WO2020189861A1 - 인버터 제어장치 및 방법 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an inverter control apparatus and method.
  • an inverter is an inverse conversion device that converts direct current (DC) into alternating current (AC) electrically.
  • Inverters used in the industry receive power supplied from a commercial power source and change their voltage and frequency to supply the motor to the motor. It is defined as a series of devices that control the speed to use with high efficiency.
  • This inverter is controlled by a variable voltage variable frequency (VVVF) method, and can vary a voltage and a frequency input to the motor according to a pulse width modulation (PWM) output.
  • VVVF variable voltage variable frequency
  • 1 is a configuration diagram of a general inverter.
  • the inverter 100 receives three-phase AC power, and the rectifier 110 rectifies it, and the smoothing unit 120 smoothes and stores the DC voltage rectified by the rectifier 110.
  • the inverter unit 130 outputs an AC voltage having a predetermined voltage and frequency according to the PWM control signal from the DC voltage stored in the DC link capacitor, which is the smoothing unit 120, and provides the DC voltage to the motor.
  • the rectifying unit 110 is composed of a diode, which is a passive element, such a diode is not able to control on/off, and since it is impossible to control the DC voltage stored in the smoothing unit 120, the smoothing unit 120 The DC link voltage is determined by the AC input voltage.
  • the power flow is made in one direction of the DC terminal voltage of the inverter 100 from the AC power source of the system, regenerative operation is impossible. Therefore, in the case of the conventional inverter 100, it is difficult to actively operate according to power and load conditions.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide an inverter control apparatus and a method for enabling continuous operation of the inverter even in a state in which the power supply of the inverter is not normal.
  • an inverter control apparatus includes: a first estimator for estimating a rotational speed of an electric motor; A first determination unit determining a sleep frequency command using energy of a DC link capacitor of the inverter and a DC link energy command when the DC link voltage of the inverter providing the output voltage to the motor is less than a certain level; And a generator configured to provide a frequency command determined by adding the rotation speed of the motor and the slip frequency command to the inverter.
  • the first estimator may estimate the rotational speed of the electric motor using the inverter output voltage, the output current, and the nominal value of the electric motor.
  • the first estimating unit may include a second determining unit for determining an output power using an output voltage and an output current of the inverter; A third determination unit determining a load torque using the output power and an output frequency of the inverter; A second estimator for estimating a slip frequency using the load torque, the rated slip frequency and the rated torque of the inverter; And a third estimating unit estimating the rotational speed of the electric motor by using the difference between the slip frequency estimated by the second estimating unit and the output frequency of the inverter.
  • the first estimator may further include a low-band filter (LPF) that performs low-band filtering of the slip frequency estimated by the second estimator.
  • LPF low-band filter
  • the first determination unit may include a fourth determination unit configured to determine required energy from energy of a DC link capacitor of the inverter and a DC link energy command; A fifth determination unit determining an electric power command from the required energy; A sixth determination unit determining a torque command using the power command and the rotational speed of the electric motor; And a seventh determination unit that determines the slip frequency command using the torque constant from the torque command.
  • the fifth determining unit may include a proportional controller.
  • the torque constant may be determined using the rated torque of the motor and the rated slip frequency of the motor.
  • the generator may determine a voltage command from the frequency command and provide it to the inverter.
  • the inverter control apparatus may further include a control unit for providing an operation flag to the first determination unit when the DC link voltage of the inverter is less than or equal to a predetermined level.
  • an inverter control method includes: estimating a rotational speed of an electric motor; Determining a sleep frequency command using the energy of the DC link capacitor of the inverter and the DC link energy command when the DC link voltage of the inverter providing the output voltage to the motor is less than a certain level; And providing a frequency command determined by adding the rotation speed of the motor and the slip frequency command to the inverter.
  • the step of estimating may include determining output power using an output voltage and an output current of an inverter; Determining a load torque using the output power and the output frequency of the inverter; Estimating a slip frequency using the load torque, the rated slip frequency and the rated torque of the inverter; And estimating the rotational speed of the electric motor by using the difference between the estimated slip frequency and the output frequency of the inverter.
  • the determining may include: determining required energy from energy of a DC link capacitor of the inverter and a DC link energy command; Determining a power command from the required energy; Determining a torque command using the power command and the rotational speed of the electric motor; And determining a slip frequency command using a torque constant from the torque command.
  • the present invention as described above, by performing a regenerative operation that converts the mechanical energy of the motor into the electric energy of the inverter when a failure of the input power occurs, thereby maintaining a constant DC voltage, without stopping the inverter. It has the effect of enabling continuous operation.
  • 1 is a configuration diagram of a general inverter.
  • FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a conventional inverter control system.
  • FIG. 3 is a detailed configuration diagram of the inverter control unit of FIG. 2.
  • FIG. 5 is a block diagram of an inverter system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the speed estimation unit of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the slip frequency generator of FIG. 5.
  • FIG. 8 is a configuration diagram for explaining a control relationship between the electric motor and the slip frequency generator in FIG. 5.
  • FIG 9 is an exemplary diagram for explaining an inverter control method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an exemplary diagram for explaining a voltage-current relationship by a control operation according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 to 4 a conventional inverter control system will be described with reference to FIGS. 2 to 4, and an inverter control apparatus and method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 10.
  • FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a conventional inverter control system
  • FIG. 3 is a detailed configuration diagram of the inverter controller 200 of FIG. 2.
  • the inverter control unit 200 synthesizes a command voltage corresponding to the command frequency and outputs it to the inverter unit 130.
  • the inverter control unit 200 includes a voltage determining unit 210, an integrating unit 220, a phase determining unit 230, and an output unit 240.
  • the voltage determining unit 210 may determine the magnitude of the output voltage V V/f from the inverter operating frequency ⁇ V/f .
