KR101452636B1 - 인버터 시스템 및 이의 전력 케이블 상태 검출 방법 - Google Patents

인버터 시스템 및 이의 전력 케이블 상태 검출 방법 Download PDF

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Abstract

실시 예에 따른 전력 케이블의 상태 검출 방법은, 인버터 시스템에 포함된 전력 케이블의 상태 검출 방법에 있어서, 기설정된 주기에 따라 전력 케이블을 통해 모터로 공급되는 상 전류 값을 획득하는 단계; 상기 일정 주기마다 획득된 상 전류 값에 대해 일정 크기의 이동 윈도우를 생성하고, 상기 생성된 이동 윈도우 내에 포함된 상 전류 값을 이용하여 이동 윈도우 연산 값을 획득하는 단계; 상기 획득된 이동 윈도우 연산 값과 기설정된 기준 값을 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 따라 상기 전력 케이블의 이상 여부를 검출하는 단계를 포함한다.

Description

인버터 시스템 및 이의 전력 케이블 상태 검출 방법{INVERTER SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING POWER CABLE STATE THE SAME}
실시 예는, 인버터에 관한 것으로, 특히 인버터에 포함된 고전압 케이블의 미체결 검출 방법에 관한 것이다.
친환경 자동차 등에 이용되는 모터 제어기인 인버터 시스템은 고전압의 직류 전원을 모터 제어를 위한 교류 또는 직류 전원으로 변환해주는 역할을 하는 ESA(Electric/Electronic Sub Assembly, 전기/전자 부품)로, 차량의 전동 기구에 속하는 주요 부품이다.
상기와 같이, 친환경 자동차에는 구동수단으로 영구자석형 모터가 적용된다. 상기한 친환경 자동차에 구동수단으로 적용되는 모터는 제어기의 PWM(Pulse Width Modulation)신호에 의해 직류전압을 3상 전압으로 변환시키는 인버터로부터 제 1 고전압 전력 케이블을 통해 전달되는 상 전류에 의해 구동된다.
또한, 상기 인버터는 메인 릴레이의 개폐에 의해 제 2 고전압 전력 케이블을 통해 전달되는 DC 링크 전압을 3상 전압으로 변환한다.
따라서, 인버터와 모터를 연결하는 제 1 전력 케이블이나, 상기 고전압 배터리와 인버터를 연결하는 제 2 전력 케이블 중 어느 하나의 전력 케이블이 분리되면 모터 구동이 원활히 이루어지지 않을 뿐만 아니라 고압/고전류가 시스템에 유기되어 인버터 전체 시스템을 파손시키는 치명적인 문제점이 발생한다.
도 1은 종래 기술에 따른 인버터 시스템에서 전력 케이블의 분리 검출 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 전력 케이블의 분리 검출 장치는, 전력 케이블(10), 커넥터(20) 및 상기 전력 케이블(10)과 커넥터(20) 사이에 형성되어 상기 전력 케이블(10)과 커넥터(20) 간의 분리 여부에 따른 신호를 전송하는 센서(30)를 포함한다.
상기 센서(30)는 상기 전력 케이블(10)과 커넥터(20) 사이(접촉 부분)에 연결되며, 상기 커넥터(20)에 상기 전력 케이블(10)이 연결되었는지 여부에 따른 디지털 신호를 제어기에 전달한다.
즉, 종래에는 전력 케이블(10)이나 커넥터(20)에 하드웨어적으로 별도로 상기 전력 케이블(10)의 분리 여부를 확인하는 센서가 설치되어 있으며, 상기 센서에서 출력되는 디지털 신호를 이용하여 상기 전력 케이블(10)의 분리 여부를 실시간으로 확인하였다.
그러나, 상기와 같은 전력 케이블의 분리 검출 장치는, 전력 케이블의 분리 여부를 하드웨어적으로 검출하기 때문에, 가격 측면뿐만 아니라, 공간적인 제약이 따르는 문제가 있다.
또한, 상기와 같은 전력 케이블의 분리 검출 장치는, 진동 등의 외부 요인에 의해 오동작할 가능성이 높으며, 이는 운전자의 안전을 위협하는 요인으로 작용하게 된다.
실시 예에서는, 별도의 하드웨어를 추가하는 번거로움 없이, 소프트웨어적으로 전력 케이블의 분리(미체결) 여부를 검출할 수 있는 인버터 시스템에서 전력 케이블의 분리 검출 방법을 제공하도록 한다.
또한, 실시 예에서는 전력 케이블의 분리를 검출할 수 있는 하드웨어가 장착된 시스템에서, 상기 하드웨어의 정상 동작 여부를 검증할 수 있는 전력 케이블의 분리 검출 방법을 제공하도록 한다.
