KR101042122B1 - Microprocessor Generator Control System - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로프로세서 발전기 조절장치에 관한 것으로, 발전기 PMG 전원(발전기 출력전압)을 비교기의 기준전압과 비교하여 발전기 여자코일에 인가되는 전류를 제어하는 전압 조정부와; 상기 발전기 출력전압의 과전압 여부를 검출하여 과전압 및 저전압일 경우 출력을 제한하는 과전압 및 저전압 보호부와; 상기 발전기에서 공급된 전류의 량과 항공기측에서 검출된 전류의 량의 검출하여 기준값 이상으로 차이가 나면 발전기와 부하 사이의 연결선의 문제로 인식하여 출력을 제한하는 전류 검사부와; 상기 발전기 PMG 전원 중 1상을 이용하여 마이크로 프로세서로 인가하는 저전압 레벨의 구형파를 검출하여 고주파 설정치 보다 주파수가 높거나 저주파 설정치 보다 주파수가 낮으면 출력을 제한하는 고주파 및 저주파 보호부; 및 상기 각 회로의 동작을 제어하여 발전기의 출력을 조절하고 유지시키는 마이크로 프로세서;를 포함하고 있으며, 발전기 조절장치에 사용되는 수동소자 수량을 줄이고 스탭별 속도제어를 연속 제어할 수 있고, 마이크로프로세서를 이용하여 제어 범위 변경시 기존에 저항 등 수동소자를 변경하던 것을 프로그램을 수정하여 원하는 제어 범위 및 시간을 조정 가능하도록 하였다.The present invention relates to a microprocessor generator control device, comprising: a voltage adjusting unit for controlling a current applied to a generator exciting coil by comparing a generator PMG power (generator output voltage) with a reference voltage of a comparator; An overvoltage and undervoltage protection unit configured to detect whether the generator output voltage is overvoltage and limit the output in the case of overvoltage and undervoltage; A current inspection unit for detecting an amount of current supplied from the generator and an amount of current detected from the aircraft and recognizing it as a problem of a connection line between the generator and the load if the difference exceeds a reference value; A high frequency and low frequency protection unit for detecting a square wave of a low voltage level applied to a microprocessor using one phase of the generator PMG power and limiting the output when the frequency is higher than the high frequency setting value or lower than the low frequency setting value; And a microprocessor for controlling the operation of each circuit to adjust and maintain the output of the generator. The microprocessor may reduce the number of passive elements used in the generator control device and continuously control speed control for each step. When changing the control range, the existing program that changed the passive elements such as the resistance was modified to adjust the desired control range and time.
항공기, 발전기, 마이크로프로세서, 여자코일, 전압, 검출, 분배 Aircraft, Generators, Microprocessors, Excitation Coils, Voltage, Detection, Distribution
Description
본 발명은 마이크로프로세서 발전기 조절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발전기 조절장치에 사용되는 수동소자 수량을 줄이고 마이크로프로세서를 이용하여 제어 범위 변경시 기존에 저항 등 수동소자를 변경하던 것을 프로그램을 수정하여 원하는 제어 범위 및 시간을 조정 가능하도록 한 마이크로프로세서 발전기 조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to a microprocessor generator control device, and more particularly, to reduce the number of passive elements used in the generator control device and to modify the program to change the conventional passive elements such as resistance when changing the control range using the microprocessor It relates to a microprocessor generator regulator which is capable of adjusting the desired control range and time.
