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KR20080075309A - Apparatus for detecting input current of inverter and method thereof - Google Patents

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KR20080075309A
KR20080075309A KR1020070014295A KR20070014295A KR20080075309A KR 20080075309 A KR20080075309 A KR 20080075309A KR 1020070014295 A KR1020070014295 A KR 1020070014295A KR 20070014295 A KR20070014295 A KR 20070014295A KR 20080075309 A KR20080075309 A KR 20080075309A
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current
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input
idc
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김경회
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삼성전자주식회사
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Abstract

An apparatus and a method for detecting an input current of an inverter are provided to calculate the input current of a power supply through an input current calculation formula. An apparatus for detecting an input current of an inverter includes a rectifier(22), a reactor(24), a switching mode power supply(26), a smoothing condenser(28), an inverter(30), a DC voltage detector(38), and an output current detector(40). The rectifier rectifies a normal power supply(20). The reactor is located at a rear end of the rectifier. The switching mode power supply is connected to the rectifier. The smoothing condenser is connected to the rectifier to convert the voltage into DC current. The inverter drives a BLDC motor(32). The DC voltage detector detects DC voltage applied to the inverter. The output current detector detects an output current of the inverter.

Description

인버터의 입력전류 검출장치 및 그 방법{Apparatus for detecting input current of inverter and method thereof}Apparatus for detecting input current of inverter and method

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 인버터의 입력전류 검출을 위한 회로도,1 is a circuit diagram for detecting an input current of an inverter according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명에 의한 인버터에서 출력전압(AD)과 출력전류(Idc)의 선형관계를 나타낸 함수 그래프,2 is a function graph showing a linear relationship between an output voltage AD and an output current Idc in an inverter according to the present invention;

도 3은 본 발명의 인버터에서 계산한 전류치와 실제 계측한 전류치의 오차를 비교한 파형도.3 is a waveform diagram comparing the error between the current value calculated by the inverter of the present invention and the actual measured current value.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

20 : 상용전원 22 : 정류기20: commercial power 22: rectifier

24 : 리액터 26 : SMPS24 reactor 26 SMPS

28 : 평활콘덴서 30 : 인버터28: smoothing capacitor 30: inverter

32 : 모터 34 : 인버터구동부32: motor 34: inverter drive unit

36 : 제어부 38 : 직류전압 검출부36 control unit 38 DC voltage detection unit

40 : 출력전류 검출부40: output current detector

본 발명은 인버터에 입력되는 전류를 검출하기 위한 것으로, 특히 입력전류를 검출하기 위한 센서를 사용하지 않고 인버터의 회전제어에서 사용하는 정보를 이용하여 입력전류를 검출하는 인버터의 입력전류 검출장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention is to detect the current input to the inverter, in particular the input current detection device of the inverter for detecting the input current by using the information used in the rotation control of the inverter without using a sensor for detecting the input current and its It is about a method.

통상, 인버터는 직류전력을 임의의 가변주파수를 갖는 3상 교류전력(U, V, W)으로 변환시키는 전력변환장치로, 에너지 절약 및 출력 제어의 용이성 때문에 세탁기, 냉장고, 공기조화기 등의 전기제품에 채용되는 모터를 구동하기 위하여 그 사용이 점차 증가하고 있다.In general, an inverter is a power conversion device that converts DC power into three-phase AC power (U, V, W) having an arbitrary variable frequency. Electricity, such as a washing machine, a refrigerator, an air conditioner, etc., is used due to energy saving and ease of output control. Its use is gradually increasing to drive motors employed in products.

이러한 인버터는 정격전압과 정격전류의 최대 허용전력이 정해져 있어 정격전압과 정격전류를 벗어난 전압 또는 전류가 입력되면, 인버터가 제대로 작동하지 않거나 고장을 유발하게 된다.These inverters have a maximum allowable power of the rated voltage and the rated current. If a voltage or a current out of the rated voltage and the rated current is input, the inverter may not operate properly or may cause a failure.

따라서, 정격전류가 아닌 전류가 입력될 경우 인버터를 보호하기 위해 인버터에 입력되는 전류의 크기를 실시간으로 측정하는 다양한 장치들이 개발되어 왔다.Therefore, various devices have been developed to measure the magnitude of the current input to the inverter in real time to protect the inverter when a current other than the rated current is input.

