KR100469072B1 - Harmonic Suppression Circuit of Power Supply for Machine Tools - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공작 기계용 전원부의 고조파 억제 회로에 관한 것으로, 교류 전원을 공급해 주는 전원부와, 상기 교류를 맥류로 정류해주는 브리지 정류 회로와, 상기 브리지 정류 회로의 출력단에 급격한 전류 변화를 막아 주는 인덕터와, 상기 인덕터와 접지 사이에 연결되어 맥류 파형이 작은 영역에서는 작은 드레인 전류로, 맥류 파형이 큰 영역에서는 큰 드레인 전류로 출력 전류를 스위칭 시켜 고조파를 제거하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자와 병렬로 접지에 연결되어 리플이 더욱 더 적은 직류를 공급하는 평활용 콘덴서를 포함하여 이루어 진 것을 특징으로 하여, 공작 기계용 전원부의 평활 콘덴서 앞에 고주파 억제 회로를 더 연결하여 고조파를 제거 함으로서 각종 노이즈에 의한 공작 기계의 오동작 및 각종 에러 현상을 감소시킬 수 있는 공작 기계용 전원부의 고조파 억제 회로.The present invention relates to a harmonic suppression circuit for a machine tool power supply, and more particularly to a harmonic suppression circuit for a machine tool power supply, which comprises a power supply for supplying AC power, a bridge rectifier circuit for rectifying the alternating current to a pulsating current and an inductor A switching element connected between the inductor and the ground to remove a harmonic by switching an output current with a small drain current in a small pulse current waveform region and a large drain current in a large pulse current waveform region, And a smoothing condenser connected to the smoothing condenser of the power unit for the machine tool to further reduce the ripple. The high frequency suppressing circuit is further connected to the smoothing capacitor of the power source for the machine tool to remove the harmonics, A ball which can reduce the malfunction and various error phenomenon of the ball Harmonic suppression circuit of the power supply for the machine.
Description
본 발명은 공작 기계용 전원부의 고조파 억제 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 공작 기계용 전원부의 평활 콘덴서 앞에 고주파 억제 회로를 더 연결하여 고조파를 제거함으로서 각종 노이즈에 의한 공작 기계의 오동작 및 각종 에러 현상을 감소시킬 수 있는 공작 기계용 전원부의 고조파 억제 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a harmonic suppression circuit for a machine tool power source, and more particularly, to a harmonic suppression circuit for a machine tool which includes a smoothing capacitor connected in front of a smoothing capacitor of a power source for a machine tool to remove harmonics, To a harmonic suppression circuit of a power supply for a machine tool capable of reducing the phenomenon.
종래의 공작 기계용 전원부는 도 1 에 도시한 회로도에서처럼 부하에 전력을 공급하는 전원부(Vac)와, 상기 전원부(Vac)의 교류를 맥류로 변환 시켜주는 브리지 정류 회로(B)와, 상기 맥류를 직류에 가깝게 평활 해주고 리플을 최소화하기 위한 평활 콘덴서(C)로 구성되어 있다. 여기서 상기 브리지 정류 회로(B)는 전원 변압기의 2 차 코일에 중간 탭이 불필요함으로서 중간 탭을 가지는 전파 정류기보다 다이오드가 2개 더 필요하고 전력 소비도 2배가 더 많으나 각 다이오드에 걸리는 PIV(Peak Inverse Voltage)가 2 차 전압 값밖에 안됨으로서 고압 정류 회로에 적합하여 많이 사용되고 있다.And the bridge rectifier circuit (B) to a power supply (V ac) to supply power to the load, as shown in a circuit diagram shown in the power supply is for a conventional machine tool 1, and converts the alternating current of the power supply (V ac) to the aneurysm, the And a smoothing capacitor (C) for smoothing the pulsating current close to the direct current and minimizing the ripple. The bridge rectifier circuit B requires two more diodes than the full-wave rectifier having an intermediate tap because the intermediate taps are unnecessary in the secondary coil of the power transformer, and the power consumption is twice as much. However, the PIV (Peak Inverse Voltage) is only a secondary voltage value, so it is suitable for high voltage rectifier circuit and is widely used.