  • the inverter operating frequency ⁇ V/f represents the voltage starting from 0 and reaching the command frequency ⁇ ref .
  • 4 is a graph for explaining the relationship between the inverter operation frequency and the inverter output voltage.
  • the operating frequency ⁇ V/f of the inverter increases from 0, so during the initial startup, a small voltage is output, and as the frequency increases, a voltage of a magnitude proportional to the frequency is output.
  • the output frequency reaches the command frequency ⁇ ref , which is the target frequency, the frequency does not increase any more and the constant speed operation is performed.
  • the voltage determination unit 210 determines the magnitude of the output voltage V V/f from the inverter operating frequency ⁇ V/f from the relationship of FIG. 4.
  • the integrating unit 220 integrates the operating frequency ⁇ V/f to determine the phase ⁇ V/f of the output voltage, and outputs a three-phase AC sine wave by the trigonometric function output unit 230.
  • the AC sine wave and the output voltage are multiplied by the output unit 240 to output the command voltages V as_ref , V bs_ref , and V cs_ref .
  • the inverter control unit 200 synthesizes the three-phase pulse width modulation (PWM) voltage corresponding to the three-phase command voltage and outputs the final command voltage V abc_PWM .
  • the inverter unit 130 of the inverter 100 outputs three-phase AC output voltages V an , V bn , and V cn from the DC terminal voltage of the smoothing unit 120 to supply power to the induction motor 400
  • the three-phase AC output voltage is determined according to the on/off state of the switch of the inverter unit 130.
  • each phase is composed of two switches connected in series, and each phase operates independently of each other to generate an output voltage. At this time, the output voltages of each phase are controlled to have a phase difference of 120 degrees from each other.
  • the inverter 100 receiving AC power from the three-phase power source 300 as an energy source converts AC power into DC power through the rectifier 110.
  • the rectifier 110 is composed of a diode, and current always conducts in one direction.
  • the smoothing unit 120 is composed of a capacitor or a battery, and maintains a constant voltage.
  • the three-phase switch of the inverter unit 130 converts the DC voltage into an AC voltage, and controls the output voltage of the inverter 100 by turning the switch on and off.
  • the electric motor 400 functions as a load of the three-phase inverter 100.
  • the inverter control unit 200 determines the switching state of the inverter unit 130 so that the motor 400 rotates at the same speed as the command frequency.
  • the present invention is to solve the above problems, an inverter control device that receives electrical energy from the inverter from the kinetic energy of the motor through regenerative operation, and continuously operates the inverter and the motor even when the power supply is not normal. Is to provide.
  • control device of the present invention is a method of maintaining the DC end power of the inverter by using the kinetic energy of the load inertia during a power outage, and performs regenerative operation through appropriate operation frequency adjustment. Therefore, as the inertia is larger and the load is smaller, the DC link power supply can be stably maintained for a long time.
  • FIG. 5 is a block diagram of an inverter system according to an embodiment of the present invention.
  • the inverter control apparatus includes a command voltage generator 10 for supplying a command voltage to the inverter 1, and a speed estimating unit 20 for estimating the speed of the electric motor 2. ), may include a slip frequency generator 30 and a control unit 40.
  • the controller 40 may check the DC link voltage of the inverter 1 and, when the voltage falls below a predetermined level, transmit a flag for turning on the operation of the sleep frequency generator 30 to the sleep frequency generator 30.
  • the speed estimating unit 20 may estimate the speed of the rotor of the electric motor 2.
  • 6 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the speed estimation unit 20 of FIG. 5.
  • the speed estimation unit 20 uses the available inverter output voltage and current and the motor 2 nominal value to determine the rotational speed of the motor 2 Can be estimated.
  • the speed estimating unit 20 of the present invention includes an output power determining unit 21, a load torque determining unit 22, a slip frequency estimating unit 23, a speed determining unit 24, and a low frequency range. It may include a low pass filter (LPF) 25.
  • LPF low pass filter
  • the output power determination unit 21 considers the output voltage V v/f of the inverter 1, the output current corresponding to the torque of the inverter 1, the synchronous coordinate system q-axis current I qse of each reference, and the number of poles. ) Output power can be determined.
  • the load torque determination unit 22 may determine the load torque using the output power and the output frequency ⁇ v/f of the inverter 1.
  • the load torque output through the output power determination unit 21 and the load torque determination unit 22 is as shown in the following equation.
  • the slip frequency estimation unit 23 may estimate the slip frequency using the load torque, the rated slip frequency and the rated torque of the inverter 1.
  • the slip frequency estimated by the slip frequency estimation unit 24 is as shown in the following equation.
  • the speed determination unit 24 may estimate the speed of the motor 1 by using the difference between the estimated slip frequency and the output frequency of the inverter 1.
  • the estimated speed of the electric motor 1 is as follows.
  • the LPF 25 is disposed between the output terminal of the slip frequency estimation unit 23 and the input terminal of the speed determination unit 24 to perform low-band filtering, and the band to be filtered can be determined in consideration of system stability. will be.
  • the slip frequency generator 30 compares the DC link voltage command V * dc with the actual DC link voltage V dc when the DC link voltage is below a predetermined level under the control of the control unit 40 to calculate the DC link voltage. You can determine the slip frequency to keep it constant. Normally, the slip frequency is the difference between the inverter output frequency and the motor speed, and in an embodiment of the present invention, when the DC link voltage falls below a predetermined level, the slip frequency is determined as a negative number, so that the motor speed is determined to be greater than the inverter output frequency. I can.
  • FIG. 7 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the slip frequency generator of FIG. 5.
  • the slip frequency generator 30 of an embodiment of the present invention includes an energy determination unit 31, a power command determination unit 32, a torque command determination unit 33, and a slip frequency command generation unit. (34) can be included, and regenerative operation can be performed using the slip frequency.
  • the slip frequency can be calculated from the difference between the DC link voltage command and the electric energy corresponding to the actual DC link voltage.