종래의 발전기 조절장치는 발전기 제어 및 상태를 감지하기 위하여 수동소자 사용시 발전기 속도를 조정하기 위한 가변저항, 파워드라이브, 저항을 사용하였고, 모드별 동작을 위해서는 각각의 스위치 및 릴레이를 사용하였다. 또한 보호기능 및 상태감지를 위해서 전류센서로부터 저항을 통해 전압과 전류양을 감지하여 제어하는 방식으로 구성되어 있다.Conventional generator control device used a variable resistor, a power drive, a resistor to adjust the generator speed when using a passive element to detect the generator control and status, and used each switch and relay for operation by mode. In addition, it is configured to sense and control the voltage and amount of current through the resistance from the current sensor for protection function and state detection.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 발전기 조절장치에 사용되는 수동소자 수량을 줄이고 스탭별 속도제어를 연속 제어할 수 있는 마이크로프로세서 발전기 조절장치를 제시하는데 있다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide a microprocessor generator control apparatus capable of reducing the number of passive elements used in the generator control device and continuously controlling the speed control for each step.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 마이크로프로세서를 이용하여 제어 범위 변경시 기존에 저항 등 수동소자를 변경하던 것을 프로그램을 수정하여 원하는 제어 범위 및 시간을 조정 가능하도록 한 마이크로프로세서 발전기 조절장치를 제시하는데 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention, a microprocessor generator control device that can adjust the desired control range and time by modifying the program to change the conventional passive elements such as resistance when changing the control range using a microprocessor To present.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 마이크로프로세서를 이용하여 스위치, 저항, 콘덴서, 인덕터, 릴레이 등을 최소로 사용하여 발전기의 크기 및 중량을 크게 줄일 수 있는 마이크로프로세서 발전기 조절장치를 제시하는데 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a microprocessor generator control device that can significantly reduce the size and weight of the generator by using a minimum of switches, resistors, capacitors, inductors, relays, etc. using a microprocessor. It is.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 브러시레스(Brushless) 교류 발전기 조절장치로 사용되며 발전기의 출력을 조절하고 유지시키는 역할을 수행하며, 발전기의 출력을 모니터링하여 적절한 출력전압, 주파수, 전류 등을 제어하고, 일정 기준범위를 벗어날 경우 발전기와 부하 버스와의 연결을 차단함으로써 발전 시스템을 보호하는 마이크로프로세서 발전기 조절장치를 제시하는데 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention, used as a brushless (Brushless) alternator control device and serves to adjust and maintain the output of the generator, by monitoring the output of the generator to the appropriate output voltage, frequency, The present invention proposes a microprocessor generator control device that protects a power generation system by controlling current and breaking a connection between a generator and a load bus when it is out of a certain reference range.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 항공기 및 지상용 발전기에 적용 가능한 마이크로프로세서 발전기 조절장치를 제시하는데 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to propose a microprocessor generator control device applicable to aircraft and ground generators.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 청구항 1에 기재된 발명은, 「마이크로프로세서 발전기 조절장치에 있어서, 발전기 PMG(Permanent Magnet Generator) 전원(발전기 출력전압)을 비교기의 기준전압과 비교하여 발전기 여자코일에 인가되는 전류를 제어하는 전압 조정부와; 상기 발전기 출력전압의 과전압 여부를 검출하여 과전압 및 저전압일 경우 출력을 제한하는 과전압 및 저전압 보호부와; 상기 발전기에서 공급된 전류의 량과 항공기측에서 검출된 전류의 량의 검출하여 기준값 이상으로 차이가 나면 발전기와 부하 사이의 연결선의 문제로 인식하여 출력을 제한하는 전류 검사부와; 상기 발전기 PMG 전원 중 1상을 이용하여 마이크로 프로세서로 인가하는 저전압 레벨의 구형파를 검출하여 고주파 설정치 보다 주파수가 높거나 저주파 설정치 보다 주파수가 낮으면 출력을 제한하는 고주파 및 저주파 보호부; 및 상기 각 회로의 동작을 제어하여 발전기의 출력을 조절하고 유지시키는 마이크로 프로세서;를 포함하는 마이크로프로세서 발전기 조절장치.」를 제공한다.As a means for solving the above-described technical problem, the invention described in
