KR101191292B1 - Converter device for power regeneration - Google Patents

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장호철
정성진
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반도종공(주)
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Abstract

PURPOSE: A power regenerative converter device is provided to simultaneously control regenerative power from inverters by connecting a plurality of inverters to one converter device. CONSTITUTION: An inverter(10) inverts regenerative power of AC into the regenerative power of DC. A first reverse bias preventing unit(210) prevents a reverse current in an inverter direction. A smoothing unit(220) removes AC elements from the regenerative power of DC. A second bias preventing unit(230) prevents a reverse current in the direction of the smoothing unit. A power supply unit(12) receives the regenerative power of DC. A capacitor unit(240) absorbs ripple elements of DC and maintains a constant voltage. [Reference numerals] (AA) DC smoothing condenser

Description

전원 회생형 컨버터 장치{CONVERTER DEVICE FOR POWER REGENERATION} Power regenerative converter device {CONVERTER DEVICE FOR POWER REGENERATION}
본 발명은 전원 회생형 컨버터 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a power supply regenerative converter device.
현대 일반 산업계에서는 모터(회전기) 구동시 여러 가지 시동방식을 사용하고 있다. 예를 들면, 직입 구동방식, 리액터 시동방식, SCR 시동방식 콘돌퍼 시동방식, 권선형 모터 2차 저항방식 등 수없이 많은 회전기의 종류와 이에 따른 회전기 제어 방식 등이 사용되고 있다.In the modern general industry, various starting methods are used to drive a motor. For example, numerous types of rotors, such as a direct drive method, a reactor start method, an SCR start method, a condorper start method, a winding type motor secondary resistance method, and the like, have been used.
일반적으로 공장의 동력원을 살펴보면 농형 모터가 가장 많이 사용되고, 이를 제어하는 방법으로는 직입 기동과 인버터 제어 등으로 제어하는 방식을 많이 채택하고 있다.In general, when looking at the power source of the factory, a squirrel-type motor is most used, and as a method of controlling this, a method of controlling by direct start and inverter control is adopted.
여기서, 인버터 제어 방식은 전압, 전류, 주파수 제어를 통해 모터의 속도를 제어하고, 모터의 스타트(회전)를 느리게 하여 점점 빨리 돌리면서 기계적인 스트레스와 모터의 순간적인 과전류를 막고, 또한 공장의 동력원(전압, 전류)이 순간적으로 올라가는 돌입 전류를 막기 위하여 많이 사용되고 있다. Here, the inverter control method controls the speed of the motor through voltage, current, and frequency control, and slows down the start (rotation) of the motor to turn faster and faster, thereby preventing mechanical stress and momentary overcurrent of the motor, and also as a power source of the factory. It is widely used to prevent the inrush current from rising momentarily (voltage, current).
여기서, 인버터는 모터가 가속(ACC)시에는 전류가 소비되지만, 모터가 감속(DEC)시에는 해당 모터가 감속시 발생되는 DC 전압이 인버터의 부가 장치인 DBU(DINAMIC BRAKE UNIT)와 DBR(DINAMIC BRAKE RESISTER)을 통하여 대기에 열로써 방출하여 인버터에 인가되는 전압을 빼고 열로써 대기 중에 날려버리거나, 또는 회생되는 에너지를 회수하기 위한 별도의 DC-DC 컨버터 또는 DC-AC 컨버터를 필요로 하게 된다. Here, the inverter consumes current when the motor is accelerated (ACC), but when the motor is decelerated (DEC), the DC voltage generated when the motor is decelerated is DBU (DINAMIC BRAKE UNIT) and DBR (DINAMIC) which are additional devices of the inverter. BRAKE RESISTER) requires a separate DC-DC converter or DC-AC converter to release the voltage applied to the inverter by blowing it into the atmosphere and blow it out of the atmosphere as heat, or to recover the regenerated energy.
그러나, 이러한 종래의 DC-DC 컨버터 또는 DC-AC 컨버터는 인버터 한 개에 각각 대응되도록 복수 개로 구성되어야 하기 때문에, 코스트가 증가하고, 복수 개로 구성될 수 있도록 필요공간이 낭비되며, 이로 인하여 발생되는 많은 양의 케이블과 많은 작업인력이 소요되어야 한다는 문제점이 있었다.
However, since such conventional DC-DC converters or DC-AC converters must be configured in plural numbers so as to correspond to one inverter, the cost is increased, and the required space is wasted to be plural. There was a problem that a large amount of cable and a lot of work maneuver was required.
본 발명은 복수 개의 인버터에 하나의 컨버터 장치를 연결함으로써, 복수 개의 모터에 연결되는 인버터에서 회생되는 회생전력을 동시에 제어가 가능하고, 이에 따라 회생되는 회생전력을 재사용할 수 있어 효율적인 에너지 사용을 구현할 수 있는 전원 회생형 컨버터 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.According to the present invention, by connecting one converter device to a plurality of inverters, it is possible to simultaneously control regenerative power generated by an inverter connected to a plurality of motors, thereby reusing the regenerative power generated by the inverter. It is an object of the present invention to provide a power supply regenerative converter device.
또한, 본 발명은 복수 개의 인버터에 하나의 컨버터 장치를 연결함으로써, 인버터 한 개에 각각 대응되도록 복수 개로 구성되어야 하는 종래 기술에 비하여 제조코스트를 절감시킬 수 있는 전원 회생형 컨버터 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
In addition, the present invention is to provide a power supply regenerative converter device that can reduce the manufacturing cost compared to the prior art that must be configured to a plurality of inverters, respectively, by connecting one converter device to a plurality of inverters. The purpose.
