KR100205266B1 - 가역 모우드로 작동하는 인버터를 장착한 백업 전원장치로 구성되는 에이.씨. 전원장치 - Google Patents

가역 모우드로 작동하는 인버터를 장착한 백업 전원장치로 구성되는 에이.씨. 전원장치 Download PDF

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Abstract

제1제어 루우프(10,11,13~19,21~25)는 백업 전원 축전기(7)를 재충전시키는 경우 인버터(8)를 전류 발생기로써 작동시킨다. 두개의 다른 제어 루우프(28~31,33~39)는 한편으로는 인버터(8)가 고조파를 보상하도록 하고, 다른 한편으로는 상기 인버터가 스탠바이 상태인 경우 전류의 반응 부분이 부하에 의해서 흡수되도록 한다.

Description

가역 모우드로 작동하는 인버터를 장착한 백업 전원장치로 구성되는 A.C. 전원장치
제1도는 단상전류에 있어서의 본 발명 장치의 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 9 : 메인 전원장치 2 : 부하
5 : 정지접촉기 7 : 축전지
8 : 인버터 10, 40 : 센서
15 : 제1전자 조절기 17 : 입력
19 : 비교기 20 : 도선
22 : 제2입력 23 : 출력
24 : 반응부(reactive part) 25 : 제어입력
27 : 제2입력 28 : 하이 패스 필터
30 : 제2전자 조절기 32 : 센서
35 : 추출장치(extraction device)
38 : 제3 전자 조절기
본 발명은 가역 모우드로 작동하는 인버터를 장착한 백업 전원장치로 구성되는 A.C. 전원 장치에 관한 것이다.
메인 전원장치의 결함의 경우에, 단상 또는 다상이든지, 전원을 부하에 공급하는 장치, 메인 전원장치를 일시적으로 대신할 수 있는 백업 전원 장치를 갖춘 기술을 언급한다. 이 백업 전원장치는 축전지 뱅크에 의해서 공급되는 전원을 사용한다. 이 축전지 뱅크는 전압 발생기로써 양방향으로 작동하는 가역 인버터에 공급한다. 메인 전원 장치의 결함의 경우에, 부하는 본 발명의 목적을 위해 제공되는 정지 접촉기에 의해서 자동적으로 단락되며, 그때 백업 전원장티가 인버터를 통하여 A.C.전원을 부하에 공급한다. 인버터는 가역 모우드로 작동하며, 정상으로되어, 다시 부하에 공급하는 경우 인버터를 경유하여 메인 전원장치에 의해서 축전지는 재충전된다.
이러한 종류의 장치에서는 가역 인버터를 경유하여 축전지를 재충전하는 경우,동상의 인버터 전류 및 전압을 얻기 위하여,일반적으로 상기 정기 접촉기와 부하간에 디페이싱 인턱턴스(dephasing inductance)가 접속된다. (미합중국 특허 제4,673,825호, 제4,238,691호). 이 경우 장비가격을 상승시키고, 인버터에 상대적으로 고전류를 흐르게하고, 스탠바이(stand-by)의 시에, 축전지 재충전 회로로써의 기능만하게하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 이러한 결점들을 극복하는데 있다. 본 발명의 목적을 위해서 AC 전원을 메인 전원장치로부터 부하에 공급하기 위한 장치에 관한 것으로, 이 장치는 충전가능한 축전지 뱅크 및 가역 인버터, 메인 전원 장치가 정상적으로 부하에 공급하는 경우, 이 가역 인버터를 경유하여, 메인 전원 장치에 의해서 이 축전지를 재충전하기위한 수단을 장비한 보조 백업 전원장치로 구성되며, 이 장치는 메인 전원장치가 정상으로 작동하여 부하에 전원을 공급하는 경우, 인버터를 이 메인 전원 장치로부터 제거하기 위한 수단을 장비하고, 인버터가 스탠바이시 교류 발전기로써 작동하고, 재충전을 수행하는데 이용되도록, 진폭이 직류전류에 비례하는 액티브 전류가 이 축전지를 재충전하는데 필수적인 것을 특징으로 한다.
