KR100314006B1 - Single phase srm drive circuit with power factor correction - Google Patents
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Abstract
본 발명은 능동 역률보상이 가능한 단상 에스알엠의 구동회로에 관한 것으로, 종래에는 별도의 회로를 적용해야 하므로 추가되는 스위치소자 및 이의 구동을 위한 구동회로 등이 필요하여 원가상승 및 회로 복잡화로 인해 적용시 부담이 발생하게 되는 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 양전원단자와 음전원단자 사이에 직렬연결되는 상위 역방향 다이오드및 고주파 스위치겸 역률보상용 하위 스위치와, 상기 상위 역방향 다이오드및 고주파 스위치겸 역률보상용 하위 스위치와 병렬로 연결되는 상위 스위치및 하위 역방향 다이오드와, 상기 상위 역방향 다이오드및 고주파 스위치겸 역률보상용 하위 스위치의 접속점과 상기 상위 스위치및 하위 역방향 다이오드(DL)의 접속점 사이에 연결되는 모터 권선과, 상기 상위 스위치및 하위 역방향 다이오드와 병렬로 연결되는 커패시터와, 상기 상위 역방향 다이오드및 고주파 스위치겸 역률보상용 하위 스위치의 접속점에 캐소드가 연결되는 역방향 다이오드의 애노드와 직렬연결되는 리액터(L)로 구성하여, 기존의 단상 에스알엠 구동 스위치소자만을 사용하여 낮은 가격으로 능동역률을 보상하고, 효율의 성능을 향상시키도록 한 것이다.The present invention relates to a driving circuit of single-phase SM with active power factor correction, and since a separate circuit must be applied in the related art, an additional switch element and a driving circuit for driving the same are required, and thus are applied due to cost increase and complexity of the circuit. There is a problem that occurs when the burden. Therefore, the present invention is the upper reverse diode connected in series between the positive terminal and the negative terminal And high frequency switches and power factor correction sub-switch And the upper reverse diode And high frequency switches and power factor correction sub-switch Switch connected in parallel with And lower reverse diode And the upper reverse diode And high frequency switches and power factor correction sub-switch Connection point and the upper switch And motor windings connected between the connection points of the lower reverse diodes D L And the upper switch And lower reverse diode Capacitor in parallel with And the upper reverse diode And high frequency switches and power factor correction sub-switch Reverse diode with cathode connected to junction Comprising the reactor (L) is connected in series with the anode, by using only the existing single-phase SM drive switch element to compensate for the active power factor at a low price, to improve the efficiency performance.
Description
본 발명은 회로 구성을 간단히 구현하여 낮은 가격으로 성능을 향상시킬 수 있도록 한 능동 역률보상이 가능한 단상 에스알엠의 구동회로에 관한 것으로, 특히 스위치소자를 사용하지 않고 기존의 단상 에스알엠 구동 스위치소자만을 사용하여 낮은 가격으로 능동역률을 보상하도록 한 능동 역률보상이 가능한 단상 에스알엠의 구동회로에 관한 것이다.The present invention relates to a single-phase SM drive circuit capable of active power factor correction, which enables simple implementation of a circuit configuration to improve performance at a low cost. The present invention relates to a driving circuit of single-phase SLM capable of compensating active power factor at low cost.
