KR101344613B1 - 인버터 장치 - Google Patents

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요시키 나가타
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Abstract

2-상 변조 제어 인버터 장치는 복수의 스위칭 디바이스들, 션트 저항 및 제어기를 포함한다. 스위칭 디바이스들은 3-상 모터를 구동한다. 직류 전원과 스위칭 디바이스들 사이에 션트 저항이 접속된다. 제어기는, 판독 주기에서 션트 저항에 인가된 전압을 판독하고, 판독된 전압에 기초하여 커맨드 전압을 산정하고, 커맨드 전압과 캐리어 신호들을 이용하여 3 개의 제어 신호들을 산정한다. 판독 주기는 각각의 캐리어 신호의 2 개 이상의 신호 주기들에 해당한다. 각각의 제어 신호는 대응 캐리어 신호의 각각의 신호 주기에 대한 펄스를 갖는다. 제어기는 판독 주기에서 각각의 제어 신호의 복수의 펄스들을 하나 이상의 펄스들로 집약시킨다. 제어기는 다음 판독 주기에서 집약된 하나 이상의 펄스들의 출력시에 션트 저항에 인가된 전압을 판독한다.

Description

인버터 장치{INVERTER UNIT}
본 발명은 3-상 모터를 구동하는 인버터 장치에 관한 것이다.
일본 미심사 특허 출원 공개 제2005-192358호는 3-상 모터를 구동하는 인버터 장치으로서 2-상 변조 제어 인버터 장치를 개시한다. 2-상 변조 제어 인버터 장치는, 션트 저항 (shunt resistor) 에 인가된 전압으로부터 산정된 3-상 모터의 U 상, V 상 및 W 상을 통해서 흐르는 전류에 기초하여 3-상 모터의 각도 위치 (angular position) (또는 로터의 전기 각도) 를 추정함으로써, 그 추정된 각도 위치에 기초하여 3 개의 위상들 중 임의의 2 개의 위상들에 교류 (alternating current) 를 전송하는 스위칭 디바이스들을 ON 및 OFF 로 스위칭함으로써, 또한, 세 번째 위상에 교류를 전송하는 스위칭 디바이스를 ON 또는 OFF 상태 중 하나의 상태로 유지시킴으로써 3-상 모터를 구동시킨다.
이 2-상 변조 제어 인버터 장치는, 3 개의 위상들 모두의 스위칭 디바이스들이 ON 및 OFF 로 스위칭되는 3-상 변조 제어 인버터 장치과 비교하여 스위칭 손실을 저감시킬 수 있다.
그러나, 저전압을 요구하는 3-상 모터용 2-상 변조 제어 인버터 장치의 경우, 예를 들어, 2-상 변조 제어 인버터 장치가 저속으로 3-상 모터를 구동시킬 때, 3 개의 위상들 중 2 개의 위상들의 스위칭 디바이스들이 ON 인 동안의 시간은 감소되고, 이에 따라 전류가 션트 저항을 통해서 흐르는 동안의 시간도 또한 감소된다. CPU 와 같은 제어 회로가 션트 저항에 인가된 전압을 판독하는 판독 주기에서, 스위칭 디바이스들을 ON 으로 스위칭하는 제어 신호들의 펄스폭이 제어 회로로 하여금 션트 저항에 인가된 전압을 판독하는데 충분히 긴 시간에 대응하는 펄스폭 보다 짧은 경우, 제어 회로는 전압을 판독하는 것을 실패하고, 이는 3-상 모터의 제어성을 악화시킬 수도 있다.
스위칭 디바이스들을 ON 으로 스위칭하는 제어 신호의 펄스폭이 제어 회로로 하여금 전술한 판독 주기에서 션트 저항에 인가되는 전압을 판독하는데 충분히 긴 시간에 대응하는 펄스폭 보다 짧은 경우, 스위칭 디바이스들을 ON 으로 스위칭하는 제어 신호의 펄스폭은 다음 전압 판독 주기에서 증가될 필요가 있다. 도 8 을 참조하여, 션트 저항에 인가된 전압의 판독 주기가 펄스폭 변조 (PWM; pulse width modulation) 제어에 이용된 캐리어 신호의 신호 주기의 3 배의 크기인 경우, 또한 그 전압이 캐리어 신호의 제 3 신호 주기에서 산정된 U 상에 대한 제어 신호의 펄스의 출력시에 판독되는 경우, 캐리어 신호의 제 3 신호 주기에서 산정된 펄스폭은 다른 2 개의 신호 주기들의 펄스폭보다 크게 될 필요가 있다.