이러한 구조를 하는 종래 공작 기계용 전원부의 작용은, 널리 주지된 바와 같이 일정한 주파수를 가진 교류 성분이 4개의 다이오드로 구성된 브리지 정류 회로(B)에 인가되면 A점에서 파형은 맥류 형태의 교류 성분을 띤 직류 파형이 출력된다. 이어서 일정한 시정수에 의해 파형이 증가하는 동안은 충전을 하였다가 파형이 감소하는 때에는 방전 작용을 하여(즉, 전류를 공급한다) 맥류의 파형을 부드러운 직류 파형으로 바꾸어 주는 평활 콘덴서(C)의 작용으로 Vdc 점에서는 일정한 직류의 전압 값을 얻을 수 있는 것이다. 여기서 상기 평활 콘덴서(C)로 인해 브리지 정류 회로(B)를 통해 나온 일정한 주파수의 맥류는 일정한 평균값의 적은 리플을 갖는 직류 파형으로 그리고, 평균 전압도 높게 하는 역할을 하는 것이다.As is well known, when the AC component having a constant frequency is applied to the bridge rectifier circuit (B) composed of four diodes, the waveform at the point A has a pulsating current AC component A DC waveform is outputted. Next, the operation of the smoothing capacitor (C) which charges while the waveform is increased by a constant time constant and discharges when the waveform is decreased (that is, supplies the current) changes the waveform of the pulse current to a smooth DC waveform And a constant DC voltage value can be obtained at the V dc point. Here, the pulsating current having a constant frequency through the bridge rectifying circuit B due to the smoothing capacitor C serves as a DC waveform having a ripple with a constant average value, and also has a function of increasing an average voltage.
그러나 이러한 구조의 종래 공작 기계용 전원부의 구성 및 작용은, 브리지 정류 회로 바로 다음단에, 증가하는 파형에서는 충전 작용을 하였다가 감소하는 파형에서는 부하에 일정하게 감소하는 전류를 공급하는 평활용 콘덴서가 직접 연결됨으로서 몇가지 문제점을 가지고 있다.However, the configuration and operation of the power source unit for a conventional machine tool having such a structure is that a smoothing capacitor for supplying a current which is constantly decreased to the load in the waveform immediately after the bridge rectifier circuit, There are some problems with direct connection.
첫째 종래의 평활 콘덴서의 단자 전압은 정류 전압 값에 관계없이 항상 어떤 일정한 전압 값을 가지고 있는데, 리플의 전압 파형은 0과 최대값 사이를 반주기로 계속 반복한다. 그러나 상기 충전 작용 동안 평활 콘덴서의 충전 전류는 흐르지 않고 리플의 최대값부분의 아주 짧은 기간만 흐름으로서 전압 파형은 사인파와 비슷한 파형 이지만 전류 파형은 펄스 모양이 됨으로서 고조파가 발생시키는 것이다.First, the terminal voltage of the conventional smoothing capacitor always has a certain constant voltage value regardless of the rectified voltage value, and the voltage waveform of the ripple continuously repeats between 0 and the maximum value in a half period. However, during the charging operation, the charge current of the smoothing capacitor does not flow, and the voltage waveform is a waveform similar to a sine wave, but the current waveform is a pulse shape, thereby generating harmonics.
여기서 참고적으로, 고조파란 기본 주파수 이외의 다른 교류 주파수를 말하는 것으로 주로 이것이 통신을 방해하는 방해 전파로서 잡음을 심하게 발생시키며, 각종 기계장치의 오동작 및 에러를 발생시키는 요인이 되고 있다.For reference, harmonics refers to AC frequencies other than the fundamental frequency, and this mainly generates noise as a jamming signal that interferes with communication, and causes malfunctions and errors of various mechanical devices.
또한, 평활용 콘덴서의 용량 C를 크게 할수록 브리지 정류 회로에 전류의 흐르는 시간이 짧아지지만 그 대신 펄스 전류의 크기를 증대시켜 브리지 정류 회로의 다이오드를 파손시킬 위험성도 있는 것이다.In addition, the larger the capacitance C of the smoothing capacitor, the shorter the current flowing time in the bridge rectifier circuit, but there is also a risk of increasing the magnitude of the pulse current and damaging the diode of the bridge rectifier circuit.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 공작 기계용 전원부의 평활 콘덴서 앞에 고주파 억제 회로를 더 연결하여 고조파를 제거함으로서 각종 노이즈에 의한 공작 기계의 오동작 및 각종 에러 현상과 통신 장비의 노이지 현상 등을 감소시킬 수 있는 공작 기계용 전원부의 고조파 억제 회로에 관한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a high-frequency suppression circuit for a machine tool, which eliminates harmonics by further connecting a high frequency suppression circuit in front of a smoothing capacitor, The present invention relates to a harmonic suppression circuit for a power supply for a machine tool capable of reducing a noise phenomenon.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 교류 전원을 정류하여 직류 전원을 공급하는 공작 기계용 전원부에 있어서, 교류 전원을 공급해 주는 전원부와, 상기 교류를 맥류로 정류해주는 브리지 정류 회로와, 상기 브리지 정류 회로의 출력 단에 급격한 전류 변화를 막아 주고 고주파에 대해 높은 임피던스를 갖도록 연결된 인덕 터와, 상기 인덕터와 접지 사이에 연결되어 맥류 파형이 작은 영역에서는 작은 드레인 전류로, 맥류 파형이 큰 영역에서는 큰 드레인 전류로 출력전류를 스위칭 시켜 고조파를 제거하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자와 병렬로 접지에 연결되어 리플이 더욱 더 적은 직류를 공급하는 평활용 콘덴서를 포함하여 이루어 진 것을 그 구성상의 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power unit for a machine tool which rectifies an AC power to supply DC power, the power unit including: a power supply unit for supplying AC power; a bridge rectifier circuit for rectifying the AC power to a pulsating current; An inductor connected to the output end of the bridge rectifying circuit so as to prevent a sudden change in current and to have a high impedance with respect to a high frequency, and a small drain current connected between the inductor and the ground, And a smoothing capacitor connected to the ground in parallel with the switching element to supply a DC having a smaller ripple, wherein the smoothing capacitor is connected to the ground in parallel with the switching element, .
