KR100915982B1 - Control Method for Three-Phase Rectifier with High Power Factor - Google Patents

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KR100915982B1 KR1020070080017A KR20070080017A KR100915982B1 KR 100915982 B1 KR100915982 B1 KR 100915982B1 KR 1020070080017 A KR1020070080017 A KR 1020070080017A KR 20070080017 A KR20070080017 A KR 20070080017A KR 100915982 B1 KR100915982 B1 KR 100915982B1
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    • G05F1/70—Regulating power factor; Regulating reactive current or power

Abstract

본 발명은 역률 개선용 3상 정류기 제어방법에 관한 것으로, 3상 다이오드 정류기와 3개의 양방향 스위치로 구성되는 상기 양방향 스위치의 펄스폭을 결정하기 위하여 도통각 ｒ을 제어하는 제1단계(S10)와; 공급전원에 흐르는 선전류의 기본파성분 Ia1와 공급전압 Va 및 상기 도통각 ｒ을 이용하여 부하저항과 부하인덕턴스를 산정하는 제2단계(S20)와; 정류기 출력전류 Id와 공급전압 Va 및 부하저항과 부하인덕턴스를 이용하여 위상각 δ를 구하고, 상기 위상각 δ를 이용하여 양방향 스위치의 스위칭 시점을 결정하여 공급전압 Va와 선전류 기본파성분 Ia1이 동상이되도록 하여 역률이 1이 되도록 제어하는 제3단계(S30)를 포함한다. 따라서, 본 발명은 양방향 스위치의 펄스폭을 결정하는 도통각 ｒ과 공급전압과 정류기 입력전압의 기본파성분 사이의 위상각 δ를 조절하여, 정류기의 특성을 제어하고, 그 결과 입력전압 vAO, vBO, vCO(각상의 전압과 주전원 영점 사이의 전압)는 계단 형태의 파형을 띠게 되고, 입력전류의 파형은 정현파 입력전압과 비슷한 파형으로 나타나게 되어, 역률을 개선시키는 효과가 있다.The present invention relates to a three-phase rectifier control method for improving power factor, the first step (S10) of controlling the conduction angle r to determine the pulse width of the bi-directional switch consisting of a three-phase diode rectifier and three bi-directional switch and ; A second step (S20) of calculating a load resistance and a load inductance using the fundamental wave component I a1 of the line current flowing through the power supply, the supply voltage V a and the conduction angle r; The phase angle δ is obtained using the rectifier output current I d , the supply voltage V a , the load resistance and the load inductance, and the switching point of the bidirectional switch is determined using the phase angle δ to supply the supply voltage V a and the line current fundamental wave component. And a third step S30 of controlling the power factor to be 1 by causing I a1 to be in phase. Accordingly, the present invention is to adjust the phase angle δ between the conduction angle r with the supply voltage and the rectifier input voltage fundamental wave component in determining the pulse width of the two-way switch, controlling the characteristics of the rectifier and, as a result, the input voltage v AO, v BO , v CO (voltage between each phase voltage and the main power zero) has a stepped waveform, and the waveform of the input current appears as a waveform similar to the sinusoidal input voltage, thereby improving the power factor.

3상 정류기, 역률, 양방향 스위치 3-phase rectifier, power factor, bidirectional switch

Description

역률 개선용 3상 정류기 제어방법{Control Method for Three-Phase Rectifier with High Power Factor}Control Method for Three-Phase Rectifier with High Power Factor

본 발명은 역률 개선용 3상 정류기 제어방법에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 3상 정류기의 역률(Power Factor)을 개선하고, 다양한 부하 조건에서 출력전압을 안정화시키는 역률 개선용 3상 정류기 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a three-phase rectifier control method for improving the power factor, and more particularly, to a three-phase rectifier control method for improving the power factor of the three-phase rectifier and stabilizing the output voltage under various load conditions. It is about.

도 1은 종래의 L-C 필터를 이용하여 역률과 출력전압의 변동률을 개선하기 위한 회로도로써, 3개의 부가적인 스위치의 제어를 위한 온(on) 간격의 길이는

Figure 112007057803396-pat00001
이고, 반주기 동안 6개의 부분으로 분할하는 구성이다.1 is a circuit diagram for improving the power factor and output voltage fluctuation rate using a conventional LC filter, the length of the on interval for the control of three additional switches
Figure 112007057803396-pat00001
It is divided into six parts for half cycle.

