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KR20240040205A - Method for selecting pulse mode conversion criteria of synchronous pulse width modulation relative to switching loss - Google Patents

Method for selecting pulse mode conversion criteria of synchronous pulse width modulation relative to switching loss Download PDF

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KR20240040205A
KR20240040205A KR1020220118975A KR20220118975A KR20240040205A KR 20240040205 A KR20240040205 A KR 20240040205A KR 1020220118975 A KR1020220118975 A KR 1020220118975A KR 20220118975 A KR20220118975 A KR 20220118975A KR 20240040205 A KR20240040205 A KR 20240040205A
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South Korea
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pulse
switching
loss
multiplier
pulse multiplier
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KR1020220118975A
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이준희
류준형
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한국철도기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a method for selecting a synchronous pwm pulse mode switching reference considering switching loss. According to the present invention, a method for selecting a synchronous pwm pulse mode switching reference considering a switching loss comprises the steps of: (a) manufacturing a loss analysis table by using a voltage modulation index and current information; (b) determining an initial pulse multiple and determining a pulse multiple downshift according to a result of checking the switching loss; and (c) checking the switching loss and re-determining the pulse multiple.

Description

스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 기준 선정 방법{METHOD FOR SELECTING PULSE MODE CONVERSION CRITERIA OF SYNCHRONOUS PULSE WIDTH MODULATION RELATIVE TO SWITCHING LOSS}Method for selecting synchronous PWM pulse mode conversion criteria considering switching loss {METHOD FOR SELECTING PULSE MODE CONVERSION CRITERIA OF SYNCHRONOUS PULSE WIDTH MODULATION RELATIVE TO SWITCHING LOSS}

본 발명은 동기 PWM 펄스 모드 전환 기준 선정 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for selecting a synchronous PWM pulse mode switching standard.

종래 기술에 따르면, 고조파 손실 저감을 위한 펄스 전환 기준은 펄스 배수와 펄스 패턴에 따른 고조파 왜곡률을 분석하여, 고조파 왜곡이 작아 고조파 손실이 작은 펄스 배수와 펄스 패턴을 우선적으로 제어에 사용한다. According to the prior art, the pulse conversion standard for harmonic loss reduction analyzes the harmonic distortion rate according to the pulse multiple and pulse pattern, and the pulse multiple and pulse pattern with small harmonic loss are preferentially used for control because the harmonic distortion is small.

이 경우, 펄스 배수가 클수록 고조파 왜곡률은 작은 특성을 보이지만, 인버터의 출력전압 한 주기 동안 스위칭하는 횟수가 증가함에 따라 스위칭 손실이 증가하게 된다. In this case, the larger the pulse multiple, the smaller the harmonic distortion, but as the number of switching times during one cycle of the inverter's output voltage increases, switching loss increases.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 스위칭 손실을 고려하여 동기 PWM이 구동되는 상황에서 펄스 개수 전환의 효율적인 기준을 설정함으로써, 종래 기술에 따른 고조파 손실 저감을 위한 펄스 전환 기준 방법 대비 운행 시 인버터의 스위칭 손실을 최소화하여 에너지 소모를 줄이고, 인버터의 스트레스를 경감시켜 전력 반도체의 교체 시기를 늘리는 것이 가능한, 동기 PWM 펄스 모드 전환 기준 선정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention was proposed to solve the above-mentioned problem, and sets an efficient standard for switching the number of pulses in a situation where a synchronous PWM is driven in consideration of switching loss, compared to the pulse switching standard method for reducing harmonic loss according to the prior art. The purpose is to provide a method for selecting a synchronous PWM pulse mode switching standard that can reduce energy consumption by minimizing the switching loss of the inverter during operation and reduce the stress of the inverter, thereby increasing the replacement period of power semiconductors.

본 발명에 따른 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 시스템은 전압 변조지수와 전류 크기 정보를 수신하는 입력부와, 전압 변조지수 및 전류 크기 정보를 이용하여 펄스 배수 전환을 위한 손실분석 테이블을 생성하는 프로그램이 저장된 메모 및 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하고, 프로세서는 손실분석 테이블을 이용하여 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환을 수행한다. The synchronous PWM pulse mode switching system considering switching loss according to the present invention includes an input unit that receives voltage modulation index and current magnitude information, and a program that generates a loss analysis table for pulse multiple switching using the voltage modulation index and current magnitude information. It includes a processor that executes the stored memo and program, and the processor performs synchronous PWM pulse mode switching considering switching loss using a loss analysis table.

상기 프로세서는 상기 전압 변조지수를 정규화하여 기설정 단위로 상기 손실분석 테이블을 제작하고, 정격 토크를 기설정 구간으로 나누어 해당 토크에 상응하는 전류에 대해 상기 손실분석 테이블을 제작한다. The processor normalizes the voltage modulation index to create the loss analysis table in preset units, and divides the rated torque into preset sections to create the loss analysis table for the current corresponding to the torque.

상기 프로세서는 펄스 배수 집합 중, 역기전력과 출력전압이 기설정 크기보다 작은 영역에서 고조파 왜곡률을 고려하여 기설정된 초기 펄스 배수를 선택하여 제어를 수행한다. The processor performs control by selecting a preset initial pulse multiplier from among the set of pulse multipliers, considering the harmonic distortion rate in a region where the back electromotive force and output voltage are smaller than the preset size.

상기 기설정된 초기 펄스 배수는 펄스 배수 집합 중 선택 가능한 최대 펄스 배수이다. The preset initial pulse multiplier is the maximum pulse multiplier that can be selected among the pulse multiplier set.

상기 프로세서는 일정 펄스 배수를 이용한 제어 중, 스위칭 손실이 기설정된 최대 스위칭 손실에 도달하는 경우, 펄스 배수 집합 중, 일정 펄스 배수보다 1단계 낮은 펄스 배수로 전환한다. When the switching loss reaches a preset maximum switching loss during control using a constant pulse multiplier, the processor switches to a pulse multiplier one level lower than the constant pulse multiplier among the pulse multiplier sets.

상기 일정 펄스 배수가 상기 펄스 배수 집항 중 최대 펄스 배수인 경우, 상기 최대 스위칭 손실은 비동기 PWM 제어 구간에서의 최대 스위칭 손실이다. When the constant pulse multiple is the maximum pulse multiple among the pulse multiple convergence, the maximum switching loss is the maximum switching loss in the asynchronous PWM control section.

상기 프로세서는 일정 펄스 배수를 이용한 제어 중, 일정 펄스 배수보다 1단계 높은 펄스 배수로 전환하더라도 최대 스위칭 손실에 도달하지 않을 것으로 판단되는 경우, 펄스 배수 집합 중, 일정 펄스 배수보다 1단계 높은 펄스 배수로 전환한다. During control using a constant pulse multiplier, if the processor determines that the maximum switching loss will not be reached even if switching to a pulse multiplier one level higher than the constant pulse multiplier, it switches to a pulse multiplier one level higher than the constant pulse multiplier among the pulse multiplier sets. .

상기 프로세서는 상기 전압 변조지수 또는 전류의 크기가 감소하여 스위칭 손실이 감소하는 경우, 상기 일정 펄스 배수보다 1단계 높은 펄스 배수로 전환하더라도 최대 스위칭 손실에 도달하지 않을 것인지 여부를 확인한다. When the voltage modulation index or the size of the current decreases and the switching loss decreases, the processor checks whether the maximum switching loss will not be reached even if the pulse multiplier is switched to one level higher than the constant pulse multiplier.

본 발명은 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 기준 선정 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for selecting a synchronous PWM pulse mode switching standard considering switching loss.

본 발명에 따른 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 기준 선정 방법은 (a) 전압 변조지수와 전류 정보를 이용하여 손실분석 테이블을 제작하는 단계와, (b) 초기 펄스 배수를 결정하고, 스위칭 손실을 확인한 결과에 따라 펄스 배수 다운 쉬프트를 결정하는 단계 및 (c) 스위칭 손실을 확인하여 펄스 배수를 재결정하는 단계를 포함한다. The method of selecting a synchronous PWM pulse mode switching standard considering switching loss according to the present invention includes the steps of (a) creating a loss analysis table using voltage modulation index and current information, (b) determining the initial pulse multiple, and switching loss It includes the step of determining the pulse multiplier downshift according to the results of checking and (c) re-determining the pulse multiplier by checking the switching loss.

상기 (a) 단계는 상기 전압 변조지수를 정규화하여 기설정 단위로 상기 손실 분석 테이블을 제작하고, 정격 토크를 기설정 구간으로 나누어 해당 토크에 상응하는 전류에 대해 상기 손실분석 테이블을 제작한다. In step (a), the voltage modulation index is normalized to produce the loss analysis table in preset units, and the rated torque is divided into preset sections to produce the loss analysis table for the current corresponding to the torque.

