KR102313302B1 - Motor driving device and air conditioner including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치는, 입력 교류 전원을 정류하는 정류부와, 정류부로부터 정류된 전원을 승압하여 출력하는 부스트 컨버터와, 부스트 컨버터로부터의 맥동하는 dc 단 전압을 저장하는 커패시터와, 모터에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부와, 커패시터 양단의 맥동 dc단 전압을 검출하는 dc 단 전압 검출부와, 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 맥동 dc단 전압을 이용하여, 변환된 교류 전원을 모터로 출력하는 인버터와, 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치, 및 출력 전류에 기초하여, 인버터를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 부스트 컨버터와 저용량의 커패시터를 사용하는 모터 구동 장치에서 모터 구동시의 운전 효율을 향상시킬 수 있게 된다.The present invention relates to a motor driving device and an air conditioner having the same. A motor driving device according to an embodiment of the present invention includes a rectifying unit for rectifying an input AC power, a boost converter for boosting and outputting the power rectified from the rectifying unit, and a capacitor for storing the pulsating dc terminal voltage from the boost converter; An output current detector for detecting an output current flowing through the motor, a dc voltage detector for detecting a pulsating dc end voltage across the capacitor, and a plurality of switching elements, using the pulsating dc end voltage, converts AC power It includes an inverter that outputs to the motor, and a control unit that controls the inverter based on the detected instantaneous value of the detected pulsating dc terminal voltage and the output current. Accordingly, in the motor driving apparatus using the boost converter and the low-capacitance capacitor, it is possible to improve the driving efficiency at the time of driving the motor.
Description
본 발명은 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 부스트 컨버터와 저용량의 커패시터를 사용하는 모터 구동 장치에서 모터 구동시의 운전 효율을 향상시킬 수 있는 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것이다.The present invention relates to a motor driving device and an air conditioner having the same, and more particularly, to a motor driving device capable of improving driving efficiency when driving a motor in a motor driving device using a boost converter and a low-capacitance capacitor, and the same. It relates to an air conditioner provided.
공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여, 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로서 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다. 일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다. The air conditioner is installed to provide a more comfortable indoor environment to humans by discharging hot and cold air into the room to create a comfortable indoor environment, controlling the indoor temperature, and purifying the indoor air. In general, an air conditioner includes an indoor unit configured as a heat exchanger and installed indoors, and an outdoor unit configured as a compressor and a heat exchanger and supplying a refrigerant to the indoor unit.
본 발명의 목적은, 부스트 컨버터와 저용량의 커패시터를 사용하는 모터 구동 장치에서 모터 구동시의 운전 효율을 향상시킬 수 있는 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a motor driving device capable of improving operating efficiency when driving a motor in a motor driving device using a boost converter and a low-capacitance capacitor, and an air conditioner having the same.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동장치는, 입력 교류 전원을 정류하는 정류부와, 정류부로부터 정류된 전원을 승압하여 출력하는 부스트 컨버터와, 부스트 컨버터로부터의 맥동하는 dc 단 전압을 저장하는 커패시터와, 모터에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부와, 커패시터 양단의 맥동 dc단 전압을 검출하는 dc 단 전압 검출부와, 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 맥동 dc단 전압을 이용하여, 변환된 교류 전원을 모터로 출력하는 인버터와, 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치, 및 출력 전류에 기초하여, 인버터를 제어하는 제어부를 포함한다.A motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a rectifying unit for rectifying an input AC power, a boost converter for boosting and outputting the power rectified from the rectifying unit, and a pulsating dc stage from the boost converter A capacitor for storing a voltage, an output current detector for detecting an output current flowing through the motor, a dc end voltage detector for detecting a pulsating dc end voltage across the capacitor, and a plurality of switching elements, using the pulsating dc end voltage Accordingly, the inverter includes an inverter for outputting the converted AC power to the motor, and a controller for controlling the inverter based on the detected instantaneous value of the detected pulsating dc terminal voltage and the output current.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터 구동장치는, 정류부로부터 정류된 전원을 승압하여 출력하는 부스트 컨버터와, 부스트 컨버터로부터의 맥동하는 dc 단 전압을 저장하는 커패시터와, 커패시터 양단의 맥동 dc단 전압을 검출하는 dc 단 전압 검출부와, 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 맥동 dc단 전압을 이용하여, 변환된 교류 전원을 모터로 출력하는 인버터와, 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치에 비례하는 전류 지령치를 생성하고, 전류 지령치에 기초하여, 인버터 제어를 위한 인버터 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함한다.On the other hand, a motor driving apparatus according to another embodiment of the present invention for achieving the above object includes: a boost converter for boosting and outputting power rectified from a rectifier; and a capacitor for storing the pulsating dc voltage from the boost converter; An inverter including a dc terminal voltage detection unit detecting a pulsating dc terminal voltage across the capacitor, a plurality of switching elements, and outputting the converted AC power to the motor using the pulsating dc terminal voltage; and a control unit for generating a current command value proportional to an instantaneous value of , and generating an inverter switching control signal for inverter control based on the current command value.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 상술한 다양한 실시예에 따른 모터 구동 장치를 포함한다.Meanwhile, an air conditioner according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes the motor driving device according to the various embodiments described above.
본 발명의 일실시예에 따르면, 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기는, 입력 교류 전원을 정류하는 정류부와, 정류부로부터 정류된 전원을 승압하여 출력하는 부스트 컨버터와, 부스트 컨버터로부터의 맥동하는 dc 단 전압을 저장하는 커패시터와, 모터에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부와, 커패시터 양단의 맥동 dc단 전압을 검출하는 dc 단 전압 검출부와, 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 맥동 dc단 전압을 이용하여, 변환된 교류 전원을 모터로 출력하는 인버터와, 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치, 및 출력 전류에 기초하여, 인버터를 제어하는 제어부를 포함함으로써, 부스트 컨버터와 저용량의 커패시터를 사용하는 모터 구동 장치에서, 맥동하는 커패시터 양단의 전압에도 불구하고, 부하에 대한 운전 가능 범위가 확대되게 된다. 따라서, 모터 구동 장치의 운전 효율이 향상되게 된다.According to an embodiment of the present invention, a motor driving device and an air conditioner having the same include a rectifier for rectifying input AC power, a boost converter for boosting and outputting the power rectified from the rectifier, and pulsating dc from the boost converter. A capacitor for storing the short voltage, an output current detecting unit for detecting an output current flowing through the motor, a dc short voltage detecting unit detecting a pulsating dc end voltage across the capacitor, and a plurality of switching elements, wherein the pulsating dc end voltage is provided By using an inverter that outputs the converted AC power to the motor, and a control unit that controls the inverter based on the detected instantaneous value of the detected pulsating dc terminal voltage, and the output current, a boost converter and a low-capacitance capacitor are included. In a motor drive device, in spite of the voltage across the pulsating capacitor, the operable range for the load is extended. Accordingly, the operating efficiency of the motor driving device is improved.
특히, 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치에 비례하는 전류 지령치를 생성하고, 전류 지령치에 기초하여, 인버터 제어를 위한 인버터 스위칭 제어 신호를 생성함으로써, 인버터의 전압 이용율을 향상시킬 수 있게 된다.In particular, by generating a current command value proportional to the instantaneous value of the detected pulsating dc terminal voltage, and generating an inverter switching control signal for inverter control based on the current command value, it is possible to improve the voltage utilization rate of the inverter.
한편, 맥동하는 dc단 전압의 크기가 모터 목표 전압 보다 작은 경우, 과변조 운전 또는 약계자 운전이 수행되지 않도록 제어함으로써, 모터의 제어 불능 또는 정지를 예방할 수 있게 되어, 모터의 안정적인 구동이 가능하게 된다.On the other hand, when the magnitude of the pulsating dc voltage is smaller than the target voltage of the motor, by controlling the over-modulation operation or the field-weakening operation not to be performed, it is possible to prevent the inability to control or stop the motor, thereby enabling the stable driving of the motor. do.