본 발명의 일 실시예에 의한 전원 회생형 컨버터 장치는, 적어도 하나 이상의 모터가 감속될 때 상기 모터에서 발생되는 회생전력을 전원공급부로 되돌려 보내기 위한 전원 회생형 컨버터 장치이고, 상기 모터 측에서 각각 입력되는 교류의 회생전력을 직류로 변환하여 출력하도록 상기 모터의 개수에 대응되는 적어도 하나 이상의 인버터를 구비하는 인버터부; 상기 적어도 하나 이상의 인버터의 출력단에 각각 연결되어 상기 인버터로의 역전류의 발생을 방지하는 제1 역바이어스 방지부; 상기 제1 역바이어스 방지부를 통과한 직류의 회생전력의 교류성분을 제거하는 평활부; 상기 평활부로의 역전류의 발생을 방지하는 제2 역바이어스 방지부; 및 상기 제2 역바이어스 방지부를 통과한 직류의 회생전력을 입력받는 전원공급부를 포함하고, 상기 제1 역바이어스 방지부는 상기 적어도 하나 이상의 인버터의 출력단에 각각 연결되는 실리콘 브리지 정류기를 포함하며, 상기 제2 역바이어스 방지부는 상기 평활부의 출력단에 병렬로 연결되는 실리콘 브리지 정류기인 것을 특징으로 한다.The power regenerative converter device according to an embodiment of the present invention is a power regenerative converter device for returning regenerative power generated from the motor to a power supply unit when at least one or more motors are decelerated, and each input from the motor side. An inverter unit having at least one inverter corresponding to the number of the motors so as to convert the regenerative power of the alternating current into a direct current; First reverse bias prevention units connected to output terminals of the at least one inverter to prevent generation of reverse current to the inverter; A smoothing unit for removing the AC component of the regenerative power of the direct current passed through the first reverse bias prevention unit; A second reverse bias prevention unit for preventing generation of reverse current to the smoothing unit; And a power supply unit configured to receive regenerative power of direct current passing through the second reverse bias protection unit, wherein the first reverse bias protection unit includes a silicon bridge rectifier connected to output terminals of the at least one inverter, respectively, The second reverse bias prevention unit is a silicon bridge rectifier connected in parallel to the output terminal of the smoothing unit.
상기 제2 역바이어스 방지부와 상기 전원공급부 사이에는 상기 제2 역바이어스 방지부를 통과한 직류의 리플성분을 흡수하고 일정전압을 유지할 수 있도록 하는 커패시터부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.A capacitor unit may be formed between the second reverse bias prevention unit and the power supply unit to absorb the ripple component of the direct current passing through the second reverse bias prevention unit and maintain a constant voltage.
상기 인버터는 전력반도체 스위칭 소자를 포함하고, 상기 전력반도체 스위칭 소자는 턴온 및 턴오프가 가능한 자기소호형 전력반도체 스위칭 소자인 것을 특징으로 한다.The inverter includes a power semiconductor switching device, and the power semiconductor switching device is a self-protection type power semiconductor switching device capable of turning on and off.
상기 전원공급부에 연결되어 상기 전원공급부에 공급되는 회생전력을 이용하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어회로부를 더 포함하고, 상기 제어회로부는 전원접지 및 기기접지가 절연상태를 유지할 수 있도록 하는 전원 어댑터부를 더 포함하되, 상기 전원 어댑터부는, 정류된 직류전압을 상대적으로 낮은 직류전압으로 변환하는 스위칭 전원회로; 상기 스위칭 전원회로로부터 전류를 공급받아 전기 에너지를 충전하는 제1 전기이중층 커패시터; 상기 제1 전기이중층 커패시터의 충전전압으로 작동하여 제1 제어신호를 발생하는 제1 제어신호 발생회로; 상기 스위칭 전원회로로부터 전류를 공급받아 전기 에너지를 충전하는 제2 전기이중층 커패시터; 상기 제2 전기이중층 커패시터의 충전전압으로 작동하여 제 2 제어신호를 발생하는 제2 제어신호 발생회로; 상기 스위칭 전원회로에 바이어스 전류를 공급하는 논리회로; 및 상기 제어회로부가 최초로 교류전원에 연결될 때 상기 논리회로에 스타트 전류를 공급하는 스타트 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.A control circuit unit connected to the power supply unit to control driving of the motor by using regenerative power supplied to the power supply unit, wherein the control circuit unit includes a power adapter for maintaining a ground state of the power supply and the device earth in an insulated state; The power adapter unit may further include a switching power supply circuit for converting the rectified DC voltage into a relatively low DC voltage; A first electric double layer capacitor receiving electric current from the switching power supply circuit to charge electric energy; A first control signal generation circuit operating with a charging voltage of the first electric double layer capacitor to generate a first control signal; A second electric double layer capacitor receiving electric current from the switching power supply circuit to charge electric energy; A second control signal generation circuit operating with a charging voltage of the second electric double layer capacitor to generate a second control signal; A logic circuit for supplying a bias current to the switching power supply circuit; And a start circuit for supplying a start current to the logic circuit when the control circuit unit is first connected to an AC power source.
상기 제1 제어신호 발생회로는 상기 제1 전기이중층 커패시터의 충전전류를 검출하는 제1 전류검출회로; 상기 제1 전류검출회로의 출력을 미분하는 제1 미분회로; 상기 제1 전기이중층 커패시터의 충전전압을 검출하는 제1 전압검출회로; 및 상기 제1 미분회로와 상기 제1 전압검출회로의 출력에 의해 제1 제어신호를 발생하는 제1 플립플롭회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.The first control signal generation circuit includes a first current detection circuit for detecting a charging current of the first electric double layer capacitor; A first differential circuit for differentiating the output of the first current detection circuit; A first voltage detection circuit detecting a charging voltage of the first electric double layer capacitor; And a first flip-flop circuit for generating a first control signal by the output of the first differential circuit and the first voltage detection circuit.