  • the energy of the DC link capacitor is E
  • the DC link energy command is E *
  • the energy of the capacitor required for regenerative operation according to an embodiment of the present invention is E cap
  • the energy of the DC link capacitor and the regenerative operation are The energy of the capacitor required is each of the following equations, and the energy determination unit 31 may determine the energy of the capacitor required for the regenerative operation by equation (5).
  • C cap is the capacitance of the DC link capacitor
  • V * dc is the DC link voltage command
  • the power command determination unit 32 may determine the power command P * cap by receiving energy of the capacitor required for regenerative operation.
  • the power command determination unit 32 may be, for example, a proportional controller having a proportional control gain K p .
  • a proportional controller measures the output of an object to be controlled, compares it with a desired reference value or set value, calculates an error, and uses this error value to calculate a control value required for control. It performs a control action proportional to the size of the error value.
  • the power command determination unit 32 may be configured with another controller.
  • the torque command determination unit 33 may determine the torque command by using the speed estimated by the speed estimation unit 20.
  • T rated is the rated torque of the motor (2)
  • pole is the number of poles
  • P rated is the rated power of the motor (2)
  • ⁇ rated is the rated speed of the motor (2). Therefore, the torque command determination unit 33 may determine the torque command using Equation 7 above.
  • the slip frequency command determining unit 34 is the torque constant of the motor 2
  • the slip frequency can be calculated using.
  • the relationship between torque and slip frequency is as follows.
  • the slip frequency command determination unit 34 can determine the slip frequency command using the torque command and the torque constant.
  • T rated is the rated torque of the motor (2)
  • ⁇ sl_rated is the rated slip frequency of the motor (2).
  • the slip frequency command output from the slip frequency generator 30 is added to the estimated speed of the electric motor 2 output from the speed estimating section 20 and input to the command voltage generator 10.
  • the command voltage generator 10 is for controlling the output voltage of the inverter 1, and is capable of providing a combined voltage to the inverter 1 by determining the output voltage and the operating frequency of the inverter 1 from the command frequency. have.
  • the command voltage generator 10 performs the same function as the inverter control unit 200 of FIG. 2, and the operation of the command voltage generator 10 and the inverter 1 are as described with reference to FIG. 2. Therefore, a detailed description thereof will be omitted.
  • Equation 8 is a configuration diagram for explaining a control relationship between the electric motor 2 and the slip frequency generator 30 in FIG. At this time, the block diagram of the electric motor 2 is approximated through Equations 7 and 8.
  • the transfer function in the control configuration of FIG. 8 is as follows.
  • Equation 9 if the estimation of the speed and the torque constant is correct, it can be expressed as Equation 10.
  • the transfer function of the slip frequency generator 30 can be expressed in the form of a first-order low-pass filter as shown in Equation 10, and the bandwidth can be selected through the gain of the proportional controller which is the power command determination unit 32. There will be.
  • the control unit 40 continuously checks the DC link voltage and, when the DC link voltage falls below a predetermined level, provides a flag to turn on the slip frequency generator 30, Likewise, the kinetic energy of the motor 2 can be controlled to be backed up.
  • FIG. 9 is an exemplary diagram for explaining an inverter control method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is an exemplary diagram for explaining a voltage-current relationship according to a control operation in an embodiment of the present invention.
  • the control unit 40 continuously checks the DC link voltage of the inverter 1 (S90), and the DC link voltage of the inverter 1 is predetermined. It can be checked whether it is below the level (S91). If there is a fault in the input power, the DC link voltage decreases under the influence of the input power.
  • the level of the DC link voltage for the control unit 40 of the present invention to transmit the operation flag to the slip frequency generator 30 may be determined by the driver's setting.
  • the control unit 40 may transmit an operation flag that turns on the operation of the sleep frequency generator 30.
  • the control unit 40 when the input power is normal and the DC link voltage is maintained at a certain level, when the DC link voltage becomes less than or equal to a predetermined reference level 10A, the control unit 40 operates the slip frequency generator 30 The operation flag for turning on may be transmitted to the sleep frequency generator 30.
  • the reference level 10A may be, for example, 200V when using a commercial power supply of 220V.
  • the speed estimating unit 20 may continuously perform an operation to estimate the rotational speed of the rotor of the electric motor 2.
  • the slip frequency generator 30 may generate a slip frequency command using the energy of the DC link voltage.
  • a frequency command is generated by adding the slip frequency to the estimated speed (S95), and the command voltage generator 10 generates an output voltage of the inverter corresponding thereto, and can be provided to the inverter 1 (S96). .
  • the frequency command is generated by adding the slip frequency command to the estimated speed of the motor 2, and at this time, the inverter output frequency is lower than the motor speed. It operates at speed, and the magnitude of the output voltage can be determined from the relationship between voltage and frequency. That is, the output frequency of the inverter 1 is output at a speed lower than the speed of the motor 2, and the DC terminal voltage of the inverter 1 can be maintained at a constant level.
  • the control unit 40 transmits an operation flag for turning off the sleep frequency generator 30 to the sleep frequency generator 30, It will be possible to control the normal operation (S98). At this time, referring to FIG. 10, the control unit 40 may control the inverter output frequency to increase from the inverter output frequency during power recovery and recover the speed before the failure.
  • a regenerative operation is performed to convert the mechanical energy of the motor into the electrical energy of the inverter, thereby maintaining the DC link voltage constant and stopping the inverter. Without it, continuous operation is possible.

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Abstract

인버터 제어장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일실시예의 방법은, 전동기의 회전속도를 추정하고, 상기 전동기에 출력전압을 제공하는 인버터의 직류단 전압이 일정 레벨 이하인 경우, 상기 인버터의 직류단 캐패시터의 에너지와 직류단 에너지 지령을 이용하여 슬립주파수 지령을 결정하고, 상기 전동기의 회전속도와 상기 슬립주파수 지령을 더하여 결정한 주파수지령을 상기 인버터에 제공한다.