그러나, 스위칭 디바이스들을 ON 으로 스위칭하는 제어 신호의 펄스폭이 다음 전압 판독 주기에서 증가될 때, 스위칭 디바이스들은 불필요하기 긴 시간 동안 ON 으로 스위칭되어 있고, 이는 3-상 모터의 제어성을 악화시킬 수도 있다.
본 발명의 양태에 따르면, 인버터 장치는 복수의 스위칭 디바이스들, 션트 저항 및 제어기를 포함한다. 스위칭 디바이스들은, ON 및 OFF 로 스위칭되어 직류 전원의 출력을 위상이 서로 다른 3 개의 교류로 변환시키고 이에 따라 3-상 모터를 구동시킨다. 직류 전원과 스위칭 디바이스들 사이에 션트 저항이 접속된다. 제어기는, 스위칭 디바이스들이 ON 으로 스위칭될 때 판독 주기에서 션트 저항에 인가된 전압을 판독하고, 판독된 전압에 기초하여 3-상 모터의 3 개의 위상들을 통해서 흐르는 전류를 산정하고, 산정된 전류에 기초하여 커맨드 전압을 또한 산정하고, 펄스폭 변조 제어를 위해 커맨드 전압 및 캐리어 신호를 이용하여 3 개의 제어 신호들을 산정하는데, 여기서, 3 개의 제어 신호들 중 2 개의 제어 신호들은 3-상 모터의 3 개의 위상들 중 2 개의 위상들에 접속된 스위칭 디바이스들을 ON 및 OFF 로 스위칭하고, 3 개의 제어 신호들 중 세 번째 위상은 3-상 모터의 3 개의 위상들 중 세 번째 위상에 접속된 스위칭 디바이스들을 ON 또는 OFF 로 유지시킨다. 판독 주기는 각각의 캐리어 신호의 2 개 이상의 신호 주기에 대응한다. 각각의 제어 신호는 대응 캐리어 신호의 각각의 신호 주기에 대한 펄스를 갖는다. 제어기는 판독 주기에서 각각의 제어 신호의 복수의 펄스들을 하나 이상의 펄스들로 집약시킨다. 제어기는, 다음 판독 주기에서 집약된 하나 이상의 펄스들의 출력시에 션트 저항에 인가된 전압을 판독한다.
본 발명의 다른 양태들 및 이점들은, 첨부 도면과 관련하여 취해지고 본 발명의 원리를 예로서 예시하는 이하의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
본 발명은, 3 개의 위상들 중 2 개의 위상들의 스위칭 디바이스들을 ON 및 OFF 로 스위칭함으로써 그리고 또한 3 개의 위상들 중 세 번째 위상의 스위칭 디바이스들을 ON 또는 OFF 로 유지시킴으로써 3-상 모터를 구동시키는 인버터 장치를 제공하여, 이에 따라 3-상 모터의 제어성의 악화를 방지하는 것에 관한 것이다.
이러한 목적 및 이점을 가지는 본 발명은, 첨부된 도면과 함께 현재 바람직한 실시형태들의 이하의 설명들을 참조하여 가장 잘 이해될 수도 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 인버터 장치를 나타내는 개략적인 구성도.
도 2 는 PWM 제어에 이용된 U-상, V-상 및 W-상 커맨드 전압들의 레벨들을 나타내는 도면.
도 3 은 U 상과 접지 (GND) 사이의 전압을 나타내는 도면.
도 4 는 인버터 장치의 제어 회로의 동작을 예시하는 플로우차트.
도 5 는 인버터 장치의 U 상 스위칭 디바이스들로 전송된 제어 신호를 나타내는 도면.
도 6 은 실시형태의 변형에 따라서 인버터 장치의 제어 회로의 동작을 예시하는 플로우차트.
도 7 은 변형에 따라서 인버터 장치의 U-상 스위칭 디바이스들로 전송된 제어 신호를 나타내는 도면.
도 8 은 배경 기술에 따라서 인버터 장치의 U-상 스위칭 디바이스들로 전송된 제어 신호를 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 따른 인버터 장치를 설명할 것이다. 도 1 을 참조하여, 참조 수치 1 로 표기된 인버터 장치는 직류 전원 (2) 의 출력을 서로 120°만큼 위상이 다른 3 개의 교류로 변환시켜 이에 따라 3-상 모터 (3) 를 구동시킨다. 인버터 장치 (1) 은, 스위칭 디바이스들 (4-9) (예를 들어, MOSFET, 또는 병렬-접속된 다이오드들을 갖는 IGBT), 션트 저항 (10) 및 본 발명의 제어기로서 기능하는 제어 회로 (11) 를 포함한다.
