KR20240140296A - 인버터의 출력 개폐 또는 결상 상황에서의 보호 동작 방법 및 이를 이용하는 인버터 - Google Patents

인버터의 출력 개폐 또는 결상 상황에서의 보호 동작 방법 및 이를 이용하는 인버터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인버터의 출력 개폐 또는 결상 상황에서의 보호 동작 방법 및 이를 이용하는 인버터에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 인버터에서 수행되는 방법으로서, 상기 인버터의 출력이 차단 후에 복귀되는 출력 개폐 상황의 발생 시에 상기 인버터의 출력 전류를 억제하는 보호 동작을 수행하는 단계; 상기 보호 동작이 제1 시간을 초과하여 지속되는 경우, 상기 인버터의 출력의 현재 주파수를 제2 시간 내에 특정 주파수로 줄이는 단계;를 포함한다.

Description

인버터의 출력 개폐 또는 결상 상황에서의 보호 동작 방법 및 이를 이용하는 인버터{PROTECTION OPERATION METHOD FOR OUTPUT OPENING/CLOSING OR OUTPUT PHASE OPEN IN INVERTER AND INVERTER USING THE SAME}
본 발명은 출력 개폐 또는 결상 상황에서 인버터를 보호하기 위한 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 출력 개폐 또는 결상 상황 시에 발생될 수 있는 인버터의 고장 등을 방지하도록 인버터를 보호하는 기술에 관한 것이다.
인버터는 입력되는 교류 전원을 일정 주파수를 가지는 교류 전원으로 변환하여 모터에 제공하는 전력변환장치이다. 즉, 인버터는 입력되는 3상의 교류 전원을 직류(Direct Current: DC)로 변환한 후, 변환된 직류를 3상의 교류(Alternating Current: AC)로 바꾸어 모터에 제공할 수 있다.
이때, 인버터는 주어진 조건에 따라 조절된 전압 및 주파수를 모터로 출력하는데, 이러한 인버터의 출력(즉, 3상 출력)과 모터 사이를 연결하는 케이블에는 전자 접촉기(Magnetic Contactor; M/C) 등의 스위치(이하, "출력 스위치"라 지칭함)가 사용된다. 특히, 인버터의 동작 중에 해당 출력 스위치가 일시적으로 차단(off)된 후에 다시 복귀(on)되는 경우(이하, 이러한 경우를 "출력 개폐 상황"라 지칭함)가 발생할 수 있다.
일례로, 모터 정속 운전 중에 출력 스위치가 일시적으로 차단되어 모터가 공회전(FreeRun)으로 돌고 있는 상태에서 다시 출력 스위치가 복귀되는 경우, 인버터의 출력이 순간적으로 모터의 회전자 자속과 맞지 않게 되면서 그 사이에서 과전류(Over Current)가 발생할 수 있다.
즉, 출력 개폐 상황에서의 과전류 발생을 방지하기 위해, 인버터에서는 전류 억제(Over Current Suppression; OCS) 보호 동작(이하, "제1 보호 동작"이라고도 지칭함)이 수행되며, 이에 따라 해당 과전류로 인한 고장으로부터 인버터가 보호될 수 있다. 즉, 과전류 발생은 인버터에 손상(damage)을 줄 수 있고 소손의 원인이 되기 때문에, 이를 방지하기 위해 전류 억제 보호 동작이 인버터에서 수행되는 것이다.
하지만, 제1 보호 동작 시에, 부하 상태에 따라 해당 전류 억제가 풀려 나지 않고 해당 전류 억제 동작이 일정 이상 지속되는 경우이 있다. 이 경우, 누적된 전류 억제로 인해 인버터에 과부하(Over Load)가 발생될 수 있으며, 이 경우에 인버터가 동작을 멈추게 되면서 결국 인버터에 연결된 시스템 전체의 가동이 중지된다. 또한, 해당 과부하로 인해, 인버터에 스트레스가 가해지면서 인버터에 예측하지 못한 고장이 발생할 수 있다.
한편, 인버터의 3상 출력 중에 어느 하나가 끊어지는 경우(이하, 이러한 경우를 "출력 결상 상황"이라 지칭함)이 발생할 수 있다. 이러한 출력 결상 상황이 발생되면, 인버터에서는 인버터의 출력이 차단되는 동작(이하, "제2 보호 동작"이라고도 지칭함)이 수행된다. 즉, 출력 결상 상황이 발생될 경우, 인버터의 출력 전류의 비대칭으로 인해 인버터에 손상(damage)이 가해질 수 있고 모터의 탈조 현상이 발생할 수 있으며, 이를 방지하기 위해 인버터의 출력이 차단되는 것이다.
하지만, 이러한 출력 결상 상황 발생 시, 인버터 내의 직류 링크 커패시터(DC-Link Capatitor)의 전압이 일정 이상으로 상승하는 과전압(Over Voltage)이 발생할 수 있다. 또한, 해당 과전압으로 인해, 인버터에 스트레스가 가해지게 되고, 그 결과 인버터의 수명에 악영향이 미치게 되며, 심할 경우 인버터의 소손까지 발생될 수 있다.
상술한 내용을 정리하면, 종래 기술에서, 출력 개폐 상황에 따른 전류 억제 보호 동작(즉, 제1 보호 동작) 중에 인버터에 과부하가 생기는 경우나, 출력 결상 상황에 따른 출력 결상 보호 동작(즉, 제2 보호 동작) 중에 과전압이 생기는 경우에, 인버터에 예기치 않은 고장이 발생될 수 있다. 즉, 과도한 제1 또는 제2 보호 동작에 따라 발생하는 과부하 또는 과전압으로 인해 인버터에 스트레스가 가해지면서 발생하는 수명 단축 및 소손 등으로부터 인버터를 보호할 수 있는 기술이 필요하나, 현재까지 해당 기술이 전무한 실정이다.
