KR100277949B1 - 인버터 전압/주파수 추종제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터 전압/주파수 추종제어방법에 관한 것으로, 속도센서없이 전류신호에 의해 부하상태를 감지하고 V/f패턴을 최적으로 출력하여 전동기의 효율과 역률을 개선시키기 위해 인버터에 의한 유도전동기 구동시 부하의 상태를 감지하여 마이크로 컴퓨터에 의해 최적 전압/주파수패턴을 제어하는 인버터 전압/주파수 추종제어방법에 있어서, 상기 마이크로컴퓨터가, 실행신호에 의해 100%부하에 맞는 V/f₁패턴을 출력하고 일정시간 지난 후, 피드백된 전류가 안정되었을때 기존에 설정되어 있는 부하레벨과 비교하여 부하1보다 크면 상기 피드백된 전류가 과여자에 의한 전류인지 실부하에 의한 전류인지를 판단하기 위해 레지스터에 상기 전류값을 저장한 다음, 기준신호보다 10%낮은 신호를 내보내고 일정시간 지난 후, 현재의 부하전류값과 상기 레지스터에 저장된 전류값을 비교하여 출력할 V/f패턴을 결정하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 전압/주파수 추종제어방법을 제공한다.

Description

인버터 전압/주파수 추종제어방법

제1도는 종래의 인버터 구동시스템 구성도,

제2도는 종래의 인버터 구동시스템의 전압/주파수 출력 알고리즘을 나타낸 도면,

제3도는 전압/주파수 제어 개념도,

제4도는 유도전동기 등가회로도,

제5도는 전압변화에 따른 유도전동기 부하특성도,

제6도는 본 발명의 인버터 전압/주파수 제어에 있어서의 부하상태 판단루프을 나타낸 도면,

제7도는 인버터 구동시 기준신호에 대한 전류응답을 나타낸 도면.

본 발명은 인버터 전압/주파수 추종제어 방법에 관한 것으로, 특히 속도센서없이 전류신호에 의해 부하상태를 감지하고 전압/주파수(V/f)패턴을 최적으로 출력하는 방법에 관한 것이다.

종래의 인버터 구동시스템은 제1도에 도시된 바와 같이 구성되며, 각종 명령을 마이크로 컴퓨터(1)가 받아들이고 3상 기준신호를 인버터(2)로 출력하면 이 신호에 의해 주파수와 전압을 제어한다.

유도전동기(4)에서 토크는 T=K(V/f₁)²·f₂이므로 전압과 1차 주파수(f₁)를 제어함으로써 속도와 토크를 제어할 수 있게 된다.

종래의 V/f(전압/주파수)출력 알고리즘은 제2도와 같다.

즉, 각종 입력신호가 입력되고 실행(run)신호가 떨어지면 주파수에 따라 V/f패턴에 의한 전압량이 결정되고 주파수를 출력하기 위한 타이머 인터럽트량이 결정되며 이것에 의해 3상 V/f기준신호가 출력되어 유도전동기를 제어하게 된다.

상술한 종래기술에 있어서는 유도전동기의 특성을 좌우하는 V/f패턴이 100%부하시에 맞추어져 단일패턴으로 구동함으로써 부하가 100%가 아닌 경우에는 효율과 역률이 떨어지는 단점이 있다.

또한 기존에 사용된 전류센서는 단순히 어떤 전류 이상이 몇분동안 계속 흐를때 전동기의 소손을 방지하기 위해 인버터를 차단하기 위한 용도로 사용되며 또한 부하에 따라 V/f패턴을 제어하기 위해 부하상태를 감지하기 위한 속도센서를 부착해야 하기 때문에 가격상승과 함께 부가회로 추가가 요구된다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 속도센서없이 전류신호에 의해 부하상태를 감지하고 V/f패턴을 최적으로 출력하여 전동기의 효율과 역률을 개선시키는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 인버터 전압/주파수 추종제어방법은 인버터에 의한 유도전동기 구동시 부하의 상태를 감지하여 마이크로 컴퓨터에 의해 최적 전압/주파수패턴을 제어하는 인버터 전압/주파수 추종제어방법에 있어서, 상기 마이크로컴퓨터가 실행신호에 의해 100%부하에 맞는 V/f₁패턴을 출력하고 일정시간 지난 후, 피드백된 전류가 안정되면 기존에 설정되어 있는 부하레벨과 비교하여 부하1보다 크면 상기 피드백된 전류가 과여자에 의한 전류인지 실부하에 의한 전류인지를 판단하기 위해 레지스터에 상기 전류값을 저장한 다음, 10% 낮은 기준신호를 내보내고 나서 일정시간 지난 후, 현재의 부하전류값과 상기 레지스터에 저장된 전류값을 비교하여 출력할 V/f패턴을 결정하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제3도에 종래의 V/f제어와 본 발명의 V/f제어의 개념도를 비교하여 나타내었다.