그 일례로, 인버터에 입력되는 전류를 측정하기 위해 전류변환기(Current Transformer;CT)를 상용전원의 전원단 측에 연결하고, 전류변환기(CT)의 2차측에 유기된 교류신호를 저항을 통해 정류기에서 정류하여 인버터에 입력되는 전원의 입력전류를 측정하였다.For example, in order to measure the current input to the inverter, a current transformer (CT) is connected to the power supply side of the commercial power source, and the AC signal induced on the secondary side of the current transformer (CT) is rectified through a resistor. The input current of the power inputted to the inverter by rectifying at was measured.

그런데, 이러한 종래 모터 구동용 인버터의 입력전류 측정장치는 인버터에 입력되는 전류를 직접 검출하기 위해 별개의 전류변환기를 사용해야 하므로 제조비용이 상승하고, 전류변환기에서 검출된 전류의 신호처리를 위해 정류기와, 평활콘덴서 및 저항으로 구성된 로우 패스 필터(LPF)의 부가회로를 설치해야 하므로 회로가 복잡해지는 단점이 있다.However, since the input current measuring apparatus of the conventional motor drive inverter has to use a separate current converter to directly detect the current input to the inverter, the manufacturing cost is increased, and the rectifier and the rectifier are used for signal processing of the current detected by the current converter. Since the additional circuit of the low pass filter (LPF) composed of a smoothing capacitor and a resistor must be installed, the circuit becomes complicated.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 입력전류를 검출하기 위한 별개의 복잡한 회로를 구성하지 않고 인버터의 회전제어에서 사용하는 정보를 이용한 입력전류 산출식을 통해 전원의 입력전류를 산출함으로써 인버터에 입력되는 전류를 정밀하게 검출할 수 있는 인버터의 입력전류 검출장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention is to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to calculate the input current using the information used in the rotation control of the inverter without configuring a separate complicated circuit for detecting the input current By providing an input current of the power supply through the present invention to provide an input current detection device and method of the inverter that can accurately detect the current input to the inverter.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 모터의 회전제어를 위한 인버터에 있어서, 상기 인버터 직류전압(Vdc)을 검출하는 직류전압 검출부; 상기 모터의 상 전류를 전압으로 변환하여 증폭하는 출력전류 검출부; 및 상기 출력전류 검출부로부터 입력된 출력전압(AD)으로부터 상기 인버터 직류전류(Idc)를 산출하고, 산출된 인버터 직류전류(Idc)와 검출된 인버터 직류전압(Vdc)에 기초하여 상기 인버터에 입력되는 전류를 검출하는 제어부;를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an inverter for controlling the rotation of a motor, the DC voltage detection unit for detecting the inverter DC voltage (Vdc); An output current detector for converting the phase current of the motor into a voltage to amplify the amplified current; And calculating the inverter DC current Idc from the output voltage AD input from the output current detector, and inputting the inverter DC current Idc to the inverter based on the calculated inverter DC current Idc and the detected inverter DC voltage Vdc. And a controller for detecting a current.

또한, 상기 직류전압 검출부는 상용전원을 정류 및 평활하는 직류부의 평활 콘덴서에 접속된 분압저항(R1,R2)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the DC voltage detection unit is characterized in that the voltage divider (R1, R2) connected to the smoothing capacitor of the DC unit for rectifying and smoothing the commercial power supply.

또한, 상기 출력전류 검출부는 상기 모터의 각 상에 흐르는 소정의 전류를 전압으로 변환하여 증폭하는 전압 증폭회로인 것을 특징으로 한다.The output current detecting unit may be a voltage amplifying circuit for converting and amplifying a predetermined current flowing in each phase of the motor.

또한, 상기 제어부에는 입력전류 산출식이 마련되어, 상기 인버터 직류전류(Idc)와 인버터 직류전압(Vdc)을 상기 입력전류 산출식에 대입하여 전원의 입력 전류(Is)를 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit is provided with an input current calculation formula, characterized in that the input current Is of the power supply is calculated by substituting the inverter DC current (Idc) and the inverter DC voltage (Vdc) into the input current calculation formula.

또한, 상기 입력전류 산출식은, Is = (Vdc × Idc) ÷ (Vs × cosΦ) 인 것을 특징으로 한다.In addition, the input current calculation formula is characterized in that Is = (Vdc × Idc) ÷ (Vs × cosΦ).