제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 따른 전력 케이블의 상태 검출 방법은, 인버터 시스템에 포함된 전력 케이블의 상태 검출 방법에 있어서, 기설정된 주기에 따라 전력 케이블을 통해 모터로 공급되는 상 전류 값을 획득하는 단계; 상기 일정 주기마다 획득된 상 전류 값에 대해 일정 크기의 이동 윈도우를 생성하고, 상기 생성된 이동 윈도우 내에 포함된 상 전류 값을 이용하여 이동 윈도우 연산 값을 획득하는 단계; 상기 획득된 이동 윈도우 연산 값과 기설정된 기준 값을 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 따라 상기 전력 케이블의 이상 여부를 검출하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 획득된 상 전류 값의 절대 값을 계산하는 단계가 더 포함되며, 상기 이동 윈도우 연산 값은, 상기 계산된 절대 값을 이용하여 연산된다.
또한, 상기 이동 윈도우 연산 값은, 상기 일정 크기의 이동 윈도우 내에 포함된 절대 값들의 총 합과, 상기 일정 크기의 이동 윈도우 내에 포함된 절대 값들의 적분 값과, 상기 일정 크기의 이동 윈도우 내에 포함된 절대 값들의 평균 값과, 기설정된 가중치가 적용된 상기 일정 크기의 이동 윈도우 내에 포함된 절대 값들의 총 합 중 어느 하나이다.
또한, 상기 전력 케이블은, 3상 전력 케이블이고, 상기 상 전류를 획득하는 단계는, 상기 3상에 대한 a, b 및 c 상의 전류를 각각 획득하는 단계를 포함하며, 상기 전력 케이블의 이상 여부를 검출하는 단계는, 상기 3상 전력 케이블에 포함된 a 상 케이블, b상 케이블 및 c상 케이블 각각에 대한 이상 여부를 검출하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 이상 여부를 검출하는 단계는, 상기 획득된 이동 윈도우 연산 값이 기설정된 기준 값 이상이면, 상기 전력 케이블이 정상 상태인 것으로 검출하는 단계와, 상기 획득된 이동 윈도우 연산 값이 기설정된 기준 값보다 작으면, 상기 전력 케이블이 이상 상태인 것으로 검출하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 인버터 시스템의 현재 상태가 기설정된 사전 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 이상 여부 검출은, 상기 인버터 시스템의 현재 상태가 기설정된 사전 조건을 만족하는 경우에 수행되며, 상기 사전 조건은, 상 전류의 주기가 특정 값 이하인 조건과, 인버터가 PWM 제어를 수행하는 기어 상태에 의해 동작하는 조건과, 토크, 속도 및 전류 중 적어도 하나를 포함하는 지령이 특정 값 이상인 조건 중 어느 하나를 포함한다.
또한, 상기 이동 윈도우 연산 값을 획득되면, 상기 이동 윈도우의 위치를 일정 간격 우측으로 이동시키고, 상기 이동된 이동 윈도우에 대해 이동 윈도우 연산 값을 재획득하는 단계가 더 포함된다.
한편, 인버터 시스템은 배터리를 통해 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터; 상기 인버터에 연결되며, 상기 인버터를 통해 변환된 교류 전력을 모터로 공급하는 전력 케이블; 및 일정 주기마다 상기 모터로 공급되는 교류 전력에 대한 상 전류 값의 절대 값을 획득하고, 상기 일정 주기마다 획득된 절대 값 중 일정 크기의 이동 윈도우 내에 포함된 절대 값을 이용하여 이동 윈도우 연산 값을 획득하며, 상기 획득한 이동 윈도우 연산 값을 이용하여 상기 전력 케이블의 상태를 검출하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 이동 윈도우 연산 값은, 상기 일정 크기의 이동 윈도우 내에 포함된 절대 값들의 총 합과, 상기 일정 크기의 이동 윈도우 내에 포함된 절대 값들의 적분 값과, 상기 일정 크기의 이동 윈도우 내에 포함된 절대 값들의 평균 값과, 기설정된 가중치가 적용된 상기 일정 크기의 이동 윈도우 내에 포함된 절대 값들의 총 합 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 획득된 이동 윈도우 연산 값이 기설정된 기준 값 이상이면, 상기 전력 케이블이 정상 상태인 것으로 검출하고, 상기 획득된 이동 윈도우 연산 값이 기설정된 기준 값보다 작으면, 상기 전력 케이블이 이상 상태인 것으로 검출한다.
