KR100239117B1

KR100239117B1 - 인버터의 과부하 보호장치

Info

Publication number: KR100239117B1
Application number: KR1019920020147A
Authority: KR
Inventors: 신우석
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 2000-01-15
Also published as: KR940010469A

Abstract

본 발명은 유도전동기의 인버터 과부하 보호장치에 관한 것으로, 종래의 인버터 과부하 보호장치는 부하(모터)에 공급되는 전류를 3개의 전류센서로 감지하고 이들을 다시 디지탈 변환시키는 A/D변환기가 요구되므로 부피상승과 원가상승이 초래되고, 과부하 반한특성의 참조테이블을 32개 워드단위로 구성해야 되므로 마이컴의 메모리를 차지하는 용량이 커지게 되는 등의 문제점을 해결하기 위한 것이다.

따라서 본 발명은 전류센서의 사용을 배제하고, 인버터의 직류전원단에서 전류변화를 검출하며, 검출전류를 기준값과 비교한 결과로 마이컴이 반한시 특성을 수행하도록 하므로서 제품의 소형경량화 및 회로구성의 간소화, 원가절감을 가하고 소요메모리 용량을 줄여줄수 있도록한 것으로, 인버터에 적용한다.

Description

인버터의 과부하 보호장치

제1도는 종래 인버터의 과부하 보호장치 블록구성도.

제2도는 종래 장치의 동작을 보인 플로우챠트.

제3도는 인버터 부하의 반한시 특성도.

제4도는 본 발명 인버터의 과부하 보호장치 블록구성도.

제5도는 본 발명 인버터의 과부하 보호장치 상세회로도.

제6도는 본 발명 장치의 동작을 보인 플로우챠트.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 정류부 2 : 인버터부

3 : 모터 6 : 삼각파 발생기

7 : 비교기 8 : 구동부

9 : 과부하 검출부 10 : 마이컴

RO : 부하검출저항

본 발명은 유도전동기의 인버터 과부하 보호장치에 관한 것으로, 특히 직류 출력단의 전류변화를 검출하고 그 검출전류량을 반한시의 과부하 전류테이블 참조로 하여 과전류 여부를 판단하므로서 부하에 걸리는 과부하를 차단 제어할수 있도록한 인버터의 과부하 보호장치에 관한 것이다. 종래의 인버터 과부하 보호장치는 제 1도를 참조하면, 입력교류전원(ACV)을 정류하는 정류부(1)와, 정류 직류전원을 스위칭 구동시켜 모터(3)에 안정화 전원으로 공급하는 인버터부(2)와, 상기 인버터(2)에서 모터(3)에 공급되는 전류를 검출하는 전류센서(CT1)(CT2)(CT3)와, 검출전류를 전압으로 변환시켜 증폭 및 반전하여 직류로 평활시키는 검출회로부(4)와, 상기 검출회로부(4)애서 검출된 신호를 디지탈 신호로 변환하고, 그 다지탈값을 반한시 과부하 테이블을 참조하여 과부하 여부를 판단 제어하는 마이컴(5)과, 인버터 구동제어에 필요한 삼각파를 발진시켜 출력하는 삼각파 발생기(6)와, 상기 삼각파 및 상기 마이컴(5)의 제어출력을 비교하여 스의칭 구동제어신호를 출력하는 비교기(7)와, 비교출력에 대응하여 상기 인버터부(2)를 스위칭 구동시키는 구동부(8)로 구성되며, CO는 콘덴서이다. 이와같이 구성된 종래의 인버터 과부하 보호장치의 동작은 제 2도를 참조하면 다음과 같다.

정류부(1)는 입력된 교류전원(ACV: 110V/220V 60HZ)을 정류하여 인버터 구동에 필요한 직류전원을 출력하고, 이 전원이 인버터부(2)에 공급되며, 인버터부(2)는 구동부(8)의 구동제어를 받아 전원 스위칭을 통해 안정화 전원을 부하인 모터(3)측으로 공급해준다.

모터(3)에 공급되는 전류는 각 상별로 전류센서(CT1)(CT2)(CT3)에서 검출되어 검출부(4)에 공급되고, 검출부(4)는 검출전류를 전압으로 변환시켜 반전과 증폭, 정류 및 평활하여 직류검출 전압을 마이컴(5)의 아날로그/디지탈 입력단(A/D1)(A/D2)(A/D3)에 각각 공급한다.

이에따라 마이컴(5)은 입력된 검출값을 디지탈값으로 변환하여 제 3도와 같은 반한시 특성을 수행한다.

즉, 예를들어 부하에 흐르는 전류가 정격의 120%를 초과하에 괴면 1분후에 인버터 동작을 정지시키는 과부하 보호동작을 수행하는 것이다.