청구항 2에 기재된 발명은, 「제 1 항에 있어서, 상기 전압조정부는: 상기 발전기 출력전압을 일정 비율로 분압하여 상기 비교기로 입력하고, 상기 비교기에서 상기 발전기 출력전압이 기준전압 보다 높으면 발전기 여자코일에 인가되는 전류를 줄이고 낮으면 전류를 높여서 출력전압을 조정하는 것을 특징으로 하는 마이 크로프로세서 발전기 조절장치.」를 제공한다.The invention as set forth in
청구항 3에 기재된 발명은, 「제 1 항에 있어서, 상기 과전압 및 저전압 보호부는: 상기 발전기 출력전압을 과전압 및 저전압 인식회로를 통해 반파 정류하고, 정류된 전압을 전압 분배기 회로를 통해 일정 비율로 분압하여 마이크로프로세서로 인가하는 것을 특징으로 하는 마이크로프로세서 발전기 조절장치.」를 제공한다.The invention according to
청구항 4에 기재된 발명은, 「제 1 항에 있어서, 상기 전류 검사부는: 상기 발전기의 출력과 상기 항공기측의 출력을 각각 전류 트랜스를 이용하여 AC 값으로 검출한 후 전파 정류된 DC 전압 값으로 변환하고, 상기 변환된 DC 전압 값을 발전기와 항공기의 각 상(A,B,C)별로 비교기를 사용하여 전류값이 차이가 나는 상(A,B,C)을 인식하고, 상기 발전기 3상의 전류 및 항공기측의 3상 전류를 합산하여 각각 마이크로 프로세서로 인가하여 디지털 값으로 변환하며, 두 전류의 차이가 기준값 보다 큰 차이가 발생하면 출력을 제한하는 것을 특징으로 하는 마이크로프로세서 발전기 조절장치.」를 제공한다.According to the invention of
청구항 5에 기재된 발명은, 「제 1 항에 있어서, 상기 고주파수 및 저주파수 보호부는: 상기 발전기 PMG 전원 중 1상을 포토커플을 사용하여 저전압 레벨의 구형파로 변환하고, 이 구형파를 논리게이트를 이용하여 노이즈를 제거한 후 마이크로 프로세서로 인가하고, 상기 마이크로 프로세서로 인가되는 구형파의 주파수가 고주파수 설정치 보다 높거나 저주파 설정치 보다 주파수가 낮으면 출력을 제한하는 것을 특징으로 하는 마이크로프로세서 발전기 조절장치.」를 제공한다.The invention as set forth in
청구항 6에 기재된 발명은, 「제 1 항에 있어서, 상기 마이크로 프로세서의 동작은: (a)상기 발전기 출력전압이 인가되면 시스템을 초기화한 다음 상기 전압 조정부를 동작시키고, 상기 전압 조정부에 의해 출력되는 발전기의 출력전압이 기준 주파수 이상의 전압이 출력되는지를 판별하는 단계와; (b)상기 (a)단계에서 상기 발전기의 출력전압이 기준 주파수 이하이면 메모리에 저장된 에러(ERROR) 상태를 출력한 후 상기 발전기의 출력전압을 계속 검출하고, 상기 발전기의 출력전압이 기준 주파수 이상으로 되면 시스템을 초기화한 후 종료하는 단계와; (c)상기 (a)단계에서 상기 발전기의 출력전압이 기준 주파수 이상이면 상기 과전압 보호부를 동작시켜 과전압을 검출하고, 일정시간 지연 후에도 과전압이 검출되면 출력을 제한하는 단계와; (d)상기 (c)단계를 수행한 후 상기 저전압 보호부를 동작시켜 상기 발전기의 출력전압이 기준전압보다 낮은 저전압 상태인지를 검출하고, 일정시간 지연 후에도 저전압이 검출되면 출력을 제한하는 단계와; (e)상기 (d)단계를 수행한 후 상기 전류 검사부를 동작시켜 상기 발전기에서 공급된 전류의 량과 항공기측에서 검출된 전류의 량의 차이를 검출하고, 상기 검출한 두 전류의 량의 차이가 기준값 이상으로 차이가 나면 출력을 제한하는 단계와; (f)상기 (e)단계를 수행한 후 상기 저주파 보호부를 동작시켜 상기 발전기의 출력 주파수가 기준 주파수보다 낮은 저주파수인지를 검출하고, 일정시간 지연 후에도 저주파수가 검출되면 출력을 제한하는 단계와; (g)상기 (f)단계를 수행한 후 상기 고주파 보호부를 동작시켜 상기 발전기의 출력 주파수가 기준 주파수보다 높은 고주파수인지를 검출하고, 일정시간 지연 후에도 고주파수가 검출되면 출력을 제한하는 단계; 및 (h)상기 (c) 내 지 (g)단계의 수행 결과를 메모리에 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로프로세서 발전기 조절장치.」를 제공한다.The invention according to
본 발명에 따르면, 마이크로프로세서를 사용하여 발전기 조절장치의 스탭별 속도제어를 연속제어가 가능하도록 함으로써, 성능 및 편리성을 향상시켰다.According to the present invention, by allowing the continuous control of the step-by-step speed control of the generator control device using a microprocessor, the performance and convenience are improved.
또한, 마이크로프로세서를 이용하여 스위치, 저항, 콘덴서, 인덕터, 릴레이 등의 수동소자 수량을 줄여 발전기 조절장치의 크기 및 중량을 크게 줄였다.In addition, the microprocessor is used to reduce the number of passive components such as switches, resistors, capacitors, inductors, and relays, greatly reducing the size and weight of the generator regulator.