또한, 상기 제어부는, 상 전류의 주기가 특정 값 이하거나, 인버터가 PWM 제어를 수행하는 기어 상태에 의해 동작하거나, 토크, 속도 및 전류 중 적어도 하나를 포함하는 지령이 특정 값 이상인 조건에서 상기 전력 케이블의 상태를 검출한다.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 전력 케이블의 미체결 상태를 소프트웨어적으로 실시간 검출이 가능하기 때문에, 가격 측면에서의 유리한 효과뿐만 아니라, 외부 요인에 의해 발생할 수 있는 오동작을 사전에 방지하여 운전자의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 인버터 시스템에서 전력 케이블의 분리 검출 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 제어부(130)에서 전력 케이블(120)의 분리 검출 동작을 위한 구성 요소를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 4 및 5는, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 윈도우 연산 값의 획득 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 7은 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 시스템에서의 전력 케이블 상태 검출 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 인버터 시스템은 인버터(110), 상기 인버터(110)를 통해 출력되는 전력을 모터로 공급하는 3상 전력 케이블(120), 및 상기 인버터(110)의 동작을 제어하면서 상기 3상 전력 케이블(120)의 분리 여부를 검출하여 상기 인버터(110)의 동작을 중지시키는 제어부(130)를 포함한다.
인버터(110)는 전지 자동차 내에 구성되며, 그에 따라 상기 전기 자동차 내에 구성된 배터리(battery)(미도시)로부터 발생한 직류 전력을 3상 교류 전력으로 변환한다.
이때, 상기 배터리는 고전압 배터리로써, 복수 개의 단위 셀의 집합으로 형성될 수 있다.
상기 복수 개의 단위 셀은 일정한 전압을 유지하기 위하여, 배터리 관리 시스템(미도시)에 의해 관리될 수 있으며, 상기 배터리는 상기 배터리 관리 시스템의 제어에 의해 일정한 전압을 방출할 수 있다.
또한, 상기 배터리의 방전에 의해 출력되는 전력은 인버터(110) 내에 구성된 커패시터로 전달된다.
이때, 상기 배터리와 상기 인버터(110) 사이에는 릴레이가 형성되어 있으며, 상기 릴레이의 동작에 의해 상기 인버터(110)로 공급되는 전력의 단속이 이루어질 수 있다.
즉, 상기 릴레이가 온 동작을 하는 경우에는 상기 배터리의 전력이 상기 인버터(110)로 공급되고, 상기 릴레이가 오프 동작을 하는 경우에는 상기 인버터(110)로 공급되는 전력이 차단될 수 있다.
상기 인버터(110)는 상기 배터리로 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 모터로 공급한다.
이때, 상기 인버터(110)에 의해 변환되는 교류 전력을 3상 교류 전력임이 바람직하다.
상기 인버터(110)는 상기 기재한 커패시터와, 다수의 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)로 이루어지며, 상기 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)는 후술할 제어부(130)에서 인가되는 제어신호에 따라 PWM(Pulse Width Modulation) 스위칭을 실행하여 상기 배터리에서 공급되는 전원을 상 변환시켜 모터로 공급한다.
상기 모터는 회전하지 않고 고정되는 고정자와, 회전하는 회전자를 포함할 수 있다. 상기 모터는 인버터(110)를 통해 공급되는 교류 전력을 인가받는다.
모터는 예를 들어 3상 모터일 수 있으며, 각 상의 고정자의 코일에 전압 가변/주파수 가변의 각상 교류 전력이 인가되는 경우, 인가되는 주파수에 따라 회전자의 회전 속도가 가변하게 된다.
모터는 유도 모터(Induction Motor), BLDC 모터(blushless DC motor), 릴럭턴스 모터(reluctance motor) 등 다양한 형태가 가능하다.
한편, 모터의 일 측에는 구동 기어(미도시)가 구비될 수 있다. 구동 기어는 모터의 회전 에너지를 기어 비어에 따라 변환시킨다. 구동 기어에서 출력되는 회전 에너지는 앞바퀴 및/또는 뒷바퀴에 전달되어 전기 자동차가 움직이도록 한다.
상기 인버터(110)와 모터 사이에는 전력 케이블(120)이 형성된다. 상기 전력 케이블(120)은 3상 전력 케이블임이 바람직하며, 이에 따라 이는 a상 케이블, b상 케이블 및 c상 케이블로 구성된다.
제어부(130)는 상기 인버터(110)의 전반적인 동작을 제어한다.
예를 들어, 제어부(130)는 상기 모터로 공급되는 전류(3상 전류)를 이용하여 상기 모터를 구동시킬 구동 값을 계산하고, 상기 계산한 구동 값에 따라 상기 인버터의 제어를 위한(바람직하게는, 상기 인버터를 구성하는 IGBT의 스위칭 제어를 위한) 스위칭 신호를 발생한다.
이에 따라, 상기 인버터(110)는 상기 제어부(130)를 통해 발생하는 스위칭 신호에 따라 선택적으로 온-오프 동작을 수행하여, 상기 배터리로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환한다.
한편, 상기 제어부(130)는 상기 인버터(110)에서 상기 모터로 공급되는 3상 전류의 상태를 판단하여, 상기 인버터(110)와 모터 사이를 연결하는 전력 케이블(120)의 상태를 확인한다.
그리고, 제어부(130)는 상기 전력 케이블(120)의 상태에 문제가 발생하면(예를 들어, 단선, 분리 및 미체결 등), 상기 인버터(110)를 통해 변환된 교류 전력이 상기 모터로 공급되지 못하여 전기 자동차의 운행에 문제가 발생할 수 있다.
