KR900000768B1 - 인버어터 구동제어 장치 - Google Patents

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KR900000768B1
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마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
야마시다 도시히꼬
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Abstract

내용 없음.

Description

인버어터 구동제어 장치
제1도는 종래 일반적인 인버어터시스템의 블록도.
제2도는 일반적인 에어콘용 인버어터시스템의 블록도.
제3도는 동 인버어터시스템의 트랜지스터 및 압축기에 인가되는 전압파형도.
제4도는 동 인버어터시스템의 캐리어 설명도.
제5도는 동 인버어터시스템의 압축기에 인가되는 전압의 설명도.
제6도는 동 인버어터시스템의 HALT와 캐리어 주기(T0)를 설명하는 데이터 영역의 타이밍도.
제7도는 동 인버어터시스템의 V/f 패턴도.
제8도는 동 인버어터시스템의 데이터단위 타이머(T2)를 설명하는 데이터 영역의 타이밍도.
제9도는 동 인버어터시스템의 V/f 패턴도.
제10도는 동 인버어터시스템의 정전압 영역의 데이터 영역 타이밍도.
제11도는 동 인버어터시스템의 정전압 영역을 포함하는 V/f 패턴도.
제12도는 동 인버어터시스템의 저주파 영역의 전압 부우스트를 포함하는 V/f 패턴도.
제13도는 본 발명의 일실시예를 표시한 인버어터 구동제어 장치에 있어서의 전압 부우스트를 실현한 V/f 패턴도.
제14도는 동 장치에 있어서의 디지털 처리를 채용한 데이터 영역의 타이밍도.
제15도는 본 발명의 일실시예의 인버어터 구동제어 장치의 회로도.
제16도는 동 장치의 논리구성도.
제17도는 동 장치의 데이터단위 타이머(T2)의 처리 순서도.
제18도는 동 장치의 캐리어주기(T0)의 처리순서도.
제19도는 동 장치의 ROM 내 RWM데이터 에어리어도.
제20도는 동 장치의 주 순서도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
21 : 시스템클록부
22 : 타이머분주기(제1의 타이머수단)
23 : T2타이머분주기(제2의 타이머수단)
25 : ROM(기억수단) 26 : 컨트롤부
27 : RMA
본 발명은, 에어콘, 냉장고 등의 압축기 혹은 산업용의 비교적 소출력의 유도전동기의 구동제어에 적합한 인버어터 구동제어 장치에 관한 것이다. 전동기를 구동하는 인버어터의 제어방식에는, PAM, PWM등 몇 개의 방식이 알려져 있으나, 그중에서, 정현파 근사 부등폭 PWM방식이 전원의 이용률, 장치의 경량 소형화, 전파잡음 발생량의 저감, 소음, 진동 등의 면에서 우수하여, 근래 주류를 이루고 있다.
정현파 근사 PWM방식이라 함은 제3도, 제5도에 표시한 바와 같이, 전동기 권선에 인가되는 전압의 적분치를 전현파에 근사하도록 PWM알고리듬(Algorithm)을 발생시키는 방식이다.
여기서, 본 발명의 기반이 되는 ＂HALT＂방식을 종래예로써 설명한다.
제1도는 인버어터 시스템의 블록도이다.
제1도에 있어서, (1)은 상용전원(E)으로부터 직류를 발생하는 정류평활부, (2)는 인버어터, (3)는 전동기, (4)는 인버어터 구동제어 회로이다.
다음에, 에어콘용으로서 구성된 일반적인 인버어터시스템의 예를 제2도에 표시한다.
제2도에 있어서, (1')은 정류평활부, (2')는 트랜지스터를 사용한 인버어터, (3')는 3상 압축기, (4')는 인버어터 구동제어회로, (4a)는 PWM알고리듬 발생부, (4b)는 포토커플러(photo coupler) (4c)는 트랜지스터의 베이스 전류를 공급하는 드라이버이다. PWM알고리듬 발생부(4a)에서 만들어진 신호를 포토커플러(4b)에 의해서 광절연으로 증폭되어서 드라이버(4c)에 공급되며, 전류증폭된 후 인버어터(2')에 공급되어, 압축기(3')를 구동하는 것이다. 인버어터(2')는 상하로 쌍을 이루는 3쌍의 트랜지스터(Tr1),(Tr2),(Tr3),(Tr4),(Tr5),(Tr6)로 구성되고, 위쪽의 트랜지스터, (Tr1), (Tr3),(Tr5)와 아래쪽의 트랜지스터(Tr2),(Tr4),(Tr6)는 각각 서로 반전된 스위칭동작을 하며, 동시에 온(ON)동작을 하는 일은 없다.