또한, 제어 범위 변경시 기존에는 저항 등 수동소자를 변경하였지만, 본 발명에서는 프로그램을 수정하여 원하는 제어 범위 및 시간을 간단히 조정할 수 있다.In addition, when the control range is changed in the past, passive elements such as resistors are changed, but in the present invention, the desired control range and time can be easily adjusted by modifying the program.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
마이크로프로세서 발전기 조절장치Microprocessor Generator Controls
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 마이크로프로세서 발전기 조절장치를 기능별로 나타낸 블록도이다.Figure 1 is a block diagram showing the function of the microprocessor generator control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 마이크로프로세서 발전기 조절장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 마이크로 프로세서(100), 전원 입력부(110), 전압 조정부(120), 과전압 보호부(130), 저전압 보호부(140), 전류 검사부(150), 저주파 보호부(160), 고주파 보호부(170)를 포함하고 있다.As shown in FIG. 1, the microprocessor generator control device of the present invention includes a
상기 마이크로 프로세서(100)는 상기 마이크로프로세서 발전기 조절장치의 각 동작을 제어하여 발전기의 출력전압을 조절하고 유지시키는 기능을 한다. 상기 마이크로 프로세서(100)의 동작에 대해서는 후술하는 도 10의 동작 흐름도에서 자세히 설명하기로 한다. The
상기 전원 입력부(110)는 발전기 PMG(Permanent Magnet Generator) 전원(발전기 출력전압)을 입력하는 회로이다.The
상기 전압 조정부(120)는 상기 전원 입력부(110)에서 입력된 발전기 출력전압을 비교기의 기준전압과 비교하여 발전기의 출력전압을 발생하는 발전기 여자코일에 인가되는 전류를 제어하는 역할을 한다(도 2 및 도 3 참조).The
상기 과전압 보호부(130)는 상기 발전기 출력전압의 과전압 여부를 검출하여 과전압일 경우 출력을 제한하는 기능을 하며(도 4 및 도 5 참조), 상기 저전압 보호부(140)는 상기 발전기 출력전압의 저전압 여부를 검출하여 저전압일 경우 출력을 제한하는 기능을 한다(도 6 및 도 7 참조).The
상기 전류 검사부(150)는 상기 발전기에서 공급된 전류의 량과 항공기측에서 검출된 전류의 량의 검출하여 기준값 이상으로 차이가 나면 발전기와 부하 사이의 연결선의 문제로 인식하여 출력을 제한하는 기능을 한다(도 8 참조).The
상기 저주파 보호부(160)는 상기 발전기 PMG 전원 중 1상을 이용하여 마이크로 프로세서로 인가하는 저전압 레벨의 구형파를 검출하여 저주파 설정치 보다 주파수가 낮으면 출력을 제한하고, 상기 고주파 보호부(170)는 상기 발전기 PMG 전원 중 1상을 이용하여 마이크로 프로세서로 인가하는 저전압 레벨의 구형파를 검출하여 고주파 설정치 보다 주파수가 높으면 출력을 제한하는 기능을 한다(도 9 참조).The low
본 발명의 마이크로프로세서 발전기 조절장치의 가장 중요한 기능은 전압조정 기능이다. 상기 전압 조정부(120)는 발전기 출력전압을 감지하고 이에 따른 출력전압을 제어하기 위하여 여자코일에 제어전원을 공급하기 위하여 반도체 소자를 이용하여 제작하였다.The most important function of the microprocessor generator regulator of the present invention is the voltage regulation function. The
상기 과전압 및 저전압 보호부(130,140)는 감지된 발전기 출력전압을 과전압 및 저전압 인식회로를 통해 반파 정류하고, 정류된 전압은 전압 분배기 회로를 통하여 상기 마이크로 프로세서(100)로 제어하였다. 그리고, 상기 저주파수 및 고주파수 보호부(160,170)는 포토커플을 이용하여 구형파를 논리게이트 이용하여 노이즈를 제거하고 정확한 구형파로 변환하여 상기 마이크로 프로세서(100)로 제어하였다.The overvoltage and
상기 전류 검사부(150)는 발전기 출력전압의 각 상(A,B,C)별로 비교기를 사용하여 전류값 차이가 나는 상(A,B,C)을 인식 디지털값으로 변환하여 노이즈 등에 영향을 최소화하였고, 발전기 3상의 전류를 합산하여 각각 상기 마이크로 프로세서(100)로 인가하여 디지털 값으로 변환하여 제어하였다.The
전압 조정부(120)Voltage adjuster 120
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 전압 조정부(120)의 전압조정회로 및 정류회로의 일 예를 나타낸 회로도이다.2 and 3 are circuit diagrams illustrating an example of a voltage adjusting circuit and a rectifying circuit of the
상기 여자코일의 제어전원은 발전기 PMG(Permanent Magnet Generator)에서 공급된다. 이 전원은 정류 후 발전기 제어 릴레이를 통하여 전압조정기 제어와 증폭기 회로에 공급된다.The control power of the excitation coil is supplied from a generator PMG (Permanent Magnet Generator). After rectification, this power is supplied to the voltage regulator control and amplifier circuits through the generator control relay.
상기 발전기 PMG 전원은 발전기조절장치 내부에서 정류되어 직류전원으로 사용되고, 그 중 1상은 발전기의 주파수 체크용으로 사용된다. 이때 발생된 정류전원을 이용하여 제어기의 기준전압(9V)을 형성하고, 이 전압의 절반(4.5V)을 이용하여 비교기(U2)의 (+)측 입력단 전원으로 인가한다.The generator PMG power is rectified in the generator control device is used as a DC power source, one of the phase is used for the frequency check of the generator. At this time, the reference voltage (9V) of the controller is formed by using the generated rectifier power supply, and is applied to the input terminal power supply of the positive side of the comparator U2 by using half of the voltage (4.5V).
상기 발전기 출력전원인 교류전원을 직류전원으로 변환시킨 후 일정 비율로 분압을 하여 비교기(U2)의 (-)단으로 입력한다. 이때, 비교기의 (-)단(발전기 출력)이 (+)단(기준전압)보다 높게 형성이 되면 발전기 여자 코일에 인가되는 전류를 줄이는 제어를 실시하고, 낮게 형성이 되면 출력을 높이는 방식으로 제어를 한다. 이런 동작 특성에 따라 발전기의 출력전압은 일정한 RPM 기준으로 여자코일의 전류에 비례하여 전압이 형성하게 된다.After converting the AC power, which is the generator output power, to DC power, the voltage is divided at a predetermined ratio and input to the negative terminal of the comparator U2. At this time, if the (-) stage (generator output) of the comparator is formed higher than the (+) stage (reference voltage), control is performed to reduce the current applied to the generator exciting coil, and if it is formed low, the control is increased. Do According to this operating characteristic, the output voltage of the generator is formed in proportion to the current of the excitation coil on a constant RPM basis.
과전압 보호부(130)
도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 과전압 보호부(130)의 과전압 인식 회로 및 과전압 분배 회로의 일 예를 나타낸 회로도이다.4 and 5 are circuit diagrams illustrating an example of an overvoltage recognition circuit and an overvoltage distribution circuit of the
상기 과전압 보호부(130)는 감지된 발전기 출력전압을 과전압 인식회로(도 4)를 통해 반파 정류하고, 정류된 전압은 전압 분배기 회로(도 5)를 통하여 상기 마이크로 프로세서(100)로 보내져 과전압 보호 기능을 수행하게 된다.The
과전압 보호를 위해서 먼저 과전압을 검출하는 회로가 구성이 되며, 검출된 전압을 마이크로 프로세서(100)에서 AC/DC 변환기를 이용하여 디지털 값으로 환산한다. 과전압 검출을 위해서는 발전기의 출력을 DC 전압으로 변환시킨 후 고점인식방법으로 검출을 실시한다. 이때, 검출된 전압을 일정 비율로 분압(VR6)을 실시하여 상기 마이크로 프로세서(100)로 인가한다.For overvoltage protection, a circuit for detecting an overvoltage is configured first, and the detected voltage is converted into a digital value by the AC / DC converter in the
저전압 보호부(140)Low
도 6 및 도 7은 도 1에 도시된 저전압 보호부(140)의 저전압 검출 회로 및 저전압 분배 회로의 일 예를 나타낸 회로도이다.6 and 7 are circuit diagrams illustrating an example of a low voltage detection circuit and a low voltage distribution circuit of the low
상기 저전압 보호부(140)는 저전압 보호를 위해서 먼저 저전압을 검출하는 회로(도 6)가 구성이 된다. 이때, 검출하는 방식은 입력전압을 각 상별로 정류한 후 저점 인식방법으로 검출을 실시한다. 그리고 검출된 전압을 저전압 분배 회로(도 7)을 통해 일정 비율로 분압(VR7)하여 상기 마이크로 프로세서(100)로 인가한다.The low
전류 검사부(150)
도 8은 도 1에 도시된 전류 검사부(150)의 발전기 전류 처리 회로의 일 예를 나타낸 회로도이다.8 is a circuit diagram illustrating an example of a generator current processing circuit of the current inspecting
상기 전류 검사부(150)에서 상태 감지 보호기능은 발전기에서 공급된 전류의 량과 항공기측에서 검출된 전류의 량의 상태 감지를 위한 기준값(25A) 이상으로 차이가 나면 발전기와 부하사이의 연결된 선의 문제로 인식하여 출력을 제한하는 기능을 말한다. The state detection protection function in the