그러나, 상기 종래 기술의 정류기는 스위치의 온(on) 간격이 고정되어져 있으므로 낮은 성능의 역률을 갖게 되는 단점이 있다.However, the conventional rectifier has a disadvantage in that the on-interval of the switch is fixed and thus has a low power factor.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 양방향 스위치의 펄스폭을 결정하는 도통각 ｒ과, 공급전압과 정류기 입력전압의 기본파성분 사이의 위상각 δ를 조절하여 정류기의 특성을 제어하고, 그 결과 입력전압 vAO, vBO, vCO(각상의 전압과 주전원 영점 사이의 전압)는 계단 형태의 파형을 띠게 되고, 입력전류의 파형은 정현파 입력전압과 비슷한 파형으로 나타나게 되어, 역률을 개선시키는 역률 개선용 3상 정류기 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention controls the characteristics of the rectifier by adjusting the conduction angle r for determining the pulse width of the bidirectional switch and the phase angle δ between the fundamental wave components of the supply voltage and the rectifier input voltage. As a result, the input voltages v AO , v BO , v CO (voltage between each phase voltage and the main power zero) have a stepped waveform, and the waveform of the input current appears as a waveform similar to the sine wave input voltage. An object of the present invention is to provide a three-phase rectifier control method for improving power factor.

목적을 달성하기 위한 제어방법으로는,As a control method to achieve the purpose,

3상 다이오드 정류기와 3개의 양방향 스위치(Sa, Sb, Sc)로 구성되는 상기 양방향 스위치(Sa, Sb, Sc)의 펄스폭을 결정하기 위하여 도통각 ｒ을 제어하는 제1단계와; 공급전원에 흐르는 선전류의 기본파성분 Ia1와 공급전압 Va 및 상기 도통각 ｒ을 이용하여 부하저항과 부하인덕턴스를 산정하는 제2단계와; 정류기 출력전류 Id와 공급전압 Va 및 부하저항과 부하인덕턴스를 이용하여 위상각 δ를 구하고, 상기 위상각 δ를 이용하여 양방향 스위치(Sa, Sb, Sc)의 스위칭 시점을 결정하여 공급전압 Va와 선전류 기본파성분 Ia1이 동상이되도록 하여 역률이 1이 되도록 제어하는 제3 단계(S30)를 포함한다.A first controlling the conduction angle r to determine the pulse width of the bi-directional switch (S a , S b , S c ) consisting of a three-phase diode rectifier and three bi-directional switches (S a , S b , S c ) Steps; Fundamental wave component I a1 and supply voltage V a of line current flowing through the power supply And a second step of calculating a load resistance and a load inductance using the conduction angle r; The phase angle δ is obtained by using the rectifier output current I d , the supply voltage V a , the load resistance and the load inductance, and the switching timing of the bidirectional switches S a , S b , and S c is determined by using the phase angle δ. And a third step (S30) of controlling the power factor so that the supply voltage V a and the line current fundamental wave component I a1 become in phase.

본 발명의 다른 특징으로서, 상기 양방향 스위치(Sa, Sb, Sc)의 펄스폭을 결정하는 도통각 ｒ은 0과 1사이의 값으로 제어되고,As another feature of the present invention, the conduction angle r for determining the pulse width of the bidirectional switch S a , S b , S c is controlled to a value between 0 and 1,

상기 위상각 δ는

Figure 112009014811592-pat00002
으로 제어되며, 여기서,
Figure 112009014811592-pat00003
는 정규화된 출력전류이고, 정규화를 위한 기본전류(In)는
Figure 112009014811592-pat00046
이다.The phase angle δ is
Figure 112009014811592-pat00002
Controlled by
Figure 112009014811592-pat00003
Is the normalized output current, and the basic current (In) for normalization is
Figure 112009014811592-pat00046
to be.

