KR100808524B1 - 에너지 디머 드라이브 및 에너지 파일롯 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유저가 선택한 값들에 의거해서 한 입력으로부터 한 부하에 전달되는 전류 및 전압량을 제어하는 에너지 디머 드라이브 및 에너지 파일롯에 관한 것이다. 전류 및 전압은 가변 변압기(11)의 1차 권선(5) 및 2차 권선(6) 사이의 간격과, 변압기 내의 코어(18)의 움직임을 마이크로컴퓨터, 릴레이 카드 및/또는 트랜지스터, 센서 및 판독기를 통해 제어함으로써 가변된다. 전기 에너지 전력 변동은 사전 설정된 값들에 따라서 마이크로 스위치없이 항상 지속해서 단계적으로 재조정되고 순시적으로 제어된다.

가변 변압기, 1차 권선, 2차 권선, 전류 및 전압 제어, 코어

Description

에너지 디머 드라이브 및 에너지 파일롯{ENERGY DIMMER DRIVE AND ENERGY PILOT}

본 발명은 중앙 소스에서 개개의 유저로 최적량의 전기 에너지를 분배하기 위한 전압 제어 시스템에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 전압 제어 시스템은 시스템의 형태 및 설계에 의해 어떤 유형의 동작과 관련한 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 임의의 전기 발전기 또는 공공 사업체 또는 사설 분배 네트워크에 의해 발생한 에너지를 이용하여 그 에너지를 원하는 최적량으로 최종 유저의 플랜트에 분배하는 것이다.

본 발명의 제1 실시예에서, 가변 변압기(variable transformer)의 2 개의 가동 코일(moving coil) 사이의 간격을 가변시켜 전압을 조절한다. 이것은 코어의 헤드에 위치한 작동 장치를 통해 달성된다. 또한, 코어는 2 개의 코일 사이에 존재하는 코어의 크기를 가변하도록 2개의 코일 사이에서 움직인다. 적절한 제어 카드를 가진 미니컴퓨터에 의해 발생된 펄스에 의해 2 개 이상의 코일 사이에서 지속적으로 코일의 상호 위치를 변화시킬 수가 있다.

본 발명의 제2 실시예에서, 변압기의 1차 권선은 고정형 권선이고, 2 차 권선은 가동형 권선이다. 1차 권선과 2차 권선을 분리시키고, 적절한 장치에 의해서 작동되는 변압기의 컬럼들 사이에 하나 이상의 가동 코어를 삽입함으로써 발생하는 결합 자속에 의해 두 코일 사이의 간격이 가변된다.

본 발명의 제3 실시예에 있어서, 변압기의 두 코일은 고정형 코일이고 결합 자속의 변화는 적절한 기계적 장치에 의해 변압기의 컬럼들 사이에 하나 이상의 가동 코어를 삽입함으로써 발생한다.

세 실시예 모두에 있어서, 구성 요소의 위치와 움직임을 제어하기 위한 상이한 방법을 제공함으로써, 변압기의 결합 자속의 변화를 파악하고 그에 따라 부하에 공급된 기전력을 제어한다.

본 발명은 입출력 상의 역률을 제어하기 위해 전력의 리액턴스 성분의 저감을 도모하고 최종 유저의 플랜트의 운영 비용을 줄이는 결합된 부하 급전(load feed)을 지속적으로 조절하고 안정화하는 것으로 이루어진다. 전압 저감 장비는 전력 접점과 기타 전기기계 시스템을 이용하지 않고 전압을 가변하기 위한 다른 시스템에서 사용되는 고전력 용으로 사용 가능하다.

이러한 시스템은 전력 차단을 발생시키지 않는데, 이는 시스템이 기능적인 파라미터의 지속적인 변화만을 고려하고 조명 장비의 경우에 흔한 갑작스런 램프의 고장의 원인인 전압의 순간적인 차단을 발생하지 않기 때문이다.

시스템은 장방형 단면 또는 기타 가변적인 형태를 갖는 가동형 또는 고정형 코어에 삽입된 가동 코일 및/또는 고정 코일의 시스템 내의 가변 변압기의 자체 유 도 기전력의 변동을 마이크로프로세서 및 적절한 제어 카드에 의해 제어한다. 시스템은 단상 또는 3상으로 동시에 부하와 병렬 배치된 커패시터가 흡수하는 전류의 불연속 변화에 의해 전력량을 센서 및/또는 판독기에 의한 지속적인 자동 보정을 수반하는 기전력의 증감을 고려한다.

