KR101104782B1 - 고주파 전력 전달 시스템 및 그의 제어 방법 - Google Patents

고주파 전력 전달 시스템 및 그의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력 전달 개폐를 위한 MC(Magnetic Contactor) 제어를 ZCS(Zero Current Switching)가 가능하도록 진행하고, 오류 발생시에 급전 장치에서 실시간 모니터링으로 통합제어를 하는 것에 의해 에너지 효율성 및 안정성을 높인 고주파 전력 전달 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 그 구성은 급전 선로에 고주파 공진 전류를 공급하는 급전 장치;상기 급전 장치에서 공급되는 전력을 급전 트랙으로 공급하기 위하여 급전 트랙으로 나가는 접점과 들어오는 접점을 제어하는 MC(Magnetic Contactor)부;상기 MC(Magnetic Contactor)부의 스위칭에 의해 전력을 공급받는 급전 트랙;을 포함하고,상기 급전 장치는 1차 제어로 MC(Magnetic Contactor) 개폐시에 ZCS(zero current switching)을 하고, 오류 발생시에 2차 제어로 인버터 전력 차단을 수행하는 것이다.

Description

고주파 전력 전달 시스템 및 그의 제어 방법{High Frequency Power Transfer and its Control Method}
본 발명은 전력 전달 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 전력 전달 개폐를 위한 MC(Magnetic Contactor) 제어를 ZCS(Zero Current Switching)가 가능하도록 진행하고, 오류 발생시에 급전 장치에서 실시간 모니터링으로 통합제어를 하는 것에 의해 에너지 효율성 및 안정성을 높인 고주파 전력 전달 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
현재, 자동차에서 배출되는 배기가스가 환경 오염의 주요 원인이 되고 있는 문제를 해결하기 위하여, 자동차 제조 업계에서는 배출가스를 줄일 수 있는 자동차의 개발이 진행되고 있고, 더 나아가 배출가스를 발생하지 않는 전기 자동차의 상용화가 부분적으로 시도되고 있다.
전기차량은 전기를 전력공급원으로 하여 운행하는 차량을 의미하며, 차량 자체에 전력공급원으로 충전이 가능한 배터리를 탑재하고, 탑재된 배터리에서 공급되는 전력을 이용하여 운행하는 전기자동차라 한다.
전기자동차는 크게 전기에 의해 구동되어 전기 자동차를 운행시키기 위한 구동 모터와, 그 구동 모터에 전기를 공급하는 배터리로 구성된다.
전기자동차의 배터리는 충전시간이 오래 걸리며, 또한 한번 충전에 의해 주행하는 거리가 제한적이다. 따라서 전기자동차는 목적한 이동거리를 확보하기 위해서는 자주 충전을 해주어야만 하므로, 전기차량의 운행에 있어서 충전소의 설치 및 충전시스템은 아주 중요한 문제이다.
새로운 전기자동차의 충전 방식으로 비접촉 자기 유도 충전 방식이 연구 개발되어 상용화 단계에 있다.
비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차의 집전장치는 도로에 매설된 급전장치(급전레일)에서 발생하는 자기장의 힘을 전기에너지로 받는 트랜지스터의 원리가 적용된다.
비접촉 자기 유도 충전 방식의 전기자동차의 충전을 위한 자기장을 발생시키는 발생시키는 급전레일은 전기에너지를 공급하며 외면이 절연덕트로 둘러싸인 급전라인과, 상기 급전라인의 하부측에 자속의 누설을 방지하도록 설치되는 페라이트코어 모듈을 포함한다.
차도에서 전력을 공급받아 주행하는 차량의 동력 전달 시스템은 전력 배분 장치(Power Conditioner), 차도 급전 장치, 차량 집전 장치로 구성된다.
이와 같은 동력 전달 시스템을 구축하기 위해서는 차도 급전 장치 설치 비용, 전기 에너지 비용 등의 경제적 측면을 고려하여 가장 효율적인 급전 및 집전 기반시설(infrastructure)을 구축하는 것이 필요하다.
특히 종래 기술에서는 저주파 상용전원에 대한 전력 전달 방법이 아닌 고주파 전력에 대한 전력전달 방법이 구체적으로 구현되지 않고 있다.
