KR0120008B1 - 전자석(電磁石)용 전원공급장치의 제어불능 방지회로 - Google Patents

전자석(電磁石)용 전원공급장치의 제어불능 방지회로

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Abstract

본 발명은 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 자장을 필요로 하는 장비나 설비들(예를 들면, 자기 부상열차, 방사광 입자 가속기 또는 핵융합용 프라즈마 시험기 등)의 고정밀 전원공급장치에 있어서 제어불능 상태가 도래할 경우에도 제어 가능한 상태가 되도록 한 전자석용 전원공급장치의 제어불능 방지회로에 관한 것이다.
본 발명의 구성은 전원의 3상(RST상)신호를 증폭기(101)에 연결하고, 분배(12)의 출력신호를 플립플롭(102)에 연결하며, 상기 증폭기(101)의 출력과 상기 플립플롭(102)의 출력을 각각 배타적 NOR 게이트(103)에 연결하여 이 출력이 적분기(104) 및 비교기(105)에 연결되도록 구성된다. 이와 같이 구성된 본 발명은 자장을 필요로 하는 장비나 설비들의 고정밀 전원공급장치의 내부에 추가로 전자부품의 오차에 대한 적응회로를 피이드백되도록하여 소호각이 하이상태(0o~180o)를 벗어나면 벗어난 값만큼 전압제어발진기(11)가 작용하여 전원(R상)의 파형(A)의 하이상태(0o~180oC)내로 들어가도록 함으로써 전원공급장치의 출력전압 전류값이 항상 안정화될 수 있도록하여 제어계가 불안정해지는 것을 미연에 방지할 수 있는 특출난 효과가 있다.