Description

인버터 제어장치 및 방법
본 발명은 인버터 제어장치 및 방법에 대한 것이다.
일반적으로 인버터는 전기적으로 직류(DC)를 교류(AC)로 변환하는 역변환 장치로써, 산업계에서 사용되는 인버터는 상용전원으로부터 공급된 전력을 입력받아 자체적으로 전압과 주파수를 가변하여 전동기에 공급함으로써 전동기 속도를 고효율로 이용하게 제어하는 일련의 장치로 정의된다. 이러한 인버터는, 가변전압 가변주파수(variable voltage variable frequency, VVVF) 방식에 의해 제어되며, 펄스폭변조(pulse width modulation, PWM) 출력 따라 전동기에 입력되는 전압과 주파수를 가변할 수 있다.
도 1은 일반적인 인버터의 구성도이다.
일반적으로, 인버터(100)는 3상의 교류전원을 인가받아, 정류부(110)가 이를 정류하고, 평활부(120)는 정류부(110)가 정류한 직류전압을 평활하여 저장한다. 인버터부(130)는 평활부(120)인 직류링크 커패시터에 저장된 직류전압을 PWM 제어신호에 따라 소정 전압 및 주파수를 가지는 교류전압을 출력하여, 이를 전동기에 제공한다.
보통, 정류부(110)는 수동소자인 다이오드로 구성되는데, 이러한 다이오드는 온/오프 제어가 불가능하며, 평활부(120)에 저장되는 직류단 전압에 대한 제어가 불가능하므로, 평활부(120)의 직류단 전압은 교류 입력전압에 의해 결정된다. 또한, 전력의 흐름은 계통의 교류전원에서 인버터(100)의 직류단 전압의 단방향으로 이루어지므로, 회생운전은 불가능하다. 따라서 종래의 인버터(100)의 경우 전원 및 부하상태에 따른 능동적인 동작이 어렵다.
이와 같이, 다이오드로 구성되는 정류부(110)를 사용하는 인버터(100)는 교류전원의 전압강하 또는 정전에 의해 직류단 전압을 안정적으로 유지하지 못하게 되므로, 인버터의 지속적인 운전이 불가하고, 인버터의 지속적인 운전이 어려운 경우, 인버터(100)의 재기동을 위해 상당한 시간이 요구되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 인버터의 전원공급이 정상적이지 않은 상태에서도 연속적인 인버터 운전을 가능하게 하는, 인버터 제어장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 인버터 제어장치는, 전동기의 회전속도를 추정하는 제1추정부; 상기 전동기에 출력전압을 제공하는 인버터의 직류단 전압이 일정 레벨 이하인 경우, 상기 인버터의 직류단 캐패시터의 에너지와 직류단 에너지 지령을 이용하여 슬립주파수 지령을 결정하는 제1결정부; 및 상기 전동기의 회전속도와 상기 슬립주파수 지령을 더하여 결정한 주파수지령을 상기 인버터에 제공하는 생성부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제1추정부는, 인버터 출력전압, 출력전류 및 전동기의 공칭값을 이용하여, 상기 전동기의 회전속도를 추정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제1추정부는, 인버터의 출력전압과 출력전류를 이용하여 출력전력을 결정하는 제2결정부; 상기 출력전력과 상기 인버터의 출력주파수를 이용하여 부하토크를 결정하는 제3결정부; 상기 부하토크, 상기 인버터의 정격 슬립주파수 및 정격토크를 이용하여 슬립주파수를 추정하는 제2추정부; 및 상기 제2추정부에 의해 추정된 슬립주파수와 상기 인버터의 출력주파수의 차를 이용하여 상기 전동기의 회전속도를 추정하는 제3추정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제1추정부는, 상기 제2추정부에 의해 추정된 슬립주파수의 저대역 필터링을 수행하는 저대역필터(LPF)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제1결정부는, 상기 인버터의 직류단 캐패시터의 에너지와 직류단 에너지 지령으로부터 필요 에너지를 결정하는 제4결정부; 상기 필요 에너지로부터 전력지령을 결정하는 제5결정부; 상기 전력지령 및 상기 전동기의 회전속도를 이용하여 토크지령을 결정하는 제6결정부; 및 상기 토크지령으로부터 토크상수를 이용하여 슬립주파수 지령을 결정하는 제7결정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제5결정부는, 비례제어기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 토크상수는, 상기 전동기의 정격토크와 상기 전동기의 정격 슬립주파수를 이용하여 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 생성부는, 상기 주파수지령으로부터 전압지령을 결정하여 상기 인버터에 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 인버터 제어장치는, 상기 인버터의 직류단 전압이 소정 레벨 이하인 경우, 상기 제1결정부에 동작플래그를 제공하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 인버터 제어방법은, 전동기의 회전속도를 추정하는 단계; 상기 전동기에 출력전압을 제공하는 인버터의 직류단 전압이 일정 레벨 이하인 경우, 상기 인버터의 직류단 캐패시터의 에너지와 직류단 에너지 지령을 이용하여 슬립주파수 지령을 결정하는 단계; 및 상기 전동기의 회전속도와 상기 슬립주파수 지령을 더하여 결정한 주파수지령을 상기 인버터에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 추정하는 단계는, 인버터의 출력전압과 출력전류를 이용하여 출력전력을 결정하는 단계; 상기 출력전력과 상기 인버터의 출력주파수를 이용하여 부하토크를 결정하는 단계; 상기 부하토크, 상기 인버터의 정격 슬립주파수 및 정격토크를 이용하여 슬립주파수를 추정하는 단계; 및 추정된 슬립주파수와 상기 인버터의 출력주파수의 차를 이용하여 상기 전동기의 회전속도를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 결정하는 단계는, 상기 인버터의 직류단 캐패시터의 에너지와 직류단 에너지 지령으로부터 필요 에너지를 결정하는 단계; 상기 필요 에너지로부터 전력지령을 결정하는 단계; 상기 전력지령 및 상기 전동기의 회전속도를 이용하여 토크지령을 결정하는 단계; 및 상기 토크지령으로부터 토크상수를 이용하여 슬립주파수 지령을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 입력전원의 고장이 발생하는 경우, 전동기의 기계적인 에너지를 인버터의 전기에너지로 변환하는 회생운전을 수행함으로써, 직류단 전압을 일정하게 유지하여, 인버터가 정지되는 일 없이 연속적인 운전이 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 인버터의 구성도이다.