상기 제2 제어신호 발생회로는 상기 제2 전기이중층 커패시터의 충전전류를 검출하는 제2 전류검출회로; 상기 제2 전류검출회로의 출력을 미분하는 제2 미분회로; 상기 제2 전기이중층 커패시터의 충전전압을 검출하는 제2 전압검출회로; 및 상기 제2 미분회로와 상기 제2 전압검출회로의 출력에 의해 제2 제어신호를 발생하는 제2 플립플롭회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The second control signal generation circuit includes a second current detection circuit for detecting a charging current of the second electric double layer capacitor; A second differential circuit for differentiating the output of the second current detection circuit; A second voltage detection circuit detecting a charging voltage of the second electric double layer capacitor; And a second flip-flop circuit for generating a second control signal by the output of the second differential circuit and the second voltage detection circuit.
본 발명에 의하면, 복수 개의 인버터에 하나의 컨버터 장치를 연결함으로써, 복수 개의 모터에 연결되는 인버터에서 회생되는 회생전력을 동시에 제어가 가능하고, 이에 따라 회생되는 회생전력을 재사용할 수 있어 효율적인 에너지 사용을 구현할 수 있게 된다. According to the present invention, by connecting one converter device to a plurality of inverters, it is possible to simultaneously control the regenerative power generated in the inverter connected to the plurality of motors, and thus, the regenerative power generated by the regenerative power can be reused. Can be implemented.
또한, 본 발명에 의하면, 복수 개의 인버터에 하나의 컨버터 장치를 연결함으로써, 인버터 한 개에 각각 대응되도록 복수 개로 구성되어야 하는 종래 기술에 비하여 제조코스트를 절감시킬 수 있게 된다.
In addition, according to the present invention, by connecting a single converter device to a plurality of inverters, it is possible to reduce the manufacturing cost compared to the prior art that must be configured in a plurality to correspond to each one inverter.
도 1은 본 발명에 따른 전원 회생형 컨버터 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전원 회생형 컨버터 장치가 사용되는 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 본 발명에 따른 전원 회생형 컨버터 장치가 사용되는 일 예의 간략한 회로도이다.
도 4는 도 3의 제어회로부에 연결된 전원어댑터부를 나타내는 도면이다.
1 is a circuit diagram showing the configuration of a power supply regenerative converter device according to the present invention.
2 is a block diagram illustrating an example in which a power regenerative converter device according to the present invention is used.
3 is a simplified circuit diagram of an example in which the power regenerative converter device according to the present invention of FIG. 2 is used.
4 is a diagram illustrating a power adapter connected to the control circuit of FIG. 3.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings such that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 전원 회생형 컨버터 장치의 구성을 나타내는 회로도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전원 회생형 컨버터 장치가 사용되는 일 예를 나타내는 블록도이며, 도 3은 도 2의 본 발명에 따른 전원 회생형 컨버터 장치가 사용되는 일 예의 간략한 회로도이다. 이하에서는, 본 발명에 따른 전원 회생형 컨버터 장치가 크레인 장치에 사용되는 크레인용 회생 제동 장치(이를 KGP라 함)를 일 예로 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명에 따른 전원 회생형 컨버터 장치는 모터(즉, 회전기)가 사용되는 일반 산업계의 모든 장치에 적용될 수 있다.1 is a circuit diagram showing a configuration of a power regenerative converter device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram illustrating an example in which a power regenerative converter device according to the present invention is used, and FIG. Is a simplified circuit diagram of an example in which a power regenerative converter device according to the present invention is used. Hereinafter, although the regenerative braking device for crane (hereinafter referred to as KGP) used in the crane device as the power regenerative converter device according to the present invention is described as an example, the power regenerative converter according to the present invention is not limited thereto. The device can be applied to any device in the general industry in which a motor (ie a rotating machine) is used.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전원 회생형 컨버터 장치는 적어도 하나 이상의 모터가 감속되는 때 상기 모터에서 발생되는 회생전력을 전원공급부(12)로 되돌려 보내기 위한 장치로서, 인버터부(10), 제1 역바이어스 방지부(210), 평활부(220), 제2 역바이어스 방지부(230), 전원공급부(12)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the power regenerative converter device according to the present invention is a device for returning regenerative power generated from the motor to the power supply unit 12 when at least one or more motors are decelerated. ), A first reverse bias prevention unit 210, a smoothing unit 220, a second reverse bias prevention unit 230, and a power supply unit 12.
한편, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전원 회생형 컨버터 장치는 송신부(2), 수신부(3), 제어회로부(1)를 통하여 구동되는 호이스트 장치(4)에 적용될 수 있다.On the other hand, as shown in Figures 2 to 3, the power regenerative converter device according to the present invention can be applied to the hoist device 4 driven through the transmitter 2, the receiver 3, the control circuit unit (1). have.
보다 구체적으로는, 상기 호이스트 장치(4)는 사용자의 작업명령 데이터를 발송하는 송신부(2)와 이를 수신부(3)를 통하여 수신하고, 호이스트의 구동전원을 제어회로부(1)를 통하여 공급하며, 상기 작업명령 데이터를 상기 제어회로부(1)내의 인버터(10)를 통하여 변환하여 모터(30)를 구동시키며, 상기 모터(30)의 구동에 의하여 상기 호이스트(4)가 횡행구동하거나 상기 호이스트(4)에 장착된 후크(미도시)가 상하운동하는 장치이다.More specifically, the hoist device 4 receives the transmission unit 2 for sending the work command data of the user and the reception unit 3, and supplies the driving power of the hoist through the control circuit unit 1, The work command data is converted through the inverter 10 in the control circuit unit 1 to drive the motor 30, and the hoist 4 cross-drives or the hoist 4 is driven by the motor 30. Hook (not shown) mounted on the) is a device for vertical movement.
