KR20220152712A - Method of selecting a pulse width modulation in a sonar system and devices performing the same - Google Patents

Method of selecting a pulse width modulation in a sonar system and devices performing the same Download PDF

Info

Publication number
KR20220152712A
KR20220152712A KR1020210059963A KR20210059963A KR20220152712A KR 20220152712 A KR20220152712 A KR 20220152712A KR 1020210059963 A KR1020210059963 A KR 1020210059963A KR 20210059963 A KR20210059963 A KR 20210059963A KR 20220152712 A KR20220152712 A KR 20220152712A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inverter
pulse width
output voltage
width modulation
voltage
Prior art date
Application number
KR1020210059963A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102563557B1 (en
Inventor
최재혁
목형수
Original Assignee
건국대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 건국대학교 산학협력단 filed Critical 건국대학교 산학협력단
Priority to KR1020210059963A priority Critical patent/KR102563557B1/en
Publication of KR20220152712A publication Critical patent/KR20220152712A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102563557B1 publication Critical patent/KR102563557B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/539—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
    • H02M7/5395—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency by pulse-width modulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
    • G01R23/20—Measurement of non-linear distortion
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/26—Measuring noise figure; Measuring signal-to-noise ratio
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/523—Details of pulse systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Disclosed are a method and a device for selecting a pulse width modulation technique based on an electric phase difference of an output voltage of an inverter of a sonar system and a voltage modulation index of the output voltage of the inverter. In accordance with one embodiment, the method for controlling a pulse width modulation mode includes the following operations of: acquiring an electric phase difference of an output voltage of the inverter; acquiring a voltage modulation index of the output voltage of the inverter; and determining a pulse width modulation mode based on the acquired electric phase difference and the acquired voltage modulation index. Therefore, the present invention is capable of improving the detection performance of a sonar system without causing a change in hardware.

Description

소나 시스템에서의 펄스 폭 변조 기법 선택 방법 및 이를 수행하는 장치들{METHOD OF SELECTING A PULSE WIDTH MODULATION IN A SONAR SYSTEM AND DEVICES PERFORMING THE SAME}A method for selecting a pulse width modulation scheme in a sonar system and devices performing the same

아래 개시는 소나 시스템에서의 펄스 폭 변조 기법 선택 방법 및 이를 수행하는 장치들에 관한 것이다.The disclosure below relates to a method for selecting a pulse width modulation scheme in a sonar system and devices for performing the same.

소나 시스템의 탐지 성능은 소나 트랜스듀서로 입력되는 전압의 고조파 품질에 의해 변화한다. 전압의 고조파 품질을 향상시키는 방법에는 하드웨어적 설계를 변경하는 방법 또는 펄스 폭 변조(pulse width modulation) 방식을 변경하는 방법이 있다. 하드웨어를 변경하는 방법은 변경에 시간 및 비용이 요구되고, 소프트웨어만을 변경(예: 펄스 폭 변조 방식 변경)하는 방법은 시간 및 비용 측면에서 효율적일 수 있다.The detection performance of the sonar system varies depending on the harmonic quality of the voltage input to the sonar transducer. A method of improving the harmonic quality of voltage includes a method of changing a hardware design or a method of changing a pulse width modulation method. A method of changing hardware requires time and cost, and a method of changing only software (eg, changing a pulse width modulation method) may be effective in terms of time and cost.

실시예들은 하드웨어의 변경 없이 소나 시스템의 탐지 성능을 향상시키는 기술을 제공할 수 있다.Embodiments may provide a technique for improving the detection performance of a sonar system without changing hardware.

다만, 기술적 과제는 상술한 기술적 과제들로 한정되는 것은 아니며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical challenges are not limited to the above-described technical challenges, and other technical challenges may exist.

일 실시예에 따른 소나 시스템에 포함된 인버터의 펄스 폭 변조 방식(pulse width modulation)을 제어하는 방법은, 상기 인버터의 출력 전압의 전기적 위상차를 획득하는 동작; 상기 인버터의 출력 전압의 전압 변조 지수(modulation index)를 획득하는 동작; 및 상기 획득된 전기적 위상차 및 상기 획득된 전압 변조 지수에 기초하여 상기 인버터의 펄스 폭 변조 방식을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.A method for controlling pulse width modulation of an inverter included in a sonar system according to an embodiment includes obtaining an electrical phase difference of an output voltage of the inverter; obtaining a voltage modulation index of the output voltage of the inverter; and determining a pulse width modulation method of the inverter based on the obtained electrical phase difference and the obtained voltage modulation index.

상기 결정하는 동작은, 인버터의 출력 전압의 전기적 위상차 및 인버터의 출력 전압의 전압 변조 지수를 변수로 하는 NWTHD(normalized weighted total harmonic distortion) 테이블에 상기 획득된 전기적 위상차 및 상기 획득된 전압 변조 지수를 매핑함으로써 상기 펄스 폭 변조 방식을 선택하는 것일 수 있다.The determining operation maps the obtained electrical phase difference and the obtained voltage modulation index to a normalized weighted total harmonic distortion (NWTHD) table in which the electrical phase difference of the output voltage of the inverter and the voltage modulation index of the output voltage of the inverter are variables. By doing so, the pulse width modulation method may be selected.

상기 NWTHD 테이블은, 상기 인버터의 출력 전압의 전압 변조 지수에 가중치를 부여한 전고조파 왜곡률(THD: total harmonic distortion)의 연산 값이 저장된 것일 수 있다.The NWTHD table may store calculated values of total harmonic distortion (THD) obtained by weighting a voltage modulation index of the output voltage of the inverter.

상기 인버터는 3-레그 2-상 인버터로 구현된 것일 수 있다,The inverter may be implemented as a 3-leg 2-phase inverter,

상기 펄스 폭 변조 방식은, 연속적 펄스 폭 변조 방식(continuous pulse width modulation) 또는 불연속적 펄스 폭 변조 방식(discontinuous pulse width modulation)일 수 있다.The pulse width modulation method may be a continuous pulse width modulation method or a discontinuous pulse width modulation method.

일 실시예에 따른 소나 시스템에 포함된 인버터의 펄스 폭 변조 방식(pulse width modulation)을 제어하는 방법은, 제1 펄스 폭 변조 방식을 이용한 상기 인버터의 제1 출력 전압을 획득하는 동작; 제2 펄스 폭 변조 방식을 이용한 상기 인버터의 제2 출력 전압을 획득하는 동작; 상기 제1 출력 전압 및 상기 제2 출력 전압에 기초하여 인버터의 출력 전압의 전기적 위상차 및 인버터의 출력 전압의 전압 변조 지수를 변수로 하는 NWTHD(normalized weighted total harmonic distortion) 테이블을 생성하는 동작을 포함할 수 있다.A method of controlling pulse width modulation of an inverter included in a sonar system according to an embodiment includes obtaining a first output voltage of the inverter using a first pulse width modulation method; obtaining a second output voltage of the inverter using a second pulse width modulation scheme; and generating a normalized weighted total harmonic distortion (NWTHD) table having an electrical phase difference of the output voltage of the inverter and a voltage modulation index of the output voltage of the inverter as variables based on the first output voltage and the second output voltage. can

상기 생성하는 동작은, 상기 제1 출력 전압으로부터 제1 NWTHD 값을 계산하는 동작; 상기 제2 출력 전압으로부터 제2 NWTHD 값을 계산하는 동작; 상기 제1 NWTHD 값에서 상기 제2 NWTHD 값을 뺄셈 연산하는 동작; 및 뺄셈 연산된 값을 상기 NWTHD 테이블에 저장하는 동작을 포함할 수 있다.The generating may include calculating a first NWTHD value from the first output voltage; calculating a second NWTHD value from the second output voltage; subtracting the second NWTHD value from the first NWTHD value; and storing the subtracted value in the NWTHD table.

상기 제1 NWTHD 값 및 상기 제2 NWTHD값은, 인버터의 출력 전압의 전압 변조 지수에 가중치를 부여한 전고조파 왜곡률(THD: total harmonic)일 수 있다. The first NWTHD value and the second NWTHD value may be total harmonic distortion (THD) obtained by weighting a voltage modulation index of an output voltage of the inverter.

상기 제1 펄스 폭 변조 방식은 연속적 펄스 폭 변조 방식(continuous pulse width modulation)이고, 상기 제2 펄스 폭 변조 방식은 불연속적 펄스 폭 변조 방식(discontinuous pulse width modulation)일 수 있다.The first pulse width modulation scheme may be a continuous pulse width modulation scheme, and the second pulse width modulation scheme may be a discontinuous pulse width modulation scheme.

상기 불연속적 펄스 폭 변조 방식은, 아래의 수학식을 통해 인버터의 극전압을 결정할 수 있다.In the discrete pulse width modulation method, the extreme voltage of the inverter can be determined through the following equation.