다만, 상술한 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 기 공개된 기술에 해당하는 것은 아니다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 인버터의 출력 개폐 또는 결상 상황에 따른 제1 또는 제2 보호 동작 시에 발생될 수 있는 인버터의 고장 등을 방지하도록 인버터를 보호하는 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.
즉, 본 발명은 인버터의 출력 개폐 또는 결상 상황에서 인버터에서 출력되는 전압/주파수의 출력을 조절함으로써, 인버터가 제1 또는 제2 보호 동작에서 빠르게 벗어나도록 제어할 수 있으며, 그 결과 과도한 제1 또는 제2 보호 동작에 따라 발생되는 과전류 또는 과전압의 발생을 미연에 방지할 수 있어, 인버터에 가해지는 스트레스로 인한 수명 단축 및 소손 등으로부터 인버터를 보호할 수 있는 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 방법은 인버터에서 수행되는 방법으로서, 상기 인버터의 출력이 차단 후에 복귀되는 출력 개폐 상황의 발생 시에 상기 인버터의 출력 전류를 억제하는 보호 동작을 수행하는 단계; 상기 보호 동작이 제1 시간을 초과하여 지속되는 경우, 상기 인버터의 출력의 현재 주파수를 제2 시간 내에 특정 주파수로 줄이는 단계;를 포함한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 방법은 상기 줄이는 단계를 통해, 상기 보호 동작의 일정 이상 지속에 따른 상기 인버터의 과부하 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 방법은 인버터에서 수행되는 방법으로서, 상기 인버터의 3상 출력 중에 적어도 어느 하나가 끊어지는 출력 결상 상황의 발생 시에 상기 인버터의 출력을 차단하면서 회생 제동의 보호 동작을 수행하는 단계; 상기 보호 동작 중에 상기 인버터의 직류 링크 커패시터에 충전된 전압의 크기가 상승하여 일정 크기를 초과하는 경우, 상기 인버터의 출력의 현재 주파수를 제2 시간 내에 특정 주파수로 줄이는 단계;를 포함한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 방법은 상기 줄이는 단계를 통해, 상기 보호 동작 중 상기 직류 링크 커패시터에 대한 과전압 발생을 방지할 수 있다.
상기 제2 시간은 상기 제1 시간보다 짧을 수 있다.
본 발명의 제1 또는 제2 실시예에 따른 방법은 줄어든 상기 출력의 주파수를 제3 시간 동안 높이는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 시간은 상기 제2 시간보다 길 수 있다.
상기 높이는 단계에서, 상기 출력의 주파수는 선형적으로 상승될 수 있다.
상기 특정 주파수는 상기 현재 주파수를 1/2배 내지 1/30배만큼 줄인 주파수에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인버터는, 교류 전원을 정류하여 직류로 변환하는 컨버터부; 상기 컨버터부에 의해 정류된 직류 전압을 평활화하여 직류 전압을 충전하는 직류 링크 커패시터; 상기 커패시터에 충전된 직류 전압을 모터에 제공하기 위한 교류 전압으로 변환하는 인버터부; 및 상기 인버터부에 대한 제어를 수행하는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 인버터부의 출력이 차단 후에 복귀되는 출력 개폐 상황의 발생 시에 상기 인버터부의 출력 전류를 억제하는 보호 동작의 수행을 제어하고, 상기 보호 동작이 제1 시간을 초과하여 지속되는 경우에 상기 인버터부의 출력의 현재 주파수를 제2 시간 내에 특정 주파수로 줄이도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 특정 주파수로 줄이도록 제어함으로써, 상기 보호 동작의 일정 이상 지속에 따른 상기 인버터부의 과부하 발생을 방지할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 인버터부의 3상 출력 중에 적어도 어느 하나가 끊어지는 출력 결상 상황의 발생 시에 상기 인버터부의 출력을 차단하면서 회생 제동의 보호 동작의 수행을 제어하고, 상기 보호 동작 중에 상기 직류 링크 커패시터에 충전된 전압의 크기가 상승하여 일정 크기를 초과하는 경우에 상기 인버터부의 출력의 현재 주파수를 제2 시간 내에 특정 주파수로 줄이도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 특정 주파수로 줄이도록 제어함으로써, 상기 보호 동작 중 상기 직류 링크 커패시터에 대한 과전압 발생을 방지할 수 있다.
상기 제어부는 줄어든 상기 출력의 주파수를 제3 시간 동안 높이도록 제어할 수 있다.
상기 제2 시간은 상기 제1 시간보다 짧고, 상기 제3 시간은 상기 제2 시간보다 길 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 인버터의 출력 개폐 또는 결상 상황에 따른 제1 또는 제2 보호 동작 시에 발생될 수 있는 인버터의 고장 등을 방지하도록 인버터를 보호할 수 있는 이점이 있다.
즉, 본 발명은 인버터의 출력 개폐 또는 결상 상황에서 인버터에서 출력되는 전압/주파수의 출력을 조절함으로써, 인버터가 제1 또는 제2 보호 동작에서 빠르게 벗어나도록 제어할 수 있으며, 그 결과 과도한 제1 또는 제2 보호 동작에 따라 발생되는 과전류 또는 과전압의 발생을 미연에 방지할 수 있어, 인버터에 가해지는 스트레스로 인한 수명 단축 및 소손 등으로부터 인버터를 보호할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 시스템(10)의 대략적인 블록 구성도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 동작 방법의 대략적인 순서도를 나타낸다.
도 3은 제1 보호 동작과 관련된 테스트 파형을 나타낸다.
도 4는 제2 보호 동작과 관련된 테스트 파형을 나타낸다.
본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다", "마련하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서, "또는", "적어도 하나" 등의 용어는 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나"는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.