여기서, 상기 제어회로부(1)는, 상기 후크의 인양물의 무게를 감지하는 로드셀(미도시)과, 상기 로드셀(미도시)에 의하여 감지된 무게에 관한 데이터를 전송받아 기준값과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 사용자에게 경고신호를 출력하거나 상기 인버터(10)의 구동을 정지시킬 수 있는 로드셀 컨트롤러(미도시)를 포함하는 로드셀회로부(40); 상기 인버터(10)에 연결되어 상기 로드셀 컨트롤러에 의하여 상기 인버터(10)의 구동신호를 차단하기 위한 각각의 컨트롤 릴레이(미도시)로 구성된 안전회로부(50); 및 상기 인버터(10)에 연결되어, 상기 모터(30)의 구동정보와 상기 로드셀의 무게감지정보 및 상기 안전회로부(50)의 구동정보를 양방향의 무선통신을 통하여 외부 서버로 전송하는 통신부(60)를 포함한다. Here, the control circuit unit 1 receives a load cell (not shown) for sensing the weight of the lifting object of the hook, and receives data on the weight detected by the load cell (not shown) and compares it with a reference value. A load cell circuit unit 40 including a load cell controller (not shown) capable of outputting a warning signal to a user or stopping driving of the inverter 10 according to a result; A safety circuit unit 50 connected to the inverter 10 and configured as a control relay (not shown) for blocking a driving signal of the inverter 10 by the load cell controller; And a communication unit 60 connected to the inverter 10 to transmit driving information of the motor 30, weight detection information of the load cell, and driving information of the safety circuit unit 50 to an external server through bidirectional wireless communication. ).
상기 모터(30)의 구동정보는 상기 모터(30)의 현재 소비전력 및 스피드이고, 상기 안전회로부(50)의 구동정보는 상기 모터(30)에 부착된 온도센서에 의하여 감지된 온도정보, 유선방식 스위치 및 무선방식 스위치의 상태정보를 포함한다.The drive information of the motor 30 is the current power consumption and speed of the motor 30, the drive information of the safety circuit unit 50 is temperature information, wired by the temperature sensor attached to the motor 30, It includes the status information of the type switch and the radio type switch.
상기 로드셀회로부(40)의 로드셀이 현재 호이스트(4)가 들고 있는 무게를 감지하여 로드셀 컨트롤러로 신호를 전달하여 주면, 로드셀 컨트롤러는 입력된 값에 따라 사용자에게 경고 및 컨트롤 신호를 차단하여 호이스트(4)를 정지시키는 역할을 한다.When the load cell of the load cell circuit unit 40 senses the weight currently held by the hoist 4 and transmits a signal to the load cell controller, the load cell controller blocks warning and control signals to the user according to the input value and hoists 4. ) To stop.
또한, 상기 제어회로부(1)는, 전원 회생형 컨버터 장치를 이용한 호이스트를 조작하기 위하여 펜던트스위치(유선)와 리모콘(무선)을 설치하여 펜던트스위치 및 리모콘을 동시에 채택하여 겸용으로도 쓸 수 있게 된다. In addition, the control circuit unit 1, by using a pendant switch (wired) and a remote control (wireless) in order to operate the hoist using a power regenerative converter device can be used simultaneously by adopting the pendant switch and the remote control. .
또한, 도시되어 있지는 않지만, 상기와 같은 제어회로부(1), 인버터(10), 전원 회생형 컨버터 장치, 로드셀회로부(40) 및 안전회로부(50)는 하나의 패널 상에 형성될 수 있다.
In addition, although not shown, the control circuit unit 1, the inverter 10, the power regenerative converter device, the load cell circuit unit 40, and the safety circuit unit 50 as described above may be formed on one panel.
상기 인버터부(10)는 상기 모터(30) 측에서 각각 입력되는 교류의 회생전력(REGENERATION ELECTRIC POWER)을 직류로 변환하여 출력하도록 상기 모터(30)의 개수에 대응되도록 적어도 하나 이상의 인버터(10a, 10b. 10c)를 포함한다. 여기서, 상기 인버터부(10)에 인가되는 교류의 회생전력은 물체를 들어올리거나 내릴 때 관성이 큰 장비에 회생되는 전압이 크고, 이러한 전압의 크기에 따라 저항의 사용율이 적어지거나 크레인 선정의 기준이 될 수 있다. 또한, 상기 인버터부(10)의 사용율에 따라 알루미늄 저항이나 코일 저항, 또는 철판 저항(V-W GRIDE) 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 인버터(10a, 10b. 10c)는 전력반도체 스위칭 소자를 포함하고, 상기 전력반도체 스위칭 소자는 턴온 및 턴오프가 가능한 자기소호형 전력반도체 스위칭 소자이다. 여기서, 상기 전력반도체 스위칭 소자는, 임의의 시각에 턴온과 턴오프가 가능하여야 하므로, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistors), IGCT(Integrated Gate Commutated Thyristors) 및 GTO(Gate Turn-Off thyristors)와 같은 자기소호형 전력반도체 스위칭 소자로 구현함이 바람직하다.The inverter unit 10 may convert at least one inverter 10a to correspond to the number of the motors 30 so as to convert the regenerative power of the alternating power input from the motor 30 side into a direct current. 10b.10c). Here, the regenerative power of the alternating current applied to the inverter unit 10 has a large regenerative voltage when the object is lifted or lowered, and the regenerative power is reduced depending on the magnitude of the voltage. Can be. In addition, an aluminum resistor, a coil resistor, or an iron plate resistor (V-W GRIDE) may be used according to the usage ratio of the inverter unit 10. In addition, the inverters 10a, 10b, and 10c include a power semiconductor switching element, and the power semiconductor switching element is a self-protection type power semiconductor switching element capable of turning on and off. Here, since the power semiconductor switching device should be able to turn on and turn off at any time, self-protection such as Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs), Integrated Gate Commutated Thyristors (IGCT), and Gate Turn-Off thyristors (GTO) It is preferable to implement with a type power semiconductor switching element.
