하는 단계(S127)를 포함하도록 구성될 수 있다.Calculating the information on the number of pulses (S121) includes calculating the value of the angle (α) of the dead band (S125); and selecting the number of pulses using the value of the angle α of the dead band (S127).

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, 데드 밴드의 각의 값을 연산하는 단계는 수학식 1을 이용하여 데드 밴드의 각(α)의 값을 연산하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다. 여기서, T samp 는 펄스 수에 따라 정해지는 샘플링 주기, MI는 진폭 변조 지수이다.Here, calculating the value of the angle of the dead band may include calculating the value of the angle α of the dead band using Equation 1. Here, T samp is a sampling period determined according to the number of pulses, and MI is an amplitude modulation index.

데드 밴드의 각의 값을 이용하여 펄스 수를 선정하는 단계는, 데드 밴드의 각의 값을 이용하되, 샘플링 위치를 고려하여 3의 배수이면서 홀수인 펄스 수를 선정하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.The step of selecting the number of pulses using the angle value of the dead band may include the step of selecting the number of pulses that are a multiple of 3 and an odd number in consideration of the sampling position while using the value of the angle of the dead band. there is.

Figure pat00003
Figure pat00003

DC-Link 단의 전류(i dc )는 수학식 2로 표현될 수 있다. Sa, Sb 및 Sc는 -1, 0 또는 1 중의 숫자이고, i a , i b , i c 는 각 상의 상전류이다. 측정된 전류 값, 수학식 2 및 3상 평형 조건을 이용하여 수집된 3상 전류에 관한 정보를 이용하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 출력 전류가 제어될 수 있다.The current ( i dc ) of the DC-Link stage can be expressed by Equation 2. S a , S b and S c are numbers among -1, 0 or 1, and i a , i b , i c are phase currents of each phase. Inverter output current according to an embodiment of the present invention may be controlled using the measured current value, information on the three-phase current collected using Equation 2 and the three-phase equilibrium condition.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 출력 전류 제어 시스템의 블록도이다.4 is a block diagram of an inverter output current control system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 인버터 출력 전류 제어 시스템은 인버터 출력 전류 제어 장치(100), 인버터(200) 및 각종 센서(201, 202, 203)를 포함하도록 구성될 수 있다. 각종 센서(201, 202, 203)는 전원에서 공급되는 전력에 관한 정보를 수집하는 센서(201), 인버터부(230)로 입력되는 전력에 관한 정보를 수집하는 센서(202) 및 인버터(200)의 출력 전력에 관한 정보를 수집하는 센서(203)를 포함하도록 구성될 수 있다. 인버터(200)의 출력 전력에 관한 정보를 수집하는 센서(203)에 3상 전류에 관한 정보를 수집하는 전류 센서가 포함될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the inverter output current control system may include an inverter output current control device 100 , an inverter 200 and various sensors 201 , 202 , and 203 . The various sensors 201, 202, and 203 include a sensor 201 that collects information about power supplied from the power source, a sensor 202 that collects information about power input to the inverter unit 230, and an inverter 200. It may be configured to include a sensor 203 to collect information about the output power of the. The sensor 203 that collects information about the output power of the inverter 200 may include a current sensor that collects information about the three-phase current.

인버터 출력 전류 제어 장치(100)는, 인버터부(230)에 포함된 반도체 스위치의 스위칭 동작의 제어 및 각종 연산을 통해, 단일의 전류 센서를 이용하여 인버터(200)의 출력 측의 3상 전류(i a , i b , i c )를 재구축하는 기능을 수행할 수 있다.The inverter output current control device 100 controls the switching operation of the semiconductor switch included in the inverter unit 230 and performs various calculations, using a single current sensor to control the three-phase current on the output side of the inverter 200 ( i a , i b , i c ) can be reconstructed.