상기한 바와 같이, 본 발명은 양방향 스위치의 펄스폭을 결정하는 도통각 ｒ과, 공급전압과 정류기 입력전압의 기본파성분 사이의 위상각 δ를 조절하여, 정류기의 특성을 제어하고, 그 결과 입력전압 vAO, vBO, vCO(각상의 전압과 주전원 영점 사이의 전압)는 계단 형태의 파형을 띠게 되고, 입력전류의 파형은 정현파 입력전압과 비슷한 파형으로 나타나게 되어, 역률을 개선시키는 효과가 있다.As described above, the present invention controls the characteristics of the rectifier by adjusting the conduction angle r, which determines the pulse width of the bidirectional switch, and the phase angle δ between the fundamental wave components of the supply voltage and the rectifier input voltage, thereby controlling the characteristics of the rectifier and, as a result, inputting. The voltages v AO , v BO , and v CO (voltage between each phase voltage and the main power zero) have a stepped waveform, and the waveform of the input current appears as a waveform similar to the sinusoidal input voltage, improving the power factor. have.

도 2는 본 발명에 따른 역률 개선용 3상 정류기의 제어방법을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 본 발명에 따른 3상 다이오드 브리지 정류기와 양방향 스위치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 역률 개선용 3상 정류기 제어방법의 파형을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 역률 개선용 3상 정류기 제어방법의 기본파성분에 대한 등가회로 및 위상도를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 위상각 δ를 제어하기 위한 실시방법을 나타낸 참고도이다.2 is a flowchart illustrating a control method of a three-phase rectifier for improving power factor according to the present invention, FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a three-phase diode bridge rectifier and a bidirectional switch according to the present invention, and FIG. 4 is according to the present invention. FIG. 5 is a diagram illustrating waveforms of a three-phase rectifier control method for improving power factor, and FIG. 5 is a diagram illustrating an equivalent circuit and a phase diagram of fundamental wave components of a three-phase rectifier controlling method for improving power factor according to the present invention. Is a reference diagram showing an implementation method for controlling the phase angle δ according to the present invention.

이하, 도면을 참고로 구성요소를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the components will be described with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 역률 개선용 3상 정류기의 제어방법을 나타낸 흐름도로써, 3상 다이오드 정류기와 3개의 양방향 스위치(Sa, Sb, Sc)로 구성되는 상기 양방향 스위치(Sa, Sb, Sc)의 펄스폭을 결정하기 위하여 도통각 ｒ을 제어하는 단계(S10)와, 공급전원에 흐르는 선전류의 기본파성분 Ia1와 공급전압 Va 및 상기 도통각 ｒ을 이용하여 부하저항과 부하인덕턴스를 산정하는 단계(S20)와, 정류기 출력전류 Id와 공급전압 Va 및 부하저항과 부하인덕턴스를 이용하여 위상각 δ를 구하고, 상기 위상각 δ를 이용하여 양방향 스위치(Sa, Sb, Sc)의 스위칭 시점을 결정하여 공급전압 Va와 선전류 기본파성분 Ia1이 동상이되도록 하여 역률이 1이 되도록 제어하는 단계(S30)를 포함한다.2 is a three-phase diode rectifier and a three-way switch (S a, S b, S c) the two-way switch (S a, S consisting of as flow chart showing a control method of a three-phase rectifier for the power factor correction of the present invention b , controlling the conduction angle r in order to determine the pulse width (S c ), and using the fundamental wave component I a1 of the line current flowing through the power supply, the supply voltage V a, and the conduction angle r Computing the resistance and the load inductance (S20), using the rectifier output current I d and the supply voltage V a and the load resistance and the load inductance to obtain the phase angle δ, using the phase angle δ bidirectional switch (S a , S b , S c ) to determine the switching time point so that the supply voltage V a and the line current fundamental wave component I a1 become in phase, and control the power factor to be 1 (S30).

도 3은 본 발명의 3상 다이오드 브리지 정류기와 3개의 양방향 스위치(Sa, Sb, Sc)의 구성을 나타낸 도면으로, 상기 양방향 스위치(Sa, Sb, Sc)는 1개의 MOSFET 또는 IGBT와 4개의 다이오드로 구성되어, 중성점(N)과 각상의 종말점과 연결되어 있으며, 정류기의 다이오드 각각의 anode-cathode 간의 전압과 마찬가지로 양방향 스위치(Sa, Sb, Sc)에서 발생하는 전압강하 또는 무시 가능한 값으로 가정한다.3 is a diagram illustrating a configuration of a three-phase diode bridge rectifier and three bidirectional switches S a , S b , and S c of the present invention, wherein the bidirectional switches S a , S b , and S c have one MOSFET. Or IGBT and 4 diodes, which are connected to the neutral point (N) and the end point of each phase, and are generated in the bidirectional switch (S a , S b , S c ) as well as the voltage between the anode-cathode of each diode of the rectifier Assume a voltage drop or negligible value.