도 2는 종래의 인버터 제어 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 도 2의 인버터 제어부의 상세 구성도이다.
도 4는 인버터 운전주파수와 인버터 출력전압의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예의 인버터 시스템의 구성도이다.
도 6은 도 5의 속도추정부의 일실시예 상세 구성도이다.
도 7은 도 5의 슬립주파수 발생부의 일실시예 상세 구성도이다.
도 8은 도 5에서 전동기와 슬립주파수 발생부의 제어관계를 설명하기 위한 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예의 인버터 제어방법을 설명하기 위한 일예시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예의 제어동작에 의한 전압전류 관계를 설명하기 위한 일예시도이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성요소는 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.
'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하에서는, 도 2 내지 도 4를 참조하여 종래의 인버터 제어시스템을 설명하고, 도 5 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일실시예의 인버터 제어장치 및 방법을 설명하기로 한다.
도 2는 종래의 인버터 제어 시스템을 설명하기 위한 구성도이고, 도 3은 도 2의 인버터 제어부(200)의 상세 구성도이다. 사용자가 지령주파수 ωref를 입력하면, 인버터 제어부(200)는 해당 지령주파수에 해당하는 지령전압을 합성하여 인버터부(130)로 출력한다.
도 3에서, 인버터 제어부(200)는 전압결정부(210), 적분부(220), 위상결정부(230) 및 출력부(240)를 포함한다.
전압결정부(210)는 인버터 운전주파수 ωV/f로부터 출력전압 VV/f의 크기를 결정할 수 있다. 인버터 운전주파수 ωV/f는 0부터 시작하여 지령주파수 ωref까지 도달하기까지의 전압을 나타낸다. 도 4는 인버터 운전주파수와 인버터 출력전압의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
인버터(100)의 초기기동시 인버터의 운전주파수 ωV/f는 0부터 증가하므로, 초기기동시에는 작은 전압을 출력하며, 주파수가 증가함에 따라 주파수에 비례한 크기의 전압을 출력하게 된다. 출력주파수가 목표주파수인 지령주파수 ωref에 도달하면, 더이상 주파수는 증가하지 않고 정속도 운전을 하게 된다.
즉, 전압결정부(210)는 도 4의 관계로부터 인버터 운전주파수 ωV/f로부터 출력전압 VV/f의 크기를 결정한다.
적분부(220)는 운전주파수 ωV/f를 적분하여 출력전압의 위상 θV/f를 결정하고, 삼각함수 출력부(230)에 의해 3상의 교류 정현파를 출력하게 된다. 출력부(240)에 의해 교류정현파와 출력전압이 곱하여져, 지령전압 Vas_ref, Vbs_ref, Vcs_ref이 출력된다.
즉, 인버터 제어부(200)는 3상의 지령전압에 해당하는 3상의 펄스폭 변조(pulse width modulation, PWM) 전압을 합성하여 최종 지령전압 Vabc_PWM을 출력한다. 도 2에서, 인버터(100)의 인버터부(130)는 평활부(120)의 직류단 전압으로부터 3상의 교류 출력전압 Van, Vbn, Vcn을 출력하여 유도전동기(400)에 전력을 공급하며, 3상 교류 출력전압은 인버터부(130)의 스위치의 온/오프 상태에 따라 결정된다. 인버터부(130)에서, 각 상은 2개의 스위치가 직렬연결되어 구성되며, 각 상은 서로 독립적으로 동작하여 출력전압을 생성한다. 이때 각 상의 출력전압은 서로 120도의 위상차를 가지도록 제어된다.
종래의 인버터 제어 시스템에서, 에너지원인 3상 전원(300)으로부터 교류전원을 수신한 인버터(100)는, 정류부(110)를 통해 교류전원을 직류전원으로 변환한다. 이때 정류부(110)는 다이오드로 구성되는 것으로서, 전류는 항상 단방향으로 도통한다.
평활부(120)는 커패시터 또는 배터리 등으로 구성되며, 일정한 전압을 유지한다. 인버터부(130)의 3상 스위치는 직류전압을 교류전압으로 변환하며, 스위치의 온오프에 의해 인버터(100)의 출력전압을 제어한다.
전동기(400)는 3상 인버터(100)의 부하로 기능한다. 인버터 제어부(200)는 지령주파수와 동일한 속도로 전동기(400)가 회전하도록 인버터부(130)의 스위칭 상태를 결정하게 된다.
이와 같은 종래의 인버터 제어 시스템에서, 정류부(110)가 수동소자인 다이오드로 구성되어 직류단 전압제어가 어렵고, 3상 전원이 순시정전 또는 전압강하 등 비정상 동작을 하는 경우 인버터(100)의 지속적인 운전이 불가능하며, 직류단 전압이 일정제어되지 못하여 인버터(100)에 고장이 발생하게 되는 문제점이 있다. 또한, 이러한 경우 인버터(100) 재기동을 위해 경우에 따라 상당한 시간이 요구되므로 큰 손실이 발생하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 전원상태에 관계없이 지속가능한 라이드 쓰루(ride through) 운전이 요구된다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 회생운전을 통해 전동기의 운동에너지로부터 인버터의 전기에너지를 공급받아, 전원공급이 정상적이지 않은 상태에서도 인버터 및 전동기의 운전을 지속적으로 수행하는 인버터 제어장치를 제공하는 것이다.