인버터(200)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 인버터(200)는 정류부(210), 평활부(220) 및 인버터부(230)를 포함하도록 구성될 수 있다.The inverter 200 may perform a function of converting DC power into AC power. The inverter 200 may include a rectifying unit 210 , a smoothing unit 220 and an inverter unit 230 .

정류부(210)는, 전원(300)에서 공급 받은 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.The rectifier 210 may perform a function of converting AC power supplied from the power source 300 into DC power.

평활부(220)는, 직류 전력에 포함된 맥동을 제거하는 기능을 수행할 수 있다.The smoothing unit 220 may perform a function of removing pulsation included in DC power.

인버터부(230)는, 맥동이 제거된 직류 전력을 이용하여 반도체 스위칭의 스위칭 제어를 통해 교류 전력을 생성하는 기능을 수행할 수 있다.The inverter unit 230 may perform a function of generating AC power through switching control of semiconductor switching using DC power from which pulsation is removed.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 출력 전류 제어 장치의 블록도이다.5 is a block diagram of an inverter output current control device according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 인버터 출력 전류 제어 장치(100)는 지령전압 연산부(110), 동기 PWM 제어부(120) 및 상전류 연산부(130)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the inverter output current control device 100 may include a command voltage calculator 110 , a synchronous PWM controller 120 and a phase current calculator 130 .

지령전압 연산부(110)는 인버터의 지령전류를 이용하여 지령전압을 산출하는 기능을 수행할 수 있다.The command voltage calculation unit 110 may perform a function of calculating the command voltage using the command current of the inverter.

동기 PWM 제어부(120)는 산출된 상기 지령전압에 기반하여 상기 인버터를 구성하는 스위치 별로 유효전압벡터의 최소인가시간(T min )이 확보되도록 상기 스위치의 스위칭 타이밍을 제어하는 기능을 수행할 수 있다.The synchronous PWM control unit 120 may perform a function of controlling the switching timing of the switch so that a minimum application time T min of an effective voltage vector is secured for each switch constituting the inverter based on the calculated command voltage. .

상전류 연산부(130)는 단일 전류 센서를 이용하여, 스위치의 스위칭 상태에 따른 DC-Link 단의 전류(i dc )를 이용하여 인버터의 상전류를 재구축하는 기능을 수행할 수 있다.The phase current calculation unit 130 may perform a function of reconstructing the phase current of the inverter using the current ( i dc ) of the DC-Link terminal according to the switching state of the switch using a single current sensor.

도 2를 다시 참조하면, 인버터부(130)의 스위치(Sa1, Sb1, Sc1, Sa2, Sb2, Sc2)가 묘사되어 있다. ON 상태의 상단 스위치(Sa1, Sb1, Sc1)가 1로 표시되고, on 상태의 하단 스위치(Sa2, Sb2, Sc2)가 0으로 표시되는 것으로 약속하는 경우, 스위치 상태는 이진수 (000) 내지 (111) 중에서 어느 하나로 표시될 수 있다. 예를 들어 (100)은 스위치(Sa1, Sb2, Sc2)가 ON 상태임을 의미한다.Referring back to FIG. 2 , switches S a1 , S b1 , S c1 , S a2 , S b2 , and S c2 of the inverter unit 130 are depicted. If we promise that the top switch in the ON state (S a1 , S b1 , S c1 ) will be marked as 1, and the bottom switch in the on state (S a2 , S b2 , S c2 ) will be marked as 0, then the switch state is a binary number. It may be represented by any one of (000) to (111). For example, (100) means that the switches S a1 , S b2 , and S c2 are in an ON state.

수학식 2는 스위칭 상태에 따른 i dc 및 상전류의 관계를 일반화한 식이다.Equation 2 is a generalized equation of the relationship between i dc and phase current according to the switching state.