한편, 모터에서 유발되는 역기전력에 따라, dc단 전압 쉐이핑 파형을 가변함으로써, 모터 구동시의 운전 효율을 향상시킬 수 있게 된다.On the other hand, by varying the dc terminal voltage shaping waveform according to the back electromotive force induced by the motor, it is possible to improve the driving efficiency at the time of driving the motor.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기는, 정류부로부터 정류된 전원을 승압하여 출력하는 부스트 컨버터와, 부스트 컨버터로부터의 맥동하는 dc 단 전압을 저장하는 커패시터와, 커패시터 양단의 맥동 dc단 전압을 검출하는 dc 단 전압 검출부와, 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 맥동 dc단 전압을 이용하여, 변환된 교류 전원을 모터로 출력하는 인버터와, 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치에 비례하는 전류 지령치를 생성하고, 전류 지령치에 기초하여, 인버터 제어를 위한 인버터 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함함으로써, 부스트 컨버터와 저용량의 커패시터를 사용하는 모터 구동 장치에서, 맥동하는 커패시터 양단의 전압에도 불구하고, 부하에 대한 운전 가능 범위가 확대되게 된다. 따라서, 모터 구동 장치의 운전 효율이 향상되게 된다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, a motor driving device and an air conditioner having the same include a boost converter that boosts and outputs power rectified from a rectifier, and a capacitor that stores a pulsating dc terminal voltage from the boost converter; , A dc terminal voltage detection unit for detecting the pulsating dc terminal voltage across the capacitor, an inverter having a plurality of switching elements, and outputting the converted AC power to the motor by using the pulsating dc terminal voltage, and the detected pulsating dc terminal In a motor driving apparatus using a boost converter and a low-capacitance capacitor, the pulsation circuit includes a control unit that generates a current command value proportional to the instantaneous value of the voltage and generates an inverter switching control signal for inverter control based on the current command value. Despite the voltage across the capacitor, the operable range for the load is expanded. Accordingly, the operating efficiency of the motor driving device is improved.
또한, 부스트 컨버터에 의해 승압된 전압을 인버터가 사용함으로써, 모터 구동시의 토크 리플이 저감되게 된다.In addition, by using the voltage boosted by the boost converter by the inverter, the torque ripple at the time of driving the motor is reduced.
또한, 부스트 컨버터를 사용함으로써, 역률 개선 효과가 발생하게 된다. In addition, by using the boost converter, a power factor improvement effect occurs.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 3은 도 1의 실외기 내의 압축기 모터 구동장치의 블록도이다.
도 4는 도 3의 모터 구동장치의 회로도의 일예이다.
도 5a 내지 도 6b는 도 4의 모터 구동 장치의 설명에 참조되는 도면이다.
도 7은 도 4의 컨버터 제어부의 내부 블록도의 일예이다.
도 8은 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도의 일예이다.
도 9 내지 도 11c는 도 8의 인버터 제어부의 동작에 참조되는 도면이다.1 is a diagram illustrating the configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of an outdoor unit and an indoor unit of FIG. 1 .
FIG. 3 is a block diagram of a compressor motor driving device in the outdoor unit of FIG. 1 .
FIG. 4 is an example of a circuit diagram of the motor driving apparatus of FIG. 3 .
5A to 6B are diagrams referenced in the description of the motor driving apparatus of FIG. 4 .
FIG. 7 is an example of an internal block diagram of the converter control unit of FIG. 4 .
FIG. 8 is an example of an internal block diagram of the inverter control unit of FIG. 4 .
9 to 11C are diagrams with reference to the operation of the inverter control unit of FIG. 8 .
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffixes "module" and "part" for the components used in the following description are given simply in consideration of the ease of writing the present specification, and do not give a particularly important meaning or role by themselves. Accordingly, the terms “module” and “unit” may be used interchangeably.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다. 1 is a diagram illustrating the configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 공기조화기(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 실내기(31), 실내기(31)에 연결되는 실외기(21)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1 , the
공기조화기의 실내기(31)는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 도면에서는, 스탠드형 실내기(31)를 예시한다.The
한편, 공기조화기(100)는 환기장치, 공기청정장치, 가습장치 및 히터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 실내기 및 실외기의 동작에 연동하여 동작할 수 있다. Meanwhile, the
실외기(21)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(미도시)와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기(미도시)와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(미도시)와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(미도시)를 포함한다. 또한, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함하나, 그 구성에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다. The
실외기(21)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(31)로 냉매를 공급한다. 실외기(21)는 원격제어기(미도시) 또는 실내기(31)의 요구(demand)에 의해 구동될 수 있다. 이때, 구동되는 실내기에 대응하여 냉/난방 용량이 가변 됨에 따라 실외기의 작동 개수 및 실외기에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변되는 것도 가능하다. The
이때, 실외기(21)는, 연결된 실내기(310)로 압축된 냉매를 공급한다. At this time, the
실내기(31)는, 실외기(21)로부터 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출한다. 실내기(31)는 실내 열교환기(미도시)와, 실내기팬(미도시), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시), 다수의 센서(미도시)를 포함한다.The
이때, 실외기(21) 및 실내기(31)는 통신선으로 연결되어 상호 데이터를 송수신하며, 실외기 및 실내기는 원격제어기(미도시)와 유선 또는 무선으로 연결되어 원격제어기(미도시)의 제어에 따라 동작할 수 있다. At this time, the
리모컨(미도시)는 실내기(31)에 연결되어, 실내기로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때 리모컨은 실내기와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다. A remote controller (not shown) may be connected to the
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.FIG. 2 is a schematic diagram of an outdoor unit and an indoor unit of FIG. 1 .
도면을 참조하여 설명하면, 공기조화기(100)는, 크게 실내기(31)와 실외기(21)로 구분된다. Referring to the drawings, the
실외기(21)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(102)와, 압축기를 구동하는 압축기용 전동기(102b)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(104)와, 실외 열교환기(104)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(105a)과 실외팬(105a)을 회전시키는 전동기(105b)로 이루어진 실외 송풍기(105)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구(106)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(110)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(103) 등을 포함한다. The
실내기(31)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(109)와, 실내측 열교환기(109)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(109a)과 실내팬(109a)을 회전시키는 전동기(109b)로 이루어진 실내 송풍기(109) 등을 포함한다. The
실내측 열교환기(109)는 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(102)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.At least one
또한, 공기조화기(100)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.In addition, the
도 1의 실외기(21) 내의 압축기(102)는, 압축기 모터(250)를 구동하는 압축기 모터 구동장치(도 3의 200)에 의해 구동될 수 있다. The
도 3은 도 1의 실외기 내의 압축기 모터 구동장치의 블록도이고, 도 4는 도 3의 모터 구동장치의 회로도의 일예이다.FIG. 3 is a block diagram of a compressor motor driving device in the outdoor unit of FIG. 1 , and FIG. 4 is an example of a circuit diagram of the motor driving device of FIG. 3 .
도면을 참조하면, 압축기 모터 구동장치(200)는, 압축기 모터(250)에 삼상 교류 전류를 출력하는 인버터(220)와, 인버터(220)를 제어하는 인버터 제어부(230)와, 인버터(220)에 직류 전원을 공급하는 컨버터(210), 컨버터(210)를 제어하는 컨버터 제어부(215), 컨버터(210)와 인버터(220) 사이의 dc단 커패시터(C)를 포함할 수 있다. 한편, 압축기 모터 구동장치(200)는, dc단 전압 검출부(B), 입력 전압 검출부(A), 입력 전류 검출부(D), 출력 전류 검출부(E)를 더 포함할 수 있다. Referring to the drawings, the compressor
모터 구동장치(200)는, 계통으로부터의 교류 전원을 공급받아, 전력 변환하여, 모터(250)에 변환된 전력을 공급한다. 이에 따라, 모터 구동장치(200)는, 전력변환장치라고도 할 수 있다.The
한편, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치는, 수십 μF 이하의 저용량의 dc단 커패시터(C)를 사용하는 것으로 한다. 예를 들어, 저용량의 dc단 커패시터(C)는, 전해 커패시터가 아닌, 필름 커패시터를 포함할 수 있다.On the other hand, in the motor driving apparatus according to the embodiment of the present invention, it is assumed that a low-capacity dc terminal capacitor C of several tens of μF or less is used. For example, the low-capacity dc terminal capacitor C may include a film capacitor, not an electrolytic capacitor.
