KR20170099245A - Motor driving apparatus and air conditioner including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기 조화기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치는, 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 삼상의 입력 교류 전원을 소정 주파수의 출력 교류 전원으로 변환하여 제1 모터를 구동하는 매트릭스 컨버터와, 삼상의 입력 교류 전원을 변환하는 컨버터와, 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 컨버터로부터의 전원을 소정 주파수의 출력 교류 전원으로 변환하여 제2 모터를 구동하는 인버터와, 매트릭스 컨버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 안정적으로 복수의 모터를 구동할 수 있게 된다. The present invention relates to a motor driving apparatus and an air conditioner having the same. A motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a plurality of switching elements and includes a matrix for driving the first motor by converting an input AC power of three phases into an output AC power of a predetermined frequency by a switching operation of the switching elements, A converter for converting the three-phase input AC power, and a plurality of switching elements, and the power from the converter is converted into an output AC power of a predetermined frequency by the switching operation of the switching element to drive the second motor An inverter, a matrix converter, and a control unit for controlling the inverter. As a result, a plurality of motors can be stably driven.
Description
본 발명은 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기 조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 안정적으로 복수의 모터를 구동할 수 있는 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기 조화기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor driving apparatus and an air conditioner having the same, and more particularly, to a motor driving apparatus capable of stably driving a plurality of motors and an air conditioner having the same.
모터 구동장치는, 회전 운동을 하는 회전자와 코일이 감긴 고정자를 구비하는 모터를 구동하기 위한 장치이다.The motor driving apparatus is an apparatus for driving a motor having a rotor for rotating and a stator for winding a coil.
한편, 모터 구동장치는, 센서를 이용한 센서 방식의 모터 구동장치와 센서가 없는 센서리스(sensorless) 방식의 모터 구동장치로 구분될 수 있다.On the other hand, the motor drive apparatus can be classified into a sensor-driven motor drive apparatus using sensors and a sensorless motor drive apparatus without sensor.
최근, 제조 비용 저감 등을 이유로, 센서리스 방식의 모터 구동장치가 많이 사용되고 있으며, 이에 따라, 효율적인 모터 구동을 위해, 다양한 연구가 수행되고 있다. 2. Description of the Related Art In recent years, sensorless motor drive devices have been used extensively for reasons such as reducing manufacturing costs, and various studies have been conducted for efficient motor drive.
본 발명의 목적은, 안정적으로 복수의 모터를 구동할 수 있는 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기 조화기를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a motor driving apparatus capable of stably driving a plurality of motors and an air conditioner having the motor driving apparatus.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치는, 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 삼상의 입력 교류 전원을 소정 주파수의 출력 교류 전원으로 변환하여 제1 모터를 구동하는 매트릭스 컨버터와, 삼상의 입력 교류 전원을 변환하는 컨버터와, 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 컨버터로부터의 전원을 소정 주파수의 출력 교류 전원으로 변환하여 제2 모터를 구동하는 인버터와, 매트릭스 컨버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a motor drive apparatus including a plurality of switching elements, the three-phase input AC power source being converted into an output AC power source of a predetermined frequency by a switching operation of a switching element, 1 converter, a converter for converting three-phase input AC power, and a plurality of switching elements, and converts the power from the converter to an output AC power of a predetermined frequency by a switching operation of the switching elements An inverter for driving the second motor, a matrix converter, and a control unit for controlling the inverter.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 삼상의 입력 교류 전원을 소정 주파수의 출력 교류 전원으로 변환하여 제1 모터를 구동하는 매트릭스 컨버터와, 삼상의 입력 교류 전원을 변환하는 컨버터와, 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 컨버터로부터의 전원을 소정 주파수의 출력 교류 전원으로 변환하여 제2 모터를 구동하는 인버터와, 매트릭스 컨버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an air conditioner including a plurality of switching elements, the switching operation of a switching element converting an input AC power of three phases into an output AC power of a predetermined frequency A converter for converting a three-phase input AC power; and a plurality of switching elements. The switching power supply for converting the power from the converter to an output AC power of a predetermined frequency An inverter for driving the second motor, a matrix converter, and a control unit for controlling the inverter.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기 조화기는, 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 삼상의 입력 교류 전원을 소정 주파수의 출력 교류 전원으로 변환하여 제1 모터를 구동하는 매트릭스 컨버터와, 삼상의 입력 교류 전원을 변환하는 컨버터와, 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 컨버터로부터의 전원을 소정 주파수의 출력 교류 전원으로 변환하여 제2 모터를 구동하는 인버터와, 매트릭스 컨버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 포함함으로써, 안정적으로 복수의 모터를 구동할 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, a motor drive apparatus and an air conditioner having the motor drive apparatus include a plurality of switching elements, and the switching operation of the switching elements converts the three-phase input AC power into an output AC power of a predetermined frequency A converter for converting an input AC power of three phases, and a plurality of switching elements, and the power from the converter is converted to an output AC power of a predetermined frequency by a switching operation of the switching elements And a controller for controlling the inverter, the matrix converter, and the inverter to drive the plurality of motors in a stable manner.
한편, 매트릭스 컨버터는, 3개 그룹의 스위칭 소자쌍을 구비하며, 각 그룹은 3개의 스위칭 소자쌍을 구비하고, 각 스위칭 소자쌍은, 양방향 스위칭이 가능하도록, 서로 직렬로 접속되는 2개의 스위칭 소자를 구비하며, 각 그룹 내의 3개의 스위칭 소자쌍 중 어느 하나의 스위칭 소자쌍에 대응하는 스위칭 소자들은, 콜렉터 커먼 방식으로 접속되며, 각 그룹 내의 3개의 스위칭 소자쌍 중 나머지 스위칭 소자쌍에 대응하는 스위칭 소자들은, 에미터 커먼 방식으로 접속된다. 이에 따라, 콜렉터 커먼에 의해 dc단을 생성할 수 있게 된다.On the other hand, the matrix converter has three pairs of switching elements, each group having three pairs of switching elements, and each pair of switching elements is composed of two switching elements connected in series to each other And the switching elements corresponding to any one of the three switching element pairs in each group are connected in a collector common manner and the switching elements corresponding to the remaining switching elements in the three switching element pairs in each group The devices are connected in an emitter common mode. This allows the collector common to generate a dc stage.