또한, 실시간 모니터링에 의한 통합 제어가 불가능하여 지락 및 단락 등의 오류 발생시에 급전 시스템으로부터 전력을 공급받는 급전 트랙의 보호가 어렵다.
본 발명은 전력 전달 개폐를 위한 MC(Magnetic Contactor) 제어를 ZCS(Zero Current Switching)가 가능하도록 진행하여 시스템의 에너지 효율성 및 신뢰성을 높일 수 있도록 한 고주파 전력 전달 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 지락 및 단락 등의 오류 발생시에 급전 장치에서 실시간 모니터링으로 통합제어를 하는 것에 의해 에너지 효율성 및 안정성을 높인 고주파 전력 전달 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 MC 개폐 시 개발된 동작제어 알고리즘을 통해 ZCS(zero-current switching)을 함으로써 아크방전을 방지하여 전력전달이 안전하게 될 수 있도록 하고, 제어 실패 시 제안된 알고리즘을 통해 2차제어로 급전 장치의 전력을 차단함으로써 전체 시스템을 보호할 수 있도록 한 대용량 인버터의 전력 전달 절체 개폐 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고주파 전력 전달 시스템은 급전 선로에 고주파 공진 전류를 공급하는 급전 장치;상기 급전 장치에서 공급되는 전력을 급전 트랙으로 공급하기 위하여 급전 트랙으로 나가는 접점과 들어오는 접점을 제어하는 MC(Magnetic Contactor)부;상기 MC(Magnetic Contactor)부의 스위칭에 의해 전력을 공급받는 급전 트랙;을 포함하고,상기 급전 장치는 1차 제어로 MC(Magnetic Contactor) 개폐시에 ZCS(zero current switching)을 하고, 오류 발생시에 2차 제어로 인버터 전력 차단을 수행하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 MC(Magnetic Contactor)부의 각각의 MC는 전력을 공급받는 급전 트랙에 대응되어 구성되고 다수의 트랙에 전력 스위칭이 가능하도록 급전 장치에 병렬 연결되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 급전 장치는,상용 AC 입력전원을 DC전원으로 변환하는 정류기와,정류된 DC전원을 인버터에서 필요로 하는 전압으로 강압해서 공급하는 DC-DC 컨버터와,급전선로의 인덕턴스와 캐패시터를 이용한 공진형 인버터로, 급전선로에 고주파 공진전류를 공급하는 DC-AC 인버터와,급전 제어를 하여 MC 개폐시에 ZCS(zero current switching)을 하고, DC-AC 인버터 출력단의 고주파 변압기(TR)의 1차측의 전류 검출소자(CT)를 통하여 전류 검출을 하여 급전 트랙을 보호하는 메인 컨트롤러와,고주파 변압기(TR)의 2차측의 전위를 검출하여 지락 오류를 검출하는 전위 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 메인 컨트롤러는 DC-AC 인버터에서 급전 트랙으로 공급되는 전류를 검출하여 급전 트랙의 과전류 에러를 판단하고, 과전류 에러로 판단되면 급전 장치의 출력을 차단하여 급전 트랙을 보호하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고주파 전력 전달 시스템의 제어 방법은 MC(Magnetic Contactor) on 신호가 들어오면,급전 장치에서 급전 트랙의 전류를 모니터링 하여 급전 트랙에 전류가 흐르지 않는 경우 MC 스위치를 On하고, DC-AC 인버터를 On하고, DC-DC 컨버터를 On하여 급전 트랙에 전력을 공급하는 단계;를 수행하고,MC(Magnetic Contactor) off 신호가 들어오면,급전 트랙의 전류를 모니터링 하여 급전 트랙에 전류가 흐르지 않는 경우 먼저 DC-AC 인버터를 Off하고 MC 스위치를 Off하여 전력 전달을 차단하고, 급전 트랙에 전류가 흐르는 경우에는 DC-DC 컨버터를 Off하고, 인버터를 Off하고 MC 스위치를 Off하여 전력 전달을 차단하는 단계;를 포함하고 1차 제어를 수행하고,상기 고주파 전력 전달 제어 동작중에 과전류 검출에 의한 오류 판단시에는 급전 장치의 출력을 차단하는 2차 제어를 통하여 급전 트랙을 보호하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 고주파 전력 전달 시스템 및 그의 제어 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, ZCS(zero-current switching)가 가능한 MC 동작제어에 의해 시스템의 에너지 효율성, 신뢰성을 높일 수 있다.
