KR940003346B1

KR940003346B1 - 인버터의 출력전압 자동 보상장치

Info

Publication number: KR940003346B1
Application number: KR1019910024480A
Authority: KR
Inventors: 신우석
Original assignee: 주식회사 금성사; 이헌조
Priority date: 1991-12-26
Filing date: 1991-12-26
Publication date: 1994-04-20
Also published as: KR930015277A

Abstract

내용 없음.

Description

인버터의 출력전압 자동 보상장치

제1도는 종래 인버터의 블럭구성도.

제2도는 종래 인버터의 주파수의 전압관계를 나타낸 그래프.

제3도는 제1도의 비교부에 따른 파형도.

제4도는 본 발명에 따른 인버터의 블럭구성도.

제5도는 제4도의 정류부의 상세회로도.

제6도는 제4도의 전압비교부의 상세회로도.

제7도는 본 발명에 따른 주파수의 전압관계를 나타낸 그래프.

제8도는 본 발명의 일실시예를 보인 제어흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 정류부 2 : 제어부

3 : 삼각파 발생기 4 : 비교부

5 : 구동회로부 6 : 인버터회로부

7 : 전압비교부 8 : 제1전압비교부

9 : 제2전압비교부 10 : 제3전압비교부

IC₁-ＩC_３: 비교기 M : 모터

본 발명은 인버터에 관한 것으로서, 특히 인버터의 출력전압을 자동으로 보상시켜 주는 인버터의 출력전압 자동 보상장치에 관한 것이다.

제1도는 종래의 인버터 회로의 블럭구성도로서, 다이오드(D₁-D_４)와 평활용 콘덴서(C₁)로 구성되어 입력되는 교류전원을 정류 및 직료전원으로 바꾸어 출력하기 위한 정류부(1)와 입력되는 전압신호의 파형과 주파수를 제어하여 출력하기 위한 제어부(2)와, 삼각파형을 발생시키기 위한 삼각파 발생기(3)와, 입력되는 삼각파 발생기(3)의 삼각파형과 제어부(2)의 싸인파형을 비교하여 출력하기 위한 비교부(4)와, 입력되는 비교부(6)의 출력신호를 소정 증폭비로 출력하기 위한 구동회로부(5) 트랜지스터(Ｑ₁-Q_６) 및 다이오드(D₅- D₁₀)로 구성되어 입력되는 구동회로부(5)의 출력신호에 따라 그에 상응하는 모터 제어신호를 모터(M)에 인가하기 위한 인버터 회로부(6)로 구성된 것으로서 동작설명은 다음과 같다.

제1도에 도시된 바와 같이 인가된 교류전압은 정류부(1)를 통해 정류 및 평활되어 인버터 회로부(6)에 공급된다. 이때 사용자가 전동기의 속도를 제어하기 위해 주파수 지령을 주파수 지령단자를 통하여 내리면 제어부(2)는 제2도와 같이 주파수 지령에 대한 기준전압 파형을 조절하여 비교부(4)에 입력시키고 또한 삼 각파 발생기(3)에서 만들어진 삼각파도 비교부(4)로 입력시킨다. 비교부(4)는 삼각파 발생기(3)로부터 입력된 삼각파형과 제어부(1)로부터 입력된 싸인파형을 제3도와 같이 비교한다.

제3a도는 삼각파형과 싸인파형이 같은 높이를 갖음으로 거의 완벽한 구형파를 이룰 수 있다. 이때 삼각파와 구형파가 만나는 점들이 온/오프를 결정하게 된다.

또한 제3a도와 같은 조건에서 출력될 수 있는 최대 전압은 단상입력의 경우 157Ｖ 정도이고 3상입력의 경우는 180Ｖ 정도의 전압을 출력할 수 있다. 그런데 전동기는 200［Ｖ]/60(ＨZ)로 설계가 되어 있기 때문에 제3b도와 같이 싸인파만 오버 모듈레이션(over modulation)시킨다. 따라서 큰 고조파 성분이 전동기에 입력되며 또한 토크는 전압의 제곱에 비례하므로 토크도 증가하게 된다.

제3c도는 싸인파가 삼각파보다 작은 경우 전압이 작아지기 때문에 PWＭ(Pulse Width Ｍodulation)파의 온도는 일수가 작아져 전압 및 토크가 떨어지는 상태를 나타내었다.

이어 비교부(4)의 출력신호를 입력받은 구동회로부(5)는 인버터 회로부(6)의 트랜지스터(Ｑ₁-Q₆)을 구동하기 위한 소정 전압을 증폭하여 출력시킨다. 따라서 인버터 회로부(6)는 구동회로부(7)의 제어에 따라 트랜지스터(Ｑ₁-Q₆)를 온/오프시켜 3상 인덕턴스 모터(M)를 구동시킨다.

그러나 종래 기술은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 입력측 전압이 떨어지면 출력측 전압도 함계 낮아지므로 동일한 출력을 내기 위해서는 더욱 많은 전류가 전동기에 인가되어야 하나 이로 인해 온도 상승과 함계 토크의 저하를 야기시킨다.

둘째, 제3b도에 도시된 바와 같이 기준파를 오버 모듈레이션시키면 큰 고조파 전류성분을 얻을 수 있지만 이러한 고조파는 전동기의 온도 상승 및 맥동토크 그리고 심한 진동, 소음을 일을키게 된다.