이에 따라, 제어부(130)는 상기 전력 케이블(120)의 분리 여부를 검출하고, 그에 따라 상기 전력 케이블(120)이 분리된 것으로 검출되면, 상기 모터로 공급되는 교류 전력을 차단한다.
이하, 상기 제어부(130)에서 수행되는 상기 전력 케이블(120)의 분리 검출 동작에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 도 2에 도시된 제어부(130)에서 전력 케이블(120)의 분리 검출 동작을 위한 구성 요소를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 제어부(130)는 상 전류 획득부(132), 이동 윈도우 연산부(134) 및 케이블 상태 검출부(136)를 포함한다.
상 전류 획득부(132)는 상기 인버터(110)에서 상기 모터로 공급되는 상 전류를 획득한다.
이때, 상기 상 전류 획득부(132)는 상기 전력 케이블(120)의 a상 케이블을 통해 상기 모터로 공급되는 a상 전류(Ias)와, 상기 전력 케이블(120)의 b상 케이블을 통해 상기 모터로 공급되는 b상 전류(Ibs)와, 상기 전력 케이블(120)의 c상 케이블을 통해 상기 모터로 공급되는 c상 전류(Ics)를 각각 획득한다.
이후, 상기 상 전류 획득부(132)는 상기 획득한 a상, b상 및 c상 전류(Ias, Ibs, Ics)에 대한 절대 값(｜Ias｜, ｜Ibs｜, ｜Ics｜)을 계산한다
이때, 상기 상 전류 획득부(132)는 기설정된 일정 시간(Tsamp)마다 상기 획득한 상 전류(Ias, Ibs, Ics)에 대한 절대 값(｜Ias｜, ｜Ibs｜, ｜Ics｜)을 계산하여 상기 이동 윈도우 연산부(134)에 전달한다.
이동 윈도우 연산부(134)는 상기 상 전류 획득부(132)를 통해 전달되는 절대값(｜Ias｜, ｜Ibs｜, ｜Ics｜)에 대해 일정 크기의 이동 윈도우를 생성하고, 상기 생성된 이동 윈도우 내에서의 이동 윈도우 연산 값((MW｜Ias｜, MW｜Ibs｜, MW｜Ics｜)을 획득한다.
도 4 및 5는, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 윈도우 연산 값의 획득 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 가로축은 시간 축을 의미하며, 세로축은 일정 시간(Tsamp)마다 획득된 절대 값을 의미한다. 도 4는 상기 절대 값(｜Ias｜, ｜Ibs｜, ｜Ics｜) 중 어느 하나의 특정 상에 대한 절대 값을 나타낸 것이다.
상 전류 획득부(132)는 일정 시간마다 상기와 같은 절대 값을 획득하여 이를 이동 윈도우 연산부(134)에 전달한다.
이동 윈도우 연산부(134)는 상기 획득된 절대 값에 대해 일정 크기의 윈도우(W) 내에 포함된 값들을 이용하여 이동 윈도우 연산 값을 획득한다.
이때, 상기 이동 윈도우 연산 값은 다음에 기재된 식들 중 어느 하나의 식에 의해 구해질 수 있다.
[식 1]
Figure 112013049357118-pat00001
상기 식 1은 크기가 W인 윈도우 내에서 W개의 연속된 절대 값에 대한 합을 나타낸다.
[식 2]
Figure 112013049357118-pat00002
상기 식 2는 상기 식 1에 의해 구해진 결과 값에 Tsamp을 곱하는 것이며, 이의 결과 값은 구간 W내에서의 적분을 의미한다.
[식 3]
Figure 112013049357118-pat00003
상기 식 3은 상기 식 1에 의해 구해진 결과 값을 W로 나눈 것으로, 여기에서 상기 W는 상기 윈도우 내에 포함된 절대 값의 수를 의미하며, 이에 의해 얻어진 결과 값은 상기 윈도우 내에서의 절대 값에 대한 평균 값을 의미한다.
[식 4]
Figure 112013049357118-pat00004
상기 식 4는 상기 윈도우 내에 포함된 각각의 절대 값에 기설정된 가중치(an)(Weighted factor)를 곱한 값으로, 이는 여러 가지 다른 요인을 고려하여 윈도우 내에서의 가중치가 부여된 절대 값들의 합을 의미한다.
상기 식 1 내지 식 4에 기재된 바와 같이, 상기 이동 윈도우 연산부(134)는 상기와 기설정된 윈도우 크기 내에 포함된 절대 값을 이용하여, 절대 값의 총 합, 절대 값의 평균 값, 절대 값의 적분 값 및 가중치가 부여된 절대 값의 총 합 중 어느 하나의 값을 연산하게 된다.