도 2는 종래 3상 에스알엠(SRM)의 구동회로도로서, 이에 도시된 바와같이 입력되는 전원을 평활시켜 얻어지는 직류전압을 에스알엠 모터로 공급하는 직류 링크 커패시터(C)와, 병렬로 N상의 수 만큼 각각 연결되는 N개의 모터권선(La,Lb,Lc)과, 이 모터권선(La,Lb,Lc)에 상,하로 직렬 연결된 상, 하위 스위치소자(Q1a,Q1b,Q1c)(Q2a,Q2b,Q2c)의 에미터 사이에 연결된 프리휠 다이오드(FRD2,FRD4,FRD6)와, 상기 상,하위 스위치소자(Q1a,Q1b,Q1c)(Q2a,Q2b,Q2c)의 콜렉터 사이에 연결된 프리휠 다이오드(FRD3,FRD5,FRD7)로 구성된다.FIG. 2 is a driving circuit diagram of a conventional three-phase SRM. As shown in FIG. 2, a DC link capacitor C for supplying a DC voltage obtained by smoothing an input power supply to an SM motor, and the number of N phases in parallel N motor windings La, Lb, and Lc connected to each other, and phase and lower switch elements Q1a, Q1b, and Q1c connected in series up and down to the motor windings La, Lb, and Lc. Freewheel diodes (FRD2, FRD4, FRD6) connected between the emitters of Q2c) and freewheel diodes (FRD3, FRD5) connected between the collectors of the upper and lower switch elements (Q1a, Q1b, Q1c) (Q2a, Q2b, Q2c). , FRD7).
그리고, 도 4는 종래 단상 에스알엠의 구동회로도로서, 이에 도시된 바와같이 입력되는 직류전압(Vs)으로 부터 노이즈를 제거하기 위한 리액터(L)와, 상기 리액터(L)를 거친 직류전압을 평활시켜 출력하는 직류 링크 커패시터(C)와, 모터 권선에 상,하로 직렬 연결된 스위치소자(Q1,Q2)와, 상기 상위 스위치소자(Q1)의 에미터와 하위 스위치소자(Q2)의 에미터 사이에 연결된 프리휠 다이오드(D2)와, 상기 상위 스위치소자(Q1)의 콜렉터와 하위 스위치소자(Q2)의 콜렉터 사이에 연결된 프리휠 다이오드(D1)로 구성된다.4 is a driving circuit diagram of a conventional single-phase SLM, and as illustrated therein, a reactor L for removing noise from an input DC voltage Vs and a DC voltage passed through the reactor L are smoothed. Between the DC link capacitor C and the switch element Q1 and Q2 connected up and down in series with the motor winding, and the emitter of the upper switch element Q1 and the emitter of the lower switch element Q2. And a freewheel diode D1 connected between the connected freewheel diode D2 and the collector of the upper switch element Q1 and the collector of the lower switch element Q2.
그리고, 도 5는 종래 능동 역률보상이 가능한 단상 에스알엠의 구동회로도로서, 이에 도시된 바와같이 입력되는 상용전원을 정류하고 그 정류된 직류전압을 출력시키는 정류부(10)와, 상기 정류부(10)에서 출력되는 직류전압 공급시 리액터(L)와 션트 스위치및 다이오드를 이용하여 역률을 개선함과 아울러 출력전압을 일정하게 유지하도록 하는 능동필터(20)와, 상기 능동필터(20)로 부터 전압 공급시 스위칭 신호에 의해 스위치를 온/오프시켜 모터권선으로 흐르는 전류를 제어하여 에스알엠이 회전되도록 하는 모터 구동부(30)와, 에스알엠에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출기(40)와, 상기 에스알엠에 흐르는 전류 및 전압을 상기 능동필터(20)의 리액터(L)로 공급되는 입력전류 및 입력전압과 비교하여, 두 값이 같아지도록 상기 능동필터(20)의 션트 스위치의 동작을 제어하는 평균전류 제어부(50)로 구성된다.And, Figure 5 is a drive circuit diagram of a conventional single-phase SRM capable of active power factor correction, as shown in the rectifier 10 for rectifying the commercial power input and output the rectified DC voltage, and the rectifier 10 Reactor (L) and shunt switch when DC voltage is output from And diode Active filter 20 to improve the power factor by using and to keep the output voltage constant, and the motor winding by switching the switch on / off by a switching signal when supplying voltage from the active filter 20 The motor drive unit 30 to control the current flowing through the RM to rotate, the current detector 40 for detecting the current flowing in the SM, and the current and voltage flowing through the SM to the active filter 20 Shunt switch of the active filter 20 such that the two values are the same as compared with the input current and the input voltage supplied to the reactor L. It consists of an average current controller 50 for controlling the operation of.
