이중 병렬 3-레벨 인버터의 누설 전류 저감을 위한 공간 벡터 변조 장치 및 방법
APPARATUS AND METHOD FOR SPACE VECTOR MODULATION TO REDUCE LEAKAGE CURRENT OF TWO-PARALLEL THREE-LEVEL INVERTER
특허 요약
이중 병렬 3-레벨 인버터의 누설 전류 저감을 위한 공간 벡터 변조 장치 및 방법이 개시되며, 본원의 일 실시예에 따른 이중 병렬 3-레벨 인버터의 누설 전류 저감을 위한 공간 벡터 변조 방법은, (a) 상기 이중 병렬 3-레벨 인버터에 대한 지령 전압 벡터를 획득하고, 상기 지령 전압 벡터로부터 변조 지수(modulation index, MI)를 연산하는 단계, (b) 미리 설정된 각도 범위에 따라 복수의 섹터로 구분되고, 상기 복수의 섹터 각각을 구획하는 복수의 세부 영역이 정의되는 공간 벡터 다이어그램을 이용하여, 상기 지령 전압 벡터의 크기 및 위상에 대응하는 타겟 섹터 및 타겟 영역을 결정하는 단계, (c) 상기 결정된 타겟 영역에 따른 기준 벡터를 이용하여 스위칭 시퀀스를 정의하는 단계 및 (d) 상기 결정된 타겟 영역에 따라, 상기 변조 지수 및 상기 위상을 기초로 하여 상기 스위칭 시퀀스의 인가 시간을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
청구항
번호청구항
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이중 병렬 3-레벨 인버터의 누설 전류 저감을 위한 공간 벡터 변조 방법에 있어서,(a) 상기 이중 병렬 3-레벨 인버터에 대한 지령 전압 벡터를 획득하고, 상기 지령 전압 벡터로부터 변조 지수(modulation index, MI)를 연산하는 단계;(b) 미리 설정된 각도 범위에 따라 복수의 섹터로 구분되고, 상기 복수의 섹터 각각을 구획하는 복수의 세부 영역이 정의되는 공간 벡터 다이어그램을 이용하여, 상기 지령 전압 벡터의 크기 및 위상에 대응하는 타겟 섹터 및 타겟 영역을 결정하는 단계;(c) 상기 결정된 타겟 영역에 따른 기준 벡터를 이용하여 스위칭 시퀀스를 정의하는 단계; 및(d) 상기 결정된 타겟 영역에 따라, 상기 변조 지수 및 상기 위상을 기초로 하여 상기 스위칭 시퀀스의 인가 시간을 연산하는 단계,를 포함하는, 변조 방법.

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제1항에 있어서,상기 (c) 단계는,상기 스위칭 시퀀스의 한 주기 동안의 공통 모드 전압(common-mode voltage, CMV)의 변화 횟수가 미리 설정된 기준 횟수 이하가 되도록 상기 스위칭 시퀀스를 결정하는 것인, 변조 방법.

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제2항에 있어서,상기 기준 횟수는 2회인 것을 특징으로 하는, 변조 방법.

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제1항에 있어서,상기 공간 벡터 다이어그램은 복수 개의 상기 기준 벡터로 이루어지고,상기 기준 벡터 각각에 대응하는 상기 이중 병렬 3-레벨 인버터에 대한 3상 5-레벨 상태의 합이 미리 설정된 임계 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는, 변조 방법.

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제4항에 있어서,상기 임계 범위가 5 이상 7이하의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는, 변조 방법.

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제4항에 있어서,상기 복수의 세부 영역 각각이, 공통된 두 변의 길이가 상기 복수 개의 기준 벡터 중 인접한 한 쌍의 기준 벡터 간의 거리인 기준 거리로 설정되는 이등변 삼각형 형상으로 구획되는 것인, 변조 방법.