제3도에 각 트랜지스터(Tr1),(Tr2),(Tr3),(Tr4),(Tr5),(Tr6)에 인가되는 신호와, 압축기(3')에 인가되는 전압파형을 표시한다.
동 도면에 있어서, (U),(V),(W)는 각각의 트랜지스터 (Tr1),(Tr3),(Tr5)의 베이스 신호를 표시하고 있다. 또, (U-V),(V-W),(W-U)는 각각 압축기(3')의 각 권선에 인가되는 전압파형이다.
동 도면에서 명백한 바와 같이, 압축기(3')에 인가되는 전압은, 적분하면 정현파에 근사하도록 구성되어 있으며, 이 전압패턴의 주기가 압축기(3')의 회전수를 결정한다.
다음에, PWM알고리듬에 대해서 설명한다. 먼저, 제4도에 ＂케리어＂의 개념을 표시한다.
제4도에 있어서, 정현파의 반주기를 정수(N)로 등분한다. 이(N)를 ＂캐리어＂라 부르고, N등분된 주기(T0)를 ＂캐리어주기＂라 부른다. 그리고, 캐리어주기(T0)마다 전압데이터를 펄스폭으로서 부여하면 제3도와 같이 알고리듬을 구성할 수 있다.
다음에, 제5도로 압축기에 인가되는 전압치에 대해서 설명한다.
제5도(a)에 표시한 알고리듬으로 일정한 전압이 발생되고 있다고 가정한다. 여기서, 각각의 펄스폭을 비례적으로 증가시키면, 제5도(b)와 같은 파형이 되고, 적분치도 비례해서 증가한다. 즉, 출력전압(V)은 펄스폭에 비례해서 증감될 수 있다.
다음에, 출력전압(V)을 결정하는 펄스폭과 ＂HALT＂에 대해서 제6도를 이용해서 설명한다.
제6도에 있어서, 캐리어주기(T0)내에 복수개로 분할된 데이터 영역의 시간이 있고, 나머지 시간을 ＂HALT＂영역이라 부른다. 이 HALT영역에서는 전압데이터는 출력되지 않도록 되어 있다.
여기서, 캐리어주기 T0(1)에 대해서, 데이터 영역시간이 충분히 짧다고 가정한다. 이 상태를 제6도(a)에 표시한다.
다음에, 제6도(b)에 표시한 바와 같이, 캐리어주기(T0)를 1/2로 하여 T0(2)로 한다. 이때, 데이터 영역시간을 일정하게 하면, 주파수(f)는 2배(캐리어주기 T0: 1/2), 출력전압(V)도 2배가 된다. 이것은 캐리어주기(T0)에 대한 상대적인 펄스폭이 2배가 되기 때문이다. 따라서, 데이터영역 시간을 일정하게 하고, 캐리어주기(T0)(1),(2),(3)를 변화시키면, 이에 반비례 해서 주파수(f)가 변화하고 주파수(f)에 비례해서 출력전압 (V)이 증감한다.
이 V/f패턴의 상태를 제7도에 표시한다.
이때, ＂HALT＂기간도 ＂데이터의 중지기간＂으로서 변화하게 된다.
다음에, 제 8도에 의해서 데이터 영역을 상세하게 설명한다.
제6도에서 설명한 데이터 영역을 정수(K)로 분할하고, 분할된 기본주기를 데이터단위 타이머(T2)로 한다. 즉, 전압은(K)개의 분해능에 의한 로직패턴으로 분할되고, 그 값은 데이터단위 타이머(T2)에 의해서 부여되게 된다.
당연한 일이지만, 이상 설명한 케리어(N) 및 정수(K)의 값이 크면 클수록 압축기에 인가하는 전압을 정현파에 가깝게 하는 것이 가능해 진다.