이와같이 구성된 종래 기술에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the prior art configured in this way in detail as follows.
도 1에서와 같은 구조로 이루어진 3상 에스알엠(SRM)을 회전시키기 위하여 도 2의 직류 링크 커패시터(C)가 입력되는 전원을 평활시켜 만들어진 직류전압을 공급한다.In order to rotate the three-phase SRM (SRM) having the same structure as in FIG. 1, a DC voltage made by smoothing a power source to which the DC link capacitor C of FIG. 2 is input is supplied.
그러면 상기 에스알엠(SRM)은 회전하게 되고, 이에따라 모터 내부에 포토 인터럽터와 각 상에 연계된 슬롯을 갖는 디스크를 설치함으로써 회전자의 위치를 포토 센서에서 검출하게 되고, 그 검출한 회전자 위치에 따른 신호를 출력한다.Then, the SRM rotates, and accordingly, by installing a disk having a photo interrupter and a slot associated with each phase inside the motor, the position of the rotor is detected by the photo sensor, and the detected rotor position Output the signal accordingly.
가령 A상이 유기되도록 하기 위한 신호가 A 상의 모터 권선(La)에 직렬연결된 상,하위 스위치소자(Q1a)(Q2a)의 베이스로 각각 공급한다.For example, a signal for causing the phase A to be induced is supplied to the bases of the upper and lower switch elements Q1a and Q2a connected in series to the motor winding La of the phase A, respectively.
따라서 상기 A상의 상,하위 스위치소자(Q1a)(Q2a)가 동시에 턴온된다.Therefore, the upper and lower switch elements Q1a and Q2a of A phase are simultaneously turned on.
상기 A 상의 상,하위 스위치소자(Q1a)(Q2a)가 온됨에 따라 모터 권선(La)으로 전류가 흐르게 되고, 이에따라 A상의 모터권선(La)에 전기를 유기시킬 수 있게 된다.As the upper and lower switch elements Q1a and Q2a of A are turned on, current flows to the motor winding La, thereby allowing electricity to be induced to the motor windings La of A.
이어서 상기 A상의 상,하위 스위치소자(Q1a)(Q2a)는 턴오프시키고, B 상을 유기시키기 위한 신호를 B상의 모터권선(Lb)에 직렬 연결된 상,하위 스위치소자(Q1b)(Q2b)의 베이스로 각각 공급된다.Subsequently, the upper and lower switch elements Q1a and Q2a of the A phase are turned off and the signals of the upper and lower switch elements Q1b and Q2b connected in series to the motor winding Lb of the B phase are connected to turn off the B phase. Each is supplied to the base.
이때 A상의 모터 권선(La)에 유기된 자속은 프리휠 다이오드(frd3), 직류링크 커패시터(C), 프리휠 다이오드(FRD2), 모터 권선(La)에 의해 제거되면서 모터는 원활하게 회전하게 된다.At this time, the magnetic flux induced in the motor winding La of the phase A is removed by the freewheel diode frd3, the DC link capacitor C, the freewheel diode FRD2, and the motor winding La, and the motor rotates smoothly.
마찬가지로 B,C상의 경우 B,C상의 상,하위 스위치소자(Q1b,Q2b)(Q1c,Q2c)가 순차적으로 턴온되면서 모터가 시계방향으로 회전하게 된다.Likewise, in the case of phases B and C, the upper and lower switch elements Q1b and Q2b and Q1c and Q2c of phases B and C are sequentially turned on, so that the motor rotates clockwise.
그리고, 역으로 회전시키기 위하여는 A,C,B상의 모터 권선(La,Lc,Lb)순서로 전류를 흘려준다.In order to rotate in reverse, a current flows in the order of motor windings La, Lc, and Lb of A, C, and B phases.
따라서 3상 에스알엠은 반시계 방향으로 회전하게 된다.Therefore, the three-phase RM rotates counterclockwise.
