KR0127682Y1 - 교류발전기용 자동전압조정기의 전압안정화회로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 교류발전기용 자동전압조정기의 전압안정화회로에 관한 것으로서, 종래에는 원동기 등의 운전시에 초기에는 전압을 증폭시켜 일정전압까지 상승시켜 원동기 속도를 정격속도 유지케 하였으나, 이는, 교류를 직류로 변환하고 직류의 온/오프에 의해 전압조정을 하여 직류아크에 의한 소손과 융착등의 문제점이 발생되는 바, 본 고안에 의하면, 초기 운전시에 발전기의 미세한 잔류자기에 의해 발생된 전압을 증포시켜, 운전되게하고, 또한 발전기에 과전압이 인가됨을 사전감지하여 이는 자동차단시키므로서 발전기의 소손 및 종래 기술에서 비롯되었던 문제점을 완전 해소시킬 수 있게 된 교류발전기용 자동전압조정기의 전압안정화회로에 관한 것이다.

Description

교류발전기용 자동전압조정기의 전압안정화회로

제1도는 본 고안의 회로구성도.

제2도는 제1도의 전압조정기의 전압감지회로에 대한 회로 구성도.

제3도는 종래기술의 회로구성도.

본 고안은 교류발전기용 자동전압조정기의 전압안정화회로에 관한 것으로서, 특히, 원동기 등의 엔진운전시에 낮은 속도로 운전될시에는 전압을 증폭시켜 일정전압까지 상승되도록 함은 물론, 일정이상의 전압까지 상승되는 것을 감지하여, 전기공급을 차단케 하는 교류발전기용 자동전압조정기의 전압안정화회로에 관한 것이다.

종래의 경우, 엔진의 초기운전시에는 전압이 인가되면 그 속도는 서서히 증가하게 되므로, 이를 정격속도까지 끌어올리기 위해서는 자기여자에 의하여 전압상승이 되도록 하는 자동전압조정기(AVR)를 사용하고 있었다.

이는 도면 제3도에서 보는 바와 같이 별도의 정류장치(D1~D4) 및 릴레이(R)를 갖추어야 되고, 교류를 직류로 전환하여 직류의 온/오프에 의해 전압조정을 유도하므로서, 직류 아-크에 의한 소손과 융착 및 엔진정지시에는 발전기전압이 낮아지면서 릴레이의 코일전압이 하강하므로서, 접점소손과 과전압이 발생되는 원인이 되기도 하였다. 즉, 발전기출력전압이 높은 경우 릴레이코일에도 높은 전압이 인가되어 코일소손에 의한 접점이 닫히게 되어 이를 제어하지 못하므로서 발전기 전압을 정류하여 계속 증폭하므로 과전압이 발생되어 발전기의 전압조정기가 소손됨을 야기시켰다.

따라서 본 고안은 상술한 바와 같은 종래기술의 제반문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 엔진이 낮은 속도에서 정격속도로 운전될시에는 발전기의 미세한 잔류자기에 의하여 발생된 전압을 증폭시켜 일정전압까지 상승되도록 하는 초기 자기여자방식으로 엔진운전이 되도록 하는 교류발전기용 자동전압조정기의 전압안정화회로를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 발전기에 인가되는 과전압을 감지하여 이를 차단케 함으로써 발전기 및 자동전압조정기의 소손을 방지하게 된 교류발전기용 자동전압조정기의 전압안정화회로를 제공하는데 또 다른 목적이 있는 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 목적을 달성하기 위한 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안의 전체적인 회로구성에 관한 것으로서, 전기자와 발전기 및 자동전압제어회로부가 연결구성되어 있고, 그외의 부속소자인 SCR과 정류다이오드 D1, D2, 그리고 트랜지스터 TR1과 저항 R1이 접속연결된 기준의 회로에 본 고안의 전압안정화회로부가 접속연결되어 있음을 알 수 있다.