저용량의 커패시터를 사용하는 경우, dc단 전압의 변화가 커져, 맥동하게되며, 평활 동작이 거의 수행되지 않게 된다.When a low-capacity capacitor is used, the change in the dc terminal voltage becomes large, pulsating, and the smoothing operation is hardly performed.
이러한, 수십 μF 이하의 저용량의 dc단 커패시터(C)를 구비하는 모터 구동 장치를, 커패시터리스(capacitorless) 기반의 모터 구동장치라 할 수 있다. A motor driving device having such a low-capacity dc terminal capacitor C of several tens of μF or less may be referred to as a capacitorless-based motor driving device.
본 명세서에서는, 저용량의 dc단 커패시터(C)를 구비하는 모터 구동 장치(200)를 중심으로 기술한다.In this specification, the
컨버터(210)는, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환한다. 컨버터(210)는, 정류부(410)와 부스트 컨버터(420)를 포함하는 개념일 수 있다. 한편, 입력 교류 전원에 기초한 입력 전력은, Pgrid로 명명할 수 있다.The
정류부(410)는, 단상 교류 전원(201)을 입력받아 정류하여 정류된 전원을 출력한다.The rectifying
이를 위해, 정류부(410)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 다이오드 소자(Da,Db) 및 하암 다이오드 소자(D'a,D'b)가 한 쌍이 되며, 총 두 쌍의 상,하암 다이오드 소자가 서로 병렬(Da&D'a,Db&D'b)로 연결되는 것을 예시한다. 즉, 브릿지 형태로 서로 접속될 수 있다.To this end, in the
부스트 컨버터(420)는, 정류부(410)와 인버터(220) 사이에, 서로 직렬 접속되는 인덕터(L1)와 다이오드(D1), 인덕터(L1)와 다이오드(D1) 사이에 접속되는 스위칭 소자(S1)를 구비한다. 이러한 스위칭 소자(S1)의 온에 의해, 인덕터(L1)에 에너지가 저장되다가, 스위칭 소자(S1)의 오프에 의해, 인덕터(L1)에 저장된 에너지가 다이오드(D1)를 거쳐, 출력될 수 있다.The
특히, 저용량의 dc 단 커패시터(C)를 사용하는 모터 구동장치(200)에 있어, 부스트 컨버터(420)로부터, 일정 전압이 승압된, 즉 오프셋된, 전압이 출력될 수 있다.In particular, in the
컨버터 제어부(215)는, 부스트 컨버터(420) 내의 스위칭 소자(S1)의 턴 온 타이밍을 제어할 수 있다. 이에 따라, 스위칭 소자(S1)의 턴 온 타이밍을 위한 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc)를 출력할 수 있다.The
이를 위해, 컨버터 제어부(215)는, 입력 전압 검출부(A)와 입력 전류 검출부(B)로부터 각각, 입력 전압(Vs)과, 입력 전류(Is)를 수신할 수 있다.To this end, the
입력 전압 검출부(A)는, 입력 교류 전원(201)으로부터의 입력 전압(Vs)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 정류부(410) 전단에, 위치할 수 있다.The input voltage detection unit A can detect the input voltage Vs from the input
입력 전압 검출부(A)는, 전압 검출을 위해, 저항 소자, OP AMP 등을 포함할 수 있다. 검출된 입력 전압(Vs)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc)의 생성을 위해, 컨버터 제어부(215)에 인가될 수 있다. The input voltage detection unit A may include a resistance element, an OP AMP, and the like for voltage detection. The detected input voltage Vs is a discrete signal in the form of a pulse, and may be applied to the
한편, 입력 전압 검출부(A)에 의해, 입력 전압의 제로 크로싱 지점도 검출할 수 있게 된다.On the other hand, the zero crossing point of the input voltage can also be detected by the input voltage detection unit A.
다음, 입력 전류 검출부(D)는, 입력 교류 전원(201)으로부터의 입력 전류(Is)를 검출할 수 있다. 구체적으로, 정류부(410) 전단에, 위치할 수 있다.Next, the input current detection unit D may detect the input current Is from the input
입력 전류 검출부(D)는, 전류 검출을 위해, 전류센서, CT(current trnasformer), 션트 저항 등을 포함할 수 있다. 검출된 입력 전압(Is)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc)의 생성을 위해, 컨버터 제어부(215)에 인가될 수 있다. The input current detection unit D may include a current sensor, a current transformer (CT), a shunt resistor, and the like for current detection. The detected input voltage Is may be applied to the
dc 전압 검출부(B)는 dc 단 커패시터(C)의 맥동하는 전압(Vdc)을 검출한다. 전원 검출을 위해, 저항 소자, OP AMP 등이 사용될 수 있다. 검출된 dc 단 커패시터(C)의 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(230)에 인가될 수 있으며, dc 단 커패시터(C)의 직류 전압(Vdc)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성될 수 있다. The dc voltage detection unit B detects the pulsating voltage Vdc of the dc terminal capacitor C. For power detection, a resistive element, an OP AMP, or the like may be used. The detected voltage Vdc of the dc stage capacitor C is a discrete signal in the form of a pulse, and may be applied to the
한편, 도면과 달리, 검출되는 dc 전압은, 컨버터 제어부(215)에 인가되어, 컨버터 스위칭 제어신호(Scc)가 생성에 사용될 수도 있다. Meanwhile, unlike the drawing, the detected dc voltage may be applied to the
인버터(220)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원으로 변환하여, 삼상 모터(250)에 출력할 수 있다. The
이에 따라, 인버터(220)는, 부하인 모터(250)로, 인버터 전력(Pinv)을 공급할 수 있다. 이때의 인버터 전력(Pinv)은, 부하인 모터(250)에서 필요한 전력으로서, 필요한 목표 전력에 추종할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서는, 인버터 전력(Pinv)을 부하에서 필요한 목표 전력과 동일한 개념으로 기술할 수도 있다.Accordingly, the
구체적으로, 인버터(220)는, 복수의 스위칭 소자를 구비할 수 있다. 예를 들어, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b,Sc&S'c)로 연결될 수 있다. 그리고, 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결될 수 있다. Specifically, the
인버터 제어부(230)는, 인버터(220)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(220)에 출력할 수 있다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 모터(250)에 흐르는 출력 전류(io) 및 dc단 커패시터 양단인 dc 단 전압(Vdc)에 기초하여, 생성되어 출력될 수 있다. 이때의 출력 전류(io)는, 출력전류 검출부(E)로부터 검출될 수 있으며, dc 단 전압(Vdc)은 dc 단 전압 검출부(B)로부터 검출될 수 있다.The
출력전류 검출부(E)는, 인버터(420)와 모터(250) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출할 수 있다. 즉, 모터(250)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력전류 검출부(E)는 각 상의 출력 전류(ia,ib,ic)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다.The output current detection unit E may detect the output current i o flowing between the
출력전류 검출부(E)는 인버터(220)와 모터(250) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. The output current detection unit E may be located between the
한편, 인버터 제어부(230)는, 토크 지령 생성부(도 8의 510), 전류 지령 생성부(도 8의 530), 전압 지령 생성부(도 8의 540), 및 스위칭 제어신호 출력부(도 8의 560)를 포함할 수 있다. 그 밖에, 전력 지령 생성부(도 8의 520), 전력 제어기(도 8의 525), Vdc 전압 파형 검출부(도 8의 535)를 더 구비할 수 있다. 이에 대해서는, 도 8 이하를 참조하여 보다 상세히 기술한다.Meanwhile, the
출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는, 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 인버터(220) 내의 각 스위칭 소자의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 인버터(220) 내의 각 스위칭 소자들(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)이 스위칭 동작을 하게 된다.The output inverter switching control signal Sic may be converted into a gate driving signal by a gate driver (not shown) and input to a gate of each switching element in the
한편, 본 발명의 실시예에 관련하여, 맥동하는 Vdc 전압에 기초하여, 부하인 모터(250)를 보다 안정적으로 구동하기 위해, 특히, 운전 영역의 범위를 확대하기 위해, 모터 구동장치(200)의 인버터 제어부(230)는, 인버터 전력(Pinv)의 순시 전력 지령치에 기초하여, 인버터(220)를 제어한다.On the other hand, in relation to the embodiment of the present invention, based on the pulsating Vdc voltage, in order to more stably drive the
특히, 인버터 제어부(230)는, 모터(250)를 구동하기 위한 인버터 전력(Pinv)이 기준 전력 미만인 경우, 제1 모드로서, 인버터 전력(Pinv)의 평균 전력 지령치에 기초하여 인버터(220)를 제어하며, 모터(250)를 구동하기 위한 인버터 전력(Pinv)이 기준 전력 이상인 경우, 인버터 전력(Pinv)의 순시 전력 지령치에 기초하여, 인버터(220)를 제어하도록 제어할 수 있다. 이에 의해, 부스트 컨버터(420)와 저용량의 커패시터(C)를 사용하는 모터 구동장치(200)에서 부하에 대해 안정적인 구동이 가능하게 된다. 이에 대해서는 도 8에 대한 설명시 보다 상세히 기술한다.In particular, when the inverter power (Pinv) for driving the
도 5a 내지 도 6b는 도 4의 모터 구동 장치의 설명에 참조되는 도면이다.5A to 6B are diagrams referenced in the description of the motor driving apparatus of FIG. 4 .