상기 양방향 스위치(Sa, Sb, Sc)는 특정 선전류가 흐를 때 알맞은 기간 동안 스위치가 온(on)되며, 입력전압 vAO, vBO, vCO(각상의 전압과 주전원 영점 사이의 전압)는 계단 형태의 파형을 띠게 되고, 입력전류 Id의 파형은 정현파 입력 전압과 비슷한 파형으로 나타나게 되므로, 역률이 개선된다.The bidirectional switch (S a , S b , S c ) is switched on for a suitable period when a specific line current flows, the input voltage v AO , v BO , v CO (between the voltage of each phase and the zero of the main power supply) Voltage) has a stepped waveform, and the waveform of the input current I d appears as a waveform similar to the sinusoidal input voltage, thereby improving the power factor.

도 4는 본 발명의 역률 개선용 3상 정류기 제어방법의 파형을 도시한 도면으로써, 정류기의 특성은 매개변수 도통각 ｒ과 위상각 δ를 조절함으로써 제어 가능하고, 상기 도통각 ｒ은 0과 1사이의 일정값을 가지며, 상기 양방향 스위치(Sa, Sb, Sc)의 펄스폭을 결정하고, 상기 위상각 δ은 공급전압 Va와 전원의 선전류 기본파성분 Ia1 사이의 위상각이다.4 is a view showing the waveform of the three-phase rectifier control method for improving the power factor of the present invention, the characteristics of the rectifier can be controlled by adjusting the parameter conduction angle r and the phase angle δ, the conduction angle r is 0 and 1 The pulse width of the bidirectional switch S a , S b , S c is determined, and the phase angle δ is a phase angle between the supply voltage V a and the line current fundamental wave component I a1 of the power source. to be.

도 5는 본 발명의 기본파성분 Ia1에 대한 등가회로 및 위상도를 도시한 도면으로, 도 5(a)는 기본파성분 Ia1에 대한 등가회로를 도시하고, 도 5(b)는 기본파성분 Ia1에 대항 위상도를 도시한다.FIG. 5 is a diagram showing an equivalent circuit and a phase diagram of a fundamental wave component I a1 of the present invention. FIG. 5 (a) shows an equivalent circuit for a fundamental wave component I a1 , and FIG. 5 (b) shows a basic diagram. A phase diagram against the wave component I a1 is shown.

상기 도 5에서 Va는 주어진 전압의 rms 값이고, Va01는 정류기 입력전압의 기본파성분이며, La1은 정류기 입력전류의 기본파 성분이다. 또한 L은 입력 인덕턴스이고, R은 입력 저항을 나타낸다.In FIG. 5, V a is the rms value of a given voltage, V a01 is the fundamental wave component of the rectifier input voltage, and L a1 is the fundamental wave component of the rectifier input current. L is the input inductance and R is the input resistance.

상기 도 4의 vAO에 대한 푸리에 전개는 아래의 수학식 1로 표현된다.Fourier expansion for v AO of FIG. 4 is represented by Equation 1 below.

Figure 112007057803396-pat00005
Figure 112007057803396-pat00005

파라미터 r를 이용하여 출력 직류 전압 Vd를 제어할 수 있으며, 이러한 경우 제안된 접근 방법의 정류기는 단위 Displacement Power Factor(DPF)를 이룰 수 있으며, 이때 출력 직류 전압 Vd는 안정된다.The output DC voltage V d can be controlled using the parameter r. In this case, the rectifier of the proposed approach can achieve unit displacement power factor (DPF), where the output DC voltage V d is stable.

상기 Displacement Power Factor(DPF)가 1인 경우,

Figure 112007057803396-pat00006
벡터는 부하에 상관없이
Figure 112007057803396-pat00007
벡터와 같은 방향을 가지게 되고, 출력전압 Vd는 절대적으로 안정되며, 이때 벡터
Figure 112007057803396-pat00008
는 도 5(b)와 같이 원호를 따라서 움직이게 된다.If the Displacement Power Factor (DPF) is 1,
Figure 112007057803396-pat00006
Vector is independent of load
Figure 112007057803396-pat00007
It has the same direction as the vector, and the output voltage V d is absolutely stable.
Figure 112007057803396-pat00008
Is moved along the arc as shown in FIG.