즉, 전계효과 트랜지스터는 트랜지스터 TR1측에 접속되고, 다이오드 D1측에는 다이오드 D3와 저항 R2, 그리고 병렬조합이 저항 R3, R4 및 제너다이오드 ZD1과 컨덴서 C4가 접속되면서, 다이오드 D2 일측으로는 저항 R10과 컨덴서 C3가 연결되고, 전계효과 트랜지스터 일측으로는 병렬조합의 컨덴서와 저항 R6, R9, 트랜지스터 TR2, TR3가 접속되어 있다.

한편, 저항 R3와 R5의 중간지점에서 인출된 선에는 트랜지스터 TR3와 제너다이오드 ZD3 및 저항 R11과 제너다이오드 ZD2가 병렬로서 조합되어 있음을 도시하였다.

도면 제2도는 제1도의 전압조정기의 전압감지회로부에 대한 회로구성에 관한 것으로서, 480V에는 저항 R11~R13가 연결되고, 컨덴서 C11 및 다이오드 D1이 연결되어 비교기 OP3의 +극에 접속되어 있다. 그리고, 저항 R2와 R3의 중간지점에서 인출된 선에서 저항 R14와 가변저항 VT2를 연결하고, 이를 비교기 OP2의 +극에 접속하였다.

또한, 비교기 OP2와 OP3의 -극에서 인출한 선의 중간에 저항 R15를 연결하여서 구성된 것이다.

이상과 같이 구성되어진 본 고안의 작용 및 효과를 일실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

다음의 표1에서 보는 바와 같이 엔진의 초기동작시에는 발전기의 미세한 잔류자기에 의하여 발생된 전압을 증폭시켜 일정전압까지 상승되도록 하는데, 이때에는 계자(EX Field)에 미세한 잔류자기로 인하여 전기자에는 0-a의 전압이 발생되고, 이 전압을 정류하여 a-b구간에 해당하는 전압을 공급하면, 다시 a-c구간에 해당하는 전압이 증가하고, c만큼 증가된 전압을 정류하여 c-d구간만큼 전압을 공급하면, e만큼 전압이 발생되는 식으로 초기전압이 일정전압까지 상승하게 된다.

여기에서, 발전기상에 발생된 0-a의 전압을 도면 제1도에서 보는 바와 같이 EX Field(계자)를 통하여 다시 다이오드 D2와 저항 R1을 거쳐 SCR1의 게이트에 공급하면 사이리스터 SCR1은 개방되어 EX Field에 SCR1에서 반파정류된 전압이 a-b구간만큼 전압공급이 되게 한다.

또한, 발전기단자 R에는 c구간만큼의 전압이 증가하여 초기여자되고 일정전압까지 상승하면 제어회로와 트랜지스터 TR1이 동작하여 설정전압까지 상승하고 일정하게 제어하게 되는 것이다.

한편, 자동전압조정기의 제어회로 고장 또는 단자연결잘못으로 인하여 사이리스터 SCR의 위상각을 최대로 하였거나, 전압설정잘못으로 일정전압 이상으로 전압조정을 하였을 경우, 위상제어한 양만큼 계속되어 발전기 계자(EX Field)에는 반파전류된 량 전부가 공급되면, 발전기전압은 포화될때까지 발생되며, 계자에도 무리한 전압이 인가되어 발전기의 소손과 AVR의 소손을 가져올 수 있는데 이를 감지하여 과여자 하였을 경우 SCR의 게이트에 전기를 공급하지 못하도록 하는 장치로 주기능은 그림3에 나타냈으며, 각 부품에 대한 설명으로 자동 전압제어회로가 고장이 발생하였을 경우 TR1의 베이스에 전압이 공급되지 않으면 SCR1의 게이트에는 D2와 R1을 통하여, 반파정류된 파형이 공급되어 SCR1은 최대로 개방된다. 이때 J단자에 걸리는 전압은 최대이며, K단자에는 SCR1이 열려 있으므로 0V DV에 가까운 전압이 걸린다.