스위칭 디바이스들 (4 및 5) 은 서로 직렬로 그리고 DC 전원 (2) 에 병렬로 접속된다. 스위칭 디바이스들 (4 및 5) 사이의 접속점은 3-상 모터 (3) 의 U 상에 접속된다. 스위칭 디바이스들 (6 및 7) 은 서로 직렬로 그리고 DC 전원 (2) 에 병렬로 접속된다. 스위칭 디바이스들 (6 및 7) 사이의 접속점은 3-상 모터 (3) 의 V 상에 접속된다. 스위칭 디바이스들 (8 및 9) 은 서로 직렬로 그리고 DC 전원 (2) 에 병렬로 접속된다. 스위칭 디바이스들 (8 및 9) 사이의 접속점은 3-상 모터 (3) 의 W 상에 접속된다.
션트 저항 (10) 은, DC 전원 (2) 의 마이너스 단자와 스위칭 디바이스들 (5, 7, 9) 의 각각의 접속점들 사이에 접속된다. 제어 회로 (11) 는, 각각의 판독 주기 Tr 동안 션트 저항 (10) 에 인가된 전압 Vs 를 판독하고, 판독된 전압 Vs 에 기초하여 3-상 모터 (3) 의 각각의 위상들을 통해서 흐르는 전류를 산정하고, 산정된 전류에 기초하여 3-상 모터 (3) 의 각도 위치 (또는 로터의 전기 각도) 를 산정하고, 3-상 모터 (3) 의 산정된 각도 위치 및 3-상 모터 (3) 의 원하는 속도에 기초하여 3-상 모터 (3) 에 대한 U-상, V-상 및 W-상 커맨드 전압들을 계산한다.
PWM 제어를 위해 계산된 커맨드 전압들 및 캐리어 신호들을 이용하여, 제어 회로 (11) 는 U 상의 스위칭 디바이스들 (4 및 5) 을 ON 및 OFF 로 스위칭하는 제어 신호 Su, V 상의 스위칭 디바이스들 (6 및 7) 을 ON 및 OFF 로 스위칭하는 제어 신호 Sv, 및 W 상의 스위칭 디바이스들 (8 및 9) 을 ON 및 OFF 로 스위칭하는 제어 신호 Sw를 생성한다. 예를 들어, 제어 회로 (11) 는, 제어 신호 Su 가 하이 레벨에 있고, 스위칭 디바이스 (4) 가 ON 으로 스위칭되고, 스위칭 디바이스 (5) 가 OFF 로 스위칭될 때 판독 전압 Vs 에 기초하여 3-상 모터 (3) 의 U 상을 통해서 흐르는 전류를 산정하고, 제어 신호 Sv 가 하이 레벨에 있고, 스위칭 디바이스 (6) 가 ON 으로 스위칭되고, 스위칭 디바이스 (7) 가 OFF 로 스위칭될 때 판독 전압 Vs 에 기초하여 3-상 모터 (3) 의 V 상을 통해서 흐르는 전류를 또한 산정한다. 제어 회로 (11) 는 U 상 및 V 상을 통한 산정된 전류에 기초하여 W 상을 통해서 흐르는 전류를 산정한다. 각각의 제어 신호는 대응 캐리어 신호의 각각의 신호 주기에 대한 펄스를 갖는다.
제어 회로 (11) 가, PWM 제어를 위해 도 2 에 도시된 U-상, V-상 및 W-상 커맨드 전압들을 이용하는 경우, 3-상 모터 (3) 의 각도 위치가 120°내지 240°범위에 있을 때, 스위칭 디바이스들 (6 내지 9) 은 ON 및 OFF 로 스위칭되는 동안, 스위칭 디바이스들 (4 및 5) 은 ON 또는 OFF 로 유지된다. 스위칭 디바이스들 (4 및 5) 의 스위칭 동작이 120°내지 240°범위의 3-상 모터 (3) 의 각도 위치로 정지되기 때문에, U 상과 접지 (GND) 사이의 전압은 도 3 에 도시된 바와 같이 접지 전위이다.