그러나, 도 4에서와 같이, 단상 에스알엠에서는 단일 한상만의 직렬연결이 존재하며, 다수의 폴들을 가질 경우에도 병렬 또는 직렬로 접속되어 결국 전류의 통전시점이 모두 동일하게 1회만 발생시키면 같은 방향으로 회전하게 된다.However, as shown in Fig. 4, in single-phase SM, only one single-phase series connection exists, and even in the case of having multiple poles, in parallel or in series, the current flows only once in the same direction. Will rotate.
도 1에서와 같이 3상의 경우 3상간의 통전순서로써 회전방향을 제어할 수 있는데 반해, 도 4에서와 같이 단상의 경우 모터 기동시 로터의 돌극부의 위치에 따라 회전방향 및 기종이 불안해지는 문제가 발생되므로, 이를 해결하기 위하여 모터의 기동 이전에 로터의 위치를 기동 특성이 양호한 위치로 고정시키기 위하여 도 3에서와 같이 영구자석을 설치한다.In the case of three phases as shown in Figure 1, the rotation direction can be controlled by the energization order between the three phases, whereas in the case of single phase as shown in Figure 4, the rotation direction and model becomes unstable depending on the position of the protrusion of the rotor when starting the motor. In order to solve this problem, a permanent magnet is installed as in FIG. 3 to fix the position of the rotor to a position having good starting characteristics before starting the motor.
이에따라 초기의 기동불안을 해결한다.This solves the initial start up anxiety.
상기에서와 같이 동작하는 단상 에스알엠에서 역률보상 기능을 함께 수행하기 위한 동작에 대하여 도 5에 의거하여 살펴보면, 상용전원을 정류부(10)에서 브리지 다이오드를 이용하여 정류하여 얻어지는 직류전압을 공급해준다.Referring to Fig. 5 for the operation for performing the power factor correction function in the single-phase SLM operating as described above, the commercial power supply to the rectifier 10 using a bridge diode to supply a DC voltage obtained by rectifying.
상기 정류부(10)에서 직류전압이 공급될 때, 능동필터(20)의 션트(shunt) 스위치를 적절히 제어해줌으로써 리액터(L)에 흐르는 전류를 조절하여 역률이 거의 1에 가깝도록 해준다.Shunt switch of the active filter 20 when a DC voltage is supplied from the rectifier 10 By appropriately controlling the current flowing through the reactor (L) to adjust the power factor to almost one.
이렇게 역률을 조절할 때 다이오드(Dp)를 통해 필터용 커패시터(C)에 충전되는 전압(Vo)을 모터 구동부(30)로 공급하여 모터권선에 흐르도록 한다.When the power factor is adjusted, the motor winding is supplied to the motor driving unit 30 by supplying the voltage Vo charged in the filter capacitor C through the diode Dp. To flow.
이때 미도시된 마이크로 컴퓨터에서 스위칭신호를 상위 스위치와 하위 스위치로 동시에 공급하여 온시킨다.At this time, the switching signal of the upper switch in the microcomputer not shown And sub-switch It is supplied at the same time by the
상기 상위 스위치와 하위 스위치가 동시에 온됨에 따라 전류는 상위 스위치, 모터권선및 하위 스위치의 경로로 흐르게 되어 회전하게 된다.The upper switch And sub-switch Current switches to upper switch Motor winding And sub-switch It flows through the path of and rotates.
따라서 단상 에스알엠(SRM)은 역률이 개선된 특성을 가지게 된다.Therefore, single-phase SRM (SRM) has a characteristic that the power factor is improved.
그리고, 상기 능동필터(20)의 션트 스위치의 제어는 저항(R1)의 양단에 걸리는 입력전압과, 전류 검출기(40)를 통해 검출되는 입력전류 그리고 저항(R2)의 양단에 걸리는 모터 구동부(30)의 출력전압을 제어부(50)에서 입력받아 조절한다.And, the shunt switch of the active filter 20 The control of the control unit 50 inputs an input voltage across the resistor R1, an input current detected through the current detector 40, and an output voltage of the motor driver 30 across the resistor R2. Take control.
