KR101132960B1 - Apparatus for fault detection of aerogenerator - Google Patents

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KR101132960B1
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김광원
남효우
정현호
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Abstract

PURPOSE: A wind power generator controller which has a permanent magnet generator malfunction detection function is provided to inform an operation control state and malfunction of a wind power generator to a user. CONSTITUTION: A wind power output controller(200) outputs load output voltage to be supplied to a load by receiving three-phase output voltage outputted from a permanent magnet type generator(100). A malfunction signal detection part(300) generates an out-of-order signal by detecting phase differences of phase voltage of the permanent magnet type generator. A malfunction control part(400) detects malfunction detection RPM(Revolutions Per Minute) using the out-of-order signal detected from the malfunction signal detection part. The malfunction control part detects RPM according to actual output voltage using the output voltage. The malfunction control part determines a malfunction state of the permanent magnet type generator and provides malfunction state information to wind power output controller. A malfunction state display part(500) displays the malfunction state determined by the malfunction control part.

Description

영구자석 발전기 고장 유무 검출기능을 갖는 풍력발전기 제어기{APPARATUS FOR FAULT DETECTION OF AEROGENERATOR}Wind generator controller with permanent magnet generator failure detection {APPARATUS FOR FAULT DETECTION OF AEROGENERATOR}

본 발명은 풍력발전기의 고장유무를 검출하기 위한 고장검출장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 소형 풍력발전기에 있어서, 영구자석형 발전기의 고장유무를 검출하기 위한 영구자석 발전기 고장 유무 검출기능을 갖는 풍력발전기 제어기에 관한 것이다. The present invention relates to a fault detection apparatus for detecting a fault of a wind power generator, and more particularly to a wind turbine having a permanent magnet generator fault detection function for detecting a fault of a permanent magnet generator in a small wind power generator. Relates to a generator controller.

일반적으로 풍력발전기란 바람에 의해 발생되는 운동에너지를 전기에너지로 변환하기 위한 수단으로, 풍력을 기계적인 회전력으로 변환하기 위한 운동에너지 변환수단, 운동에너지변환수단에서의 회전력을 전기적인 에너지로 변환하기 위한 전기에너지 변환수단으로 구성된다. In general, a wind power generator is a means for converting kinetic energy generated by wind into electrical energy, kinetic energy converting means for converting wind into mechanical rotational force, and converting rotational force in kinetic energy converting means into electrical energy. It consists of electrical energy conversion means for.

이의 구성 예로 바람에 의해 회전하 블레이드(blade)를 구성하고 블레이드에 영구자석을 연결하여 코일내에서 블레이드의 회전에 따라 영구자석이 회전하여 전류를 발생시키도록 구성할 수 있다. As a configuration example thereof, the blade may be configured to rotate by wind, and a permanent magnet may be connected to the blade to generate a current by rotating the permanent magnet in accordance with the rotation of the blade in the coil.

이의 구성은 스테이터(stator)로 코일을 구성하고, 로터(rotor)로서 영구자석을 구성한 것이다. This configuration consists of a coil composed of a stator and a permanent magnet composed of a rotor.

이와 같은 소형 풍력발전기는 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 바람에 의해 회전하는 블레이드 로터부(10)와 블레이드 로터부(10)의 회전에 따라 전류를 발생시키기 위한 영구자석형 발전기(20)와, 풍력발전기가 최대 출력을 유지할 수 있도록 부하출력을 제어하기 위하여 블레이드 로터부(10)의 회전속도를 제어하는 풍력발전제어기(30)와, As shown in FIG. 1, such a small wind power generator, the permanent magnet generator 20 for generating current in accordance with the rotation of the blade rotor portion 10 and the blade rotor portion 10 rotated by wind. And, the wind turbine controller 30 for controlling the rotational speed of the blade rotor unit 10 to control the load output so that the wind turbine maintains the maximum output;

블레이드 로터부(10)는 바람에 의해 회전하는 블레이드(11), 블레이드의 회전력을 영구자석형 발전기 내의 영구자석(21)을 회전시키는 로터회전수단(12)을 포함하여 구성된다.The blade rotor part 10 is configured to include a blade 11 that rotates by wind, and a rotor rotating means 12 that rotates the permanent magnet 21 in the permanent magnet generator with the rotational force of the blade.

상기 영구자석형 발전기(20)는 상기 영구자석(21)을 로터로 하며 코일이 권선된 스테이터를 구성하여 스테이터의 내측중앙에서 영구자석(21)이 회전하는 구조로 이루어진다. The permanent magnet generator 20 has a structure in which the permanent magnet 21 rotates in the inner center of the stator by forming a stator with a coil wound around the permanent magnet 21.

이와 같은 소형 풍력발전기는 바람에 의해 블레이드 로터부(10)가 회전하면, 블레이드 로터부(10)에 구성된 로터회전수단에 의해 영구자석(21)이 회전하게 되면서 영구자석 발전기(20)를 통해 출력전류 발생하여 전류를 제공하게 된다. Such a small wind turbine is rotated by the blade rotor unit 10 by the wind, the permanent magnet 21 is rotated by the rotor rotating means configured in the blade rotor unit 10 and output through the permanent magnet generator 20 Current is generated to provide current.

상기 영구자석형 발전기(20)는 기계적인 에너지를 전기적인 에너지로 변환시키는 중요한 역할을 담당하는 수단으로, 영구자석형 발전기(20)에 이상이 발생되면 제품 전체의 고장과 수명단축의 원인으로 작용된다. The permanent magnet generator 20 is a means that plays an important role in converting mechanical energy into electrical energy, and when an abnormality occurs in the permanent magnet generator 20, it acts as a cause of failure and shortening of the whole product. do.

따라서 영구자석형 발전기(20)의 고장유무를 주기적으로 검사할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to periodically check the failure of the permanent magnet generator 20.

종래에는 사용자 또는 설치자가 직접 전압 및 저항 측정장치를 이용하여 영구자석형 발전기(20)로부터 나오는 출력을 직접 확인하여 영구자석형 발전기(20) 고장유무를 판단하였다.In the related art, a user or an installer directly checks the output from the permanent magnet generator 20 using a voltage and resistance measuring device to determine whether the permanent magnet generator 20 is broken.

그러나 이는 상당히 많은 시간과 인원이 투입되어야 하며, 이미 문제가 발생되어 다른 부분까지 고장이 확대된 상태에서 영구자석형 발전기(20)의 고장상태를 발견하게 되는 문제점이 있었다. However, this requires a considerable amount of time and personnel input, there is a problem that has already found a failure state of the permanent magnet generator 20 in a state where the failure is extended to other parts.

이와 같은 점을 해결하기 위하여 본 발명 영구자석 발전기 고장 유무 검출기능을 갖는 풍력발전기 제어기는 영구자석형 발전기의 상전압에 대한 위상차를 검출하여 RPM을 연산하고 현재 출력전압 측정을 통한 RPM을 연산하여 이들을 비교하여 영구자석형 발전기의 고장유무를 판단하여 풍력발전기의 동작 제어(정지) 및 그 고장상태를 사용자(운영자)에게 알려줄 수 있도록 한 풍력발전기의 고장검출장치를 제공하고자 한 것이다. In order to solve the above problems, the wind turbine controller having a permanent magnet generator failure detection function according to the present invention detects a phase difference with respect to a phase voltage of a permanent magnet generator, calculates RPM, and calculates RPM by measuring current output voltage. In comparison, the present invention aims to provide a fault detection device for a wind power generator that can determine a fault of a permanent magnet generator and inform the user (operator) of the operation of the wind power generator (stop) and its fault condition.

본 발명 영구자석 발전기 고장 유무 검출기능을 갖는 풍력발전기 제어기는, Wind generator controller having a permanent magnet generator failure detection function of the present invention,

영구자석형 발전기에서 출력되는 3상 출력전압으로 입력받아 부하에 제공될 부하출력전압을 제어출력하는 풍력출력제어부을 포함하는 풍력발전기에 있어서, In the wind power generator comprising a wind power control unit for controlling the output of the load output voltage to be supplied to the load received by the three-phase output voltage output from the permanent magnet type generator,

상기 영구자석형 발전기의 상전압 위상차를 검출하여 고장신호로 제공하는 고장신호검출수단과, 고장신호검출수단에서 검출되는 고장신호를 이용하여 영구자석형 발전기의 고장유무를 판단하고 고장발생 시 고장상태정보에 따라 고장상태의 표시제어 및 장치를 정지 및 제동시키는 고장제어수단, 고장제어수단의 제어에 따라서 고장상태를 표시하기 위한 고장표시수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The fault signal detecting means for detecting the phase voltage phase difference of the permanent magnet generator and providing it as a fault signal, and the fault signal detected by the fault signal detecting means, determines whether there is a fault of the permanent magnet generator and indicates a fault state when the fault occurs. And fault display means for displaying a fault state according to the control of the fault control means and the fault control means for stopping and braking the device according to the information.

이와 같은 본 발명에 따르면, 영구자석형 발전기의 고장발생 시 즉시 사용자가 확인이 가능하며, 고장이 발생되면 풍력발전기가 정지된 상태임에 따라서 영구자석형 발전기의 고장에 따른 관련부부분의 손상을 방지할 수 있다.According to the present invention, when a failure of the permanent magnet generator occurs, the user can immediately check, and if a failure occurs, the wind turbine is stopped, and thus damage to the relevant part due to the failure of the permanent magnet generator. You can prevent it.

도 1은 일반적인 소형 풍력발전기의 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 일반적인 소형 풍력발전기의 블레이드 로터부를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명 영구자석 발전기 고장 유무 검출기능을 갖는 풍력발전기 제어기의 구성을 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명에 있어서, 고장신호검출부의 일 실시 예를 나타낸 회로도.
도 5는 본 발명에 있어서, 영구자석형 발전기의 출력전압을 나타낸 파형도.
도 6은 본 발명에 있어서, 출력전압에 대한 RPM관계를 나탄낸 그래프.
도 7은 본 발명에 있어서, 고장판단과정을 나타낸 플로우챠트.1 is a block diagram showing the configuration of a typical small wind power generator.
2 is a view showing a blade rotor portion of a typical small wind power generator.
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a wind turbine controller having a permanent magnet generator failure detection function of the present invention.
Figure 4 is a circuit diagram showing an embodiment of the fault signal detection unit in the present invention.
5 is a waveform diagram showing the output voltage of the permanent magnet generator in the present invention.
6 is a graph showing the RPM relationship with respect to the output voltage in the present invention.
7 is a flowchart showing a fault determination process in the present invention.

본 발명 영구자석 발전기 고장 유무 검출기능을 갖는 풍력발전기 제어기 구성 및 작용을 첨부된 도면 도 3 내지 도 7에 도시된 실시 예를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The configuration and operation of a wind turbine controller having a permanent magnet generator failure detection function according to the present invention will be described with reference to the embodiments shown in FIGS. 3 to 7.

본 발명 영구자석 발전기 고장 유무 검출기능을 갖는 풍력발전기 제어기는, 도 3에 도시된 바와 같이, 영구자석형 발전기(100)와 영구자석형 발전기(200)로부터 출력되는 3상 출력전압을 입력받아 부하에 제공될 부하출력전압을 제어출력하는 풍력출력제어부(200)와, 상기 영구자석형 발전기(100)의 상전압 위상차를 검출하여 고장신호로 제공하는 고장신호검출부(300)와, 고장신호검출부(300)에서 검출되는 고장신호를 이용하여 고장검출RPM을 검출하고 출력전압을 이용하여 실제출력전압에 따른 RPM을 검출하여 영구자석형 발전기(200)의 고장유무를 판단하고 고장발생 시 고장상태정보를 풍력출력제어부(200)로 제공하여 장치를 정지 및 제동시키는 고장제어부(400)와, 고장제어부(400)의 제어에 따라서 고장상태를 표시하기 위한 고장표시부(500)를 포함하여 구성된다. Wind generator controller having a permanent magnet generator failure detection function of the present invention, as shown in Figure 3, receives a three-phase output voltage output from the permanent magnet generator 100 and the permanent magnet generator 200 load Wind power output control unit 200 for controlling and outputting the load output voltage to be provided to the fault signal detection unit 300 for detecting the phase voltage phase difference of the permanent magnet generator 100 to provide a fault signal, and a fault signal detection unit ( Detects the fault detection RPM using the fault signal detected in 300) and detects the RPM according to the actual output voltage by using the output voltage to determine the fault of the permanent magnet generator 200, and the fault condition information when the fault occurs. Fault control unit 400 provided to the wind power output control unit 200 to stop and brake the device, and a fault display unit 500 for displaying a fault condition under the control of the fault control unit 400 do.

본 발명은 영구자석형 발전기(100)의 상전압 위상차를 이용하여 고장여부를 판단하고 이에 따라서 풍력발전기의 고장상태 표시 및 동작제어(정지 및 제동)를 수행하도록 한 것으로, The present invention is to determine whether the failure by using the phase voltage phase difference of the permanent magnet generator 100, and accordingly to display the failure status and operation control (stop and braking) of the wind turbine,

영구자석형 발전기(100)에서 출력되는 3상 교류전압을 풍력출력제어부(200)를 통해 부하출력전압을 제공함에 있어서, 3상 교류전압의 상전압을 검출하고 상전압의 위상차를 검출하여 영구자석형 발전기(100)의 고장여부를 판단하고 고장에 따른 제어과정을 수행하기 위한 수단으로, 고장신호검출부(300), 고장제어부(400), 고장표시부(500)를 포함한다. In providing the load output voltage to the three-phase AC voltage output from the permanent magnet generator 100 through the wind power output control unit 200, by detecting the phase voltage of the three-phase AC voltage and the phase difference of the phase voltage permanent magnet Means for determining the failure of the type generator 100 and performing a control process according to the failure, the failure signal detection unit 300, the failure control unit 400, the failure display unit 500.

상기 고장신호검출부(300)는 영구자석형 발전기(300)에서 출력되는 3상 교류출력전압에서 상전압을 검출하고 검출된 상전압의 위상차를 고장신호로 검출하여 고장제어부(400)로 제공하기 위한 수단이다.The fault signal detection unit 300 detects a phase voltage from the three-phase AC output voltage output from the permanent magnet generator 300, detects the phase difference of the detected phase voltage as a fault signal, and provides the fault control unit 400 to the fault controller. Means.

도 4는 고장신호검출부(300)의 일 실시 예를 나타낸다.4 illustrates an embodiment of the failure signal detection unit 300.

도 4에 도시된 바와 같이, 영구자석형 발전기(100)의 상(a,b) 전압단에 포터커플러(PC1)를 연결하여 사인파로 나타나는 교류전압을 구형파로 변환시키는 회로로 구성되며, 출력 상전압단에 직렬로 연결되는 바이어스저항(R1,R2)(R3)과 상단의 전압을 일정하게 나타나도록 하기 위하여 상전압에 대하여 병렬로 연결되는 제너다이오드(ZD1,ZD2), 평활용 콘덴서(C1,C2)와, 상전압 위상차에 따라 신호를 검출하기 위한 포토커플러(PC1)와, 포토커플러(PC1)의 출력에 따라서 고장제어부(400)로 고장신호로 구형파를 출력하기 위한 5V 전압단에 대한 바이어스 저항(R4,R5) 및 접지에 연결되는 평할콘덴서(C3)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 4, the circuit is configured to convert an AC voltage represented by a sine wave into a square wave by connecting a port coupler PC1 to the phase (a, b) voltage terminals of the permanent magnet generator 100. Bias resistors (R1, R2) (R3) connected in series to the voltage terminal and Zener diodes (ZD1, ZD2) connected in parallel to the phase voltage in order to make the voltage at the top constant, the smoothing capacitor (C1, C2), a photocoupler PC1 for detecting a signal according to a phase voltage phase difference, and a bias for a 5V voltage stage for outputting a square wave as a fault signal to the fault controller 400 according to the output of the photocoupler PC1. And a flat capacitor C3 connected to the resistors R4 and R5 and ground.

고장제어부(400)는 고장신호검출부(300)로부터 제공된 고장신호를 이용하여 고장여부를 판단하기 위한 수단으로, 고장신호를 이용하여 고장검출RPM을 연산하기 위한 고장검출RPM연산수단과, 풍력출력제어부(200)의 부하출력전압을 입력받아 출력전압측정RPM을 연산하는 출력전압RPM연산수단과, 고장검출RPM과 출력전압측정RPM을 비교하여 고장여부를 판단하여 고장판단정보를 풍력출력제어부(200)로 제공하여 장치를 정지 및 제동시키고, 고장표시부(500)를 통해 고장을 표시제어하는 고장판단제어수단을 포함하여 구성된다. The fault controller 400 is a means for determining whether a fault is provided using the fault signal provided from the fault signal detector 300, fault detection RPM calculation means for calculating a fault detection RPM using the fault signal, and a wind power output controller. The output voltage RPM calculation means for calculating the output voltage measurement RPM by receiving the load output voltage of 200 and comparing the fault detection RPM and the output voltage measurement RPM to determine whether there is a failure, and the fault determination information is determined by the wind power output controller 200. It is configured to include a failure determination control means for providing a stop and brake the device, and display and control the failure through the failure display unit (500).

상기 고장검출RPM연산수단은 고장검출신호의 주기를 이용하여 RPM을 검출한다.The fault detection RPM calculating means detects the RPM using a cycle of the fault detection signal.

상기 출력전압측정RPM은 출력전압대 RPM 값 룩업 테이블이 설정되어 있으며, 출력전압대 RPM 값 룩업테이블을 이용하여 출력전압에 대한 RPM을 연산한다. The output voltage measurement RPM is configured with an output voltage band RPM value lookup table, and calculates an RPM for the output voltage using the output voltage band RPM value lookup table.

상기 고장판단제어수단에서는 출력전압측정RPM과 고장검출RPM을 비교하여 영구자석형 발전기(100)의 고장여부를 판별하며 출력전압RPM이 고장검출RPM 대비 클 경우 정상상태로 판단하게 되며, 같거나 작을 경우에는 고장으로 판단하게 된다.The fault determination control means compares the output voltage measurement RPM and the fault detection RPM to determine whether the permanent magnet generator 100 is faulty, and if the output voltage RPM is larger than the fault detection RPM, it is determined to be normal. In this case, it is judged as a failure.

이때 출력전압측정RPM의 한계오차를 적용하여 고장여부를 판단하여 고장판단의 범위를 지정할 수 있다.At this time, it is possible to designate the range of fault determination by determining the fault by applying the limit error of the output voltage measurement RPM.

또한 고장판단제어수단에서는 고장신호의 주기가 불규칙할 경우에도 영구자석형 발전기(100)의 고장으로 판단할 수 있다. In addition, the failure determination control unit may determine that the permanent magnet generator 100 is broken even when the cycle of the failure signal is irregular.

고장표시부(500)는 고장제어부(400)의 제어에 따라서 고장상태를 표시하기 위한 수단이다.The failure display unit 500 is a means for displaying a failure state under the control of the failure control unit 400.

상기 풍력출력제어부(200)는 고장제어부(400)로부터 제공되는 고장판단정보에 따라서 풍력발전기의 동작을 정지 및 제동시키기 위한 제어수단을 더 포함한다.The wind power output control unit 200 further includes control means for stopping and braking the operation of the wind turbine according to the failure determination information provided from the failure control unit 400.

상기 고장제어부(400)는 풍력출력제어부(200)에 일체로 구성될 수 있다. The failure control unit 400 may be integrally configured with the wind power output control unit 200.

이와 같은 구성을 특징으로 하는 본 발명의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention characterized by such a configuration as follows.

영구자석형 발전기(100)의 출력전압은 도 5에 도시된 바와 같이, 3상 교류출력전압으로 나타난다. The output voltage of the permanent magnet generator 100 is shown as a three-phase AC output voltage, as shown in FIG.

고장신호검출부(300)에서는 영구자석형 발전기(100)의 상전압을 검출하고 상전압의 위상차를 검출하여 고장신호로 검출하여 고장제어부(400)로 제공한다.The fault signal detecting unit 300 detects a phase voltage of the permanent magnet generator 100, detects a phase difference between the phase voltages, detects a fault signal, and provides the fault signal to the fault controller 400.

고장신호검출부(300)는 도 4에 도시된 바와 같이, 영구자석형 발전기(100)의 출력 전압의 양단(a,b)으로 연결되어 두 상전압(Va,Vb)의 위상차를 검출하게 되는 바, 저항(R,R2)과 저항(R3)를 통하여 포토커플러(PC1)의 발광부측에 흐르는 전륭 따라서 포토커플러(PC1)가 동작하고 이에 따라서 수광부의 스위칭소자가 턴온되면서 5V전압이 바이어스 저항(R4,R5)을 통해 고장제어부(400)로 고장신호로 입력된다. As shown in FIG. 4, the fault signal detector 300 is connected to both ends a and b of the output voltage of the permanent magnet generator 100 to detect a phase difference between the two phase voltages Va and Vb. The photocoupler PC1 operates along the current flowing through the resistors R and R2 and the resistor R3 to the light emitting part side of the photocoupler PC1. As a result, the switching element of the light receiver part is turned on so that a 5V voltage is applied to the bias resistor R4. R5 is input to the failure control unit 400 as a failure signal.

즉, 사인파로 이루어지는 출력 상전압이 포토커플러(PC1)에 의해 5V레벨의 구형파로서 고장제어부(400)로 입력되는 것이다. That is, the output phase voltage consisting of a sine wave is input to the failure control unit 400 as a square wave of 5V level by the photocoupler PC1.

고장제어부(400)에서는 이와 같이 입력된 고장신호에 따라서 고장여부를 판단하여 고장이 발생하게 되면, 풍력출력제어부(200)로 고장신호를 전달하여 풍력발전기를 정지 및 제동시키고, 고장발생정보를 고장표시부(500)를 통해 표시한다.When the failure control unit 400 determines whether or not a failure occurs according to the input failure signal, the failure control unit 400 transmits a failure signal to the wind power output control unit 200 to stop and brake the wind power generator, and fails the failure occurrence information. It is displayed through the display unit 500.

도 7은 고장제어부(400)에서 이루어지는 고장판단과정을 나타낸 플로우챠트이다.7 is a flowchart illustrating a fault determination process performed by the fault controller 400.

이의 과정을 살펴보면, Looking at the process of this,

고장신호검출부(300)로부터 인가되는 고장신호를 이용하여 고장검출RPM(R_RPM)을 연산하는 단계, 풍력출력제어부(200)로부터 출력되는 전압을 입력받고 내부의 출력전압대 RPM간의 상관관계 룩 업테이블을 참조하여 출력되는 전압에 대한 RPM 값을 참조하여 출력전압측정RPM(C_RPM)을 연산하는 단계, 상기 단계를 통해 연산되는 고장검출RPM(R_CPM)과 출력전압측정RPM(C_RPM)을 비교하여 고장여부를 판단하는 단계, 판단결과 고장인 경우 고장판단에 따라 장치의 정지 및 제동 시키고 고장표시부(500)를 통해 고장을 표시하는 단계, 의 실행수순으로 이루어진다.Computing the fault detection RPM (R_RPM) by using the fault signal applied from the fault signal detection unit 300, receiving the voltage output from the wind power output control unit 200, the correlation lookup table between the output voltage vs. RPM Computing the output voltage measurement RPM (C_RPM) by referring to the RPM value for the output voltage with reference to the failure detection RPM (R_CPM) and the output voltage measurement RPM (C_RPM) calculated by the above step whether the failure Determining the step, if the determination result is a failure, stopping and braking the device according to the failure determination and displaying the failure through the fault display unit 500, the execution sequence of.

이에 따르면, 고장검출신호에 따라서 현재의 실제 RPM값인 고장검출RPM(R_RPM)을 연산해내고, 출력전압에 대한 출력전압측정RPM(C_RPM)을 연산하고, 이들 둘 RPM을 비교하여 고장을 판단하게 되는 바, According to this, the fault detection RPM (R_RPM), which is the current actual RPM value, is calculated according to the fault detection signal, the output voltage measurement RPM (C_RPM) for the output voltage is calculated, and the two RPMs are compared to determine the fault. bar,

상기 고장검출RPM(R_RPM)은 시간에 따FMS 고장신호의 주기를 확인하여 고장신호파형의 주파수를 검출하여 RPM을 검출한다.The fault detection RPM (R_RPM) detects the RPM by checking the frequency of the fault signal waveform by checking the cycle of the FMS fault signal with time.

또한, 출력전압측정RPM(C_RPM)은 출력전압일 때 정상적으로 이루어져야할 RPM에 대한 기준정보가 등록된 룩 업테이블 정보를 참조하여 연산하는 바, 현재 풍력출력제어부(200)를 통하여 출력되는 전압을 검출하고 이 전압에 대하여 정상적으로 발생되어야할 RPM 값을 룩 업테이블 정보로부터 읽어 출력전압측정RPM(C_RPM)을 연산하게 된다. In addition, the output voltage measurement RPM (C_RPM) is calculated by referring to the lookup table information registered reference information on the RPM to be made normally when the output voltage, the current output through the wind power output control unit 200 detects The output voltage measurement RPM (C_RPM) is calculated by reading the RPM value that should normally be generated for this voltage from the lookup table information.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이 출력 전압에 대한 RPM의 상관관계가 비례관계로, 출력전압이 증가함에 따라서 RPM이 증가하는 것의 이의 관계정보가 설정된 룩 업테이블정보를 참조하여 출력전압측정RPM(C_RPM)을 구하게 된다. That is, as shown in FIG. 6, the correlation of RPM with respect to the output voltage is proportional, and the output voltage measurement RPM (see C_RPM).

따라서 정상적으로 발생되어야 할 출력전압측정RPM(C_RPM)보다 고장검출RPM(R_RPM)이 작게 되면, 정상으로 판단하게 되고, 출력전압측정RPM(C_RPM)이상으로 고장검출RPM(R_RPM)이 나타나게 되면, 이상 RPM의 발생으로 판단하여 영구자석형 발전기(100)의 고장으로 판단하게 된다.Therefore, if the fault detection RPM (R_RPM) is smaller than the output voltage measurement RPM (C_RPM) that should be normally generated, it is judged to be normal. It is determined that the occurrence of the permanent magnet generator 100 is determined to be a failure.

이와 같이 장치를 정지시키게 됨에 따라서 영구자석형 발전기(100)의 이상동작으로 인한 관련부의 손상을 방지할 수 있게 되며, 고장표시부(500)를 통하여 고장표시를 하게 됨으로써, 영구자석형 발전기(100)의 고장여부를 사용자에게 알려 영구자석형 발전기(100)의 고장에 대한 조치가 가능하도록 한다.As the device is stopped as described above, it is possible to prevent damage to the associated part due to abnormal operation of the permanent magnet generator 100, and by displaying the failure through the failure display unit 500, the permanent magnet generator 100 Notify the user of the failure of the permanent magnet generator to enable the action for the failure of the (100).

Claims (4)

삭제delete 영구자석형 발전기에서 출력되는 3상 출력전압으로 입력받아 부하에 제공될 부하출력전압을 제어출력하는 풍력출력제어부을 포함하는 풍력발전기에 있어서,
상기 영구자석형 발전기의 상전압 위상차를 검출하여 고장신호로 제공하는 고장신호검출수단과, 고장신호검출수단에서 검출되는 고장신호를 이용하여 영구자석형 발전기의 고장유무를 판단하고 고장발생 시 고장상태정보에 따라 고장상태의 표시제어 및 장치를 정지 및 제동시키는 고장제어수단, 고장제어수단의 제어에 따라서 고장상태를 표시하기 위한 고장표시수단을 포함하여 구성되며,
상기 고장제어수단은 고장신호검출수단으로부터 입력된 고장신호를 이용하여 고장검출RPM을 검출하고 출력전압에 따라 RPM 값이 설정된 룩 업 테이블 정보를 이용하여 실제출력전압에 따른 RPM을 검출하여 영구자석형 발전기의 고장유무를 판단하는 고장판단제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 고장검출장치.In the wind power generator comprising a wind power control unit for controlling the output of the load output voltage to be supplied to the load received by the three-phase output voltage output from the permanent magnet type generator,
The fault signal detecting means for detecting the phase voltage phase difference of the permanent magnet generator and providing it as a fault signal, and the fault signal detected by the fault signal detecting means, determines whether there is a fault of the permanent magnet generator and indicates a fault state when the fault occurs. A failure control means for stopping and braking the device according to the information and stopping and braking the device, and a failure display means for displaying the failure state according to the control of the failure control means.
The fault control means detects the fault detection RPM using the fault signal input from the fault signal detecting means, and detects the RPM according to the actual output voltage using the lookup table information in which the RPM value is set according to the output voltage. And a failure determination control means for determining whether there is a failure of the generator. 제 2항에 있어서, 고장제어수단은 고장신호의 주기가 불규칙할 경우 영구자석형 발전기의 고장유무를 판단하는 고장판단제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 고장검출장치. The fault detection apparatus according to claim 2, wherein the fault control means further comprises fault determination control means for determining whether or not the permanent magnet generator has a fault when a cycle of the fault signal is irregular. 제 2항에 있어서, 상기 고장신호검출수단은,
출력 상전압단(a,b)에 직렬로 연결되는 바이어스저항(R1,R2)(R3)과 상단의 전압을 일정하게 나타나도록 하기 위하여 상전압에 대하여 병렬로 연결되는 제너다이오드(ZD1,ZD2), 평활용 콘덴서(C1,C2)와, 상전압 위상차에 따라 신호를 검출하기 위한 포토커플러(PC1)와, 포토커플러(PC1)의 출력에 따라서 고장신호로 구형파를 고장제어수단으로 출력하기 위한 5V 전압단에 대한 바이어스 저항(R4,R5) 및 접지에 연결되는 평할콘덴서(C3)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기의 고장검출장치.










The fault signal detecting means according to claim 2,
Bias resistors R1 and R2 (R3) connected in series to the output phase voltage terminals a and b and zener diodes ZD1 and ZD2 connected in parallel to the phase voltages so that the voltage at the top thereof is constantly displayed. And 5V for outputting square wave to the fault control means as a fault signal in accordance with the outputs of the smoothing capacitors C1 and C2, the photocoupler PC1 for detecting the signal according to the phase voltage phase difference, and the photocoupler PC1. A fault detection device for a wind turbine, characterized in that it comprises a bias capacitor (R4, R5) for the voltage stage and a flat capacitor (C3) connected to the ground.










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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101426216B1 (en) 2010-09-30 2014-08-04 가부시키가이샤 키토 Electric winch elevator device drive circuit fault inspection device
KR101501718B1 (en) * 2013-10-16 2015-03-11 헵시바주식회사 Permanent magnet automatic brake controller

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000009103A (en) * 1998-07-21 2000-02-15 이병돈 Motor load monitoring device
KR200317596Y1 (en) * 2003-03-14 2003-06-25 송명현 The movable load test apparatus for diesel engine generator
KR200318361Y1 (en) * 2003-03-14 2003-06-27 송명현 The digital load test measuring apparatus for diesel engine generator
KR20090055156A (en) * 2007-11-28 2009-06-02 고려대학교 산학협력단 Apparatus and method for diagnosing three phase ac motor, and a medium having computer readable program for executing the method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000009103A (en) * 1998-07-21 2000-02-15 이병돈 Motor load monitoring device
KR200317596Y1 (en) * 2003-03-14 2003-06-25 송명현 The movable load test apparatus for diesel engine generator
KR200318361Y1 (en) * 2003-03-14 2003-06-27 송명현 The digital load test measuring apparatus for diesel engine generator
KR20090055156A (en) * 2007-11-28 2009-06-02 고려대학교 산학협력단 Apparatus and method for diagnosing three phase ac motor, and a medium having computer readable program for executing the method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101426216B1 (en) 2010-09-30 2014-08-04 가부시키가이샤 키토 Electric winch elevator device drive circuit fault inspection device
KR101501718B1 (en) * 2013-10-16 2015-03-11 헵시바주식회사 Permanent magnet automatic brake controller

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