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제6항에 있어서,상기 복수의 섹터는 αβ 정지 좌표계 기반의 상기 공간 벡터 다이어그램에 대하여, 상기 각도 범위를 60도로 하여 구획되고,상기 복수의 섹터 중 어느 하나의 섹터에 대하여 18개의 상기 세부 영역을 포함하도록 상기 복수의 섹터 각각이 구획되는 것인, 변조 방법.

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제1항에 있어서,상기 (c) 단계에서 상기 스위칭 시퀀스의 한 주기는 T0/2- T1/2 - T2 - T1/2 - T0/2의 순서로 구분되는 것이고,상기 (d) 단계는,상기 T0, 상기 T1, 및 상기 T2를 포함하는 상기 인가 시간을 각각 연산하는 것이고,상기 T0, 상기 T1, 및 상기 T2 각각은 상기 스위칭 시퀀스에 따라 변환되는 스위칭 펄스의 체류 시간(Dwell time)을 각각 나타내는 것인, 변조 방법.

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이중 병렬 3-레벨 인버터의 누설 전류 저감을 위한 공간 벡터 변조 장치에 있어서,상기 이중 병렬 3-레벨 인버터에 대한 지령 전압 벡터를 획득하고, 상기 지령 전압 벡터로부터 변조 지수(modulation index, MI)를 연산하는 변조 지수 연산부;미리 설정된 각도 범위에 따라 복수의 섹터로 구분되고, 상기 복수의 섹터 각각을 구획하는 복수의 세부 영역이 정의되는 공간 벡터 다이어그램을 이용하여, 상기 지령 전압 벡터의 크기 및 위상에 대응하는 타겟 섹터 및 타겟 영역을 결정하는 공간 벡터 매핑부; 및상기 결정된 타겟 영역에 따른 기준 벡터를 이용하여 스위칭 시퀀스를 정의하고, 상기 결정된 타겟 영역에 따라, 상기 변조 지수 및 상기 위상을 기초로 하여 상기 스위칭 시퀀스의 인가 시간을 연산하는 시퀀스 결정부,를 포함하는, 변조 장치.

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제9항에 있어서,상기 시퀀스 결정부는,상기 스위칭 시퀀스의 한 주기 동안의 공통 모드 전압(common-mode voltage, CMV)의 변화 횟수가 미리 설정된 기준 횟수 이하가 되도록 상기 스위칭 시퀀스를 결정하는 것인, 변조 장치.

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제10항에 있어서,상기 공간 벡터 다이어그램은 복수 개의 상기 기준 벡터로 이루어지고,상기 기준 벡터 각각에 대응하는 상기 이중 병렬 3-레벨 인버터에 대한 3상 5-레벨 상태의 합이 미리 설정된 임계 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는, 변조 장치.

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제11항에 있어서,상기 복수의 세부 영역 각각이, 공통된 두 변의 길이가 상기 복수 개의 기준 벡터 중 인접한 한 쌍의 기준 벡터 간의 거리인 기준 거리로 설정되는 이등변 삼각형 형상으로 구획되는 것인, 변조 장치.

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제12항에 있어서,상기 복수의 섹터는 αβ 정지 좌표계 기반의 상기 공간 벡터 다이어그램에 대하여, 상기 각도 범위를 60도로 하여 구획되고,상기 복수의 섹터 중 어느 하나의 섹터에 대하여 18개의 상기 세부 영역을 포함하도록 상기 복수의 섹터 각각이 구획되는 것인, 변조 장치.

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제9항에 있어서,상기 시퀀스 결정부는,상기 스위칭 시퀀스의 한 주기를 T0/2- T1/2 - T2 - T1/2 - T0/2의 순서로 구분하고, 상기 T0, 상기 T1, 및 상기 T2를 포함하는 상기 인가 시간을 각각 연산하는 것이고,상기 T0, 상기 T1, 및 상기 T2 각각은 상기 스위칭 시퀀스에 따라 변환되는 스위칭 펄스의 체류 시간(Dwell time)을 각각 나타내는 것인, 변조 장치.

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제11항에 있어서,상기 기준 횟수는 2회이고,상기 임계 범위가 5 이상 7이하의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는, 변조 장치.