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인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 방법 및 이를 수행하는 장치

  • 기술번호 : KST2021015988
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명의 일 실시 예에 따른 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 방법은, 정지 좌표계 d-q축 전류의 직류 성분(IV_dc)을 획득하고, 전류의 전 고조파 왜곡률(Total Harmonic Distortion, THD)(THDv)을 추정하는 단계, 상기 d-q축 전류의 직류 성분(IV_dc)을 미리 학습된 제1 인공 신경망(Artificial Neural Networks, ANN)에 적용하여 전류 벡터 각도에 따른 개방고장 유형을 복수의 섹터로 그룹화하는 단계 및 상기 d-q축 전류의 직류 성분(IV_dc) 및 상기 전류의 전 고조파 왜곡률(THDv)을 미리 학습된 제2 인공 신경망에 적용하여 그룹화된 복수의 섹터 내에서 개방고장이 발생한 스위치를 진단하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 전류 벡터의 각도를 이용하여 스위치의 개방고장을 진단하되, 인공 신경망(ANN)을 이용하여 21가지의 개방고장의 모드를 6가지로 새롭게 분류함으로써, 다중 스위치의 개방고장을 보다 간단하고 정확하게 진단할 수 있다.
Int. CL G01R 31/40 (2014.01.01) G01R 31/327 (2006.01.01) G01R 31/54 (2020.01.01) G01R 23/20 (2006.01.01) G06N 3/04 (2006.01.01) G06N 3/08 (2006.01.01)
CPC G01R 31/40(2013.01) G01R 31/3277(2013.01) H02P 27/085(2013.01) H02M 7/219(2013.01) G01R 31/54(2013.01) G01R 23/20(2013.01) G06N 3/0454(2013.01) G06N 3/08(2013.01)
출원번호/일자 1020200059620 (2020.05.19)
출원인 강원대학교산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2021-0142883 (2021.11.26) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2020.05.19)
심사청구항수 18

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 강원대학교산학협력단 대한민국 강원도 춘천시

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김원재 강원도 춘천시 우두강
2 김상훈 서울특별시 광진구 광나루로**길 **-*(군