먼저, 도 5a는, 저용량의 dc 단 커패시터(C)가, 도 4의 부스트 컨버터(420) 없이, 정류부(410)에 접속되는 경우의, dc 단 전압(Vdc)을 예시한다.First, FIG. 5A exemplifies the dc stage voltage Vdc when the low-capacity dc stage capacitor C is connected to the
저용량의 dc 단 커패시터(C)를 사용하는 경우, 도면과 같이, 저용량의 dc 단 커패시터(C)가, dc 단 전압(Vdc)을, 평활하지 못하며, 따라서, 맥동하는 dc 단 전압(Vdc)이 그대로 인버터(220)에 공급되게 된다.When a low-capacity dc terminal capacitor (C) is used, as shown in the figure, the low-capacity dc terminal capacitor (C) does not smooth the dc terminal voltage (Vdc), and thus the pulsating dc terminal voltage (Vdc) is It is supplied to the
이러한 경우, 맥동하는 dc 단 전압(Vdc)의 피크치(VL1) 보다 낮은, 대략 0.7VL1 전압에서 평균 전압이 형성된다.In this case, an average voltage is formed at approximately 0.7VL1 voltage, which is lower than the peak value VL1 of the pulsating dc terminal voltage Vdc.
인버터(220)는, 대략 0.7VL1 전압을 이용하여, 삼상의 교류 전원을 생성할 수 있으나, 대략 0.7VL1 전압 이하의 구간에서는, 모터 구동을 원활하게 수행하기 힘들게 된다. 따라서, 전압 이용율이 낮아지게 된다.The
또한, 도면을 보면, 입력 전압의 주파수가 대략 60Hz인 경우, 그 두 배에 해당하는, 대략 120Hz의 전압 리플이 발생하게 된다. Also, referring to the drawings, when the frequency of the input voltage is about 60 Hz, a voltage ripple of about 120 Hz, which is twice the frequency, is generated.
한편, 도 5a와 같이 맥동하는 전압을 이용하여, 인버터(220)를 통해 모터(250)를 구동하는 경우, 도 5b와 같이, ΔT1에 대응하는 토크 리플이 발생한다. 이러한 토크 리플로 인하여, 진동 및 소음이 발생하게 된다.Meanwhile, when the
한편, 저용량의 dc 단 커패시터(C)의 커패시턴스가 작아질수록, 전류 제어 등이 수행되지 않으므로, 낮은 입력 역률 특성이 발생하게 된다.On the other hand, as the capacitance of the low-capacity dc terminal capacitor C decreases, current control is not performed, so that a low input power factor characteristic occurs.
이러한 점을 해결하기 위해, 본 발명에서는, 도 4와 같이, 정류부(410) 이후에, 부스트 컨버터(420)를 배치한다.In order to solve this point, in the present invention, as shown in FIG. 4 , the
도 6a는, 도 4의 부스트 컨버터(420)와 저용량의 dc 단 커패시터(C)를 사용하는 경우의, dc 단 전압(Vdc)을 예시한다.FIG. 6A exemplifies the dc stage voltage Vdc when the
부스트 컨버터(420)를 이용하여, VL2 전압 만큼 승압시키면, 최소 전압이 VL2이며, 피크치가, VL2+VL1인 맥동 전압이 dc 단에 출력되게 된다. 이에 의하면, 대략, VL1 전압에서 평균 전압이 형성될 수 있다.When the
인버터(220)는, 대략 VL1 전압을 이용하여, 삼상의 교류 전원을 생성할 수 있으나, 대부분의 전압 구간에서, 모터 구동을 원활하게 수행할 수 있게 된다. 따라서, 전압 이용율이 상승하며, 운전 영역이 증대되게 된다.The
한편, 도 6a와 같이, 부스트 컨버터(420)와 저용량의 dc 단 커패시터(C)를 사용하는 경우의, dc 단 전압(Vdc)에 의해, 인버터(220)를 통해 모터(250)를 구동하는 경우, 도 6b와 같이, ΔT2에 대응하는 토크 리플이 발생한다. 즉, 도 5a의 ΔT1 보다 작은, ΔT2 에 대응하는 토크 리플이 발생할 수 있다. 즉, 토크 리플이 상당히 저감되게 된다.On the other hand, when driving the
한편, 부스트 컨버터(420)를 사용하면, 입력 전류(Is)를 제어하게 되어, 결국, 입력 역률이 개선되게 된다. On the other hand, if the
도 7은 도 4의 컨버터 제어부의 내부 블록도의 일예이다.FIG. 7 is an example of an internal block diagram of the converter control unit of FIG. 4 .
도면을 참조하면, 컨버터 제어부(215)는, 입력 전류 지령 생성부(720), 전류류 제어부(730), 및 전향 보상부(740)를 구비할 수 있다.Referring to the drawing, the
입력 전류 지령 생성부(720)는, 입력 전압 검출부(A)에서 검출되는 입력 전압(Vs)을 수신하고, 입력 전압(Vs)에 기초하여, 입력 전류 지령치(I*s)를 생성할 수 있다.The input current
한편, 감산기(725)는, 입력 전류 지령치(I*s)와, 입력 전류 검출부(D)에서 검출되는 입력 전류(Is)와의 차이를 연산하고, 그 차이를 전류 제어부(730)에 인가한다. On the other hand, the subtractor 725 calculates a difference between the input current command value I * s and the input current Is detected by the input current detection unit D, and applies the difference to the
전류 제어부(730)는, 입력 전류 지령치(I*s)와, 입력 전류 검출부(D)에서 검출되는 입력 전류(Is)에 기초하여, 제1 듀티(duty)에 대응하는 제1 스위칭 제어 신호(Sp1)를 생성한다.The
구체적으로, 전류 제어부(730)는, 입력 전류 지령치(I*s)와, 입력 전류(Is)의 차이에 기초하여, 제1 듀티(duty)에 대응하는 제1 스위칭 제어 신호를 생성한다.Specifically, the
한편, 전향 보상부(740)는, 부스트 컨버터(420)의 입력전압(Vs) 및 dc 단 전압(Vdc)으로 이루어진 왜란을 제거하기 위해, 전향 보상(feed-forward compensation)을 수행한다. 이에 따라, 전향 보상부(740)는, 왜란 제거를 고려한, 제2 듀티에 대응하는 제2 스위칭 제어 신호(Sp2)를 생성할 수 있다.On the other hand, the
가산기(735)는, 제1 스위칭 제어 신호(Sp1)와 제2 스위칭 제어 신호(Sp2)를 가산하여, 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc)를 출력할 수 있다. 즉, 가산기(735)는, 제1 듀티와 제2 듀티를 고려한, 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc)를 출력할 수 있다.The
도 8은 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도의 일예이고, 도 9 내지 도 11c는 도 8의 인버터 제어부의 동작에 참조되는 도면이다.8 is an example of an internal block diagram of the inverter control unit of FIG. 4 , and FIGS. 9 to 11C are diagrams referenced for the operation of the inverter control unit of FIG. 8 .