본 명세서에서, "예를 들어" 등에 따르는 설명은 인용된 특성, 변수, 또는 값과 같이 제시한 정보들이 정확하게 일치하지 않을 수 있고, 허용 오차, 측정 오차, 측정 정확도의 한계와 통상적으로 알려진 기타 요인을 비롯한 변형과 같은 효과로 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 발명의 실시 형태를 한정하지 않아야 할 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 기재된 경우, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '상에' 있다거나 '접하여' 있다고 기재된 경우, 다른 구성요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '바로 위에' 있다거나 '직접 접하여' 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해될 수 있다. 구성요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, '～사이에'와 '직접 ～사이에' 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
본 명세서에서, '제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 또한, 위 용어는 각 구성요소의 순서를 한정하기 위한 것으로 해석되어서는 안되며, 하나의 구성요소와 다른 구성요소를 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 시스템(10)의 대략적인 블록 구성도를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 시스템(10)(이하, "본 시스템"라 지칭함)은 3상(R, S, T)의 교류 전원을 공급하는 교류 전원부(100)와, 공급된 3상(R, S, T)의 교류 전원을 직류(Direct Current: DC) 및 3상(U, V, W)의 교류(Alternating Current: AC)로 차례로 변환하는 인버터(200)와, 인버터(200)에서 공급되는 3상(U, V, W)의 교류에 따라 동작하는 모터(Motor)(300)를 각각 포함한다.
이때, 인버터(200)는 교류 전원부(100)로부터 입력되는 교류 전원을 주어진 조건에 따라 설정된 크기의 전압 및 주파수를 가지는 교류 전원으로 변환하여 모터(300)에 제공하는 전력변환장치이다. 즉, 인버터(200)는 입력되는 3상(R, S, T) 교류 전원을 직류로 변환한 후, 변환된 직류를 설정된 크기의 전압 및 주파수를 가지는 3상(U, V, W) 교류로 바꾸어 모터(300)에 제공함으로써, 모터(300)를 원하는 주파수로 구동시킬 수 있다. 일례로, 인버터(200)는 모터(300)에 공급되는 3상(U, V, W) 교류 전력의 크기와 주파수를 제어할 수 있으며, 가변속(Variable Speed) 운전이 요구되는 시스템 등에 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 인버터(200)는 컨버터부(210), 직류 링크 커패시터(220), 인버터부(230), 제1 측정부(241) 제2 측정부(242) 및 제어부(250) 등을 포함할 수 있다.
컨버터부(210)는 교류 전원부(100)로부터 입력된 3상(R, S, T)의 교류 전원을 정류하여 직류로 변환하는 구성이다. 일례로, 교류 전원부(100)의 입력을 스위칭하는 입력 스위칭부의 온(on) 시에 3상(R, S, T)의 교류 전원이 컨버터부(210)로 인가될 수 있다. 또한, 컨버터부(210)는 다수의 다이오드(diode)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 초기충전 스위치(미도시)의 실리콘 제어 정류기(silicon controlled rectifier, SCR)와 연결된 SCR-diode 형태로 구성될 수도 있다.
직류 링크 커패시터(220)는 컨버터부(210)에 의해 정류된 직류 전압을 평활화(smoothing)하도록 해당 직류 전압을 충전하는 구성이며, 인버터부(230)는 직류 링크 커패시터(220)에 충전된 직류 전압(Vdc)을 모터(300)에 제공하기 위한 3상(U, V, W)의 교류 전압으로 변환하는 구성이다. 이때, 인버터부(230)는 복수의 제어 스위칭 소자로 구성될 수 있다.
일례로, 제어 스위칭 소자는 트랜지스터, 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor, MOSFET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor, IGBT), 또는 게이트 턴-오프 사이리스터(gate turn-off thyristor, GTO)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 인버터부(230)는 가변주파수의 PWM에 의해 변조된 크기와 주파수의 교류 전압을 출력할 수 있다.
제1 및 제2 측정부(241, 242)는 후술할 보호 동작 방법을 수행하기 위해 필요한 요소를 측정하는 구성이다. 즉, 제1 측정부(241)는 직류 링크 커패시터(220)의 양단 간의 전압 크기(즉, 충전된 전압 크기)을 측정할 수 있다. 이를 위해, 제1 측정부(251)는 전압검출기를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 제2 측정부(242)는 인버터부(230)에서 출력되는(즉, 모터(300)에 입력되는 3상(U, V, W)의 각 케이블에 인가된) 전력 요소를 측정하는 구성이다. 즉, 제2 측정부(242)는 3상(U, V, W)의 각 케이블에 흐르는 전류 크기를 측정할 수 있다. 이를 위해, 제2 측정부(242)는 전류검출기를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 필요한 경우, 제2 측정부(242)는 3상(U, V, W)의 각 케이블에 인가된 전압 크기(즉, GND을 기준으로 하는 각 케이블의 전압 크기)를 측정할 수도 있다. 이 경우에, 제2 측정부(242)는 전류검출기 및 전압검출기를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 인버터(200)는 초기충전저항(미도시), 초기충전 스위치(미도시) 및 회생제동부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
이때, 초기충전저항 및 초기충전 스위치는 전원 인가 시 돌입 전류가 직류 링크 커패시터(220)로 인가되는 것을 방지하기 위한 구성이다. 즉, 전원 인가 시 초기충전 스위치가 턴오프(turn-off)되어 초기충전저항에 의해 돌입전류가 억제되며, 돌입전류가 억제된 이후 초기충전 스위치가 턴온(turn-on)되어 초기충전저항을 회로에서 분리할 수 있다. 일례로, 초기충전 스위치는 전자접촉기(magnetic contactor, MC)로 구성될 수 있으며, 컨버터부의 상부 레그의 다이오드에 연결된 실리콘 제어 정류기(silicon controlled rectifier, SCR)로 구성될 수도 있다.