상기 (b) 단계는 역기전력과 출력전압이 기설정 크기보다 작은 영역에서 고조파 왜곡률을 고려하여 펄스 배수 집합 중 선택 가능한 최대 펄스 배수를 선택한다. In step (b), the maximum selectable pulse multiplier from the set of pulse multipliers is selected by considering the harmonic distortion rate in a region where the back electromotive force and output voltage are smaller than the preset size.

상기 (b) 단계는 상기 최대 펄스 배수를 이용한 제어 중, 스위칭 손실이 기설정된 최대 스위칭 손실에 도달하는 경우, 펄스 배수 집합 중, 일정 펄스 배수보다 1단계 낮은 펄스 배수로 전환한다. In step (b), when the switching loss reaches a preset maximum switching loss during control using the maximum pulse multiplier, the pulse multiplier is switched to a pulse multiplier one level lower than the constant pulse multiplier among the pulse multiplier sets.

상기 (c) 단계는 다운 쉬프트된 펄스 배수로 제어 중 스위칭 손실을 확인하여, 최대 스위칭 손실에 도달하는 경우, 상기 다운 쉬프트된 펄스 배수보다 1단계 더 낮은 펄스 배수로 전환한다. In step (c), switching loss is checked during control with the downshifted pulse multiplier, and when the maximum switching loss is reached, the pulse multiplier is switched to a pulse multiplier one level lower than the downshifted pulse multiplier.

상기 (c) 단계는 다운 쉬프트된 펄스 배수로 제어 중, 전압 변조지수 또는 전류의 크기가 감소하여 스위칭 손실이 감소하여, 상기 다운 쉬프트된 펄스 배수보다 1단계 높은 펄스 배수로 전환하더라도 최대 스위칭 손실에 도달하지 않을 것으로 확인되면, 상기 다운 쉬프트된 펄스 배수보다 1단계 높은 펄스 배수로 전환하여 전류, 토크 리플의 크기를 저감하는 제어를 수행한다. In step (c), while controlling the downshifted pulse multiplier, the voltage modulation index or the magnitude of the current decreases, thereby reducing the switching loss, so that the maximum switching loss is not reached even if the pulse multiplier is switched to a pulse multiplier one level higher than the downshifted pulse multiplier. If it is confirmed that this will not be the case, control is performed to reduce the size of the current and torque ripple by switching to a pulse multiplier one step higher than the downshifted pulse multiplier.

본 발명에 따르면, 철도차량 운행 시 인버터의 스위칭 손실을 최소화하여 에너지 소모를 절약하고, 인버터의 스트레스를 줄여, 전력 반도체의 교체 시기를 늘리는 효과가 있다. According to the present invention, the switching loss of the inverter is minimized when operating a railway vehicle, thereby saving energy consumption, reducing the stress of the inverter, and increasing the replacement period of power semiconductors.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1a은 종래 기술에 따른 유도전동기를 적용한 철도차량의 추진 시스템을 도시한다.
도 1b는 종래 기술에 따른 영구자석 동기전동기를 적용한 철도차량의 추진 시스템을 도시한다.
도 2는 기본 주파수와 펄스 수에 따른 스위칭 주파수 관계를 도시한다.
도 3은 펄스 배수와 제어방법에 따른 WTHD0(Weighted Total Harmonic Distortion Factor) 비교를 도시한다.
도 4는 종래 기술에 따른 펄스 패턴 선택 과정을 도시한다.
도 5는 Mode 1(SVPWM, Space Vector PWM)에서 P=9, N=9 일 때 공간 전압 벡터 분포도를 도시한다.
도 6은 Mode 2(DPWM, Discontinuous PWM)에서 P=7, N=9 일 때 공간 전압 벡터 분포도를 도시한다.
도 7은 Mode 3(벡터 시퀀스 수정을 통해 스위칭 횟수를 줄이는 모드)에서 P=5, N=6 일 때 공간 전압 벡터 분포도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 시스템을 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 기준 선정 방법을 도시한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 역행구간 손실분석 3D 테이블(21, 15, 9, 전체 펄스배수)를 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 회생구간 손실분석 3D 테이블(21, 15, 9, 전체 펄스배수)을 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 손실분석 테이블을 이용한 펄스 배수 선택 과정을 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 역행/회생 구간에서 스위칭 손실을 고려한 펄스 배수 전환 기준이 적용된 시뮬레이션 파형을 도시한다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 역행 구간에서 스위칭 손실을 고려한 펄스 배수 전환 기준이 적용된 시뮬레이션 파형을 도시한다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 회생 구간에서 스위칭 손실을 고려한 펄스 배수 전환 기준이 적용된 시뮬레이션 파형을 도시한다.
도 16 은 본 발명의 실시예에 따른 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 시스템을 나타낸 블록도이다.
Figure 1a shows a propulsion system for a railway vehicle using an induction motor according to the prior art.
Figure 1b shows a propulsion system for a railway vehicle using a permanent magnet synchronous motor according to the prior art.
Figure 2 shows the switching frequency relationship according to fundamental frequency and pulse number.
Figure 3 shows a comparison of Weighted Total Harmonic Distortion Factor (WTHD0) according to pulse multiplier and control method.
Figure 4 shows a pulse pattern selection process according to the prior art.
Figure 5 shows the space voltage vector distribution when P = 9 and N = 9 in Mode 1 (SVPWM, Space Vector PWM).
Figure 6 shows the spatial voltage vector distribution when P = 7 and N = 9 in Mode 2 (DPWM, Discontinuous PWM).
Figure 7 shows the spatial voltage vector distribution when P = 5 and N = 6 in Mode 3 (a mode that reduces the number of switching through vector sequence modification).
Figure 8 shows a synchronous PWM pulse mode switching system considering switching loss according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 shows a method for selecting a synchronous PWM pulse mode switching standard considering switching loss according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 shows a retrograde section loss analysis 3D table (21, 15, 9, total pulse multiple) according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 shows a regenerative section loss analysis 3D table (21, 15, 9, total pulse multiple) according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 shows a pulse multiplier selection process using a loss analysis table according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 shows a simulation waveform to which a pulse multiplier conversion standard considering switching loss is applied in the retrograde/regenerative section according to an embodiment of the present invention.
Figure 14 shows a simulation waveform to which a pulse multiple conversion criterion considering switching loss is applied in the retrograde section according to an embodiment of the present invention.
Figure 15 shows a simulation waveform to which a pulse multiplier conversion standard considering switching loss is applied in the regenerative section according to an embodiment of the present invention.
Figure 16 is a block diagram showing a computer system for implementing a method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. The above-mentioned object and other objects, advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 목적, 구성 및 효과를 용이하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재에 의해 정의된다. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and can be implemented in various different forms. The following embodiments are merely intended to convey to those skilled in the art the purpose of the invention, It is only provided to easily inform the configuration and effect, and the scope of rights of the present invention is defined by the description of the claims.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가됨을 배제하지 않는다.Meanwhile, the terms used in this specification are for describing embodiments and are not intended to limit the present invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used in the specification, “comprises” and/or “comprising” means that the mentioned element, step, operation and/or element precludes the presence of one or more other elements, steps, operations and/or elements. Or it is not excluded that it is added.

견인전동기(traction motor)는 주발전기 또는 전차선에서 공급되는 전압을 받아 차량을 견인(주행)할 수 있도록 설치되는 전동기이다. 철도차량의 추진시스템은 견인전동기의 종류에 따라, 크게 유도전동기(induction motor)와 영구자석 동기전동기(IPMSM, Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)로 구분된다. A traction motor is an electric motor installed to traction (drive) a vehicle by receiving voltage supplied from the main generator or catenary. Depending on the type of traction motor, the propulsion system of a railway vehicle is largely divided into an induction motor and a permanent magnet synchronous motor (IPMSM).

도 1a은 종래 기술에 따른 유도전동기를 적용한 철도차량의 추진 시스템을 도시하고, 도 1b는 종래 기술에 따른 영구자석 동기전동기를 적용한 철도차량의 추진 시스템을 도시한다. Figure 1a shows a propulsion system for a railway vehicle using an induction motor according to the prior art, and Figure 1b shows a propulsion system for a railway vehicle using a permanent magnet synchronous motor according to the prior art.

유도전동기는 교류 전기로 회전 자기장을 발생시키고 도체의 회전자에 유도 전류를 발생시키면, 회전자가 전자기력을 받아 회전 자기장에 대응하여 회전 운동을 하는 원리로 작동한다. 유도전동기는 추진 인버터가 출력하는 자속 전류에 따라 회전자계가 형성되므로, 회전자 위치를 센싱할 필요가 없으므로 추진 인버터 1대로 여러 대의 견인전동기를 구동하는 것이 가능하다. An induction motor operates on the principle that when alternating current electricity generates a rotating magnetic field and an induced current is generated in the rotor of a conductor, the rotor receives electromagnetic force and rotates in response to the rotating magnetic field. Since the rotating magnetic field of an induction motor is formed according to the magnetic flux current output by the propulsion inverter, there is no need to sense the rotor position, so it is possible to drive multiple traction motors with a single propulsion inverter.