[수학식][mathematical expression]

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

(

Figure pat00004
는 극전압,
Figure pat00005
는 직류 전압,
Figure pat00006
는 상 간의 전기적 위상차,
Figure pat00007
는 DC 클램핑 구간의 위상,
Figure pat00008
는 위상,
Figure pat00009
은 상전압의 크기 성분, M은 전압 변조 지수,
Figure pat00010
는 기본파의 각속도)(
Figure pat00004
is the extreme voltage,
Figure pat00005
is the direct current voltage,
Figure pat00006
is the electrical phase difference between the phases,
Figure pat00007
is the phase of the DC clamping section,
Figure pat00008
is the phase,
Figure pat00009
is the phase voltage magnitude component, M is the voltage modulation index,
Figure pat00010
is the angular velocity of the fundamental wave)

일 실시예에 따른 소나 시스템은, 인버터; 및 인버터 컨트롤러를 포함하며, 상기 인버터 컨트롤러는 인버터로부터 출력 전압의 전기적 위상차를 획득하고, 상기 인버터로부터 출력 전압의 전압 변조 지수(modulation index)를 획득하고, 상기 획득된 전기적 위상차 및 상기 획득된 전압 변조 지수에 기초하여 펄스 폭 변조 방식을 결정할 수 있다.A sonar system according to an embodiment includes an inverter; and an inverter controller, wherein the inverter controller obtains an electrical phase difference of an output voltage from the inverter, obtains a voltage modulation index of the output voltage from the inverter, and obtains the obtained electrical phase difference and the obtained voltage modulation. Based on the exponent, the pulse width modulation scheme can be determined.

상기 인버터 컨트롤러는, 인버터의 출력 전압의 전기적 위상차 및 인버터의 출력 전압의 전압 변조 지수를 변수로 하는 NWTHD(normalized weighted total harmonic distortion) 테이블에 상기 획득된 전기적 위상차 및 상기 획득된 전압 변조 지수를 매핑함으로써 상기 펄스 폭 변조 방식을 선택할 수 있다.The inverter controller maps the obtained electrical phase difference and the obtained voltage modulation index to a normalized weighted total harmonic distortion (NWTHD) table in which the electrical phase difference of the output voltage of the inverter and the voltage modulation index of the output voltage of the inverter are variables. The pulse width modulation method may be selected.

상기 NWTHD 테이블은, 상기 인버터의 출력 전압의 전압 변조 지수에 가중치를 부여한 전고조파 왜곡률(THD: total harmonic distortion)의 연산 값이 저장될 수 있다.The NWTHD table may store calculated values of total harmonic distortion (THD) obtained by weighting the voltage modulation index of the output voltage of the inverter.

상기 인버터는 3-레그 2-상 인버터로 구현될 수 있다.The inverter may be implemented as a 3-leg 2-phase inverter.

상기 펄스 폭 변조 방식은, 연속적 펄스 폭 변조 방식(continuous pulse width modulation) 또는 불연속적 펄스 폭 변조 방식(discontinuous pulse width modulation)일 수 있다.The pulse width modulation method may be a continuous pulse width modulation method or a discontinuous pulse width modulation method.

일 실시예에 따른 전고조파 왜곡률 분석 장치는, 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리; 및 상기 인스트럭션을 실행시키기 위한 프로세서를 포함하고, 상기 인스트럭션이 실행될 때, 상기 프로세서는, 제1 펄스 폭 변조 방식을 이용한 상기 인버터의 제1 출력 전압을 획득하고, 제2 펄스 폭 변조 방식을 이용한 상기 인버터의 제2 출력 전압을 획득하고, 상기 제1 출력 전압 및 상기 제2 출력 전압에 기초하여 인버터의 출력 전압의 전기적 위상차 및 인버터의 출력 전압의 전압 변조 지수를 변수로 하는 NWTHD(normalized weighted total harmonic distortion) 테이블을 생성할 수 있다.A total harmonic distortion analyzer according to an embodiment includes a memory for storing one or more instructions; and a processor configured to execute the instruction, and when the instruction is executed, the processor obtains a first output voltage of the inverter using a first pulse width modulation method and obtains a first output voltage of the inverter using a second pulse width modulation method. A second output voltage of the inverter is obtained, and a normalized weighted total harmonic (NWTHD) having an electrical phase difference of the output voltage of the inverter and a voltage modulation index of the output voltage of the inverter as variables based on the first output voltage and the second output voltage distortion) table.

상기 프로세서는, 상기 제1 출력 전압으로부터 제1 NWTHD 값을 계산하고, 상기 제2 출력 전압으로부터 제2 NWTHD 값을 계산하고, 상기 제1 NWTHD 값에서 상기 제2 NWTHD 값을 뺄셈 연산하고, 뺄셈 연산된 값을 상기 NWTHD 테이블에 저장할 수 있다.The processor calculates a first NWTHD value from the first output voltage, calculates a second NWTHD value from the second output voltage, subtracts the second NWTHD value from the first NWTHD value, and performs a subtraction operation. The value can be stored in the NWTHD table.

상기 제1 NWTHD 값 및 상기 제2 NWTHD값은, 인버터의 출력 전압의 전압 변조 지수에 가중치를 부여한 전고조파 왜곡률(THD: total harmonic)일 수 있다.The first NWTHD value and the second NWTHD value may be total harmonic distortion (THD) obtained by weighting a voltage modulation index of an output voltage of the inverter.

상기 제1 펄스 폭 변조 방식은 연속적 펄스 폭 변조 방식(continuous pulse width modulation)이고, 상기 제2 펄스 폭 변조 방식은 불연속적 펄스 폭 변조 방식(discontinuous pulse width modulation)일 수 있다.The first pulse width modulation scheme may be a continuous pulse width modulation scheme, and the second pulse width modulation scheme may be a discontinuous pulse width modulation scheme.

도 1은 소나 시스템의 구성도의 일 예를 나타낸다.
도 2는 일 실시예에 따른 소나 시스템의 구성도의 일 예를 나타낸다.
도 3은 인버터의 출력 전압의 전기적 위상차에 기초한 소나 시스템의 탐지 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 펄스 폭 변조 방식에 따른 인버터의 출력 전압을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 불연속적 펄스 폭 변조 방식에 따른 인버터의 극전압 및 상전압을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 일 실시예에 따른 소나 시스템의 NWTHD의 해석 결과의 예들을 나타낸다.
도 8은 NWTHD 테이블의 일 예를 나타낸다.
도 9은 일 실시예에 따른 전고조파 왜곡률 분석 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.1 shows an example of a configuration diagram of a sonar system.
2 shows an example of a configuration diagram of a sonar system according to an embodiment.
3 is a diagram for explaining a detection direction of a sonar system based on an electrical phase difference of an output voltage of an inverter.
4 is a diagram for explaining an output voltage of an inverter according to a pulse width modulation method.
5 and 6 are diagrams for explaining pole voltages and phase voltages of an inverter according to a discontinuous pulse width modulation method.
7A to 7C show examples of NWTHD analysis results of a sonar system according to an embodiment.
8 shows an example of the NWTHD table.
9 shows a schematic block diagram of a total harmonic distortion analyzer according to an embodiment.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments are disclosed for illustrative purposes only, and may be changed and implemented in various forms. Therefore, the form actually implemented is not limited only to the specific embodiments disclosed, and the scope of the present specification includes changes, equivalents, or substitutes included in the technical idea described in the embodiments.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Although terms such as first or second may be used to describe various components, such terms should only be construed for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.It should be understood that when an element is referred to as being “connected” to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, but one or more other features or numbers, It should be understood that the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this specification, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.

도 1은 소나 시스템의 구성도의 일 예를 나타낸다.1 shows an example of a configuration diagram of a sonar system.

도 1을 참조하면, 소나 시스템(100)은 배터리(110), 인버터(120), 저역 통과 필터(130), 임피던스 매칭 변압기(140), 및 소나 트랜스듀서(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a sonar system 100 may include a battery 110, an inverter 120, a low pass filter 130, an impedance matching transformer 140, and a sonar transducer 150.

배터리(110)는 소나 시스템(100)에 전기적인 에너지를 공급하기 위한 전원일 수 있다. 배터리(110)는 소나 시스템(100)의 사용 목적 및 장착 환경에 따라 축전지 또는 직류 전원 장치로 구현될 수 있다.The battery 110 may be a power source for supplying electrical energy to the sonar system 100 . The battery 110 may be implemented as a storage battery or a DC power supply device depending on the purpose of use and the installation environment of the sonar system 100 .

소나 트랜스듀서(150)는 소나 시스템(100)의 최종 부하로 교류 형태의 전기 에너지를 공급받아 음향에너지로 전환 후 전방의 매질에 방사할 수 있다.The sonar transducer 150 may receive electrical energy in the form of alternating current as a final load of the sonar system 100, convert it into acoustic energy, and then radiate it to the front medium.

인버터(120)는 배터리(110)로부터 전원(예: 직류 전원)을 공급받아 원하는 주파수 및 원하는 크기의 교류 전압을 생성할 수 있다. 인버터(120)는 소나 트랜스듀서(150)가 요구하는 주파수 및 크기의 교류 전압을 합성할 수 있다. 인버터(120)는 3-레그 2-상 인버터로 구현될 수 있다.The inverter 120 may receive power (eg, DC power) from the battery 110 and generate an AC voltage with a desired frequency and a desired size. The inverter 120 may synthesize an AC voltage having a frequency and magnitude required by the sonar transducer 150 . Inverter 120 may be implemented as a 3-leg 2-phase inverter.