여기에서, Vdc는 직류부 출력전압, Idc는 직류부 출력전류, Vs는 전원의 입력전압, cosΦ는 실제 운전상태의 효율을 측정한 역률을 나타낸다.Here, Vdc is the DC output voltage, Idc is the DC output current, Vs is the input voltage of the power supply, cos Φ represents the power factor measured the efficiency of the actual operating state.

또한, 상기 제어부에는 전압 대 전류 변환식이 마련되어, 상기 출력전류 검출부로부터 입력된 출력전압(AD)을 상기 전압 대 전류 변환식에 대입하여 상기 인버터 직류전류(Idc)를 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit is provided with a voltage-to-current conversion equation, and the inverter DC current (Idc) is calculated by substituting the output voltage AD inputted from the output current detection unit into the voltage-to-current conversion equation.

그리고, 본 발명은 모터의 회전제어를 위한 인버터에 있어서, 상기 인버터 직류전압을 검출하고, 상기 모터의 상 전류를 전압으로 변환하여 증폭하고, 상기 변환 증폭된 출력전압으로부터 상기 인버터 직류전류를 산출하고, 산출된 인버터 직류전류와 검출된 인버터 직류전압에 기초하여 상기 인버터에 입력되는 전류를 검출하는 것을 특징으로 한다.In the inverter for controlling the rotation of the motor, the inverter detects the DC voltage of the inverter, converts and amplifies the phase current of the motor into a voltage, and calculates the inverter DC current from the converted amplified output voltage. And detecting current input to the inverter based on the calculated inverter DC current and the detected inverter DC voltage.

또한, 상기 인버터에 입력되는 전류를 검출하는 것은, 상기 인버터 직류전류(Idc)와 인버터 직류전압(Vdc)을 제어부에 마련된 입력전류 산출식에 대입하여 전원의 입력전류(Is)를 산출하는 것을 특징으로 한다.The detecting of the current input to the inverter may include calculating the input current Is of the power supply by substituting the inverter DC current Idc and the inverter DC voltage Vdc into an input current calculation formula provided in the controller. It is done.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 인버터의 입력전류 검출을 위한 회로도이다.1 is a circuit diagram for detecting an input current of an inverter according to an embodiment of the present invention.

도 1에서, 인버터(30)에 입력되는 전류를 검출하기 위한 회로는 220V 60Hz 등 의 교류로 공급되는 상용전원(20)을 전파 정류하여 출력하는 정류기(22), 상기 정류기(22)의 후단에 위치하여 역률을 개선하는 리액터(24), 상기 정류기(22)에 접속되어 미리 정해진 크기의 기준전압을 출력하는 스위칭모드 파워서플라이(Switching Mode Power Supply;SMPS, 26), 상기 정류기(22)에 접속되어 정류기(22)에서 출력되는 전압을 평활하여 직류로 변환하는 평활콘덴서(28), 상기 평활콘덴서(28)에서 출력되는 직류전압을 펄스폭 변조(PWM)를 통해 임의의 가변주파수를 가진 펄스 형태의 3상 교류(U, V, W)로 바꾸어 BLDC 모터(32;이하 모터라 한다)를 구동하는 인버터(30), 상기 인버터(30)에 공급되는 PWM신호의 패턴을 출력하여 인버터구동부(34)를 통해 상기 인버터(30)를 제어하는 제어부(36)로 구성된 인버터 시스템에 상기 인버터(30)에 인가되는 직류전압을 검출하기 위한 직류전압 검출부(38)와, 상기 인버터(30)의 출력전류를 검출하기 위한 출력전류 검출부(40)를 포함하여 구성한다.In FIG. 1, a circuit for detecting a current input to the inverter 30 includes a rectifier 22 for full-wave rectifying and outputting a commercial power supply 20 supplied with an alternating current, such as 220V 60 Hz, at a rear end of the rectifier 22. A switching mode power supply (SMPS) 26, which is connected to the reactor 24, the rectifier 22, and outputs a reference voltage having a predetermined magnitude, and is connected to the rectifier 22. To smooth the voltage output from the rectifier 22 and convert it to direct current, and a direct current voltage output from the smoothing capacitor 28 through pulse width modulation (PWM) to form a pulse Inverter 30 driving the BLDC motor 32 (hereinafter referred to as a motor) by changing to three-phase alternating current (U, V, W) of the inverter, and outputting a pattern of the PWM signal supplied to the inverter 30 to drive the inverter 34 Consists of a control unit 36 for controlling the inverter 30 through And configured to include a direct current voltage detector 38 and an output current detector 40 for detecting an output current of the inverter 30 for detecting the DC voltage applied to the inverter 30 in the inverter system.