한편, 콜렉터 커먼에 의해 생성된 dc단을 통해, 컨버터 내의 복수의 다이오드 소자 중 일부에 접속될 수 있으므로, 제2 모터 구동 시, 전원을 안정적으로 변환할 수 있게 된다.On the other hand, since it can be connected to a part of the plurality of diode elements in the converter through the dc stage generated by the collector common, it is possible to stably convert the power source at the time of driving the second motor.
한편, 매트릭스 컨버터는, 매트릭스 컨버터 내의, 콜렉터 커먼 방식으로 접속되는 스위칭 소자쌍의, 각 에미터 단자 사이에 접속되는, 커패시터 소자를 더 구비함으로써, 제1 모터에서 유발되는 전력이, 매트릭스 컨버터 내의 커패시터에 소자에 저장될 수 있으므로, 클램프(clamp) 기능이 수행될 수 있게 된다. 따라서, 제2 모터를 안정적으로 구동할 수 있게 된다.On the other hand, the matrix converter further includes a capacitor element connected between each emitter terminal of a pair of switching elements connected in a common-collector manner in the matrix converter, so that the electric power induced in the first motor is supplied to the capacitor So that the clamp function can be performed. Therefore, the second motor can be stably driven.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 개략도이다.
도 2는 도 1의 공기조화기 내의 모터를 구동하기 위한 모터 구동장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치의 회로도의 일예이다.
도 4 내지 도 6은 도 3의 모터 구동장치의 설명에 참조되는 도면이다.
도 7은 도 3의 제어부의 내부 블록도의 일예를 예시한다. 1 is a schematic view of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an example of an internal block diagram of a motor driving apparatus for driving a motor in the air conditioner of Fig. 1. Fig.
3 is an example of a circuit diagram of a motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figs. 4 to 6 are views referred to the description of the motor driving apparatus of Fig.
Fig. 7 illustrates an example of an internal block diagram of the control unit of Fig.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffix "module" and " part "for components used in the following description are given merely for convenience of description, and do not give special significance or role in themselves. Accordingly, the terms "module" and "part" may be used interchangeably.
본 명세서에서 기술되는 모터 구동장치는, 모터의 회전자 위치를 감지하는 홀 센서(hall sensor)와 같은 위치 감지부가 구비되지 않는, 센서리스(sensorless) 방식에 의해, 모터의 회전자 위치를 추정할 수 있는 모터 구동장치일 수 있다. The motor driving apparatus described in this specification can estimate the rotor position of the motor by a sensorless method in which a position sensing unit such as a hall sensor for sensing the rotor position of the motor is not provided Which may be a motor drive device.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치(200)는, 모터 구동부로 명명할 수도 있다.Meanwhile, the
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 개략도이다.1 is a schematic view of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
도면을 참조하여 설명하면, 공기조화기(50)는, 크게 실내기(I)와 실외기(O)로 구분된다. Referring to the drawings, the
실외기(O)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(2)와, 압축기를 구동하는 압축기용 모터(2b)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(4)와, 실외 열교환기(4)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(5a)과 실외팬(5a)을 회전시키는 팬 모터(5b)로 이루어진 실외 송풍기(5)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구(6)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(10)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(3) 등을 포함한다. The outdoor unit (O) includes a compressor (2) serving to compress refrigerant, a compressor motor (2b) for driving the compressor, an outdoor heat exchanger (4) serving to dissipate the compressed refrigerant, An
실내기(I)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(8)와, 실내측 열교환기(8)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(9a)과 실내팬(9a)을 회전시키는 팬 모터(9b)로 이루어진 실내 송풍기(9) 등을 포함한다. The indoor unit I includes an
실내측 열교환기(8)는 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(2)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.At least one
또한, 공기조화기(50)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.Further, the
한편, 도 1의 실외기(O) 내의 압축기(2)는, 압축기 모터를 구동하는, 도 2와 같은, 모터 구동장치(200)에 의해 구동될 수 있다. On the other hand, the
도 2는 도 1의 공기조화기 내의 모터를 구동하기 위한 모터 구동장치의 내부 블록도의 일예이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치의 회로도의 일예이고 도 4 내지 도 6은 도 3의 모터 구동장치의 설명에 참조되는 도면이다.면이다.Fig. 2 is an example of an internal block diagram of a motor driving apparatus for driving a motor in the air conditioner of Fig. 1, Fig. 3 is an example of a circuit diagram of a motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention, 3 is a view referred to in the description of the motor driving apparatus of Fig. 3;
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 도 2 및 도 3의 모터 구동장치(200)는, 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 삼상의 입력 교류 전원을 소정 주파수의 출력 교류 전원으로 변환하여 제1 모터(250)를 구동하는 매트릭스 컨버터(220)와, 삼상의 입력 교류 전원을 변환하는 컨버터(410)와, 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 컨버터(410)로부터의 전원을 소정 주파수의 출력 교류 전원으로 변환하여 제2 모터(255)를 구동하는 인버터(420)와, 매트릭스 컨버터(220)와 인버터(420)를 제어하는 제어부(230)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 안정적으로 복수의 모터(250,255)를 구동할 수 있게 된다.2 and 3 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of switching elements, and by switching operation of the switching elements, three-phase input AC power is supplied
한편, 매트릭스 컨버터(220)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 3개 그룹의 스위칭 소자쌍(220a,220b,220c)을 구비하며, 각 그룹은 3개의 스위칭 소자쌍을 구비할 수 있다.On the other hand, the
각 그룹 내의 각 스위칭 소자쌍은, 양방향 스위칭이 가능하도록, 서로 직렬로 접속되는 2개의 스위칭 소자를 구비할 수 있다. 즉, 3개의 그룹 내의 3개의 스위칭 소자쌍은, 양방향 스위칭이 가능하도록, 서로 직렬로 접속되는 2개의 스위칭 소자를 구비할 수 있다.Each pair of switching elements in each group may include two switching elements connected in series so as to enable bi-directional switching. That is, the three switching element pairs in the three groups may include two switching elements connected in series to each other so that bi-directional switching is possible.