제8도(a)에 있어서, 캐리어주기(T0)를 T0(1)로 하고 , 데이터 단위 타이머(T0)를 T0(1)로 한다. 다음에 제8도(b)에 표시한 바와 같이, 데이터 단위 타이머(T2)를 2배로 해서 T2(2)로 한다. 이때, 데이터 영역시간(T2×K)은 2배가 되고, ＂HALT＂시간은 상대적으로 감소한다. 그리고, 이때의 출력전압(V)은 2배가 된다. 이 결과에 다시 캐리어주기(T0)를 변화시키면, 각각의 V/f패턴은 제9도와 같이 된다.
다음에, 제9도에 있어서, 출력전압(V)이 상승함에 따라서 제8도에 표시한 ＂HALT＂영역은 감소된다. 더욱 상승하면 ＂HALT＂영역이 소멸되는 점이 존재한다. 압축기 인가전압은 평활, 정류된 직류전압치가 일정하다면 이점이 한계가 된다. 따라서, 이점이상으로 주파수(f)를 상승시킬 경우는 전압이 한계점이 되므로 정전압 변화가 된다.
이상태를 제10도를 이용해서 설명한다.
제10도(a)와 같이, ＂HALT＂영역을 0으로 하고, 캐리어주기 T0(3)를 정수(데이터수)(K)로 등분할하여, 데이터 단위 타이머 T2(1)를 부여한다. 즉, T0(3)=K×T2(1)로 한다.
다음에 제10도(b)에 표시한 바와 같이 주파수를 올려서, 캐리어주기(T0)를 T0(4)로 하면, 데이터 단위 타이머 T2(3)는 T0(4)=K×T2(3)으로부터 구해진다. 이때, 캐리어주기(T0)에 있어서의 데이터 영역시간비는 모두 같으므로 양자 공히 전압은 일정하게 되는 것이다. 이 상태를 제11도에 표시한다.
다음에, 인버어터 출력과 부하와의 관련에 대해서 설명한다. 인버어터 출력은 부하가 저항부하라면 전압의 2승에 비례한다.
한편, 압축기에 관해서 설명하면, 작업량은 실린더 내의 냉매(冷媒)를 밀어내는 양에 비례하므로 회전수가 낮을때는 밀어내는 양이 적고, 회전수가 높을때는 밀어내는 양도 증대한다. 즉, 주파수(f)와 출력전압(V)은 일정한 비례관계가 요구된다.
그러나, 현실의 전동기(압축기용 전동기)는 저주파역에서는, 철손(鐵損), 동손(銅損)등이 증가하므로, 제12도에 표시한 바와 같이, 저주파역에서는 전압을 상방(上方)으로 수정하는 소위 부우스트(boost)기능이 필요하게 된다.
종래예에서는 캐리어주기(T0)와 데어터 단위 타이머(T2)를 애널로그 타이머에 의해서 구성하여, 캐리어주기(T0)에 의해서 주파수를 설정하고, 캐리어주기(T0)의 설정치에 따라서 데이터 단위 타이머(T2)에 보정을 가하여 부우스트 곡선을 실현하였었다.
또, 이 ＂HALT＂방식의 최대의 이점은 캐리어주기(T0), 데이터 단위 타이머(T2)의 값을 변화시키는 것만으로 전체 주파수 영역에 걸쳐서, PWM 알고리듬발생 패턴은 1주기분(周期分)만으로 실현시킬 수 있다는 것이다.
이상이 종래예의 구성이나, 캐리어주기(T0)와 데이터 단위 타이머(T2)를 애널로그 타이머로 구성하면 오부부착 부품으로 각각의 타이머값의 미수정이 가능하며, 또 캐리어주기(T0), 데이터 단위 타이머(T2)는 각각 독립해서 조정할 수 있는 등의 이점은 있으나, 사용주파수 범위가 광범위 하게 되고, 또한, 전현파에 더한층 근사시키고자할 경우에는, 주파수 대역에 따라서 캐리어(N),정수(데이터수)(K)를 절환해야 할 필요가 생긴다.