저역 통과 필터(130)는 구형파 형태인 인버터(120)의 출력 파형을 정현파 형태로 변환하여 소나 트랜스듀서(150)로 출력할 수 있다.The low-pass filter 130 may convert the output waveform of the inverter 120 in the form of a square wave into a sine wave form and output it to the sonar transducer 150.

임피던스 매칭 변압기(140)는 임피던스 매칭 및 승압 겸용으로 사용될 수 있다. 임피던스 매칭 변압기(140)는 소나 트랜스듀서(150)의 무효 전력을 보상하기 위해 사용될 수 있다.The impedance matching transformer 140 may be used for both impedance matching and boosting. The impedance matching transformer 140 may be used to compensate for reactive power of the sonar transducer 150 .

소나 시스템(100)의 탐지 성능은 인버터(120)의 출력 전압의 고조파 품질에 영향을 받을 수 있다. 인버터(120)의 출력 전압의 고조파 품질을 향상시키는 방법에는 소나 시스템(100)의 구성을 변경하는 방법 및 펄스 폭 변조 방식(예: 연속적 펄스 폭 변조 방식(continuous pulse width modulation), 불연속적 펄스 폭 변조 방식(discontinuous pulse width modulation))를 제어하는 방법이 있다. 이하에서는 구성을 변경하는 방법보다 낮은 비용이 요구되는 펄스 폭 변조 방식을 제어하는 방법, 및 장치를 설명하기로 한다.The detection performance of the sonar system 100 may be affected by the harmonic quality of the output voltage of the inverter 120 . A method of improving the harmonic quality of the output voltage of the inverter 120 includes a method of changing the configuration of the sonar system 100 and a pulse width modulation method (eg, continuous pulse width modulation), discontinuous pulse width There is a method of controlling the modulation method (discontinuous pulse width modulation). Hereinafter, a method and apparatus for controlling a pulse width modulation method requiring a lower cost than a method of changing a configuration will be described.

도 2는 일 실시예에 따른 소나 시스템의 구성도의 일 예를 나타낸다.2 shows an example of a configuration diagram of a sonar system according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 소나 시스템(200)은 배터리(210), 인버터(220), 저역 통과 필터(230), 임피던스 매칭 변압기(240), 소나 트랜스듀서(250), 및 인버터 컨트롤러(260)를 포함할 수 있다. 소나 시스템(200)은 전고조파 왜곡률 분석 장치(300)로부터 정보를 획득할 수 있다. 전고조파 왜곡률 분석 장치(300)는 인버터(220)로부터 정보를 획득할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the sonar system 200 includes a battery 210, an inverter 220, a low pass filter 230, an impedance matching transformer 240, a sonar transducer 250, and an inverter controller 260. can include The sonar system 200 may obtain information from the total harmonic distortion analyzer 300 . The total harmonic distortion factor analyzer 300 may obtain information from the inverter 220 .

도 2의 배터리(210), 인버터(220), 저역 통과 필터(230), 임피던스 매칭 변압기(240), 및 소나 트랜스듀서(250)는 도 1의 배터리(110), 인버터(120), 저역 통과 필터(130), 임피던스 매칭 변압기(140), 및 소나 트랜스듀서(150)에 대응할 수 있다. 배터리(110), 인버터(120), 저역 통과 필터(130), 임피던스 매칭 변압기(140), 및 소나 트랜스듀서(150)와 관련된 설명은 이미 기술되어 있으므로, 배터리(210), 인버터(220), 저역 통과 필터(230), 임피던스 매칭 변압기(240), 및 소나 트랜스듀서(250)에 관련된 설명은 생략하기로 한다.The battery 210, the inverter 220, the low pass filter 230, the impedance matching transformer 240, and the sonar transducer 250 of FIG. 2 are the battery 110, the inverter 120, the low pass filter of FIG. It may correspond to the filter 130, the impedance matching transformer 140, and the sonar transducer 150. Since descriptions related to the battery 110, the inverter 120, the low pass filter 130, the impedance matching transformer 140, and the sonar transducer 150 have already been described, the battery 210, the inverter 220, Descriptions of the low pass filter 230, the impedance matching transformer 240, and the sonar transducer 250 will be omitted.

인버터 컨트롤러(260)는 인버터(220)의 출력 전압의 전기적 위상차 및 전압 변조 지수를 획득할 수 있다. 인버터 컨트롤러(260)는 획득된 전기적 위상차 및 획득된 전압 변조 지수에 기초하여 인버터(220)의 펄스 폭 변조 방식(예: 연속적 펄스 폭 변조 방식(continuous pulse width modulation), 불연속적 펄스 폭 변조 방식(discontinuous pulse width modulation))을 결정할 수 있다. 예를 들어, 인버터 컨트롤러(260)는 인버터(220)의 출력 전압의 전기적 위상차 및 인버터의 출력 전압의 전압 변조 지수를 변수로 하는 NWTHD(normalized weighted total harmonic distortion) 테이블에 획득된 전기적 위상차 및 획득된 전압 변조 지수를 매핑함으로써 연속적 펄스 폭 변조 방식 및 불연속적 펄스 폭 변조 방식 중 어느 하나를 선택할 수 있다.The inverter controller 260 may obtain an electrical phase difference and a voltage modulation index of the output voltage of the inverter 220 . The inverter controller 260 uses a pulse width modulation scheme (eg, a continuous pulse width modulation scheme, a discontinuous pulse width modulation scheme (eg, a continuous pulse width modulation scheme) of the inverter 220 based on the obtained electrical phase difference and the obtained voltage modulation index discontinuous pulse width modulation)) can be determined. For example, the inverter controller 260 calculates the electrical phase difference obtained from a normalized weighted total harmonic distortion (NWTHD) table in which the electrical phase difference of the output voltage of the inverter 220 and the voltage modulation index of the output voltage of the inverter are variables. Either one of the continuous pulse width modulation scheme and the discontinuous pulse width modulation scheme can be selected by mapping the voltage modulation index.

인버터 컨트롤러(260)에 저장되는 NWTHD 테이블은 전고조파 왜곡률 분석 장치(300)로부터 생성되는 것일 수 있다. NWTHD 테이블에는 전압 변조 지수에 가중치를 부여한 전고조파 왜곡률(THD: total harmonic distortion)의 연산 값이 저장될 수 있다.The NWTHD table stored in the inverter controller 260 may be generated from the total harmonic distortion factor analyzer 300 . In the NWTHD table, a calculated total harmonic distortion (THD) value obtained by weighting the voltage modulation index may be stored.

전고조파 왜곡률 분석장치(300)는 NWTHD 테이블을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전고조파 왜곡률 분석장치(300)는 제1 펄스 폭 변조 방식(예: 연속적 펄스 폭 변조 방식)을 이용한 인버터(220)로부터 제1 출력 전압을 획득할 수 있다. 전고조파 왜곡률 분석장치(300)는 제2 펄스 폭 변조 방식(예: 불연속적 펄스 폭 변조 방식)을 이용한 인버터(220)로부터 제2 출력 전압을 획득할 수 있다. 전고조파 왜곡률 분석장치(300)는 제1 출력 전압으로부터 제1 NWTHD 값을 계산할 수 있다. 전고조파 왜곡률 분석장치(300)는 제2 출력 전압으로부터 제2 NWTHD 값을 계산할 수 있다. 제1 NWTHD 값 및 제2 NWTHD값은 전압 변조 지수에 가중치를 부여한 전고조파 왜곡률(THD: total harmonic)일 수 있다. 전고조파 왜곡률 분석장치(300)는 제1 NWTHD 값에서 제2 NWTHD 값을 뺄셈 연산하여 뺄셈 연산된 값을 저장함으로써 NWTHD 테이블을 생성할 수 있다.The total harmonic distortion factor analyzer 300 may generate an NWTHD table. For example, the total harmonic distortion factor analyzer 300 may obtain a first output voltage from the inverter 220 using a first pulse width modulation method (eg, a continuous pulse width modulation method). The total harmonic distortion factor analyzer 300 may obtain the second output voltage from the inverter 220 using the second pulse width modulation method (eg, discontinuous pulse width modulation method). The total harmonic distortion factor analyzer 300 may calculate a first NWTHD value from the first output voltage. The total harmonic distortion factor analyzer 300 may calculate the second NWTHD value from the second output voltage. The first NWTHD value and the second NWTHD value may be a total harmonic (THD) value obtained by weighting a voltage modulation index. The total harmonic distortion factor analyzer 300 may generate an NWTHD table by subtracting the second NWTHD value from the first NWTHD value and storing the subtracted value.

이하에서는, 도 3을 참조하여 NWTHD 테이블의 변수에 해당하는 전기적 위상차 및 전압 변조 지수를 설명하도록 한다.Hereinafter, electrical phase difference and voltage modulation index corresponding to the variables of the NWTHD table will be described with reference to FIG. 3 .

도 3은 인버터의 출력 전압의 전기적 위상차에 기초한 소나 시스템의 탐지 방향을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a detection direction of a sonar system based on an electrical phase difference of an output voltage of an inverter.