반면 영구자석 동기전동기는 회전자 축을 직접 돌려야 하므로, 각각 견인전동기의 위치를 센싱하고 개별 제어를 수행하여야 한다. On the other hand, a permanent magnet synchronous motor must directly rotate the rotor shaft, so the position of each traction motor must be sensed and individual control must be performed.

도 2는 기본 주파수와 펄스 수에 따른 스위칭 주파수 관계를 도시한다. Figure 2 shows the switching frequency relationship according to fundamental frequency and pulse number.

추진 인버터를 이용하여 견인전동기를 고속영역까지 구동하려면 여러 알고리즘이 필요하고, 그 중에서 동기 PWM 방법은 원활한 토크 제어를 위해 필수적으로 사용된다. 동기 PWM 방법은 견인전동기의 속도에 따라 추진 인버터 스위칭 펄스 개수를 결정하는 방법이다. 만약 비동기 PWM으로 전 속도영역에서 견인전동기를 구동하려면 기본적으로 스위칭 주파수가 매우 높거나, 고성능/고가의 제어기가 요구된다. Several algorithms are required to drive a traction motor up to high-speed range using a propulsion inverter, and among them, the synchronous PWM method is essential for smooth torque control. The synchronous PWM method is a method of determining the number of propulsion inverter switching pulses according to the speed of the traction motor. If you want to drive a traction motor in the entire speed range with asynchronous PWM, you basically need a very high switching frequency or a high-performance/expensive controller.

도 3은 펄스 배수와 제어방법에 따른 WTHD0(Weighted Total Harmonic Distortion Factor) 비교를 도시한다. Figure 3 shows a comparison of Weighted Total Harmonic Distortion Factor (WTHD0) according to pulse multiplier and control method.

동기 PWM 제어 방법에서 높은 펄스 배수를 사용하여 스위칭 주파수를 선정하는 경우, 인버터의 출력전압 기본파 한 주기동안 스위칭 하는 횟수가 펄스 배수만큼 많아진다. 따라서 작은 펄스 배수를 사용하여 스위칭 주파수를 선정하는 경우 대비, 전류 리플의 크기가 작게 되어, 고조파 왜곡률(THD, Total Harmonic Distortion)이 작다. If the switching frequency is selected using a high pulse multiplier in the synchronous PWM control method, the number of switching times during one cycle of the inverter's output voltage fundamental wave increases as much as the pulse multiplier. Therefore, compared to when the switching frequency is selected using a small pulse multiplier, the size of the current ripple is small, and the harmonic distortion (THD) is small.

또한, 일정한 펄스 배수를 사용하여 제어하는 경우, 불연속 변조기법(DPWM, Discontinuous PWM)을 사용하는 경우가 일반적인 공간벡터 변조기법(SVPWM, Space Vector PWM)을 사용하는 경우보다 스위칭하는 횟수가 감소하므로, 스위칭 손실은 줄어들게 되나, 전류 리플의 크기가 증가하여 불연속 변조기법이 공간벡터 변조기법보다 고조파 왜곡률이 커지게 된다. In addition, when controlling using a constant pulse multiplier, the number of switching times is reduced when using a discontinuous modulation technique (DPWM, Discontinuous PWM) compared to when using a general space vector modulation technique (SVPWM, Space Vector PWM). Switching loss is reduced, but the size of the current ripple increases, resulting in a higher harmonic distortion rate for the discontinuous modulation technique than for the space vector modulation technique.

따라서, 고조파 손실을 저감하는 측면에서는 고조파 왜곡률이 작은 펄스 배수로 제어를 진행하고, 스위칭 주파수가 증가하여 스위칭 주파수 제한을 초과하게 되면 고조파 왜곡률이 작은 순서대로 순차적으로 펄스 배수를 전환하여, 전체 운전 구간에서 고조파 왜곡률을 작게 유지하는 제어가 가능하다. Therefore, in terms of reducing harmonic loss, control is performed with a pulse multiplier with a small harmonic distortion rate, and when the switching frequency increases and exceeds the switching frequency limit, the pulse multiplier is sequentially switched in the order of the smallest harmonic distortion rate throughout the entire operation section. Control is possible to keep the harmonic distortion rate small.

도 3을 참조하면, WTHD0는 DC-link 전압으로 정규화한 Weighted Total Harmonic Distortion Factor로 고조파의 절대적인 크기를 나타낼 수 있고, 아래 [수학식 1] 및 [수학식 2]를 통해 도출할 수 있다. Referring to FIG. 3, WTHD0 is the Weighted Total Harmonic Distortion Factor normalized to the DC-link voltage, which can represent the absolute size of the harmonics and can be derived through [Equation 1] and [Equation 2] below.

도 3에 도시된 바와 같이, 전압 변조지수(MI, Modulation Index)가 작은 구간에서는 27 Pulse 배수를 통해 불연속 변조 제어하는 경우의 WTHD0가 21 Pulse 배수를 통해 공간벡터 변조 제어하는 경우의 WTHD0보다 크다. 이는, 27 Pulse 배수를 통해 불연속 변조 제어하는 경우 실제 인버터 출력 전압의 한 주기동안 스위칭 하는 횟수가 27회가 아닌 19회로 감소하게 되고, 21 Pulse 배수를 통해 공간벡터 변조 제어하는 경우의 스위칭 횟수인 21회보다 스위칭 횟수가 작아지게 되므로, 출력 리플의 크기가 증가하여 상대적으로 WHTD0가 커지게 되기 때문이다. As shown in FIG. 3, in a section where the voltage modulation index (MI) is small, WTHD0 in the case of discontinuous modulation control using a multiple of 27 pulses is larger than WTHD0 in the case of space vector modulation control using a multiple of 21 pulses. This means that in the case of discontinuous modulation control using a multiple of 27 pulses, the number of switching times during one cycle of the actual inverter output voltage is reduced to 19 times instead of 27, and the number of switching times is 21 in the case of space vector modulation control using a multiple of 21 pulses. This is because the number of switching times becomes smaller than the number of times, so the size of the output ripple increases and WHTD0 becomes relatively large.

그러나, 전압 변조지수가 큰 구간에서는 27 Pulse 배수를 통해 불연속 변조 제어하는 경우의 WTHD0가 21 Pulse 배수를 통해 공간벡터 변조 제어하는 경우의 WHTD0보다 작다. 따라서 전압 변조지수(MI), 스위칭 주파수 제한에 의한 펄스 배수 제한과 WTHD0를 고려하여 펄스 패턴 선택을 수행할 수 있으며, 이는 도 4와 같다. However, in the section where the voltage modulation index is large, WTHD0 in the case of discontinuous modulation control through a multiple of 27 pulses is smaller than WHTD0 in the case of space vector modulation control through a multiple of 21 pulses. Therefore, pulse pattern selection can be performed by considering voltage modulation index (MI), pulse multiplier limit due to switching frequency limit, and WTHD0, as shown in FIG. 4.

도 4를 참조하면, 펄스 배수 선택 제한은 아래 [수학식 3]과 같이, 스위칭 주파수 제한과 인버터 출력 전압의 기본파 주파수(즉, 전동기의 전기자 주파수)를 이용하여 나타낼 수 있다. Referring to FIG. 4, the pulse multiplier selection limit can be expressed using the switching frequency limit and the fundamental wave frequency of the inverter output voltage (i.e., the armature frequency of the electric motor), as shown in [Equation 3] below.

스위칭 주파수 제한은 추진 시스템의 방열설계의 부피 제한에 의해 결정되거나. 제어 연산에 필요한 최소 시간을 확보하기 위해 제한되는 주파수이다.The switching frequency limit is determined by the volume limitations of the thermal design of the propulsion system. This is a limited frequency to secure the minimum time required for control operations.

도 3에 도시한 전압 변조지수(MI)와 WTHD0 그래프에서의 펄스 패턴 및 도 4의 펄스 패턴에 대한 정의는 아래 [수학식 4]와 같다. The definitions of the voltage modulation index (MI) shown in FIG. 3, the pulse pattern in the WTHD0 graph, and the pulse pattern in FIG. 4 are as shown in [Equation 4] below.