Description

전자석(電磁石)용 전원공급장치의 제어불능 방지회로
제1도는 종래의 전자석용 전원공급장치의 제어계통을 도시한 블럭도.
제2도는 본 발명의 전자석용 전원공급장치의 제어계통을 도시한 블록도.
제3도는 본 발명의 노치필터를 도시한 구성도.
제4도는 본 발명의 노치필터를 도시한 회로도.
제5도는 본 발명에 의한 노치필터의 각부에서 출력되는 파형을 도시한 각부파형도.
제6a도는 본 발명의 노치필터의 출력이 정상일 경우의 출력파형도.
제6b도는 본 발명의 노치필터의 출력이 비정상일 경우의 출력파형도.
본 발명은 전원공급장치에 관한 것으로, 특히 자장을 필요로 하는 장비나 설비들(예를들면, 자기 부상열차, 방사광 입자 가속기 또는 핵융합용 프라즈마 시험기 등)의 고정밀 전원공급장치에 잇어서 제어불능 상태가 도래할 경우에도 제어가능한 상태가 되도록 한 전자석용 전원공급장치의 제어불능 방지회로에 관한 것이다.
일반적으로 전자석용 전원공급장치는 매우 높은 안정성을 요구하는 자기 부상열차, 방사광 입자 가속기 또는 핵융합용 프라즈마 시험기 등의 전원공급장치에 이용된다. 고 안정 전자석용 전원공급장치를 실현하기 위해서는 정밀 센서의 채용 및 용융기술, 정밀 필터 설계기술 그리고 전력 변환기술등이 요구된다. 그중 고 안정성을 이루기 위해 전자석(MAGNET)을 만드는 문제와 동시에 반드시 해결해야할 문제는 안정된 전류원을 만드는 것이다.
종래의 전자석용 전원공급장치의 제어는 제1도에 도시한 바와 같이 제어계에서 지령한 값이 전압제어 발진기(11)와 분배기(12)로 이루어진 제어기(10)에서 연산 및 분배되고 이 값이 SCR(Silicon-Controlled Rectifier)구동부(20)를 통해 소호각 게이트(Firing Gate)(21)의 온 오프제어에 의해 선택되어진 SCR 소호각(Firing Signal Angle)에 따라 출력전압 전류값이 결정되어 부하(30)로 전달되고, 상기 부하(30)의 상태값을 센서(도시생략)가 측정하여 DC검출기(40)를 통해 피이드백시켜 비교기(50)에서 이 값을 비교하는 제어계의 구성으로 이루어진다. 이와 같이 된 종래의 제어계는 SCR 소호각(Firing Signal Angle)에 따라 출력전압 전류값이 결정되고 소호각의 위치기 제로 각도에 도달할 경우 지령하는 전원값에서 안정화가 이루어지도록함으로써, 부하에 적합한 전원을 안정되게 공급하였으나 부하의 특성이나 전자소자의 미세한 출력 변화에 의하여 피이드백 회록에 이특(GAIN)오차가 발생하여 소호각이 제로 각도 이하로 내려가는 경우가 발생되면 제어계는 불안정화되고 순간적으로 제어불능 상태에 도달되어 기기의 사용이 불가능해진다. 이와 같이되면 기기의 사용을 중지하고 제어계의 이득을 재조정하는 조치가 불가피하게 된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 자장을 필요로 하는 장비나 설비들의 고정밀 전원공급장치의 내부에 추가로 전자부품의 오차에 대한 적응회로를 삽입하여 소호각도가 제로 이하로 내려가는 경우가 발생하지 않도록 함으로써 전원공급장치의 출력전압 전류값이 항상 안정화될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, 전원의 3상(RST상)신호를 증폭기에 연결하고, 분배기의 출력신호를 플립플롭에 연결하며, 상기 증폭기의 출력과 상기 플립플롭의 출력을 각각 배타적 NOR 게이트에 연결하여 이 출력이 적분기 및 비교기에 연결되도록 함으로써 달성된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
제4도에 도시한 회로에 의거 본 발명을 설명하면 각각의 위상차가 다른 펄스파의 3상전원(R,S,T)이 증폭기(101)의 IC1 내지 IC3에 각각 입력되면 증폭 및 파형변환되어 제5도에 도시한 바와 같은 A,B,C의 사각형파로 변환출력된다.
또한 분배기(12)를 통해 각각의 소호각(S1~S6)를 검출하여 플립플롭(102)에 입력하면 플립플롭(102)의 작용에 의해 소호각(S1)의 신호일 경우 하이상태가 되고 이후 소호각(S4)의 신호가 입력되면 로우상태가 되는 사각형파형이 플립플롭(102)의 출력단자(Q0)를 통해 계속 반복출력하게 되고, 소호각(S3)의 신호가 입력되면 하이상태가 되고 뒤이어 소호각(S6)의 신호가 입력되면 로우상태가 되는 파형이 플립플롭(102)의 출력단자(Q1)을 통해 반복출력되며, 소호각(S5)의 신호와 소호각(S2)의 신호도 이와 동일한 파형으로 출력단자(Q2)를 통해 반복출력된다. 이의 파형을 제5도의 Q0,Q1,Q2에 도시하였다.
상기 증폭기(101)를 통한 파형과 플립플롭(102)를 통한 파형이 배타적 NOR 게이트(103)에 입력되고 이 게이트(103)의 작용에 의해 입력이 상호 동일한 상태 즉 두 입력이 하이,하이일 경우와 로우,로우일 경우에 하이상태를 유지하는 리플파형이 각각 출력되며 이 출력신호는 적분기(104)를 통해 적분파형으로 파형적형 되어 비교기(105)를 통해 전압제어발진기(11)에 입력되는 과정을 거치게 된다.
이와 같이 되는 일련의 과정에서 예를 들어 설명하면 제6a도에 도시한 바와 같이 분배기(12)에서 출력되는 각각의 소호각을 검출하여 플립플롭(102)을 통해 출력시킨 파형 Q0의 소호각(S1)이 증폭기(101)를 통해 파형정형된 전원(R상)의 파형(A)의 하이상태내(0o~180o)에 존재하면 기기의 제어계는 정상적으로 전원을 공급하고 있는 것이다.
그러나 부하의 변동이나 전자 소자의 미세한 출력변화 또는 피이드백 회로에 이득오차가 발생하면 제6b도에 도시한 바와 같이 플립플롭(102)을 통한 파형 Q0의 소호각(S1)이 증폭기(101)를 통해 파형정형된 전원(R상)의 파형(A)의 하이상태내(0o~180o)를 벗어나게 되어 배타적 NOR 게이트(103)의 출력(D)의 파형과 적분기(104)를 통해 파형정형되어 출력된 출력파형(G)는 제6b와 같이 된다.
이와 같이 출력된 파형(G)은 비교기(105)를 통해 비교되어 전압제어발진기(11)의 입력단에 입력된다. 전압제어발진기(11)는 입력된 전압에 해당하는 값에 의해 소호각(S1~S6)을 제어하는 전원(R상)의 파형(A)의 하이상태(0o~180o)내로 들어가도록 한다. 즉, 소호각(S1)을 예를 들어 설명하면 소호각(S1)이 전원(R상)의 파형(A)이 하이상태(0o~180o)내에 존재하면 정상적으로 전원이 공급되는 것이지만 하이상태(0o~180o)를 벗어나면 벗어난 값만큼 전압제어발진기(11)의 작용으로 전원(R상)의 파형(A)의 하이상태(0o~180o)내로 들어가도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 자장을 필요로 하는 장비나 설비들의 고정밀 전원공급장치의 내부에 추가로 전자부품의 오차에 대한 적응회로를 피이드백되도록하여 소호각이 하이상태(0o~180o)를 벗어나면 벗어난 값만큼 전압제어발진기(11)가 적용하여 전원(R상)의 파형(A)의 하이상태(0o~180o)내로 들어가도록 함으로써 전원공급장치의 출력전압 전류값이 항상 안정화될 수 있도록하여 제어계가 불안정해지는 것을 미연에 방지할 수 있는 특출난 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 전자석용 전원공급장치에 있어서, 전원의 3상(RST상) 신호를 증폭기(101)에 연결하고, 분배기(12)의 출력신호를 플립플롭(102)에 연결하며, 상기 증폭기(101)의 출력과 상기 플립플롭(102)의 출력을 각각 배타적 NOR 게이트(103)에 연결하여 이 출력이 적분기(104) 및 비교기(105)에 연결되도록 함을 특징으로 하는 전자석용 전원공급장치의 제어불능 방지회로.
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