인버터(220)의 출력 전압의 전기적 위상차는 소나 트랜스듀서(250)에서 방사되는 음향 신호에 영향을 미칠 수 있다. 인접한 소나 트랜스듀서(250)에서 방사되는 음향 신호의 합성에 의해 소나 시스템(200)의 탐지 방향이 결정될 수 있다. 인접한 소나 트랜스듀서(250)에서 방사되는 음향 신호가 서로 동상일 경우 소나 시스템(200)에서 전방을 탐지하기 위한 음향 신호가 방사될 수 있다. 인접한 소나 트랜스듀서(250)에서 방사되는 음향신호가 서로 위상차를 가질 경우 소나 시스템(200)에서 측방을 탐지하기 위한 음향 신호가 방사될 수 있다. 인접한 소나 트랜스듀서(250)에서 방사되는 음향 신호의 위상차는 인접한 소나 트랜스듀서(250)에 전압을 공급하는 인버터(220)의 출력 전압의 전기적 위상차에 의해 결정될 수 있다. 인버터(220)의 출력 전압의 전기적 위상차는 인버터(220)의 출력 전압의 전고조파 왜곡률(THD: total harmonic distortion)의 변화를 야기할 수 있다. 인버터(220)의 출력 전압의 전기적 위상차는 전고조파 왜곡률의 수학적 분석에서 변수로 사용될 수 있다.The electrical phase difference of the output voltage of the inverter 220 may affect the sound signal emitted from the sonar transducer 250 . A detection direction of the sonar system 200 may be determined by synthesizing sound signals emitted from adjacent sonar transducers 250 . When sound signals emitted from adjacent sonar transducers 250 are in phase with each other, sound signals for forward detection may be emitted from the sonar system 200 . When sound signals emitted from adjacent sonar transducers 250 have a phase difference with each other, sound signals for side detection may be emitted from the sonar system 200 . A phase difference between acoustic signals emitted from adjacent sonar transducers 250 may be determined by an electrical phase difference between output voltages of inverters 220 supplying voltage to adjacent sonar transducers 250 . The electrical phase difference of the output voltage of the inverter 220 may cause a change in total harmonic distortion (THD) of the output voltage of the inverter 220 . The electrical phase difference of the output voltage of the inverter 220 may be used as a variable in mathematical analysis of the total harmonic distortion factor.

인버터(220)의 출력 전압의 전압 변조 지수(modulation index)는 인버터(220)의 출력 전압의 크기와 직접적으로 연관되는 변수일 수 있다. 인버터(220)의 출력 전압의 전압 변조 지수가 증가할수록 인버터(220)의 출력 전압의 크기가 증가할 수 있고, 인버터(220)의 출력 전압의 전압 변조 지수가 감소할수록 인버터의(220) 출력 전압의 크기가 감소할 수 있다. 인버터(220)의 출력 전압의 전압 변조 지수(modulation index)는 전고조파 왜곡률(THD: total harmonic distortion))과 직접적으로 연관되는 변수일 수 있다. 인버터(220)의 출력 전압의 전압 변조 지수가 증가할수록 인버터(220)의 출력 전압의 전고조파 왜곡률이 감소할 수 있고, 인버터(220)의 출력 전압의 전압 변조 지수가 감소할수록 인버터(220)의 출력 전압의 전고조파 왜곡률이 증가할 수 있다. 인버터(220)의 출력 전압의 전압 변조 지수는 전고조파 왜곡률의 수학적 분석에서 변수로 사용될 수 있다.A voltage modulation index of the output voltage of the inverter 220 may be a variable directly related to the magnitude of the output voltage of the inverter 220 . As the voltage modulation index of the output voltage of the inverter 220 increases, the magnitude of the output voltage of the inverter 220 may increase, and as the voltage modulation index of the output voltage of the inverter 220 decreases, the output voltage of the inverter 220 decreases. may decrease in size. A voltage modulation index of the output voltage of the inverter 220 may be a variable directly related to total harmonic distortion (THD). As the voltage modulation index of the output voltage of the inverter 220 increases, the total harmonic distortion factor of the output voltage of the inverter 220 may decrease, and as the voltage modulation index of the output voltage of the inverter 220 decreases, the The total harmonic distortion of the output voltage may increase. The voltage modulation index of the output voltage of the inverter 220 may be used as a variable in mathematical analysis of the total harmonic distortion factor.

이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여, 인버터(220)의 출력 전압을 설명하고, 인버터(220)의 출력 전압에 기초하여 인버터(220)에서 사용되는 연속적 펄스 폭 변조 방식 및 불연속적 펄스 폭 변조 방식을 설명하도록 한다.Hereinafter, the output voltage of the inverter 220 will be described with reference to FIGS. 4 to 6, and a continuous pulse width modulation scheme and discontinuous pulse width modulation used in the inverter 220 based on the output voltage of the inverter 220. to explain the method.

도 4는 펄스 폭 변조 방식에 따른 인버터의 출력 전압을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining an output voltage of an inverter according to a pulse width modulation method.

인버터(220)는 3-레그 2-상 인버터로 구현될 수 있다. 인버터(220)의 각 레그(예:

Figure pat00011
,
Figure pat00012
,
Figure pat00013
)에서 출력되는 전압인 극전압(예:
Figure pat00014
,
Figure pat00015
,
Figure pat00016
)은 출력 노드(예: a, b, c)와 접지 노드(예: N) 간의 전위차를 나타낼 수 있다. 부하 Z에 인가되는 상전압(예:
Figure pat00017
,
Figure pat00018
)은 인버터(220)의 출력 전압으로서 극전압 간의 전위차로 결정될 수 있다. 상전압(
Figure pat00019
,
Figure pat00020
)은 수학식 1을 이용해 계산될 수 있다.Inverter 220 may be implemented as a 3-leg 2-phase inverter. Each leg of inverter 220 (e.g.
Figure pat00011
,
Figure pat00012
,
Figure pat00013
), which is the voltage output from the pole voltage (e.g.
Figure pat00014
,
Figure pat00015
,
Figure pat00016
) may represent a potential difference between an output node (eg, a, b, c) and a ground node (eg, N). Phase voltage applied to load Z (e.g.
Figure pat00017
,
Figure pat00018
) is the output voltage of the inverter 220 and may be determined as a potential difference between pole voltages. phase voltage (
Figure pat00019
,
Figure pat00020
) can be calculated using Equation 1.

Figure pat00021
Figure pat00021

소나 시스템(200)에서 요구되는 상전압은 수학식 2를 이용해 계산될 수 있다.The phase voltage required by the sonar system 200 can be calculated using Equation 2.

Figure pat00022
Figure pat00022

수학식 2에서,

Figure pat00023
은 상전압의 크기 성분, M은 인버터(220)의 출력 전압의 전압 변조 지수,
Figure pat00024
는 기본파의 각속도,
Figure pat00025
는 상 간의 전기적 위상차일 수 있다.In Equation 2,
Figure pat00023
is the magnitude component of the phase voltage, M is the voltage modulation index of the output voltage of the inverter 220,
Figure pat00024
is the angular velocity of the fundamental wave,
Figure pat00025
may be an electrical phase difference between the phases.

이하에서는, 인버터(220)의 출력 전압(예: 상전압(

Figure pat00026
,
Figure pat00027
))에 기초하여 연속적 펄스 폭 변조 방식을 설명하도록 한다.Hereinafter, the output voltage of the inverter 220 (eg phase voltage (
Figure pat00026
,
Figure pat00027
)) to explain the continuous pulse width modulation method based on.

연속적 펄스 폭 변조 방식은 인버터(220)의 극전압(

Figure pat00028
,
Figure pat00029
,
Figure pat00030
)을 제어하여 소나 시스템(200)에서 요구되는 인버터(220)의 출력 전압(
Figure pat00031
,
Figure pat00032
)을 만족시키는 방식일 수 있다. 연속적 펄스 폭 변조 방식의 극전압(
Figure pat00033
,
Figure pat00034
,
Figure pat00035
)은 수학식 3을 이용해 계산될 수 있다.The continuous pulse width modulation method is an extreme voltage of the inverter 220 (
Figure pat00028
,
Figure pat00029
,
Figure pat00030
) to control the output voltage of the inverter 220 required by the sonar system 200 (
Figure pat00031
,
Figure pat00032
) may be satisfied. Continuous pulse width modulation extreme voltage (
Figure pat00033
,
Figure pat00034
,
Figure pat00035
) can be calculated using Equation 3.