또한, 회생제동부는 회생 제동 동작을 위해 필요한 구성으로서, 모터(300)에서 발생하는 회생 에너지를 소비할 수 있다. 다만, 모터(300)에서 발생한 회생 에너지는 직류 링크 커패시터(220)에 충전될 수 있는데, 회생 운전 등의 이유로 상승한 직류 전압이 설정된 전압보다 큰 경우에 해당 회생 에너지가 저항(미도시)을 통해 소비될 수도 있다.
제어부(250)는 인버터(200)의 동작을 제어하는 구성이다. 일례로, 제어부(250)는 인버터(200)에서 출력되는 3상(U, V, W)의 각 케이블에 인가된 전력 요소의 각종 정보를 수집하고, 수집된 정보를 기반으로 모터(300)에 인가되는 3상(U, V, W)의 각 케이블에 대한 전압 및 주파수가 조절되도록 제어함으로써, 인버터(200)의 다양한 운전을 제어할 수 있다. 이때, 제어부(250)는 인버터부(230)의 각 제어 스위칭 소자를 동작을 제어함으로써, 각 케이블에서 전달되는 전압 및 주파수가 조절되도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(250)는 후술할 보호 동작 방법에 대한 수행을 제어할 수 있다, 이를 위해, 제어부(250)는 입력 스위칭부(210)의 온/오프(on/off)를 제어하며, 제1 및 제2 측정부(241, 242)에서 측정된 정보를 이용하여 인버터부(230)의 각 제어 스위칭 소자의 구동을 제어하여, 인버터부(230)에서 출력되는 3상(U, V, W)의 전압 크기 및 주파수를 제어할 수 있다.
이러한 제어부(250)는 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. 이때, 메모리는 프로세서의 동작을 위한 프로그램과, 제1 측정부(251) 및 제2 측정부(242)에서 측정된 각종 데이터를 저장할 수 있다. 특히, 메모리는 후술할 보호 동작 방법에 관련된 프로그램을 저장할 수 있다.
일례로, 메모리는 디램(DRAM) 또는 에스램(SRAM) 등과 같은 휘발성 메모리를 포함하거나, 피램(PRAM), 엠램(MRAM), 알이램(ReRAM), 롬(Read Only Memory, ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 또는 플래시 메모리(flash memory) 등과 같은 비휘발성 메모리를 포함하거나, 하드 디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
프로세서는 메모리에 저장된 정보를 이용하여 다양한 처리 또는 제어를 수행한다. 즉, 프로세서는 제어부(200)에서 수행되는 각종 처리 또는 제어를 담당하며, 후술할 보호 동작 방법의 수행을 제어할 수 있다.
또한, 본 시스템은 인버터(200)에서 출력되어 모터(300)에 연결되는 각 3상(U, V, W)의 케이블에 대한 연결을 온/오프(on/off)하도록 스위칭 동작하는 출력 스위칭부(310)를 더 포함할 수 있다. 이때, 출력 스위칭부(310)는 3상(U, V, W)의 출력 단자와 모터(300) 간의 연결을 온/오프(on/off)하도록 각 상(U, V, W)의 케이블에 연결되는 스위칭 소자들을 포함할 수 있다. 이러한 출력 스위칭부(310)의 온/오프(on/off)에 대한 제어는 제어부(250) 또는 다른 제어 장치의 제어 신호에 따라 수행될 수 있다. 일례로, 출력 스위칭부(310)의 각 스위칭 소자는 전자 접촉기(Magnetic Contactor; MC)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 동작 방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 본 시스템에서, 인버터(200)의 동작 중에 출력 스위칭부(310)에 의해 3상(U, V, W)의 출력이 일시적으로 차단되었다가 다시 복귀되는 출력 개폐 상황이 발생할 수 있다. 즉, 출력 개폐 상황은 출력 스위칭부(310)의 각 스위칭 소자가 일시적으로 오프(off)된 후에 다시 복귀하여 온(on)되는 경우에 해당한다.
즉, 모터(300)의 시각에서 바라볼 때, 이러한 출력 개폐 상황에 따라 인버터(200)의 출력이 차단되면, 모터(300)는 인버터(200)로부터 더 이상 전압을 공급을 받지 못하기 때문에, 관성에 의해 공회전(FreeRun)하거나 부하에 의해 회전이 감속 또는 정지할 것이다. 이때, 차단된 출력 스위칭부(310)의 각 스위칭 소자가 복귀하여 온(on)되는 경우, 인버터 출력이 기존에 회전하던 주파수의 출력으로 전압이 공급되면서, 모터(300)의 회전 자속과 인버터(200)의 출력 전압의 차이로 인해 과전류(Over Current)가 발생할 수 있다.
이러한 과전류는 인버터부(230)에 손상(damage)을 줄 수 있고, 인버터부(230)의 최대 정격을 벗어난 과전류가 인가되면 소손이 되어 인버터(200)를 사용할 수 없는 치명적인 고장이 발생될 수 있다. 이러한 출력 개폐 상황에 따른 과전류를 방지하기 위해, 제어부(250)는 전류 억제 보호 동작(즉, 제1 보호 동작)이나 차단 동작을 수행할 수 있다
먼저, 출력 개폐 상황에서, 제어부(250)는 제2 측정부(242)를 통해 측정되는 인버터부(230)의 3상(U, V, W) 출력 케이블에 흐르는 전류 크기를 수신하여 과전류 발생 여부를 감지한다. 이때, 수신된 전류 크기가 과전류 상태에 이르기 전인 제1 출력 전류 범위에 해당하는 경우, 제어부(250)는 인버터부(230)의 각 제어 스위칭 소자의 동작을 제어하여 인버터부(230)의 출력을 줄임으로써, 3상(U, V, W)의 케이블에 흐르는 출력 전류를 억제하는 제1 보호 동작의 수행을 제어할 수 있다. 이러한 제1 보호 동작에 따른 출력 전류의 억제를 통해, 제어부(250)는 과전류 발생을 방지하고 모터(300)의 출력을 안정적으로 복귀시킬 수 있다.