즉, 저주파영역에서는 파형의 분해능이 거칠어져서 파형이 흐트러지기 때문에, 캐리어(N), 정수(데이터수)(K)를 큰 값으로 할 필요가 생긴다. 그리고, 고주파수역에서는 캐리어(N), 정수(데이터수)(K)가 크면, 트랜지스터의 스위칭 속도가 문제가 되며, 상하 아암의 트랜지스터(Tr1),(Tr2),(Tr3),(Tr4),(Tr5),(Tr6)의 휴지시간이 비율적으로 커져서, 결과적으로 출력전압이 저하한다. 이 때문에, 캐리어(N), 정수(데이터수)(K) 다같이 작은 값을 선택할 필요가 생긴다.
종래예에서 설명한 애널로그타이머 방식에서는, 캐리어, 데이터수의 변경에 따르는 PWM발생 데이터 그 자체의 절환은 ROM등의 외부부착 데이터에리어를 선택하면 되나, 애널로그타이머 2종의 절환은 과도적으로 원활하게 절환하는 것이 곤란하다. 캐리어주기(T0), 데이터 단위 타이머(T2)가 약간이라도 어긋나게 절환되는 경우에는, 일순간 목적으로 하는 주파수와 전압이 다른 값이 되므로 인하여 압축기의 과전류, 로크시에는 출력트랜지스터의 파괴로 이어지는 일도 있어, 매우 문제가 된다.
또, 애널로그 타이머의 경우는, 주파수의 온도변화에 따른 드리프트나 시간이 지남에 따라 열화되는 등의 신뢰성 문제와 시스템 구성이 복잡해지고, 스페이스, 신뢰성, 코스트등의 면에서 여러 가지 문제점을 포함하고 있다.
본 발명은, 상기 종래예의 결점을 제거하는 것으로서, 운전주파수에 있어서, 정현파에 근사한 전압적분 파형을 얻는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명은, 종래예에서는 설명한 ＂HALT＂방식 정현파근사 PWM방식을 디지털적으로 놀리 구성한 것으로서, 캐리어주기(T0), 데이터 단위 타이머(T2)를 기준 발진기로부터 분주(分周)하므로서 선택을 하고, 이 (T0), (T2)의 값을 제어하므로서 주파수 및 전압을 결정하여 소망하는 V/f 출력특성을 얻는다. 따라서, 동일한 PWN 데이터 패턴으로 광범위한 V/f출력특성을 실현할 수 있다.
또, 캐리어주기(T0), 데이터단위 타이머(T2)의 완전동기 절환을 실현하므로써, 캐리어 및 PWM 데이터패턴의 절환이 가능해진다. 그러나, 데이터 패턴이 한 종류의 경우, 출력주파수 범위가 광범위하게 되면, 출력제어 소자의 스위칭 속도의 제한으로 데이터수의 상한이 한정된다. 이 결과 ,저주파역에서의 파형의 분해능이 거칠이지고, 정현파에의 근사율이 악화된다고 하는 문제가 있다.
여기서, 본 발명에 의하며, PWM 데이터 패턴을 복수준비하여 저주파역이 될 수록 데이터수가 많은 PWM 데이터 패턴을 사용하는 것으로 한다.
상기한 캐리어주기(T0), 데이터단위 타이머(T2)를 캐리어·데이터수 등의 절환신호에 대해서, PWM 데이터 에리어와 함께 완전동기 절환시켜서, 각각 독립해서 조작가능케 한다.
이 결과, 광범위한 출력주파수 범위에 있어서 보다 정현파에 근사한 출력파형을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시예를 제13도 내지 제19도를 사용해서 설명한다.
제13도는 저주파역의 부우스트를 본 발명에 의해서 실현하는 V/f패턴도이다.
상술한 바와 같이, V/f 구배(勾配)는 데이터 단위 타이머(T2)에 의해서 결정되고 주파수(f)는 캐리어주기(T0)에 의해서 결정되므로, 제12도에 표시한 소망하는 부우스트된 각 주파수의 전압치와, 데이터 단위 타이머 T(X)와의 교차점을 구성하여, 각각의 (T0-T2)의 결합을 데이터로 해서 출력하면 된다.
제14도는 ＂HALT＂역이 짧은 영역의 디지털 처리에 대해서 설명한 것이다.