서로 코일들에 의해 미치는 전기 역학적 척력 또는 인력으로 인한 움직임이 자동 보정되고, 코일들 사이의 간격을 제어하여 부하의 출력 상의 전압치가 안정화된다.

에어갭(고정자와 회전자 틈새) 부분과 가동 코일부는 코일과 코어 사이에서 결합하는데 포함되는 자기 코어의 유용한 부분을 제어하기 위해 그레인 또는 라미네이션이 배향되거나 배향되지 않는 자기 라미네이션 컬럼의 기계적인 삽입에 의해 가변 가능하다.

변압기의 컬럼들 사이에서와 코일들(단상용 1차 권선 및 2차 권선) 사이에서 두 방향으로 가동 코어가 삽입된다. 프로그램된 값에 따라서 출력 전압을 자동 제어하여 코일들 사이의 상이한 턴비(turn ratio)에 의해 네트워크값에서 전압을 증가할 수 있다.

단상용으로 유저가 사전 설정한 값으로 전력을 자동 보정할 수 있다. 시스템은 가변 변압기의 상이한 구조의 구성을 제공하며, 따라서 설계 선택은 특정 용도의 직접적인 결과이다.

설계 선택은 다음과 같은 3 개의 상이한 제어용 시스템을 이용하는 것이 가능하다. 즉,

(1) 기계적인 작동기(mechanical actuator)를 가진 코일들 사이에 수평 삽입되는 가동 코어의 가변부와 고정 코일

(2) 기계적인 작동기를 가진 컬럼들 사이에 삽입되는 코어의 가변부를 가진 가동형 2차 권선과 고정형 1차 권선

(3) 코일들 사이에 삽입된 가동형 코어를 가진 가동 1차 권선 및 2차 권선

이후, 본 발명의 보다 상세한 설명을 위해 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템의 개략도이다.

도 1에 있어서, 도 1에는 장비 구성 요소를 제어하기 위한 트랜지스터(3) 및/또는 8 개의 출력 다중 릴레이 카드를 가진 마이크로프로세서 형태의 제어기(1)가 도시되어 있으며, 각각의 장비 구성 요소는 장비의 동작과 제어를 위한 특정 용도에 전용된다. 제어기(1)는 유저에 의해 데이터 및 기능을 삽입하고 제어하기 위해 키보드(2)를 가진 영숫자 디스플레이를 가진다. 제어실의 데이터를 전송하기 위한 원격 제어부(4)도 구비하고 있다.

상이한 형태 및 규격의 코어와 동작 가능하며 자속 디바이더를 가진 변압기(11)를 구비하고 있다. 변압기(11)는 단상, 2상 또는 3상 중 어느 하나의 전력을 유저가 선택하는 값에 의거해서 지속적으로 가변하는 기전력의 제어를 통해 유저의 부하에 공급한다.

변압기(11)는 가동 코일(5,6)의 중앙에서 수평 간격을 가변함으로써 발생하는 자속을 가변시켜 네트워크 전압의 급전선에서 출력선으로 가변 전류 전압에 따라서 에너지를 변환한다. 이것은 1차 가동 코일(6)과 2차 가동 코일(5) 사이의 턴비의 결합에 의해 달성된다. 자속은 또한 변압기의 코일들(5,6) 사이의 에어갭에 삽입된 코어(18)의 위치와 섹션을 제어함으로서 조절된다.

코어의 세로 평면 상의 축을 따라 가동 코일을 변위시키기 위해 가변 코어(18)의 축 상에는 엔드리스 스크류(endless screw)(10)를 가진 모터(12)의 형태로 된 기계/전기 작동기가 놓여진다. 타이밍을 맞춘 모터 동작을 온/오프 제어하기 위한 일련의 릴레이 및/또는 트랜지스터(15)를 구비하고 있다. 전압을 자동 부스트하기 위한 제어 스위치(9)를 구비하고 있다.

코일은 2 개의 상이한 기계적인 작동기 또는 모터(12) 상에서 구동 가능하며, 그 하나는 1차 권선(5)의 헤드에 위치하며, 다른 하나는 2차 권선(6)의 헤드에 위치한다. 가동 코어(18)는 변압기(11)의 컬럼 내에서 수평적으로 구동되는 코어(18)에 수직하게 놓인 모터(17)의 형태로 된 기계적 또는 전기 작동기 시스템에 의해 움직일 수 있다. 스위치(16)는 모터(12,17)를 수동 및 자동으로 구동하고 제어한다.