물론, 수신된 전류 크기가 과전류 상태에 해당하는 제2 출력 전류 범위에 해당하는 경우, 제어부(250)는 인버터부(230)의 각 제어 스위칭 소자의 동작을 제어하여 인버터부(230)의 출력을 즉시 차단하는 차단 동작을 수행하도록 인버터부(230)를 제어할 수도 있다.
다만, 출력 개폐 상황에서, 제어부(250)는 제2 측정부(242)에서 감지되는 출력 전류의 크기를 이용하여 제1 보호 동작 또는 차단 동작의 수행을 제어하는데, 제2 측정부(242)에서 감지된 출력 전류의 크기와 관련하여, 제1 보호 동작이 수행되는 제1 출력 전류 범위가 차단 동작이 수행되는 제2 출력 전류 범위보다 낮기 때문에, 차단 동작보다 제1 보호 동작이 먼저 발생된다.
하지만, 이러한 제1 보호 동작 시에, 부하 상태에 따라 해당 전류 억제가 풀려나지 않고 해당 전류 억제 동작이 일정 이상 지속되는 경우가 있다. 이와 같이 전류 억제 동작의 시간이 일정 이상으로 길어지게 되면, 누적된 전류 억제로 인해 인버터(200)에 과부하(Over Load)가 발생하는 문제점이 있다. 이 경우, 인버터(200)가 동작을 멈추게 되면서, 결국 인버터(200)에 연결된 시스템 전체의 가동이 중지된다. 또한, 해당 과부하로 인해, 인버터(200)에 스트레스가 가해지면서 인버터(200)에 예측하지 못한 고장이 발생할 수 있다.
한편, 인버터(200)의 3상(U, V, W) 출력 중에 적어도 어느 하나가 끊어지는 출력 결상 상황이 발생할 수 있다. 이러한 출력 결상 상황에서, 출력 결상으로 인한 고장이 발생하기 전에, 제어부(250)는 해당 출력의 불균형에 따라 인버터부(230)의 각 제어 스위칭 소자의 동작을 제어하여 인버터부(230)의 출력을 차단하면서 회생 제동 동작에 해당하는 출력 결상 보호 동작(즉, 제2 보호 동작)의 수행을 제어한다.
즉, 출력 결상 상황이 발생될 경우, 인버터의 출력 전류의 비대칭으로 인해 인버터에 손상(damage)이 가해질 수 있고 모터의 탈조 현상이 발생할 수 있으며, 이를 방지하기 위해, 제어부(250)는 출력 결상 보호 동작의 수행을 제어한다.
즉, 제어부(250)는 회생제동부가 가동하도록 제어하여 회생 제동 동작에 따른 출력 결상 보호 동작을 수행할 수 있다. 이때, 모터(300)에서 발생하는 회생 에너지가 소비될 수 있는데, 모터(300)에서 발생한 회생 에너지는 직류 링크 커패시터(220)에 충전될 수 있다.
이에 따라, 이러한 출력 결상 보호 동작 시에, 인버터(200) 내의 직류 링크 커패시터(220)에 충전된 직류 전압(Vdc)이 일정 이상으로 상승하는 과전압(Over Voltage)이 발생하는 문제점이 있다. 이 경우, 해당 과전압으로 인해, 인버터(200)에 스트레스가 가해지게 되고, 그 결과 인버터(200)의 수명에 악영향이 미치게 되며, 심할 경우 인버터(200)의 소손까지 발생할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 동작 방법의 대략적인 순서도를 나타낸다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 동작 방법(이하, "본 보호 동작 방법"이라 지칭함)은 인버터(200)의 출력 개폐 또는 결상 상황에 따른 제1 또는 제2 보호 동작을 수행하되, 해당 제1 또는 제2 보호 동작 시에 발생될 수 있는 과전류 또는 과전압을 미연에 방지하도록 하는 인버터(200)의 동작 방법에 해당한다. 이러한 본 보호 동작 방법은 제어부(250)의 제어에 따라 수행되며, 도 2에 도시된 바와 같이, S101 내지 S105를 포함할 수 있다. 즉, S101 내지 S106의 수행은 제어부(250)의 프로세서에 의해 제어될 수 있다.
먼저, 제어부(250)는 일반 동작 제어를 수행한다(S101). 이때, 일반 동작 제어라는 것은 후술할 비상 상황에 해당하지 않는 상황으로서, 평상 시에 인버터(200)를 동작시키는 상황을 지칭한다.
다음으로, 제어부(250)는 인버터(200)에 비상 상황이 발생했는지 여부를 판단한다(S102). 다만, S102에서, 비상 상황이 발생된 것으로 판단되면 S103이 수행되며, 비상 상황이 발생되지 않은 것으로 판단되면 S101이 수행될 수 있다.
이때, 비상 상황은 출력 개폐 상황 및 출력 결상 상황을 포함한다. 즉, 비상 상황은 출력 스위칭부(310)에 의해 3상(U, V, W)의 출력이 일시적으로 차단되었다가 다시 복귀되는 출력 개폐 상황이거나, 인버터(200)의 3상(U, V, W) 출력 중에 어느 하나가 끊어지는 출력 결상 상황일 수 있다.
특히, S102에서, 제어부(250)는 제2 측정부(242)에서 측정된 정보를 이용하여 비상 상황의 발생 여부를 판단할 수 있다. 즉, 제2 측정부(241, 242)에서 측정된 인버터부(230)의 3상 출력(U, V, W)의 각 케이블에 흐르는 출력 전류 크기 정보가 제어부(250)에 수신되며, 제어부(250)는 해당 수신된 정보를 이용하여 출력 개폐 상황 또는 출력 결상 상황의 발생 여부를 판단할 수 있다.