한편, 각 그룹 내의 3개의 스위칭 소자쌍(220a,220b,220c) 중 어느 하나의 스위칭 소자쌍에 대응하는 스위칭 소자들은, 콜렉터 커먼(collector common) 방식으로 접속되며, 각 그룹 내의 3개의 스위칭 소자쌍 중 나머지 스위칭 소자쌍에 대응하는 스위칭 소자들은, 에미터 커먼(emitter common) 방식으로 접속된다. 이에 따라, 콜렉터 커먼(collector common)에 의한, 콜렉터 단자에, dc단을 생성할 수 있게 된다.On the other hand, the switching elements corresponding to any one of the three
한편, 콜렉터 커먼(collector common)에 의해 생성된 dc단을 통해, 컨버터(410) 내의 복수의 다이오드 소자 중 일부(특히, 상암 다이오드 소자에 접속될 수 있으므로, 제2 모터(255) 구동 시, 전원을 안정적으로 변환할 수 있게 된다.On the other hand, at the time of driving the
한편, 매트릭스 컨버터(220)는, 매트릭스 컨버터(220) 내의, 콜렉터 커먼(collector common) 방식으로 접속되는 스위칭 소자쌍의, 각 에미터 단자 사이에 접속되는, 커패시터 소자(Caa,Cbb,Ccc)를 더 구비할 수 있다. 이러한 커패시터 소자는 스너버(snubber) 커패시터 소자라 명명할 수도 있다.On the other hand, the
한편, 제1 모터(250)에서 유발되는 전력이, 매트릭스 컨버터(220) 내의 커패시터에 소자(Caa,Cbb,Ccc)에 저장될 수 있으므로, 클램프(clamp) 기능이 수행될 수 있게 된다. On the other hand, since the power generated in the
한편, 도 3에 의하면, 컨버터(410)는,풀 브릿지(full bridge)로 접속되는 복수의 다이오드 소자를 구비하며, 복수의 다이오드 소자 중 상암 다이오드 소자들은, 콜렉터 커먼 방식으로 접속되는 스위칭 소자들의 사이에 접속되며, 복수의 다이오드 소자 중 하암 다이오드 소자들은, 에미터 커먼 방식으로 접속되는 스위칭 소자들의 사이에 접속될 수 있다.3, the
한편, 삼상의 입력 교류 전원은, 매트릭스 컨버터(220) 내의 콜렉터 커먼 방식으로 접속되는 스위칭 소자에 접속되는 다이오드 소자를 거쳐, 컨버터(410)로 입력될 수 있다.On the other hand, the three-phase input AC power source can be input to the
한편, 매트릭스 컨버터(220)는, 매트릭스 컨버터(220) 내의, 콜렉터 커먼 방식으로 접속되는 스위칭 소자쌍의, 각 에미터 단자 사이에 접속되는, 커패시터 소자(Caa,Cbb,Ccc)를 더 구비할 수 있다. 이때, 커패시터 소자(Caa,Cbb,Ccc)는, 제1 모터(250)에서 유발되는 전력을 저장할 수 있다.On the other hand, the
한편, 제어부(230)는, 제1 전류 검출부(E)에서 검출되는 제1 출력 전류(io)에 기초하여, 스위칭 제어 신호(Smc)를 생성하여 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부(도 7의 1030)를 포함할 수 있다.7) for generating and outputting the switching control signal Smc based on the first output current io detected by the first current detecting unit E. The
한편, 제어부(230)는, 제1 출력 전류(io)에 기초하여 모터(250)의 속도를 추정하는 추정부(도 7의 1005)와, 추정 속도 및 속도 지령치에 기초하여 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부(도 7의 1010)와, 전류 지령치에 기초하여 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부(도 7의 1020)와, 생성된 전압 지령치에 기초하여, 스위칭 소자의 스위칭 타이밍 정보(T1~T4)를 생성하는 듀티 생성부(도 7의 1025)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the
한편, 제어부(230)는, 제1 모터에 흐르는 제1 출력 전류에 기초하여 매트릭스 컨버터(220) 제어를 위한 제1 스위칭 제어 신호를 출력하며, 제2 모터(255)에 흐르는 제2 출력 전류에 기초하여 인버터(420) 제어를 위한 제2 스위칭 제어 신호를 출력할 수 있다.On the other hand, the
한편, 제1 전류 검출부(E)에서 검출되는 제1 출력 전류의 레벨이 허용 레벨 이상인 경우, 매트릭스 컨버터(220) 내의 모든 스위칭 소자들이 오프되도록 제어할 수 있다.On the other hand, when the level of the first output current detected by the first current detector E is equal to or higher than the allowable level, all the switching elements in the
한편, 도 2의 모터 구동장치(200)는, 삼상의 입력 교류 전원과 매트릭스 컨버터(220) 사이에 배치되는 필터부(210)를 더 포함할 수 있다.2 may further include a
또한, 도 2의 모터 구동장치(200)는, 필터부(210), 입력 전압 검출부(A), 입력 전류 검출부(B) 등을 더 포함할 수 있다.2 may further include a
필터부(210)는, 상용 교류 전원(205, vs)과 매트릭스 컨버터(220) 사이에 배치되어, 상용 교류 전원(205)로부터의 노이즈 성분을 제거하는 역할을 한다. 이를 위해, 필터부(210)는, 인덕터, 커패시터 등을 구비할 수 있다.Is arranged between the
도 3을 참조하면, 필터부(210)는, 상용 교류 전원(205)의 삼상(r,s,t 상) 각각에 대해, 직병렬로 접속되는, 복수의 인덕터, 저항 소자, 및 커패시터를 구비할 수 있다.3, the
이와 같은 구성에 의해, 상용 교류 전원(205), 즉 계통에서 유입되는 고조파 전류가 각 커패시터에 저장되어, 매트릭스 컨버터(220)로 거의 전달되지 않게 된다. With this configuration, the commercial
또한, 매트릭스 컨버터(220)의 고속 스위칭에 의해 발생할 수 있는 고조파 전류 성분도 커패시터(C1,C2,C3)에 저장되어, 계통으로 거의 전달되지 않게 된다.In addition, the harmonic current components that may be generated by the high-speed switching of the