이 경우 전류

Figure 112007057803396-pat00009
는 전압
Figure 112007057803396-pat00010
와 동상이 될 수 없으며, 따라서 입력저항 R에 의한 전압강하의 범위내에서 원의 호 대신 직선을 사용할 수 있다. 각
Figure 112007057803396-pat00011
는 도 4와 같이 전류
Figure 112007057803396-pat00012
가 전압
Figure 112007057803396-pat00013
와 동상일 때 최대각이며, θ는 입력전류의 기본파성분과 입력전압의 기본파성분 사이각이다.Current in this case
Figure 112007057803396-pat00009
The voltage
Figure 112007057803396-pat00010
It cannot be in phase with, so a straight line can be used instead of an arc of a circle within the range of voltage drop by input resistance R. bracket
Figure 112007057803396-pat00011
Is the current as shown in Figure 4
Figure 112007057803396-pat00012
Voltage
Figure 112007057803396-pat00013
Is the maximum angle when in phase with, and θ is the angle between the fundamental wave component of the input current and the fundamental wave component of the input voltage.

여기서, r이 하기의 수학식 2라고 가정하면,Here, assuming that r is the following equation (2),

Figure 112007057803396-pat00014
Figure 112007057803396-pat00014

이 경우, VA01 ( min )이 가장 작은 전압을 가질 때 각은

Figure 112007057803396-pat00015
이며, 이때
Figure 112007057803396-pat00016
이다. 그러므로 δ를 이용하여 제어할 경우
Figure 112007057803396-pat00017
이 경계선을 따라서 움직일 때, 전압강하는
Figure 112007057803396-pat00018
이며 정류기 출력전압의 변화범위는 0.9%인 것을 알 수 있다.In this case, when V A01 ( min ) has the smallest voltage, the angle is
Figure 112007057803396-pat00015
, Where
Figure 112007057803396-pat00016
to be. Therefore, when controlling by using δ
Figure 112007057803396-pat00017
When moving along this boundary, the voltage drop
Figure 112007057803396-pat00018
It can be seen that the variation range of the rectifier output voltage is 0.9%.

도 5(b)와 같이 입력전류의 기본파 Ia1와 Va가 동상일 때 하기의 수학식 3을 유도할 수 있다.As shown in FIG. 5B, when the fundamental waves I a1 and V a of the input current are in phase, Equation 3 below can be derived.

Figure 112007057803396-pat00019
Figure 112007057803396-pat00019

실제 제어 시스템에서 실험의 계산을 위하여 교류전류 Ia1보다 직류전류를 사용하는 것이 더 좋으며, 상기 수학식 3의 교류전류 Ia1를 직류전류 Id로 변환해야 하며, Six Operating Modes 해석에 따라 하기의 수학식 4를 유도할 수 있다.Good better to use a direct current than the alternating current I a1 to the calculation of the test in the actual control system, and to convert the alternating current I a1 in Equation (3) to the DC current I d, the to according to Six Operating Modes Analysis Equation 4 can be derived.

Figure 112007057803396-pat00020
Figure 112007057803396-pat00020

여기서,

Figure 112007057803396-pat00021
이고,here,
Figure 112007057803396-pat00021
ego,

따라서, 하기의 수학식 5를 얻을 수 있다.Therefore, the following equation (5) can be obtained.

Figure 112007057803396-pat00022
Figure 112007057803396-pat00022

상기 수학식 5로부터 각 δ는 Numerical Method에 의하여 결정된다. 그러나 상기 δ의 범위는 상기 수학식 2로부터

Figure 112007057803396-pat00023
로 한정되며, 첫 번째 계산으로 r=0.5라 두면
Figure 112007057803396-pat00024
라고 가정할 수 있다. 그 결과,
Figure 112007057803396-pat00025
이며, 상기 수학식 3은 하기의 수학식 6으로 다시 표현할 수 있다.The angle δ from Equation 5 is determined by the Numerical Method. However, the range of δ is from the equation (2)
Figure 112007057803396-pat00023
Is limited to r = 0.5 for the first calculation
Figure 112007057803396-pat00024
Can be assumed. As a result,
Figure 112007057803396-pat00025
Equation 3 may be represented by Equation 6 below.