데이터 수(K)를 여기서는 6으로 하고, 데이터를 (D1)∼(D6)라 부르기로 한다. 데이터 단위 타이머를 (T2)로 하고, 캐리어주기를 (T0)로 한다.
먼저 ＂HALT＂시간이 캐리어주기(T0)보다 클때는, 제8도에 표시한 바와 같이, ＂HALT＂를 출력한 뒤 캐리어주기(T0)의 신호대기가 되고, 다음의 데이터(D1)는 다음의 캐리어주기(T0)에 동기해서 출력한다.
다음에, ＂HALT＂시간이 데이터 단위타이머(T2)보다 짧은 동안에 다음의 캐리어주기(T0)가 왔을 경우는, 데어터 단위타이머(T2)의 시간 만큼 ＂HALT＂를 출력한 후 데이터(D1)∼(D6)를 출력한다. 이때, 데이터(D1)∼(D6)의 출력시간은 데이터 단위 타이머(T2)그대로로 한다.
다음에, 데이터(D6)의 출력중에 캐리어주기(T0)가 왔을 경우는, 다음의 ＂HALT＂를 출력하지 않고, 데이터(D6)를 데이터 단위 타이머(T2)의 기간만큼 계속 출력한다. 이 사이에 PWM 패턴데이터의 어드레스를 다음은 +2로 한다. 즉, 데이터(D1)를 건너 뛰어서 접근하게 되는 것이다. 여기서 PWM 패턴 데이터는, 각 ＂HALT＂의 전후데이터, 즉, 데이터(D6)와 다음 데이터(D1)는 미리 같은 논리치가 되게 결정해 둔다.이것으로 두 번재로 출력된 데이터(D6)는 다음의 데이터(D1)와 같기 때문에 마치 ＂HALT＂영역이 소멸되고, 데이터가 연속해서 출력된 것과 같이 결과가 되는 것이다.
그리고, 주파수가 더욱 커지면, ＂HALT＂기간은 반드시 데이터 단위 타이머(T2)이지만, ＂HALT＂그 자체의 존재율이 떨어지고, 전체적으로는, ＂HALT＂기간의 비율이 떨어져서 전압이 상승한다.
또한, 전압이 상한에 달했을때는 ＂HALT＂기간이 완전소멸되고 T0=6 T2의 관계가 된다. 이 상태는 이미 제10도를 사용해서 설명하였다.
그리고 다시 주파수를 올리려면 T0=6 T2의 관계를 유지한채로 캐리어주기 (T0)를 짧게하면 된다.
이상, 본 발명의 디지털 처리의 대강에 대해서 설명했다.
다음에, 본 발명에 의한 일실시예의 구체적인 구성에 대해서 설명한다.
제15도는 마이크로컴퓨터를 사용한 회로도이다.
제15도에 있어서 (10)은 마이크로컴퓨우터로서, 그 OSC단자에는 기준발진 주파수가 입력되고, 이 값을 분주하므로서 캐리어주기(T0), 데이터단위 타이머(T2)를 발생시킨다.
50/60Hz는 시스템의 시이퀀스 타이머를 만들기 위한 상용주파수 입력이다. 압축기를 구동하기 위해서는 목표주파수를 향해서 서서히 주파수를 변화시키는 수단이 필요하나, 이 주파수의 변경속도를 주는 타이머를 이 입력으로부터 구성하고 있다. f set는 목표 주파수를 부여하는 입력으로서, 이 입력 f set에 세트된 값을 향해서 주파수는 서서히 접근해 간다.
제16도는 본 발명의 일실시예의 동작을 설명하는 논리 구성도이며, 이 구성에 의하면, 특히 마이크로컴퓨우터를 사용하지 않아도 디지털 회로로 구성할 수 있다.