한편, 저주파 성분의 교류 전류는 인덕터를 통해, 매트릭스 컨버터(220)로 원활하게 전달된다. 또한, 매트릭스 컨버터(220)의 스위칭 동작 및 인덕터에 의해, 상용 교류 전원이 승압될 수 있다.On the other hand, the alternating current of the low frequency component is smoothly transmitted to the
매트릭스 컨버터(220)는, 복수개의 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 상용 교류 전원을 소정 크기 및 소정 주파수의 출력 교류 전원으로 변환하여 모터(250)를 구동한다. The
도 3을 참조하면, 매트릭스 컨버터(220)는, 삼상(r,s,t 상)의 입력 교류 전원(205)을 변환하여, 삼상(u,v,w 상)의 출력 교류 전원을 출력할 수 있다.3, the
이를 위해, 매트릭스 컨버터(220)는, 각 스위칭 소자 쌍(SRU,SSU,STU,SRV,SSV,STV,SRW,SSW,STW)을 구비할 수 있다.To this end, the
매트릭스 컨버터(220) 내의 각 스위칭 소자 쌍(SRU,SSU,STU,SRV,SSV,STV,SRW,SSW,STW)은, 도 4와 같이, 3개의 그룹(220a,220b,220c)로 구분될 수 있다.Each of the switching element pairs SRU, SSU, STU, SRV, SSV, STV, SRW, SSW and STW in the
한편, 매트릭스 컨버터(220) 내의 각 스위칭 소자 쌍(SRU,SSU,STU,SRV,SSV,STV,SRW,SSW,STW)은, 도 3과 같이, 양방향 스위칭이 가능하도록, 서로 직렬로 접속되는 2개의 스위칭 소자를 각각 구비할 수 있다. 이때, 2개의 스위칭 소자 중 일부는, 콜렉터 커먼(collector commmon) 방식으로 접속되며, 나머지는, 에미터(emitter) 커먼(common) 방식으로 접속될 수 있다.3, each switching element pair SRU, SSU, STU, SRV, SSV, STV, SRW, SSW and STW in the
도 3에서는, 각 스위칭 소자 쌍(SRU,SSU,STU,SRV,SSV,STV,SRW,SSW,STW) 중, 제1 스위칭 소자쌍(SRU)(220aa), 제5 스위칭 소자쌍(SSV)(220bb), 제9 스위칭 소자쌍(STW)(220cc)은, 콜렉터 커먼(collector commmon) 방식으로 접속되며, 나머지는, 에미터(emitter) 커먼(common) 방식으로 접속되는 것을 예시한다.(SRU) 220aa, the fifth switching device pair SSV (SSV), and the fourth switching device pair SSV (SSV) among the respective switching device pairs SRU, SSU, STU, SRV, SSV, STV, 220bb and the ninth switching element pair STW 220cc are connected in a collector common mode and the others are connected in an emitter common manner.
이와 같이, 콜렉터 커먼(collector commmon) 방식으로 접속되는, 제1 스위칭 소자쌍(SRU)(220aa), 제5 스위칭 소자쌍(SSV)(220bb), 제9 스위칭 소자쌍(STW)(220cc) 사이의 콜렉터 단자에, dc단이 생성될 수 있게 된다.In this way, the first switching element pair (SRU) 220aa, the fifth switching element pair (SSV) 220bb, and the ninth switching element pair (STW) 220cc, which are connected in a collector common manner, A dc stage can be generated at the collector terminal of the transistor.
한편, 이와 달리, 도 4에서는, 각 스위칭 소자 쌍(SRU,SSU,STU,SRV,SSV,STV,SRW,SSW,STW) 중, 제1 스위칭 소자쌍(SRU)(220aa), 제6 스위칭 소자쌍(STV)(220bc), 제8 스위칭 소자쌍(SSW)(220cb)은, 콜렉터 커먼(collector commmon) 방식으로 접속되며, 나머지는, 에미터(emitter) 커먼(common) 방식으로 접속되는 것을 예시한다.4, the first switching device pair (SRU) 220aa, the sixth switching device (SRU) 220aa, and the third switching device 220aa among the switching device pairs SRU, SSU, STU, SRV, SSV, STV, SRW, SSW, (STV) 220bc and the eighth switching element pair SSW 220cb are connected in a collector common mode and the remaining are connected in an emitter common manner do.
이와 같이, 콜렉터 커먼(collector commmon) 방식으로 접속되는, 제1 스위칭 소자쌍(SRU)(220aa), 제6 스위칭 소자쌍(STV)(220bc), 제8 스위칭 소자쌍(SSW)(220cb) 사이의 콜렉터 단자에, dc단이 생성될 수 있게 된다.In this way, the first switching device pair (SRU) 220aa, the sixth switching device pair (STV) 220bc, and the eighth switching device pair (SSW) 220cb, which are connected in a collector common manner, A dc stage can be generated at the collector terminal of the transistor.
한편, 매트릭스 컨버터(220) 내의 각 스위칭 소자 쌍(SRU,SSU,STU,SRV,SSV,STV,SRW,SSW,STW)은, 도 5의 27개의 스위칭 패턴으로 동작할 수 있다.Each of the switching device pairs SRU, SSU, STU, SRV, SSV, STV, SRW, SSW, and STW in the
한편, 제1 전류 검출부(E)는, 도면과 같이, 삼상(u,v,w상)의 출력 전류를 구비할 수 있으며, 이를 위해, 적어도 2상의 출력 전류를 구비할 수 있다. On the other hand, the first current detector E may include three-phase (u, v, w phase) output currents as shown in FIG.
예를 들어, 출력 전류 검출을 위한, 션트(shunt) 저항 소자를 구비할 수 있다. For example, a shunt resistive element for output current detection may be provided.