Figure pat00036
Figure pat00036

수학식 3에서,

Figure pat00037
는
Figure pat00038
일 수 있고,
Figure pat00039
는
Figure pat00040
일 수 있다.In Equation 3,
Figure pat00037
Is
Figure pat00038
can be,
Figure pat00039
Is
Figure pat00040
can be

이하에서는, 인버터(220)의 출력 전압(

Figure pat00041
,
Figure pat00042
)에 기초하여 불연속적 펄스 폭 변조 방식을 설명하도록 한다. 불연속적 펄스 폭 변조 방식은 인버터(220)의 극전압(
Figure pat00043
,
Figure pat00044
,
Figure pat00045
)을 제어하여 소나 시스템에서 요구되는 출력 전압(
Figure pat00046
,
Figure pat00047
)을 만족시키는 방식일 수 있다. 불연속적 펄스 폭 변조 방식의 극전압(
Figure pat00048
,
Figure pat00049
,
Figure pat00050
)은 수학식 4을 이용해 계산될 수 있다.Hereinafter, the output voltage of the inverter 220 (
Figure pat00041
,
Figure pat00042
) to explain the discrete pulse width modulation method based on. The discrete pulse width modulation method is an extreme voltage of the inverter 220 (
Figure pat00043
,
Figure pat00044
,
Figure pat00045
) to control the output voltage required by the sonar system (
Figure pat00046
,
Figure pat00047
) may be satisfied. Extreme voltage of discrete pulse width modulation (
Figure pat00048
,
Figure pat00049
,
Figure pat00050
) can be calculated using Equation 4.

Figure pat00051
Figure pat00051

수학식 4에서,

Figure pat00052
는 직류 전압일 수 있고,
Figure pat00053
는 상 간의 전기적 위상차일 수 있고,
Figure pat00054
는 DC 클램핑 구간의 위상일 수 있고,
Figure pat00055
는 위상일 수 있고,
Figure pat00056
는
Figure pat00057
일 수 있고,
Figure pat00058
는
Figure pat00059
일 수 있다.In Equation 4,
Figure pat00052
may be a direct current voltage,
Figure pat00053
may be the electrical phase difference between the phases,
Figure pat00054
May be the phase of the DC clamping interval,
Figure pat00055
may be a phase,
Figure pat00056
Is
Figure pat00057
can be,
Figure pat00058
Is
Figure pat00059
can be

도 5 및 도 6은 불연속적 펄스 폭 변조 방식에 따른 인버터의 극전압 및 상전압을 설명하기 위한 도면이다.5 and 6 are diagrams for explaining pole voltages and phase voltages of an inverter according to a discontinuous pulse width modulation method.

도 5를 참조하면,

Figure pat00060
가 15도일 때의 극전압 및 상전압을 그래프로 표현할 수 있다.
Figure pat00061
일 때의 극전압 및 상전압 그래프는 구간 1의 그래프에 대응한다.
Figure pat00062
일 때
Figure pat00063
값이
Figure pat00064
로 고정된 것을 확인할 수 있다.
Figure pat00065
일 때의 극전압 및 상전압 그래프는 구간 4의 그래프에 대응한다.
Figure pat00066
일 때
Figure pat00067
값이 -
Figure pat00068
로 고정된 것을 확인할 수 있다.
Figure pat00069
일 때의 극전압 및 상전압 그래프는 구간 3, 구간 5의 그래프에 대응한다. 구간 3에서
Figure pat00070
가 증가함에 따라
Figure pat00071
값이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 구간 5에서
Figure pat00072
가 감소함에 따라
Figure pat00073
값이 증가하는 것을 확인할 수 있다.
Figure pat00074
일 때의 극전압 및 상전압 그래프는 구간 2, 구간 6의 그래프에 대응한다. 구간 2에서,
Figure pat00075
이 증가함에 따라
Figure pat00076
값이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 구간 6에서,
Figure pat00077
이 감소함에 따라
Figure pat00078
값이 증가하는 것을 확인할 수 있다.Referring to Figure 5,
Figure pat00060
The pole voltage and the phase voltage when is 15 degrees can be graphed.
Figure pat00061
The graph of pole voltage and phase voltage at the time of 1 corresponds to the graph of section 1.
Figure pat00062
when
Figure pat00063
value
Figure pat00064
You can check that it is fixed with .
Figure pat00065
The graph of pole voltage and phase voltage at the time corresponds to the graph of section 4.
Figure pat00066
when
Figure pat00067
value is -
Figure pat00068
You can check that it is fixed with .
Figure pat00069
Graphs of pole voltages and phase voltages at time correspond to graphs of sections 3 and 5. in segment 3
Figure pat00070
as increases
Figure pat00071
It can be seen that the value decreases. in section 5
Figure pat00072
as decreases
Figure pat00073
It can be seen that the value increases.
Figure pat00074
The pole voltage and phase voltage graphs at the time of 1 correspond to the graphs of section 2 and section 6. In section 2,
Figure pat00075
as this increases
Figure pat00076
It can be seen that the value decreases. In section 6,
Figure pat00077
as this decreases
Figure pat00078
It can be seen that the value increases.

도 6a 내지 6d를 참조하면,

Figure pat00079
가 15도, 30도, 45도, 및 60도일 때의 극전압 및 상전압을 그래프로 표현할 수 있다.
Figure pat00080
가 30도, 45도, 및 60도 일 때의 극전압 및 상전압을 그래프로 표현하는 방법은
Figure pat00081
가 15도일 때의 극전압 및 상전압을 그래프로 표현하는 방법과 별반 다르지 않으므로,
Figure pat00082
가 30도, 45도, 및 60도 일 때 극전압 및 상전압의 그래프에 관한 상세한 설명은 생략하도록 한다.Referring to Figures 6a to 6d,
Figure pat00079
The pole voltages and phase voltages can be graphed when α is 15 degrees, 30 degrees, 45 degrees, and 60 degrees.
Figure pat00080
How to graph pole voltage and phase voltage when is 30 degrees, 45 degrees, and 60 degrees
Figure pat00081
Since it is not very different from the method of graphing pole voltage and phase voltage when is 15 degrees,
Figure pat00082
A detailed description of graphs of pole voltages and phase voltages when is 30 degrees, 45 degrees, and 60 degrees will be omitted.

펄스 폭 변조 방식(예: 연속적 펄스 폭 변조 방식, 불연속적 펄스 폭 변조 방식)을 이용하여 인버터(220)는 직류 전원을 구형파로 변환할 수 있다. 인버터(220)의 출력 전압인 구형파는 고조파 성분을 가질 수 있고, 펄스 폭 변조 방식에 따라 구형파의 고조파 품질은 다를 수 있다. 펄스 폭 변조 방식에 따라 인버터(220)의 출력 전압의 고조파 품질을 평가하는 데에 전고조파 왜곡률이 사용될 수 있다.The inverter 220 may convert DC power into a square wave using a pulse width modulation method (eg, a continuous pulse width modulation method or a discontinuous pulse width modulation method). The square wave that is the output voltage of the inverter 220 may have a harmonic component, and the harmonic quality of the square wave may be different according to the pulse width modulation method. The total harmonic distortion factor may be used to evaluate the harmonic quality of the output voltage of the inverter 220 according to the pulse width modulation method.

이하에서는 상술한 펄스 폭 변조 방식(예: 연속적 펄스 폭 변조 방식, 불연속적 펄스 폭 변조 방식)에 따른 인버터(220)의 출력 전압의 전고조파 왜곡률을 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the total harmonic distortion of the output voltage of the inverter 220 according to the aforementioned pulse width modulation method (eg, continuous pulse width modulation method or discontinuous pulse width modulation method) will be described in detail.

전고조파 왜곡률은 고조파 품질을 평가하는 데에 사용되는 지표일 수 있다. 펄스 폭 변조 방식에 따른 인버터(220)의 출력 전압의 전고조파 왜곡률은 인버터(220)의 출력 전압의 전기적 위상차 및 인버터(220)의 출력 전압의 전압 변조 지수의 변화에 따라 수학적으로 해석될 수 있다. 인버터(220)의 출력 전압의 전고조파 왜곡률을 평가하기 위한 지표로는 NWTHD(normalized weighted total harmonic distortion)가 사용될 수 있다. NWTHD는 수학식 5를 이용해 계산될 수 있다.The total harmonic distortion factor may be an index used to evaluate harmonic quality. The total harmonic distortion of the output voltage of the inverter 220 according to the pulse width modulation method can be mathematically interpreted according to the electrical phase difference of the output voltage of the inverter 220 and the change in the voltage modulation index of the output voltage of the inverter 220. . Normalized weighted total harmonic distortion (NWTHD) may be used as an index for evaluating the total harmonic distortion of the output voltage of the inverter 220 . NWTHD can be calculated using Equation 5.

Figure pat00083
Figure pat00083

수학식 5에서, M은 인버터(220)의 출력 전압의 전압 변조 지수이고, V는 인버터(220)의 출력 전압이고, h는 인버터(220)의 출력 전압의 고조파 차수일 수 있다. 수학식 5는 인버터(220)의 출력 전압의 고조파 차수(h) 및 인버터(220)의 출력 전압의 전압 변조 지수에 가중치를 부여한 식일 수 있다. In Equation 5, M is a voltage modulation index of the output voltage of the inverter 220, V is the output voltage of the inverter 220, and h may be a harmonic order of the output voltage of the inverter 220. Equation 5 may be an equation obtained by assigning weights to the harmonic order (h) of the output voltage of the inverter 220 and the voltage modulation index of the output voltage of the inverter 220.

인버터(220)의 출력 전압의 수학적 해석에는 이중 푸리에 급수가 이용될 수 있다. 이중 푸리에 급수는 수학식 6과 같을 수 있다.A double Fourier series may be used for mathematical analysis of the output voltage of the inverter 220 . The double Fourier series may be as shown in Equation 6.