[수학식 4]에서 P는 인버터 출력전압의 기본파 한 주기동안 실제로 출력되는 전압의 펄스 수(즉, 기본파 한 주기동안 스위칭 하는 횟수)이고, N은 클램핑 하지 않는 경우 기본파 한 주기동안 출력되는 펄스 수이다. mode는 선택한 펄스 배수에서 사용하는 제어를 나타내며 mode 1은 공간벡터 변조 제어하는 경우, mode 2는 불연속 변조 제어하는 경우, mode 3는 벡터 시퀀스를 수정하여 스위칭 횟수를 줄이는 경우를 의미한다. 각 mode에 대한 제어 방법들의 공간벡터를 이용한 예시는 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같다. In [Equation 4], P is the number of pulses of the voltage actually output during one cycle of the fundamental wave of the inverter output voltage (i.e., the number of switching times during one cycle of the fundamental wave), and N is the number of pulses output during one cycle of the fundamental wave when not clamped. It is the number of pulses. Mode indicates the control used in the selected pulse multiple, mode 1 refers to space vector modulation control, mode 2 refers to discontinuous modulation control, and mode 3 refers to reducing the number of switching by modifying the vector sequence. Examples of control methods for each mode using space vectors are shown in Figures 5 to 7.

도 5는 Mode 1(SVPWM, Space Vector PWM)에서 P=9, N=9 일 때 공간 전압 벡터 분포도를 도시하고, 도 6은 Mode 2(DPWM, Discontinuous PWM)에서 P=7, N=9 일 때 공간 전압 벡터 분포도를 도시하고, 도 7은 Mode 3(벡터 시퀀스 수정을 통해 스위칭 횟수를 줄이는 모드)에서 P=5, N=6 일 때 공간 전압 벡터 분포도를 도시한다. Figure 5 shows the space voltage vector distribution when P = 9, N = 9 in Mode 1 (SVPWM, Space Vector PWM), and Figure 6 shows the distribution of space voltage vectors when P = 7, N = 9 in Mode 2 (DPWM, Discontinuous PWM). Figure 7 shows the spatial voltage vector distribution when P = 5 and N = 6 in Mode 3 (a mode that reduces the number of switching through vector sequence modification).

첨자 +/-는 구간에서 클램핑 되는 방향을 나타내며, +인 경우 positive bus로 클랭핑되고 -인 경우 negative bus로 클램핑된다. 또한, 아래 첨자는 펄스 패턴의 시작점에서 나타나는 벡터의 방향을 나타내며, rising-vector로 시작함 또는 falling-vector로 시작함을 의미한다.The subscript +/- indicates the clamping direction in the section. If +, it is clamped to the positive bus, and if -, it is clamped to the negative bus. Additionally, the subscript indicates the direction of the vector that appears at the starting point of the pulse pattern and means starting with a rising-vector or starting with a falling-vector.

전술한 고조파 손실 저감을 위한 펄스 전환 기준은 펄스 배수와 펄스 패턴에 따른 고조파 왜곡률을 분석하여, 고조파 왜곡이 작아 고조파 손실이 작은 펄스 배수와 펄스 패턴을 우선적으로 제어에 사용하는 방식이다. 전술한 바와 같이, 펄스 배수가 클수록 고조파 왜곡률은 작은 특성을 보이지만, 인버터의 출력전압 한 주기 동안 스위칭하는 횟수가 증가함에 따라 스위칭 손실이 증가하게 된다.The pulse switching standard for reducing harmonic loss described above is a method of analyzing the harmonic distortion rate according to the pulse multiplier and pulse pattern, and preferentially using the pulse multiplier and pulse pattern with small harmonic loss for control because the harmonic distortion is small. As described above, the larger the pulse multiple, the smaller the harmonic distortion, but as the number of switching times during one cycle of the inverter's output voltage increases, the switching loss increases.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 기준 선정 방법을 설명한다. 본 발명은 견인전동기를 구동하는 인버터 시스템을 제어하는 분야와, 모든 철도 차량용 추진 시스템에 적용 가능하다. Below, a method for selecting a synchronous PWM pulse mode switching standard considering switching loss according to an embodiment of the present invention will be described. The present invention is applicable to the field of controlling inverter systems that drive traction motors and to propulsion systems for all railway vehicles.

스위칭 손실만을 고려하여 펄스 배수를 선정하는 경우, 작은 펄스 배수를 선택하여 인버터의 출력전압 한 주기동안 스위칭하는 횟수를 줄여 스위칭 손실을 줄이는 것이 바람직하다. 그러나, 작은 펄스 배수를 선택한 제어 수행 시, 고조파 왜곡률이 증가되고, 전류와 토크 리플의 크기 또한 증가된다. 따라서, 역기전력이 작아 출력전압의 크기가 작은 저속 영역에서는 고조파 왜곡률을 고려하여 큰 펄스 배수를 선택하여 제어를 하다가, 선택한 펄스 배수에 의한 스위칭 손실이 최대 스위칭 손실에 도달하는 경우 선택한 펄스 배수보다 작은 펄스 배수로 전환하여, 고조파 왜곡률이 커지는 것을 고려하며 스위칭 손실을 줄이는 제어를 수행하는 것이 바람직하다. When selecting a pulse multiplier considering only switching loss, it is desirable to select a small pulse multiplier to reduce switching loss by reducing the number of switching times during one cycle of the inverter's output voltage. However, when performing control with a small pulse multiple selected, the harmonic distortion rate increases, and the magnitude of current and torque ripple also increases. Therefore, in low-speed areas where the back electromotive force is small and the output voltage is small, control is performed by selecting a large pulse multiple considering the harmonic distortion rate, and when the switching loss due to the selected pulse multiple reaches the maximum switching loss, a pulse smaller than the selected pulse multiple is used. It is desirable to perform control to reduce switching loss by switching to multiples, taking into account the increase in harmonic distortion rate.

본 발명의 실시예에 따르면, 최대 스위칭 손실에 도달하는 경우 펄스 배수 전환을 위해, 제어에 사용되는 각 펄스 배수에 대한 손실 분석 테이블 (LUT, Look Up Table)을 구축한다. 제어에 사용되는 스위치 소자를 이용하여 전압 변조지수(MI)와 제어에 따른 펄스 배수에 따른 손실 분석을 진행하여 손실 분석 테이블을 제작하여 이를 제어에 이용한다. According to an embodiment of the present invention, in order to switch pulse multiples when the maximum switching loss is reached, a loss analysis table (LUT, Look Up Table) is constructed for each pulse multiple used for control. Using the switch element used for control, loss analysis is performed according to the voltage modulation index (MI) and pulse multiple according to control, and a loss analysis table is created and used for control.

본 발명의 실시예에 따르면, 제어에 사용된 스위치 소자는 FMF750DC-66A 제품으로 정격전압 3300V 및 정격전류 750A로 트랙션 모터 및 대용량 산업 기계의 인버터에 사용된다. 또한 2개의 SiC MOSFET으로 구성된 모듈 형태로 2개의 스위치 모두 SiC 소자인 Full SiC 모듈이다.According to an embodiment of the present invention, the switch element used for control is the FMF750DC-66A product, which has a rated voltage of 3300V and a rated current of 750A and is used in traction motors and inverters of large-capacity industrial machines. In addition, it is a full SiC module composed of two SiC MOSFETs, and both switches are SiC elements.

본 발명의 실시예에 따르면, 스위칭 손실을 고려한 펄스 배수 전환을 수행하기 위하여 FMF750DC-66A 스위치 소자를 이용하여 손실 분석 테이블(LUT)을 제작하고, 전압 변조지수(MI)를 정규화하여 0.3-1.1547까지 0.1 단위로 진행하고, 전류는 정격 토크를 7구간으로 나누어 토크에 상응하는 전류마다 진행하였다. 본 발명의 실시예에 따른 손실분석에 사용한 영구자석 동기전동기(IPMSM, Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 파라미터는 아래 [표 1]과 같다.According to an embodiment of the present invention, in order to perform pulse multiplier switching considering switching loss, a loss analysis table (LUT) is created using the FMF750DC-66A switch element, and the voltage modulation index (MI) is normalized to 0.3-1.1547. It progressed in 0.1 increments, and the current was divided into 7 sections by dividing the rated torque and proceeded at each current corresponding to the torque. The parameters of the interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) used in the loss analysis according to the embodiment of the present invention are shown in [Table 1] below.