여기서 상기 스위칭 소자는 온일 때는 전력을 입력단에서 출력단으로 전달시키지 않고, 오프일때는 전력을 입력단에서 출력단으로 전달 시키는 것을 그 특징으로 한다.Here, the switching device is characterized in that power is not transmitted from an input terminal to an output terminal when the switching element is on, and power is transmitted from an input terminal to an output terminal when the switching element is off.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명에 의한 공작 기계용 전원부의 고조파 억제 회로를 용이하게 실시 할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art will be able to easily implement a harmonic suppression circuit for a power supply for a machine tool according to the present invention. Respectively.
도 2 는 본 발명에 의한 공작 기계용 전원부의 고조파 억제 회로를 나타낸 것이다.2 shows a harmonic suppression circuit of a power supply for a machine tool according to the present invention.
본 발명에 의한 공작 기계용 전원부의 고조파 억제 회로의 구성은, 일정한 전압 및 전류를 공급하기 위한 교류 전원(Vac)과, 상기 교류 전원(Vac)에 연결되어 교류를 맥류로 정류하여 출력하는 브리지 정류 회로(B)와, 상기 브리지 정류 회로(B)의 출력단에 급격한 전류의 변화를 방지하고 고주파에 대해 높은 임피던스를 갖도록 연결된 인덕터(L)와, 상기 인덕터(L)와 접지 사이에 맥류 파형이 작은 영역에서는 작은 드레인 전류로, 맥류 파형이 큰 영역에서는 큰 드레인 전류로 출력 전류를 스위칭 시켜 고조파 성분의 전류를 억제하는 스위칭 소자(Q) 및 그에 직렬 연결된 저항(R1)과, 상기 스위칭 소자(Q)에 병렬로 연결되어 그 스위칭 소자(Q)의 작동시 유기될 수 있는 과전압 및 과전류로 회로를 보호하기 위한 저항(R1), 콘덴서(C2) 및 다이오드(D)와, 역시 상기 저항(R1), 콘덴서(C2) 및 다이오드(D)에 연결되어 최종적으로 리플이 적고 고조파가 제거된 직류를 제공하는 콘덴서(C2)로 이루어져 있다.The configuration of the harmonic suppression circuit of the power supply for a machine tool according to the present invention comprises an AC power supply (V ac ) for supplying a constant voltage and current, and a rectifier circuit connected to the AC power supply (V ac ) And an inductor L connected between the inductor L and the ground to prevent a sudden change in current at the output terminal of the bridge rectifying circuit B and have a high impedance with respect to a high frequency, A switching element Q for switching the output current with a small drain current in a small region and a large drain current in a region where the pulsating current is large to suppress a current of a harmonic component and a resistor R 1 connected thereto in series, is connected in parallel to the (Q) and that the switching device (Q) resistance for protecting a circuit to over-voltage and over-current, which may be organic in operation of (R 1), a capacitor (C 2) and a diode (D), also Consists of a group resistor (R 1), a capacitor (C 2) and a condenser (C 2) to provide a final DC a low ripple harmonics are removed are connected to the diode (D).
여기서 상기 스위칭 소자(Q)는 온일 때는 전력을 입력단에서 출력단으로 전달 시키지 않고, 오프일때는 전력을 입력단에서 출력단으로 전달 시키는 FET 파워 소자를 이용하였다.The switching device Q uses a FET power device that does not transmit power from the input terminal to the output terminal when the switching element Q is turned on and transmits power from the input terminal to the output terminal when the switching element Q is off.