Figure pat00084
Figure pat00084

수학식 6을 이용해 연속적 펄스 폭 변조 방식을 이용한 인버터(220)의 출력 전압을 표현하면 수학식 7과 같을 수 있다. The output voltage of the inverter 220 using the continuous pulse width modulation method can be expressed as Equation 7 using Equation 6.

Figure pat00085
Figure pat00085

수학식 7의 성분 간의 관계는 수학식 8과 같을 수 있다.The relationship between the components of Equation 7 may be the same as Equation 8.

Figure pat00086
Figure pat00086

수학식 8을 이용해 불연속적 펄스 폭 변조 방식을 이용한 인버터(220)의 출력 전압을 표현하면 수학식 9와 같을 수 있다. If the output voltage of the inverter 220 using the discrete pulse width modulation method is expressed using Equation 8, it can be expressed as Equation 9.

Figure pat00087
Figure pat00087

수학식 9의 성분 간의 관계는 수학식 10과 같을 수 있다.The relationship between the components of Equation 9 may be the same as Equation 10.

Figure pat00088
Figure pat00088

수학식 7의 전압(

Figure pat00089
)을 수학식5에 대입함으로써 연속적 펄스 변조 방식에 따른 인버터(220)의 출력 전압의 NWTHD 값을 구할 수 있다. 수학식 9의 전압(
Figure pat00090
)을 수학식5에 대입함으로써 불연속적 펄스 변조 방식에 따른 인버터(220)의 출력 전압의 NWTHD 값을 구할 수 있다.The voltage in Equation 7 (
Figure pat00089
) into Equation 5, the NWTHD value of the output voltage of the inverter 220 according to the continuous pulse modulation method can be obtained. The voltage in Equation 9 (
Figure pat00090
) into Equation 5, the NWTHD value of the output voltage of the inverter 220 according to the discontinuous pulse modulation method can be obtained.

이하에서는 실시예에 따른 NWTHD 테이블의 해석 결과를 설명하기로 한다.Hereinafter, an analysis result of the NWTHD table according to an embodiment will be described.

도 7a 내지 도 7c는 일 실시예에 따른 소나 시스템의 NWTHD의 해석 결과의 예들을 나타내고, 도 8은 NWTHD 테이블의 일 예를 나타낸다.7A to 7C show examples of NWTHD analysis results of a sonar system according to an embodiment, and FIG. 8 shows an example of an NWTHD table.

도 7a는 연속적 펄스 폭 변조 방식을 이용한 인버터(220)의 출력 전압의 NWTHD 값을 그래프로 표현한 것일 수 있다. 인버터(220)의 출력 전압의 NWTHD 값은 수학식 5, 수학식, 7 및 수학식 8에 따라 계산된 것일 수 있다. 7A may be a graph representing the NWTHD value of the output voltage of the inverter 220 using the continuous pulse width modulation method. The NWTHD value of the output voltage of the inverter 220 may be calculated according to Equations 5, 7, and 8.

도 7b는 불연속적 펄스 폭 변조 방식을 이용한 인버터(220)의 출력 전압의 NWTHD 값을 그래프로 표현한 것일 수 있다. 인버터(220)의 출력 전압의 NWTHD 값은 수학식 5, 수학식, 9 및 수학식 10에 따라 계산된 것일 수 있다.7B may be a graph representing the NWTHD value of the output voltage of the inverter 220 using the discrete pulse width modulation method. The NWTHD value of the output voltage of the inverter 220 may be calculated according to Equations 5, 9, and 10.

도 7c에 도시된 바와 같이, 인버터(220)의 출력 전압의 전기적 위상차 및 인버터(220)의 출력 전압의 전압 변조 지수는 유리한 펄스 폭 변조 방식의 선택에 이용될 수 있다.As shown in FIG. 7C, the electrical phase difference of the output voltage of the inverter 220 and the voltage modulation index of the output voltage of the inverter 220 can be used to select an advantageous pulse width modulation scheme.

도 8은 도 7a 내지 도 7c에서 설명한 내용에 기초하여 생성된 NWTHD 테이블의 일 예를 나타내는 것일 수 있다. 전고조파 왜곡률 분석장치(300)는 연속적 펄스 폭 변조 방식을 이용한 인버터(220)의 출력 전압의 NWTHD 값에서 불연속적 펄스 폭 변조 방식을 이용한 인버터(220)의 출력 전압의 NWTHD 값을 뺄셈한 값을 NWTHD 테이블에 저장할 수 있다.8 may show an example of an NWTHD table generated based on the contents described in FIGS. 7A to 7C . The total harmonic distortion factor analyzer 300 subtracts the NWTHD value of the output voltage of the inverter 220 using the discontinuous pulse width modulation method from the NWTHD value of the output voltage of the inverter 220 using the continuous pulse width modulation method. It can be stored in the NWTHD table.

도 8에 도시된 NWTHD 테이블에서 음영으로 색칠된 영역은 불연속적 펄스 폭 변조 방식을 이용한 인버터(220)의 출력 전압의 NWTHD 값보다 연속적 펄스 폭 변조 방식을 이용한 인버터(220)의 출력 전압의 NWTHD 값이 더 큰 영역에 해당할 수 있다. NWTHD 테이블에서, 음영에 해당하지 않는 영역(예: 불연속적 펄스 폭 변조 방식을 이용한 인버터(220)의 출력 전압의 NWTHD 값이 더 큰 영역)에서는 연속적 펄스 폭 변조 방식이 선택되고, 음영에 해당하는 영역(예: 연속적 펄스 폭 변조 방식을 이용한 인버터(220)의 출력 전압의 NWTHD 값이 더 큰 영역)에서는 불연속적 펄스 폭 변조 방식이 선택되는 것이 더 유리할 수 있다. 예를 들어, 전기적 위상차가 60도이고, 전압 변조 지수가 0.9인 경우 연속적 펄스 폭 변조 방식을 이용하는 것보다 불연속적 펄스 폭 변조 방식을 이용하는 것이 더 유리할 수 있다.In the NWTHD table shown in FIG. 8, the shaded area is a NWTHD value of the output voltage of the inverter 220 using the continuous pulse width modulation method, rather than the NWTHD value of the output voltage of the inverter 220 using the discontinuous pulse width modulation method. This may correspond to a larger area. In the NWTHD table, the continuous pulse width modulation method is selected in a region that does not correspond to shading (eg, a region where the NWTHD value of the output voltage of the inverter 220 using the discontinuous pulse width modulation method is larger), and the In a region (eg, a region where the NWTHD value of the output voltage of the inverter 220 using the continuous pulse width modulation scheme is greater), it may be more advantageous to select the discontinuous pulse width modulation scheme. For example, when the electrical phase difference is 60 degrees and the voltage modulation index is 0.9, it may be more advantageous to use the discontinuous pulse width modulation method than to use the continuous pulse width modulation method.

도 1내지 도 8를 참조하여 상술한 바와 같이, 실시예에 따른 펄스 폭 변조 방식 제어 방법은 하드웨어의 변경 없이 고조파 품질을 향상시킬 수 있다.As described above with reference to FIGS. 1 to 8 , the pulse width modulation method control method according to the embodiment can improve harmonic quality without changing hardware.

도 9는 일 실시예에 따른 전고조파 왜곡률 분석 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.9 is a schematic block diagram of a total harmonic distortion analyzer according to an exemplary embodiment.

전고조파 왜곡률 분석 장치(900)는 인버터(220)의 출력 전압의 전기적 위상차 및 인버터(220) 출력 전압의 전압 변조 지수를 변수로 하는 NWHTD값에 기초하여 펄스 폭 변조 방식을 제어할 수 있다. 전고조파 왜곡률 분석 장치(900)는 메모리(910) 및 프로세서(930)를 포함할 수 있다. 도 10의 전고조파 왜곡률 분석 장치(900)는 도 2의 전고조파 왜곡률 분석 장치(300)에 대응될 수 있다.The total harmonic distortion factor analyzer 900 may control the pulse width modulation method based on the NWHTD value having the electrical phase difference of the output voltage of the inverter 220 and the voltage modulation index of the output voltage of the inverter 220 as variables. The total harmonic distortion analyzer 900 may include a memory 910 and a processor 930 . The total harmonic distortion analyzer 900 of FIG. 10 may correspond to the total harmonic distortion analyzer 300 of FIG. 2 .

전고조파 왜곡률 분석 장치(1000)에서 생성된 NWTHD(normalized weighted total harmonic distortion) 테이블은 인버터 컨트롤러(260)에 저장될 수 있다.A normalized weighted total harmonic distortion (NWTHD) table generated by the total harmonic distortion analyzer 1000 may be stored in the inverter controller 260 .

메모리(910)는 프로세서(930)에 의해 실행가능한 인스트럭션들(또는 프로그램)을 저장할 수 있다. 예를 들어, 인스트럭션들은 프로세서(930)의 동작 및/또는 프로세서(930)의 각 구성의 동작을 실행하기 위한 인스트럭션들을 포함할 수 있다.Memory 910 may store instructions (or programs) executable by processor 930 . For example, the instructions may include instructions for executing an operation of the processor 930 and/or an operation of each component of the processor 930 .