더욱이 이 장치는 인버터가 스탠바이시 메인 전원장치에 의해서 부하에 공급된 전류의 고조파를 취소하기 위하여 설계된 고조파 보상 수단을 장비할 수 있고, 인버터가 부하에 고조파를 공급하여 그것을 받아들일 수 있는 이점이 있다.
또한 이 장치는 인버터가 스탠바이시 메인 전원장치에 의해서 부하에 공급된 전류의 반응부를 취소하기 위하여 설계된 반응부 보상 수단을 장비할 수 있고 인버터가 부하에 전류의 반응부를 공급하여 그것을 받아들일 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 이점 및 특징은 아래의 설명 및 첨부도면 의해서 보다 명확해질 것이다.
제1도에 있어서, 참고번호 1은 A.C.메인공급의 입력을 나타내고, 여기서는 도면을 간단히하기 위하여 본질적으로 단상이 되도록 취하였으며, 전력을 부하(2) 및 다른 유저(3, 4) 에게 공급한다.
단상 메인(1)과 이 부하(2)사이에는 중앙측정, 계산 및 제어장치 (도시하지 않음)로 부터의 신호에 의해서 6에서 제어되는 정지 접촉기(staticcontactor) (5)가 위치하며, 메인공급(1)의 결함의 경우에 메인공급(1)으로부터 부하(2)를 단락시킨다.이 경우에 정지 접촉기(5)는 6에서의 신호에 의해서 온픈을 유지하며, 그때 부하(2)는 축전지 뱅크(7) 및 가역 인버터(8)로 구성되는 백업전원장치에 의해서 일시적으로 공급된다.
메인 장치 (1)가 정상일때, 정지 접촉기(5)는 닫혀져 있으며, 메인 장치(1)는 라인(9)을 통하여 부하(2)에 공급할 뿐만 아니라, 죠핑법(chopping strategy)을 적절히 조절하는 가역 인버터(8)를 통하여 축전지 뱅크(7)에 재충전한다.
발명의 제1특징에 있어서, 인버터 (8)는 메인 전원장치(1)가 결함일 경우 부하(2)에 전력을 공급하는 전압 발생기로써 작동하고, 메인(1)이 정상이어서 부하에 공급할 경우 전류 발생기로써 작동하며, 축전지(7)를 재충전시키는데 이용된다. 이 결과는 메인 전원장치를 부하에 연결시키는 라인(9)으로부터, 즉 실제로 메인 전원장치(1)로부터 인버터(8)를 제거시킴에 의해서 얻어지고, 그때 이 축전지(7)를 충전시키기 위하여 진폭이 DC 전류에 비례하는 액티브 전류가 필요하다.
이러한 목적을 위해, 축전지(7)의 입력/출력 도선(12)상에는 DC전류센서(10)와 DC전압 측정점이 배치되며, 이러한 충전 전류와 전압 데이터가 각각 부호(13) (14)에서 전자 조정기(15)로 인가되며, 추가로 부호(16) (!7)에서 전술한 중앙 제어장치에 의해 발생된 축전지 충전 전류 및 전압 기준치를 수신하게 된다.
따라서, 이러한 조정기(15)는 비교기(19)의 제1입력부 상에 인버터(8)의 입력 AC전류 설정점을 제공하며, 이에 따라 이 전류 설정점은 전류 변환기(21)에 의해 인버터의 입력/출력 도체(20)로부터 채집된 실제입력 전류와 비교되며, 이 비교기(19)의 제2입력기(22)로 인가된다.