상단 스위치 중에서 하나의 상의 스위치만 ON인 경우 해당 전류는 i dc 로부터 재구축될 수 있으며, 상단 스위치 중에서 두 개 상의 스위치만 ON인 경우, OFF 상태의 상의 전류는 i dc 로부터 재구축될 수 있다. 다만 스위칭 상태가 (000) 또는 (111)인 경우, 상전류 검출이 불가능하다.When only one phase switch among the upper switches is ON, the corresponding current can be reconstructed from i dc , and when only two phase switches among the upper switches are ON, the phase current in the OFF state can be reconstructed from i dc . However, when the switching state is (000) or (111), phase current detection is not possible.

도 6은 DC-Link 전류와 스위칭 상태에 따른 상전류 관계의 표이다.6 is a table of phase current relationship according to DC-Link current and switching state.

한 주기의 스위칭에 2개의 유효 전압 벡터가 존재하므로 도 6을 이용하여 2개 상의 전류는 i dc 로부터, 나머지 한 상의 전류는 3상 평형 조건으로부터 재구축될 수 있다.Since there are two effective voltage vectors in one cycle of switching, the current of the two phases can be reconstructed from i dc and the current of the other phase can be reconstructed from the three-phase balance condition using FIG. 6 .

도 7은 인버터의 스위칭 패턴과 인버터의 상전류 측정 위치에 관한 예시도이다.7 is an exemplary view of a switching pattern of an inverter and a phase current measurement position of the inverter.

도 7을 참조하면, 단일 전류 센서를 이용하는 인버터의 출력 전류가 센싱되는 위치에 관한 정보가 묘사되어 있다. 인버터의 출력 전류는, 2개의 스위칭의 상승 에지 사이에서 측정되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 7 , information about the location where the output current of an inverter using a single current sensor is sensed is depicted. The output current of the inverter is preferably measured between the two rising edges of the switching.

i dc 로부터 상전류를 재구축하기 위해 i dc 가 상전류로 등가화되 수 있는 최소한의 유효 전압 벡터 인가시간(T min )이 필요하다. 인버터의 데드 타임(T Dead ), 의 정착시간(T Set ), 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 데 걸리는 시간(T ADC ) 사이의 관계식은 다음의 수학식 3과 같이 정의될 수 있다.In order to reconstruct the phase current from i dc , the minimum effective voltage vector application time ( T min ) required for i dc to be equalized to the phase current is required. The relationship between the inverter's dead time ( T Dead ), the settling time ( T Set ), and the time required to convert an analog signal into a digital signal ( T ADC ) may be defined as in Equation 3 below.

Figure pat00004
Figure pat00004

도 8은 상전류 재구축을 위한 최소 인가 시간의 예시도이다.8 is an exemplary view of a minimum application time for phase current re-establishment.

도 8을 참조하면, 수학식 2에 해당하는 최소한의 유효 전압 벡터 인가시간을 구성하는 요소들이 묘사되어 있다.Referring to FIG. 8, elements constituting the minimum effective voltage vector application time corresponding to Equation 2 are depicted.

T min 보다 전압 벡터 인가시간이 짧아지면 i dc 로부터 정확한 상전류가 재구축될 수 없다. 즉 i dc 가 상전류로 등가화될 수 있는 최소한의 유효 전압 벡터 인가시간(T min )이 필요하다. 이러한 재구축 불가능 구간을 데드 밴드라고 한다.If the voltage vector application time is shorter than T min , accurate phase current cannot be reconstructed from i dc . That is, a minimum effective voltage vector application time ( T min ) for i dc to be equalized to a phase current is required. This non-rebuildable section is called a dead band.

도 9는 공간벡터 상의 데드 밴드 및 데드 밴드의 각의 예시도이다.9 is an exemplary view of a dead band and an angle of a dead band on a space vector.

도 9를 참조하면, 6개의 영역(T1)은 6개이 기준 전압 벡터가 지나는 시간 영역으로 두 스위치 사이가 T min 을 만족하지 못하는 영역에 해당한다. 6개의 영역(T2)은 부족 변조(Low Modulation Index)로서 두 스위칭 사이가 T min 을 만족하지 못하는 영역에 해당한다.Referring to FIG. 9 , six regions T 1 are time domains through which six reference voltage vectors pass, and correspond to regions between two switches that do not satisfy T min . The six regions T 2 are low modulation indexes and correspond to regions in which T min is not satisfied between two switchings.