상기 이동 윈도우 연산부(134)에서 연산되는 결과 값은 기설정된 조건에 의해 결정될 수 있다. 이는 사전에 다양한 실험을 통해, 상기 인버터(110)의 동작 상태에 따라 그에 맞는 최적의 조건을 설정하여 상기 연산될 결과 값을 결정할 수 있다.
예를 들어, 인버터(110)가 초기 동작한 시점에서는 상기 식 3에 기재된 평균 값을 이용하여 상기 이동 윈도우 연산 값을 얻을 수 있고, 상기 인버터(110)가 안정화 시점에 들어간 시점에서는 상기 식 1 내지 4 중 어느 하나를 이용하여 사기 이동 윈도우 연산 값을 얻을 수 있다.
케이블 상태 검출부(136)는 상기 이동 윈도우 연산부(134)를 통해 연산된 이동 윈도우 연산 값을 이용하여 상기 전력 케이블(120)의 상태를 검출한다.
즉, 상기 케이블 상태 검출부(136)는 상기 전력 케이블(120)이 정상적으로 연결된 상태에서 나타나는 이동 윈도우 연산 값의 기준 값을 정해놓고, 그에 따라 상기 기준 값과, 상기 이동 윈도우 연산부(134)를 통해 연산된 이동 윈도우 연산 값을 비교하여 상기 전력 케이블의 상태를 검출한다.
상기 기준 값은, 상기 식 1에 의해 구해진 이동 윈도우 연산 값에 대한 제 1 기준 값과, 상기 식 2에 구해진 이동 윈도우 연산 값에 대한 제 2 기준 값과, 식 3에 의해 구해진 이동 윈도우 연산 값에 대한 제 3 기준 값과, 식 4에 의해 구해진 이동 윈도우 연산 값에 대한 제 4 기준 값을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 내지 4 기준 값은, a상 케이블, b상 케이블 및 c상 케이블에 각각 대응하게 존재할 수 있다.
이에 따라, 상기 기준 값은 다음 표에서와 같이 존재할 수 있으며, 이는 제어부(130) 내에 저장되거나, 상기 제어부(130)가 별도의 연산 과정을 거쳐 획득될 수 있다.
a상 b상 c상
식 1 1-1 기준 값 1-2 기준 값 1-3 기준 값
식 2 2-1 기준 값 2-2 기준 값 2-3 기준 값
식 3 3-1 기준 값 3-2 기준 값 3-3 기준 값
식 4 4-1 기준 값 4-2 기준 값 4-3 기준 값
결과적으로, 상기 케이블 상태 검출부(136)는 상기 식 1에 의해 a상, b상 및 c상에 각각 대응되는 제 1 내지 3 이동 윈도우 연산 값이 연산된 경우, 상기 제 1 이동 윈도우 연산 값과 1-1 기준 값을 비교하여, 상기 전력 케이블(120)의 a 상에 대한 상태를 검출하고, 이와 마찬가지로 상기 전력 케이블(120)의 b상 및 c상의 상태를 각각 검출한다.
상기 상태를 검출하는 방법은, 상기 연산된 이동 윈도우 연산 값이 상기 기준 값 이상이면, 상기 전력 케이블(120)이 정상적으로 연결된 상태인 것으로 판단하고, 이와 다르게 상기 이동 윈도우 연산 값이 상기 기준 값보다 작으면, 상기 전력 케이블(120)이 비정상적으로 연결된 것(예를 들어, 분리, 단선 등)으로 판단한다.
한편, 상기 케이블 상태 검출부(135)는 상기 전력 케이블(120)의 연결 상태 오검출을 방지하기 위해 기설정된 사전 조건을 판단하고, 현재 조건이 상기 사전 조건을 모두 만족하는 경우에만 상기 전력 케이블(120)의 연결 상태를 검출한다.
여기에서, 상기 사전 조건은 다음과 같은 조건을 포함할 수 있다.
1. 상 전류의 주기가 특정 값 이하인가?
2. 전기차용 인버터의 경우, 인버터가 PWM 신호에 의해 스위칭 동작을 수행하고 있는 특정 기어단인가?
3. 지령(토크, 속도 및 전류 등)이 특정 값 이상인가?
상기 상 전류의 주기의 역수는 모터의 구동 속도에 비례한다. 즉, 상기 상 전류의 주기가 특정 값 이하인가라는 조건은, '상기 모터의 구동 속도가 기설정된 속도 이상인가'를 의미한다.
이에 따라 상기 케이블 상태 검출부(136)는 상기 상 전류의 주기가 특정 값 이하인 경우, 다시 말해서 모터의 구동 속도가 일정 속도 이상인 경우에만 상기 전력 케이블의 검출 동작을 수행한다.