프로세서(930)는 메모리(910)에 저장된 데이터를 처리할 수 있다. 프로세서(930)는 메모리(910)에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드(예를 들어, 소프트웨어) 및 프로세서(930)에 의해 유발된 인스트럭션(instruction)들을 실행할 수 있다.The processor 930 may process data stored in the memory 910 . The processor 930 may execute computer readable code (eg, software) stored in the memory 910 and instructions triggered by the processor 930 .

프로세서(930)는 목적하는 동작들(desired operations)을 실행시키기 위한 물리적인 구조를 갖는 회로를 가지는 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치일 수 있다. 예를 들어, 목적하는 동작들은 프로그램에 포함된 코드(code) 또는 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다.The processor 930 may be a data processing device implemented in hardware having a circuit having a physical structure for executing desired operations. For example, desired operations may include codes or instructions included in a program.

예를 들어, 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치는 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙 처리 장치(central processing unit), 프로세서 코어(processor core), 멀티-코어 프로세서(multi-core processor), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array)를 포함할 수 있다.For example, a data processing unit implemented in hardware includes a microprocessor, a central processing unit, a processor core, a multi-core processor, and a multiprocessor. , Application-Specific Integrated Circuit (ASIC), and Field Programmable Gate Array (FPGA).

프로세서(930)에 의해 수행되는 동작은 도 1 내지 도 8를 참조하여 설명한 인버터(220)의 출력 전압의 전기적 위상차 및 인버터(220)의 출력 전압의 전압 변조 지수를 변수로 하는 NWHTD값에 기초하여 펄스 폭 변조 방식을 제어하는 동작과 실질적으로 동일하다. 이에, 상세한 설명은 생략하도록 한다.The operation performed by the processor 930 is based on the NWHTD value having the electrical phase difference of the output voltage of the inverter 220 and the voltage modulation index of the output voltage of the inverter 220 as variables described with reference to FIGS. 1 to 8 It is substantially the same as the operation of controlling the pulse width modulation method. Accordingly, detailed descriptions will be omitted.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The embodiments described above may be implemented as hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components. For example, the devices, methods and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate (FPGA). array), programmable logic units (PLUs), microprocessors, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and software applications running on the operating system. A processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of software. For convenience of understanding, there are cases in which one processing device is used, but those skilled in the art will understand that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it can include. For example, a processing device may include a plurality of processors or a processor and a controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, which configures a processing device to operate as desired or processes independently or collectively. The device can be commanded. Software and/or data may be any tangible machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, intended to be interpreted by or provide instructions or data to a processing device. , or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. Software may be distributed on networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on computer readable media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 저장할 수 있으며 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. A computer readable medium may store program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination, and program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment or may be known and usable to those skilled in the art of computer software. have. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. - includes hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, as well as machine language codes such as those produced by a compiler.

위에서 설명한 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 또는 복수의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The hardware device described above may be configured to operate as one or a plurality of software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on this. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.

Claims (15)

소나 시스템에 포함된 인버터의 펄스 폭 변조 방식(pulse width modulation)을 제어하는 방법에 있어서,
상기 인버터의 출력 전압의 전기적 위상차를 획득하는 동작;
상기 인버터의 출력 전압의 전압 변조 지수(modulation index)를 획득하는 동작; 및
상기 획득된 전기적 위상차 및 상기 획득된 전압 변조 지수에 기초하여 상기 인버터의 펄스 폭 변조 방식을 결정하는 동작
을 포함하는, 펄스 폭 변조 방식 제어 방법.
In the method for controlling the pulse width modulation of the inverter included in the sonar system,
obtaining an electrical phase difference of an output voltage of the inverter;
obtaining a voltage modulation index of the output voltage of the inverter; and
Determining a pulse width modulation method of the inverter based on the obtained electrical phase difference and the obtained voltage modulation index
Including, pulse width modulation method control method.
 제1항에 있어서,
상기 결정하는 동작은,
인버터의 출력 전압의 전기적 위상차 및 인버터의 출력 전압의 전압 변조 지수를 변수로 하는 NWTHD(normalized weighted total harmonic distortion) 테이블에 상기 획득된 전기적 위상차 및 상기 획득된 전압 변조 지수를 매핑함으로써 상기 펄스 폭 변조 방식을 선택하는,
펄스 폭 변조 방식 제어 방법.
According to claim 1,
The determining operation is,
The pulse width modulation scheme is performed by mapping the obtained electrical phase difference and the obtained voltage modulation index to a normalized weighted total harmonic distortion (NWTHD) table in which the electrical phase difference of the output voltage of the inverter and the voltage modulation index of the output voltage of the inverter are variables. to choose,
Pulse width modulation scheme control method.
 제2항에 있어서,
상기 NWTHD 테이블은,
상기 인버터의 출력 전압의 전압 변조 지수에 가중치를 부여한 전고조파 왜곡률(THD: total harmonic distortion)의 연산 값이 저장된,
펄스 폭 변조 방식 제어 방법.
According to claim 2,
The NWTHD table,
The calculated value of total harmonic distortion (THD) weighted by the voltage modulation index of the output voltage of the inverter is stored.
Pulse width modulation scheme control method.
 제1항에 있어서,
상기 인버터는 3-레그 2-상 인버터로 구현되는,
펄스 폭 변조 방식 제어 방법.
According to claim 1,
The inverter is implemented as a 3-leg 2-phase inverter,
Pulse width modulation scheme control method.
 제1항에 있어서,
상기 펄스 폭 변조 방식은,
연속적 펄스 폭 변조 방식(continuous pulse width modulation) 또는 불연속적 펄스 폭 변조 방식(discontinuous pulse width modulation)인,
펄스 폭 변조 방식 제어 방법.
According to claim 1,
The pulse width modulation method,
Continuous pulse width modulation or discontinuous pulse width modulation,
Pulse width modulation scheme control method.
 소나 시스템에 포함된 인버터의 펄스 폭 변조 방식(pulse width modulation)을 제어하는 방법에 있어서,
제1 펄스 폭 변조 방식을 이용한 상기 인버터의 제1 출력 전압을 획득하는 동작;
제2 펄스 폭 변조 방식을 이용한 상기 인버터의 제2 출력 전압을 획득하는 동작;
상기 제1 출력 전압 및 상기 제2 출력 전압에 기초하여 인버터의 출력 전압의 전기적 위상차 및 인버터의 출력 전압의 전압 변조 지수를 변수로 하는 NWTHD(normalized weighted total harmonic distortion) 테이블을 생성하는 동작;
을 포함하는, 펄스 폭 변조 방식 제어 방법.
In the method for controlling the pulse width modulation of the inverter included in the sonar system,
obtaining a first output voltage of the inverter using a first pulse width modulation method;
obtaining a second output voltage of the inverter using a second pulse width modulation method;
generating a normalized weighted total harmonic distortion (NWTHD) table having an electrical phase difference of an output voltage of the inverter and a voltage modulation index of the output voltage of the inverter as variables based on the first output voltage and the second output voltage;
Including, pulse width modulation method control method.
 제6항에 있어서,
상기 생성하는 동작은,
상기 제1 출력 전압으로부터 제1 NWTHD 값을 계산하는 동작;
상기 제2 출력 전압으로부터 제2 NWTHD 값을 계산하는 동작;
상기 제1 NWTHD 값에서 상기 제2 NWTHD 값을 뺄셈 연산하는 동작; 및
뺄셈 연산된 값을 상기 NWTHD 테이블에 저장하는 동작
을 포함하는, 펄스 폭 변조 방식 제어 방법
According to claim 6,
The generating operation is
calculating a first NWTHD value from the first output voltage;
calculating a second NWTHD value from the second output voltage;
subtracting the second NWTHD value from the first NWTHD value; and
An operation of storing the subtracted value in the NWTHD table
Including, pulse width modulation scheme control method
 제7항에 있어서,
상기 제1 NWTHD 값 및 상기 제2 NWTHD값은,
인버터의 출력 전압의 전압 변조 지수에 가중치를 부여한 전고조파 왜곡률(THD: total harmonic)인,
펄스 폭 변조 방식 제어 방법.
According to claim 7,
The first NWTHD value and the second NWTHD value,
The total harmonic distortion (THD) weighted by the voltage modulation index of the output voltage of the inverter,
Pulse width modulation scheme control method.
 제6항에 있어서,
상기 제1 펄스 폭 변조 방식은 연속적 펄스 폭 변조 방식(continuous pulse width modulation)이고,
상기 제2 펄스 폭 변조 방식은 불연속적 펄스 폭 변조 방식(discontinuous pulse width modulation)인,
펄스 폭 변조 방식 제어 방법.
According to claim 6,
The first pulse width modulation method is a continuous pulse width modulation method,
The second pulse width modulation method is a discontinuous pulse width modulation method,
Pulse width modulation scheme control method.
 제9항에 있어서,
상기 불연속적 펄스 폭 변조 방식은,
아래의 수학식을 통해 인버터의 극전압을 결정하는,
펄스 폭 변조 방식 제어 방법.
[수학식]
Figure pat00091