사양specification value Motor Rate VoltageMotor Rate Voltage 612 V612V Motor Rate FrequencyMotor Rate Frequency 95 Hz95 Hz Motor Rate SpeedMotor Rate Speed 1900 rpm1900 rpm Motor Rate CurrentMotor Rate Current 240 A240A d-axis Inductanced-axis Inductance 1.833 mH1.833 mH q-axis Inductanceq-axis Inductance 5.335 mH5.335 mH Stator ResistanceStator Resistance 0.039 Ω0.039Ω PolePole 6 Pole6 Pole

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 시스템을 도시한다. Figure 8 shows a synchronous PWM pulse mode switching system considering switching loss according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 시스템은 전압 변조지수와 전류 크기 정보를 수신하는 입력부(810)와. 전압 변조지수 및 전류 크기 정보를 이용하여 펄스 배수 전환을 위한 손실분석 테이블을 생성하는 프로그램이 저장된 메모리(820) 및 프로그램을 실행시키는 프로세서(830)를 포함하고, 프로세서(830)는 손실분석 테이블을 이용하여 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환을 수행한다. The synchronous PWM pulse mode switching system considering switching loss according to an embodiment of the present invention includes an input unit 810 that receives voltage modulation index and current magnitude information. It includes a memory 820 storing a program that generates a loss analysis table for pulse multiplier conversion using voltage modulation index and current magnitude information, and a processor 830 that executes the program, and the processor 830 generates a loss analysis table. It performs synchronous PWM pulse mode switching considering switching loss.

프로세서(830)는 전압 변조지수를 정규화하여 기설정 단위로 손실분석 테이블을 제작하고, 정격 토크를 기설정 구간으로 나누어 해당 토크에 상응하는 전류에 대해 손실분석 테이블을 제작한다. The processor 830 normalizes the voltage modulation index to create a loss analysis table in preset units, and divides the rated torque into preset sections to create a loss analysis table for the current corresponding to the torque.

프로세서(830)는 펄스 배수 집합 중, 역기전력과 출력전압이 기설정 크기보다 작은 영역에서 고조파 왜곡률을 고려하여 기설정된 초기 펄스 배수를 선택하여 제어를 수행한다. 이 때, 기설정된 초기 펄스 배수는 펄스 배수 집합 중 선택 가능한 최대 펄스 배수이다. The processor 830 performs control by selecting a preset initial pulse multiplier from among the set of pulse multipliers, considering the harmonic distortion rate in a region where the back electromotive force and output voltage are smaller than the preset size. At this time, the preset initial pulse multiplier is the maximum pulse multiplier that can be selected among the pulse multiplier set.

프로세서(830)는 일정 펄스 배수를 이용한 제어 중, 스위칭 손실이 기설정된 최대 스위칭 손실에 도달하는 경우, 펄스 배수 집합 중, 일정 펄스 배수보다 1단계 낮은 펄스 배수로 전환한다. 일정 펄스 배수가 최대 펄스 배수인 경우, 저속도 영역에서는 비동기 PWM 제어 방법을 이용하여 VSI를 제어하므로, 최대 스위칭 손실은 비동기 PWM 제어 구간에서의 최대 스위칭 손실로 선정된다. When the switching loss reaches a preset maximum switching loss during control using a constant pulse multiplier, the processor 830 switches to a pulse multiplier one level lower than the constant pulse multiplier among the pulse multiplier sets. When a constant pulse multiple is the maximum pulse multiple, the VSI is controlled using an asynchronous PWM control method in the low speed region, so the maximum switching loss is selected as the maximum switching loss in the asynchronous PWM control section.

프로세서(830)는 일정 펄스 배수를 이용한 제어 중, 일정 펄스 배수보다 1단계 높은 펄스 배수로 전환하더라도 최대 스위칭 손실에 도달하지 않을 것으로 판단되는 경우, 펄스 배수 집합 중, 일정 펄스 배수보다 1단계 높은 펄스 배수로 전환한다. 이 때, 프로세서(830)는 전압 변조지수 또는 전류의 크기가 감소하여 스위칭 손실이 감소하는 경우, 일정 펄스 배수보다 1단계 높은 펄스 배수로 전환하더라도 최대 스위칭 손실에 도달하지 않을 것인지 여부를 확인한다. During control using a constant pulse multiplier, if it is determined that the maximum switching loss will not be reached even if the processor 830 switches to a pulse multiplier one level higher than the constant pulse multiplier, it switches to a pulse multiplier one level higher than the constant pulse multiplier during the set of pulse multipliers. Switch. At this time, the processor 830 checks whether the maximum switching loss will not be reached even if switching to a pulse multiplier that is one step higher than the constant pulse multiplier when the voltage modulation index or the size of the current decreases and the switching loss decreases.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 기준 선정 방법을 도시한다. Figure 9 shows a method for selecting a synchronous PWM pulse mode switching standard considering switching loss according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 기준 선정 방법은 전압 변조지수와 전류 정보를 이용하여 손실분석 테이블을 제작하는 단계(S910)와, 초기 펄스 배수를 결정하고, 스위칭 손실을 확인한 결과에 따라 펄스 배수 다운 쉬프트를 결정하는 단계(S920) 및 스위칭 손실을 확인하여 펄스 배수를 재결정하는 단계(S930)를 포함한다. The method for selecting a synchronous PWM pulse mode switching standard considering switching loss according to an embodiment of the present invention includes the steps of creating a loss analysis table using the voltage modulation index and current information (S910), determining the initial pulse multiple, and switching loss. It includes a step of determining a pulse multiplier downshift (S920) and a step of re-determining the pulse multiplier by checking switching loss (S930).

S910 단계에서, 전압 변조지수를 정규화하여 기설정 단위로 손실 분석 테이블을 제작하고, 정격 토크를 기설정 구간으로 나누어 해당 토크에 상응하는 전류에 대해 손실분석 테이블을 제작한다. In step S910, the voltage modulation index is normalized to create a loss analysis table in preset units, and the rated torque is divided into preset sections to create a loss analysis table for the current corresponding to the torque.

S920 단계에서, 펄스 배수 집합 중(21, 15, 9), 역기전력과 출력전압이 기설정 크기보다 작은 영역에서 고조파 왜곡률을 고려하여 펄스 배수 집합 중 선택 가능한 최대 펄스 배수(21)를 선택한다.In step S920, among the pulse multiplier sets (21, 15, and 9), the maximum pulse multiplier (21) that can be selected from the pulse multiplier set is selected by considering the harmonic distortion rate in a region where the back electromotive force and output voltage are smaller than the preset size.

S920 단계에서, 최대 펄스 배수를 이용한 제어 중, 스위칭 손실이 기설정된 최대 스위칭 손실에 도달하는 경우, 펄스 배수 집합 중, 일정 펄스 배수보다 1단계 낮은 펄스 배수(15)로 전환(다운 쉬프트)한다. In step S920, when the switching loss reaches the preset maximum switching loss during control using the maximum pulse multiplier, the pulse multiplier is switched (downshifted) to the pulse multiplier 15, which is one step lower than the constant pulse multiplier among the pulse multiplier sets.

저속도 영역에서는 비동기 PWM 제어 방법을 이용하여 VSI를 제어하므로, 최대 펄스 배수를 이용한 제어 중 비교 대상이 되는 기설정된 최대 스위칭 손실은 비동기 PWM 제어 구간에서의 최대 스위칭 손실이다. In the low-speed region, the VSI is controlled using the asynchronous PWM control method, so the preset maximum switching loss to be compared during control using the maximum pulse multiple is the maximum switching loss in the asynchronous PWM control section.

S930 단계에서, 15 펄스 배수로 제어 중, 스위칭 손실을 확인하여, 최대 스위칭 손실에 도달하는 경우, 9 펄스 배수로 전환한다. 반면, S930 단계에서, 15 펄스 배수로 제어 중, 전압 변조지수 또는 전류의 크기가 감소하여 스위칭 손실이 감소하여 21 펄스 배수로 전환하더라도 최대 스위칭 손실에 도달하지 않을 것으로 확인되면, 21 펄스 배수로 전환하여, 스위칭 손실을 감수하며 전류, 토크 리플의 크기를 저감하는 제어를 수행한다. In step S930, while controlling the 15-pulse multiple, the switching loss is checked, and when the maximum switching loss is reached, it is switched to a 9-pulse multiple. On the other hand, in step S930, during the 15-pulse multiple control, if it is confirmed that the switching loss is reduced due to a decrease in the voltage modulation index or the size of the current and the maximum switching loss is not reached even if switched to the 21-pulse multiple, the switching is switched to the 21-pulse multiple. Control is performed to reduce the size of current and torque ripple while accepting losses.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 역행구간 손실분석 3D 테이블(21, 15, 9, 전체 펄스배수)를 도시하고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 회생구간 손실분석 3D 테이블(21, 15, 9, 전체 펄스배수)을 도시하며, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 손실분석 테이블을 이용한 펄스 배수 선택 과정을 도시한다. Figure 10 shows a retrograde section loss analysis 3D table (21, 15, 9, total pulse multiple) according to an embodiment of the present invention, and Figure 11 shows a regenerative section loss analysis 3D table (21, 15, 9, total pulse multiple), and Figure 12 shows the pulse multiple selection process using a loss analysis table according to an embodiment of the present invention.