종래 기술에 해당하는 스위칭 상태 위상 변이(Switching State Phase Shift, SSPS)는, 전압 벡터가 데드 밴드 내에 진입하는 경우에 사용되는 데, 스위칭 패턴의 변경을 통해 T min 이 확보될 수 있다. 전압 벡터를 측정 전압 벡터 및 주입(보상) 전압 벡터로 대체하게 되면 일정 시간동안 전압 벡터의 평균값은 동일하면서 2개의 유효 전압 벡터 모두 T min 의 확보가 가능해 진다.Switching State Phase Shift (SSPS) corresponding to the prior art is used when a voltage vector enters a dead band, and T min can be secured by changing a switching pattern. If the voltage vector is replaced with the measurement voltage vector and the injection (compensation) voltage vector, it is possible to secure T min for both effective voltage vectors while maintaining the same average value of the voltage vectors for a certain period of time.

종래 기술의 단점은, 스위칭 패턴이 대칭이 아니기 때문에 전압파형이 왜곡되고, 이로 인해 전류 왜곡이 증가하고 토크 리플이 발생하고, 선형 변조 영역이 감소될 수 있다는 점이다.A disadvantage of the prior art is that the voltage waveform is distorted because the switching pattern is not symmetrical, which can increase current distortion, generate torque ripple, and reduce the linear modulation region.

본 발명의 일 실시 예로서 동기 PWM을 이용하여 기본파의 주파수에 따라 펄스 수를 조절하는 방법이 이용될 수 있다. 일단 기본파 주파수가 일정하면 샘플링 지점이 항상 일치할 수 있다. 기존의 SSPS 방법과 비교해서 전압 패턴 변경없이 데드 밴드를 회피하여 샘플링함으로써 전류가 재구축되면, 전압 패턴 변경으로 인한 리플이 저감될 수 있다.As an embodiment of the present invention, a method of adjusting the number of pulses according to the frequency of the fundamental wave using synchronous PWM may be used. Once the fundamental frequency is constant, the sampling points can always coincide. Compared to the existing SSPS method, if the current is reconstructed by sampling while avoiding the dead band without changing the voltage pattern, the ripple due to the voltage pattern change can be reduced.

도 10은 기본파 주파수에 따른 펄스 수 및 모듈레이션 인덱스를 나타내는 그래프이다.10 is a graph showing the number of pulses and modulation index according to the fundamental wave frequency.

도 10을 참조하면, 기본파 주파수에 따른 펄스 수와 모듈레이션 인덱스가 묘사되어 있다.Referring to FIG. 10, the number of pulses and modulation index according to the fundamental wave frequency are depicted.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위치 타이밍의 예시도이다.11 is an exemplary diagram of switch timing according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 공간 벡터 상에 샘플링 사이의 각이 6.7인 27개의 펄스가 묘사되어 있다. 조절된 펄스 수에 따라 샘플링 시점이 변경되고, 따라서 데드 밴드를 회피하여 샘플링이 수행될 수 있다.Referring to FIG. 11, 27 pulses with an angle between samplings of 6.7 are depicted on the space vector. A sampling time point is changed according to the adjusted number of pulses, and thus sampling may be performed avoiding a dead band.

동기 PWM 기반의 단일 전류 센서를 이용한 인버터 출력 전류 제어 장치(100)의 지령전압 연산부(110)는 지령 전류(I * de , I * qe )를 이용하여 지령 전압(V * a , V * b , V * c )을 산출하도록 구성될 수 있다.The command voltage calculator 110 of the inverter output current control device 100 using a synchronous PWM-based single current sensor uses command currents ( I * de , I * qe ) to command voltages ( V * a , V * b , V * c ).