검출된 삼상의 출력 전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 제어부(230)에 인가될 수 있으며, 제어부(230)는, 검출된 삼상의 출력 전류(io)에 기초하여, 매트릭스 컨버터를 구동하기 위한 스위칭 제어신호(Smc)를 생성할 수 있다.The detected three-phase output current io can be applied to the
이를 위해, 제어부(230)는, 도 7과 같이, 제1 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상의 출력 전류(io)에 기초하여, 스위칭 제어 신호(Smc)를 생성하여 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부(1030)를 포함할 수 있다.7, the
한편, 제어부(230)는, 검출된 삼상의 출력 전류(io)에 기초하여 모터(250)의 속도를 추정하는 추정부(1005)와, 추정 속도 및 속도 지령치에 기초하여 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부(1010)와, 전류 지령치에 기초하여 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부(1020)와, 생성된 전압 지령치에 기초하여, 스위칭 소자의 스위칭 타이밍 정보(T1~T4)를 생성하는 듀티 생성부(1025)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the
이때의 스위칭 제어신호 출력부(1030)는, 스위칭 소자의 스위칭 타이밍 정보(T1~T4)에 기초하여 스위칭 제어 신호(Smc)를 생성하여 출력할 수 있다.The switching control
한편, 제어부(230)는, 제1 전류 검출부(E)에서 검출되는 삼상의 출력 전류의 레벨이 허용 레벨 이상인 경우, 매트릭스 컨버터(220) 내의 모든 스위칭 소자들이 오프되도록 제어할 수 있다. 이에 의하면, 모터 구동장치(200) 내의 회로 소자들을 보호할 수 있게 된다.On the other hand, when the level of the three-phase output current detected by the first current detector E is equal to or higher than the allowable level, the
한편, 제1 모터(250)는, 실외기의 압축기 모터(2b)일 수 있으며, 제2 모터(255)는, 실외기의 팬 모터(5b)일 수 있다.On the other hand, the
한편, 제어부(230)는, 제2 출력 전류 검출부(E1)에서 검출된 제2 출력 전류(io2)를 제2 모터(255) 구동을 위한 인버터 스위칭 출력 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다. The
한편, 제어부(230)는, 각 스위칭 소자(Ssu,Stu,Srv,Ssv,Stv,Srw,Ssw,Stw)의 스위칭 타이밍 정보(T0,T1,T2,T3,T4) 및 섹터 정보(Sector)를 포함하는 스위칭 정보를 생성할 수 있다. On the other hand, when the switching timing information T0, T1, T2, T3, and T4 and the sector information Sector of the switching elements Ssu, Stu, Srv, Ssv, Stv, Srw, Ssw, It is possible to generate the switching information including the switching information.
매트릭스 컨버터(220) 내의 스위칭 소자를 구동하기 위한 스위칭 제어 신호(smc)가 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어(Space VecTor Pulse Width Modulation; SVPWM)에 의해 생성되는 경우, 스위칭 정보는, 스위칭 타이밍 정보(T0,T1,T2,T3,T4)를 포함할 수 있다. 스위칭 타이밍 정보(T0,T1,T2,T3,T4)는, 스위칭 주기 또는 샘플링 주기(Ts)를 분할하여 구성한 것이다. 여기서, T0는 제로 벡터의 인가 시간 정보를 나타낸다.When the switching control signal smc for driving the switching elements in the
한편, 스위칭 타이밍 정보(T0,T1,T2,T3,T4)는, 모터(250) 구동을 위한 속도 지령에 기초하여 연산된 전압 지령에 따라 산출될 수 있다.On the other hand, the switching timing information T0, T1, T2, T3 and T4 can be calculated in accordance with the voltage command calculated based on the speed command for driving the
한편, 공간 벡터 기법에 따르면, 6개의 스위칭 전압 벡터{V1(1,0,0),V2(1,1,0),V3(0,1,0),V4(0,1,1),V5(0,0,1),V6(1,0,1)}에 의해 6개의 섹터로 구분될 수 있다.According to the space vector technique, six switching voltage vectors {V1 (1,0,0), V2 (1,1,0), V3 (0,1,0), V4 V5 (0, 0, 1), V6 (1, 0, 1)}.
복수의 섹터 구간(S1~S6)은, 상술한 공간 벡터 기법에 따라 6개의 스위칭 전압 벡터{V1(1,0,0),V2(1,1,0),V3(0,1,0),V4(0,1,1),V5(0,0,1),V6(1,0,1)}에 의해 구획되는 6개의 섹터 구간에 대응된다. The plurality of sector intervals S1 to S6 are divided into six switching voltage vectors {V1 (1,0,0), V2 (1,1,0), V3 (0,1,0) , V4 (0, 1, 1), V5 (0, 0, 1), and V6 (1, 0, 1).
한편, 도면에서는 도시하지 않았지만, 삼상의 출력 교류 전원(Vu,Vv,Vw)에 대해서도 6개의 섹터 구간이 구획된다. Although not shown in the drawing, six sector sections are also divided for three-phase output AC power (Vu, Vv, Vw).
따라서, 섹터 정보(Sector)는 입력 교류 전원의 섹터 구간(S1~S6)과 출력 교류 전원의 섹터 구간(S11~S16)의 곱인 36개의 섹터 구간이 매칭되게 된다.Accordingly, the sector information Sector is matched with 36 sector sections which are the products of the sector sections S1 to S6 of the input AC power source and the sector sections S11 to S16 of the output AC power source.
한편, 제어부(230)는, 검출된 제1 출력 전류(io)를 이용하여 입력 교류 전원의 섹터 구간을 산출할 수 있으며, 검출된 제1 출력 전류(io)를 이용하여 출력 교류 전원의 섹터 구간을 산출할 수 있다. 또한, 이러한 섹터 구간을 조합하여, 섹터 정보(Secotr)를 산출할 수 있다.Meanwhile, the
한편, 제어부(230)는, 상술한 스위칭 정보(T0~T4, sector)에 기초하여, 각 스위칭 소자(SRU,SSU,STU,SRV,SSV,STV,SRW,SSW,STW)의 연결 상태를 판별할 수 있다. 예를 들어, 각 스위칭 소자(SRU,SSU,STU,SRV,SSV,STV,SRW,SSW,STW)의 연결 상태가 저장된 연결 상태 스위칭 테이블을 이용하여 수행될 수 있다. On the other hand, the
예를 들어, 입력 전원 섹터가 S1이고, 출력 전원 섹터가 S16이며, 스위칭 타이밍 정보가 T3인 경우, 9개의 스위칭 소자 중 3개의 턴 온 되는 스위칭 소자가 선택될 수 있다. For example, when the input power sector is S1, the output power sector is S16, and the switching timing information is T3, three switching-on switching elements among nine switching elements can be selected.