부하에 병렬로 자동 삽입되는 단상 또는 3상 커패시터(7,8)를 구비하고 있으며, 이들 커패시터는 단상 또는 3상으로 전력을 보상하거나 최적화할 수 있다. 본 발명은 주된 전기량과 동작 편차를 측정하여 신호 전송하기 위한 장치를 제공한다. 전류계(13)는 커패시터(7,8)의 자동 온/오프 삽입과 엔드리스 스크류(10)의 작동에 의한 순시 전류를 제어한다.

전력을 수용하기 위해 접속되는 부하들은 내부 및 외부의 조명 부하 L, 전기 히터 및/또는 환기 장치 부하 R, 속도 제어 기능이 있는 모터의 부하 M, 공기 정화 콤프레서의 부하 C 일 수가 있다.

본 발명에 따른 에너지 디머 구동 시스템에 의해 다음과 같은 개별적으로 또는 동시에 동작하는 응용 분야, 즉 일반적으로 에어콘 콤프레서인 플랜트 모터, 실외등, 실내등 및 가로등, 산업용 냉장 콤프레서 및 모터, 비동기형 모터 스타터, 혹은 전기 모터를 갖춘 펌프 시스템에서 최종 유저의 플랜트에 흡수된 전력을 보존하면서 전기 장치를 이용 가능하다.

시스템의 형태 및 설계는 어떤 유형의 동작과 관련한 문제점을 나타내지 않고 평형 및 불평형 부하의 존재에 따라 단상 및 2 상과, 3상 시스템에서 광범위의 전력을 고려한다.

따라서, 본 발명의 몇몇 실시예 만이 도시되고 기술되었지만, 당업자에게는 본 발명의 사상 및 범위를 일탈하지 않는 많은 변화 및 변경이 행해질 수 있음은 자명하다.

본 발명에 따른 에너지 디머 구동 시스템에 의해 다음과 같은 개별 응용 또는 동시에 작용하는 응용 분야, 즉 일반적으로 에어콘 콤프레서인 플랜트 모터, 실외등, 실내등 및 가로등, 산업용 냉장 콤프레서 및 모터, 비동기형 모터 스타터, 혹은 전기 모터를 갖춘 펌프 시스템에서 최종 유저의 플랜트에 흡수된 전력을 보존 하면서 전기 장치를 이용 가능하다.

시스템의 형태 및 설계는 어떤 유형의 동작과 관련한 문제점을 나타내지 않고 평형 및 불평형 부하의 존재에 따라 단상 및 2 상과, 3상 시스템에서 광범위의 전력을 고려한다.

Claims (8)

1. 한 입력에서 한 부하로 전달되는 전압량을 제어하는 시스템으로,

   간격에 의해 서로 분리되는 1차 권선 및 2차 권선을 가진 변압기와,

   상기 1차 권선 및 2차 권선 사이의 간격내에 배치된 가동형 코어와,

   상기 가동형 코어에 접속되어 상기 간격내에서 상기 1차 권선 및 2차 권선에 수직인 방향으로 상기 코어를 움직이는 장치와,

   프로그램된 파라미터에 따라서 상기 부하에 전달되는 전압을 가변하기 위해 상기 코어를 움직이는 상기 장치에 신호를 자동으로 전송하는 제어기를 구비한 전압량 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 1차 권선과 2차 권선 사이의 간격을 가변하기 위해 상기 1차 권선 및 2차 권선 중 적어도 하나에 접속된 적어도 하나의 작동기를 더 구비하며, 상기 제어기는 상기 두 권선 사이의 간격을 가변하기 위해 프로그램된 파라미터에 따라서 적어도 하나의 작동기에 신호를 전송하는 것인 전압량 제어 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 1차 권선 및 2차 권선은 두 권선 사이의 간격을 가변하기 위해 두 권선을 움직이는 별개의 작동기에 각각 접속되는 것인 전압량 제어 시스템.
4. 제2항에 있어서, 상기 작동기는 상기 두 권선 중 하나에 접속된 엔드리스 스크류를 가진 모터를 구비하는 것인 전압량 제어 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 장치는 상기 코어에 접속된 엔드리스 스크류를 가진 모터를 구비하는 것인 전압량 제어 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 영숫자 디스플레이에 부착된 마이크로프로세서와, 상기 두 권선과 상기 코어의 움직임을 제어하기 위해 선택된 파라미터를 입력하기 위한 키보드를 구비하는 것인 전압량 제어 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 제어기는 8 개의 출력 다중 제어 및 전력 카드를 더 포함하는 것인 전압량 제어 시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 부하에 전달되는 전력을 최적화하기 위해 상기 시스템에 접속되는 적어도 하나의 커패시터를 더 구비하는 것인 전압량 제어 시스템.

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