한편, D2와 R2, ZD1, C4에 의하여 일정한 전압이 저항 R3에 인가되도록 하였으며, K단자에 전압이 낮아졌으므로 R4와 ZD3, ZD2, 저항 R11, R7을 통하여 R10을 통하여 SCR1을 통하여 폐회로가 구성되고 P1점은 전압은 낮아지고, TR3의 베이스전압은 낮아지고 TR3의 에미터전압은 상승하여(정상적인 상태에서는 TR3의 베이스가 전압이 높아 TR3가 개방되어 R3을 P2점에는 전압이 인가되지 않는다.) 전계효과 트랜지스터 FET1의 베이스에 전압이 인가되고 SCR1은 위상제어를 하지 못하도록 게이트전류를 FET1을 통하여 소모시킨다.

저항 R5를 통하여 C1에 충전이 완료되면 TR2의 베이스전아은 상승되고, TR3의 베이스가 한번 낮아지면 완전히 전원은 제거하지 않고는 FET1의 베이스전압은 제거되지 않는 특성을 갖는다.

여기에서, C2와 R9는 P1점이 낮아지도록 하는 역할을 한다.

또한, 본 고안에서 사용되는 전압감지회로는 도면 제2도에서 보는 바와 같이 기존의 변압기 사용을 탈피하여 소모전력이 작은 부품을 최대한 활용한 회로로서 엔진진동에 의한 트랜스의 단자단선 및 전력손실 등을 해결하게 된 것이다.

이상에서 본 바와 같이 본 고안은 엔진의 초기운전시에 부하의 양에 관계없이 일정한 전압이 발생되도록 하고, 과전압 인가시에는 이를 감지하여 전압을 차단하므로서, 엔진에 무리를 방지하고, 소손등의 폐해를 사전 배제할 수 있게 된 유용한 고안인 것이다.

Claims (2)

1. 교류발전기용 자동전압조정기의 전압안정화회로를 구성함에 있어서, 전기자와 발전기 및 자동전압제어회로부가 연결구성되어 있고, 그외의 부속소자인 SCR과 정류다이오드 D1, D2, 그리고 트랜지스터 TR1과 저항 R1이 접속연결된 기준의 회로에 전계효과 트랜지스터 FET1가 트랜지스터 TR1측에 접속되고, 다이오드 D1측에는 다이오드 D3와 저항 R2, 그리고 병렬조합의 저항 R3, R4 및 제너다이오드 ZD1과 컨덴서 C4가 접속되면서, 다이오드 D2 일측으로는 저항 R10과 컨덴서 C3가 연결되고, 전계효과 트랜지스터 FET1 일측으로는 병렬조합의 컨덴서와 저항 R6, R9, 트랜지스터 TR2, TR3가 접속되어 있는 한편, 저항 R3와 R5의 중간지점에서 인출된 선에는 트랜지스터 TR3와 제너다이오드 ZD3 및 저항 R11과 제너다이오드 ZD2가 병렬로서 조합되어 구성된 것을 특징으로 하는 교류발전기용 자동전압조정기의 전압안정화회로.
2. 제1항에 있어서, 자동전압제어회로부의 전압감지회로는 비교기 OP2의 출력을 또 다른 비교기 OP3의 +극에 접속하되, 그 경로상에 다이오드 D11을 연결함과, 발전기 출력전압측에는 저항 R11~R13과 컨덴서 C11을 순차 연결하여 이를 비교기 OP2의 출력선에 접속하면서, 저항 R12와 R13사이에서 인출한 선에는 저항 R14와 가변저항 VT2를 접속하고, 그 끝단은 비교기 OP2의 +극에 입력되는 선에 연결하여서 된 것을 포함하는 교류발전기용 자동전압조정기의 전압안정화회로.