종래의 V/f제어의 개념도는 제3도 (a)에 도시된 바와 같으며, 본 발명의 V/f제어 개념도는 제3도 (b)에 도시된 바와 같이 전류센서에 의해 부하판단 루프(loop)를 거쳐 부하상태를 감지하고 그에 따른 최적 V/f패턴을 출력한다.

즉, 유도전동기 등가회로는 제4도에 도시된 바와 같으며, 1차 전류(I₁)는 E/f₁에 비례하므로 부하에 따라 효율과 역률이 좋은 지점에서 유도전동기를 구동하도록 V/f패턴을 제어할 수 있다.

이때 전류센서에서 감지한 전류는 유도전동기 특성상 전압변화에 따른 유도전동기의 부하특성을 도시한 제5도의 Q점에서는 과여자에 의한 전류인지 실부하에 의한 전류인지를 판단하기가 어렵다. 따라서 제6도에 도시된 바와 같이 부하상태 판단 루프를 실행함으로써 부하에 맞는 최적 V/f패턴으로 전동기를 구동시킨다.

즉, 각종 명령과 함께 실행(run)신호가 떨어지면 초기에는 기동력을 주기 위해 100%부하에 맞는 V/f₁패턴을 출력하고 1초 기다린 후에 피드백되는 전류가 안정되면 기존에 설정되어 있는 부하레벨과 비교하여 부하1보다 크면 이것이 과여자에 의한 전류인지 실부하에 의한 전류인지를 판단하기 위해 일단 레지스터에 이 값을 저장하고, 10% 낮은 기준신호를 내보내고 나서 잠시 기다린 후에 현재의 부하전류와 레지스터값을 비교하여 출력할 V/f패턴을 결정한다.

이때의 기준신호에 대한 전류응답은 제7도에 도시한 바와 같으며, 동일한 기준신호에 의해 과여자된 경우는 (a)와 같이 전류가 떨어지고 실부하인 경우는 (b)와 같이 반대현상을 보임을 알 수 있다.

따라서 이러한 부하판단 루프에 의해 부하상태가 확인되고 그 부하상태에 맞는 최적 V/f패턴을 출력함으로써 효율과 역률을 현저하게 개선시킬 수 있게 된다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 부하에 따라 유도전동기의 특성을 좌우하는 V/f패턴을 제어함으로써 효율과 역률을 현저히 개선시킴에 따라 에너지 절약 효과와 함께 부하상태 감지를 위한 속도센서 부착이 불필요하게 되므로 가격절감 효과를 가져오게 된다.

Claims (1)

1. 인버터에 의한 유도전동기 구동시 부하의 상태를 감지하여 마이크로 컴퓨터에 의해 최적 전압/주파수패턴을 제어하는 인버터 전압/주파수 추종제어방법에 있어서,

   상기 마이크로컴퓨터가,

   실행신호에 의해 100%부하에 맞는 V/f₁패턴을 출력하고 일정시간 지난 후, 피드백된 전류가 안정되었을때 기존에 설정되어 있는 부하레벨과 비교하여 부하1보다 크면 상기 피드백된 전류가 과여자에 의한 전류인지 실부하에 의한 전류인지를 판단하기 위해 레지스터에 상기 전류값을 저장한 다음, 기준신호보다 10%낮은 신호를 내보내고 일정시간 지난 후, 현재의 부하전류값과 상기 레지스터에 저장된 전류값을 비교하여 출력할 V/f패턴을 결정하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 전압/주파수 추종제어방법.