즉, 본 발명의 제어장치는, 정전시 부하관성의 운동에너지를 이용하여 인버터의 직류단 전원을 유지하는 방식으로서, 적절한 운전주파수 조정을 통해 회생운전을 수행하게 된다. 따라서, 관성이 크고 부하가 작을수록 긴 시간동안 직류단 전원을 안정적으로 유지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예의 인버터 시스템의 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 인버터 제어장치는, 인버터(1)에 지령전압을 공급하는 지령전압 발생부(10), 전동기(2)의 속도를 추정하는 속도추정부(20), 슬립주파수 발생부(30) 및 제어부(40)를 포함할 수 있다.
제어부(40)는 인버터(1)의 직류단 전압을 확인하여, 소정 레벨 이하가 되는 경우, 슬립주파수 발생기(30)의 동작을 온으로 하는 플래그를 슬립주파수 발생부(30)에 전송할 수 있다.
속도추정부(20)는 전동기(2)의 회전자의 속도를 추정할 수 있다. 도 6은 도 5의 속도추정부(20)의 일실시예 상세 구성도이다. 일반적인 전압/주파수 운전의 경우, 개루프(open loop) 제어를 수행하므로, 엔코더와 같은 속도측정 디바이스를 통한 속도정보의 사용이 어렵다. 따라서, 본 발명의 일실시예의 속도추정부(20)는 가용한 인버터 출력전압과 전류 및 전동기(2) 공칭값(nominal value)을 통해 전동기(2)의 회전속도
Figure PCTKR2019009778-appb-I000001
을 추정할 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 속도추정부(20)는, 출력전력 결정부(21), 부하토크 결정부(22), 슬립주파수 추정부(23), 속도결정부(24) 및 저역통과필터(low pass filter, LPF)(25)를 포함할 수 있다.
출력전력 결정부(21)는, 인버터(1)의 출력전압 Vv/f, 인버터(1)의 토크분 출력전류인 지령 각기준의 동기좌표계 q축 전류 Iqse 및 극수를 고려하여 인버터(1)의 출력전력을 결정할 수 있다.
또한, 부하토크 결정부(22)는, 출력전력과 인버터(1)의 출력주파수 ωv/f를 이용하여 부하토크를 결정할 수 있다.
출력전력 결정부(21)와 부하토크 결정부(22)를 통해 출력되는 부하토크는 아래의 수학식과 같다.
Figure PCTKR2019009778-appb-M000001
슬립주파수 추정부(23)는, 부하토크와 인버터(1)의 정격 슬립주파수 및 정격토크를 이용하여 슬립주파수를 추정할 수 있다. 슬립주파수 추정부(24)에 의해 추정되는 슬립주파수는 아래 수학식과 같다.
Figure PCTKR2019009778-appb-M000002
속도결정부(24)는 추정된 슬립주파수와 인버터(1)의 출력주파수의 차를 이용하여 전동기(1)의 속도를 추정할 수 있다. 추정된 전동기(1)의 속도는 아래 수학식과 같다.
Figure PCTKR2019009778-appb-M000003
이때 LPF(25)는 슬립주파수 추정부(23)의 출력단과 속도결정부(24)의 입력단 사이에 배치되어 저대역 필터링을 수행할 수 있으며, 시스템의 안정을 고려하여 필터링되는 대역이 결정될 수 있을 것이다.
도 5에서, 슬립주파수 발생부(30)는 제어부(40)의 제어에 따라 직류단 전압이 소정 레벨 이하인 경우, 직류단 전압지령 V* dc와 실제 직류단 전압 Vdc을 비교하여 직류단 전압을 일정하게 유지하기 위한 슬립주파수를 결정할 수 있다. 보통 슬립주파수는 인버터 출력주파수와 전동기 속도와의 차이로서, 본 발명의 일실시예에서 직류단 전압이 소정 레벨 이하가 되는 경우 슬립주파수를 음의 수로 결정함으로써 전동기 속도가 인버터 출력주파수보다 커지도록 결정될 수 있다.
도 7은 도 5의 슬립주파수 발생부의 일실시예 상세 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 슬립주파수 발생부(30)는, 에너지 결정부(31), 전력지령 결정부(32), 토크지령 결정부(33) 및 슬립주파수 지령 발생부(34)를 포함할 수 있으며, 슬립주파수를 이용하여 회생운전을 수행할 수 있다.
슬립주파수는 직류단 전압지령과 실제 직류단 전압에 해당하는 전기에너지의 차로부터 계산될 수 있다.
직류단 캐패시터의 에너지를 E라 하고, 직류단 에너지 지령을 E*라 하고, 본 발명의 일실시예에 의해 회생운전에 필요한 캐패시터의 에너지를 Ecap이라 하면, 직류단 캐패시터의 에너지와 회생운전에 필요한 캐패시터의 에너지는 각각 아래 수학식과 같으며, 에너지 결정부(31)는 회생운전에 필요한 캐패시터의 에너지를 수학식 5에 의해 결정할 수 있다.
Figure PCTKR2019009778-appb-M000004
Figure PCTKR2019009778-appb-M000005
이때, 위 식에서, Ccap은 직류단 커패시터의 커패시턴스이고, V* dc는 직류단 전압지령이다.
한편, 직류단 커패시터의 전력은 아래 수학식과 같다.
Figure PCTKR2019009778-appb-M000006
전력지령 결정부(32)는 회생운전에 필요한 캐패시터의 에너지를 수신하여, 전력지령 P* cap을 결정할 수 있다. 전력지령 결정부(32)는 예를 들어, 비례제어이득이 Kp인 비례제어기일 수 있다.