제16도에 있어서, 기준발진 입력을 시스템클록부(21)에서 분주하여, 시스템클록 출력을 얻는다. 이 시스템클록부(21)가 프로그램을 실행함과 동시에 캐리어주기 (T0), 데이터단위 타이머(T2)를 만들어 내는 데이터 기준이 된다. 시스템클록은, T0타이머 분주기(타이머카운터 A)(22), T2타이머 분주기(타이머카운터 B)(23)에 입력되어 캐리어주기(T0), 데이터단위 타이머(T2)가 출력된다. 캐리어주기(T0), 데이터단위 타이머(T2)의 분주치는, 컨트롤부(26)에 의해서 지정되며, T2타이머분주기(23)의 스타아트지령도 컨트롤부(26)로부터 지시된다. 캐리어주기(T0), 데이터단위 타이머(T2)가 개입중단 처리되어 컨트롤부(26)에 입력되고, 어드레스카운터(24)를 경유하여 PWM 데이터를 격납한 ROM(25)을 순차적으로 접근하여 컨트롤부(26)에 의해서 지시되는 데이터래치(28)를 경유해서 U, V, W상의 데이터를 순차적으로 출력한다. 상기 ROM(25)에는 그 외에 프로그램에 필요한 데이터가 수납되어 있어, 컨트롤부(26)의 지령에 의해서 어드레스 카운터(24)를 경유해서 수시로 ROM(25)으로부터 RAM(27)에 데이터를 전송(轉送)하고 제어를 행한다. 캐리어주기(T0), 데이터단위 타이머(T2)의 분주치는 각 주파수에 대응해서 기억수단인 ROM(25)에 수납되어 있으며, 컨트롤부 (26), 어드레스 카운터(24)에 의해서 ROM(25)으로부터 일시기억수단인 RAM(27)에 전송되어, T0타이머분주기(22), T2타이머 분주기(23)에 세트된다. 상용주파수와 주파수(f)의 설정도 컨트롤부(26)에 입력되어 처리된다.
시스템 제어에 필요한 기능, 예를 들면, 냉동사이클처리, 세퍼레이트 에어콘의 실내쪽 제어용 마이콤과의 통신처리, 코로스밸브, 팬모우터처리, 전류제어, 제상(除霜)제어 등도 동시에 컨트롤부(26)에서 처리되고 있으며, 이들은 캐리어주기(T0), 데이터단위 타이머(T2)를 제어하는 동안에 시분할 처리로서 제어되고 있다.
다음에 실시예를 실현하는 순서도를 제17도와 제18도 및 제20도 표시한다. 또, 제16도에 표시한 ROM(25)의 데이터 내용을 제19도에 표시한다.
캐리어주기(T0), 데이터단위 타이머(T2)는 각각 소프트웨어에 의한 마스크 가능한 개입중단 입력으로서 사용한다.
제19도에 표시한 ROM(25)내의 PWM 데이터에리어에는 정현파 근사 PWM파형이 1주기분 연속해서 수납되어 있으며, (UH),(VH),(WH),(UL),(VL),(WL)데이터와, ＂HALT＂기간을 표시하는 HALT 데이터, 1주기분의 종료를 표시하는 DATAEND데이터가 각각 할당되어 있다.
또 실제의 파형출력의 타이밍을 제14도에 표시한다. 제14도는 U,V,W상 내의 1출력을 도시한 것이다.
제20도는 시스템의 주 순서도이다. 운전 스타아트시에는 먼저 시스템도면 초기처리를 행하여, 캐리어주기(T0), 데이터단위 타이머(T2)의 초기치를 세트한다. 이 시점에서, 캐리어주기(T0), 데이터단위 타이머(T2)는 하아드웨어타이머이므로 동작을 개시한다.
다음에 데이터 단위 타이머(T2)의 개입중단을 가능하게 하고, 이하 일반 제어로 옮겨진다.
제17도에 데이터 단위 타이머(T2)의 처리를 나타내는 순서도를 표시한다.
처음에, 제20도에 표시한 바와 같이 데이터 단위 타이머(T2)의 값은 초기치가 세트되어 있으며, ROM 어드레스는 제19도의 PWM데이터의 최초에 세트되어 있다.