먼저, 발전기의 전류량을 감지하는 센서는 전류 트랜스(CT: 1/500)를 적용하며, 실제 발전기의 출력을 AC 값으로 검출하여 전파 정류된 DC 전압 값으로 변환한다. 항공기측의 전류값도 이와 동일한 방법으로 DC 전압으로 변환한다. 이렇게 변환된 값을 발전기와 항공기의 각 상(A,B,C)별로 비교기를 사용하여 전류값이 차이가 나는 상(A,B,C)을 인식한다. 발전기 3상의 전류 및 항공기상의 3상 전류를 합산하여 각각 중앙처리장치로 인가하여 디지털 값으로 변환하며, 두 전류의 차이가 상태 감지를 위한 기준값 보다 큰지를 판명한다. 이때, 기준값보다 큰 차이가 발생하면 출력보호를 위한 기능을 구현한다.First, the sensor for detecting the current amount of the generator applies a current transformer (CT: 1/500), and detects the actual output of the generator as an AC value and converts it to a full-wave rectified DC voltage value. Current value on the aircraft side is also converted to DC voltage in the same way. The converted value is used for each phase (A, B, C) of the generator and the aircraft to recognize phases (A, B, C) with different current values. The three-phase currents of the generator and the three-phase currents of the aircraft are summed and applied to the central processing unit, respectively, and converted into digital values. At this time, if a difference larger than the reference value is implemented, a function for output protection is implemented.
저주파수 및 고주파수 보호부(160,170)Low and High Frequency Protections (160,170)
도 9는 도 1에 도시된 저주파수 및 고주파수 보호부(160,170)의 주파수 인식 회로의 일 예를 나타낸 회로도이다.9 is a circuit diagram illustrating an example of a frequency recognition circuit of the low and high
저주파수 및 고주파수 보호 기능을 수행하기 위한 주파수 검출은 발전기 PMG 전원을 사용한다. PMG 전원중 1상을 포토커플(PC7)을 사용하여 저전압 레벨의 구형파로 변환시킨다. 이 구형파를 논리게이트 IC(U4)를 이용하여 노이즈를 제거하고 정확한 구형파로 변환하여 마이크로프로세서로 인가한다. 이때 인가된 주파수가 요구사항의 고주파수 설정치 보다 높은 주파수가 감지 되면 고주파 제한 기능을 구현하고, 저주파수 설정치보다 낮은 주파수가 인식이 되면 저주파 제한 기능을 구현한다.Frequency detection for low and high frequency protection uses generator PMG power. One phase of the PMG power is converted into a square wave of low voltage level using a photo coupler (PC7). The square wave is removed using a logic gate IC U4 to remove noise, converted to an accurate square wave, and applied to a microprocessor. At this time, if the applied frequency is higher than the high frequency setting value of the requirement, the high frequency limit function is realized, and if the frequency lower than the low frequency value is recognized, the low frequency limit function is implemented.
마이크로 프로세서(100)의 동작Operation of the
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 마이크로프로세서 발전기 조절장치의 각 회로 기능별 동작에 대한 동작 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating operations of each circuit function of the microprocessor generator control apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.
KUH(Korea Utility Helicopter)에 적용한 발전기 조절 장치의 각 회로 기능별 동작에 대한 플로우 차트(Flow chart)는 도 10과 같으며, 이에 따라 마이크로프로세서 프로그램을 작성한다.A flow chart of the operation of each circuit function of the generator control device applied to the KUH (Korea Utility Helicopter) is shown in FIG. 10, and thus a microprocessor program is created.
먼저, 상기 마이크로프로세서 발전기 조절장치에 발전기 출력전압이 인가되면 시스템을 초기화(단계 S10)한 다음 상기 전압 조정부(120)를 동작시키고, 상기 전압 조정부(120)에 의해 출력되는 발전기의 출력전압이 기준 주파수 이상의 전압이 출력되는지를 판별한다(단계 S20).First, when a generator output voltage is applied to the microprocessor generator control device, the system is initialized (step S10), and then the
상기 단계 S20에서 상기 발전기의 출력전압이 기준 주파수 이하이면 메모리에 저장된 에러(ERROR) 상태를 출력(단계 S21 및 S22)한 후 상기 발전기의 출력전 압을 계속 검출하고, 상기 발전기의 출력전압이 기준 주파수(예를 들어, 370Hz) 이상으로 되면(단계 S23) 시스템을 초기화(단계 S24)한 후 프로그램을 종료한다.If the output voltage of the generator is less than the reference frequency in step S20, after outputting the error (ERROR) state stored in the memory (steps S21 and S22), the output voltage of the generator is continuously detected, the output voltage of the generator is the reference When the frequency (for example, 370 Hz) or more (step S23) is initialized (step S24), the program is terminated.