역행 시 손실분석은 도 10에 도시한 바와 같이, 제어에 사용되는 21, 15, 9 펄스 배수로 전동기의 역행 동작구간에서 진행하였고, 각각의 테이블을 합쳐 도시한다. 손실 분석 테이블을 이용한 펄스 배수 전환 방법에 따르면, 도 10의 통합 손실 분석 테이블에서 좌측 상단에 위치한 21 펄스 배수를 선택하여 제어를 진행하는 도중에, 21 펄스 배수의 스위칭 손실이 최대 스위칭 손실에 도달하는 경우, 좌측 하단의 9 펄스 배수가 아니라, 우측 상단에 위치한 15 펄스 배수로 펄스 배수 전환을 진행하는 방식으로 제어함으로써, 최대 스위칭 손실을 초과하지 않으며 전류 리플의 크기를 크게 증가시키지 않도록 제어를 수행하는 것이 가능하다. As shown in Figure 10, loss analysis during reverse operation was conducted in the reverse operation section of the 21, 15, and 9 pulse multiplier electric motors used for control, and each table is shown combined. According to the pulse multiple conversion method using the loss analysis table, during control by selecting the 21 pulse multiple located in the upper left corner of the integrated loss analysis table in Figure 10, when the switching loss of the 21 pulse multiple reaches the maximum switching loss. By controlling the pulse multiple switching to a 15-pulse multiple located in the upper right corner rather than the 9 pulse multiple located in the lower left corner, it is possible to perform control so as not to exceed the maximum switching loss and not significantly increase the size of the current ripple. do.

역행 동작 구간과 회생 동작 구간에서는 스위치와 다이오드로 흐르는 전류의 크기가 동작에 따라 달라지기 때문에, 역행 동작 구간과 회생 동작 구간 각각 손실 분석을 진행하였고, 회생 동작 구간에서 손실 분석을 진행한 조건은 역행 동작 구간에서의 손실 분석 조건과 같다.Since the size of the current flowing through the switch and diode in the retrograde operation section and the regenerative operation section varies depending on the operation, loss analysis was performed separately in the retrograde operation section and the regenerative operation section, and the conditions for performing loss analysis in the regenerative operation section were: It is the same as the loss analysis conditions in the operation section.

역행 동작 구간에서 손실분석 테이블을 이용하여 펄스 전환을 진행한 방식과 같은 방식으로, 회생구간에서도 손실분석 테이블을 이용하여 전류와 MI를 고려하여 선택 가능한 펄스 배수 중에서 가장 큰 펄스 배수를 선택하여 전류, 토크 리플을 최소화하면서 최대 스위칭 손실을 초과하지 않도록 제어한다. 전류나 전압의 크기가 커져 제어에 사용하는 펄스 배수에 의한 스위칭 주파수로 최대 스위칭 손실에 도달하는 경우, 최대 스위칭 손실을 초과하지 않는 다른 펄스 배수로 펄스 배수 전환하여 제어를 진행한다. In the same way that pulse switching was performed using a loss analysis table in the retrograde operation section, in the regenerative section, the loss analysis table was used to select the largest pulse multiple among the selectable pulse multiples by considering the current and MI. Control to minimize torque ripple while not exceeding maximum switching losses. When the size of the current or voltage increases and reaches the maximum switching loss at the switching frequency based on the pulse multiplier used for control, control is performed by switching the pulse multiplier to another pulse multiplier that does not exceed the maximum switching loss.

전술한 3D 손실 분석 테이블을 이용하면, 전류의 크기, 전압의 크기, 펄스 배수에 따라 스위치에서 발생하는 스위칭 손실을 예측하는 것이 가능하다. Using the above-described 3D loss analysis table, it is possible to predict the switching loss occurring in the switch depending on the current size, voltage size, and pulse multiple.

도 12는 실제 인버터 제어에서 전류의 크기와 전압의 크기(MI)를 고려하여 손실 분석 테이블을 이용한 펄스 배수 선택의 시퀀스를 도시한다. 선택 가능한 최대 펄스 배수를 선택하여 제어하되, 스위칭 손실이 최대 스위칭 손실을 초과하는 경우 다른 펄스 배수로 펄스 배수 전환을 수행하게 된다. 9 펄스 배수를 선택하여 제어하는 중간에 전압 변조지수(MI)나 전류의 크기가 감소하여 스위칭 손실이 감소하게 되어, 15 펄스 배수를 선택해도 최대 스위칭 손실을 초과하지 않을 것으로 판단되면, 15 펄스 배수로 전환된다.Figure 12 shows a sequence of pulse multiplier selection using a loss analysis table considering the magnitude of current and magnitude of voltage (MI) in actual inverter control. It is controlled by selecting the maximum selectable pulse multiplier, but if the switching loss exceeds the maximum switching loss, pulse multiplier switching is performed to another pulse multiplier. During control by selecting the 9 pulse multiple, the voltage modulation index (MI) or the size of the current decreases and the switching loss decreases. If it is determined that the maximum switching loss will not be exceeded even if the 15 pulse multiple is selected, the 15 pulse multiple is used. converted.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 역행/회생 구간에서 스위칭 손실을 고려한 펄스 배수 전환 기준이 적용된 시뮬레이션 파형을 도시한다. Figure 13 shows a simulation waveform to which a pulse multiplier conversion standard considering switching loss is applied in the retrograde/regenerative section according to an embodiment of the present invention.

전술한 [표 1]의 파라미터를 갖는 IPMSM과 앞서 손실분석한 LUT를 이용하여 영구자석 동기전동기(IPMSM, Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)를 제어한 시뮬레이션 예시를 도시한다. 인버터 출력 전압의 기본파 주파수가 상승, 하강하는 전체 운전 구간동안 토크지령을 바꿔가면서 전류와 전압에 변화를 줬다. An example of a simulation in which a permanent magnet synchronous motor (IPMSM, Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) is controlled using the IPMSM with the parameters shown in Table 1 and the previously loss-analyzed LUT is shown. The current and voltage were changed by changing the torque command during the entire operation section in which the fundamental wave frequency of the inverter output voltage rose and fell.

먼저 역행구간에서 저속 영역에서는 비동기 PWM 제어방법을 이용하여 VSI를 제어하고, 중속도 영역에 들어서게 되면 전압의 크기가 커지기 때문에 21 펄스 배수를 선택하여 스위칭 손실을 저감한다. 이때 최대 스위칭 손실은 비동기 PWM 제어 구간에서의 최대 스위칭 손실로 선정한다. 비동기 PWM 제어에서 21 펄스 배수 동기 PWM 제어로 전환되면서, 도 13의 (D)와 같이 스위칭 손실이 감소하게 된다. 21 펄스 배수로 동기 PWM 제어를 진행하다가 전압 또는 전류의 크기 증가로 최대 스위칭 손실에 도달하는 경우 15 펄스 배수, 9 펄스 배수로 전환하여 스위칭 손실을 저감시킨다. First, in the low-speed region in the retrograde section, the VSI is controlled using an asynchronous PWM control method, and when entering the medium-speed region, the magnitude of the voltage increases, so a multiple of 21 pulses is selected to reduce switching loss. At this time, the maximum switching loss is selected as the maximum switching loss in the asynchronous PWM control section. As the asynchronous PWM control is converted to the 21 pulse multiple synchronous PWM control, the switching loss is reduced as shown in (D) of FIG. 13. If the maximum switching loss is reached due to an increase in voltage or current while performing synchronous PWM control with a 21-pulse multiple, switch to a 15-pulse multiple or 9-pulse multiple to reduce switching loss.

역행구간 내에서 9 펄스 배수로 동기 PWM 제어를 진행하는 중, 전류의 크기가 감소하여 15 펄스 배수를 이용한 동기 PWM 제어 시에도 최대 스위칭 손실을 초과하지 않는 것으로 판단되는 경우, 15 펄스 배수, 그리고 이어서 21 펄스 배수로 전환함으로써, 증가되는 스위칭 손실을 감수하고(최대 스위칭 손실을 초과하지 않는 범위에서) 전류 리플과 토크 리플의 크기를 줄이게 된다.During synchronous PWM control with a multiple of 9 pulses within the retrograde section, if the size of the current decreases and it is determined that the maximum switching loss is not exceeded even during synchronous PWM control using a multiple of 15 pulses, then multiple of 15 pulses, and then 21. By switching to pulse multipliers, you sacrifice increased switching losses (as long as they do not exceed maximum switching losses) and reduce the magnitude of current ripple and torque ripple.

역행구간에서 동작을 확대하면 도 14와 같다. 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 역행 구간에서 스위칭 손실을 고려한 펄스 배수 전환 기준이 적용된 시뮬레이션 파형을 도시한다. The operation in the retrograde section is enlarged as shown in Figure 14. Figure 14 shows a simulation waveform to which a pulse multiplier conversion criterion considering switching loss is applied in the retrograde section according to an embodiment of the present invention.