다음에,데이터 앤드의 판정을 행한다. 처음에는 DATAEND가 아니므로, 다음에 HALT 판정을 행한다. 여기서는 최초의 데이터이므로 NO가 되어서 데이터를 출력한다. 다음에 두 번째의 데이터르 기억하게 된다. 이 반복으로 데이터가 순차적으로 출력된다. 데이터가 (D6)까지 출력된 후는 ＂HALT＂가 yes가 되며, 이 시점에서 다음의 캐리어주기(T0)를 판정한다. 캐리어주기(T0)가 이 시점에서 입력되어 있지 않으면 ＂HALT＂를 출력해서, 데이터 단위 타이머(T2)의 개입중단을 불가(不可)로, 캐리어주기(T0)의 개입중단을 가(可)로 하여 캐리어주기(T0)의 타이머 대기상태가 된다.
다음에, 캐리어주기(T0)가 오면 처리는 제18도에 표시한 캐리어주기(T0)의 처리순서도로 옮겨진다. 캐리어주기(T0)가 개입중단 입력으로서 접수되면, T2타이머 분주기를 접수 가로하고, T0타이머 분주기를 접수 불가로 한다. 다음에 T0타이머 분주기의 과거의 개입중단 보류요인을 제거한다.
여기서, 다음에 데어터 단위 타이머(T2)의 타이머 대기가 되어, 처리는 다시 제17도 T2타이머 순서도로 옮겨진다.
다음의 데이터 단위 타이머(T2)가 왔을때에 데이터 어드레스는 (t1)이 되고, HALT 다음의 (D1)이 선택되어 데이터앤드, HALT가 아니므로 데이터가 출력된다.
이렇게 해서 1주기분의 데이터가 차례차례로 출력되어, 캐리어주기(T0), 및 데이터단위 타이머(T2)의 값에 의해서, 주파수(f), 출력전압(V)이 결정되고, 소망하는 PWM 패턴이 얻어진다.
여기서, 1주기의 데이터가 모두 출력되면, 최후에 데이터 앤드 데이터가 들어가 있으며, 여기서 다음 주기에 들어가기 전에, PWM 데이터 1주기분의 선두 어드레스의 지정, 데이터단위 타이머(T2),캐리어주기(T0)의 다음의 초기치를 세트한다. PWM 데어터, 캐리어주기(T0), 데이터단위 타이머(T2)에 변화가 없으면, 이전과 같은 데이터를 반복 출력한다. 캐리어주기(T0), 데이터단위 타이머(T2)를 변화시키면, PWM 패턴은 이전과 같이 그대로인채, 주파수(f) 및 출력전압(V)이 각각 변화한다. 데이터 어드레스의 선두번지를 바꾸면 캐리어(N), 데이터 수(K)가 다른 PWM 패턴을 선택하게 된다. 이 데이터 어드레스의 선두번지, 캐리어주기(T0), 데이터단위 타이머(T2)는 에어콘으로서의 능력, 전류, 온도 설정량에 대해서 비교 연산해서 미리 주루우틴으로 결정해 둔다.
이와같이 해서, 에어콘으로서의 시스템 제어를 행하면서, 정현파 근사부등폭 PWM 방식의 알고리듬을 발생하여, 압축기의 원할한 회전수 제어를 행할 수 있게 되는 것이다.
본 발명에 의하면, 정현파근사 부등폭 PWM 방식에 있어서, 데이터 ROM에리어를 적게해도 되며, V/f 패턴이 데이터단위 타이머(T2),캐리어주기(T0)만의 조작으로 얻어지며, 더욱이 원활한 변화 특성을 가지게 할 수 있다고 하는 HALT 방식에서 디지털치에 의한 제어를 실현할 수 있고, 또 종래의 애널로그 방식과 비교해서 캐리어주기 (T0), 데이터단위 타이머(T2)의 완전동기 절환을 실현했다고 하는 점에서 이하의 획기적인 효과를 가지게 되는 것이다.
즉, 캐리어주기(T0), 데이터단위 타이머(T2)가 동기해서 절환할 수 있다고 하는 것으로, 종래의 애널로그 방식에서는 극히 곤란했던 주파수 변경 도중에서의 캐리어와 PWM 데이터 패턴의 절환을 용이하게 행할 수 있다. 따라서, 인버어터의 사용회전수역이 극히 광범위하고 고속으로 되며 전역에서는 동등한 정현파 근사파형이 요구되어도 요구대로 대응할 수 있게 된다.
또, 부하에 의한 전압부우스트에 대해서도 에이터 단위 타이머(T2)만을 변화시키는 것만으로 PWM 데이터패턴은 동일해도 된다.