일례로, 제어부(250)는 제2 측정부(242)로부터 0 값에 해당하는 출력 전류 크기 정보를 수신한 후(제1 수신), 일정 기간 내에 특정 크기 이상의 출력 전류 크기 정보를 수신(제2 수신)할 수 있다. 이때, 제1 수신은 출력 스위칭부(310)의 각 스위칭 소자가 일시적으로 오프(off)된 경우에 해당하며, 제2 수신은 오프(off)되었던 출력 스위칭부(310)의 각 스위칭 소자가 다시 복귀하여 온(on)되는 경우에 해당하며, 이에 따라 제어부는 출력 개폐 상황의 비상 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(250)는 제2 측정부(242)로부터 수신된 3상(U, V, W)의 각 출력 전류 크기 정보 중에 어느 하나가 0 값에 해당하고 나머지가 특정 이상의 값에 해당할 경우, 출력 결상 상황의 비상 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
다음으로, S102에서 비상 상황이 발생된 것으로 판단되면, 제어부(250)는 제1 또는 제2 보호 동작을 수행한다(S103). 즉, S102에서, 출력 개폐 상황의 비상 상황이 발생된 것으로 판단된 경우에 제어부(250)는 제1 보호 동작을 수행한다. 또한, S102에서, 출력 결상 상황의 비상 상황이 발생된 것으로 판단된 경우에 제어부(250)는 제2 보호 동작을 수행한다. 다만, 이러한 제1 및 제2 보호 동작에 대해서는 이미 상술하였으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
다음으로, 제어부(250)는 제1 또는 제2 보호 동작 중에 특정 보호 조건의 해당 여부(즉, 만족 여부)를 판단한다(S104). 다만, S104에서, 특정 보호 조건에 해당하는 것으로 판단되면 S105이 수행되며, 특정 보호 조건에 해당하지 않는 것으로 판단되면 S103이 계속 수행될 수 있다. 이때, 특정 보호 조건은 제1 또는 제2 보호 동작에 따라 향후 상술한 문제점이 발생될 수 있는 상태에 대한 것이다.
즉, 제1 보호 동작과 관련하여, 제1 보호 동작이 일정 시간(즉, 제1 시간)을 초과하여 지속되는 경우에 제1 특정 보호 조건에 해당한다. 이때, 제어부(250)는 제1 보호 동작의 수행 시간을 측정하여, 제1 보호 동작의 제1 시간 초과 지속에 따른 제1 특정 보호 조건의 해당 여부를 판단할 수 있다. 일례로, 제1 시간은 2초 내지 60초의 범위 내에 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제2 보호 동작과 관련하여, 제2 보호 동작에 따라 직류 링크 커패시터(220)에 충전된 직류 전압(Vdc)의 크기가 상승하여 일정 크기(즉, 제1 크기)를 초과하는 경우에 제2 특정 보호 조건에 해당한다. 이때, 제어부(250)는 제1 측정부(241)에서 측정되어 수신된 정보를 이용하여, 제2 보호 동작 중에 직류 링크 커패시터(220)에 충전된 직류 전압(Vdc)의 제1 크기 초과에 따른 제2 특정 보호 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 이때, 입력되는 전압(입력 전압)의 크기에 따라 과전압 레벨이 달라진다. 즉, 제1 크기는 입력 전압의 최대 허용치보다 큰 값에 해당할 수 있다. 일례로, 제1 크기는 입력 전압의 최대 허용치의 110%에 해당하는 값일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, S104에서 특정 보호 조건에 해당하는 것으로 판단되면, 제어부(250)는 인버터부(230)의 각 제어 스위칭 소자의 구동을 제어하여, 급감 제어 및 재기동 제어를 수행할 수 있다.
이때, 급감 제어는 인버터부(230)의 각 제어 스위칭 소자의 구동을 제어하여, 인버터부(230)의 3상(U, V, W) 출력이 일정 시간(즉, 제2 시간) 내에 일정 크기(즉, 제2 크기) 범위 내의 주파수를 가지도록 해당 출력의 주파수를 줄이는 것을 지칭할 수 있다. 또한, 재기동 제어는 인버터부(230)의 각 제어 스위칭 소자의 구동을 제어하여, 인버터부(230)의 3상(U, V, W) 출력에 대해 급감시킨 주파수를 일정 시간(즉, 제3 시간) 동안 점차 높이는 것을 지칭할 수 있다.
즉, 특정 보호 조건의 만족에 따라, 상술한 문제점의 발생을 미연에 방지하기 위해, 제어부(250)는 인버터부(230)에서 출력되는 3상(U, V, W) 출력의 주파수가 급감되도록 제어한 후 재기동되도록 제어할 수 있다.
일례로, 제1 특정 보호 조건이 만족되는 경우, 제어부(250)는 급감 제어 및 재기동 제어를 수행할 수 있다. 또한, 제2 특정 보호 조건이 만족되는 경우, 제어부(250)는 급감 제어 및 재기동 제어를 수행하거나, 급감 제어만을 수행할 수도 있다.
급감 제어와 관련하여, 제어부(250)는 모터(300)가 감속하여 정지되지 전의 주파수 범위까지 인버터부(230)의 3상(U, V, W) 출력의 주파수를 제2 시간 내에 급감시킬 수 있다. 이때, 제2 시간은 급감을 위한 시간에 해당하므로, 제1 시간보다 짧은 것이 바람직하다. 일례로, 제1 시간은 제2 시간의 2배 내지 10배의 시간에 해당할 수 있으며, 제2 시간은 0.01초 내지 30초, 더욱 바람직하게는 0.1초 내지 5초일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 제2 크기는 인버터부(230)의 3상(U, V, W) 출력의 현재 주파수(FP)에 대해 X1배 내지 X2배만큼으로 줄인 주파수(FA)에 해당하는 크기일 수 있다(단, X1 및 X2는 0초과 내지 1미만의 값). 즉, FA는 X1Fp 내지 X2Fp 범위 내의 주파수 크기일 수 있다. 일례로, FA는 FP에 대해 1/2배(X1=1/2) 내지 1/30배(X2=1/30), 더욱 바람직하게는 1/4배(X1=1/4) 내지 1/20배(X2=1/20)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 재기동 제어와 관련하여, 제어부(250)는 급감 제어 전의 주파수만큼까지 인버터부(230)의 3상(U, V, W) 출력의 주파수를 제3 시간 동안 선형적으로 높일 수 있다. 이때, 재기동 제어 시의 가속 시간은 인버터(200)에 기 설정된 가속 시간에 따른다. 다만, 제3 시간은 급감시킨 주파수를 점차적으로 상승 회복시켜야 하는 시간이므로, 제2 시간보다 긴 것일 수 있으며, 이 경우에 제3 시간은 제2 시간에 대해 1.1배 내지 5배에 해당하는 시간일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<제1 실험>
도 3은 제1 보호 동작과 관련된 테스트 파형을 나타낸다.