Figure pat00092

Figure pat00093


(
Figure pat00094
는 극전압,
Figure pat00095
는 직류 전압,
Figure pat00096
는 상 간의 전기적 위상차,
Figure pat00097
는 DC 클램핑 구간의 위상,
Figure pat00098
는 위상,
Figure pat00099
은 상전압의 크기 성분, M은 전압 변조 지수,
Figure pat00100
는 기본파의 각속도)
According to claim 9,
The discontinuous pulse width modulation method,
Determine the pole voltage of the inverter through the equation below,
Pulse width modulation scheme control method.
[mathematical expression]
Figure pat00091


Figure pat00092

Figure pat00093


(
Figure pat00094
is the extreme voltage,
Figure pat00095
is the direct current voltage,
Figure pat00096
is the electrical phase difference between the phases,
Figure pat00097
is the phase of the DC clamping section,
Figure pat00098
is the phase,
Figure pat00099
is the phase voltage magnitude component, M is the voltage modulation index,
Figure pat00100
is the angular velocity of the fundamental wave)
 하드웨어와 결합되어 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위하여 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
A computer program stored in a computer readable recording medium to be combined with hardware to execute the method of any one of claims 1 to 10.
 인버터; 및
인버터 컨트롤러
를 포함하며,
상기 인버터 컨트롤러는
인버터로부터 출력 전압의 전기적 위상차를 획득하고,
상기 인버터로부터 출력 전압의 전압 변조 지수(modulation index)를 획득하고,
상기 획득된 전기적 위상차 및 상기 획득된 전압 변조 지수에 기초하여 펄스 폭 변조 방식을 결정하는,
소나 시스템.
inverter; and
inverter controller
Including,
The inverter controller
obtaining an electrical phase difference of an output voltage from an inverter;
Obtaining a voltage modulation index of an output voltage from the inverter;
Determining a pulse width modulation scheme based on the obtained electrical phase difference and the obtained voltage modulation index;
sonar system.
 제12항에 있어서,
상기 인버터 컨트롤러는,
인버터의 출력 전압의 전기적 위상차 및 인버터의 출력 전압의 전압 변조 지수를 변수로 하는 NWTHD(normalized weighted total harmonic distortion) 테이블에 상기 획득된 전기적 위상차 및 상기 획득된 전압 변조 지수를 매핑함으로써 상기 펄스 폭 변조 방식을 선택하는,
소나 시스템.
According to claim 12,
The inverter controller,
The pulse width modulation scheme is performed by mapping the obtained electrical phase difference and the obtained voltage modulation index to a normalized weighted total harmonic distortion (NWTHD) table in which the electrical phase difference of the output voltage of the inverter and the voltage modulation index of the output voltage of the inverter are variables. to choose,
sonar system.
 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리; 및
상기 인스트럭션을 실행시키기 위한 프로세서
를 포함하고,
상기 인스트럭션이 실행될 때, 상기 프로세서는,
제1 펄스 폭 변조 방식을 이용한 상기 인버터의 제1 출력 전압을 획득하고,
제2 펄스 폭 변조 방식을 이용한 상기 인버터의 제2 출력 전압을 획득하고,
상기 제1 출력 전압 및 상기 제2 출력 전압에 기초하여 인버터의 출력 전압의 전기적 위상차 및 인버터의 출력 전압의 전압 변조 지수를 변수로 하는 NWTHD(normalized weighted total harmonic distortion) 테이블을 생성하는,
전고조파 왜곡률 분석 장치.
a memory that stores one or more instructions; and
A processor to execute the instruction
including,
When the instruction is executed, the processor:
Obtaining a first output voltage of the inverter using a first pulse width modulation scheme;
Obtaining a second output voltage of the inverter using a second pulse width modulation scheme;
Generating a normalized weighted total harmonic distortion (NWTHD) table having an electrical phase difference of the output voltage of the inverter and a voltage modulation index of the output voltage of the inverter as variables based on the first output voltage and the second output voltage.
Total Harmonic Distortion Analysis Device.
 제14항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 제1 출력 전압으로부터 제1 NWTHD 값을 계산하고,
상기 제2 출력 전압으로부터 제2 NWTHD 값을 계산하고,
상기 제1 NWTHD 값에서 상기 제2 NWTHD 값을 뺄셈 연산하고,
뺄셈 연산된 값을 상기 NWTHD 테이블에 저장하는,
전고조파 왜곡률 분석 장치.

According to claim 14,
the processor,
Calculate a first NWTHD value from the first output voltage;
Calculate a second NWTHD value from the second output voltage;
Subtracting the second NWTHD value from the first NWTHD value;
Storing the subtracted value in the NWTHD table,
Total Harmonic Distortion Analysis Device.
KR1020210059963A 2021-05-10 2021-05-10 Method of selecting a pulse width modulation in a sonar system and devices performing the same KR102563557B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210059963A KR102563557B1 (en) 2021-05-10 2021-05-10 Method of selecting a pulse width modulation in a sonar system and devices performing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210059963A KR102563557B1 (en) 2021-05-10 2021-05-10 Method of selecting a pulse width modulation in a sonar system and devices performing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220152712A true KR20220152712A (en) 2022-11-17
KR102563557B1 KR102563557B1 (en) 2023-08-04

Family

ID=84233225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210059963A KR102563557B1 (en) 2021-05-10 2021-05-10 Method of selecting a pulse width modulation in a sonar system and devices performing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102563557B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023090840A1 (en) 2021-11-16 2023-05-25 주식회사 엘지에너지솔루션 Gripper assembly for charging/discharging secondary battery, and charging/discharging device comprising same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190116545A (en) * 2017-03-03 2019-10-14 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 How the drive system works to reduce the drive system and DC link current ripple
KR20200046489A (en) * 2018-10-24 2020-05-07 국방과학연구소 Sonar system comprising inverter
KR20200129980A (en) * 2019-05-10 2020-11-18 엘지전자 주식회사 Apparatus and Method for DPWM Switching of Multi Level Inverter with Neutral Point Controllable

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190116545A (en) * 2017-03-03 2019-10-14 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 How the drive system works to reduce the drive system and DC link current ripple
KR20200046489A (en) * 2018-10-24 2020-05-07 국방과학연구소 Sonar system comprising inverter
KR20200129980A (en) * 2019-05-10 2020-11-18 엘지전자 주식회사 Apparatus and Method for DPWM Switching of Multi Level Inverter with Neutral Point Controllable

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023090840A1 (en) 2021-11-16 2023-05-25 주식회사 엘지에너지솔루션 Gripper assembly for charging/discharging secondary battery, and charging/discharging device comprising same

Also Published As

Publication number Publication date
KR102563557B1 (en) 2023-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10432125B2 (en) Method and circuit for acquiring output quantity of linear resonance actuator
Abdelrahem et al. Simplified model predictive current control without mechanical sensors for variable-speed wind energy conversion systems
JP5948766B2 (en) Simulation method for permanent magnet rotating electrical machine, loss calculation method using the same, simulation program, loss calculation program, simulation system, and loss calculation system
KR102563557B1 (en) Method of selecting a pulse width modulation in a sonar system and devices performing the same
Garanayak et al. Fast and accurate measurement of harmonic parameters employing hybrid adaptive linear neural network and filtered‐x least mean square algorithm
KR101270810B1 (en) Current measurement device, current measurement method and computer-readable recording medium having current measurement program
Kolokolov et al. Estimating the uncertainty of the behavior of a PWM power converter by analyzing a set of experimental bifurcation diagrams
Saleh et al. Speed control of brushless DC motor based on fractional order PID controller
Athavale et al. Magnetization state estimation in variable-flux PMSMs
CN103155400B (en) The motor constant computational methods of PM motor and motor constant calculation element
Jiménez-Romero et al. Validation of artificial neural networks to model the acoustic behaviour of induction motors
Stender et al. Development of a black-box two-level igbt three-phase inverter compensation scheme for electrical drives
Wang et al. Sound power radiated from an inverter driven induction motor II: Numerical analysis
Nejad et al. Study of an hybrid current controller suitable for DC–DC or DC–AC applications
KR101172748B1 (en) Control Device and Method for Making Unbalanced Three Phase Voltage at AC Power Source
Bahri et al. Optimal hardware/software partitioning of a system on chip FPGA-based sensorless AC drive current controller
JPWO2020148925A1 (en) Power converter
Pinhal et al. Discussion on the control of wound-rotor synchronous motors for variable speed drives
Wu et al. Model-free predictive current control for IPMSMs with multiple current difference updating technique
Verbytskyi et al. ASYNCHRONOUS MOTOR DRIVE INTERHARMONICS CALCULATION BASED ON GENERALIZED FOURIER SERIES OF SEVERAL VARIABLES.
Patel et al. Implementation of FFT algorithm using DSP TMS320F28335 for shunt active power filter
CN114365413A (en) Temperature prediction method and device
CN109981056B (en) Output control method of digital power amplifier based on NPC inverter
CN111601224A (en) Microphone performance testing method and device and electronic equipment
EP4293901A1 (en) Current limiting apparatus for driving a loudspeaker

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant