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KR101816226B1 - 복수 인버터 제어장치 및 이를 적용한 인버터 시스템 - Google Patents

복수 인버터 제어장치 및 이를 적용한 인버터 시스템 Download PDF

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KR101816226B1
KR101816226B1 KR1020160053429A KR20160053429A KR101816226B1 KR 101816226 B1 KR101816226 B1 KR 101816226B1 KR 1020160053429 A KR1020160053429 A KR 1020160053429A KR 20160053429 A KR20160053429 A KR 20160053429A KR 101816226 B1 KR101816226 B1 KR 101816226B1
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inverter
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electric motor
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Abstract

복수 인버터 제어장치 및 이를 적용한 인버터 시스템이 개시된다. 본 발명의 장치는, 동작중인 주 전동기의 속도가 사용자가 설정한 속도 이상이고, 피드백이 일정 수준 이하인 경우, 동작하고 있지 않은 전동기 중 동작시간이 가장 적은 전동기를 주 전동기로 결정하여 해당 전동기에 연결된 인버터에 운전지령 및 주파수지령을 전송한다.

Description

복수 인버터 제어장치 및 이를 적용한 인버터 시스템{APPARATUS FOR CONTROLLING MULTIPLE INVERTERS AND INVERTER SYSTEM APPLYING THE SAME}
본 발명은 복수 인버터 제어장치 및 이를 적용한 인버터 시스템에 대한 것이다.
일반적으로, 팬(fan)이나 펌프(pump)와 같은 유량과 유압을 주로 제어하는 응용분야에서는, 복수의 전동기를 하나의 제어기가 조정하여 사용되는 에너지를 최소화하고 전체 시스템의 소유 총비용(total cost of ownership, TCO)을 절감하여 설비 비용 감소의 효과를 동시에 얻을 수 있는 복수 전동기 제어(multi-motor control)가 많이 사용되고 있다.
가령, 관로 시스템과 같이 단일의 인버터에 복수의 전동기를 연결하여 제어하는 시스템에서, 관로의 압력에 대해 피드백을 수신하여 PID(proportional integral derivative) 제어를 하는 것이 일반적이다. 이때, 인버터와 직접 연결되어 동작하는 메인 전동기의 속도가 관리자의 설정 속도 이상임에도, 관로의 피드백이 설정 기준치 미만일 경우, 시스템이 필요로 하는 압력의 생성을 위해 릴레이를 통해 연결된 하나 이상의 보조 전동기가 추가로 구동된다.
이때, 보조 전동기가 추가로 연결되는 방식은, 전자식 개폐기를 이용하여 전원전압을 직접 보조 전동기에 연결하는 직입 기동방식, 혹은 3개의 전자식 개폐기를 사용하여 유도 전동기의 권선을 기동시에는 스타결선, 운전중에는 델타결선 형태로 변환하는 방식의 스타-델타 소프트 스타터(soft starter) 방식 등이 있다.
이중 직입 기동방식은 전동기에 큰 돌입전류를 발생하여 전동기가 손상될 뿐 아니라, 개폐기의 접점부도 손상되는 문제점이 있다. 또한, 스타-델타 소프트 스타터 방식은 돌입전류 문제는 줄지만 개폐기가 3개나 필요하고 또한 주변에 타이머나 보조 스위치 등을 사용해야 하고, 경우에 따라서는 스타-델타 결선 변경을 지원하지 못하는 전동기도 있기 때문에 모든 경우에 사용할 수는 없다. 즉, 삼상 380V나 440V 전동기의 경우, 통상 220V 전원에서는 델타결선, 380V나 440V 전원에서는 스타결선 형태로 사용되도록 제작되기 때문에, 220V 전원에서 동작하는 전동기는 스타-델타 기동이 가능하나, 380V나 440V 전원에서는 정격전압이 전동기 권선에 인가되는 조건이므로 이를 위해 특별하게 제작된 전동기가 필요한 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 각 전동기에 개별 인버터를 연결하여 각 전동기의 속도를 제어하는 방식이 사용되고 있다.
그러나, 이러한 경우 모든 전동기에 인버터가 연결되므로 인버터 설정이 어렵고, 특정 인버터의 운전시간이 길어지므로 전체적인 시스템의 수명이 줄어들 수 밖에 없는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 복수의 인버터 및 전동기로 구성된 시스템에서 복수의 인버터를 하나의 인버터를 통해 제어하는, 복수 인버터 제어장치 및 이를 적용한 인버터 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 복수 인버터 제어장치는, 센서로부터 피드백을 수신하는 제1통신부; 복수의 인버터로부터, 복수의 인버터에 연결된 전동기의 누적 동작시간을 포함하는 상태와 관련한 정보를 각각 수신하고, 상기 복수의 인버터로 운전지령 및 주파수지령을 각각 송신하는 제2통신부; 및 동작중인 주 전동기의 속도가 사용자가 설정한 속도 이상이고, 피드백이 일정 수준 이하인 경우, 동작하고 있지 않은 전동기 중 동작시간이 가장 적은 전동기를 주 전동기로 결정하여 해당 전동기에 연결된 인버터에 운전지령 및 주파수지령을 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 기동시 동작시간이 가장 적은 전동기를 주 전동기로 결정하여 해당 전동기에 연결된 인버터에 운전지령 및 주파수지령을 전송할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 동작중인 주 전동기는 보조 전동기로 전환하여 운전지령 및 주파수지령을 전송할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 동작중인 주 전동기의 속도가 사용자가 설정한 속도 이하이고, 피드백이 일정 수준 이상인 경우, 동작중인 주 전동기에 정지명령을 전송하고, 동작중인 보조 전동기 중 동작시간이 가장 긴 전동기를 주 전동기로 결정하여 해당 전동기에 연결된 인버터에 주파수지령을 전송할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 보조 전동기는 고정주파수로 운전하도록 주파수지령을 전송하고, 상기 주 전동기는 비례적분미분(PID) 운전하도록 주파수지령을 전송하는 복수 인버터 제어장치.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 주 전동기 및 보조 전동기가 PID 운전하도록 주파수지령을 전송할 수 있다.
또한, 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 인버터 시스템은, 피드백을 제공하는 센서; 각각 연결되는 전동기의 누적 동작시간을 포함하는 상태와 관련한 정보를 리더 인버터로 송신하고, 상기 리더 인버터로부터 각각 운전지령 및 주파수지령을 수신하는 복수의 서브 인버터; 및 상기 센서로부터 피드백을 수신하여, 동작중인 주 전동기의 속도가 사용자가 설정한 속도 이상이고, 피드백이 일정 수준 이하인 경우, 동작하고 있지 않은 전동기 중 동작시간이 가장 적은 전동기를 주 전동기로 결정하여 해당 전동기에 연결된 서브 인버터에 운전지령 및 주파수지령을 전송하는 상기 리더 인버터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 리더 인버터는, 기동시 동작시간이 가장 적은 전동기를 주 전동기로 결정하여 해당 전동기에 연결된 서브 인버터에 운전지령 및 주파수지령을 전송할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 리더 인버터는, 동작중인 주 전동기는 보조 전동기로 전환하여 해당 전동기에 연결된 서브 인버터에 운전지령 및 주파수지령을 전송할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 리더 인버터는, 동작중인 주 전동기의 속도가 사용자가 설정한 속도 이하이고, 피드백이 일정 수준 이상인 경우, 동작중인 주 전동기에 정지명령을 전송하고, 동작중인 보조 전동기 중 동작시간이 가장 긴 전동기를 주 전동기로 결정하여 해당 전동기에 연결된 서브 인버터에 주파수지령을 전송할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 센서 피드백을 리더 인버터만 수신하여 배선을 단순화하고, 모든 인버터를 연결하여 리더 인버터가 나머지 인버터를 제어함으로써 시스템의 설정이 쉽고, 전체 시스템 상태를 모니터링하는 것이 간편해지도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 리더 인버터에 의해 복수의 인버터를 순차적으로 제어하여 수격작용 현상 등에 의한 시스템의 스트레스를 제거할 수 있고, 특정 인버터에 문제가 발생하여도 안정적으로 유지하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 복수의 인버터의 운전시간을 균등하게 배분함으로써, 특정 인버터의 운전시간이 길어져서 시스템 전체의 수명이 줄어드는 것을 방지하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래 복수 인버터 시스템의 구성도이다.
도 2는 종래 복수 인버터 시스템의 동작 시퀀스를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 종래 복수 인버터 시스템에서 발생하는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예의 인버터 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예의 제어장치를 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예의 제어부가 멀티 마스터 모드로 제어하는 방식을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예의 제어부가 멀티 팔로워 모드로 제어하는 방식을 설명하기 위한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 복수의 인버터 제어방식에 대해 개략적으로 설명한 후, 본 발명의 일실시예의 복수 인버터 제어장치에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 종래 복수 인버터 시스템의 구성도이고, 도 2는 종래 복수 인버터 시스템의 동작 시퀀스를 설명하기 위한 그래프이고, 도 3은 종래 복수 인버터 시스템에서 발생하는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 1과 같이, 유로(400)에 배치되는 복수의 전동기(210, 220, 230)를 구동하는 복수의 인버터(110, 120, 130)는 동일한 센서(300)로부터 피드백을 수신하여 개별적으로 PID 제어를 수행한다. 복수의 인버터(110, 120, 130)는 각각 개별적인 PID 제어를 수행하므로, 시스템이 기동할 때 피드백이 0인 상태에서 모든 전동기(210, 220, 230)가 운전을 시작하고, 시스템의 상황에 따라 피드백이 변화하면 각 인버터(110, 120, 130)는 개별적으로 설정된 PID 레퍼런스에 따른 PID 제어를 하게 된다.
도 2를 참조로 하면, 기동시 피드백은 0으로서 제1인버터 내지 제3인버터(110, 120, 130)의 PID 레퍼런스보다 작으므로, 각 인버터(110, 120, 130)는 PID 제어를 시작하게 된다. 시스템의 상황에 따라 피드백이 증가하면, 피드백보다 작은 PID 레퍼런스로 설정된 인버터는 전동기를 감속 또는 정지하게 한다. 이와 같이 각 인버터는 다른 인버터의 상태와는 무관하게 자신의 PID 레퍼런스와 입력되는 피드백만을 확인하여 연결된 전동기만을 제어한다.
이와 같은 종래의 시스템은, 모든 인버터(110, 120, 130)에 피드백을 위하여 센서(300)를 연결하여야 하므로 배선이 복잡하고, 기동시 피드백이 낮은 상태에서 모든 인버터(110, 120, 130)가 동시에 온되므로, 도 3과 같이 강한 흐름 에너지(3A)가 닫힌 밸브(600)와 부딪혀 충격 에너지가 발생하고, 이 충격에 의해 진동이 발생(3C)하는 수격작용(water hammering) 현상 등에 의해, 시스템에 스트레스가 발생하게 되는 문제점이 있다.
또한, 도 1과 같은 시스템은 펌프(500) 내의 모든 인버터를 개별적으로 설정하여야 하므로 설정이 어렵고, 특정 인버터에 고장이 발생하는 경우 해당 인버터의 정보를 직접 확인하여야 하므로 관리가 어려우며, 또한, 일단 설정된 파라미터에 의해 개별적으로 인버터를 구동하여야 하므로 특정 인버터는 구동시간이 길어지고 다른 특정 인버터의 구동시간은 짧아지므로, 시스템 전체의 수명이 줄어들게 되는 문제가 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다른 인버터를 제어하는 리더 인버터(leader inverter)와, 리더 인버터의 제어를 받는 서브 인버터(serve inverter)로 구성될 수 있으며, 복수의 인버터는 통신라인에 의해 연결되어, 리더 인버터가 복수의 서브 인버터를 제어할 수 있다. 센서의 피드백은 리더 인버터만 수신하여, 배선을 단순화할 수 있으며, 복수의 인버터를 순차적으로 제어함으로써 수격작용 등 시스템에 부과되는 스트레스를 제거할 수 있다. 또한, 사용자는 리더 인버터만 설정하고 상태를 확인하는 것으로서, 전체 인버터를 체크할 수 있으며, 전체 인버터의 운전시간을 균일하게 조정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예의 인버터 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 시스템은, 관로(1)에 제공되는 펌프(2) 등에 적용되는 것으로서, 관로(1) 내에 배치되는 복수의 전동기(20, 21, 22)와, 복수의 전동기(20, 21, 22)에 각각 연결되는 복수의 인버터(10, 11, 12) 및 관로(1)의 비례적분미분(PID) 피드백을 수신하여 리더 인버터에 제공하는 센서(30)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 관로(1)에 제공되는 펌프(2)의 예를 들어 설명하고 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 전동기와 그에 연결되는 복수의 인버터가 제공되는 시스템에 본 발명이 적용될 수 있을 것임은, 자명하다.
또한, 본 발명의 일실시예에서, 3개의 전동기와 그에 연결되는 3개의 인버터가 시스템에 포함되는 것을 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 더 많거나 더 적은 수의 전동기 및 인버터가 포함될 수 있을 것임은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다 할 것이다.
본 발명의 일실시예에서, 복수의 인버터는 하나의 리더 인버터와 나머지 서브 인버터로 구성될 수 있다. 이하에서는, 제1인버터(10)를 '리더 인버터(10)'라고 하고, 그 나머지 인버터인 제2 및 제3인버터(11, 12)를 '서브 인버터'라고 하기로 하겠다. 이때, '제1서브 인버터(11)', '제2서브 인버터(12)'와 같이 칭하기로 한다. 이와 같은 인버터의 구분은 사용자의 설정에 따라 변경될 수 있을 것이다. 서브 인버터가 2개 이상으로 구성될 수 있음은, 위에서 설명한 바와 같다.
도 5는 본 발명의 일실시예의 제어장치를 개략적으로 설명하기 위한 구성도로서, 본 발명의 일실시예의 제어장치는, 리더 인버터(10)에 제공되는 것으로서, 리더 인버터(10)의 하우징 내부에 제공되는 중앙처리장치(central process unit, CPU) 또는 마이크로 컨트롤러 유닛(micro-controller unit, MCU) 등일 수 있다. 다만, 이는예시적인 것으로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도면에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 장치는, 제어부(40), 제1통신부(41), 제2통신부(42) 및 저장부(43)를 포함할 수 있다.
제1통신부(41)는 센서(30)로부터 주기적으로 또는 실시간으로 PID 피드백을 수신할 수 있다.
제2통신부(42)는 제어부(40)의 제어에 의해, 주기적으로 또는 실시간으로 복수의 서브 인버터로부터 상태와 관련한 데이터를 수신하고, 주기적으로 또는 실시간으로 운전지령 및 주파수지령을 송신할 수 있다. 이때 서브 인버터의 상태와 관련한 데이터는, 예를 들어 해당 서브 인버터의 고장유무 및 누적 동작시간을 포함할 수 있다.
저장부(43)는 복수의 서브 인버터로부터 수신되는 데이터를 제어부(40)의 제어에 의해 저장할 수 있다. 또한, 저장부(43)는 사용자가 HMI(human-machine interface) 또는 인버터 로더 등에 의해 설정하는 파라미터를 저장할 수도 있을 것이다.
제어부(40)는 본 발명의 일실시예에 따라, 제1통신부(41)를 통해 센서(30)로부터 수신되는 PID 피드백을 수신하고, 이에 의해 결정되는 복수 서브 인버터에 제어명령을 제2통신부(42)를 통해 복수의 서브 인버터로 전송할 수 있다.
또한, 제어부(40)는 특정 서브 인버터가 고장에 의해 운전을 정지한 경우, 이를 운전에서 배제하고, 센서(30)로부터 PID 피드백을 수신하여 다른 서브 인버터를 지정하여 운전을 시작하도록 제어명령을 전송할 수 있을 것이다. 즉, 제어부(40)는 센서(30)로부터 PID 피드백을 수신하고, 리더 인버터(10)의 PID 레퍼런스를 참조로 복수의 서브 인버터의 운전 타이밍을 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 리더 인버터(10)가 서브 인버터를 제어하는 방식에 따라, 멀티 마스터 모드(multi-master mode)와 멀티 팔로워 모드(multi-follower mode)로 구분할 수 있으며, 아래에서 각각 설명하기로 한다.
[멀티 마스터 모드]
멀티 마스터 모드란, 주 전동기(main motor)만 PID 제어되고 운전중인 보조 전동기(aux motor)는 사용자가 임의로 설정가능한 추종 주파수(follower frequency)와 같은 고정 주파수로 운전하는 모드이다. 주 전동기 하나만을 PID 제어하고 나머지는 고정속도로 운전하므로, 상대적으로 전체 시스템에 급격한 변화(압력, 유량 등 시스템에 따른 제어량의 변화)를 발생시키지 않아 전체 시스템의 스트레스가 적다.
도 6은 본 발명의 일실시예의 제어부가 멀티 마스터 모드로 제어하는 방식을 설명하기 위한 그래프이다.
도면에 도시된 바와 같이, 기동시 피드백이 미리 설정된(즉, 저장부(43)에 저장된) PID 레퍼런스보다 작으므로, 제어부(40)는 운전시간이 가장 적은 제1전동기(20)를 주 전동기로 하여 운전을 시작할 수 있다. 다만, 본 발명의 일실시예에서, 리더 인버터(10)와 연결된 제1전동기(20)가 구동되는 것은 아니고, 운전시간이 가장 적은 전동기가 구동되는 것이다.
이때, 주 전동기(20)의 운전속도가 설정속도(도 6에서 시작주파수2) 이상인 경우에도 관로(1)의 피드백이 미리 설정된 PID 레퍼런스 미만인 경우, 시스템이 필요로 하는 압력을 생성하기 위해 현재 운전중이던 제1전동기(20)를 보조 전동기로 동작하게 하여, 관리자가 설정한 고정된 추종주파수(follower frequency)로 운전하도록 제어하고, 정지중인 전동기 중 운전시간이 가장 짧은 전동기를 선정하여(본 발명의 일실시예에서는 제2전동기(21)라 하기로 한다), 주 전동기로 동작하도록 PID 제어명령을 제2전동기(21)로 전송할 수 있다.
이와 같은 동작 시퀀스는 모든 전동기가 운전될 때까지 반복할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는, 운전시간이 제1전동기(20), 제2전동기(21), 제3전동기(22)의 순서로 운전시간이 짧은 것을 가정한 것이지만, 그 외의 경우에는 운전되는 전동시의 순서는 변경될 수 있을 것이다.
이후, 제어부(40)는 피드백이 설정된 PID 레퍼런스보다 커지는 경우, 주 전동기로 운전중인 전동기의 운전속도를 감속하고, 관리자가 미리 설정한 정지 주파수 이하임에도 관로(1)의 피드백이 설정된 PID 레퍼런스 이상인 경우, 시스템에서 필요로 하는 압력으로 낮추기 위해 현재 주 전동기로 동작하는 전동기를 정지시키고, 동시에 보조 전동기로 운전중인 전동기 중, 운전시간이 가장 긴 전동기를 주 전동기로 전환하여 PID 운전하도록 제어명령을 전송할 수 있다.
이와 같이, 모든 전동기가 정지할 때까지 동작 시퀀스를 반복할 수 있다.
[멀티 팔로워 모드}
멀티 팔로워 모드란, 운전중인 인버터와 연결되어 있는 전동기가 모두 같은 PID 출력주파수로 제어되는 모드이다. 모든 전동기가 PID 운전을 하게 되므로, 급격한 피드백 변화에 빠르게 대응할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예의 제어부가 멀티 팔로워 모드로 제어하는 방식을 설명하기 위한 그래프이다.
도면에 도시된 바와 같이, 기동시 피드백이 미리 설정된(즉, 저장부(43)에 저장된) PID 레퍼런스보다 작으므로, 제어부(40)는 운전시간이 가장 적은 제1전동기(20)를 주 전동기로 하여 운전을 시작할 수 있다. 다만, 본 발명의 일실시예에서, 리더 인버터(10)와 연결된 제1전동기(20)가 구동되는 것은 아니고, 운전시간이 가장 적은 전동기가 구동되는 것이다.
이때, 주 전동기(20)의 운전속도가 설정속도(도 7에서 시작주파수2) 이상인 경우에도 관로(1)의 피드백이 미리 설정된 PID 레퍼런스 미만인 경우, 시스템이 필요로 하는 압력을 생성하기 위해 현재 운전중이던 제1전동기(20)를 보조 전동기로 동작하도록 제어명령을 전송하고, 정지중인 전동기 중 운전시간이 가장 짧은 전동기를 선정하여(본 발명의 일실시예에서는 제2전동기(21)라 하기로 한다), 주 전동기로 동작하도록 PID 제어명령을 제2전동기(21)로 전송할 수 있다.
이와 같은 동작 시퀀스는 모든 전동기가 운전될 때까지 반복할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는, 운전시간이 제1전동기(20), 제2전동기(21), 제3전동기(22)의 순서로 운전시간이 짧은 것을 가정한 것이지만, 그 외의 경우에는 운전되는 전동시의 순서는 변경될 수 있을 것이다.
이후, 제어부(40)는 피드백이 설정된 PID 레퍼런스보다 커지는 경우, 주 전동기로 운전중인 전동기의 운전속도를 감속하고, 관리자가 미리 설정한 정지 주파수 이하임에도 관로(1)의 피드백이 설정된 PID 레퍼런스 이상인 경우, 시스템에서 필요로 하는 압력으로 낮추기 위해 현재 주 전동기로 동작하는 전동기를 정지시키고, 동시에 보조 전동기로 운전중인 전동기 중, 운전시간이 가장 긴 전동기를 주 전동기로 전환하여 PID 운전하도록 제어명령을 전송할 수 있다.
이와 같이, 모든 전동기가 정지할 때까지 동작 시퀀스를 반복할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에서, 리더 인버터(10)의 제어부(40)는, 동작중인 주 전동기의 속도가 사용자가 설정한 속도 이상이 되고, 피드백이 일정 수준 이하인 경우, 동작하고 있지 않은 보조 전동기 중 가장 동작시간이 적은 전동기를 주 전동기로 결정하여 해당 전동기에 연결된 서브 인버터에 운전지령 및 주파수지령을 포함하는 제어명령을 전송할 수 있다.
또한, 제어부(40)는, 현재 동작중인 주 전동기의 속도가 사용자가 설정한 속도 이하이고, 피드백이 일정 수준 이상인 경우, 현재 동작중인 주 전동기를 정지시키고, 동작중인 보조 전동기 중 가장 동작시간이 긴 전동기를 주 전동기로 결정하여 해당 전동기에 연결된 서브 인버터에 주파수지령을 포함하는 제어명령을 전송할 수 있다.
이와 같은 본 발명은, 센서 피드백을 리더 인버터만 수신하여 배선을 단순화하고, 모든 인버터를 연결하여 리더 인버터가 나머지 인버터를 제어함으로써 시스템의 설정이 쉽고, 전체 시스템 상태를 모니터링하는 것이 간편해진다.
또한, 본 발명은 리더 인버터에 의해 복수의 인버터를 순차적으로 제어하여 수격작용 현상 등에 의한 시스템의 스트레스를 제거할 수 있고, 특정 인버터에 문제가 발생하여도 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 복수의 인버터의 운전시간을 균등하게 배분함으로써, 특정 인버터의 운전시간이 길어져서 시스템 전체의 수명이 줄어드는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
1: 관로 2: 펌프
10, 11, 12: 인버터 20, 21, 22: 전동기
30: 센서 40: 제어부
41, 42: 통신부 43: 저장부

Claims (10)

  1. 센서로부터 피드백을 수신하는 제1통신부;
    복수의 인버터로부터, 복수의 인버터에 연결된 전동기의 누적 동작시간을 포함하는 상태와 관련한 정보를 각각 수신하고, 상기 복수의 인버터로 운전지령 및 주파수지령을 각각 송신하는 제2통신부; 및
    동작중인 주 전동기인 제1전동기의 속도가 사용자가 설정한 속도 이상이고 피드백이 일정 수준 이하인 경우, 동작하고 있지 않은 전동기 중 동작시간이 가장 적은 제2전동기를 주전동기로 결정하고, 상기 제1전동기를 보조전동기로 결정하고, 상기 제1전동기가 고정주파수로 운전하도록 상기 제1전동기에 연결된 제1인버터에 운전지령 및 주파수지령을 전송하고, 상기 제2전동기가 비례적분미분(PID) 제어에 의해 운전하도록 상기 제2전동기에 연결된 제2인버터에 운전지령 및 주파수지령을 전송하는 제어부를 포함하는 복수 인버터 제어장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    동작중인 상기 제2전동기의 속도가 사용자가 설정한 속도 이상이고 피드백이 일정 수준 이하인 경우, 동작하고 있지 않은 전동기 중 동작시간이 가장 적은 제3전동기를 주전동기로 결정하고, 상기 제2전동기를 보조전동기로 결정하고,
    상기 제2전동기가 고정주파수로 운전하도록 상기 제2인버터에 운전지령 및 주파수지령을 전송하고, 상기 제3전동기가 PID 제어에 의해 운전하도록 상기 제3전동기에 연결된 제3인버터에 운전지령 및 주파수지령을 전송하고,
    동작중인 상기 제3전동기의 속도가 사용자가 설정한 속도 이하이고 피드백이 일정 수준 이상인 경우, 상기 제3전동기가 정지하도록 상기 제3인버터에 정지명령을 전송하고, 고정주파수로 동작중인 제1 및 제2전동기 중 동작시간이 가장 긴 제1전동기를 주 전동기로 결정하여, 상기 제1전동기가 PID 제어에 의해 운전하도록 상기 제1인버터에 운전지령 및 주파수지령을 전송하는 복수 인버터 제어장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 피드백을 제공하는 센서;
    각각 연결되는 전동기의 누적 동작시간을 포함하는 상태와 관련한 정보를 리더 인버터로 송신하고, 상기 리더 인버터로부터 각각 운전지령 및 주파수지령을 수신하는 복수의 서브 인버터; 및
    상기 센서로부터 피드백을 수신하여, 동작중인 주 전동기인 제1전동기 속도가 사용자가 설정한 속도 이상이고, 피드백이 일정 수준 이하인 경우, 동작하고 있지 않은 전동기 중 동작시간이 가장 적은 제2전동기를 주 전동기로 결정하고, 상기 제1전동기를 보조전동기로 결정하고, 상기 제1전동기가 고정주파수로 운전하도록 상기 제1전동기에 연결된 제1인버터에 운전지령 및 주파수지령을 전송하고, 상기 제2전동기가 PID 제어에 의해 운전하도록 상기 제2전동기에 연결된 제2인버터에 운전지령 및 주파수지령을 전송하는 상기 리더 인버터를 포함하는 인버터 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서, 상기 리더 인버터는,
    동작중인 상기 제2전동기의 속도가 사용자가 설정한 속도 이상이고 피드백이 일정 수준 이하인 경우, 동작하고 있지 않은 전동기 중 동작시간이 가장 적은 제3전동기를 주전동기로 결정하고, 상기 제2전동기를 보조전동기로 결정하고,
    상기 제2전동기가 고정주파수로 운전하도록 상기 제2인버터에 운전지령 및 주파수지령을 전송하고, 상기 제3전동기가 PID 제어에 의해 운전하도록 상기 제3전동기에 연결된 제3인버터에 운전지령 및 주파수지령을 전송하고,
    동작중인 상기 제3전동기의 속도가 사용자가 설정한 속도 이하이고 피드백이 일정 수준 이상인 경우, 상기 제3전동기가 정지하도록 상기 제3인버터에 정지명령을 전송하고, 고정주파수로 동작중인 제1 및 제2전동기 중 동작시간이 가장 긴 제1전동기를 주 전동기로 결정하여, 상기 제1전동기가 PID 제어에 의해 운전하도록 상기 제1인버터에 운전지령 및 주파수지령을 전송하는 인버터 시스템.
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