동기 PWM 제어부(120)는, 동기 PWM 방법을 통해 산출된 지령 전압, 그리고 지령 전류로부터 산출된

Figure pat00005
sync(동기각), fc(기본파 주파수) 및 Pulse(펄스 수)를 이용하여 DC-Link 전류(i dc )를 산출하도록 구성될 수 있다.Synchronous PWM control unit 120, the command voltage calculated through the synchronous PWM method, and the command current calculated from
Figure pat00005
It may be configured to calculate the DC-Link current ( i dc ) using sync (synchronous angle), f c (fundamental wave frequency), and Pulse (number of pulses).

펄스 수는 데드 밴드의 각(α)의 값을 이용하여 선정될 수 있다. 그리고 데드 밴드의 각의 값은 수학식 1에 기반하여 산출될 수 있다. 산출된 데드 밴드의 각의 값 및 샘플링 위치를 고려하여 3의 배수이면서 홀수인 펄스 수가 선정될 수 있다. 데드 밴드와 데드 밴드의 각의 관계는 도 9에 묘사되어 있다.The number of pulses may be selected using the value of the angle (α) of the dead band. And the value of the angle of the dead band can be calculated based on Equation 1. The number of pulses that are a multiple of 3 and an odd number may be selected in consideration of the angle value of the dead band and the sampling position. The relationship between the dead band and the angle of the dead band is depicted in FIG. 9 .

3상 정현파 PWM에서는 출력선간전압에 고조파 성분이 최대한 적게 발생하도록, 즉 더 많은 고조파 성분의 차수가 3의 배수가 되도록 주파수변조지수를 3의 배수 가운데 하나로 정할 수 있다. 아울러 짝수차 고조파는 3상 시스템에 악영향을 미치므로 주파수변조지수는 3의 배수 가운데 홀수인 것으로 정할 수 있다. 바람직한 주파수변조지수(mf)는 3, 9, 15, 21, 27 등으로 정해질 수 있다.In the 3-phase sine wave PWM, the frequency modulation index can be set to one of multiples of 3 so that harmonic components are generated as little as possible in the output line voltage, that is, the order of more harmonic components is a multiple of 3. In addition, since even-order harmonics adversely affect the three-phase system, the frequency modulation index can be determined as an odd number among multiples of 3. A preferable frequency modulation index (m f ) may be set to 3, 9, 15, 21, 27, and the like.

마지막으로 상전류 연산부(130)는 산출된 DC-Link 전류(I dc ) 및 3상 평형 조건을 이용하여 상전류(I a , I b , I c )를 산출하도록 구성될 수 있다.Finally, the phase current calculator 130 may be configured to calculate the phase currents I a , I b , and I c using the calculated DC-Link current I dc and the three-phase balance condition.

도 12는 종래의 기술에 따른 지령전압 및 지령전류 파형의 예시도이다.12 is an exemplary diagram of command voltage and command current waveforms according to the prior art.