이 연결 상태 스위칭 테이블은, 6개의 입력 전원 섹터(S1~S6)와 그에 각각 대응하는 6개의 출력 전원 섹터(S11~S16), 및 상술한 스위칭 타이밍 정보(T0,T1,T2,T3,T4)에 따라, 각 스위칭 소자(SRU,SSU,STU,SRV,SSV,STV,SRW,SSW,STW)의 턴 온 상태를 나타낼 수 있다. 결국, 스위칭 테이블은 36개(6*6)의 섹터 정보(sector) 및 스위칭 타이밍 정보(T0,T1,T2,T3,T4)에 따라 각 스위칭 소자(SRU,SSU,STU,SRV,SSV,STV,SRW,SSW,STW)의 턴 온 상태를 나타낼 수 있다. The connection state switching table includes six input power sectors S1 to S6 and six output power sectors S11 to S16 corresponding thereto and the switching timing information T0, T1, T2, T3 and T4 described above, On states of the respective switching elements SRU, SSU, STU, SRV, SSV, STV, SRW, SSW, and STW. As a result, the switching table includes switching elements SRU, SSU, STU, SRV, SSV, and STV according to the sector information and switching timing information T0, T1, T2, T3, and T4 of 36 , SRW, SSW, STW).
다음, 제어부(230)는, 스위칭 연결 상태의 변화에 따른 연결 상태 변화 정보와, 모터(250)에 흐르는 출력 교류 전원의 극성 정보(Po)를 이용하여, 스위칭 소자를 제어하는 스위칭 제어 신호(smc)를 생성하여 출력할 수 있다.Next, the
여기서, 연결 상태 변화 정보는, 이전 스위칭 연결 상태 정보와 현재 스위칭 연결 상태 정보에 따라 결정될 수 있다. Here, the connection state change information may be determined according to the previous switching connection state information and the current switching connection state information.
출력 교류 전원의 극성 정보(Po), 이전 스위칭 연결 상태 정보, 및 현재 스위칭 연결 상태 정보에 따른 스위칭 제어 신호 패턴이 미리 테이블로 저장될 수 있으며, 이에 따라 스위칭 제어 신호(Smc)가 출력될 수 있다.The switching control signal pattern according to the polarity information Po of the output AC power source, the previous switching connection state information, and the current switching connection state information can be previously stored in the table, and thus the switching control signal Smc can be outputted .
한편, 제어부(230)는 DSP(Digital Signal Processer)일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 예가 가능하다.Meanwhile, the
삼상 모터(250)는 고정자와 회전자를 구비하며, 각상의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다. 모터(250)의 종류로는 BLDC(blushless DC) 모터, synRM(Synchronous Reluctance MoT0r) 등 다양한 형태가 가능하다. The three-
삼상 모터(250)는, 공기조화기의 실외기 내의 압축기용 모터일 수 있다. 한편, 삼상 모터(255)는, 실외기 내의 팬용 모터일 수도 있다.The three-
도 5는 제1 모터(250)에서 유발되는 전력이, 매트릭스 컨버터(220) 내에 일부 저장되는 것을 예시하는 도면이다.5 is a diagram illustrating that the power generated in the
도면을 참조하면, 제1 모터(250)의 정지 등에 의해, 제1 모터(250)에서 전력이 회생되어, 매트릭스 컨버터(220)로 전달될 수 있다.Referring to the drawing, power may be regenerated in the
이때, 제1 모터(250)로부터 도면과 같이, Iu 전류가 매트릭스 컨버터(220)로 흐를 수 있다.At this time, the Iu current may flow from the
한편, 도 3과 같이, 각 그룹 내의 3개의 스위칭 소자쌍 중 어느 하나의 스위칭 소자쌍(SRU,SSV,STW)에 대응하는 스위칭 소자들이, 콜렉터 커먼 방식으로 접속되는 경우, 스위칭 소자쌍(SRU,SSV,STW)에 각각 접속되는, 커패시터 소자(Caa,Cbb,Ccc)에, Iu 전류에 의한 전력이 적어도 일부 저장되게 된다.3, when the switching elements corresponding to any one of the three switching element pairs SRU, SSV and STW in the respective groups are connected in a collector common mode, the switching element pair SRU, At least part of the power by the Iu current is stored in the capacitor elements Caa, Cbb, and Ccc, which are respectively connected to the power supply lines SSV, SSV, and STW.
즉, 콜렉터 커먼 방식에 의해, 스위칭 소자쌍(SRU,SSV,STW)에 형성된 dc단에, 각각 접속되는, 커패시터 소자(Caa,Cbb,Ccc)에, Iu 전류에 의한 전력이 적어도 일부 저장되게 된다. 즉, 클램핑 기능을 수행하게 된다. That is, at least a part of power by the Iu current is stored in the capacitor elements Caa, Cbb, and Ccc connected to the dc stages formed in the pair of switching elements SRU, SSV, and STW by the collector common method . That is, the clamping function is performed.