파형의 앞부분은 전동기의 속도(A)가 증가함에 따라 역기전력이 커져 인버터 출력전압의 크기가 증가하지만, 출력 토크 지령이 감소하면서 인버터 출력전류의 크기(E) 또한 감소하게 된다. 제어기는 손실 분석 테이블을 통해 감소하는 전류와 증가하는 전압을 모두 고려하여 9 펄스 배수로 제어를 유지하던 중, 15 펄스 배수로 전환하여도 최대 스위칭 손실이 넘지 않는 것으로 판단되는 경우, 15 펄스 배수로 전환하여, 증가하는 스위칭 손실을 감수하고(최대 스위칭 손실이 넘지 않는 영역에서) 전류, 토크 리플의 크기를 저감하는 제어를 수행한다. In the front part of the waveform, as the speed (A) of the motor increases, the back electromotive force increases and the size of the inverter output voltage increases, but as the output torque command decreases, the size of the inverter output current (E) also decreases. The controller considers both decreasing current and increasing voltage through the loss analysis table and maintains control at a 9-pulse multiple. If it is determined that the maximum switching loss does not exceed even if switched to a 15-pulse multiple, it switches to a 15-pulse multiple. Control is performed to reduce the size of current and torque ripple while accepting increasing switching losses (in the area where the maximum switching loss is not exceeded).

전술한 방식과 같은 방식으로 15 펄스 배수에서 21 펄스 배수로의 전환 이 이루어진다. 파형의 뒷부분으로 진행하면서 전동기의 속도(A)는 계속 증가하기 때문에 인버터 출력전압의 크기도 점차 증가하게 된다. 또한 토크 지령도 증가시켰기 때문에 전류의 크기(E) 또한 증가하게 된다. 따라서 제어기가 손실 분석 테이블을 통해 21 펄스 배수로 제어를 유지하다가 전류와 전압의 크기가 증가하여, 스위칭 손실이 최대 스위칭 손실에 도달하게 되면 15 펄스 배수로 전환한다. The conversion from 15 pulse multiple to 21 pulse multiple is performed in the same manner as described above. As the motor speed (A) continues to increase as it progresses to the latter part of the waveform, the size of the inverter output voltage also gradually increases. Additionally, because the torque command is increased, the magnitude of the current (E) also increases. Therefore, the controller maintains control at a multiple of 21 pulses through the loss analysis table, but switches to a multiple of 15 pulses when the magnitude of the current and voltage increases and the switching loss reaches the maximum switching loss.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 회생 구간에서 스위칭 손실을 고려한 펄스 배수 전환 기준이 적용된 시뮬레이션 파형을 도시한다. Figure 15 shows a simulation waveform to which a pulse multiplier conversion standard considering switching loss is applied in the regenerative section according to an embodiment of the present invention.

회생구간에서도 역행구간과 같은 방식으로 손실분석 테이블을 이용하여 적절한 펄스 배수를 선택하여 펄스 배수 전환을 수행하게 된다. 파형의 앞부분에서 회생구간으로 들어설 때 전동기의 속도(A)가 3000 [rpm]으로 회전하고 있기 때문에, 역기전력에 의해 인버터 출력전압의 크기는 크지만 전류의 크기가 0부터 점차 증가함에 따라 21 펄스 배수를 선택하여 제어하여도 스위칭 손실이 작으므로, 21 펄스 배수를 선택하여 제어한다. In the regenerative section, pulse multiple conversion is performed by selecting an appropriate pulse multiplier using a loss analysis table in the same way as in the retrograde section. When entering the regenerative section at the front of the waveform, the speed (A) of the motor is rotating at 3000 [rpm], so the size of the inverter output voltage is large due to back electromotive force, but as the size of the current gradually increases from 0, it is a multiple of 21 pulses. Even if you select and control, the switching loss is small, so select a multiple of 21 pulses for control.

점차 전류의 크기가 증가함에 따라 21 펄스 배수를 선택한 제어의 스위칭 손실이 최대 스위칭 손실을 초과하게 되면, 15 펄스 배수, 그리고 같은 방식으로 9 펄스 배수로 펄스 배수 전환을 수행한다. As the magnitude of the current gradually increases, if the switching loss of the control selecting the 21 pulse multiple exceeds the maximum switching loss, the pulse multiple conversion is performed to the 15 pulse multiple, and then to the 9 pulse multiple in the same manner.

파형의 뒷부분으로 진행하면서 전동기가 감속하게 되면서 인버터 출력전압의 크기가 감소하게 되고, 9 펄스 배수로 제어를 진행하던 중, 15 펄스 배수를 선택한 제어의 스위칭 손실이 최대 스위칭 손실을 초과하지 않는 것으로 판단되면, 15 펄스 배수로 펄스 배수 전환이 진행된다. As the motor decelerates as it progresses to the latter part of the waveform, the size of the inverter output voltage decreases. During control with a multiple of 9 pulses, if it is determined that the switching loss of the control with a multiple of 15 pulses selected does not exceed the maximum switching loss, , pulse multiple conversion is carried out with a pulse multiple of 15.

도 16 은 본 발명의 실시예에 따른 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 시스템을 나타낸 블록도이다.Figure 16 is a block diagram showing a computer system for implementing a method according to an embodiment of the present invention.

도 16을 참조하면, 컴퓨터 시스템(1300)은, 버스(1370)를 통해 통신하는 프로세서(1310), 메모리(1330), 입력 인터페이스 장치(1350), 출력 인터페이스 장치(1360), 및 저장 장치(1340) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(1300)은 또한 네트워크에 결합된 통신 장치(1320)를 포함할 수 있다. 프로세서(1310)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU)이거나, 또는 메모리(1330) 또는 저장 장치(1340)에 저장된 명령을 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1330) 및 저장 장치(1340)는 다양한 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM(read only memory) 및 RAM(random access memory)를 포함할 수 있다. 본 기재의 실시예에서 메모리는 프로세서의 내부 또는 외부에 위치할 수 있고, 메모리는 이미 알려진 다양한 수단을 통해 프로세서와 연결될 수 있다. 메모리는 다양한 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체이며, 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read-only memory, ROM) 또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 16, the computer system 1300 includes a processor 1310, a memory 1330, an input interface device 1350, an output interface device 1360, and a storage device 1340 that communicate through a bus 1370. ) may include at least one of Computer system 1300 may also include a communication device 1320 coupled to a network. The processor 1310 may be a central processing unit (CPU) or a semiconductor device that executes instructions stored in the memory 1330 or the storage device 1340. Memory 1330 and storage device 1340 may include various types of volatile or non-volatile storage media. For example, memory may include read only memory (ROM) and random access memory (RAM). In embodiments of the present disclosure, the memory may be located inside or outside the processor, and the memory may be connected to the processor through various known means. Memory is various forms of volatile or non-volatile storage media, for example, memory may include read-only memory (ROM) or random access memory (RAM).

따라서, 본 발명의 실시예는 컴퓨터에 구현된 방법으로서 구현되거나, 컴퓨터 실행 가능 명령이 저장된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서 구현될 수 있다. 한 실시예에서, 프로세서에 의해 실행될 때, 컴퓨터 판독 가능 명령은 본 기재의 적어도 하나의 양상에 따른 방법을 수행할 수 있다.Accordingly, embodiments of the present invention may be implemented as a computer-implemented method or as a non-transitory computer-readable medium storing computer-executable instructions. In one embodiment, when executed by a processor, computer readable instructions may perform a method according to at least one aspect of the present disclosure.

통신 장치(1320)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다.The communication device 1320 can transmit or receive wired signals or wireless signals.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어, 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. Additionally, the method according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium.

상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은, 본 발명의 실시예를 위해 특별히 설계되어 구성된 것이거나, 컴퓨터 소프트웨어 분야의 통상의 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등일 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라, 인터프리터 등을 통해 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination. Program instructions recorded on the computer-readable medium may be specially designed and configured for embodiments of the present invention, or may be known and usable by those skilled in the art of computer software. A computer-readable recording medium may include a hardware device configured to store and perform program instructions. For example, computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and floptical disks. It may be the same magneto-optical media, ROM, RAM, flash memory, etc. Program instructions may include not only machine language code such as that created by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer through an interpreter, etc.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also possible. It falls within the scope of rights.