특히, 마이크로 컴퓨터를 사용해서 시스템 제어에 포함시켜서 제어하므로서 현재의 회전상태 상황은 특별한 귀환을 필요로 함이 없이 판단할 수 있어, 시스템으로서 보다 합리적인 제어를 할 수 있다.
또, 동일한 기준주파수를 사용해서 캐리어주기(T0), 데이터단위 타이머(T2)를 합성하고 있으므로, 애널로그 타이머에서 볼 수 있는 것과 같은 상호의 오차는 전혀 없으며, 주파수, 전압 공히 정밀도가 높은 제어가 가능해진다.
기타, 시스템은 합리화 할 수 있고, 신뢰성이 향상되어 스페이스 절약, 생산비 저하가 가능해지는 등 여러 가지 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

  1. 정현파 1주기를 캐리어수의 2배의 수로 분할한 캐리어 주기를 발생하여 전동기의 회전수를 제어하는 제1의 타이머 수단과, 1캐리어 주기에 있어서 복수스텝으로 이루어진 전압데이터를 순차출력하는 시간간격을 발생하여 전동기에의 인가전압을 제어하는 제2의 타이머 수단과, 상기 제1, 제2의 타이머 수단의 시간 간격을 각각 독립해서 설정하는 설정수단과, 전동기에의 전압을 인가하는 복구스텝의 전압데이터와 전동기에의 전압을 인가하지 않는 HALT 기간을 표시하는 전압데이터로 구성된 출력파형1주기의 전압데이터군을 기억한 전압데이터가 기억수단 등을 구비하고, 캐리어 주기마다의 전압 데이터 읽어넣기는 상기 제1 또는 제2의 어느것인가의 타이머 수단에 의해 개시되고 다음의 전압데이터 읽어넣기는 상기 제2의 타이머 수단으로 행하는 것을 특징으로 하는 인버어터 구동제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 캐리어수 및 데이터수의 어느한쪽 또는 쌍방의 다른 전압 데이터군을 복수 가지는 것을 특징으로 하는 인버어터 구동제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 정현파 1주기분의 전압데이터군의 출력종료시에 전압데이터군 및 상기 제1, 제2의 타이머 수단의 설정치를 각각 동기해서 절환하는 것을 특징으로 하는 인버어트 구동제어장치.
  4. 시스템의 기준발진원이 되는 시스템 클록부와, 이 시스템 클록부로부터의 펄스와 출력주파수 지시를 부여하는 f설정을 입력의 일부로 하는 컨트롤부와, 상기 컨트롤부로부터의 지시에 의해서 상기 시스템 클록부로부터의 펄스를 분주해서 캐리어주기를 결정하는 제1의 타이머 수단과, 상기 컨트롤부로부터의 지시에 의해서 상기 시스템 클록부로부터의 펄스를 분주해서 전압데이터 출력시간 간격을 결정하는 제2의 타이머 수단과, 상기 제1의 타이머 수단에 의해서 결정된 캐리어 주기 및 상기 제2의 타이머 수단에 의해서 결정된 전압데이터 출력시간간격이 상기 컨트롤부에 의해서 출력선택된후 입력되는 어드레스 카운터와, 전동기에의 전압을 인가하는 복수스텝의 전압데이터와 전동기에의 전압을 인가하지 않는 HALT 기간을 표시하는 전압데이터에 의해 구성된 출력파형 1주기의 전압데이터군을 기억한 전압데이터 기억수단과, 상기 제1의 타이머 수단에 의해 결정된 캐리어 주기 및 상기 제2의 타이머 수단에 의해 결정된 전압데이터 출력시간 간격마다의 어느 것인가에 발생하는 상기 컨트롤부로부터의 신호에 의해 상기 기억수단으로부터 전압데이터를 읽어넣기 출력제어하는 데이터 래치부와, 상기 기억수단에 격납된 캐리어 주기 및 전압데이터 출력시간 간격을 발생하기 위한 시스템 클록펄스 분주치를 입력하여 상기 컨트롤부에 출력하는 일시기억수단을 구비한 것을 특징으로 하는 인버어터 구동제어장치
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