이러한 구조의 본 발명에 의한 공작 기계용 전원부의 고조파 억제 회로의 작용은, 교류 전원(Vac)으로 부터 입력되는 교류 성분은 먼저 브리지 정류 회로(B)를 통과하면서 맥류의 파형으로 변환되고 다음 인덕턴스(L)에 의해 정류된 맥류의 파형에서 교류 성분이 감소된다. 또한 상기 인덕턴스(L)는 고조파에 대해 임피던스가 크기 때문에 고조파 성분도 대폭 감소하게 되며 또한 부하 전류가 많이 변하더라도 그 리플률에 영향을 적게 주는 잇점도 있다. 그런 후 상기 파형은 스위칭 소자(Q)의 온, 오프 작용에 의해 리플 파형이 작은 영역에서는 작은 드레인 전류로, 맥류 파형이 큰 영역에서는 큰 드레인 전류로 출력되어 고조파 성분의 전류를 더욱 억제하여 안정된 전류 값을 출력하게 된다. 이어서 상기 스위칭 소자(Q)에 의해 유기될 수 있는 과전압 및 과전류는 상기 스위칭 소자(9)와 병렬 연결된 저항(R2), 콘덴서(C2) 및 다이오드(D)에 의해 보호되며 마지막으로 상기 저항(R2), 콘덴서(C2) 및 다이오드(D)와 접지 사이에 연결된 평활용 콘덴서(C2)에 의해 고조파가 제거된 직류파형을 얻을 수 있는 것이다.The operation of the harmonic suppression circuit of the power source for a machine tool according to the present invention having such a structure is such that the AC component input from the AC power source V ac is first converted into a pulsating waveform while passing through the bridge rectifier circuit B, The alternating current component is reduced in the waveform of the pulsating current rectified by the pulse signal L. In addition, since the inductance (L) has a large impedance with respect to harmonics, harmonic components are greatly reduced, and even if a large amount of load current changes, the ripple rate is less affected. Then, the waveform is output as a small drain current in a region where the ripple waveform is small and a large drain current in a region where the pulse current waveform is large due to the ON / OFF action of the switching element Q to further suppress the current of the harmonic component, Value. Overvoltage and overcurrent that can be induced by the switching device Q are then protected by a resistor R 2 , a capacitor C 2 and a diode D connected in parallel to the switching device 9, A DC waveform in which the harmonics are removed is obtained by the smoothing capacitor C 2 connected between the capacitor R 2 , the capacitor C 2 and the diode D and the ground.
본 발명에서는 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 본 발명의 사상과 범주에 벗어나지 않은 채 여러 가지 변형된 실시예가 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명은 교류 전원을 공급해 주는 전원부와, 상기 교류를 맥류로 정류해주는 브리지 정류 회로와, 상기 브리지 정류 회로의 출력단에 급격한 전류 변화를 막아 주고 고주파에 대해 높은 임피던스를 갖도록 연결된 인덕터와, 상기 인덕터와 접지 사이에 연결되어 맥류 파형이 작은 영역에서는 작은 드레인 전류로, 맥류 파형이 큰 영역에서는 큰 드레인 전류로 출력 전류를 스위칭시켜 고조파를 제거하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자와 병렬로 접지에 연결되어 리플이 더욱 더 적은 직류를 공급하는 평활용 콘덴서를 포함하여 이루어 진 것을 특징으로 하여, 공작 기계용 전원부의 평활 콘덴서 앞에 고주파 억제 회로를 더 연결하여 고조파를 제거 함으로서 각종 노이즈에 의한 공작 기계의 오동작 및 각종 에러 현상을 감소시킬 수 있는 공작 기계용 전원부의 고조파 억제 회로를 제공하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, there is provided a rectifier circuit comprising: a power supply unit for supplying an AC power; a bridge rectifier circuit for rectifying the alternating current to a pulsating current; a bridge rectification circuit for preventing a sudden change in current and having a high impedance to a high frequency A switching element connected between the inductor and the ground to remove harmonics by switching the output current with a small drain current in a small pulse current waveform region and a large drain current in a large pulse current waveform region, And a smoothing condenser connected to the ground to supply a smaller amount of direct current. The smoothing capacitor of the power supply for a machine tool is further connected to a high frequency suppressing circuit to remove harmonics, Reduced malfunction of machine tool and various error phenomenon It has the effect of providing a harmonic suppression circuit of the power supply for the machine tool which can kill.
도 1 은 종래의 공작 기계용 전원부를 나타낸 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a power unit for a conventional machine tool.
도 2 은 본 발명에 의한 공작 기계용 전원부의 고조파 억제 회로를 나타낸 것이다.2 shows a harmonic suppression circuit of a power supply for a machine tool according to the present invention.
- 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 -DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS -
Vac ; 전원 B ; 브리지 정류 회로V ac ; Power source B; Bridge rectifier circuit
L ; 인덕턴스 Q ; 스위칭 소자L; Inductance Q; Switching element
R1, R2 ; 저항 C1, C2 ; 콘덴서R1, R2; Resistors C1 and C2; Condenser
Claims (2)
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ID=37302125
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