Claims (14)

전압 변조지수와 전류 크기 정보를 수신하는 입력부;
상기 전압 변조지수 및 전류 크기 정보를 이용하여 펄스 배수 전환을 위한 손실분석 테이블을 생성하는 프로그램이 저장된 메모리; 및
상기 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 손실분석 테이블을 이용하여 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환을 수행하는 것
인 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 시스템.
An input unit that receives voltage modulation index and current magnitude information;
a memory storing a program that generates a loss analysis table for pulse multiple conversion using the voltage modulation index and current magnitude information; and
Includes a processor that executes the program,
The processor performs synchronous PWM pulse mode switching considering switching loss using the loss analysis table.
Synchronous PWM pulse mode switching system considering switching losses.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 전압 변조지수를 정규화하여 기설정 단위로 상기 손실분석 테이블을 제작하고, 정격 토크를 기설정 구간으로 나누어 해당 토크에 상응하는 전류에 대해 상기 손실분석 테이블을 제작하는 것
인 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 시스템.
According to paragraph 1,
The processor normalizes the voltage modulation index to produce the loss analysis table in preset units, and divides the rated torque into preset sections to produce the loss analysis table for the current corresponding to the torque.
Synchronous PWM pulse mode switching system considering switching losses.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는 펄스 배수 집합 중, 역기전력과 출력전압이 기설정 크기보다 작은 영역에서 고조파 왜곡률을 고려하여 기설정된 초기 펄스 배수를 선택하여 제어를 수행하는 것
인 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 시스템.
According to paragraph 1,
The processor performs control by selecting a preset initial pulse multiplier from among the set of pulse multipliers, considering the harmonic distortion rate in a region where the back electromotive force and output voltage are smaller than the preset size.
Synchronous PWM pulse mode switching system considering switching losses.
제3항에 있어서,
상기 기설정된 초기 펄스 배수는 펄스 배수 집합 중 선택 가능한 최대 펄스 배수인 것
을 특징으로 하는 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 시스템.
According to paragraph 3,
The preset initial pulse multiplier is the maximum pulse multiplier that can be selected among the pulse multiplier set.
A synchronous PWM pulse mode switching system that considers switching losses, featuring:
제1항에 있어서,
상기 프로세서는 일정 펄스 배수를 이용한 제어 중, 스위칭 손실이 기설정된 최대 스위칭 손실에 도달하는 경우, 펄스 배수 집합 중, 일정 펄스 배수보다 1단계 낮은 펄스 배수로 전환하는 것
인 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 시스템.
According to paragraph 1,
During control using a constant pulse multiplier, if the switching loss reaches a preset maximum switching loss, the processor switches to a pulse multiplier one level lower than the constant pulse multiplier during the set of pulse multipliers.
Synchronous PWM pulse mode switching system considering switching losses.
제5항에 있어서,
상기 일정 펄스 배수가 상기 펄스 배수 집항 중 최대 펄스 배수인 경우, 상기 최대 스위칭 손실은 비동기 PWM 제어 구간에서의 최대 스위칭 손실인 것
을 특징으로 하는 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 시스템.
According to clause 5,
If the constant pulse multiple is the maximum pulse multiple among the pulse multiple convergence, the maximum switching loss is the maximum switching loss in the asynchronous PWM control section.
A synchronous PWM pulse mode switching system that considers switching losses, featuring:
제1항에 있어서,
상기 프로세서는 일정 펄스 배수를 이용한 제어 중, 일정 펄스 배수보다 1단계 높은 펄스 배수로 전환하더라도 최대 스위칭 손실에 도달하지 않을 것으로 판단되는 경우, 펄스 배수 집합 중, 일정 펄스 배수보다 1단계 높은 펄스 배수로 전환하는 것
인 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 시스템.
According to paragraph 1,
During control using a constant pulse multiplier, if the processor determines that the maximum switching loss will not be reached even if switching to a pulse multiplier one level higher than the constant pulse multiplier, it switches to a pulse multiplier one level higher than the constant pulse multiplier during the set of pulse multipliers. thing
Synchronous PWM pulse mode switching system considering switching losses.
제7항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 전압 변조지수 또는 전류의 크기가 감소하여 스위칭 손실이 감소하는 경우, 상기 일정 펄스 배수보다 1단계 높은 펄스 배수로 전환하더라도 최대 스위칭 손실에 도달하지 않을 것인지 여부를 확인하는 것
인 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 시스템.
In clause 7,
When the voltage modulation index or the size of the current decreases and the switching loss decreases, the processor checks whether the maximum switching loss will not be reached even if the pulse multiplier is switched to one level higher than the constant pulse multiplier.
Synchronous PWM pulse mode switching system considering switching losses.
(a) 전압 변조지수와 전류 정보를 이용하여 손실분석 테이블을 제작하는 단계;
(b) 초기 펄스 배수를 결정하고, 스위칭 손실을 확인한 결과에 따라 펄스 배수 다운 쉬프트를 결정하는 단계; 및
(c) 스위칭 손실을 확인하여 펄스 배수를 재결정하는 단계
를 포함하는 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 기준 선정 방법.
(a) creating a loss analysis table using voltage modulation index and current information;
(b) determining the initial pulse multiplier and determining the pulse multiplier downshift according to the results of confirming the switching loss; and
(c) re-determining the pulse multiplier by checking the switching loss;
Method for selecting synchronous PWM pulse mode switching criteria considering switching loss including.
제9항에 있어서,
상기 (a) 단계는 상기 전압 변조지수를 정규화하여 기설정 단위로 상기 손실 분석 테이블을 제작하고, 정격 토크를 기설정 구간으로 나누어 해당 토크에 상응하는 전류에 대해 상기 손실분석 테이블을 제작하는 것
인 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 기준 선정 방법.
According to clause 9,
In step (a), the voltage modulation index is normalized to produce the loss analysis table in preset units, and the rated torque is divided into preset sections to produce the loss analysis table for the current corresponding to the torque.
Method for selecting synchronous PWM pulse mode switching criteria considering switching losses.
제9항에 있어서,
상기 (b) 단계는 역기전력과 출력전압이 기설정 크기보다 작은 영역에서 고조파 왜곡률을 고려하여 펄스 배수 집합 중 선택 가능한 최대 펄스 배수를 선택하는 것
인 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 기준 선정 방법.
According to clause 9,
Step (b) is to select the maximum selectable pulse multiplier from the set of pulse multipliers by considering the harmonic distortion rate in the area where the back electromotive force and output voltage are smaller than the preset size.
Method for selecting synchronous PWM pulse mode switching criteria considering switching losses.
제11항에 있어서,
상기 (b) 단계는 상기 최대 펄스 배수를 이용한 제어 중, 스위칭 손실이 기설정된 최대 스위칭 손실에 도달하는 경우, 펄스 배수 집합 중, 일정 펄스 배수보다 1단계 낮은 펄스 배수로 전환하는 것
인 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 기준 선정 방법.
According to clause 11,
In step (b), when the switching loss reaches a preset maximum switching loss during control using the maximum pulse multiplier, switching to a pulse multiplier one level lower than a certain pulse multiplier during pulse multiplier set.
Method for selecting synchronous PWM pulse mode switching criteria considering switching losses.
제9항에 있어서,
상기 (c) 단계는 다운 쉬프트된 펄스 배수로 제어 중 스위칭 손실을 확인하여, 최대 스위칭 손실에 도달하는 경우, 상기 다운 쉬프트된 펄스 배수보다 1단계 더 낮은 펄스 배수로 전환하는 것
인 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 기준 선정 방법.
According to clause 9,
Step (c) checks the switching loss during control with the downshifted pulse multiplier, and when the maximum switching loss is reached, switches to a pulse multiplier one level lower than the downshifted pulse multiplier.
Method for selecting synchronous PWM pulse mode switching criteria considering switching losses.
제9항에 있어서,
상기 (c) 단계는 다운 쉬프트된 펄스 배수로 제어 중, 전압 변조지수 또는 전류의 크기가 감소하여 스위칭 손실이 감소하여, 상기 다운 쉬프트된 펄스 배수보다 1단계 높은 펄스 배수로 전환하더라도 최대 스위칭 손실에 도달하지 않을 것으로 확인되면, 상기 다운 쉬프트된 펄스 배수보다 1단계 높은 펄스 배수로 전환하여 전류, 토크 리플의 크기를 저감하는 제어를 수행하는 것
인 스위칭 손실을 고려한 동기 PWM 펄스 모드 전환 기준 선정 방법.
According to clause 9,
In step (c), while controlling the downshifted pulse multiplier, the voltage modulation index or the magnitude of the current decreases, thereby reducing the switching loss, so that the maximum switching loss is not reached even if the pulse multiplier is switched to a pulse multiplier one level higher than the downshifted pulse multiplier. If it is confirmed that this will not be the case, control is performed to reduce the size of the current and torque ripple by switching to a pulse multiplier one step higher than the downshifted pulse multiplier.
Method for selecting synchronous PWM pulse mode switching criteria considering switching losses.
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