이 동작은 제 2 도에서와 같이 타이어 인터럽트에서 A/D를 인에이블시키고 각각의 전류센서(CT1)(CT2)(CT3)에서 입력단(A/D1)(A/D2)(A/D3)으로 입력된 신호를 디지탈값으로 변환하여 평균치(÷3)를 계산하고(LOADA), 이 평균값(B)을 32개의 구간으로 구분하여 각각의 구간에 해당되는 반한시 특성의 과부하 테이블(OVLTBL(B))을 읽어서 그 값을 과부하값(OVLACC)에 1/200초마다 누산시켜간다.

이 누산된 값이 기준값(800000h)이상이 되면 정격 초과시간이 한계시간에 도달한 경우로 판단하여(예 ; 정격 120%초과, 1분)비교기(7)를 통해 인버터부(2)의 구동동작을 중단시키고, 아니면 계속하여 과부하 감시 및 인버터 구동제어를 수행한다. 비교기(7)는 삼각파 발생기(6)에서 공급되는 삼각파 신호를 마이컴(5)의 구동제어신호에 따라 PWM시켜 구동회로(8)를 통해 인버터부(2)를 스위칭 구동시켜 안정화 전원공급이 이루어지도록 한다.

그러나 이와같은 종래의 인버터 과부하 보호장치는 부하(모터)에 공급되는 전류를 3개의 전류센서로 감지하고 이들을 디지탈 변환시키는 A/D변환기가 요구되므로 부피상승과 원가상승이 초래되고, 과부하 반한특성의 참조테이블을 32개 워드단위로 구성해야 되므로 마이컴의 메모리를 차지하는 용량이 커지게 되는 등의 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 전류센서의 사용을 배제하고, 인버터의 직류전원단에서 전류변화를 검출하며, 검출전류를 기준값과 비교한 결과로 마이컴이 반한시 특성을 수행하도록 하므로서 제품의 소형경량화 및 회로구성의 간소화, 원가절감을 가하고 소요메모리 용량을 줄여줄수 있도록한 인버터의 과부하 보호장치를 제공함을 목적으로 하며, 제 4도를 참조하여 본 발명의 구성부터 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 발명의 인버터 과부하 보호장치는, 입력교류전원(ACV)을 정류하는 정류부(1)와, 정류된 직류전원을 스위칭 구동시켜 모터(3)에 안정화 전원으로 공급하는 인버터부(2)와, 상기 정류부(1)에서 인버터부(2)로 공급되는 전류를 전압으로 감지해내는 부하검출저항(RO)과, 상기 저항(RO)양단에 걸리는 전압을 부하의 정격 초과단계에 대응하는 전압과 비교하여 정격 초과량을 검출해내는 과부하 검출부(90와, 상기 과부하 검출부(9)에서 검출된 신호를 해석하여 정격초과량을 판단하고 그에 대응하는 시간경과시 인버터 동작을 정지 제어하는 마이컴(10)과, 인버터 구동제어에 필요한 삼각파를 발진시켜 출력하는 삼각파 발생기(6)와, 상기 삼각파 발생기(6)및 상기 마이컴(10)의 제어출력을 비교하여 스위칭 구동제어신호를 출력하는 비교기(7)와, 상기 비교출력에 대응하여 상기 인버터부(2)를 스위칭 구동시키는 구동부(8)로 구성되며, CO는 콘덴서이다.

한편, 제 5도를 참조하면 상기 과부하 검출부(9)는, 부하검출저항(RO)양단에 걸리는 전압을 반한시 특성에 맞게 부하의 정격초과 단계별로 분압 처리해주는 저항(R1내지R10)과, 상기 저항(R1 내지 R10)에 걸리는 부하의 정격초과 단계별 전압에 의해 선택적으로 온/오프되는 광결합기(P1 내지 P5)와, 상기 광결합기(P1내지 P5)의 온/오프신호를 정격초과 단계의 검출신호로 마이컴(10)에 각각 공급해주는 저항(R11 내지 R20)으로 구성되며, C1내지 C10은 콘덴서이다.

이와같이 구성된 본 발명 장치의 과부하 보호동작은 다음과 같다. 정류부(1)는 입력된 교류전원(ACV)을 정류하여 인버터 구동에 필요한 직류전원을 출력하고, 이 전원이 인버터부(2)에 공급되며, 인버터부(2)는 구동부(8)의 구동제어를 받아 전원 스위칭을 통해 안정화 전원을 부하인 모터(3)에 공급한다.

이때 정류부(1)에서 출력되어 인버터부(2)로 공급되는 전류량에 대응하여 부하검출저항(RO) 양단에는 전압이 걸리고, 이 전압은 과부하 검출부(9)에 공급된다.