둘째, 급전 장치에서 실시간 모니터링을 통한 통합제어를 통해 오류에 대한 2차제어로 시스템의 안전성을 높인다.
셋째, MC 및 급전 장치에서의 통합 제어에 의해 고주파 전력전달 절체 개폐시 안전성 문제를 해결 할 수 있다.
넷째, 고주파 전력전달 절체 개폐시의 안전성을 높인 고주파 전력 전달 시스템을 적용하여 급전 트랙을 On/Off 함으로써 시스템의 에너지 효율성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고주파 전력 전달 시스템의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 고주파 전력 전달 시스템의 상세 구성도
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 고주파 전력 전달 시스템의 동작 제어를 위한 플로우차트
도 4a와 도 4b는 고주파 전력 전달 시스템의 동작 타이밍 다이어그램
도 5는 본 발명에 따른 고주파 전력 전달 시스템의 2차 제어를 위한 플로우차트
이하, 본 발명에 따른 고주파 전력 전달 시스템 및 그의 제어 방법의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 고주파 전력 전달 시스템 및 그의 제어 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 고주파 전력 전달 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 고주파 전력 전달 시스템의 상세 구성도이다.
본 발명은 MC 개폐 시 개발된 동작제어 알고리즘을 통해 ZCS(zero-current switching)을 함으로써 아크방전을 방지하여 전력전달이 안전하게 될 수 있도록 하고, 제어 실패 시 제안된 알고리즘을 통해 2차제어로 급전 장치의 전력을 차단함으로써 전체 시스템을 보호할 수 있도록 한 것이다.
본 발명에 따른 고주파 전력 전달 시스템은 도 1에서와 같이, 크게 급전 선로에 고주파 공진 전류를 공급하는 급전 장치(100)와, 급전 장치(100)에서 공급되는 전력을 급전 트랙으로 공급하기 위하여 급전 트랙으로 나가는 접점과 들어오는 접점을 제어하는 MC(Magnetic Contactor)부(200)와, MC(Magnetic Contactor)부(200)의 스위칭에 의해 전력을 공급받는 급전 트랙(300a)(300b)으로 구성된다.
여기서, MC(Magnetic Contactor)부(300a)(300b)의 각각의 MC는 전력을 공급받는 급전 트랙에 대응되어 구성되는 것으로 다수의 트랙에 전력 스위칭이 가능하도록 급전 장치(100)에 병렬 연결된다.
그리고 스위칭 수단으로 MC이외에 다른 절체 스위치를 사용하여 고주파 전력 전달 시스템을 구성할 수 있음은 당연하다.
또한, MC(Magnetic Contactor)부(200)의 스위칭에 의해 전력을 공급받는 대상이 반드시 급전 트랙(300a)(300b)이 아니고 다른 구성이 될 수 있음은 당연하다.
본 발명에 따른 급전 장치(100)는 1차 제어로 MC(Magnetic Contactor) 개폐시에 ZCS(zero current switching)을 하여 아크 방전을 방지하고, 2차 제어로 오류 발생시에 인버터 전력 차단을 수행하여 전력 전달의 안전성을 높인 것이다.
급전 장치(100)의 상세 구성은 도 2에서와 같이, 상용 AC 입력전원을 DC전원으로 변환하는 정류기(Rectifier)(10)와, 정류기(Rectifier)(10)에서 정류된 DC전원을 인버터에서 필요로 하는 안정된 전압으로 강압해서 공급하는 DC-DC 컨버터(Converter)(20)와, 급전선로의 인덕턴스와 캐패시터를 이용한 공진형 인버터로서, 급전선로에 고주파 공진전류(200A, 20kHz)를 공급하는 DC-AC 인버터(Inverter)(30)와, 급전 제어를 하여 MC(Magnetic Contactor) 개폐시에 ZCS(zero current switching)을 하고, DC-AC 인버터(Inverter)(30) 출력단의 고주파 변압기(TR)(60)의 1차측의 전류 검출소자(CT)(50)를 통하여 전류 검출을 하여 급전 트랙을 보호하는 메인 컨트롤러(40)와, 고주파 변압기(TR)(60)의 2차측의 전위를 검출하여 지락 오류를 검출하는 전위 검출부(70)를 포함하고 구성된다.