제어 회로 (11) 의 동작을 예시하는 도 4 의 플로우차트를 참조하여, 먼저 단계 S1 에서, 제어 회로 (11) 는, 판독 주기 Tr 에서 션트 저항 (10) 에 인가된 전압 Vs 를 판독하고, 단계 S1 에서의 전술한 바와 같이 판독 전압 Vs 에 기초하여 3-상 모터 (3) 의 각각의 위상들에 대응하는 커맨드 전압들을 계산한다.
다음 단계 S2 에서, 제어 회로 (11) 는 PWM 제어를 위해 단계 S1 에서 계산된 커맨드 전압 및 캐리어 신호를 이용하고, 이에 따라, 3 개의 신호들 Su, Sv 및 Sw 을 산정하는데, 3 개의 신호들 중 2 개의 신호들은 3-상 모터 (3) 의 임의의 2 개의 위상들의 스위칭 디바이스들을 ON 및 OFF 로 스위칭하고, 3 개의 신호들 중 세 번째 신호는 3-상 모터 (3) 의 세 번째 위상의 스위칭 디바이스들을 ON 또는 OFF 상태로 유지한다.
다음 단계 S3 에서, 제어 회로 (11) 는, 단계 S2 에서 산정된 그리고 그들의 대응 스위칭 디바이스들을 ON 및 OFF 로 스위칭하도록 이용된 제어 신호들 Su, Sv 및 Sw 중 임의의 2 개의 신호들의 펄스폭들이 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 VS 를 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭 이상인지 여부를 결정한다.
단계 S3 에서 "예" 인 경우, 또는 2 개의 위상들의 스위칭 디바이스들을 ON 및 OFF 로 스위칭하는 제어 신호들의 펄스폭들이 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 를 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭 이상인 경우, 단계 S4 에서 제어 회로 (11) 는 단계 S2 에서 산정된 제어 신호들 (Su, Sv 및 Sw) 을 그대로 다음 판독 주기 Tr 의 스위칭 디바이스들 (4-9) 에 전송한다.
단계 S3 에서 "아니오" 인 경우, 또는 2 개의 위상들의 스위칭 디바이스들을 ON 및 OFF 로 스위칭하는 제어 신호들의 펄스폭들이 제어 회로 (11) 가 전압 Vs 를 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭 보다 짧은 경우, 단계 S5 에서 제어 회로 (11) 는 2 개의 위상들의 스위칭 디바이스들을 ON 및 OFF 로 스위칭하는 제어 신호들 각각의 복수의 펄스들을 전압 Vs 의 판독시에 하나 이상의 펄스들로 집약시킨다.
그후, 단계 S6 에서, 제어 회로 (11) 는, 단계 S5 에서 집약된 하나 이상의 펄스들의 폭들이 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 을 판독하기에 충분한 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭 이상인지 여부를 결정한다. 단계 S6 에서 "아니오" 인 경우, 또는 단계 S5 에서 집약된 하나 이상의 펄스들의 폭들이 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 을 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스 폭 보다 짧은 경우, 제어 회로 (11) 는, 단계 S7 에서 펄스폭들이 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 을 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭 이상이 되도록 단계 S5 에서 집약된 하나 이상의 펄스들을 확대시킨다. 그후, 단계 S8 에서, 제어 회로 (11) 는 다음 판독 주기 Tr 에서 대응 스위칭 디바이스들로 확대된 집약된 하나 이상의 펄스들만을 전송한다. 제어 회로 (11) 는 확대된 집약된 하나 이상의 펄스들의 출력시에 전압 Vs 를 판독한다.
단계 S6 에서 "아니오" 인 경우, 또는 단계 S5 에서 집약된 하나 이상의 펄스들의 폭들이 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 을 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭보다 짧은 경우, 제어 회로 (11) 는, 그 펄스폭들이 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 을 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭과 동일하게 되도록 단계 S5 에서 집약된 하나 이상의 펄스들을 확대할 수도 있다.
한편, 단계 S6 에서 "예" 인 경우, 또는 단계 S5 에서 집약된 하나 이상의 펄스들의 폭들이 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 을 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭 이상인 경우, 제어 회로 (11) 는, 단계 S8 에서 다음 판독 주기 Tr 의 대응 스위칭 디바이스들로 단계 S5 에서 집약된 하나 이상의 펄스들만을 전송한다. 제어 회로 (11) 는 단계 S5 에서 집약된 하나 이상의 펄스들의 출력시에 션트 저항 (10) 에 인가된 전압을 판독한다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 하나의 판독 주기 Tr 는 캐리어 신호의 3 개의 신호 주기들에 대응하고, 또한 션트 저항 (10) 에 인가된 전압은 캐리어 신호의 제 3 신호 주기에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스의 출력시에 판독되는 것으로 가정된다.