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 신재열 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로***길 **, *층(대치동, 양유빌딩)(지성국제특허법률사무소)
2 이영규 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로***길 **, *층 (대치동, 양유빌딩)(지성국제특허법률사무소)
3 윤병국 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로***길 **(대치동) *층(지성국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2020.05.19 수리 (Accepted) 1-1-2020-0502806-07
2 [대리인선임]대리인(대표자)에 관한 신고서
[Appointment of Agent] Report on Agent (Representative)
2021.08.04 수리 (Accepted) 1-1-2021-0897642-03
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2021.08.13 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2021.11.18 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2021-0217568-76
5 심사처리보류(연기)보고서
Report of Deferment (Postponement) of Processing of Examination
2021.11.29 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2021-0218040-50
6 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2021.12.27 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2021-1012424-69
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번호 청구항
1 1
정지 좌표계 d-q축 전류의 직류 성분(IV_dc)을 획득하고, 전류의 전 고조파 왜곡률(Total Harmonic Distortion, THD)(THDv)을 추정하는 단계;상기 d-q축 전류의 직류 성분(IV_dc)을 미리 학습된 제1 인공 신경망(Artificial Neural Networks, ANN)에 적용하여 전류 벡터 각도에 따른 개방고장 유형을 복수의 섹터로 그룹화하는 단계; 및 상기 d-q축 전류의 직류 성분(IV_dc) 및 상기 전류 전 고조파 왜곡률(THDv)을 미리 학습된 제2 인공 신경망에 적용하여 그룹화된 복수의 섹터 내에서 개방고장이 발생한 스위치를 진단하는 단계; 를 포함하는 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 방법
2 2
제1항에 있어서,상기 추정하는 단계 이전에,하기 [수학식 1]로 정의된 적응 신경망 모델을 이용하여 가중치(W)를 산출하는 단계; 를 더 포함하는 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 방법
3 3
제2항에 있어서,상기 가중치(W)를 산출하는 단계는,실제 입력 전류 값과 추정 입력 전류 값의 차이가 0이 되도록 하는 가중치(W)를 산출하는 단계인, 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 방법
4 4
제2항에 있어서,상기 추정하는 단계는,하기 [수학식 2]를 이용하여 상기 d-q축 전류의 직류 성분(IV_dc)을 획득하고, 하기 [수학식 3]을 이용하여 상기 전류의 전 고조파 왜곡률(THDv)을 추정하는, 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 방법
5 5
제1항에 있어서,상기 제1 인공 신경망의 구조는, 상기 d-q축 전류의 직류 성분(IV_dc) 각각을 입력 노드로 하는 입력 레이어, 각각 하나의 히든 레이어 및 출력 레이어를 포함하고,상기 출력 레이어는,6개의 섹터-각각 3가지 개방고장 유형을 포함함-에 대한 경계선 정보를 출력 노드로 하는, 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 방법
6 6
제5항에 있어서,상기 제2 인공 신경망의 구조는,상기 d-q축 전류의 직류 성분 및 d-q축 전류의 전 고조파 왜곡률 각각을 입력 노드로 하는 입력 레이어, 적어도 둘 이상의 노드를 포함하는 히든 레이어 및 출력 레이어를 포함하고,상기 출력 레이어는,상기 6개의 섹터 중 어느 하나의 섹터에 포함된 3가지 개방고장 유형에서 개방고장이 발생한 적어도 하나의 스위치 정보를 출력 노드로 하는, 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 방법
7 7
제4항에 있어서,상기 그룹화하는 단계는,상기 d-q축 전류의 직류 성분(IV_dc) 크기가 기 설정된 크기보다 작은지 비교하는 단계, 와비교 결과, 상기 d-q축 전류의 직류 성분(IV_dc) 크기가 기 설정된 크기보다 작을 경우, 해당 개방고장 유형을 하나의 섹터로 분류하는 단계, 를 포함하는 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 방법
8 8
제7항에 있어서,상기 진단하는 단계는,한 주기 내에서 a상, b상 및 c상에 발생하는 영전류의 수를 카운트하는 단계, 와카운트된 영전류의 수가 가장 높은 어느 하나의 상을 개방고장이 발생한 상으로 판단하는 단계, 를 포함하는 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 방법
9 9
제1항에 있어서,상기 추정하는 단계 이전에,상기 제1 및 제2 인공 신경망 구조를 학습하는 단계; 를 더 포함하는 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 방법
10 10
정지 좌표계 d-q축 전류의 직류 성분(IV_dc)을 획득하고, 전류의 전 고조파 왜곡률(Total Harmonic Distortion, THD)(THDv)을 추정하는 추정부;상기 d-q축 전류의 직류 성분(IV_dc)을 미리 학습된 제1 인공 신경망(Artificial Neural Networks, ANN)에 적용하여 전류 벡터 각도에 따른 개방고장 유형을 복수의 섹터로 그룹화하는 그룹화부; 및상기 d-q축 전류의 직류 성분(IV_dc) 및 상기 전류 전 고조파 왜곡률(THDv)을 제2 인공 신경망 구조에 적용하여 그룹화된 복수의 섹터 내에서 개방고장이 발생한 스위치를 진단하는 진단부; 를 포함하는 인공지능을 이용한 3상PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 장치
11 11
제10항에 있어서,상기 추정부는,하기 [수학식 1]로 정의된 적응 신경망 모델을 이용하여 가중치(W)를 산출하는, 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 장치
12 12
제11항에 있어서,상기 추정부는,실제 입력 전류 값과 추정 입력 전류 값의 차이가 0이 되도록 하는 가중치(W)를 산출하는, 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 장치
13 13
제11항에 있어서,상기 추정부는, 하기 [수학식 2]를 이용하여 상기 d-q축 전류의 직류 성분(IV_dc)을 획득하고, 하기 [수학식 3]을 이용하여 상기 전류의 전 고조파 왜곡률(THDv)을 추정하는, 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 장치
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제10항에 있어서,상기 제1 인공 신경망의 구조는, 상기 d-q축 전류의 직류 성분(IV_dc) 각각을 입력 노드로 하는 입력 레이어, 각각 하나의 히든 레이어 및 출력 레이어를 포함하고,상기 출력 레이어는,6개의 섹터-각각 3가지 개방고장 유형을 포함함-에 대한 경계선 정보를 출력 노드로 하는, 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 장치
15 15
제14항에 있어서,상기 제2 인공 신경망의 구조는,상기 d-q축 전류의 직류 성분 및 d-q축 전류의 전류 전 고조파 왜곡률 각각을 입력 노드로 하는 입력 레이어, 적어도 둘 이상의 노드를 포함하는 히든 레이어 및 출력 레이어를 포함하고,상기 출력 레이어는,상기 6개의 섹터 중 어느 하나의 섹터에 포함된 3가지 개방고장 유형에서 개방고장이 발생한 적어도 하나의 스위치 정보를 출력 노드로 하는, 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 장치
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제13항에 있어서,상기 그룹화부는상기 d-q축 전류의 직류 성분(IV_dc) 크기가 기 설정된 크기보다 작은지 비교하고,비교 결과, 상기 d-q축 전류의 직류 성분(IV_dc) 크기가 기 설정된 크기보다 작을 경우, 해당 개방고장 유형을 하나의 섹터로 분류하는, 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 장치
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제16항에 있어서,상기 진단부는,한 주기 내에서 a상, b상 및 c상에 발생하는 영전류의 수를 카운트하고, 카운트된 영전류의 수가 가장 높은 어느 하나의 상을 개방고장이 발생한 상으로 판단하는, 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 장치
18 18
제10항에 있어서,상기 제1 및 제2 인공 신경망 구조를 학습하는 학습부; 를 더 포함하는 인공지능을 이용한 3상 PWM 컨버터의 다중 스위치 개방고장 진단 장치
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1 산업통상자원부 피앤이이노텍 에너지기술개발사업 산업기술혁신사업 DC 기반 PV+ESS 시스템 개발 및 250kW급 All in One PCS 실증