즉, 커패시터 소자(Caa,Cbb,Ccc)는, 제1 모터(250)에서 유발되는 전력을 저장할 수 있게 된다.That is, the capacitor elements Caa, Cbb, and Ccc can store the electric power generated in the
따라서, 제1 모터(250)의 정지 등에도 불구하고, 매트릭스 컨버터(220)가 클램핑 기능을 수행할 수 있게 되어, 매트릭스 컨버터(220) 내부의 회로 소자 보호는 물론, 제2 모터(255)를 안정적으로 구동할 수 있게 된다.Therefore, the
한편, 커패시터 소자(Caa,Cbb,Ccc)에 저장된 전원에 의한 전류(Iaa,Ibb,Icc)가, 컨버터(410)로 흐를 수 있으며, 이에 기초하여, 인버터(420)에 Ifm 전류가 흐를 수 있게 된다.On the other hand, currents Iaa, Ibb, and Icc due to power sources stored in the capacitor elements Caa, Cbb, and Ccc can flow to the
도 6은, 상용 교류 전원이, 매트릭스 컨버터(220)를 거쳐 컨버터(410)에서 변환되는 것을 예시한다.6 illustrates that the commercial AC power is converted by the
도면을 참조하면, 제2 모터(255) 구동을 위해, 삼상의 상용 교류 전원(205)이 입력되며, 이에 따라, 입력 전류(Iim)이 필터부(210) 등을 거쳐, 매트릭스 컨버터(220)로 흐르게 된다.3, a three-phase commercial
한편, 도 3과 같이, 각 그룹 내의 3개의 스위칭 소자쌍 중 어느 하나의 스위칭 소자쌍(SRU,SSV,STW)에 대응하는 스위칭 소자들이, 콜렉터 커먼 방식으로 접속되는 경우, 스위칭 소자쌍(SRU,SSV,STW)에 각각 접속되는, 커패시터 소자(Caa,Cbb,Ccc)에, Iim 전류에 의한 전력이 적어도 일부 저장되게 된다.3, when the switching elements corresponding to any one of the three switching element pairs SRU, SSV and STW in the respective groups are connected in a collector common mode, the switching element pair SRU, At least a part of the power by the Iim current is stored in the capacitor elements Caa, Cbb, and Ccc, which are respectively connected to the power supply lines SSV, SSV, and STW.
즉, 콜렉터 커먼 방식에 의해, 스위칭 소자쌍(SRU,SSV,STW)에 형성된 dc단에, 각각 접속되는, 커패시터 소자(Caa,Cbb,Ccc)에, Iim 전류에 의한 전력이 적어도 일부 저장되게 된다. That is, at least a part of the power by the Iim current is stored in the capacitor elements Caa, Cbb and Ccc connected to the dc stages formed in the pair of switching elements SRU, SSV and STW by the collector common method .
한편, 커패시터 소자(Caa,Cbb,Ccc)에 저장된 전원에 의한 전류(Iaa,Ibb,Icc)가, 컨버터(410)로 흐를 수 있으며, 이에 기초하여, 인버터(420)에 Ifm 전류가 흐를 수 있게 된다. 이에 따라, 안정적으로 제2 모터(255)가 구동될 수 있게 된다.On the other hand, currents Iaa, Ibb, and Icc due to power sources stored in the capacitor elements Caa, Cbb, and Ccc can flow to the
도 7은 도 3의 제어부의 내부 블록도의 일예를 예시한다. Fig. 7 illustrates an example of an internal block diagram of the control unit of Fig.
도면을 참조하여 설명하면, 제어부(230)는, 추정부(1005), 전류 지령 생성부(1010), 전압 지령 생성부(1020), 듀티 생성부(1025), 및 스위칭 제어 신호 출력부(1030)를 포함할 수 있다. The
추정부(1005)는, 제1 전류 검출부(E)에서 출력 전류(io)에 기초하여, 모터의 속도(v)를 추정한다. 또한, 회전자의 위치를 추정할 수도 있다. 이는 모터(250)의 기계 방정식 및 전기 방정식을 서로 비교하여, 그에 따라 모터의 속도(v)를 추정할 수 있다.The
전류 지령 생성부(1010)는 추정 속도(v)와 속도 지령치(v*)에 기초하여 전류 지령치(i* d,i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(1010)는, 추정 속도(v)와 속도 지령치(v*)의 차이에 기초하여, PI 제어를 수행하여 전류 지령치(i* d,i* q)를 생성할 수 있다. 이를 위해, 전류 지령 생성부(1010)는 PI 제어기(미도시)를 구비할 수 있다. 또한, 전류 지령치(i* d,i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.The current
전압 지령 생성부(1020)는 연산된 출력 전류(iu,iv,iw)와 연산된 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령 생성부(1020)는, 연산된 출력 전류(iu,iv,iw)와 연산된 전류 지령치(i* d,i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어를 수행하여 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성할 수 있다. 이를 위해, 전압 지령 생성부(1020)는 PI 제어기(미도시)를 구비할 수 있다. 또한, 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.The voltage
듀티 생성부(1025)는 전압 지령치(v* d,v* q)를 기초로, 각 스위칭 소자(Ssu,Stu,Srv,Ssv,Stv,Srw,Ssw,Stw)의 스위칭 타이밍 정보(T0,T1,T2,T3,T4)를 생성할 수 있다. Duty-
스위칭 제어신호 출력부(1030)는, 스위칭 타이밍 정보(T0,T1,T2,T3,T4)를 비롯하여, 상술한 섹터 정보(sector), 또는 출력 전류 극성 정부(Po) 등을 이용하여, 최종적으로 매트릭스 컨버터 스위칭 제어 신호(smc)를 출력할 수 있다. The switching control
이에 따라 매트릭스 컨버터(220) 내의 각 스위칭 소자(SRU,SSU,STU,SRV,SSV,STV,SRW,SSW,STW)는, 안정적으로 온/오프 스위칭 동작을 수행하게 된다. Accordingly, each of the switching elements SRU, SSU, STU, SRV, SSV, STV, SRW, SSW, and STW in the
본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기 조화기는, 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The motor driving apparatus and the air conditioner having the same according to the embodiment of the present invention are not limited to the configuration and method of the embodiments described above, All or some of the embodiments may be selectively combined.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.