상기 제1 역바이어스 방지부(210)는 상기 인버터부(10)의 출력단에 각각 연결되어 상기 인버터부(10)로의 역전류의 발생을 방지한다. 이러한 제1 역바이어스 방지부(210)는 복수 개의 다이오드로 이루어진 실리콘 브리지 정류기(Silicon Bridge Rectifier)(211, 212, 213)로 구현될 수 있다. 상기 실리콘 브리지 정류기(211, 212, 213)는 Repetitive peak reverse voltage가 200V 에서 800V까지 Average forward current가 0.8A에서 25A까지 선택가능하고, 전원에 대한 정류작용을 하는 소자이다. 상기 실리콘 브리지 정류기의 입력단은 상기 인버터부(10)의 출력 전극단에 각각 연결된다. 즉, 상기 실리콘 브리지 정류기(211, 212, 213)는 상기 인버터부(10)의 인버터 한 개당 하나씩 연결되도록 배치된다.The first reverse bias prevention unit 210 is connected to the output terminal of the inverter unit 10 to prevent the generation of reverse current to the inverter unit 10. The first reverse bias prevention unit 210 may be implemented as silicon bridge rectifiers 211, 212, and 213 formed of a plurality of diodes. The silicon bridge rectifiers 211, 212, and 213 are selectable elements having a repetitive peak reverse voltage of 200 V to 800 V and an average forward current of 0.8 A to 25 A, and perform rectification with respect to a power source. Input terminals of the silicon bridge rectifiers are respectively connected to output electrode terminals of the inverter unit 10. That is, the silicon bridge rectifiers 211, 212, and 213 are arranged to be connected to one inverter of the inverter unit 10.
상기 평활부(220)는 상기 제1 역바이어스 방지부(210)를 통과한 직류의 회생전력의 교류성분을 제거한다. 이러한 평활부(220)는 상기 모터(30)가 감속(즉, 전력회생모드 동작) 시에 상기 인버터부(10)로부터 공급되는 회생전력을 직류로 변환하여 제2 역바이어스 방지부(230)로 공급한다. 상기 평활부(220)는 복수 개의 커패시터(C20, C21, C22))와 저항 소자(R1, R2)로 구성되어 직류 링크단을 형성하고, 직류측 전류의 리플 성분을 흡수하고 일정전압을 유지하여 상기 전원공급부(12)에 흐르는 전류를 원활하게 제어하기 위한 것으로, 그 종류 및 커패시턴스(Capacitance)는 해당 장치의 사용목적 및 당업자의 요구에 따라 다양한 변형이 가능하다.The smoothing unit 220 removes the AC component of the regenerative power of the direct current passed through the first reverse bias prevention unit 210. The smoothing unit 220 converts the regenerative power supplied from the inverter unit 10 into direct current when the motor 30 decelerates (ie, power regenerative mode operation) to the second reverse bias prevention unit 230. Supply. The smoothing unit 220 is composed of a plurality of capacitors (C20, C21, C22) and resistance elements (R1, R2) to form a DC link stage, absorbs the ripple component of the DC-side current and maintains a constant voltage In order to smoothly control the current flowing through the power supply unit 12, its type and capacitance can be variously modified according to the purpose of use of the device and the needs of those skilled in the art.
상기 제2 역바이어스 방지부(230)는 상기 평활부(220)로의 역전류의 발생을 방지한다. 이러한 제2 역바이어스 방지부(230)는 상기 제1 역바이어스 방지부(210)와 같이 복수 개의 다이오드로 이루어진 실리콘 브리지 정류기(Silicon Bridge Rectifier)로 구현될 수 있다.The second reverse bias prevention unit 230 prevents generation of reverse current to the smoothing unit 220. The second reverse bias prevention unit 230 may be implemented as a silicon bridge rectifier including a plurality of diodes, like the first reverse bias prevention unit 210.
상기 전원공급부(12)는 상기 제2 역바이어스 방지부(230)를 통과한 직류의 회생전력을 입력받게 된다. 여기서, 상기 전원공급부(12)의 입력단자는 DC(+), DC(-)단자와 상기 회생전력과 구동전원과의 동기화를 위한 동기화 단자(x)로 구성되어 있다.The power supply unit 12 receives the regenerative power of the direct current passed through the second reverse bias prevention unit 230. Here, the input terminal of the power supply unit 12 is composed of a DC (+), DC (-) terminal and a synchronization terminal (x) for synchronizing the regenerative power and the driving power.
상기 전원공급부(12)는 상기 전원 회생형 컨버터 장치의 구동전원을 입력하는 장치로서, 상기 모터(30)가 전력회생모드 동작시 회생된 회생전력을 상기 인버터부(10), 제1 역바이어스 방지부(210), 평활부(220), 제2 역바이어스 방지부(230)를 통하여 공급받아 상기 모터(30)를 구동시키는 전원으로 사용하게 된다.The power supply unit 12 is a device for inputting the driving power of the power regenerative converter device, and prevents the regenerative power that is regenerated when the motor 30 operates in the power regenerative mode, and prevents the first reverse bias. The unit 210, the smoothing unit 220, and the second reverse bias prevention unit 230 are supplied to be used as a power source for driving the motor 30.
한편, 상기 제2 역바이어스 방지부(230)와 상기 전원공급부(12) 사이에는 상기 제2 역바이어스 방지부(230)를 통과한 직류의 리플성분을 흡수하고 일정전압을 유지할 수 있도록 하는 커패시터부(240)가 형성될 수 있다.Meanwhile, a capacitor unit between the second reverse bias prevention unit 230 and the power supply unit 12 to absorb the ripple component of the direct current passing through the second reverse bias prevention unit 230 and maintain a constant voltage. 240 may be formed.