이 비교기(19)의 출력(23)은 후술한 역할을 하는 적산기(24)를 통하여 인버터(8)의 제어 입력부로 부과되며, 그에 따라 죠핑 현상을 수정시키게 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라, 이러한 동일 죠핑 현상은 더욱 수정되며, 그 결과 인버터는 도체(20)를 통하여 라인(9)에 전류를 입력함으로써, 주전원장치는 부하에 의해 흡수된 AC전류의 기본성분을 공급하고, 인버터는 부하에 의해 흡수된 전류 고조파를 공급하게 된다.
이를 위해, 주 전류는 전류 변화기에 의해 정지 접촉기(5)로 부텅의 다운라인인 부호(26)에서 도출되어 부호(27)에서, 이 전류의 기본 성분은 통과시키지 않고, 고조파 모두는 통과시킬 수 있는 하이-패스 필터(28)로 인가된다. 이 필터의 출력(29)은 전자 조정기 (30)로 인가하며, 이 전자 조정기에 이송 기능은 출력(31)을 통한 적산기(24)의 인가를 결정하는 것이며, 전술한 입력과, 죠핑 현상에 대한 인버터(8)에의 수정신호는 부호(26)에서 주전류의 고조파를 상쇄 시키는 경향이 있다. 인버터는 고조파를 공급하여, 도체(20)와 라인(9)을 경유해 부하(2)로 흡수되게 하며, 주전원장치(1)는 전류의 기본 성분만을 공급한다. 따라서, 주전원 장치(1)내에서 전류의 고조파를 상쇄시키도록 설계된 로크-루프(lock-loop)내에는 인버터의 제어가 포함된다.
변형예로서, 전류 센서를 정지 접촉기(5)로 부터의 상부선상의 부호(32)에 위치시킬 수도 있으며, 이 경우 장치는, 타사용자들에 의해 야기되는 주전원 장치의 전류 고조파를 제거하기 때문에, 주전원 장치(1)의 오염을 방지하는 역할을 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라, 주 전원 장치(1)는 부하에 의해 흡수된 전류의 작용부를 공급하고, 인버터는 부하에 의해 흡수된 전류의 반작용부를 공급토록 하는 전류를 인버터(8)가 도체(20)를 통해 라인(9)에 입력하도록 이 죠핑 현상은 또한 수정된다. 이 경우, 주전원 장치는 부하(2)가 "cos.Ф=1"인 것을 볼수 있게 된다.
이를 위해, 주 전원 장치 전류는 전류 변환기 (33)에 의해 정지 접촉기로 부터의 다운 라인 상에서 도출되어, 비정합 전류 1 전압부(예컨데, 전류의 반 작용부)를 추출키 위해 부호(34)에서 장치(35)로 인가되며, 이에 따라 그의 다른 압력부 (41)상에서 라인(1)상의 부호 (36)에서 취한 대응 전압을 나타내는 데이터를 수신한다. 이러한 추출 장치의 출력(27)은, 출력(39)을 통해 적산기(24)의 인가를 결정하는 것을 이송기능으로 하는 전자 조정기로 인가되며, 입력(25)이, 죠핑 현상의 인버터(8)에의 수정신호는 부호(33)에서 취해진 주 전원 공급 전류의 반작용부를 상쇄하게 된다. 인버터는 도체(20)와 라인 (9)을 통해, 자신이 흡수한 전류의 반작용부를 부하(2)에 공급한다.
따라서, 주 전원 장치(1)에서 전류의 반작용부를 상쇄하도록 설계된 로크-루프 내에는 인버터의 제어가 포함된다.
변형예로서, 이 전류 센서를 정지 접촉기(5)로 부터의 상부선상의 부호(40)에 위치 시킬 수도 있으며, 그 결과 인버터(8)는 cos.Ф 보상기로서도 작동하여, 타 사용자에 기인한 전류의 반 작용부를 보상해준다.
본 발명은 말할 나위도 없이, 전술한 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 예컨테 다상 전원 장치에도 작 적용될 수 있다. 통상적으로, 본 발명은 다소 복잡하거나 덜 복잡한 여타의 유사한 실시예에도 잘 적용된다.