일반적으로 비례제어기는 제어하고자 하는 대상의 출력을 측정하여 이를 원하고자 하는 참조값 혹은 설정값과 비교하여 오차를 계산하고, 이 오차값을 이용하여 제어에 필요한 제어값을 계산하는 것으로서, 현재 상태에서의 오차값의 크기에 비례한 제어작용을 수행하는 것이다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 전력지령 결정부(32)가 다른 제어기로 구성될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다 할 것이다.
토크지령 결정부(33)는 속도추정부(20)에 의해 추정된 속도를 이용하여 토크지령을 결정할 수 있다.
전동기의 정격토크, 속도, 힘의 관계는 다음과 같다.
Figure PCTKR2019009778-appb-M000007
여기서 Trated는 전동기(2)의 정격토크, pole은 극수, Prated는 전동기(2)의 정격전력, ωrated는 전동기(2)의 정격속도이다. 따라서 토크지령 결정부(33)는 위 수학식 7을 이용하여 토크지령을 결정할 수 있을 것이다.
슬립주파수 지령 결정부(34)는 전동기(2)의 토크상수
Figure PCTKR2019009778-appb-I000002
를 이용하여 슬립주파수를 계산할 수 있다. 토크와 슬립주파수의 관계는 다음과 같다.
Figure PCTKR2019009778-appb-M000008
즉, 위 관계식을 이용하면, 슬립주파수 지령 결정부(34)는 토크지령과 토크상수를 이용하여 슬립주파수 지령을 결정할 수 있게 된다. 여기서 Trated는 전동기(2)의 정격토크이고, ωsl_rated는 전동기(2)의 정격 슬립주파수이다.
도 5에서, 슬립주파수 발생부(30)로부터 출력되는 슬립주파수 지령은, 속도추정부(20)로부터 출력되는 전동기(2)의 추정속도와 더하여져, 지령전압 발생부(10)로 입력된다.
지령전압 발생부(10)는, 인버터(1)의 출력전압을 제어하기 위한 것으로서, 지령주파수로부터, 인버터(1)의 출력전압과 운전주파수를 결정하여 인버터(1)에 합성전압을 제공할 수 있다.
지령전압 발생부(10)는 도 2의 인버터 제어부(200)와 동일한 기능을 수행하는 것으로서, 지령전압 발생부(10)의 동작 및 인버터(1)의 동작에 대해서는 도 2를 참조하여 설명한 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8은 도 5에서 전동기(2)와 슬립주파수 발생부(30)의 제어관계를 설명하기 위한 구성도이다. 이때, 전동기(2)에 대한 블럭도는, 수학식 7과 수학식 8을 통해 근사화한 것이다.
도 8의 제어구성에서의 전달함수는 아래 수학식과 같다.
Figure PCTKR2019009778-appb-M000009
이때,
Figure PCTKR2019009778-appb-I000003
는 전력지령 결정부(32)인 비례제어기의 이득이고,
Figure PCTKR2019009778-appb-I000004
과
Figure PCTKR2019009778-appb-I000005
는 각각 계산된 전동기의 속도와 토크상수이다. 이때
Figure PCTKR2019009778-appb-I000006
는 도 5의 속도추정부(20)로부터 결정되는 것이다.
수학식 9에서, 속도와 토크상수의 추정이 정확하면, 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2019009778-appb-M000010
즉, 슬립주파수 발생부(30)의 전달함수는, 수학식 10과 같이 1차 저역통과필터의 형태로 나타낼 수 있으며, 대역폭은 전력지령 결정부(32)인 비례제어기의 이득을 통해 선정할 수 있게 된다.
본 발명의 일실시예의 제어부(40)는 직류단 전압을 지속적으로 확인하고, 직류단 전압이 소정 레벨 이하가 되는 경우, 슬립주파수 발생부(30)를 온으로 하는 플래그를 제공함으로써, 도 8과 같이 전동기(2)의 운동에너지가 백업되도록 제어할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예의 인버터 제어방법을 설명하기 위한 일예시도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예의 제어동작에 의한 전압전류 관계를 설명하기 위한 일예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 제어방법에서, 제어부(40)는, 인버터(1)의 직류단 전압을 지속적으로 확인하고(S90), 인버터(1)의 직류단 전압이 소정 레벨 이하가 되는지 확인할 수 있다(S91). 입력전원에 고장이 있는 경우, 직류단 전압은 입력전원의 영향으로 감소하게 된다.
본 발명의 제어부(40)가 슬립주파수 발생부(30)에 동작플래그를 전송하기 위한 직류단 전압의 레벨은, 운전자의 설정에 의해 결정될 수 있을 것이다.
제어부(40)가 인버터(1)의 직류단 전압이 소정 레벨 이하가 되는 것으로 판정한 경우에는, 제어부(40)는 슬립주파수 발생부(30)의 동작을 온으로 하는 동작플래그를 전송할 수 있다. 도 10에서, 입력전원이 정상이고, 직류단 전압이 일정 레벨을 유지하는 중, 직류단 전압이 소정의 기준레벨(10A) 이하가 되면, 제어부(40)는 슬립주파수 발생부(30)의 동작을 온으로 하는 동작플래그를 슬립주파수 발생부(30)로 전송할 수 있다. 이때, 기준레벨(10A)은, 220V의 상용전원을 사용하는 경우, 예를 들어 200V일 수 있다.
이 경우에도, 속도추정부(20)는 계속적으로 동작을 수행하여, 전동기(2)의 회전자의 회전속도를 추정하고 있을 수 있다.
이후, 속도추정부(20)가 전동기(2)의 속도를 추정하면(S93), 슬립주파수 발생부(30)는 직류단 전압의 에너지를 이용하여 슬립주파수 지령을 생성할 수 있다.