한편, 상기 단계 S20에서 상기 발전기의 출력전압이 기준 주파수(예를 들어, 125V) 이상이면 상기 과전압 보호부(130)를 동작시켜 과전압을 검출한다(단계 S30). 이때, 과전압이 검출되면(단계 S30의 "YES") 과전압 타이머가 온(ON) 상태인지를 판단하고(단계 S31), 상기 과전압 타이머가 오프(OFF) 상태이면(단계 S30의 "NO") 과전압 타이머를 온(ON)시켜 일정시간 지연시킨 후 다음 단계(S40)로 넘어가고, 상기 과전압 타이머가 온(ON) 상태이면(단계 S31의 "YES") 타이머 시간을 검사한다(단계 S33). 이때, 타이머 시간이 기준시간(예를 들어, 5초) 이상이면(단계 S33의 "YES") 발전기와 부하사이의 연결된 선의 문제로 인식하여 출력을 제한하고(단계 S80), 타이머 시간이 기준시간(예를 들어, 5초) 이하이면(단계 S33의 "NO") 다음 단계(S40)로 넘어간다.On the other hand, if the output voltage of the generator is higher than the reference frequency (for example, 125V) in step S20 to operate the
상기 과전압 검사 단계(S30)에서 과전압이 검출되지 않거나(단계 S30의 "NO") 상기 단계(S33의 "NO" 및 S32)를 수행한 후, 상기 저전압 보호부(140)를 동작시켜 저전압을 검출한다(단계 S40). 이때, 저전압이 검출되면(단계 S40의 "YES") 저전압 타이머가 온(ON) 상태인지를 판단하고(단계 S41), 상기 저전압 타이머가 오프(OFF) 상태이면(단계 S40의 "NO") 저전압 타이머를 온(ON)시켜 일정시간 지연시킨 후 다음 단계(S50)로 넘어가고, 상기 저전압 타이머가 온(ON) 상태이면(단계 S41의 "YES") 타이머 시간을 검사한다(단계 S43). 이때, 타이머 시간이 기준시간(예를 들어, 5초) 이상이면(단계 S43의 "YES") 발전기와 부하사이의 연결된 선의 문제로 인식하여 출력을 제한하고(단계 S80), 타이머 시간이 기준시간(예를 들어, 5초) 이하이면(단계 S43의 "NO") 다음 단계(S50)로 넘어간다.When the overvoltage is not detected in the overvoltage inspection step S30 (“NO” in step S30) or after performing “NO” and S32 in step S33, the low
상기 저전압 검사 단계(S40)에서 저전압이 검출되지 않거나(단계 S40의 "NO") 상기 단계(S43의 "NO" 및 S42)를 수행한 후, 상기 전류 검사부(150)를 동작시켜 상기 발전기에서 공급된 전류의 량과 항공기측에서 검출된 전류의 량의 차이를 검출한다(단계 S50). 이때, 상기 검출한 두 전류의 량의 차이가 기준값(예를 들어, 25A) 이상으로 차이가 나면(단계 S50의 "YES") 발전기와 부하사이의 연결된 선의 문제로 인식하여 출력을 제한하고(단계 S80), 상기 검출한 두 전류의 량의 차이가 기준값(예를 들어, 25A) 이하이면(단계 S50의 "NO") 다음 단계(S60)로 넘어간다.After the low voltage is not detected in the low voltage test step S40 (“NO” in step S40) or after performing the steps “NO” and S42 in S43, the
상기 전류 검사 단계(S50)를 수행한 후, 상기 저주파 보호부(160)를 동작시켜 저주파수를 검출한다(단계 S60). 이때, 저주파수가 검출되면(단계 S60의 "YES") 저주파수 타이머가 온(ON) 상태인지를 판단하고(단계 S61), 상기 저주파수 타이머가 오프(OFF) 상태이면(단계 S60의 "NO") 저주파수 타이머를 온(ON)시켜 일정시간 지연시킨 후 다음 단계(S70)로 넘어가고, 상기 저주파수 타이머가 온(ON) 상태이면(단계 S61의 "YES") 타이머 시간을 검사한다(단계 S63). 이때, 타이머 시간이 기준시간(예를 들어, 2초) 이상이면(단계 S63의 "YES") 발전기와 부하사이의 연결된 선의 문제로 인식하여 출력을 제한하고(단계 S80), 타이머 시간이 기준시간(예를 들어, 2초) 이하이면(단계 S63의 "NO") 다음 단계(S70)로 넘어간다.After the current test step S50 is performed, the low
상기 저주파수 검사 단계(S60)에서 저주파수가 검출되지 않거나(단계 S60의 "NO") 상기 단계(S63의 "NO" 및 S62)를 수행한 후, 상기 고주파 보호부(170)를 동작시켜 고주파수를 검출한다(단계 S70). 이때, 고주파수가 검출되면(단계 S70의 "YES") 발전기와 부하사이의 연결된 선의 문제로 인식하여 출력을 제한하고(단계 S80), 고주파수가 검출되지 않으면(단계 S70의 "NO") 상기 단계(S30) 이전으로 돌아간다.When the low frequency is not detected in the low frequency test step S60 (“NO” in step S60) or after performing “NO” and S62 in S63, the high
끝으로, 상기 단계 S80에서 출력 제한한 에러(ERROR) 상태를 메모리에 저장(단계 S90)한 다음 프로그램을 종료한다.Finally, the error (ERROR) state that the output is restricted in step S80 is stored in the memory (step S90), and then the program is terminated.