Claims (8)

  1. 메인 전원장치(1)로부터 부하(2)에 AC전력 공급 장치에 있어서, 상기 장치는 재충전가능한 축전지 뱅크(7) 및 가역 인버터(8), 상기 메인 전원장치가 정상적으로 부하(2)에 공급할 때 메인 전원장치(1,9)에 의해서 상기 가역 인버터(8)를 통하여 상기 축전지 (7)에 재충전하기위한 수단을 장비한 보조 백업 전원장치로 구성되며, 상기 메인 전원 장치로부터 인버터(8)가 제거 되도록 하는 수단(10,11,13,~19,21~25)이 장비되어 있고, 메인 전원 장치가 정상으로 작동하여 부하에 전력을 공급하는 경우, 상기 축전지(7)를 충전시키기 위하여는 진폭이 직류 전류에 비례하는 액티브 전류가 필요하며, 인버터가 스탠바이인 경우 전류 발생기로서 작동하고, 축전지를 충전시키는데 사용됨을 특징으로하는 AC전력 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수단은 인버터(8)에 의해서 축전지(7)에 공급되는 직류를 측정하는 수단(10), 축전지 단자에서 DC전압을 측정하는 수단(11)을 포함하여, 제1전자 조절기 (15)는 축전지의 DC전류 및 DC전압을 측정하는 수단(10,11)에 각각 접속된 입력 (13,14), 축전지 충전 전류 및 전압 기준치가 공급되는 입력(16,17), 비교기(19)의 제1입력 (18)에 제공되는 제1조절기 (15)의 출력을 포함하여, 제2입력(22)이 메인 전원 장치에 의해서 인버터(8)에 공급되는 전류를 측정하는 수단 (21)에 접속되어 있으며, 비교기(19)의 출격 (23)이 인버터(8)의 제어 입력 (25)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 인버터가 스탠바이 상태인 경우 메인 전원장치(1)에 의해서 부하에 공급된 전류의 고조파를 없애기 위하여, 고조파 보상 수단을 부가하여 장비하고, 상기 인버터(8)가 부하에 고조파로 공급하고 그것을 받아들이는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 고조파 보상 수단은 입력이 메인 전원 장치(1)에 의해서 부하(2)에 공급된 전류를 측정하는 수단(26,32)에 접속된 하이-패스 필터(28)와, 입력이 하이-패스필터의 출력에 접속되고, 출력이 인버터(8)의 제어입력(25)에 접속된 제2전자 조정기(30)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 부하에 공급되는 전류를 측정하는 수단은 인버터(8)가 또한 다른 유저로 인하여 메인 전원 장치(1)의 전류 고조파를 제거하도록 메인 전원장치(1)위에 상부선을 충분히 배치시키는 센서를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 인버터가 스탠바이 상태인 경우 메인 전원장치(1)에 의해서 부하에 공급된 전류의 반응 부분을 제거하기 위하여, 설계된 반응 부분(33~39,24,25)보상수단을 부가하여 장비하고, 상기 인버터(8)가 부하에 전류의 반응 부분을 공급하고 그것을 받아들이는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 반응 부분 보상수단은 메인 전원장치 (1)에 의해서 부하(2)에 공급된 전류를 측정하는 제2수단(33,40)에 접속된 반응 부분 추출 장치(35), 상기 메인 전원장치(1)의 전압 축정 수단(36), 출력이 인버터(8)의 제어 입력(25)에 접속된 제3전자 조정기(38)에 접속되어 있는 추출장치(35)의 출력을 포함함을 특징으로하는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2전류 측정 수단은 인버터(8)가 cosФ 보상기로써 작동하도록 메인 전원 장치(1)상에 상부선으로 충분히 배치된 센서를 포함함을 특징으로 하는 장치.
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