Claims (11)
상기 삼상의 입력 교류 전원을 변환하는 컨버터;
복수의 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 상기 컨버터로부터의 전원을 소정 주파수의 출력 교류 전원으로 변환하여 제2 모터를 구동하는 인버터; 및
상기 매트릭스 컨버터와, 상기 인버터를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 모터 구동장치.A matrix converter having a plurality of switching elements and converting the three-phase input AC power into an output AC power having a predetermined frequency by a switching operation of the switching element to drive the first motor;
A converter for converting the three-phase input AC power;
An inverter that has a plurality of switching elements and converts a power from the converter to an output AC power of a predetermined frequency by a switching operation of the switching element to drive a second motor; And
And a controller for controlling the inverter, the matrix converter, and the inverter.
상기 매트릭스 컨버터는,
3개 그룹의 스위칭 소자쌍을 구비하며, 상기 각 그룹은 3개의 스위칭 소자쌍을 구비하고,
상기 각 스위칭 소자쌍은, 양방향 스위칭이 가능하도록, 서로 직렬로 접속되는 2개의 스위칭 소자를 구비하며,
상기 각 그룹 내의 3개의 스위칭 소자쌍 중 어느 하나의 스위칭 소자쌍에 대응하는 스위칭 소자들은, 콜렉터 커먼 방식으로 접속되며,
상기 각 그룹 내의 3개의 스위칭 소자쌍 중 나머지 스위칭 소자쌍에 대응하는 스위칭 소자들은, 에미터 커먼 방식으로 접속되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 모터 구동장치.The method according to claim 1,
The matrix converter includes:
Each group including three pairs of switching elements, each group including three pairs of switching elements,
Wherein each of the switching element pairs includes two switching elements connected in series so as to enable bidirectional switching,
The switching elements corresponding to any one of the three switching element pairs in each group are connected in a collector common mode,
Wherein switching elements corresponding to the remaining switching element pairs of the three switching element pairs in each group are connected in an emitter common mode.
상기 컨버터는,
풀 브릿지(full bridge)로 접속되는 복수의 다이오드 소자;를 구비하며,
상기 복수의 다이오드 소자 중 상암 다이오드 소자들은, 상기 콜렉터 커먼 방식으로 접속되는 스위칭 소자들의 사이에 접속되며,
상기 복수의 다이오드 소자 중 하암 다이오드 소자들은, 상기 에미터 커먼 방식으로 접속되는 스위칭 소자들의 사이에 접속되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 모터 구동장치.3. The method of claim 2,
The converter includes:
And a plurality of diode elements connected by a full bridge,
The uppermost one of the plurality of diode elements is connected between the switching elements connected in the collector common mode,
And the lower-stage diode elements of the plurality of diode elements are connected between the switching elements connected in the emitter common mode.
상기 삼상의 입력 교류 전원은,
상기 매트릭스 컨버터 내의 상기 콜렉터 커먼 방식으로 접속되는 스위칭 소자에 접속되는 다이오드 소자를 거쳐, 상기 컨버터로 입력되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 모터 구동장치.The method of claim 3,
The three-phase input AC power source
And a diode element connected to a switching element connected in the collector common mode in the matrix converter, and is input to the converter.
상기 매트릭스 컨버터는,
상기 매트릭스 컨버터 내의, 상기 콜렉터 커먼 방식으로 접속되는 스위칭 소자쌍의, 각 에미터 단자 사이에 접속되는, 커패시터 소자를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 모터 구동장치.The method of claim 3,
The matrix converter includes:
Further comprising a capacitor element connected between each emitter terminal of a pair of switching elements connected in the collector common mode in the matrix converter.
상기 커패시터 소자는,
상기 제1 모터에서 유발되는 전력을 저장하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 모터 구동장치.6. The method of claim 5,
Wherein the capacitor element comprises:
And stores the electric power generated in the first motor.
상기 제어부는,
상기 제1 모터에 흐르는 제1 출력 전류에 기초하여 상기 매트릭스 컨버터 제어를 위한 제1 스위칭 제어 신호를 출력하며,
상기 제2 모터에 흐르는 제2 출력 전류에 기초하여 상기 인버터 제어를 위한 제2 스위칭 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 모터 구동장치.The method according to claim 1,
Wherein,
And outputs a first switching control signal for controlling the matrix converter based on a first output current flowing in the first motor,
And outputs a second switching control signal for controlling the inverter based on a second output current flowing to the second motor.
상기 제1 모터와 상기 매트릭스 컨버터 사이에 배치되는 전류 검출부;를 더 구비하고,
상기 제어부는,
상기 전류 검출부에서 검출되는 상기 제1 출력 전류에 기초하여, 상기 모터의 속도를 추정하는 추정부;
상기 추정 속도 및 속도 지령치에 기초하여 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부;
상기 전류 지령치에 기초하여 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부; 및
상기 생성된 전압 지령치에 기초하여, 상기 스위칭 소자의 스위칭 타이밍 정보를 생성하는 듀티 생성부;를 더 포함하고,
상기 스위칭 제어신호 출력부는,
상기 스위칭 소자의 스위칭 타이밍 정보에 기초하여 상기 제1 스위칭 제어 신호를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 모터 구동장치.8. The method of claim 7,
And a current detector disposed between the first motor and the matrix converter,
Wherein,
An estimating unit that estimates a speed of the motor based on the first output current detected by the current detecting unit;
A current command generator for generating a current command value based on the estimated speed and the speed command value;
A voltage command generator for generating a voltage command value based on the current command value; And
And a duty generating unit for generating switching timing information of the switching element based on the generated voltage command value,
Wherein the switching control signal output unit comprises:
And generates and outputs the first switching control signal based on the switching timing information of the switching element.
상기 제어부는,
상기 전류 검출부에서 검출되는 상기 제1 출력 전류의 레벨이 허용 레벨 이상인 경우, 상기 매트릭스 컨버터 내의 모든 스위칭 소자들이 오프되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.9. The method of claim 8,
Wherein,
And controls all the switching elements in the matrix converter to be turned off when the level of the first output current detected by the current detection unit is equal to or higher than an allowable level.
상기 삼상의 입력 교류 전원과 상기 매트릭스 컨버터 사이에 배치되는 필터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.The method according to claim 1,
And a filter unit disposed between the three-phase input AC power supply and the matrix converter.
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PC1202 | Submission of document of withdrawal before decision of registration |
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