또한, 전기 자동차의 경우, 기어 상태에 의해 상기 인버터의 동작이 결정된다. 즉, 상기 기어 상태가 R, D, P인 경우에는 상기 PWM 신호에 의해 인버터의 동작이 제어된다. 이에 따라, 상기 케이블 상태 검출부(136)는 상기 기어 상태가 PWM신호에 의해 상기 인버터의 제어가 이루어지는 상태인 경우에만 상기 전력 케이블의 검출 동작을 수행한다.
또한, 상기 지령이 특정 값 이하이면, 상기 전력 케이블의 검출이 정상적으로 수행되지 못하고 오검출이 발생할 수 있으며, 이에 따라 케이블 상태 검출부(136)는 상기 지령(토크, 속도 및 전류)이 특정 값 이상인 경우에만 상기 전력 케이블의 상태를 검출한다.
한편, 상기와 같이 1차적으로 이동 윈도우 연산 값이 획득되면, 상기 이동 윈도우 연산부(134)는 상기 상 전류 획득부(132)를 통해 계속되어 제공되는 절대 값을 이용하여 2차~N차적으로 이동 윈도우 연산 값을 획득한다.
즉, 도 5를 참조하면, 1차적인 이동 윈도우 연산 값이 획득되면, 윈도우의 위치를 Tsamp만큼 우측으로 이동시키고, 상기 이동된 윈도우 내에 포함된 절대 값들을 이용하여 상기 식 1 내지 4에 따른 이동 윈도우 연산 값을 다시 획득하며, 상기 전력 케이블 검출부(135)는 상기 계속되어 획득되는 이동 윈도우 연산 값을 이용하여 상기 전력 케이블의 상태를 검출한다.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 전력 케이블의 미체결 상태를 소프트웨어적으로 실시간 검출이 가능하기 때문에, 가격 측면에서의 유리한 효과뿐만 아니라, 외부 요인에 의해 발생할 수 있는 오동작을 사전에 방지하여 운전자의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 6 내지 7은 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 시스템에서의 전력 케이블 상태 검출 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 먼저 상 전류 획득부(132)는 모터로 공급되는 상 전류 값을 획득한다(101단계). 즉, 상 전류 획득부(132)는 a 상에 대한 전류 값, b상에 대한 전류 값 및 c 상에 대한 전류 값을 각각 획득한다.
이후, 상 전류 획득부(132)는 상기 획득된 각 상에 대한 전류 값의 절대 값을 연산한다(102단계). 상기 연산된 각 상의 절대 값은 이동 윈도우 연산부(134)에 전달된다.
이동 윈도우 연산부(134)는 상기 각 상에 대한 절대 값을 이용하여, 상기 각 상에 대하여 이동 윈도우 연산 값을 획득한다(103단계).
상기 이동 윈도우 연산 값의 획득 방법은 상기 식 1 내지 식 4에서 설명하였으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
식 1 내지 식 4 중 어느 하나의 식에 의해 이동 윈도우 연산 값이 획득되면, 상기 이동 윈도우 연산부(134)는 오버 플로우를 방지하기 위해 상기 획득된 이동 윈도우 연산 값의 최대 값을 제한한다.
이후, 상기 이동 윈도우 연산부(134)는 일정 시간이 경과하였는지 여부를 판단한다(104단계). 즉, 이동 윈도우 연산부(134)는 윈도우 크기에 대응되는 절대 값이 모두 획득되어, 그에 대응되는 이동 윈도우 연산 값이 획득되었는지 여부를 판단한다.
상기 판단결과(104단계), 일정 시간이 경과되지 않았다면, 상기 이동 윈도우 연산부(134)는 일정 시간 대기하여 상기 단계(101단계)로 복귀하고, 상기 일정 시간이 경과하였다면, 전력 케이블의 상태 검출을 위한 사전 조건이 만족되는지 여부를 판단한다(105단계).
즉, 상기 이동 윈도우 연산부(134)는 상 전류의 주기가 특정 값 이하인지, 전기차용 인버터의 경우, 인버터가 PWM 신호에 의해 스위칭 동작을 수행하고 있는 특정 기어단인지, 아니면 지령(토크, 속도 및 전류 등)이 특정 값 이상인지 여부를 판단한다.
이때, 상기 이동 윈도우 연산부(134)는 상기 조건 중 어느 하나의 조건만이 만족되면 상기 사전 조건을 만족하는 것으로 할 수 있으며, 이와 다르게 상기 조건 중 복수의 조건을 만족하는 경우에 상기 사전 조건을 만족하는 것으로 판단할 수도 있다.
이후, 상기 사전 조건이 만족되면, 케이블 상태 검출부(136)는 상기 연산 결과 값과 기설정된 기준 값을 비교한다(106단계).
이어서, 상기 비교 결과, 상기 연산 결과 값이 상기 기설정된 기준 값보다 작은지 여부를 판단한다(107단계).
상기 판단결과(107단계), 상기 연산 결과 값이 기설정된 기준 값보다 낮으면, 상기 전력 케이블의 상태를 이상 상태로 판단한다(108단계).