상기 인버터(30)는 ６개의 스위칭소자(절연 게이트 쌍극성 트랜지스터;Insulated Gate Bipolar Transistor, 이하 IGBT라 한다)와 다이오드(FRD)를 ３상 풀 브릿지(Full Bridge)로 결선하여 직류전압을 3상 교류로 변환하고, 이 3상 교류를 모터(32)에 공급하는 통상의 스위칭회로이다.The inverter 30 is connected to six switching elements (Insulated Gate Bipolar Transistor, hereinafter referred to as IGBT) and a diode (FRD) by a three-phase full bridge to convert a DC voltage to a three-phase alternating current. Is a normal switching circuit for supplying this three-phase alternating current to the motor 32.

상기 제어부(36)는 인버터(30)의 ６개 스위칭소자의 온/오프를 제어하고, 임의 전압 및 임의 주파수의 ３상 교류를 만들어 내는 마이크로컴퓨터(MCU)로, 이는 PWM 제어를 사용한 일반적 방식으로 상세한 설명은 생략하기로 한다.The control unit 36 is a microcomputer (MCU) that controls the on / off of six switching elements of the inverter 30 and generates three-phase alternating currents of arbitrary voltage and arbitrary frequency, which is a general method using PWM control. Detailed description will be omitted.

또한, 상기 제어부(36)는 인버터(30)의 회전제어를 위해서 분압저항(R1,R2)으로 이루어진 직류전압 검출부(38)를 통해 평활콘덴서(28)에 링크된 직류전압(Vdc) 을 검출하고, 출력전류 검출부(40)를 통해 상기 인버터(30)의 출력전류(Idc)를 검출하여 인버터(30)에 공급되는 PWM신호의 패턴을 출력한다.In addition, the control unit 36 detects the DC voltage Vdc linked to the smoothing capacitor 28 through the DC voltage detection unit 38 including the divided resistors R1 and R2 for the rotation control of the inverter 30. In addition, the output current detector 40 detects the output current Idc of the inverter 30 and outputs a pattern of the PWM signal supplied to the inverter 30.

상기 직류전압 검출부(38)는 평활콘덴서(28)에 연결된 분압저항(R1,R2)으로 상기 평활콘덴서(28)의 양단에 걸리는 DC 링크전압(Vdc)을 검출하여 제어부(36)에 그대로 입력한다.The DC voltage detector 38 detects the DC link voltage Vdc across both ends of the smoothing capacitor 28 with the voltage divider R1 and R2 connected to the smoothing capacitor 28 and inputs the same to the controller 36 as it is. .

상기 출력전류 검출부(40)는 통상의 인버터 시스템에서 모터(32)의 회전수를 제어하기 위하여 사용하는 모터(32)의 각 상에 흐르는 소정의 전류를 전압으로 변환해 증폭하는 전압 증폭회로로, 인버터(30)의 하위측 스위칭소자(IGBT)의 공통 에미터 단자에 흐르는 전류의 일부를 전압으로 변환하여 감지하는 션트저항(Rs)과, 상기 션트저항(Rs)에 인가되는 감지전압을 필터링하기 위한 시정수용 저항(R3) 및 콘덴서(C1)와, 상기 션트저항(Rs)에 인가되는 감지전압 즉, 하위전압을 미리 정해진 증폭도로 증폭하는 연산증폭기(41)와, 상기 연산증폭기(41)의 반전(-) 단자에 연결된 증폭도 결정 저항(R4,R5)과, 상기 연산증폭기(41)의 비반전(+) 단자에 연결된 로우패스 필터용 저항(R6) 및 콘덴서(C2)로 구성된다.The output current detection unit 40 is a voltage amplification circuit for converting and amplifying a predetermined current flowing in each phase of the motor 32 used to control the rotation speed of the motor 32 in a conventional inverter system, Filtering a shunt resistor (Rs) for converting a portion of the current flowing through the common emitter terminal of the lower switching element (IGBT) of the inverter 30 to a voltage, and the sensing voltage applied to the shunt resistor (Rs) A time constant resistor R3 and a capacitor C1, an operational amplifier 41 which amplifies a sense voltage applied to the shunt resistor Rs, that is, a lower voltage, with a predetermined amplification degree, and the operational amplifier 41 Amplification degree determination resistors R4 and R5 connected to the inverting (-) terminal, a low pass filter resistor R6 and a capacitor C2 connected to the non-inverting (+) terminal of the operational amplifier 41.