도 12를 참조하면, 상전류 재구축을 위해 3상 지령 전압에 0°, 60°, 120°, 180°, 240°, 및 360° 지점에서 전압이 변경되었음이 확인될 수 있다. 즉 스위칭 패턴이 변경되고, 스위칭 패턴 변경 전과 비교하여 최대 선형 변조 범위가 줄어 들었다. d축 및 q축 전류 또한 전압 변경으로 인해 리플이 발생한다. d축 리플은 3.4A, q축 리플은 1.5A이다.Referring to FIG. 12 , it can be confirmed that the voltage is changed at 0°, 60°, 120°, 180°, 240°, and 360° of the three-phase command voltage for phase current reconstruction. That is, the switching pattern is changed, and the maximum linear modulation range is reduced compared to before the switching pattern change. The d-axis and q-axis currents also have ripples due to voltage changes. The d-axis ripple is 3.4A and the q-axis ripple is 1.5A.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 출력 전류 제어 방법의 지령전압 및 지령전류 파형의 예시도이다.13 is an exemplary diagram of command voltage and command current waveforms of a method for controlling output current of an inverter according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 1750rmp에서 27 Pulse 동기 PWM을 사용했을 때의 전압과 전류가 묘사되어 있다. 스위칭 주파수가 4kHz에서 3186Hz로 줄어 들었음에도 d축 및 q축 전류의 리플이 줄어 든 것이 확인될 수 있다. d축 리플은 1.5A, q축 리플은 0.6A를 각각 나타낸다.Referring to Figure 13, the voltage and current when using 27 pulse synchronous PWM at 1750rmp is depicted. It can be seen that the ripples of the d-axis and q-axis currents are reduced even though the switching frequency is reduced from 4kHz to 3186Hz. The d-axis ripple represents 1.5A and the q-axis ripple represents 0.6A, respectively.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3상 전압 스위칭의 예시도이다.14 is an exemplary diagram of three-phase voltage switching according to an embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 스위칭에 따른 3상의 극전압 파형이 묘사되어 있다. 두 스위칭 사이(A)가 13.7μs로서 T min (10μs) 이상이라는 것이 확인될 수 있다. 즉 데드 밴드를 벗어나 샘플링이 가능하다.Referring to FIG. 14, three-phase extreme voltage waveforms according to switching are depicted. It can be confirmed that between the two switching (A) is 13.7 μs, which is more than T min (10 μs). That is, sampling outside the dead band is possible.

이와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 인버터 스위치의 스위칭 패턴이 대칭되어서 스위칭에 따른 전압파형에 왜곡이 발생하지 않는다.As described above, according to an embodiment of the present invention, the switching pattern of the inverter switch is symmetrical, so that distortion does not occur in the voltage waveform according to switching.

또한, 인버터 전압파형의 왜곡을 발생시키는 스위칭으로 인한 토크 리플이 발생하지 않는다.In addition, torque ripple due to switching that causes distortion of the inverter voltage waveform does not occur.

또한, 인버터 스위칭에 있어서 선형 변조 영역이 감소되지 않는다.Also, the linear modulation area is not reduced in inverter switching.

이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시 예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시 예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.In the above, various preferred embodiments of the present invention have been described with some examples, but the description of various embodiments described in the "Specific Contents for Carrying Out the Invention" section is only exemplary, and the present invention Those skilled in the art will understand from the above description that the present invention can be practiced with various modifications or equivalent implementations of the present invention can be performed.

또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.In addition, since the present invention can be implemented in various other forms, the present invention is not limited by the above description, and the above description is intended to complete the disclosure of the present invention and is common in the technical field to which the present invention belongs. It is only provided to completely inform those skilled in the art of the scope of the present invention, and it should be noted that the present invention is only defined by each claim of the claims.

100: 인버터 출력 전류 제어장치
110: 지령전압 연산부
120: 동기 PWM 제어부
130: 상전류 연산부
200: 인버터
100: Inverter output current controller
110: command voltage calculation unit
120: synchronous PWM controller
130: phase current calculation unit
200: inverter

Claims (7)