이러한 경우, 캐리어 신호의 제 3 신호 주기에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스폭이 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 을 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭 보다 짧은 경우, 캐리어 신호의 제 1 신호 주기에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스 및 캐리어 신호의 제 2 신호 주기에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스는 캐리어 신호의 제 3 신호 주기에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스로 집약된다. 다음 판독 주기 Tr 에서, 캐리어 신호의 제 1 및 제 2 신호 주기들에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스들의 발생은 억제되고, 집약된 펄스가 출력된다.
집약된 펄스의 폭이 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 을 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭 보다 짧은 경우, 집약된 펄스는 다음 판독 주기 Tr 에서 펄스폭이 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 를 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭 이상이 되도록 추가적으로 확대된다. 다음 판독 주기 Tr 에서, 캐리어 신호의 제 1 및 제 2 신호 주기들에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스들의 발생은 억제되고, 추가적으로 확대된 집약된 펄스가 출력된다.
캐리어 신호의 제 2 및 제 3 신호 주기들에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스들은 캐리어 신호의 제 1 신호 주기에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스로 집약될 수도 있다. 캐리어 신호의 제 1 및 제 3 신호 주기들에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스들은 캐리어 신호의 제 2 신호 주기에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스로 집약될 수도 있다. 판독 주기 Tr 의 길이는 캐리어 신호의 2 개 이상의 신호 주기들에 대응할 수도 있다.
캐리어 신호의 제 1 신호 주기에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스는 2 개의 부분으로 분할될 수도 있는데, 그 중 하나의 부분은 캐리어 신호의 제 2 신호 주기에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스로 집약되고, 다른 하나의 부분은 캐리어 신호의 제 3 신호 주기에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스로 집약된다. 이 경우, 다음 판독 주기 Tr 에서의 캐리어 신호의 제 1 신호 주기에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스의 발생이 억제된다. 캐리어 신호의 제 2 신호 주기에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스는 2 개의 부분으로 분할될 수도 있는데, 그 중 하나의 부분은 캐리어 신호의 제 1 신호 주기에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스로 집약되고, 다른 하나의 부분은 캐리어 신호의 제 3 신호 주기에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스로 집약된다. 이 경우, 다음 판독 주기 Tr 에서 캐리어 신호의 제 2 신호 주기에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스의 발생이 억제된다.
전술한 인버터 장치 (1) 에서, 제어 신호의 펄스폭이 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 을 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭 보다 짧은 경우, 2 개의 위상들의 스위칭 디바이스들을 ON 및 OFF 로 스위칭하는 제어 신호들의 각각의 펄스들은 하나 이상의 펄스들로 집약된다. 다음 판독 주기 Tr 에서 전압 Vs 은 집약된 하나 이상의 펄스들의 출력시에 판독된다.
따라서, 본 실시형태의 인버터 장치 (1) 에 따르면, 3-상 모터 (3) 를 동작시키는데 필요한 전압이 저감되고 펄스폭도 또한 저감되는 경우에도, 션트 저항 (10) 에 인가된 전압은 판독불가한 것으로부터 방지된다. 또한, 각각의 위상의 스위칭 디바이스들은 다음 판독 주기 Tr 에서의 초과 시간 길이 동안 스위칭 ON 되는 것으로부터 방지된다. 따라서, 3-상 모터 (3) 의 제어성이 열화되는 것으로부터 방지된다.
인버터 장치 (1) 이 히트 펌프의 컴프레셔 내에 제공된 3-상 모터를 구동시키는데 이용될 때, 3-상 모터가 구동되어 2-상 변조 제어에 의해 스위칭 손실 또는 열 발생을 저감시킬 수 있다. 따라서, 3-상 모터가 냉매의 유량을 저감시키기 위해 저속으로 구동되는 경우, 인버터 장치 (1) 의 온도 상승은 저감된다. 이에 따라, 온도 상승으로 인한 히트 펌프의 셧다운이 예방되어, 히트 펌프는 더 넓은 범위로 동작될 수 있고, 3-상 모터의 제어성은 유지될 수 있다.