상기 출력전류 검출부(40)의 연산증폭기(41) 출력은 아날로그-디지털 변환단자(AD)를 통해 제어부(36)에 입력되는데, 상기 제어부(36)에는 연산증폭기(41)의 출력전압을 입력전류 변환하는 변환식이 미리 내장되어 있다. 따라서 제어부(36)는 연산증폭기(41)로부터 출력전압이 입력되면 이를 상기 변환식에 대입하여 그 입력전류(Idc)를 확인할 수 있게 된다. 그리고 이러한 변환식은 도 2에 도시한 AD와 Idc의 선형함수 그래프로 정의될 수 있다.The output of the operational amplifier 41 of the output current detection unit 40 is input to the control unit 36 through an analog-to-digital conversion terminal AD, and the output voltage of the operational amplifier 41 is input to the control unit 36. Conversion formula to convert is built in advance. Therefore, when the output voltage is input from the operational amplifier 41, the control unit 36 checks the input current Idc by substituting this into the conversion equation. The conversion equation may be defined as a linear function graph of AD and Idc shown in FIG. 2.

이하, 상기와 같이 구성된 인버터의 입력전류 검출장치 및 그 방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.Hereinafter, an operation process and an effect of the input current detection device and method of the inverter configured as described above will be described.

도 1에서, 상용전원(20)이 투입되면, 220V 60Hz 등의 교류로 공급되는 상용전원(20)을 정류기(22)에서 정류하고, 이를 정류기(22)에 접속된 평활콘덴서(28)에서 평활하여 직류로 변환하여 출력한다.In FIG. 1, when the commercial power supply 20 is inputted, the commercial power supply 20 supplied with alternating current, such as 220 V 60 Hz, is rectified by the rectifier 22, and smoothed by the smoothing capacitor 28 connected to the rectifier 22. To convert to DC and output.

상기 평활콘덴서(28)로부터 출력되는 직류전압을 인버터(30)에서 펄스폭변조(PWM)를 통해 임의의 가변주파수를 가진 3상 교류로 변환하여 모터(32)에 공급함에 따라 모터(32)가 구동을 시작한다.The motor 32 converts the DC voltage output from the smoothing capacitor 28 into a three-phase alternating current having an arbitrary variable frequency through a pulse width modulation (PWM) in the inverter 30 and supplies it to the motor 32. Start the drive.

이때, 제어부(36)는 인버터(30)의 회전제어를 위해서 평활콘덴서(28)에 링크된 직류전압(Vdc)을 분압저항(R1,R2)으로 이루어진 직류전압 검출부(38)를 통해 검출하고, 출력전류 검출부(40)를 통해 상기 인버터(30)의 출력전류(Idc)를 검출하여 인버터(30)에 공급되는 PWM신호의 패턴을 제어한다.At this time, the controller 36 detects the DC voltage Vdc linked to the smoothing capacitor 28 through the DC voltage detector 38 formed of the voltage divider resistors R1 and R2 for the rotation control of the inverter 30. The output current detector 40 detects the output current Idc of the inverter 30 to control the pattern of the PWM signal supplied to the inverter 30.

상기 인버터(30)에 공급되는 PWM신호의 패턴을 제어하기 위해서는 인버터(30)에 입력되는 전류의 크기를 실시간으로 검출해야 한다.In order to control the pattern of the PWM signal supplied to the inverter 30, the magnitude of the current input to the inverter 30 must be detected in real time.