또한, 상기 제어회로부(1)는 상기 전원공급부(12)에 연결되어 상기 전원공급부(12)에 공급되는 회생전력을 이용하여 상기 모터(30)의 구동을 제어하게 된다. 한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제어회로부(1)는 상기 전원공급부(1)와는 연결되되, 상기 인버터부(10) 및 전원 회생형 컨버터 장치(20)와는 별도의 구성(21)으로 설계될 수도 있다. 또한, 상기 제어회로부(1)는 전원접지 및 기기접지가 절연상태를 유지할 수 있도록 하는 전원어댑터부를 더 포함할 수 있다. 이러한 전원어댑터부에 대하여는 도 4에 관한 설명부분에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.In addition, the control circuit unit 1 is connected to the power supply unit 12 to control the driving of the motor 30 by using the regenerative power supplied to the power supply unit 12. Meanwhile, as shown in FIG. 3, the control circuit unit 1 is connected to the power supply unit 1, but has a configuration 21 separate from the inverter unit 10 and the power regenerative converter device 20. It may be designed. In addition, the control circuit unit 1 may further include a power adapter unit for maintaining the power ground and the device ground in an insulating state. This power adapter unit will be described in more detail in the description of FIG. 4.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 전원 회생형 컨버터 장치는, 크레인 전체, 즉 권상부(MAIN HOISTING), 횡행부(TRAVERSING), 주행부(TRAVELLING) 각각의 모터에 장착해야 되는 종래 기술에 비하여 금전적인 낭비를 막을 수 있으며, MULT 회생제동장치가 차지하는 판넬 내부의 스페이스를 줄일 수 있어 판넬이 커지거나 여러 개로 분할될 때 발생되는 케이블 낭비, 인건비 낭비 등 금전적인 모든 낭비를 막을 수 있게 된다.
The power regenerative converter device according to the present invention configured as described above is monetary compared to the prior art, which is to be mounted on the entire crane, that is, the motor of each of the hoisting part, the traversing part, and the traveling part. Waste can be prevented, and the space inside the panel occupied by the MULT regenerative braking device can be reduced, thereby preventing all financial waste such as cable waste and labor cost generated when the panel grows large or split into several parts.
도 4는 도 3의 제어회로부에 연결된 전원어댑터부를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a power adapter connected to the control circuit of FIG. 3.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 회생형 컨버터 장치의 제어회로부에 연결된 전원어댑터부(11)는, 스타트 회로(110), 스위칭 전원회로(120), 제 1 전기이중층 커패시터(130), 제 1 제어신호 발생회로(140), 제 2 전기이중층 커패시터(150), 제 2 제어신호 발생회로(160), 포토커플러(170) 및 논리회로(180)를 포함한다. 여기서, 상기 스타트 회로(110), 제 2 전기이중층 커패시터(150), 제 2 제어신호 발생회로(160) 및 논리회로(180)는 전원접지(103)에 연결되어 있고, 상기 제 1 전기이중층 커패시터(130) 및 상기 제 1 제어신호 발생회로(140)는 기기접지(104)에 연결되어 있다. 또한, 상기 스위칭 전원회로(120) 및 포토커플러(170)는 전원접지(103) 및 기기접지(104) 양쪽에 모두 연결되어 있다. 따라서, 본 전원어댑터부(11)는 높은 전압의 교류전원(101)이 직접 공급되는 전원접지(103)측과 상대적으로 낮은 전위의 전자기기(105)(즉, 전원 회생형 컨버터 장치를 구성하는 제어회로부와 같은 구성요소로서 전원을 공급받아 구동되는 모든 구성이고, 이하에서는 전자기기라 통칭하기로 함)가 연결되는 기기접지(104)측이 스위칭 전원회로(120) 및 포토커플러(170)를 통해 고도의 절연특성을 유지하면서 전기적으로 결합되어 있다.As shown in FIG. 4, the power adapter unit 11 connected to the control circuit unit of the power regenerative converter device according to the embodiment of the present invention may include a start circuit 110, a switching power supply circuit 120, and a first electrical circuit. The double layer capacitor 130, the first control signal generation circuit 140, the second electric double layer capacitor 150, the second control signal generation circuit 160, the photocoupler 170, and the logic circuit 180 are included. Here, the start circuit 110, the second electric double layer capacitor 150, the second control signal generation circuit 160, and the logic circuit 180 are connected to a power ground 103, and the first electric double layer capacitor 130 and the first control signal generating circuit 140 is connected to the device ground (104). In addition, the switching power supply circuit 120 and the photocoupler 170 are connected to both the power ground 103 and the device ground 104. Accordingly, the power adapter 11 constitutes an electronic device 105 (that is, a power regenerative converter device) having a relatively low potential and a power ground 103 side to which a high voltage AC power supply 101 is directly supplied. All components that are driven and supplied as a component such as a control circuit unit, which will be referred to as electronic devices hereinafter), the device ground 104 side to which the switching power supply circuit 120 and the photocoupler 170 are connected. They are electrically coupled while maintaining a high degree of insulation.
상기 스타트 회로(110)는 전원어댑터부(11)의 전원코드가 최초로 교류전원(101)에 연결될 때 논리회로(180)에 스타트 전류를 보낸다. 이때, 상기 스타트 회로(110)는 급격한 전원전압 변동으로 인해 트리거(trigger)되어 상기 논리회로(180)에 스타트 전류를 보내게 된다. 상기 스타트 회로(110)로부터 스타트 전류를 받은 상기 논리회로(180)는 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 보낸다. 즉, 상기 스타트 회로(110)는 전원어댑터부(11)의 전원코드가 최초로 교류전원(101)에 연결될 때 스타트 전류를 보내 논리회로(180)를 통해서 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 공급하는 역할을 한다. The start circuit 110 sends a start current to the logic circuit 180 when the power cord of the power adapter unit 11 is first connected to the AC power source 101. At this time, the start circuit 110 is triggered by a sudden power supply voltage change to send a start current to the logic circuit 180. The logic circuit 180 receiving the start current from the start circuit 110 sends a bias current to the switching power supply circuit 120. That is, the start circuit 110 sends a start current when the power cord of the power adapter unit 11 is first connected to the AC power supply 101 to supply a bias current to the switching power supply circuit 120 through the logic circuit 180. It plays a role.