도 7을 토대로 상기 단계(106단계, 107단계, 108단계)를 더욱 상세히 설명하면, 먼저 케이블 상태 검출부(136)는 상기 이동 윈도우 연산부(134)를 통해 획득된 a상에 대한 연산 결과 값과 기설정된 제 1 기준 값을 비교하여, 상기 a상 연산 결과 값이 제 1 기준 값보다 작은지 여부를 판단한다(201단계).
상기 판단결과(201단계), 상기 a 상에 대한 연산 결과 값이 기설정된 제 1 기준 값보다 작으면, 상기 케이블 상태 검출부(135)는 상기 전력 케이블에서 a상 케이블에 이상이 발생하였다고 판단한다(202단계).
또한, 케이블 상태 검출부(136)는 상기 이동 윈도우 연산부(134)를 통해 획득된 b상에 대한 연산 결과 값과 기설정된 제 2 기준 값을 비교하여, 상기 b상 연산 결과 값이 제 2 기준 값보다 작은지 여부를 판단한다(203단계).
상기 판단결과(203단계), 상기 b 상에 대한 연산 결과 값이 기설정된 제 2 기준 값보다 작으면, 상기 케이블 상태 검출부(135)는 상기 전력 케이블에서 b상 케이블에 이상이 발생하였다고 판단한다(204단계).
또한, 케이블 상태 검출부(136)는 상기 이동 윈도우 연산부(134)를 통해 획득된 c상에 대한 연산 결과 값과 기설정된 제 3 기준 값을 비교하여, 상기 c상 연산 결과 값이 제 3 기준 값보다 작은지 여부를 판단한다(205단계).
상기 판단결과(205단계), 상기 c 상에 대한 연산 결과 값이 기설정된 제 3 기준 값보다 작으면, 상기 케이블 상태 검출부(135)는 상기 전력 케이블에서 c상 케이블에 이상이 발생하였다고 판단한다(202단계).
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 전력 케이블의 미체결 상태를 소프트웨어적으로 실시간 검출이 가능하기 때문에, 가격 측면에서의 유리한 효과뿐만 아니라, 외부 요인에 의해 발생할 수 있는 오동작을 사전에 방지하여 운전자의 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
110: 인버터
120: 전력 케이블
130:제어부
132: 상 전류 획득부
134: 이동 윈도우 연산부
136: 케이블 상태 검출부

Claims (8)

  1. 인버터 시스템에 포함된 전력 케이블의 상태 검출 방법에 있어서,
    기설정된 주기에 따라 전력 케이블을 통해 모터로 공급되는 상 전류 값을 획득하는 단계;
    상기의 주기마다 획득된 상 전류 값에 대해 일정 크기의 이동 윈도우를 생성하고, 상기 생성된 이동 윈도우 내에 포함된 상 전류 값을 이용하여 이동 윈도우 연산 값을 획득하는 단계;
    상기 획득된 이동 윈도우 연산 값과 기설정된 기준 값을 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과에 따라 상기 전력 케이블의 이상 여부를 검출하는 단계를 포함하는
    전력 케이블의 상태 검출 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 획득된 상 전류 값의 절대 값을 계산하는 단계가 더 포함되며,
    상기 이동 윈도우 연산 값은,
    상기 계산된 절대 값을 이용하여 연산되는
    전력 케이블의 상태 검출 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 이동 윈도우 연산 값은,
    상기 일정 크기의 이동 윈도우 내에 포함된 절대 값들의 총 합과,
    상기 일정 크기의 이동 윈도우 내에 포함된 절대 값들의 적분 값과,
    상기 일정 크기의 이동 윈도우 내에 포함된 절대 값들의 평균 값과,
    기설정된 가중치가 적용된 상기 일정 크기의 이동 윈도우 내에 포함된 절대 값들의 총 합 중 어느 하나인
    전력 케이블의 상태 검출 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전력 케이블은, 3상 전력 케이블이고,
    상기 상 전류값을 획득하는 단계는,
    상기 3상에 대한 a, b 및 c 상의 전류를 각각 획득하는 단계를 포함하며,
    상기 전력 케이블의 이상 여부를 검출하는 단계는,
    상기 3상 전력 케이블에 포함된 a 상 케이블, b상 케이블 및 c상 케이블 각각에 대한 이상 여부를 검출하는 단계를 포함하는
    전력 케이블의 상태 검출 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 이상 여부를 검출하는 단계는,
    상기 획득된 이동 윈도우 연산 값이 기설정된 기준 값 이상이면, 상기 전력 케이블이 정상 상태인 것으로 검출하는 단계와,
    상기 획득된 이동 윈도우 연산 값이 기설정된 기준 값보다 작으면, 상기 전력 케이블이 이상 상태인 것으로 검출하는 단계를 포함하는
    전력 케이블의 상태 검출 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 인버터 시스템의 현재 상태가 기설정된 사전 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 이상 여부 검출은, 상기 인버터 시스템의 현재 상태가 기설정된 사전 조건을 만족하는 경우에 수행되며,
    상기 사전 조건은,
    상 전류의 주기가 특정 값 이하인 조건과,
    인버터가 PWM 제어를 수행하는 기어 상태에 의해 동작하는 조건과,
    토크, 속도 및 전류 중 적어도 하나를 포함하는 지령이 특정 값 이상인 조건 중 어느 하나를 포함하는
    전력 케이블의 상태 검출 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 이동 윈도우 연산 값을 획득되면, 상기 이동 윈도우의 위치를 일정 간격 우측으로 이동시키고, 상기 이동된 이동 윈도우에 대해 이동 윈도우 연산 값을 재획득하는 단계가 더 포함되는
    전력 케이블의 상태 검출 방법.