이후, 추정된 속도에 슬립주파수를 더하여 주파수지령을 생성하고(S95), 지령전압 발생부(10)가 이에 해당하는 인버터의 출력전압을 생성하여, 인버터(1)에 제공할 수 있다(S96).
도 10을 참조로 하면, 직류단 전압이 기준레벨(10A)보다 작은 경우, 전동기(2)의 추정된 속도에 슬립주파수 지령을 더하여 주파수지령을 생성하게 되며, 이때 인버터 출력주파수는 전동기 속도보다 낮은 속도로 운전하며, 출력전압의 크기는 전압과 주파수의 관계로부터 결정될 수 있다. 즉, 인버터(1)의 출력주파수는 전동기(2)의 속도보다 낮은 속도로 출력되고, 인버터(1)의 직류단 전압은 일정한 크기로 유지될 수 있다.
이후, 제어부(40)는, 직류단 전압이 소정 크기로 복구되면(Trecovery)(S97), 슬립주파수 발생부(30)를 오프로 하는 동작플래그를 슬립주파수 발생부(30)로 전송하고, 정상운전이 되도록 제어할 수 있을 것이다(S98). 이때, 도 10을 참조로 하면, 인버터 출력주파수는 복전시 인버터 출력주파수로부터 상승하여 고장 이전의 속도를 회복하도록 제어부(40)는 제어할 수 있을 것이다.
이와 같이, 본 발명에 의하면, 입력전원의 고장이 발생하는 경우, 전동기의 기계적인 에너지를 인버터의 전기에너지로 변환하는 회생운전을 수행함으로써, 직류단 전압을 일정하게 유지하여, 인버터가 정지되는 일 없이 연속적인 운전이 가능하다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 전동기의 회전속도를 추정하는 제1추정부;
    상기 전동기에 출력전압을 제공하는 인버터의 직류단 전압이 일정 레벨 이하인 경우, 상기 인버터의 직류단 캐패시터의 에너지와 직류단 에너지 지령을 이용하여 슬립주파수 지령을 결정하는 제1결정부; 및
    상기 전동기의 회전속도와 상기 슬립주파수 지령을 더하여 결정한 주파수지령을 상기 인버터에 제공하는 생성부를 포함하는 인버터 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1추정부는,
    인버터 출력전압, 출력전류 및 전동기의 공칭값을 이용하여, 상기 전동기의 회전속도를 추정하는 인버터 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1추정부는,
    인버터의 출력전압과 출력전류를 이용하여 출력전력을 결정하는 제2결정부;
    상기 출력전력과 상기 인버터의 출력주파수를 이용하여 부하토크를 결정하는 제3결정부;
    상기 부하토크, 상기 인버터의 정격 슬립주파수 및 정격토크를 이용하여 슬립주파수를 추정하는 제2추정부; 및
    상기 제2추정부에 의해 추정된 슬립주파수와 상기 인버터의 출력주파수의 차를 이용하여 상기 전동기의 회전속도를 추정하는 제3추정부를 포함하는 인버터 제어장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1추정부는,
    상기 제2추정부에 의해 추정된 슬립주파수의 저대역 필터링을 수행하는 저대역필터(LPF)를 더 포함하는 인버터 제어장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1결정부는,
    상기 인버터의 직류단 캐패시터의 에너지와 직류단 에너지 지령으로부터 필요 에너지를 결정하는 제4결정부;
    상기 필요 에너지로부터 전력지령을 결정하는 제5결정부;
    상기 전력지령 및 상기 전동기의 회전속도를 이용하여 토크지령을 결정하는 제6결정부; 및
    상기 토크지령으로부터 토크상수를 이용하여 슬립주파수 지령을 결정하는 제7결정부를 포함하는 인버터 제어장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제5결정부는, 비례제어기를 포함하는 인버터 제어장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 토크상수는, 상기 전동기의 정격토크와 상기 전동기의 정격 슬립주파수를 이용하여 결정하는 인버터 제어장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 생성부는,
    상기 주파수지령으로부터 전압지령을 결정하여 상기 인버터에 제공하는 인버터 제어장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인버터의 직류단 전압이 소정 레벨 이하인 경우, 상기 제1결정부에 동작플래그를 제공하는 제어부를 더 포함하는 인버터 제어장치.
  10. 전동기의 회전속도를 추정하는 단계;
    상기 전동기에 출력전압을 제공하는 인버터의 직류단 전압이 일정 레벨 이하인 경우, 상기 인버터의 직류단 캐패시터의 에너지와 직류단 에너지 지령을 이용하여 슬립주파수 지령을 결정하는 단계; 및
    상기 전동기의 회전속도와 상기 슬립주파수 지령을 더하여 결정한 주파수지령을 상기 인버터에 제공하는 단계를 포함하는 인버터 제어방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 추정하는 단계는,
    인버터의 출력전압과 출력전류를 이용하여 출력전력을 결정하는 단계;
    상기 출력전력과 상기 인버터의 출력주파수를 이용하여 부하토크를 결정하는 단계;
    상기 부하토크, 상기 인버터의 정격 슬립주파수 및 정격토크를 이용하여 슬립주파수를 추정하는 단계; 및
    추정된 슬립주파수와 상기 인버터의 출력주파수의 차를 이용하여 상기 전동기의 회전속도를 추정하는 단계를 포함하는 인버터 제어방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 결정하는 단계는,
    상기 인버터의 직류단 캐패시터의 에너지와 직류단 에너지 지령으로부터 필요 에너지를 결정하는 단계;
    상기 필요 에너지로부터 전력지령을 결정하는 단계;
    상기 전력지령 및 상기 전동기의 회전속도를 이용하여 토크지령을 결정하는 단계; 및
    상기 토크지령으로부터 토크상수를 이용하여 슬립주파수 지령을 결정하는 단계를 포함하는 인버터 제어방법.
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