여기서, 메인 컨트롤러(40)는 DC-AC 인버터(Inverter)(30)에서 급전 트랙으로 공급되는 전류를 검출하여 급전 트랙(300a)(300b)의 과전류 에러를 판단하여 급전 장치(100)의 출력을 차단하여 급전 트랙(300a)(300b)을 보호한다.
도 2의 구성에서는 급전 트랙(300a)(300b)을 2개로 구성되는 것으로 도시하였으나 MC(Magnetic Contactor)부(200)의 스위치 개수 및 급전 트랙의 개수를 증가시켜 구성할 수 있음은 당연하다.
MC(Magnetic Contactor)부(200)의 스위치들은 대응하는 각 급전 트랙으로 나가는 접점과 들어오는 접점을 제어한다. 접점의 동작 제어는 도 3a와 도 3b에서와 같다.
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 고주파 전력 전달 시스템의 동작 제어를 위한 플로우차트이고, 도 4a와 도 4b는 고주파 전력 전달 시스템의 동작 타이밍 다이어그램이다.
먼저, 도 3a는 MC(Magnetic Contactor)부에 MC on signal이 들어오는 경우를 나타낸 것이다.
MC on signal이 들어오면(S301), 급전 장치(100)에서 급전 트랙(300a)(300b)의 전류를 모니터링 하여 급전 트랙(300a)(300b)에 전류가 흐르는 상태인지 아닌지를 판단한다.(S302)
급전 트랙(300a)(300b)에 전류가 흐르지 않는 경우 MC 스위치를 On하고(S303), DC-AC 인버터(Inverter)(30)를 On한다.(S304)
그리고 DC-DC 컨버터(Converter)(20)를 On하여(S305) 급전 트랙(300a)(300b)에 전류가 흐르게 된다.(S306)
그리고 도 3b에서와 같이, MC(Magnetic Contactor)부에 MC off signal이 들어오는 경우에는(S311), 급전 트랙(300a)(300b)의 전류를 모니터링 하여 급전 트랙(300a)(300b)에 전류가 흐르는 상태인지 아닌지를 판단한다.(S313)
급전 트랙(300a)(300b)에 전류가 흐르지 않는 경우 먼저 DC-AC 인버터(Inverter)(30)를 Off하고 MC 스위치를 Off하여(S315), 급전 트랙(300a)(300b)에 전류가 흐르지 않도록 한다.(S316)
만약, 급전 트랙(300a)(300b)의 전류를 모니터링 하여 급전 트랙(300a)(300b)에 전류가 흐르는 경우에는 DC-DC 컨버터(Converter)(20)를 Off하고(S312), 인버터(Inverter)(30)를 Off하고 MC 스위치를 Off하여(S315), 급전 트랙(300a)(300b)에 전류가 흐르지 않도록 한다.(S316)
이와 같이 본 발명에 따른 고주파 전력 전달 시스템은 급전 장치에서 자체적으로 동작 제어를 하여 급전 트랙을 보호 한다.
이와 같은 고주파 전력 전달 시스템의 제어 동작중에 과전류 검출에 의한 오류 판단시에는 다음과 같이 급전 장치의 출력을 차단하여 급전 트랙을 보호한다.
도 5는 본 발명에 따른 고주파 전력 전달 시스템의 2차 제어를 위한 플로우차트이다.