제어 회로 (11) 가 2 개의 위상들의 스위칭 디바이스들을 ON 및 OFF 로 스위칭하는 제어 신호들의 펄스폭들이 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 을 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭 이상인 것으로 결정하는 경우, 또는 도 4 의 플로우차트에서 단계 S3 에서 "예" 인 경우, 인버터 장치 (1) 내에 제공된 온도 센서에 의해 검출된 온도가 임계값 레벨 Tth1 이상에 있을 때 도 5 에 도시된 펄스들의 캐리어 신호의 제 1 신호 주기에서 산정된 제어 신호의 펄스가 2 개의 부분으로 분할되는데, 그 중 하나의 부분은 캐리어 신호의 제 2 신호 주기에서 산정된 제어 신호의 펄스로 집약되고, 다른 하나의 부분은 캐리어 신호의 제 3 신호 주기에서 산정된 제어 신호의 펄스로 집약되어, 캐리어 신호의 제 1 신호 주기에서 산정된 제어 신호의 펄스의 발생이 억제되는 방식으로 제어 회로 (11) 가 동작될 수도 있다. 이렇게 제어함으로써, 인버터 장치 (1) 의 스위칭 손실은 저감된다. 또한, 제어 회로 (11) 는, 인버터 장치 (1) 내에 제공된 온도 센서에 의해 검출된 온도가 임계값 레벨 Tth1 보다 높은 임계값 레벨 Tth2 이상일 때, 도 5 에 도시된 펄스들의 캐리어 신호의 제 1 및 제 2 신호 주기들에서 산정된 제어 신호의 펄스들이 캐리어 신호의 제 3 신호 주기에서 산정된 제어 신호의 펄스로 집약되고 캐리어 신호의 제 1 및 제 2 신호 주기들에서 산정된 제어 신호의 펄스들의 발생이 억제되는 방식으로 동작될 수도 있다. 이렇게 제어함으로써, 스위칭 손실은 추가적으로 저감된다.
도 6 을 참조하여, 이 플로우차트는 제어 회로 (11) 의 변형된 동작을 예시한다. 단계 S1 내지 S6 에서 수행된 동작들 및 단계 S6 에서 "아니오" 이후의 동작들 (도 4 에서 도시된 대응 동작들과 실질적으로 동일하다) 은 생략될 것이다.
제어 회로 (11) 가 단계 S5 에서 집약된 하나 이상의 펄스들의 폭들이 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 을 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭 이상인 것으로 결정하는 경우, 또는 단계 S6 에서 "예" 인 경우, 제어 회로 (11) 는 펄스폭이 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 을 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭과 동일하게 되도록 단계 S5 에서 집약된 하나 이상의 펄스들을 좁힌다. 단계 S9 에서, 제어 회로 (11) 는, 단계 S5 에서 집약된 하나 이상의 펄스들의 폭들과 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 를 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭 사이의 차이에 대응하는 펄스를, 좁혀진 집약된 하나 이상의 펄스들이 출력되는 신호 주기 이외에 다음 판독 주기 Tr 에서 캐리어 신호의 신호 주기들에서 출력되는 펄스로서 설정한다. 단계 S8 에서, 제어 회로 (11) 는, 다음 판독 주기 Tr 에서 그들의 대응 스위칭 디바이스들로 전술한 차이 및 좁혀진 집약된 하나 이상의 펄스들에 대응하는 펄스를 전송하고, 좁혀진 집약된 하나 이상의 펄스들의 출력시에 전압 Vs 을 판독한다.
예를 들어, 도 7 에 도시된 바와 같이, 하나의 판독 주기 Tr 는 캐리어 신호의 3 개의 신호 주기들에 대응하고, 션트 저항 (10) 에 인가된 전압은 캐리어 신호의 제 3 신호 주기에서 산정된 제어 신호 Su 의 펄스의 출력시에 판독되는 것으로 가정된다.
이러한 경우, 단계 S5 에서 집약된 하나 이상의 펄스들의 폭들이 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 을 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭 이상인 경우, 단계 S5 에서 집약된 하나 이상의 펄스들의 폭들과 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 을 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭 사이의 차이에 대응하는 펄스는 2 개의 부분으로 분할되는데, 그 중 하나의 부분은 캐리어 신호의 제 1 신호 주기에서 산정된 펄스로서 설정되고, 다른 하나의 부분은 캐리어 신호의 제 2 신호 주기에서 산정된 펄스로서 설정된다. 단계 S5 에서 집약된 하나 이상의 펄스들은, 펄스폭들이 제어 회로 (11) 로 하여금 전압 Vs 을 판독하기에 충분히 긴 시간에 대응하는 제어 신호의 펄스폭과 동일하게 되도록 좁혀지고, 이러한 펄스는 캐리어 신호의 제 3 신호 주기에서 산정된 펄스로서 설정된다.