최근에는 고조파(Harmonic) 발생을 억제하기 위해 유럽 등 선진국을 중심으로 규제가 실시되고 있으며, 특히 청소기등 대전력용으로 사용되는 모터의 가변속 제어를 위해 인버터를 채용하는 경우는 특히나 내부의 정류, 평활부로 인해 고조파가 문제가 된다. 이를 해결하기 위해서는 종래기술에서와 같이 근본적으로 능동 역률보상을 해주는 회로를 적용해야 하지만 추가되는 스위칭 소자 및 이의 구동을 위한 구동회로 등이 필요하여 원가상승 및 회로 복잡화로 인해 적용시 부담이 발생하게 되는 문제점이 있다.In recent years, regulations have been carried out around developed countries such as Europe to suppress harmonics.In particular, when inverters are used to control the variable speed of motors used for large power, such as vacuum cleaners, internal rectification and smoothing Wealth is a problem because of wealth. In order to solve this problem, it is necessary to apply a circuit that essentially compensates for active power factor as in the prior art, but additional switching elements and driving circuits for driving the same require a burden due to cost increase and complexity of the circuit. There is a problem.
따라서 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 낮은 가격으로 성능을 향상시킬 수 있도록 한 능동 역률보상이 가능한 단상 에스알엠의 구동회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention for solving the conventional problems as described above is to provide a drive circuit of a single-phase SLM capable of active power factor correction to improve performance at a low price.
본 발명의 다른 목적은 별도의 스위치를 사용하지 않고 단상 에스알엠(SRM) 구동 스위치소자만을 사용하여 낮은 가격으로 능동역률 보상기능까지 구현할 수 있도록 한 능동 역률보상이 가능한 단상 에스알엠의 구동회로를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a single-phase SM drive circuit capable of active power factor compensation, which enables the implementation of active power factor compensation at a low price using only a single phase SRM driving switch element without using a separate switch. Is in.
도 1은 종래 3상 에스알엠(SRM) 구조도.1 is a conventional three-phase SRM (SRM) structure diagram.
도 2는 종래 3상 에스알엠(SRM)의 구동회로도.2 is a driving circuit diagram of a conventional three-phase SRM (SRM).
도 3은 종래 단상 에스알엠(SRM)의 구조도.3 is a structural diagram of a conventional single-phase SRM (SRM).
도 4는 종래 단상 에스알엠의 구동회로도.4 is a driving circuit diagram of a conventional single-phase SM.
도 5는 종래 능동 역률보상이 가능한 단상 에스알엠의 구동회로도.5 is a driving circuit diagram of a conventional single-phase SM capable of active power factor correction.
도 6은 도 5의 다른 실시회로도.6 is another embodiment of the circuit diagram of FIG.
도 7은 본 발명 능동 역률보상이 가능한 단상 에스알엠의 구동회로도.7 is a driving circuit diagram of a single-phase SML capable of active power factor correction of the present invention.
도 8은 도 7에 대한 각 부의 신호 파형도.8 is a signal waveform diagram of each part shown in FIG.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
10 : 정류부 20 : 능동필터10: rectifier 20: active filter
30 : 모터 구동부 40 : 전류 검출기30: motor drive unit 40: current detector
: 상위 역방향 다이오드: 하위 역방향 다이오드 Top Reverse Diode Sub reverse diode
: 모터 권선: 상위 스위치 : Motor winding : Upper switch
: 고주파 스위치겸 역률보상용 하위 스위치 : High frequency switch and power factor correction sub switch
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 양전원단자와 음전원단자 사이에 직렬연결되는 상위 역방향 다이오드 및 고주파 스위치겸 역률보상용 하위 스위치와, 상기 상위 역방향 다이오드 및 고주파 스위치겸 역률보상용 하위 스위치와 병렬로 연결되는 상위 스위치 및 하위 역방향 다이오드와, 상기 상위 역방향 다이오드 및 고주파 스위치겸 역률보상용 하위 스위치의 접속점과 상기 상위 스위치 및 하위 역방향 다이오드의 접속점 사이에 연결되는 모터 권선과, 상기 상위 스위치 및 하위 역방향 다이오드와 병렬로 연결되는 커패시터와, 상기 커패시터에 병렬 연결된 방전용 저항과, 상기 상위 역방향 다이오드 및 고주파 스위치겸 역률보상용 하위 스위치의 접속점에 캐소드가 연결되는 역방향 다이오드의 애노드와 직렬연결되는 리액터로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is in parallel with the upper reverse diode and the high frequency switch and power factor correction lower switch connected in series between the positive power terminal and the negative power terminal, and in parallel with the upper reverse diode and high frequency switch and power factor correction lower switch. An upper switch and a lower reverse diode connected to each other, a motor winding connected between a connection point of the upper reverse diode and a high frequency switch and a power factor correction lower switch, and a connection point of the upper switch and the lower reverse diode, and the upper switch and the lower reverse diode And a capacitor connected in parallel with the capacitor, a discharge resistor connected in parallel with the capacitor, and a reactor connected in series with an anode of a reverse diode having a cathode connected to a connection point of the upper reverse diode and the high frequency switch and the power factor correction lower switch. It features.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6은 종래의 능동 역률보상이 가능한 단상 에스알엠의 구동회로인 도 5의 회로도에서, 본 발명의 기술적 구성에 따라 모터구동부(30)측의 기술적 구성을 변경한 다른 실시회로도이다.FIG. 6 is a circuit diagram of FIG. 5, which is a driving circuit of a conventional single-phase SM capable of active power factor correction, and is another exemplary embodiment in which the technical configuration of the motor driving unit 30 is changed according to the technical configuration of the present invention.
도 7은 본 발명 능동 역률보상이 가능한 단상 에스알엠의 구동회로도로서, 이에 도시한 바와같이 양전원단자와 음전원단자 사이에 직렬연결되는 상위 역방향 다이오드및 고주파 스위치겸 역률보상용 하위스위치와, 상기 상위 역방향 다이오드및 고주파 스위치겸 역률보상용 하위스위치와 병렬로 연결되는 상위 스위치및 하위 역방향 다이오드와, 상기 상위 역방향 다이오드및 고주파 스위치겸 역률보상용 하위스위치의 접속점과 상기 상위 스위치및 하위 역방향 다이오드의 접속점 사이에 연결되는 모터 권선과, 상기 상위 스위치및 하위 역방향 다이오드와 병렬 연결되는 커패시터와, 상기 커패시터(Cs)에 병렬 연결된 방전용 저항(R)과, 상기 상위 역방향 다이오드및 고주파 스위치겸 역률보상용 하위스위치의 접속점에 캐소드가 연결되는 역방향 다이오드의 애노드와 직렬연결되는 리액터(L)로 구성한다.7 is a driving circuit diagram of a single-phase SM of the present invention capable of active power factor correction, as shown in the upper reverse diode connected in series between a positive power supply terminal and a negative power supply terminal. And high frequency switches and power factor correction subswitches And the upper reverse diode And high frequency switches and power factor correction subswitches Switch connected in parallel with And lower reverse diode And the upper reverse diode And high frequency switches and power factor correction subswitches Connection point and the upper switch And lower reverse diode Motor windings connected between junctions of And the upper switch And lower reverse diode Capacitor in Parallel with And a discharge resistor R connected in parallel to the capacitor Cs and the upper reverse diode. And high frequency switches and power factor correction subswitches Reverse diode with cathode connected to junction It consists of a reactor (L) connected in series with the anode of.
이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the present invention configured as described in detail as follows.
상기에서 설명한 도 5의 능동 역률보상을 겸용한 에스알엠의 구동회로에서, 모터구동부(30)의 상위 스위치및 하위 역방향 다이오드와 상위 역방향 다이오드및 하위 스위치의 설치위치를 도 6에서와 같이 서로 바꾸고, 능동필터(20)의 출력측인 역방향 다이오드(Dp)의 캐소드를 모터권선(LM)의 일측접속점에 접속함과 아울러 커패시터(C)에 방전용 저항(R)을 병렬로 연결하여 구성한다.The upper switch of the motor driving unit 30 in the driving circuit of SLM which combines the active power factor compensation of FIG. 5 described above. And lower reverse diode And upper reverse diode And sub-switch 6 and the mounting position of the reverse direction diode Dp, which is the output side of the active filter 20, is connected to one connection point of the motor winding LM, and the discharge resistance of the capacitor C It is configured by connecting R) in parallel.
그러면 리액터(L)를 통해 부스트되어 다이오드(Dp)를 통해 출력되는 전압은 도 5의 경우 상위 역방향 다이오드의 캐소드에 인가되는 반면, 변경된 도 6에서는 상위 역방향 다이오드의 애노드에 인가되는 약간의 차이는 있다.Then, the voltage boosted through the reactor L and output through the diode Dp is the upper reverse diode in FIG. 5. 6 is applied to the cathode of the upper reverse diode There is a slight difference applied to the anode of.
그러나 도 6에서 리액터(L)를 통해 공급되는 전류는 다이오드를 거쳐 곧바로 상위 역방향 다이오드를 통해 커패시터(C)로 충전되므로 동작상의 큰 차이는 발생하지 않는다.However, in FIG. 6, the current supplied through the reactor L is a diode. Through the upper reverse diode Is charged to the capacitor (C) through the operation does not cause a large difference.
여기서, 상기 션트 스위치와 하위 스위치가 병렬 접속되어 있으므로, 상기 션트 스위치의 기능을 하위 스위치의 기능을 통합시켜도 동작상에 문제가 없게 된다.Where the shunt switch And sub-switch Is connected in parallel, the shunt switch Sub switch function Integrating the function of the unit does not cause any problem in operation.
따라서 상기 션트 스위치와 하위 스위치의 기능을 동시에 수행하는 고주파 스위치겸 역률보상용 하위스위치를 도 7에서와 같이 설계한다.도8은 도7회로의 구동에 따른 신호 파형도로서, (a)는 에스알엠의 회전자의 기계각에 따른 고정자 권선에 대한 회전자의 인덕턴스 프로파일을 나타내고, (b)는 상위 스위치(Su)에 대한 구동펄스를 나타내고, (c)는 고주파 스위치겸 역률보상용 하위스위치(Sp.L)에 대한 구동펄스를 나타내며, (d)는 모터권선(LM)에 흐르는 전류파형을 나타낸다.Thus the shunt switch And sub-switch High frequency switch and power factor correction sub switch 7 is a signal waveform diagram according to the driving of the circuit of FIG. 7. (a) shows the inductance profile of the rotor with respect to the stator winding according to the mechanical angle of the rotor of SM. (b) shows the drive pulse for the upper switch Su, (c) shows the drive pulse for the high frequency switch and the low power switch Sp.L for power factor correction, and (d) shows the motor winding LM. The flowing current waveform is shown.
고주파 스위치겸 역률보상용 하위 스위치를 온시키면 리액터(L)로 흐르는 전류가 상승하게 되다가 일정값 이상이 되면, 상기 고주파 스위치겸 역률보상용 하위 스위치를 오프시킨다.High Frequency Switch and Power Factor Correction Lower Switch When the power is turned on, the current flowing to the reactor L increases, and when the current exceeds a predetermined value, the high frequency switch and the power factor correction lower switch Off.
이와같은 동작을 반복하여 능동 역률보상 기능을 수행하도록 한다.This operation is repeated to perform the active power factor correction function.
상기에서와 같이 능동 역률보상을 위해 상기 고주파 스위치겸 역률보상용 하위 스위치를 도 8의 (c)에서와 같은 구동펄스에 의해 온/오프 동작을 반복시킬 때, 리액터(L)를 거쳐 부스트(BOOST)된 전압은 그 고주파 스위치겸 역률보상용 하위스위치(Sp.L)의 오프시에 상위 역방향 다이오드를 거쳐 커패시터(C)에 충전시킨다.The high frequency switch and the power factor correction lower switch for active power factor correction as described above. When the on / off operation is repeated by the driving pulse as shown in FIG. 8 (c), the voltage boosted through the reactor L is the high frequency switch and the power factor correction lower switch Sp.L. Upper reverse diode on off Through the charge to the capacitor (C).
따라서, 에스알엠의 주권선인 모터 권선에 전류를 흘려주어 회전시키기 위해 상위 스위치를 도 8의 (b)에서와 같은 구동펄스를 제공하여 온시키면, 그 상위 스위치가 온 되어있는 동안 상기와 같이 고주파 스위치겸 역률보상용 하위스위치(Sp.L)가 온 될때 마다 상위 스위치, 모터권선(LM) 및 고주파 스위치겸 역률보상용 하위스위치(Sp.L)를 통하는 전류루프가 형성되어, 모터 권선에 제8도의(d)와 같이 전류가 흐르게 되고, 이와같이 상기 모터 권선에 전류가 흐르게 됨에 따라 에스알엠 모터에 회전토크가 발생되어 회전하게 된다.Therefore, the motor winding, which is the sovereignty of SLM. Upper switch to rotate by flowing current Is turned on by providing a driving pulse as shown in FIG. As long as the high frequency switch and the power factor correction lower switch (Sp.L) are turned on as above while , The current loop through the motor winding (LM) and the high frequency switch and power factor correction lower switch (Sp.L) is formed, In FIG. 8 (d), a current flows, and thus the motor winding As the current flows through the motor, rotation torque is generated in the SM motor to rotate.
이때 다이오드는 모터 권선에 흐르는 전류가 리액터(L)로 흐르는 것을 방지하기 위한 것이다.Diode Motor winding This is to prevent the current flowing through the reactor L from flowing.
따라서, 상기 모터 권선에 흐르는 전류는 상위스위치(Su)가 온되어 있는 동안 고주파 스위치겸 역률보상용 하위스위치(Sp.L)의 온/오프 주기에 따라 도 8의 (d)에서와 같이 펄스폭 변조(PWM)파형으로 나타나게 되고, 이 펄스폭 변조 파형은 부하 변동에 따른 리액터 전류의 온-듀티(ON DUTY)와 펄스폭 변조의 크기의 상관성이 일치하게 되므로 자연스럽게 부하변동에 따른 보정동작이 발생하게 된다.Thus, the motor winding The current flowing in the pulse width modulation (PWM) waveform as shown in (d) of FIG. 8 according to the on / off period of the high frequency switch and the power factor correction lower switch Sp.L while the upper switch Su is turned on. In this pulse width modulation waveform, since the correlation between the ON DUTY of the reactor current and the magnitude of the pulse width modulation according to the load variation is matched, a corrective operation according to the load variation occurs naturally.
결국 도 7에 도시한 본 발명은 별도의 스위칭소자를 사용하지 않고 기존에 있는 단상 에스알엠(SRM)의 구동 스위치소자만을 사용하여 낮은 가격으로 능동역률 보상끼지 행할 수 있도록 한다.또한, 본 발명은 고정자와 회전자의 비가 4대 2인 2상 에스알엠, 고정자와 회전자의 비가 6대 4인 3상 에스알엠, 고정자와 회전자의 비가 8대 6인 4상 에스알엠에도 적용 가능하게 된다.As a result, the present invention shown in FIG. 7 makes it possible to perform active power factor compensation at a low price using only a single-phase SRM driving switch element without using a separate switching element. The stator and rotor ratios are 4 to 2 two-phase RMs, the stator and rotor ratios are 6 to 4 three-phase RSMs, and the stator and rotor ratios are 8 to 6 four-phase RMs.
따라서, 본 발명은 별도의 스위치소자를 사용하지 않고 기존의 단상 에스알엠 구동 스위치소자만을 사용하여 낮은 가격으로 능동역률을 보상하고, 효율의 성능을 향상시키도록 한 효과가 있다.Therefore, the present invention has the effect of compensating for the active power factor at a low price and improving the performance of efficiency by using only the conventional single-phase SM driving switch device without using a separate switch device.
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