또한, 상기 스타트 회로(110)는 제 2 제어신호 발생회로(160)의 제 2 충전재개신호가 하이(H)에서 로우(L)로 전환될 때 동작을 중지한다. 상기 스타트 회로(110)는 한번 동작이 중지되면, 정전으로 인해 교류전원(101)이 차단되었다가 다시 공급되거나 혹은 전원코드를 분리했다 다시 연결하지 않는 한 영구히 작동하지 않는다.In addition, the start circuit 110 stops the operation when the second charge resumption signal of the second control signal generation circuit 160 is changed from high (H) to low (L). Once the start circuit 110 is stopped, the start circuit 110 does not operate permanently unless the AC power supply 101 is interrupted and supplied again due to a power failure or the power cord is disconnected and then reconnected.
상기 스위칭 전원회로(120)는 정류기(102)를 통해 공급되는 높은 전압의 직류전원을 변환하여 제 1 전기이중층 커패시터(130) 및 제 2 전기이중층 커패시터(150)를 충전시킨다. 상기 스위칭 전원회로(120)는 제 1 출력단자(A) 및 제 2 출력단자(B)를 포함한다. 상기 스위칭 전원회로(120)는 상기 제 1 출력단자(A)를 통해서 제 1 전기이중층 커패시터(130)를 충전하고, 상기 제 2 출력단자(B)를 통해서 제 2 전기이중층 커패시터(150)를 충전시킨다.The switching power supply circuit 120 converts a high voltage DC power supplied through the rectifier 102 to charge the first electric double layer capacitor 130 and the second electric double layer capacitor 150. The switching power supply circuit 120 includes a first output terminal (A) and a second output terminal (B). The switching power supply circuit 120 charges a first electric double layer capacitor 130 through the first output terminal A and a second electric double layer capacitor 150 through the second output terminal B. Let's do it.
상기 제 1 전기이중층 커패시터(130)는 상기 스위칭 전원회로(120)의 제 1 출력단자(A)의 출력전류로 충전된다. 상기 제 1 전기이중층 커패시터(130)는 제 1 제어신호 발생회로(140)에 전원을 공급하고, 전원 어댑터(11)의 출력단자를 통해 전자기기(105)에 전원을 공급한다. The first electric double layer capacitor 130 is charged with the output current of the first output terminal A of the switching power supply circuit 120. The first electric double layer capacitor 130 supplies power to the first control signal generation circuit 140 and supplies power to the electronic device 105 through an output terminal of the power adapter 11.
상기 제 1 제어신호 발생회로(140)는 제 1 전기이중층 커패시터(130)의 충전상태를 측정하여 제 1 제어신호를 발생시킨다. 여기서, 상기 제 1 제어신호는 포토커플러(170)를 통해 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 1 제어신호 발생회로(140)는 제 1 전류검출회로(141), 제 1 미분회로(142), 제 1 전압검출회로(143) 및 제 1 플립플롭회로(144)를 포함한다.The first control signal generation circuit 140 measures the state of charge of the first electric double layer capacitor 130 to generate a first control signal. Here, the first control signal is transmitted to the logic circuit 180 through the photocoupler 170. The first control signal generation circuit 140 includes a first current detection circuit 141, a first differential circuit 142, a first voltage detection circuit 143, and a first flip-flop circuit 144.
상기 제 1 전류검출회로(141)는 상기 제 1 전기이중층 커패시터(130)의 충전전류를 검출하여 상기 충전전류가 임계전류보다 낮으면 하이 신호를 출력하여 제 1 미분회로(142)에 보낸다.The first current detection circuit 141 detects the charging current of the first electric double layer capacitor 130 and outputs a high signal to the first differential circuit 142 when the charging current is lower than the threshold current.
상기 제 1 미분회로(142)는 상기 제 1 전류검출회로(141)의 하이 신호를 미분하여 짧은 펄스폭의 제 1 충전중지신호를 발생시켜 제 1 플립플롭회로(144)에 보낸다.The first differential circuit 142 differentiates the high signal of the first current detection circuit 141 to generate a first charge stop signal having a short pulse width and send it to the first flip-flop circuit 144.
상기 제 1 전압검출회로(143)는 상기 제 1 전기이중층 커패시터(130)의 충전전압을 검출하여 상기 충전전압이 임계전압보다 낮으면 제 1 충전재개신호를 발생시켜 제 1 플립플롭회로(144)에 보낸다.The first voltage detection circuit 143 detects the charging voltage of the first electric double layer capacitor 130 and generates a first charging resumption signal when the charging voltage is lower than a threshold voltage to generate the first flip-flop circuit 144. Send to
상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 제 1 전압검출회로(143)의 출력신호를 받는 세트단자, 상기 제 1 미분회로(142)의 출력신호를 받는 리세트단자 및 제 1 제어신호를 출력하는 출력단자를 포함한다.The first flip-flop circuit 144 outputs a set terminal receiving an output signal of the first voltage detection circuit 143, a reset terminal receiving an output signal of the first differential circuit 142, and a first control signal. It includes an output terminal.
상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 세트단자를 통해 받은 제 1 충전재개신호에 의해 세트(set)되어 상기 출력단자(Q)에 제 1 제어신호로서 하이신호를 출력한다. 즉, 상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 제 1 전압검출회로(143)로부터 받은 제 1 충전재개신호에 의해 세트(set)되어 하이를 갖는 제 1 제어신호를 출력하고, 상기 제 1 제어신호는 포토커플러(170)를 통해 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 리세트단자(R)에 제 1 충전중지신호가 들어올 때까지 상기 출력단자(Q)의 상태를 하이로 유지한다.The first flip-flop circuit 144 is set by the first charge resume signal received through the set terminal to output a high signal to the output terminal Q as a first control signal. That is, the first flip-flop circuit 144 is set by the first charge resumption signal received from the first voltage detection circuit 143 to output a first control signal having a high, and the first control The signal is transmitted to the logic circuit 180 through the photocoupler 170. The first flip-flop circuit 144 maintains the state of the output terminal Q high until the reset terminal R receives the first charge stop signal.