제1 실험을 위해, 인버터(200)의 출력에 따라 정속으로 모터(300)가 회전하는 상태에서, 임의로 모터(300)에 대한 출력 스위칭부(310)의 스위치 소자들을 30초 주기로 온/오프(on/off)함으로써 출력 개폐 상황을 발생시켜 제1 보호 동작이 수행되게 하였다. 이때, 본 보호 동작 방법에 따른 급감 및 재기동 제어의 수행 여부에 따라, 인버터부(230)에서 출력되는 인버터(200)의 출력 전류 및 주파수를 측정하였으며, 도 3은 이에 대한 파형을 나타낸다.
도 3에서, 노란색 및 초록색 파형은 인버터(200)의 출력 전류를, 분홍색 파형은 인버터(200)의 출력 주파수를, 파란색 파형은 인버터(200)의 직류 링크 커패스터(220)의 전압(Vdc)을 각각 나타낸다. 특히, 도 3(a)는 제1 보호 동작 시에 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 동작 방법에 따라 급감 및 재기동 제어가 수행되는 경우에 대한 파형을 나타내고, 도 3(b)는 제1 보호 동작이 오랜 시간 동안 지속적으로 유지되는 경우에 대한 파형을 나타낸다.
또한, 도 3(a)에서, 스위칭부(310)가 오프(off) 후에 다시 온(on)되는 시점에 해당하는 빨간색 점선의 영역을 보면, 본 보호 동작 방법에 따른 급감 및 재기동 제어의 수행에 따라, 인버터(200)의 출력 전류가 전류 억제 레벨 이하로 제어되면서, 과전류 및 과부하 고장이 발생하지 않는다. 만일, 과전류 고장이 발생하면, 제어부(250)의 차단 동작에 따라 인버터(200)의 출력이 차단된다. 즉, 본 보호 동작 방법에 따라, 제1 보호 동작 시에 인버터(200)를 과전류 및 과부하로부터 보호할 수 있다.
반면, 도 3(b)에서는 본 보호 동작 방법에 따른 급감 및 재기동 제어가 수행되지 않으며, 이에 따라 전류 억제 보호 동작이 오랜 시간 동안 지속적으로 발생하게 되며, 그 결과 도 3(a)의 경우와 달리 인버터(200)에 과부하 고장이 쉽게 발생할 수 있다.
즉, 전류 억제 보호 동작 중에 정속 운전 출력 중인 상태라 하더라도 본 보호 동작 방법에 따라 인버터(200)의 출력 주파수를 급감 및 재기동함으로써, 해당 제1 보호 동작에서의 과부하 상태가 발생되지 않을 수 있다.
<제2 실험>
도 4는 제2 보호 동작과 관련된 테스트 파형을 나타낸다.
제2 실험을 위해, 인버터(200)의 출력에 따라 정속으로 모터(300)가 회전하는 상태에서, 인버터(200)의 3상(U, V, W) 중에 한 상에 대해 결상시킨 출력 결상 상황을 발생시켰다. 이때, 해당 출력 결상 상황 중에서, 출력 결상 고장이 발생되는 경우와, 과전압 고장이 발생하는 경우에 대해 각각 인버터부(230)에서 출력되는 인버터(200)의 출력 전류 및 주파수를 측정하였으며, 도 4는 이에 대한 파형을 나타낸다.
즉, 도 4(a)는 인버터(200)의 출력 결상 상황에서 출력 결상 고장이 발생하는 경우에 대한 파형을 나타내고, 도 4(b)는 출력 결상 상황에서 과전압 고장이 발생하는 경우에 대한 파형을 나타낸다. 도 4(a) 및 도 4(b)에서, 각각 하측 도면은 상측 도면의 점선 부분을 확대한 것을 나타낸다.
도 4에서, 빨간색 파형은 인버터(200)의 출력 전류를, 분홍색 파형은 인버터(200)의 출력 주파수를, 파란색 파형은 인버터(200)의 직류 링크 커패스터(220)의 전압(Vdc)을 각각 나타낸다.
제2 실험에 따라, 인버터(200)의 출력 결상 상황이 발생하면, 출력 전류의 비대칭으로 인해, 인버터(200)의 출력단에 손상을 줄 수 있기 때문에, 이를 보호하기 위해, 출력 결상 보호 동작의 제2 보호 동작이 수행된다. 이러한 제2 보호 동작이 수행되면, 먼저 인버터(200)의 출력이 차단되며, 이후 결상을 체크하는 알고리즘으로 인해, 제2 보호 동작이 해딩 결상 순간에 해당 바로 동작하지 않고, 일정 시간(가령, 수십ms ~ 수백ms) 이후에 수행된다.
다만, 출력 결상 고장이 발생되기 전에, 이러한 제2 보호 동작으로 인해, 결상으로 인한 과전류와 회생이 발생하면서, 직류 링크 커패스터(220)의 전압(Vdc)이 상승하게 되면서, 해당 과전압(Over Voltage)의 고장이 먼저 발생할 수 있다. 이는 결상 동작 중 과전압이라는 뜻하지 않는 고장이 발생하게 되는 것이다.