전술한 바와 같이, 본 발명의 마이크로프로세서 발전기 조절장치는 브러시레스(Brushless) 교류 발전기 조절장치로 사용되며 발전기의 출력을 조절하고 유지시키는 역할을 수행하며, 발전기의 출력을 모니터링하여 적절한 출력전압, 주파수, 전류 등을 제어하고, 일정 기준범위를 벗어날 경우 발전기와 부하 버스와의 연결을 차단함으로써 발전 시스템을 보호할 수 있다. As described above, the microprocessor generator control device of the present invention is used as a brushless alternator control device, and serves to adjust and maintain the output of the generator, and monitor the output of the generator to obtain an appropriate output voltage and frequency. It can protect the power generation system by controlling current, current, etc. and breaking the connection between generator and load bus when it is out of certain standard range.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the appended claims. It will be appreciated that such modifications and variations are intended to fall within the scope of the following claims.
본 발명의 마이크로프로세서 발전기 조절장치는 항공기 및 지상용 발전기에 적용 가능하다.The microprocessor generator control device of the present invention is applicable to aircraft and ground generators.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 마이크로프로세서 발전기 조절장치를 기능별로 나타낸 블록도Figure 1 is a block diagram showing the function of the microprocessor generator control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 전압 조정부의 전압조정회로 및 정류회로의 일 예를 나타낸 회로도2 and 3 are circuit diagrams showing an example of a voltage adjusting circuit and a rectifying circuit of the voltage adjusting unit shown in FIG.
도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 과전압 보호부의 과전압 인식 회로 및 과전압 분배 회로의 일 예를 나타낸 회로도4 and 5 are circuit diagrams illustrating an example of an overvoltage recognition circuit and an overvoltage distribution circuit of the overvoltage protection unit of FIG. 1.
도 6 및 도 7은 도 1에 도시된 저전압 보호부의 저전압 검출 회로 및 저전압 분배 회로의 일 예를 나타낸 회로도6 and 7 are circuit diagrams showing an example of a low voltage detection circuit and a low voltage distribution circuit of the low voltage protection unit shown in FIG.
도 8은 도 1에 도시된 전류 검사부의 발전기 전류 처리 회로의 일 예를 나타낸 회로도8 is a circuit diagram illustrating an example of a generator current processing circuit of the current inspecting unit illustrated in FIG. 1.
도 9는 도 1에 도시된 고주파수 및 저주파수 보호부의 주파수 인식 회로의 일 예를 나타낸 회로도9 is a circuit diagram illustrating an example of a frequency recognition circuit of a high frequency and low frequency protection unit illustrated in FIG. 1.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 마이크로프로세서 발전기 조절장치의 각 회로 기능별 동작에 대한 동작 흐름도10 is a flowchart illustrating operations of each circuit function of the microprocessor generator control device according to the preferred embodiment of the present invention.
[ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ][Description of Code for Major Parts of Drawing]
100 : 마이크로 프로세서 110 : 전원 입력부100: microprocessor 110: power input unit
120 : 전압 조정부 130 : 과전압 보호부120: voltage adjusting unit 130: overvoltage protection unit
140 : 저전압 보호부 150 : 전류 검사부140: low voltage protection unit 150: current inspection unit
160 : 저주파 보호부 170 : 고주파 보호부160: low frequency protection unit 170: high frequency protection unit
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