따라서, 본 발명에서는 인버터(30)에 입력되는 상용전원(20)의 입력전류(Is)를 검출하기 위해 입력전류를 검출하기 위한 센서를 사용하지 않고 인버터(30)의 회전제어에서 사용하는 정보(Vdc, Idc)를 이용한 입력전류 산출식을 통해 인버터(30)에 입력되는 전류를 정밀하게 검출하는 방법에 대해서 설명한다.Therefore, in the present invention, in order to detect the input current Is of the commercial power supply 20 input to the inverter 30, information used in the rotation control of the inverter 30 without using a sensor for detecting the input current ( A method of precisely detecting a current input to the inverter 30 through an input current calculation formula using Vdc, Idc) will be described.

먼저, 인버터 시스템에서 입력전압(Vs)과 입력전류(Is)의 관계는 아래의 [식 1]과 같다.First, the relationship between the input voltage Vs and the input current Is in the inverter system is shown in Equation 1 below.

Pin = Vs × Is × cosΦ ...... [식 1]Pin = Vs × Is × cosΦ ...... [Equation 1]

여기에서, Vs는 상용전원(20)의 입력전압이고, Is는 상용전원(20)의 입력전류이고, Pin은 상용전원(20)의 입력전력이고, cosΦ는 실제 운전상태의 효율을 측정하여 선형적 수식으로 사용한 역률이다.Here, Vs is the input voltage of the commercial power source 20, Is is the input current of the commercial power source 20, Pin is the input power of the commercial power source 20, cos Φ is a linear measure by measuring the efficiency of the actual operating state Power factor used as the formula.

그리고, 인버터(30)의 회전제어를 위해 검출한 직류부의 전압(Vdc)과 입력전압(Vs)의 관계는 아래의 [식 2]과 같다.In addition, the relationship between the voltage Vdc and the input voltage Vs of the DC unit detected for the rotation control of the inverter 30 is expressed by Equation 2 below.

Vdc = √2 × Vs ...... [식 2]Vdc = √2 × Vs ...... [Equation 2]

또한, 인버터(30)의 직류부에서 직류전압(Vdc)과 출력전류(Idc)의 관계는 아래의 [식 3]과 같다.In addition, the relationship between the DC voltage Vdc and the output current Idc in the DC unit of the inverter 30 is expressed by Equation 3 below.

Pout = Vdc × Idc × ηinv ...... [식 3]Pout = Vdc × Idc × ηinv ...... [Equation 3]

여기에서, Vdc는 인버터(30)의 직류부 출력전압이고, Idc는 인버터(30)의 직류부 출력전류이고, Pout은 인버터(30)의 직류부 출력전력이고, ηinv는 인버터 효율이다.Here, Vdc is a DC output voltage of the inverter 30, Idc is a DC output current of the inverter 30, Pout is a DC output power of the inverter 30, ηinv is the inverter efficiency.

따라서, 상용전원(20)의 입력전력(Pin)과 인버터(30)의 직류부 출력전력(Pout)의 관계는 아래의 [식 4]와 같다.Therefore, the relationship between the input power Pin of the commercial power supply 20 and the DC output power Pout of the inverter 30 is expressed by Equation 4 below.

Pin = Pout × ηinv ...... [식 4]Pin = Pout × ηinv ...... [Equation 4]

여기에서, 인버터 효율(ηinv)을 1로 가정하면 상용전원(20)의 입력전력(Pin)과 정류 및 평활 후 인버터(30)의 직류부 출력전력(Pout)은 아래의 [식 5]와 같다.Herein, if the inverter efficiency ηinv is assumed to be 1, the input power Pin of the commercial power supply 20 and the DC output power Pout of the inverter 30 after rectifying and smoothing are as shown in Equation 5 below. .

Pin = Pout ...... [식 5]Pin = Pout ...... [Equation 5]

상기 [식 5]로부터 인버터(30)에 입력되는 전류(Is)의 관계식을 구하면, 아래 의 [식 6]과 같은 입력전류 산출식이 구해진다.When the relational expression of the current Is inputted to the inverter 30 from [Equation 5] is obtained, an input current calculation equation such as [Equation 6] below is obtained.

Is = (Vdc × Idc) ÷ (Vs × cosΦ) ...... [식 6]Is = (Vdc × Idc) ÷ (Vs × cosΦ) ...... [Equation 6]

상기 인버터(30)에 입력되는 전류(Is)를 구하기 위해서는 상기 [식 6]에서 알 수 있듯이, 먼저 상용전원(20)의 입력전압(Vs)을 구해야 하는데 이를 위해서 모터(32) 구동 전에 직류전압(Vdc)을 검출하여 상기 [식 2]로부터 입력전압(Vs)을 구한다.In order to obtain the current Is input to the inverter 30, as shown in Equation 6, first, the input voltage Vs of the commercial power supply 20 must be obtained. (Vdc) is detected and the input voltage (Vs) is obtained from Equation 2 above.