이에 따라, 본 보호 동작 방법은 제2 보호 동작 중에 급감 및 재기동 제어를 수행함으로써, 해당 제2 보호 동작에서의 과전압을 방지할 수 있다. 즉, 제2 보호 동작 중에 인버터(200)의 출력 주파수를 급감시킴으로써, 회생 조건에서 빨리 벗어날 수 있으며, 이에 따라 직류 링크 커패스터(220)의 전압(Vdc)이 출력 결상 상황에서 과전압 레벨까지 상승하지 않게 되어, 과전압 고장을 막을 수 있다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명은 인버터의 출력 개폐 또는 결상 상황에 따른 제1 또는 제2 보호 동작 시에 발생될 수 있는 인버터의 고장 등을 방지하도록 인버터를 보호할 수 있는 이점이 있다. 즉, 본 발명은 인버터의 출력 개폐 또는 결상 상황에서 인버터에서 출력되는 전압/주파수의 출력을 조절함으로써, 인버터가 제1 또는 제2 보호 동작에서 빠르게 벗어나도록 제어할 수 있으며, 그 결과 과도한 제1 또는 제2 보호 동작에 따라 발생되는 과전류 또는 과전압의 발생을 미연에 방지할 수 있어, 인버터에 가해지는 스트레스로 인한 수명 단축 및 소손 등으로부터 인버터를 보호할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 청구범위 및 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 교류 전원부 200: 인버터
210: 컨버터부 220: 직류 링크 커패시터
230: 인버터부 241: 제1 측정부
242: 제2 측정부 250: 제어부
300: 모터 310: 출력 스위칭부

Claims (15)

  1. 인버터에서 수행되는 방법으로서,
    상기 인버터의 출력이 차단 후에 복귀되는 출력 개폐 상황의 발생 시에 상기 인버터의 출력 전류를 억제하는 보호 동작을 수행하는 단계;
    상기 보호 동작이 제1 시간을 초과하여 지속되는 경우, 상기 인버터의 출력의 현재 주파수를 제2 시간 내에 특정 주파수로 줄이는 단계;
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 줄이는 단계를 통해, 상기 보호 동작의 일정 이상 지속에 따른 상기 인버터의 과부하 발생을 방지하는 방법.
  3. 인버터에서 수행되는 방법으로서,
    상기 인버터의 3상 출력 중에 적어도 어느 하나가 끊어지는 출력 결상 상황의 발생 시에 상기 인버터의 출력을 차단하면서 회생 제동의 보호 동작을 수행하는 단계;
    상기 보호 동작 중에 상기 인버터의 직류 링크 커패시터에 충전된 전압의 크기가 상승하여 일정 크기를 초과하는 경우, 상기 인버터의 출력의 현재 주파수를 제2 시간 내에 특정 주파수로 줄이는 단계;
    를 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 줄이는 단계를 통해, 상기 보호 동작 중 상기 직류 링크 커패시터에 대한 과전압 발생을 방지하는 방법.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제2 시간은 상기 제1 시간보다 짧은 방법.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    줄어든 상기 출력의 주파수를 제3 시간 동안 높이는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3 시간은 상기 제2 시간보다 긴 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 높이는 단계에서, 상기 출력의 주파수는 선형적으로 상승되는 방법.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 특정 주파수는 상기 현재 주파수를 1/2배 내지 1/30배만큼 줄인 주파수에 해당하는 방법.
  10. 교류 전원을 정류하여 직류로 변환하는 컨버터부;
    상기 컨버터부에 의해 정류된 직류 전압을 평활화하여 직류 전압을 충전하는 직류 링크 커패시터;
    상기 커패시터에 충전된 직류 전압을 모터에 제공하기 위한 교류 전압으로 변환하는 인버터부; 및
    상기 인버터부에 대한 제어를 수행하는 제어부;를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 인버터부의 출력이 차단 후에 복귀되는 출력 개폐 상황의 발생 시에 상기 인버터부의 출력 전류를 억제하는 보호 동작의 수행을 제어하고,
    상기 보호 동작이 제1 시간을 초과하여 지속되는 경우에 상기 인버터부의 출력의 현재 주파수를 제2 시간 내에 특정 주파수로 줄이도록 제어하는 인버터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 특정 주파수로 줄이도록 제어함으로써, 상기 보호 동작의 일정 이상 지속에 따른 상기 인버터부의 과부하 발생을 방지하는 인버터.
  12. 교류 전원을 정류하여 직류로 변환하는 컨버터부;
    상기 컨버터부에 의해 정류된 직류 전압을 평활화하여 직류 전압을 충전하는 직류 링크 커패시터;
    상기 커패시터에 충전된 직류 전압을 모터에 제공하기 위한 교류 전압으로 변환하는 인버터부; 및
    상기 인버터부에 대한 제어를 수행하는 제어부;를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 인버터부의 3상 출력 중에 적어도 어느 하나가 끊어지는 출력 결상 상황의 발생 시에 상기 인버터부의 출력을 차단하면서 회생 제동의 보호 동작의 수행을 제어하고,
    상기 보호 동작 중에 상기 직류 링크 커패시터에 충전된 전압의 크기가 상승하여 일정 크기를 초과하는 경우에 상기 인버터부의 출력의 현재 주파수를 제2 시간 내에 특정 주파수로 줄이도록 제어하는 인버터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 특정 주파수로 줄이도록 제어함으로써, 상기 보호 동작 중 상기 직류 링크 커패시터에 대한 과전압 발생을 방지하는 인버터.
  14. 제10항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제어부는 줄어든 상기 출력의 주파수를 제3 시간 동안 높이도록 제어하는 인버터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 시간은 상기 제1 시간보다 짧고, 상기 제3 시간은 상기 제2 시간보다 긴 인버터.
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