과부하 검출부(9)는 제 3도의 반한시 특성 즉, 부하전류가 정격의 150%이상 흐를때 광결합기(P1)를 온시키는 분압저항(R1)(R2), 140%이상 흐를때 광결합기(P2)를 온시키는 분압저항(R3)(R4), 130%이상 흐를때 광결합기(P3)를 온시키는 분압저항(R5)(R6), 120%이상 흐를때 광결합기(P4)를 온시키는 분압저항(R7)(R8), 110%이상 흐를때 광결합기(P5)를 온시키는 분압저항(R9)(R10)에 의하여 해당되는 전압이 검출되었을때 그 광결합기가 온된다.

광결합기(P1 내지 P5) 중에서 온된 광결합기는 그 출력측의 저항(R11, R12)(R13,R14)(R15,R16)(R17,R18)(R19,R20)을 통해 마이컴(10)의 입력단(I/01 내지 I/05)에 로우신호를 공급해준다.

마이컴(10)은 이 입력신호를 검색하여 제 3도에서와 같은 반한시 특성을 수행한다.

즉, 제 6도를 참조하면, 타이머 인터럽트에서 상기 입력단(I/01 내지 I/05)의 신호를 검색하고 로우가 입력된 정격초과 단계(150% 내지 110%)에 해당하는 정격초과시간(부하가 견뎌낼 것으로 정해놓은 한계시간)을 계산하기 위하여 해당 가중치(A)를 과전류 테이블(OVCTB(1)내지 OVCTB(5))에서 읽어낸다.

이 값(A)을 일정시간 간격(예 ; 타이머 인터럽트가 1/200초마다 걸린다면 1/200초 간격)마다 과부하 검출값(OVCACC)으로 누산시켜간다.

누산된 값이 그 정격초과의 기준값(예 ; 800000h)을 초과하면 인버터부(2)의 동작을 정지시키고, 아니면 과부하 감시 및 인버터 구동제어를 지속한다.

예를들면, 제 3도에서와 같이 정격전류의 120%에서는 인버터가 모터(3)를 1분후에 정지시켜야 모터(3)를 보호할수 있으므로, 타이머 인터럽트가 1/200초마다 걸리는 것을 감안하여 800000h를 1분에 읽기 위한 가중치를 계산한다.

즉, 타이머 인터럽트가 1/200초마다 걸리므로 1분에는 12000번 (2EEOh)를 읽을수 있다.

따라서 800000h÷2EEOh=2bbh(가중치)이므로 1/200초마다 검출값(OVCACC)에 2bbh씩 누산시키면 1분후에는 800000h가 되고, 이에따라 인버터부(2)를 동작 정지시켜 부하인 모터(3)를 보호해주는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 의하면 전류감지를 위한 전류센서와 A/D변환기가 필요없게 되므로 인버터 부피를 줄일 수 있고, 원가절감이 가능하며, 마이컴의 메모리 용량을 줄일수 있다.

Claims

입력교류전원(ACV)을 정류하는 정류부(1)와, 정류 직류전원을 스위칭 구동시켜 모터(3)에 안정화 전원으로 공급하는 인버터부(2)와, 상기 정류부(1)에서 인버터부(2)로 공급되는 전류를 전압으로 감지해내는 부하검출저항(RO)과, 상기 부하검출저항(RO)의 양단에 걸리는 전압을 부하의 전류를 검출하여 인버터부(2)를 보호하기 위한 과부하 보호장치에 있어서, 상기 부하검출저항(RO)의 양단에 걸리는 전압을 반한시 특성에 맞게 부하의 정격초과 단계별로 각각 분압하여 검출하는 다수개의 저항(R1 내지 R10)과, 상기 저항(R1 내지 R10)에 걸리는 부하의 정격초과 단계별 전압에 의해 선택적으로 온/오프되는 다수개의 광결합기(P1 내지 P5)와, 상기 광결합기(P1 내지 P5)의 온/오프 신호를 정격초과 단계의 검출신호를 마이컴(10)의 각 포트에 공급해주는 다수개의 저항(R11 내지 R20)을 포함하는 과부하 검출부(9)와, 상기 과부하 검출부(9)에 의해 검출되는 신호를 해석하여 정격초과량을 판단하고 그에 대응하는 시간경과별로 인버터부(2)의 동작을 제어하는 마이컴(10)을 포함한 것을 특징으로 하는 인버터의 과부하 보호장치.
제1항에 있어서, 상기 마이컴(10)은 과부하 검출부(9)로부터 각 포트를 통해 검출되는 신호를 검색하여 정격초과 단계에 해당되는 정격초과시간을 내부에 설정된 과전류 테이블에서 비교한 후 상기의 정격초과 전류에 비례시켜 인버터부의 동작을 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 인버터의 과부하 보호장치.