인버터의 지령전류를 이용하여 지령전압을 산출하는 단계;
산출된 상기 지령전압에 기반하여 인버터를 구성하는 스위치 별로 유효전압벡터의 최소인가시간(T min )이 확보되도록 상기 스위치의 스위칭을 제어하는 단계; 및
단일 전류 센서를 이용하여, 상기 스위치의 스위칭에 따른 DC-Link 단의 전류(i dc )를 이용하여 인버터의 상전류를 재구축하는 단계를 포함하도록 구성되는,
인버터 출력 전류 제어 방법.
Calculating a command voltage using the command current of the inverter;
controlling switching of the switch to ensure a minimum application time ( T min ) of an effective voltage vector for each switch constituting the inverter based on the calculated command voltage; and
Using a single current sensor, rebuilding the phase current of the inverter using the current ( i dc ) of the DC-Link stage according to the switching of the switch,
Inverter output current control method.
청구항 1에 있어서,
상기 인버터 스위치의 스위칭을 제어하는 단계는,
모터의 동기속도에 관한 정보 및 펄스 수에 관한 정보를 산출하는 단계; 및
상기 동기속도에 관한 정보 및 펄스 수에 관한 정보에 기반하여 동기 PWM을 이용하여 스위칭을 제어하는 단계를 포함하도록 구성되는,
인버터 출력 전류 제어 방법.
The method of claim 1,
Controlling the switching of the inverter switch,
Calculating information on the synchronous speed of the motor and information on the number of pulses; and
Controlling switching using synchronous PWM based on the information about the synchronous speed and the information about the number of pulses,
Inverter output current control method.
청구항 1에 있어서,
상기 펄스 수에 관한 정보를 산출하는 단계는,
데드 밴드의 각의 값을 연산하는 단계; 및
상기 데드 밴드의 각의 값을 이용하여 펄스 수를 선정하는 단계를 포함하도록 구성되는,
인버터 출력 전류 제어 방법.
The method of claim 1,
Calculating the information on the number of pulses,
Calculating the value of the angle of the dead band; and
It is configured to include the step of selecting the number of pulses using the value of the angle of the dead band,
Inverter output current control method.
청구항 3에 있어서,
상기 데드 밴드의 각의 값을 연산하는 단계는,
Figure pat00006
을 이용하여 데드 밴드의 각(α)의 값을 연산하는 단계를 포함하도록 구성되는,
여기서, T samp : 펄스 수에 따라 정해지는 샘플링 주기, MI: 진폭 변조 지수
인버터 출력 전류 제어 방법.
The method of claim 3,
Calculating the value of the angle of the dead band,
Figure pat00006
It is configured to include the step of calculating the value of the angle (α) of the dead band using
Here, T samp : Sampling period determined by the number of pulses, MI : Amplitude modulation index
Inverter output current control method.
청구항 3에 있어서,
상기 데드 밴드의 각의 값을 이용하여 펄스 수를 선정하는 단계는,
상기 데드 밴드의 각의 값을 이용하되, 샘플링 위치를 고려하여 3의 배수이면서 홀수인 펄스 수를 선정하는 단계를 포함하도록 구성되는,
인버터 출력 전류 제어 방법.
The method of claim 3,
The step of selecting the number of pulses using the angle value of the dead band,
Using the value of the angle of the dead band, but considering the sampling position, selecting a pulse number that is a multiple of 3 and an odd number,
Inverter output current control method.
청구항 1에 있어서,
상기 DC-Link 단의 전류(i dc )는,
Figure pat00007

위의 식에 의해 표현되는 것을 특징으로 하는,
인버터 출력 전류 제어 방법.
The method of claim 1,
The current ( i dc ) of the DC-Link stage is,
Figure pat00007

Characterized in that expressed by the above formula,
Inverter output current control method.
인버터의 지령전류를 이용하여 지령전압을 산출하는 지령전압 연산부;
산출된 상기 지령전압에 기반하여 상기 인버터를 구성하는 스위치 별로 유효전압벡터의 최소인가시간(T min )이 확보되도록 상기 스위치의 스위칭 타이밍을 제어하는 동기 PWM 제어부; 및
단일 전류 센서를 이용하여, 상기 스위치의 스위칭 상태에 따른 DC-Link 단의 전류(i dc )를 이용하여 인버터의 상전류를 재구축하는 상전류 연산부를 포함하도록 구성되는,
인버터 출력 전류 제어 장치.
a command voltage calculation unit that calculates a command voltage using the command current of the inverter;
a synchronous PWM control unit controlling switching timing of the switches so that a minimum application time ( T min ) of an effective voltage vector is secured for each switch constituting the inverter based on the calculated command voltage; and
Using a single current sensor, it is configured to include a phase current calculation unit that reconstructs the phase current of the inverter using the current ( i dc ) of the DC-Link stage according to the switching state of the switch,
Inverter output current control device.
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