Figure 112007057803396-pat00026
Figure 112007057803396-pat00026

여기서,

Figure 112009014811592-pat00027
는 정규화된 출력전류이며, 정규화를 위한 기본전류(In)는
Figure 112009014811592-pat00047
이다. 결론적으로, 상기 수학식 6에 의하여 변화하는 δ에 대하여 직류전압은 안정적으로 유지될 수 있다.here,
Figure 112009014811592-pat00027
Is the normalized output current, and the basic current (In) for normalization is
Figure 112009014811592-pat00047
to be. In conclusion, the DC voltage can be stably maintained with respect to δ which is changed by Equation 6 above.

상기 위상각 δ를 제어하는 방법은 도 6과 같이, 수식 (*)에서 δ의 계산에 서 사용되는 귀환값 Id를 주기 위하여 부하의 출력전류는 지속적으로 측정되며, 계산된 δ값은 부가적인 양방향 스위치(Sa, Sb, Sc)의 온(on) 간격을 조정한다.In the method of controlling the phase angle δ, the output current of the load is continuously measured to give the feedback value I d used in the calculation of δ in Equation (*), and the calculated δ value is additionally determined. Adjust the on interval of the bidirectional switch (S a , S b , S c ).

상기 수학식 2의 조건에서 도 5(b)를 사용하여, 입력 인덕턴스와 입력 저항을 쉽게 결정할 수 있다.Under the condition of Equation 2, using FIG. 5 (b), the input inductance and the input resistance can be easily determined.

여기서,

Figure 112007057803396-pat00029
일 때 Ia1 = Ia1max라 가정한다. 그러면, 하기의 수학식 7과 수학식 8의 값을 얻게 된다.here,
Figure 112007057803396-pat00029
It is assumed that when I a1 = I a1max . Then, the values of Equations 7 and 8 below are obtained.

Figure 112007057803396-pat00030
Figure 112007057803396-pat00030

Figure 112007057803396-pat00031
Figure 112007057803396-pat00031

상기 도 4(b) 및 수학식 1과 수학식 4에서 설명한 것을 기본으로 하여 부하의 특성에 대한 출력전압과 전류간의 관계를 표현하면 하기의 수학식 9와 같다.The relationship between the output voltage and the current for the characteristics of the load is expressed as shown in Equation 9 below based on the description of FIGS. 4 (b) and Equations 1 and 4 above.

Figure 112007057803396-pat00032
Figure 112007057803396-pat00032

여기서,

Figure 112009014811592-pat00033
는 정규화된 출력전압이고, Vn = Va는 정규화를 위한 기본전압이다. 따라서, 앞에서 정의한 파라미터 R과 L에 주의하여 상기 수학식 6에 따라 각 δ를 조정함으써 부하의 변화에 따른 출력전압의 변화를 안정시킬 수 있다.here,
Figure 112009014811592-pat00033
Is the normalized output voltage and V n = V a is the base voltage for normalization. Therefore, by adjusting the angle δ according to Equation 6, paying attention to the parameters R and L defined above, it is possible to stabilize the change of the output voltage according to the change of load.

따라서, 본 발명에서는 위상각 δ값을 제어함으로써 r 및 VA01을 조정하여 출력전압을 제어할 수 있으며, 도 4에서와 같이

Figure 112009034812056-pat00034
지점에서 VA01과 VA01min 사이의 관계를 알 수 있고, 이 경우 위상각 δ는
Figure 112009034812056-pat00035
와 같으며, 이때 r=0.5이며,
Figure 112009034812056-pat00036
이다. 그 결과, 부하가 변할 때 최대 출력전압의 변화는 0.9%가 됨으로써, 3상 정류기의 역률(Power Factor)을 개선하고, 다양한 부하 조건에서 출력전압을 안정화시키는 역률을 가지게 된다.Accordingly, in the present invention, the output voltage can be controlled by adjusting r and V A01 by controlling the phase angle δ value, as shown in FIG. 4.
Figure 112009034812056-pat00034
The relationship between V A01 and V A01min at the point is known, in which case the phase angle δ is
Figure 112009034812056-pat00035
, Where r = 0.5,
Figure 112009034812056-pat00036
to be. As a result, when the load changes, the maximum output voltage changes to 0.9%, thereby improving the power factor of the three-phase rectifier and having a power factor that stabilizes the output voltage under various load conditions.