이와 같이 제어 회로 (11) 를 동작시킴으로써, 3-상 모터 (3) 의 제어성은, 제어 회로 (11) 의 동작이 도 4 에 도시된 플로우차트에 따라서 수행되는 경우에서와 같이 열화되는 것으로부터 방지된다. 전술한 실시형태에서, 3-상 모터 (3) 의 각각의 위상을 통해서 흐르는 전류가 단일 션트 저항 (10) 에 인가된 전압에 기초하여 산정되지만, DC 전원 (2) 과 스위칭 디바이스들 (4-9) 사이에 접속된 션트 저항들의 수는 2 개 이상일 수도 있다.

Claims (4)

  1. ON 및 OFF 로 스위칭되어 직류 전원의 출력을 위상이 서로 다른 3 개의 교류들로 변환하여 3-상 모터를 구동하는 복수의 스위칭 디바이스들;
    상기 직류 전원과 상기 스위칭 디바이스들 사이에 접속된 션트 저항; 및
    상기 스위칭 디바이스들이 ON 으로 스위칭될 때 판독 주기에서 상기 션트 저항에 인가된 전압을 판독하고, 상기 판독된 전압에 기초하여 상기 3-상 모터의 3 개의 위상들을 통해서 흐르는 전류들을 산정하고, 상기 산정된 전류들에 기초하여 커맨드 전압들을 또한 산정하고, 펄스폭 변조 제어를 위해 상기 커맨드 전압들과 캐리어 신호들을 이용하여 3 개의 제어 신호들을 산정하기 위한 제어기로서, 상기 3 개의 제어 신호들 중 2 개의 제어 신호들은 상기 3-상 모터의 3 개의 위상들 중 2 개의 위상들에 접속된 스위칭 디바이스들을 ON 및 OFF 로 스위칭하고, 상기 3 개의 제어 신호들 중 세 번째 제어 신호는 상기 3-상 모터의 상기 3 개의 위상들 중 세 번째 위상에 접속된 스위칭 디바이스들을 ON 또는 OFF 로 유지시키는, 상기 제어기를 구비하고,
    상기 판독 주기는 각각의 캐리어 신호의 2 개 이상의 신호 주기들에 대응하고,
    상기 제어 신호 각각은 상기 판독 주기에서 대응하는 상기 캐리어 신호의 각각의 신호 주기들에 대한 복수의 펄스들을 갖고,
    상기 제어기는 상기 캐리어 신호의 상기 신호 주기들 중 하나에서 산정된 상기 제어 신호의 펄스의 생성을 억제함으로써, 다음 판독 주기에서 상기 캐리어 신호의 다른 신호 주기 또는 주기들에서 산정된 상기 제어 신호의 다른 펄스 또는 펄스들과 함께 생성이 억제된 펄스를 통합하고,
    상기 제어기는 다음 판독 주기에서 상기 통합된 하나 이상의 펄스들의 출력시에 상기 션트 저항에 인가된 전압을 판독하는, 인버터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 디바이스들을 ON 으로 스위칭하는 상기 제어 신호들의 펄스폭들이 상기 션트 저항에 인가된 전압을 상기 제어기가 판독하기에 충분한 시간에 대응하는 상기 제어 신호의 펄스폭 보다 작은 경우, 상기 제어기는 상기 캐리어 신호의 상기 신호 주기들 중 하나에서 산정된 상기 제어 신호의 펄스의 생성을 억제함으로써, 다음 판독 주기에서 상기 캐리어 신호의 다른 신호 주기 또는 주기들에서 산정된 상기 제어 신호의 다른 펄스 또는 펄스들과 함께 생성이 억제된 펄스를 통합하고,
    상기 제어기는 상기 다음 판독 주기에서 상기 통합된 하나 이상의 펄스들의 출력시에 상기 션트 저항에 인가된 전압을 판독하는, 인버터 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 통합된 하나 이상의 펄스들의 펄스폭들이 상기 션트 저항에 인가된 전압을 상기 제어기가 판독하기에 충분한 시간에 대응하는 상기 제어 신호의 펄스폭 보다 작은 경우, 상기 제어기는 상기 통합된 하나 이상의 펄스들의 펄스폭들이 상기 션트 저항에 인가된 전압을 상기 제어기가 판독하기에 충분한 시간에 대응하는 상기 제어 신호의 상기 펄스폭 이상이 되도록 상기 통합된 하나 이상의 펄스들의 펄스폭들을 확대하는, 인버터 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 통합된 하나 이상의 펄스들의 펄스폭들이 상기 션트 저항에 인가된 전압을 상기 제어기가 판독하기에 충분한 시간에 대응하는 상기 제어 신호의 펄스폭 보다 큰 경우, 상기 제어기는 상기 통합된 하나 이상의 펄스들의 펄스폭들이 상기 션트 저항에 인가된 전압을 상기 제어기가 판독하기에 충분한 시간에 대응하는 상기 제어 신호의 상기 펄스폭과 동일하게 되도록 상기 통합된 하나 이상의 펄스들의 펄스폭들을 좁히고,
    상기 제어기는 상기 통합된 하나 이상의 펄스들의 펄스폭들과 상기 션트 저항에 인가된 전압을 상기 제어기가 판독하기에 충분한 시간에 대응하는 상기 제어 신호의 상기 펄스폭 사이의 차이에 대응하는 펄스를, 좁혀진 상기 통합된 하나 이상의 펄스들이 출력되는 상기 신호 주기 이외에 상기 다음 판독 주기에서의 상기 캐리어 신호의 신호 주기에서 출력되는 펄스로서 설정하고,
    상기 제어기는 상기 다음 판독 주기에서 그 대응 스위칭 디바이스들로 상기 차이에 대응하는 상기 펄스를 전송하는, 인버터 장치.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190060966A (ko) * 2011-03-24 2019-06-04 가부시키가이샤 다이헨 전력변환회로를 제어하는 제어회로, 이 제어회로를 구비한 인버터 장치 및 이 인버터 장치를 구비한 계통연계 인버터 시스템