  8. 배터리를 통해 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터;
    상기 인버터에 연결되며, 상기 인버터를 통해 변환된 교류 전력을 모터로 공급하는 전력 케이블; 및
    일정 주기마다 상기 모터로 공급되는 교류 전력에 대한 상 전류 값의 절대 값을 획득하고, 상기 일정 주기마다 획득된 절대 값 중 일정 크기의 이동 윈도우 내에 포함된 절대 값을 이용하여 이동 윈도우 연산 값을 획득하며, 상기 획득한 이동 윈도우 연산 값을 이용하여 상기 전력 케이블의 상태를 검출하는 제어부를 포함하는
    인버터 시스템.
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JP2014051672A JP5864646B2 (ja) 2013-06-03 2014-03-14 インバータシステム及びその電力ケーブルの状態検出方法
ES14160477T ES2881692T3 (es) 2013-06-03 2014-03-18 Sistema inversor y método de detección del estado del cable de alimentación del sistema inversor
EP14160477.7A EP2829886B1 (en) 2013-06-03 2014-03-18 Inverter system and method of detecting state of power cable of the inverter system
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220027604A (ko) * 2020-08-27 2022-03-08 고려대학교 산학협력단 신호 패턴을 이용한 회로 모니터링 시스템

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6723801B2 (ja) * 2016-04-12 2020-07-15 シロキ工業株式会社 車両用開閉体駆動装置の組付判定方法
JP7278231B2 (ja) * 2020-03-10 2023-05-19 東芝三菱電機産業システム株式会社 電動機駆動装置及び状態検出方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101091636B1 (ko) 2010-10-11 2011-12-08 기아자동차주식회사 모터의 전력 케이블 단락 검출방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3750452T2 (de) * 1986-09-11 1994-12-22 Fuji Photo Film Co Ltd Phasendifferenzdetektor.
JPH06189592A (ja) * 1992-12-18 1994-07-08 Sansha Electric Mfg Co Ltd 誘導電動機用電源装置
JPH06245301A (ja) * 1993-02-17 1994-09-02 Hitachi Ltd 電気車制御装置の欠相検知方式
JP3625901B2 (ja) * 1995-06-30 2005-03-02 三菱電機株式会社 サーボ制御システムの自動適正化方法および装置
JPH0970177A (ja) * 1995-08-30 1997-03-11 Mitsubishi Electric Corp インバータ装置
JP3801471B2 (ja) * 2001-08-31 2006-07-26 株式会社ジェイテクト ブラシレスｄｃモータの電力供給線の断線検出方法、それを用いたブラシレスｄｃモータの制御装置、電気式動力舵取装置およびコンピュータプログラム
JP2008011622A (ja) * 2006-06-28 2008-01-17 Yaskawa Electric Corp インバータ装置とその交流電動機診断、及び診断結果表示方法
EP1909368B1 (de) * 2006-10-06 2020-05-20 Schmidhauser AG Schaltungsanordnung und Verfahren zur Isolationsüberwachung für Umrichteranwendungen
CN100545669C (zh) * 2007-12-11 2009-09-30 天津大学 逆变器运行状态显示与故障在线诊断电路
JP4696146B2 (ja) * 2008-06-27 2011-06-08 株式会社日立製作所 断線検出方法および電力変換装置
JP5402403B2 (ja) * 2009-08-28 2014-01-29 日産自動車株式会社 電動機制御システム
KR101114375B1 (ko) * 2010-09-17 2012-02-14 기아자동차주식회사 모터의 전력 케이블 단선 검출방법
JP5170192B2 (ja) * 2010-09-17 2013-03-27 株式会社デンソー 回転機の制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101091636B1 (ko) 2010-10-11 2011-12-08 기아자동차주식회사 모터의 전력 케이블 단락 검출방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220027604A (ko) * 2020-08-27 2022-03-08 고려대학교 산학협력단 신호 패턴을 이용한 회로 모니터링 시스템
KR102443765B1 (ko) * 2020-08-27 2022-09-20 고려대학교 산학협력단 신호 패턴을 이용한 회로 모니터링 시스템

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