본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims. Anyone can grow up easily.

도 1은 종래의 L-C 필터를 이용하여 역률과 출력전압의 변동률을 개선하기 위한 회로도.1 is a circuit diagram for improving the variation rate of the power factor and output voltage using a conventional L-C filter.

도 2는 본 발명에 따른 역률 개선용 3상 정류기의 제어방법을 나타낸 흐름도.2 is a flowchart illustrating a control method of a three-phase rectifier for improving power factor according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 3상 다이오드 브리지 정류기와 양방향 스위치의 구성을 나타낸 도면.3 is a view showing the configuration of a three-phase diode bridge rectifier and a bidirectional switch according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 역률 개선용 3상 정류기 제어방법의 파형을 도시한 도면.Figure 4 is a view showing the waveform of the power factor control three-phase rectifier control method according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 역률 개선용 3상 정류기 제어방법의 기본파성분에 대한 등가회로 및 위상도를 도시한 도면.5 is an equivalent circuit and a phase diagram of fundamental wave components of a three-phase rectifier control method for improving power factor according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 위상각 δ를 제어하기 위한 실시방법을 나타낸 참고도.6 is a reference diagram showing an implementation method for controlling the phase angle δ according to the present invention.

Claims (2)

삭제delete 3상 다이오드 정류기와 3개의 양방향 스위치(Sa, Sb, Sc)로 구성되는 상기 양방향 스위치(Sa, Sb, Sc)의 펄스폭을 결정하기 위하여 도통각 ｒ을 제어하는 제1단계(S10)와; 공급전원에 흐르는 선전류의 기본파성분 Ia1와 공급전압 Va 및 상기 도통각 ｒ을 이용하여 부하저항과 부하인덕턴스를 산정하는 제2단계(S20)와; 정류기 출력전류 Id와 공급전압 Va 및 부하저항과 부하인덕턴스를 이용하여 위상각 δ를 구하고, 상기 위상각 δ를 이용하여 양방향 스위치(Sa, Sb, Sc)의 스위칭 시점을 결정하여 공급전압 Va와 선전류 기본파성분 Ia1이 동상이되도록 하여 역률이 1이 되도록 제어하는 제3단계(S30)를 포함하는 3상 정류기의 제어방법에 있어서,A first controlling the conduction angle r to determine the pulse width of the bi-directional switch (S a , S b , S c ) consisting of a three-phase diode rectifier and three bi-directional switches (S a , S b , S c ) Step S10; A second step (S20) of calculating a load resistance and a load inductance using the fundamental wave component I a1 of the line current flowing through the power supply, the supply voltage V a and the conduction angle r; The phase angle δ is obtained by using the rectifier output current I d , the supply voltage V a , the load resistance and the load inductance, and the switching timing of the bidirectional switches S a , S b , and S c is determined by using the phase angle δ. In the control method of a three-phase rectifier comprising a third step (S30) of controlling the power supply voltage V a and the line current fundamental wave component I a1 to be in phase, so that the power factor is 1. 상기 양방향 스위치(Sa, Sb, Sc)의 펄스폭을 결정하는 도통각 ｒ은 0과 1사이의 값으로 제어되고,The conduction angle r, which determines the pulse width of the bidirectional switch S a , S b , S c , is controlled to a value between 0 and 1, 상기 위상각 δ는
Figure 112009034812056-pat00037
으로 제어되며, 여기서,
Figure 112009034812056-pat00038
는 정규화된 출력전류이고,The phase angle δ is
Figure 112009034812056-pat00037
Controlled by
Figure 112009034812056-pat00038
Is the normalized output current, 정규화를 위한 기본전류(In)는
Figure 112009034812056-pat00039
인 것을 특징으로 하는 역률 개선용 3상 정류기 제어방법.The basic current (In) for normalization is
Figure 112009034812056-pat00039
Three-phase rectifier control method for improving the power factor.
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