본 발명은 상기의 단점을 해소하기 위한 것으로, 입력전압에 무관하게 출력전압을 자동적으로 보상해주는 인버터의 출력전압을 자동 보상장치를 제공함에 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전압을 입력시키는 정류부에 전압 더브인버터러를 구비시켜 2배 의 입력전압을 얻고 이 입력전압을 변압기를 통해 작게한 다음 전압비교기를 이용하여 입력전압의 상태값에 따라 그에 상응하는 보상전을 제어부에 인가함으로써 주파수에 따른 전압을 항상 자동적으로 보상할 수 있게 함을 특징으로 한다.

이하에서 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제4도는 본 발명에 따른 인버터의 블럭구성도로써 입력되는 교류전원을 정류 및 직류전원으로 바꾸어 출력하기 위한 정류부(1)와, 입력되는 전압신호의 주파수값에 따라 그에 상응하는 전압값을 출력하는 전압비 교부(7)와, 입력되는 전압신호에 따른 제어신호를 출력하기 위한 제어부(2)와, 상각파형을 발생시키기 위한 삼각파 발생기(3)와, 입력되는 삼각파 발생기(3)의 삼각파형과 제어부(2)의 싸인파형을 비교하여 출력하기 위한 비교부(4)와, 입력되는 비교부(6)의 출력신호를 소정 중폭비로 증폭하여 출력하기 위한 구동회로부(5)와, 트랜지스터(Ｑ₁-Q₅) 및 다이오드(D₅-D₁₀)로 구성되어 입력되는 구동회로부(5)의 출력신호에 따라 그 에 상응하는 모터 제어신호를 모터(M)에 인가하기 위한 인버터 회로부(6)를 구비하여서 이루어진 것이다.

제5도는 제4도의 정류부(1)를 나타낸 것으로, 입력되는 교류전원을 다이오드(D₁₁-D₁₄)를 통하여 정류 및 직류로 변환시켜 평활용 콘덴서(C₂, C_３)에 저장함으로 2배의 직류전압원이 됨을 보인 것이다.

제6도는 전압비교부(7)의 일실시예를 나타낸 것으로 비교기(IC₁), 저항(R₂-R₅), 다이오드(D₁₇)로 이루 어져 210Ｖ 이상에서 기준레벨의 논리가 바뀌는 제1전압비교부(8)와, 비교기(IC₂), 저항(R₆-R₉), 다이오드(D₁₈)로 이루어져 200Ｖ 이상에서 기준 레벨의 논리가 바뀌는 제2전압비교부(9)와, 비교기(IC₃), 저항(R₁₀-R₁₃), 다이오드(D₁₉)로 이루어져 190Ｖ 이상에서 기준레벨의 논리가 바뀌는 제3전압비교부(10)를 제어부(2)의 제1, 2, 3 단자에 병렬 접속하여서 이루어진 것이다.

단, 저항(R₂, R₃, R₆, R₉, R₁₀, R₁₁)은 각 비교기(IC₁-IC_３)의 분압법칙에 맞도록 시정수가 설정되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은 제8도의 제어흐름도에서 나타낸 바와 같이, 만일 입력전압이 210[V]이상이 면 비교기(IＣ₁-IC_３)가 모두“하이”신호를 제어부(4)의 제1, 2, 3 입력단자에 입력시켜 제7도에서 도시한 바와 같이 이에 상응하는 전압(V₄)을 비교부(4)로 출력시킨다.

만일 200[V］이상의 입력전압이 인가되면 제어부(4)의 제1단자는“로우”레벨 상태를 제2, 3단자는“하이”레벨 상태를 나타내므로 제7도에 도시된 바와 같이 그에 상응하는 출력전압(V_３)을 비교부(4)로 출력시킨다.

또한 190[V]이상의 입력전압이 인가되면 제어부(4)의 제1, 2단자는“로우”레벨 상태를 제3단자는“하이”레벨 상태를 나타내므로 제7도에 도시된 바와 같이 그에 상응하는 출력전압(V₂)을 비교부(4)로 출력시키고 190[V]이하의 입력전압이 인가되면 제어부(4)의 제1, 2, 3단자 모두가“로우”레벨 상태가 되어 제7도에 도시된 바와 같이 가장 높은 전압(V₁)을 출력시킨다.

따라서, 비교부(4)에서는 삼각파 발생기(3)로부터 발생되는 삼각파의 제어부(2)의 출력 주파수 및 파형을 비교하여 구동회로부(7)에 보내므로 구동회로부(5)에서 인버터 회로부(6)의 트랜지스터를 구동시켜 결국 모터(Ｍ)를 구동시키게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 따르면 입력전압이 떨어지는 것을 방지하고 또한 오버 모듈레이션 시키지 않은 PWＭ파를 만들어 인버터의 주파수에 따른 출력전압을 자동으로 보상시키는 효과가 있다.

Claims

제어부(2)와 삼각파 발생기(3)의 출력을 비교하고 구동회로부(5)와 인버터 회로부(6)를 통해 모터(M)의 속도와 토크를 제어하되 상기 제어부(2) 전단에 입력되는 전압레벨에 따라 각각 다른 전압값을 출력시키는 다수의 비교부를 가진 전압비교부(7)를 구비하여서 입력전압에 따라 출력전압을 발생하여 보상하여 주는 것을 특징으로 하는 인버터의 출력전압 자동 보상장치.