그리고, 인버터(30)의 출력전류(Idc)는 제어부(36)의 입력받은 AD 값을 통해 구하고, AD 값과 출력전류(Idc)는 도 2에 도시한 바와 같이, 선형관계에 있으므로 상기 제어부(36)에 내장된 변환식을 이용하여 출력전류(Idc)를 검출할 수 있게 된다.In addition, the output current Idc of the inverter 30 is obtained through the input AD value of the controller 36, and the AD value and the output current Idc are linearly connected as shown in FIG. It is possible to detect the output current (Idc) using the conversion formula built into 36.

이와 같이, 검출된 값(Vdc, Idc)을 이용하여 제어부(36)에서 계산한 전류치와 실제로 계측한 전류치의 오차 발생여부를 시뮬레이션 한 결과, 도 3과 같다.As described above, as a result of simulating whether or not an error occurs between the current value calculated by the controller 36 and the actually measured current value using the detected values Vdc and Idc.

도 3은 본 발명의 인버터(30)에서 계산한 전류치(계산 전류)와 실제 계측한 전류치(실측 전류)의 오차를 비교한 파형으로, 인버터(30)의 효율 및 모터(32)의 효율 등을 고려할 필요없이 구한 결과와 실제 계측 결과가 거의 일치하며, 오차도 ±0.5A 이내로 실용상에 문제 없는 정밀도를 얻을 수 있음을 알 수 있다.3 is a waveform comparing the error between the current value (calculated current) calculated by the inverter 30 of the present invention and the actual measured current value (actual current), and shows the efficiency of the inverter 30, the efficiency of the motor 32, and the like. The results obtained do not need to be considered and the actual measurement results are in close agreement with each other, and the error is within ± 0.5A.

따라서, 본 발명의 인버터 시스템은 입력전류의 검출을 위한 복잡한 회로를 사용하지 않고 인버터(30)의 회전제어를 위해 사용하는 정보를 이용한 입력전류 산출식을 통해 전원의 입력전류를 검출할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, the inverter system of the present invention can detect the input current of the power source through an input current calculation formula using information used for the rotation control of the inverter 30 without using a complicated circuit for detecting the input current. Able to know.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 인버터의 입력전류 검출장치 및 그 방법에 의하면, 입력전류를 검출하기 위한 별개의 복잡한 회로를 구성하지 않고 인버터의 회전제어에서 사용하는 정보를 이용한 입력전류 산출식을 통해 전원의 입력전류를 산출함으로써 인버터에 입력되는 전류를 정밀하게 검출할 수 있다는 효과가 있다.According to the input current detecting apparatus and method of the inverter according to the present invention as described above, the input current calculation formula using information used in the rotation control of the inverter without forming a separate complicated circuit for detecting the input current By calculating the input current of the power supply through this there is an effect that can accurately detect the current input to the inverter.

Claims (9)