먼저, 도 8을 참조하면, 인버터 제어부(230)는, 축변환부(510), 속도 연산부(520), 전류 지령 생성부(530), 전압 지령 생성부(540), 축변환부(550), 및 스위칭 제어신호 출력부(560)를 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 8 , the
축변환부(510)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상 출력 전류(ia,ib,ic)를 입력받아, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환한다.The
한편, 축변환부(510)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다. Meanwhile, the
속도 연산부(520)는, 축변환부(510)에서 축변화된 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)에 기초하여, 연산된 위치()와 연산된 속도()를 출력할 수 있다.The
한편, 전류 지령 생성부(530)는, 연산 속도()와 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(530)는, 연산 속도()와 속도 지령치(ω* r)의 차이에 기초하여, PI 제어기(535)에서 PI 제어를 수행하며, 전류 지령치(i* q)를 생성할 수 있다. On the other hand, the current
도면에서는, 전류 지령치로, q축 전류 지령치(i* q)와, d축 전류 지령치(i* d)를 생성하는 것을 예시한다. 한편, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정될 수도 있다. In the figure, the q-axis current command value (i * q ) and the d-axis current command value (i * d ) are exemplified as the current command value. On the other hand, the value of the d-axis current command value (i * d ) may be set to 0.
한편, 전류 지령 생성부(530)는, 전류 지령치(i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.On the other hand, the current
다음, 전압 지령 생성부(540)는, 축변환부에서 2상 회전 좌표계로 축변환된 d축, q축 전류(id,iq)와, 전류 지령 생성부(530) 등에서의 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령 생성부(540)는, q축 전류(iq)와, q축 전류 지령치(i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어기(544)에서 PI 제어를 수행하며, q축 전압 지령치(v* q)를 생성할 수 있다. 또한, 전압 지령 생성부(540)는, d축 전류(id)와, d축 전류 지령치(i* d)의 차이에 기초하여, PI 제어기(548)에서 PI 제어를 수행하며, d축 전압 지령치(v* d)를 생성할 수 있다. 한편, 전압 지령 생성부(540)는, d 축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.Next, the voltage
한편, 생성된 d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)는, 축변환부(550)에 입력된다.On the other hand, the generated d-axis and q-axis voltage command values (v * d , v * q ) are input to the
축변환부(550)는, 속도 연산부(520)에서 연산된 위치()와, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.The
먼저, 축변환부(550)는, 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 속도 연산부(520)에서 연산된 위치()가 사용될 수 있다.First, the
그리고, 축변환부(550)는, 2상 정지 좌표계에서 3상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이러한 변환을 통해, 축변환부(1050)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)를 출력하게 된다.Then, the
스위칭 제어 신호 출력부(560)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)에 기초하여 펄스폭 변조(PWM) 방식에 따른 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력한다. The switching control
출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는, 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 인버터(220) 내의 각 스위칭 소자의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 인버터(220) 내의 각 스위칭 소자들(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)이 스위칭 동작을 하게 된다.The output inverter switching control signal Sic may be converted into a gate driving signal by a gate driver (not shown) and input to a gate of each switching element in the
한편, 인버터 제어부(230)는, 검출된 맥동 dc단 전압(Vdc)의 순시치, 및 출력 전류에 기초하여, 인버터(220)를 제어할 수 있다. 이에 따르면, 맥동하는 커패시터 양단의 전압(Vdc)에도 불구하고, 부하에 대한 운전 가능 범위가 확대되게 된다. 따라서, 모터 구동 장치(200)의 운전 효율이 향상되게 된다.Meanwhile, the
특히, 인버터 제어부(230)는, 검출된 맥동 dc단 전압(Vdc)의 순시치에 비례하는 전류 지령치를 생성하고, 전류 지령치에 기초하여, 인버터(220) 제어를 위한 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성할 수 있다. 이에 따라, 인버터(220)의 전압 이용율을 향상시킬 수 있게 된다.In particular, the
한편, 인버터 제어부(230)는, 맥동하는 dc단 전압(Vdc)의 크기가 모터 목표 전압(Vmot) 보다 작은 경우, 과변조 운전 또는 약계자 운전이 수행되지 않도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 모터의 제어 불능 또는 정지를 예방할 수 있게 되어, 모터의 안정적인 구동이 가능하게 된다.Meanwhile, when the magnitude of the pulsating dc terminal voltage Vdc is smaller than the motor target voltage Vmot, the
한편, 인버터 제어부(230)는, 출력 전류(io)에 기초하여 연산된 모터의 속도()에 기초하여, 전류 지령치의 크기(Imag)를 연산하며, 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)에 기초하여 dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh)을 연산하고, 전류 지령치의 크기(Imag), 및 dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh)에 기초하여, 생성된 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)를 인버터(220)로 출력할 수 있다.On the other hand, the
또는, 인버터 제어부(230) 내의, 전류 지령 생성부(530)는, 출력 전류(io)에 기초하여 연산된 모터의 속도()에 기초하여, 전류 지령치의 크기(Imag)를 연산하며, 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)에 기초하여 dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh)을 연산하고, 전류 지령치의 크기(Imag), 및 dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh)에 기초하여, 토크분 전류 지령치(iq)와 자속분 전류 지령치(id)를 생성할 수 있다.Alternatively, in the
한편, 인버터 제어부(230)는, 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치(Vdc_real), 검출된 맥동 dc단 전압의 피크치(Vdc_peak), 및 오프셋 전압(Voffset)에 기초하여, dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh)을 출력하고, 오프셋 전압(Voffset)이, 맥동하는 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)에 따라 가변되도록 제어할 수 있다.On the other hand, the
한편, 인버터 제어부(230)는, 모터(250)에서 유발되는 역기전력(Back Electro-Motive Force;BEMF)에 따라, dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh)을 가변할 수 있다. 이에 따라, dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh)을 가변함으로써, 모터 구동시의 운전 효율을 향상시킬 수 있게 된다.Meanwhile, the
한편, 상술한, 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치(Vdc_real), 및 출력 전류(io)에 기초하여, 인버터(220)를 제어하는 것에 대해서는, 이하의 도 9 내지 도 11를 참조하여 보다 상세히 기술한다.On the other hand, the control of the
도 9는, 맥동하는 dc 단 전압(Vdc)과, 모터(250)에서 필요로하는 전압(Vmot)을 도시한 도면이다.9 is a diagram illustrating a pulsating dc terminal voltage (Vdc) and a voltage (Vmot) required by the
도면을 참조하면, 부스트 컨버터(420)에 의해 부스팅된 dc단 전압(Vdc)은, 상술한 바와 같이, 소용량의 필름 커패시터(C)로 인하여, 맥동하게 된다.Referring to the drawing, the dc terminal voltage Vdc boosted by the
한편, 모터(250)에서 필요로하는 전압, 즉 모터 목표 전압(Vmot)은, 대략 일정한 레벨을 가지는 것으로 가정한다.Meanwhile, it is assumed that the voltage required by the
소용량의 필름 커패시터(C)를 사용하는 경우, 도면에서의, Ta,Tb 구간과 같이, 맥동하는 dc단 전압(Vdc)의 크기가 모터 목표 전압(Vmot) 보다 작은 구간이 발생한다.When the small-capacity film capacitor C is used, a section in which the magnitude of the pulsating dc terminal voltage Vdc is smaller than the motor target voltage Vmot occurs, such as the Ta and Tb sections in the drawing.
이러한 구간(Ta,Tb)에서는, 실제 dc단 전압(Vdc)의 크기가 모터 목표 전압(Vmot) 보다 작으므로, dc단 전압(Vdc)의 부족으로 인하여, 인버터(220) 구동시, 과변조로 인하여, 모터 제어가 불능이 되거나 정지하게 된다. In these sections (Ta, Tb), since the actual dc voltage (Vdc) is smaller than the motor target voltage (Vmot), due to the lack of the dc terminal voltage (Vdc), when the
즉, dc단 전압(Vdc)의 크기가 모터 목표 전압(Vmot) 보다 작은 구간(Ta,Tb)에서는, 공간벡터 기법으로, PWM 스위칭 제어 신호, 즉, 인버터 스위칭 제어 신호를 생성할 때, 과변조 운전이 발생하게 된다. 이에 따라, 원하는 모터 제어가 이루어질 수 없게 된다.That is, in a section (Ta, Tb) in which the magnitude of the dc terminal voltage (Vdc) is smaller than the motor target voltage (Vmot), the PWM switching control signal, that is, the inverter switching control signal, is overmodulated by the space vector technique. driving occurs. Accordingly, desired motor control cannot be achieved.
한편, dc 단 전압의 부족분을 보충하기 위해, 즉, 과변조 영역 증가를 방지하기 위해, 통상적으로, 약계자 제어 운전을 수행할 수 있다. On the other hand, in order to make up for the shortfall in the dc stage voltage, that is, to prevent an increase in the overmodulation region, a field-weakening control operation may be generally performed.
그러나, 동하는 dc단 전압(Vdc)으로 인해, 약계자 제어 운전을 하는 경우에는, 너무 이른 약계자 제어 운전으로 인하여, 운전 효율이 저하되는 문제점이 있다.However, when the field-weakening control operation is performed due to the dc terminal voltage (Vdc), there is a problem in that the operation efficiency is lowered due to the too early field-weakening control operation.
본 발명에서는, 이러한, 문제점을 해결하기 위해, 상술한 바와 같이, 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치(Vdc_real), 및 출력 전류(io)에 기초하여, 인버터(220)를 제어하도록 한다.In the present invention, in order to solve this problem, as described above, the
특히, 인버터 제어부(230)는, 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)에 비례하는 전류 지령치를 생성하고, 전류 지령치에 기초하여, 인버터(220) 제어를 위한 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하도록 한다.In particular, the
이를 위해, 인버터 제어부(230)는, 출력 전류(io)에 기초하여 연산된 모터의 속도()에 기초하여, 전류 지령치의 크기(Imag)를 연산하며, 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)에 기초하여 dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh)을 연산하고, 전류 지령치의 크기(Imag), 및 dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh)에 기초하여, 토크분 전류 지령치(iq)와 자속분 전류 지령치(id)를 생성하는 전류 지령 생성부(530)와, 토크분 전류 지령치(iq)와 자속분 전류 지령치(id)에 기초하여, 토크분 전압 지령치(v* q)와 자속분 전압 지령치(v* d)를 생성하는 전압 지령 생성부(540)와, 토크분 전압 지령치(v* q)와 자속분 전압 지령치(v* d)에 기초하여, 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하는 스위칭 제어 신호 출력부(560)를 포함할 수 있다.To this end, the
도 10은, 도 8의 전류 지령 생성부(530)의 내부 블록도의 일예를 예시한다.10 illustrates an example of an internal block diagram of the current
도면을 참조하면, 전류 지령 생성부(530)는, 속도 제어기(536), dc 단 전압 쉐이핑부(537), 토크 제어기(539)를 구비할 수 있다. 한편, 승산기(538)을 더 구비할 수 있다.Referring to the drawings, the current
속도 제어기(536)는, 연산 모터 속도()와 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치의 크기(Imag)를 연산할 수 있다. 속도 제어기(536)는, 도 8의 PI 제어기(535)에 대응할 수도 있다.The
한편, 도 11a는 속도 제어기(536)에서 연산되어 출력되는 전류 지령치의 크기(Imag)의 일예를 예시한다. 제어 주기 동안, 전류 지령치의 크기(Imag)는 일정한 값을 가질 수 있다. Meanwhile, FIG. 11A illustrates an example of the magnitude Imag of the current command value calculated and output by the
한편, 제1 제어 주기 동안의 전류 지령치의 크기와, 제2 제어 주기 동안의 전류 지령치의 크기는 다를 수 있다. Meanwhile, the magnitude of the current command value during the first control period and the magnitude of the current command value during the second control period may be different.
한편, dc 단 전압 쉐이핑부(537)는, dc단 전압 검출부(B)로부터의 dc 단 전압(Vdc)를 인가받고, 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)에 기초하여 dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh)을 연산하여 출력할 수 있다.On the other hand, the dc stage
구체적으로는, dc 단 전압 쉐이핑부(537)는, dc단 전압 검출부(B)로부터의 dc 단 전압(Vdc)에서, 맥동 dc단 전압의 순시치(Vdc_real), 및 검출된 맥동 dc단 전압의 피크치(Vdc_peak)를 추출할 수 있다.Specifically, the dc stage
한편, 인버터 제어부(230), 특히 dc 단 전압 쉐이핑부(537)는, 맥동 dc단 전압의 순시치(Vdc_real), 및 검출된 맥동 dc단 전압의 피크치(Vdc_peak), 및 오프셋 전압(Voffset)에 기초하여, dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh)을 출력할 수 있다.On the other hand, the
이때, dc 단 전압 쉐이핑부(537)는, 오프셋 전압(Voffset)이, 맥동하는 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)에 따라 가변되도록 제어할 수 있다. In this case, the dc stage
예를 들어, 인버터 제어부(230), 특히 dc 단 전압 쉐이핑부(537)는, 토크분 전류 지령치(iq)와 자속분 전류 지령치(id)에 기초하여 생성되는 전압 지령치(vd,vq)가 과변조 영역에 해당하는 경우, 오프셋 전압(Voffset)이, 맥동하는 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)에 따라 감소하도록 제어할 수 있다.For example, the
한편, 인버터 제어부(230), 특히 dc 단 전압 쉐이핑부(537)는, 오프셋 전압(Voffset)을, 맥동하는 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)에 따라 가변되도록 제어하되, 동일한 제어 주기 동안에, 일정 전압을 가지도록 제어할 수 있다. 즉, 제어 주기 별로, 오프셋 전압(Voffset)이 달라지도록 제어할 수 있다.On the other hand, the
한편, 승산기(538)는, 전류 지령치의 크기(Imag), 및 dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh)를 승산(곱셈 연산)할 수 있다.Meanwhile, the
다음, 토크 제어기(539)는, 전류 지령치의 크기(Imag), 및 dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh)에 기초하여, 토크분 전류 지령치(iq)와 자속분 전류 지령치(id)를 생성할 수 있다. Next, the torque controller 539 is configured to generate a torque current command value i q and a magnetic flux current command value i d based on the magnitude of the current command value Imag and the dc stage voltage shaping waveform Vdcsh. can
특히, 토크 제어기(539)는, 전류 지령치의 크기(Imag)와 dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh)의 승산된 값에 기초하여, 토크분 전류 지령치(iq)와 자속분 전류 지령치(id)를 생성할 수 있다.In particular, the
결국, 전류 지령 생성부(530)는, 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)에 기초한, 토크분 전류 지령치(iq)와 자속분 전류 지령치(id)를 생성하여 출력할 수 있게 된다. 따라서, 맥동하는 커패시터 양단의 전압(Vdc)에도 불구하고, 부하에 대한 운전 가능 범위가 확대되게 된다. 따라서, 모터 구동 장치의 운전 효율이 향상되게 된다.As a result, the current
한편, 인버터 제어부(230), 특히 dc 단 전압 쉐이핑부(537)는, 모터(250)에서 유발되는 역기전력(Back Electro-Motive Force;BEMF)에 따라, dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh)을 가변할 수 있다. On the other hand, the
예를 들어, 모터(250)에서 유발되는 역기전력(BEMF)이 제1 소정치 이하인 경우, 제1 dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh1)을 출력하고, 모터(250)에서 유발되는 역기전력(BEMF)이 제1 소정치 보다 큰 제2 소정치 이상인 경우, dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh2)을 출력할 수 있다.For example, when the back electromotive force BEMF induced by the
구체적으로, 인버터 제어부(230), 특히 dc 단 전압 쉐이핑부(537)는, 모터(250)에서 유발되는 역기전력(BEMF)이 제1 소정치 이하인 경우, 아래의 수학식 1과 같이, 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치(Vdc_real), 검출된 맥동 dc단 전압의 피크치(Vdc_peak), 및 오프셋 전압(Voffset)에 기초하여, 연산된 제1 dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh1)을 출력할 수 있다.Specifically, the
도 11b는, 수학식 1에 의해 연산된, 제1 dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh1)을 예시한다.11B illustrates the first dc terminal voltage shaping waveform Vdcsh1 calculated by
한편, 인버터 제어부(230), 특히 dc 단 전압 쉐이핑부(537)는, 수학식 1에서의 오프셋 전압(Voffset)이, 맥동하는 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)에 따라 가변되도록 제어할 수 있다.On the other hand, the
예를 들어, 토크분 전류 지령치(iq)와 자속분 전류 지령치(id)에 기초하여 생성되는 전압 지령치(vd,vq)가 과변조 영역에 해당하는 경우, 수학식 1에서의 오프셋 전압(Voffset)이, 맥동하는 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)에 따라 감소하도록 제어할 수 있다.For example, when the voltage command value (v d ,v q ) generated based on the torque current command value (i q ) and the magnetic flux current command value (i d ) corresponds to the overmodulation region, the offset in
한편, 인버터 제어부(230), 특히 dc 단 전압 쉐이핑부(537)는, 수학식 1에서의 오프셋 전압(Voffset)을, 맥동하는 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)에 따라 가변되도록 제어하되, 동일한 제어 주기 동안에, 일정 전압을 가지도록 제어할 수 있다.On the other hand, the
다음, 인버터 제어부(230), 특히 dc 단 전압 쉐이핑부(537)는, 모터(250)에서 유발되는 역기전력(BEMF)이 제1 소정치 보다 큰 제2 소정치 이상인 경우, 아래의 수학식 2와 같이, 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)의 제곱, 검출된 맥동 dc단 전압의 피크치(Vdc_peak)의 제곱, 및 오프셋 전압(Voffset)에 기초하여, 연산된 제2 dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh2)을 출력할 수 있다.Next, the
도 1c는, 수학식 1에 의해 연산된, 제1 dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh1)을 예시한다.FIG. 1C illustrates a first dc terminal voltage shaping waveform Vdcsh1 calculated by
한편, 인버터 제어부(230), 특히 dc 단 전압 쉐이핑부(537)는, 수학식 1에서의 오프셋 전압(Voffset)이, 맥동하는 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)에 따라 가변되도록 제어할 수 있다.On the other hand, the
예를 들어, 토크분 전류 지령치(iq)와 자속분 전류 지령치(id)에 기초하여 생성되는 전압 지령치(vd,vq)가 과변조 영역에 해당하는 경우, 수학식 1에서의 오프셋 전압(Voffset)이, 맥동하는 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)에 따라 감소하도록 제어할 수 있다.For example, when the voltage command value (v d ,v q ) generated based on the torque current command value (i q ) and the magnetic flux current command value (i d ) corresponds to the overmodulation region, the offset in
한편, 인버터 제어부(230), 특히 dc 단 전압 쉐이핑부(537)는, 수학식 2에서의 오프셋 전압(Voffset)을, 맥동하는 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)에 따라 가변되도록 제어하되, 동일한 제어 주기 동안에, 일정 전압을 가지도록 제어할 수 있다.On the other hand, the
이와 같이, 모터(250)에서 유발되는 역기전력(BEMF)에 따라, dc단 전압 쉐이핑 파형(Vdcsh)을 가변함으로써, 모터 구동시의 운전 효율을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, by varying the dc terminal voltage shaping waveform Vdcsh according to the back electromotive force BEMF induced by the
또한, 오프셋 전압(Voffset)을 맥동하는 dc단 전압의 순시치(Vdc_real)에 따라 가변함으로써, 모터 구동시의 운전 영역을 보다 확장할 수 있게 된다.In addition, by varying the offset voltage Voffset according to the instantaneous value (Vdc_real) of the pulsating dc terminal voltage, it is possible to further expand the operating range at the time of driving the motor.
본 발명에 따른 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The motor driving device and the air conditioner having the same according to the present invention are not limited to the configuration and method of the described embodiments as described above, but the embodiments are all of each embodiment so that various modifications can be made. Alternatively, some may be selectively combined and configured.
한편, 본 발명의 모터 구동장치 또는 공기조화기의 동작방법은, 모터 구동장치 또는 공기조화기에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Meanwhile, the operating method of the motor driving device or the air conditioner of the present invention can be implemented as a processor readable code on a processor readable recording medium provided in the motor driving device or the air conditioner. The processor-readable recording medium includes all types of recording devices in which data readable by the processor is stored. Examples of the processor-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc., and also includes those implemented in the form of carrier waves such as transmission over the Internet . In addition, the processor-readable recording medium is distributed in a computer system connected through a network, so that the processor-readable code can be stored and executed in a distributed manner.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims Various modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present invention.
Claims (14)
상기 정류부로부터 정류된 전원을 승압하여 출력하는 부스트 컨버터;
상기 부스트 컨버터로부터의 맥동하는 dc 단 전압을 저장하는 커패시터;
모터에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부;
상기 커패시터 양단의 맥동 dc단 전압을 검출하는 dc 단 전압 검출부;
복수의 스위칭 소자를 구비하며, 상기 맥동 dc단 전압을 이용하여, 변환된 교류 전원을 상기 모터로 출력하는 인버터; 및
상기 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치, 및 상기 출력 전류에 기초하여, 상기 인버터를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.a rectifier for rectifying the input AC power;
a boost converter for boosting and outputting the rectified power from the rectifying unit;
a capacitor to store the pulsating dc stage voltage from the boost converter;
an output current detection unit detecting an output current flowing through the motor;
a dc terminal voltage detection unit detecting a pulsating dc terminal voltage across the capacitor;
an inverter having a plurality of switching elements and outputting the converted AC power to the motor by using the pulsating dc voltage; and
and a control unit controlling the inverter based on the detected instantaneous value of the pulsating dc terminal voltage and the output current.
상기 제어부는,
상기 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치에 비례하는 전류 지령치를 생성하고, 상기 전류 지령치에 기초하여, 상기 인버터 제어를 위한 인버터 스위칭 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.According to claim 1,
The control unit is
and generating a current command value proportional to the instantaneous value of the detected pulsating dc terminal voltage, and generating an inverter switching control signal for controlling the inverter based on the current command value.
상기 제어부는,
상기 맥동하는 dc단 전압의 크기가 모터 목표 전압 보다 작은 경우, 과변조 운전 또는 약계자 운전이 수행되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.According to claim 1,
The control unit is
The motor driving apparatus, characterized in that when the magnitude of the pulsating dc terminal voltage is smaller than the motor target voltage, the over-modulation operation or the field-weakening operation is controlled not to be performed.
상기 제어부는,
상기 출력 전류에 기초하여 연산된 모터의 속도에 기초하여, 전류 지령치의 크기를 연산하며,
상기 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치에 기초하여 dc단 전압 쉐이핑 파형을 연산하고,
상기 전류 지령치의 크기, 및 상기 dc단 전압 쉐이핑 파형에 기초하여, 생성된 인버터 스위칭 제어 신호를 상기 인버터로 출력하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.According to claim 1,
The control unit is
Based on the speed of the motor calculated on the basis of the output current, the magnitude of the current command value is calculated,
calculating a dc stage voltage shaping waveform based on the instantaneous value of the detected pulsating dc stage voltage;
The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the generated inverter switching control signal is output to the inverter based on the magnitude of the current command value and the dc terminal voltage shaping waveform.
상기 제어부는,
상기 출력 전류에 기초하여 연산된 모터의 속도에 기초하여, 전류 지령치의 크기를 연산하며,
상기 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치에 기초하여 dc단 전압 쉐이핑 파형을 연산하고,
상기 전류 지령치의 크기, 및 상기 dc단 전압 쉐이핑 파형에 기초하여, 토크분 전류 지령치와 자속분 전류 지령치를 생성하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.According to claim 1,
The control unit is
Based on the speed of the motor calculated on the basis of the output current, the magnitude of the current command value is calculated,
calculating a dc stage voltage shaping waveform based on the instantaneous value of the detected pulsating dc stage voltage;
Based on the magnitude of the current command value and the dc stage voltage shaping waveform, the motor driving apparatus according to claim 1, wherein the torque equivalent current command value and the magnetic flux current command value are generated.
상기 제어부는,
상기 출력 전류에 기초하여 연산된 모터의 속도에 기초하여, 전류 지령치의 크기를 연산하며, 상기 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치에 기초하여 dc단 전압 쉐이핑 파형을 연산하고, 상기 전류 지령치의 크기, 및 상기 dc단 전압 쉐이핑 파형에 기초하여, 토크분 전류 지령치와 자속분 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부;
상기 토크분 전류 지령치와 자속분 전류 지령치에 기초하여, 토크분 전압 지령치와 자속분 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부;
상기 토크분 전압 지령치와 자속분 전압 지령치에 기초하여, 인버터 스위칭 제어 신호를 생성하는 스위칭 제어 신호 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.According to claim 1,
The control unit is
Based on the speed of the motor calculated on the basis of the output current, the magnitude of the current command value is calculated, the dc stage voltage shaping waveform is calculated based on the instantaneous value of the detected pulsating dc stage voltage, and the magnitude of the current command value and a current command generation unit for generating a torque current command value and a magnetic flux current command value based on the dc terminal voltage shaping waveform;
a voltage command generation unit that generates a voltage command value for torque and a voltage command value for magnetic flux based on the torque current command value and the magnetic flux current command value;
and a switching control signal output unit configured to generate an inverter switching control signal based on the voltage command value for torque and the voltage command value for magnetic flux.
상기 전류 지령 생성부는,
상기 연산 모터 속도와 속도 지령치에 기초하여, 상기 전류 지령치의 크기를 연산하는 속도 제어기;
상기 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치에 기초하여 dc단 전압 쉐이핑 파형을 연산하여 출력하는 dc 단 전압 쉐이핑부;
상기 전류 지령치의 크기, 및 상기 dc단 전압 쉐이핑 파형에 기초하여, 상기 토크분 전류 지령치와 상기 자속분 전류 지령치를 생성하는 토크 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.7. The method of claim 6,
The current command generation unit,
a speed controller configured to calculate a magnitude of the current command value based on the calculated motor speed and a speed command value;
a dc stage voltage shaping unit for calculating and outputting a dc stage voltage shaping waveform based on the instantaneous value of the detected pulsating dc stage voltage;
and a torque controller configured to generate the torque current command value and the magnetic flux current command value based on the magnitude of the current command value and the dc terminal voltage shaping waveform.
상기 제어부는,
상기 모터에서 유발되는 역기전력에 따라, 상기 dc단 전압 쉐이핑 파형을 가변하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.6. The method of claim 5,
The control unit is
The motor driving apparatus, characterized in that the dc terminal voltage shaping waveform is varied according to the back electromotive force induced by the motor.
상기 제어부는,
상기 모터에서 유발되는 역기전력이 제1 소정치 이하인 경우, 상기 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치, 및 상기 검출된 맥동 dc단 전압의 피크치에 기초하여, 연산된 제1 dc단 전압 쉐이핑 파형을 출력하고,
상기 제어부는,
상기 모터에서 유발되는 역기전력이 상기 제1 소정치 보다 큰 제2 소정치 이상인 경우, 상기 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치의 제곱, 및 상기 검출된 맥동 dc단 전압의 피크치의 제곱에 기초하여, 연산된 제2 dc단 전압 쉐이핑 파형을 출력하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.9. The method of claim 8,
The control unit is
When the counter electromotive force induced in the motor is equal to or less than a first predetermined value, the calculated first dc end voltage shaping waveform is output based on the detected instantaneous value of the detected pulsating dc end voltage and the detected peak value of the pulsating dc end voltage. do,
The control unit is
When the counter electromotive force induced in the motor is greater than or equal to a second predetermined value greater than the first predetermined value, calculation is based on the square of the instantaneous value of the detected pulsating dc terminal voltage and the square of the peak value of the detected pulsating dc terminal voltage. Motor driving device, characterized in that for outputting the second dc stage voltage shaping waveform.
상기 제어부는,
상기 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치, 상기 검출된 맥동 dc단 전압의 피크치, 및 오프셋 전압에 기초하여, 상기 dc단 전압 쉐이핑 파형을 출력하고,
상기 오프셋 전압이, 상기 맥동하는 dc단 전압의 순시치에 따라 가변되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.6. The method of claim 5,
The control unit is
outputting the dc stage voltage shaping waveform based on the detected instantaneous value of the pulsating dc stage voltage, the detected peak value of the detected pulsating dc stage voltage, and the offset voltage;
The motor driving apparatus, characterized in that the control so that the offset voltage is changed according to the instantaneous value of the pulsating dc terminal voltage.
상기 제어부는,
상기 토크분 전류 지령치와 상기 자속분 전류 지령치에 기초하여 생성되는 전압 지령치가 과변조 영역에 해당하는 경우, 상기 오프셋 전압이, 상기 맥동하는 dc단 전압의 순시치에 따라 감소하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.11. The method of claim 10,
The control unit is
When a voltage command value generated based on the torque current command value and the magnetic flux current command value corresponds to an overmodulation region, the offset voltage is controlled to decrease according to the instantaneous value of the pulsating dc voltage. motor drive device.
상기 제어부는,
상기 오프셋 전압을, 상기 맥동하는 dc단 전압의 순시치에 따라 가변되도록 제어하되, 동일한 제어 주기 동안에, 일정 전압을 가지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.11. The method of claim 10,
The control unit is
The offset voltage is controlled to vary according to the instantaneous value of the pulsating dc terminal voltage, and is controlled to have a constant voltage during the same control period.
상기 정류부로부터 정류된 전원을 승압하여 출력하는 부스트 컨버터;
상기 부스트 컨버터로부터의 맥동하는 dc 단 전압을 저장하는 커패시터;
상기 커패시터 양단의 맥동 dc단 전압을 검출하는 dc 단 전압 검출부;
복수의 스위칭 소자를 구비하며, 상기 맥동 dc단 전압을 이용하여, 변환된 교류 전원을 모터로 출력하는 인버터; 및
상기 검출된 맥동 dc단 전압의 순시치에 비례하는 전류 지령치를 생성하고, 상기 전류 지령치에 기초하여, 상기 인버터 제어를 위한 인버터 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.a rectifier for rectifying the input AC power;
a boost converter for boosting and outputting the rectified power from the rectifying unit;
a capacitor to store the pulsating dc stage voltage from the boost converter;
a dc terminal voltage detection unit detecting a pulsating dc terminal voltage across the capacitor;
an inverter having a plurality of switching elements and outputting the converted AC power to the motor by using the pulsating dc voltage; and
and a control unit generating a current command value proportional to the instantaneous value of the detected pulsating dc voltage, and generating an inverter switching control signal for controlling the inverter based on the current command value. .
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150030718A KR102313302B1 (en) | 2015-03-05 | 2015-03-05 | Motor driving device and air conditioner including the same |
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KR20160107670A KR20160107670A (en) | 2016-09-19 |
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KR (1) | KR102313302B1 (en) |
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DE69536081D1 (en) * | 1994-07-01 | 2010-07-22 | Sharp Kk | air conditioning |
-
2015
- 2015-03-05 KR KR1020150030718A patent/KR102313302B1/en active IP Right Grant
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