지락 발생시에(S501) 전위를 검출하여(S502) 제어기 OC Error가 발생하고(S503) 이때 인버터의 출력을 차단한다.(S504)
그리고 단락이 발생했을 경우(S505) 전류를 검출하여(S506) 과전류가 검출되면(S507), 제어기 OC Error가 발생하고(S508) 이때 인버터 출력을 차단한다.(S504)
이상에서와 같은 본 발명은 MC 개폐 시 개발된 동작제어 알고리즘을 통해 ZCS(zero-current switching)을 함으로써 아크방전을 방지하여 전력전달이 안전하게 될 수 있도록 하고, 제어 실패 시 제안된 알고리즘을 통해 2차제어로 급전 장치의 전력을 차단함으로써 전체 시스템을 보호할 수 있도록 한 것이다.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100. 급전 장치 200. MC부
300a.300b. 급전 트랙

Claims (5)

  1. 급전 선로에 고주파 공진 전류를 공급하는 급전 장치;
    상기 급전 장치에서 공급되는 전력을 급전 트랙으로 공급하기 위하여 급전 트랙으로 나가는 접점과 들어오는 접점을 제어하는 MC(Magnetic Contactor)부;
    상기 MC(Magnetic Contactor)부의 스위칭에 의해 전력을 공급받는 급전 트랙;을 포함하고,
    상기 급전 장치는 1차 제어로 MC(Magnetic Contactor) 개폐시에 ZCS(zero current switching)을 하고, 오류 발생시에 2차 제어로 인버터 전력 차단을 수행하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력 전달 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 MC(Magnetic Contactor)부의 각각의 MC는 전력을 공급받는 급전 트랙에 대응되어 구성되고 다수의 트랙에 전력 스위칭이 가능하도록 급전 장치에 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 고주파 전력 전달 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 급전 장치는,
    상용 AC 입력전원을 DC전원으로 변환하는 정류기와,
    정류된 DC전원을 인버터에서 필요로 하는 전압으로 강압해서 공급하는 DC-DC 컨버터와,
    급전선로의 인덕턴스와 캐패시터를 이용한 공진형 인버터로, 급전선로에 고주파 공진전류를 공급하는 DC-AC 인버터와,
    급전 제어를 하여 MC 개폐시에 ZCS(zero current switching)을 하고, DC-AC 인버터 출력단의 고주파 변압기(TR)의 1차측의 전류 검출소자(CT)를 통하여 전류 검출을 하여 급전 트랙을 보호하는 메인 컨트롤러와,
    고주파 변압기(TR)의 2차측의 전위를 검출하여 지락 오류를 검출하는 전위 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력 전달 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 메인 컨트롤러는 DC-AC 인버터에서 급전 트랙으로 공급되는 전류를 검출하여 급전 트랙의 과전류 에러를 판단하고, 과전류 에러로 판단되면 급전 장치의 출력을 차단하여 급전 트랙을 보호하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력 전달 시스템.
  5. MC(Magnetic Contactor) on 신호가 들어오면,
    급전 장치에서 급전 트랙의 전류를 모니터링 하여 급전 트랙에 전류가 흐르지 않는 경우 MC 스위치를 On하고, DC-AC 인버터를 On하고, DC-DC 컨버터를 On하여 급전 트랙에 전력을 공급하는 단계;를 수행하고,
    MC(Magnetic Contactor) off 신호가 들어오면,
    급전 트랙의 전류를 모니터링 하여 급전 트랙에 전류가 흐르지 않는 경우 먼저 DC-AC 인버터를 Off하고 MC 스위치를 Off하여 전력 전달을 차단하고, 급전 트랙에 전류가 흐르는 경우에는 DC-DC 컨버터를 Off하고, 인버터를 Off하고 MC 스위치를 Off하여 전력 전달을 차단하는 단계;를 포함하고 1차 제어를 수행하고,
    상기 고주파 전력 전달 제어 동작중에 과전류 검출에 의한 오류 판단시에는 급전 장치의 출력을 차단하는 2차 제어를 통하여 급전 트랙을 보호하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력 전달 시스템의 제어 방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07322535A (ja) * 1994-05-23 1995-12-08 Yaskawa Electric Corp 直動機構用無接触給電装置
KR100207003B1 (ko) 1996-12-26 1999-07-01 이종수 자체보호기능을 가진 인버터 시스템 및 그 보호방법
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07322535A (ja) * 1994-05-23 1995-12-08 Yaskawa Electric Corp 直動機構用無接触給電装置
KR100207003B1 (ko) 1996-12-26 1999-07-01 이종수 자체보호기능을 가진 인버터 시스템 및 그 보호방법
JP2002272127A (ja) 2001-03-07 2002-09-20 Tsubakimoto Chain Co 給電装置
JP2010068646A (ja) 2008-09-11 2010-03-25 Hitachi Plant Technologies Ltd 非接触給電装置

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