모터의 회전제어를 위한 인버터에 있어서,In the inverter for controlling the rotation of the motor, 상기 인버터 직류전압(Vdc)을 검출하는 직류전압 검출부;A DC voltage detector detecting the inverter DC voltage Vdc; 상기 모터의 상 전류를 전압으로 변환하여 증폭하는 출력전류 검출부; 및An output current detector for converting the phase current of the motor into a voltage to amplify the amplified current; And 상기 출력전류 검출부로부터 입력된 출력전압(AD)으로부터 상기 인버터 직류전류(Idc)를 산출하고, 산출된 인버터 직류전류(Idc)와 검출된 인버터 직류전압(Vdc)에 기초하여 상기 인버터에 입력되는 전류를 검출하는 제어부;를The inverter DC current Idc is calculated from the output voltage AD inputted from the output current detector, and the current inputted to the inverter based on the calculated inverter DC current Idc and the detected inverter DC voltage Vdc. A control unit for detecting the 포함하는 인버터의 입력전류 검출장치.Input current detection device of the inverter comprising. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 직류전압 검출부는 상용전원을 정류 및 평활하는 직류부의 평활 콘덴서에 접속된 분압저항(R1,R2)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인버터의 입력전류 검출장치.And the DC voltage detector comprises voltage divider resistors R1 and R2 connected to the smoothing capacitor of the DC unit for rectifying and smoothing a commercial power supply. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 출력전류 검출부는 상기 모터의 각 상에 흐르는 소정의 전류를 전압으로 변환하여 증폭하는 전압 증폭회로인 것을 특징으로 하는 인버터의 입력전류 검출장치.And the output current detection unit is a voltage amplifier circuit for converting and amplifying a predetermined current flowing in each phase of the motor. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부에는 입력전류 산출식이 마련되어, 상기 인버터 직류전류(Idc)와 인버터 직류전압(Vdc)을 상기 입력전류 산출식에 대입하여 전원의 입력전류(Is)를 산출하는 것을 특징으로 하는 인버터의 입력전류 검출장치.The input current calculation formula is provided in the controller, and the input current Is of the inverter is calculated by substituting the inverter DC current Idc and the inverter DC voltage Vdc into the input current calculation formula. Detection device. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 입력전류 산출식은, The input current calculation formula, Is = (Vdc × Idc) ÷ (Vs × cosΦ) 인 것을 특징으로 하는 인버터의 입력전류 검출장치.Inverter input current detection device, characterized in that Is = (Vdc × Idc) ÷ (Vs × cosΦ). 여기에서, Vdc는 직류부 출력전압, Idc는 직류부 출력전류, Vs는 전원의 입력전압, cosΦ는 실제 운전상태의 효율을 측정한 역률을 나타낸다.Here, Vdc is the DC output voltage, Idc is the DC output current, Vs is the input voltage of the power supply, cos Φ represents the power factor measured the efficiency of the actual operating state. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부에는 전압 대 전류 변환식이 마련되어, 상기 출력전류 검출부로부터 입력된 출력전압(AD)을 상기 전압 대 전류 변환식에 대입하여 상기 인버터 직류전류(Idc)를 산출하는 것을 특징으로 하는 인버터의 입력전류 검출장치.The control unit is provided with a voltage-to-current conversion equation, and calculates the inverter direct current (Idc) by substituting the output voltage AD input from the output current detection unit into the voltage-to-current conversion equation. Device. 모터의 회전제어를 위한 인버터에 있어서,In the inverter for controlling the rotation of the motor, 상기 인버터 직류전압을 검출하고,Detecting the inverter DC voltage, 상기 모터의 상 전류를 전압으로 변환하여 증폭하고,Converts the phase current of the motor to a voltage and amplifies it, 상기 변환 증폭된 출력전압으로부터 상기 인버터 직류전류를 산출하고, 산출된 인버터 직류전류와 검출된 인버터 직류전압에 기초하여 상기 인버터에 입력되는 전류를 검출하는 것을 특징으로 하는 인버터의 입력전류 검출방법.And calculating the inverter DC current from the converted amplified output voltage, and detecting a current input to the inverter based on the calculated inverter DC current and the detected inverter DC voltage. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 인버터에 입력되는 전류를 검출하는 것은,Detecting a current input to the inverter, 상기 인버터 직류전류(Idc)와 인버터 직류전압(Vdc)을 제어부에 마련된 입력전류 산출식에 대입하여 전원의 입력전류(Is)를 산출하는 것을 특징으로 하는 인버터의 입력전류 검출방법.And calculating the input current Is of the power supply by substituting the inverter DC current Idc and the inverter DC voltage Vdc into an input current calculation formula provided in the control unit. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 입력전류 산출식은, The input current calculation formula, Is = (Vdc × Idc) ÷ (Vs × cosΦ) 인 것을 특징으로 하는 인버터의 입력전류 검출방법.Is = (Vdc × Idc) ÷ (Vs × cosΦ) The input current detection method of the inverter, characterized in that. 여기에서, Vdc는 직류부 출력전압, Idc는 직류부 출력전류, Vs는 전원의 입력전압, cosΦ는 실제 운전상태의 효율을 측정한 역률을 나타낸다.Here, Vdc is the DC output voltage, Idc is the DC output current, Vs is the input voltage of the power supply, cos Φ represents the power factor measuring the efficiency of the actual operating state.
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