JP2013162536A (ja) * 2012-02-01 2013-08-19 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
JP5880420B2 (ja) * 2012-12-20 2016-03-09 株式会社豊田自動織機 インバータ装置
US20140268948A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Hamilton Sundstrand Corporation Electromagnetic interference (emi) reduction in interleaved power converter
US9270168B2 (en) 2013-03-15 2016-02-23 Hamilton Sundstrand Corporation Electromagnetic interference (EMI) reduction in multi-level power converter
JP5768863B2 (ja) * 2013-11-18 2015-08-26 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機
US9293978B2 (en) 2014-01-20 2016-03-22 Cummins Power Generation Ip, Inc. Split phase power conversion apparatuses, methods and systems
JP6633719B1 (ja) * 2018-11-07 2020-01-22 電元社トーア株式会社 インバータ電源装置
JP7031573B2 (ja) * 2018-12-13 2022-03-08 日本電信電話株式会社 推定装置、推定方法および推定プログラム
JP7390881B2 (ja) * 2019-12-11 2023-12-04 富士フイルムヘルスケア株式会社 電力変換装置及びｘ線画像撮影装置、モータードライブ装置
US11539283B1 (en) * 2021-06-04 2022-12-27 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for reducing delay in the modulation of a multi-phase output voltage from an inverter

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005192358A (ja) 2003-12-26 2005-07-14 Toyota Industries Corp インバータ装置およびモータ制御方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08228489A (ja) * 1995-02-21 1996-09-03 Hitachi Ltd 電力変換器の制御装置
JP3300242B2 (ja) 1997-01-17 2002-07-08 愛知電機株式会社 ブラシレスモータ駆動回路
JP3610897B2 (ja) 2000-09-14 2005-01-19 三菱電機株式会社 インバータ装置、圧縮機駆動装置、冷凍・空調装置、インバータ装置の制御方法
JP3665812B2 (ja) * 2000-10-03 2005-06-29 株式会社日立製作所 パルス幅変調方法、装置および電力変換器
US7049778B2 (en) * 2004-02-09 2006-05-23 Nippon Yusoki Co., Ltd. Inverter control apparatus and inverter control method
WO2006103869A1 (ja) * 2005-03-29 2006-10-05 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki 電流制御装置とその電流オフセット補正方法
JP4877594B2 (ja) 2006-12-12 2012-02-15 株式会社安川電機 マトリクスコンバータ装置及びその制御方法
JP2010284018A (ja) * 2009-06-05 2010-12-16 Ricoh Co Ltd モータ駆動装置
JP5381361B2 (ja) * 2009-06-11 2014-01-08 株式会社豊田自動織機 インバータ装置
EP2485381B1 (en) * 2009-09-28 2019-05-01 Daikin Industries, Ltd. Phase current detection device and inverter circuit using the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005192358A (ja) 2003-12-26 2005-07-14 Toyota Industries Corp インバータ装置およびモータ制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
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