상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 리세트단자(R)를 통해 받은 제 1 충전중지신호에 의해 리세트(reset)되어 상기 출력단자(Q)에 제 1 제어신호로서 로우신호를 출력한다. 즉, 상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 제 1 미분회로(142)로부터 받은 제 1 충전중지신호에 의해 리세트(reset)되어 로우를 갖는 제 1 제어신호를 출력하고, 상기 제 1 제어신호는 포토커플러(170)를 통해 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 세트단자(S)에 제 1 충전재개신호가 들어올 때까지 상기 출력단자(Q)의 상태를 로우로 유지한다.The first flip-flop circuit 144 is reset by the first charge stop signal received through the reset terminal R to output a low signal as a first control signal to the output terminal Q. . That is, the first flip-flop circuit 144 is reset by the first charge stop signal received from the first differential circuit 142 to output a first control signal having a row, and the first control. The signal is transmitted to the logic circuit 180 through the photocoupler 170. The first flip-flop circuit 144 keeps the state of the output terminal Q low until a first charge resuming signal enters the set terminal S.
상기 제 2 전기이중층 커패시터(150)는 상기 스위칭 전원회로(120)의 제 2 출력단자(B)의 출력전류로 충전된다. 상기 제 2 전기이중층 커패시터(150)는 제 2 제어신호 발생회로(160)에 전원을 공급한다.The second electric double layer capacitor 150 is charged with the output current of the second output terminal B of the switching power supply circuit 120. The second electric double layer capacitor 150 supplies power to the second control signal generation circuit 160.
상기 제 2 제어신호 발생회로(160)는 제 2 전기이중층 커패시터(150)의 충전상태를 측정하여 제 2 제어신호를 발생시킨다. 여기서, 상기 제 2 제어신호는 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 2 제어신호 발생회로(160)는 제 2 전류검출회로(161), 제 2 미분회로(162), 제 2 전압검출회로(163) 및 제 2 플립플롭회로(164)를 포함한다.The second control signal generation circuit 160 measures the state of charge of the second electric double layer capacitor 150 to generate a second control signal. Here, the second control signal is transmitted to the logic circuit 180. The second control signal generation circuit 160 includes a second current detection circuit 161, a second differential circuit 162, a second voltage detection circuit 163, and a second flip-flop circuit 164.
상기 제 2 전류검출회로(161)는 상기 제 2 전기이중층 커패시터(150)의 충전전류를 검출하여 상기 충전전류가 임계전류보다 낮으면 하이 신호를 출력하여 제 2 미분회로(162)에 보낸다.The second current detection circuit 161 detects the charging current of the second electric double layer capacitor 150 and outputs a high signal to the second differential circuit 162 when the charging current is lower than the threshold current.
상기 제 2 미분회로(162)는 상기 제 2 전류검출회로(161)의 하이 신호를 미분하여 짧은 펄스폭의 제 2 충전중지신호를 발생시켜 제 2 플립플롭회로(164)에 보낸다.The second differential circuit 162 differentiates the high signal of the second current detection circuit 161 to generate a second charge stop signal having a short pulse width and send it to the second flip-flop circuit 164.
상기 제 2 전압검출회로(163)는 상기 제 2 전기이중층 커패시터(150)의 충전전압을 검출하여 상기 충전전압이 임계전압보다 낮으면 제 2 충전재개신호를 발생시켜 제 2 플립플롭회로(164)에 보낸다.The second voltage detecting circuit 163 detects the charging voltage of the second electric double layer capacitor 150 and generates a second charging resumption signal when the charging voltage is lower than a threshold voltage to generate the second flip-flop circuit 164. Send to
상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 제 2 전압검출회로(163)의 출력신호를 받는 세트단자(S), 상기 제 2 미분회로(162)의 출력신호를 받는 리세트단자(R) 및 제 2 제어신호를 출력하는 출력단자(Q)를 포함한다.The second flip-flop circuit 164 may include a set terminal S receiving an output signal of the second voltage detection circuit 163, a reset terminal R receiving an output signal of the second differential circuit 162, and And an output terminal Q for outputting the second control signal.
상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 세트단자(S)를 통해 받은 제 2 충전재개신호에 의해 세트(set)되어 상기 출력단자(Q)에 제 2 제어신호로서 하이신호를 출력한다. 즉, 상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 제 2 전압검출회로(163)로부터 받은 제 2 충전재개신호에 의해 세트(set)되어 하이를 갖는 제 2 제어신호를 출력하고, 상기 제 2 제어신호는 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 리세트단자(R)에 제 2 충전중지신호가 들어올 때까지 상기 출력단자(Q)의 상태를 하이로 유지한다.The second flip-flop circuit 164 is set by the second charge resuming signal received through the set terminal S to output a high signal to the output terminal Q as a second control signal. That is, the second flip-flop circuit 164 is set by the second charge resumption signal received from the second voltage detection circuit 163 to output a second control signal having a high value, and the second control. The signal is transmitted to the logic circuit 180. The second flip-flop circuit 164 maintains the state of the output terminal Q high until a second charge stop signal is input to the reset terminal R.
상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 리세트단자(R)를 통해 받은 제 2 충전중지신호에 의해 리세트(reset)되어 상기 출력단자(Q)에 제 2 제어신호로서 로우신호를 출력한다. 즉, 상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 제 2 미분회로(162)로부터 받은 제 2 충전중지신호에 의해 리세트(reset)되어 로우를 갖는 제 2 제어신호를 출력하고, 상기 제 2 제어신호는 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 세트단자(S)에 제 2 충전재개신호가 들어올 때까지 상기 출력단자(Q)의 상태를 로우로 유지한다.The second flip-flop circuit 164 is reset by the second charge stop signal received through the reset terminal R to output a low signal to the output terminal Q as a second control signal. . That is, the second flip-flop circuit 164 is reset by the second charge stop signal received from the second differential circuit 162 to output a second control signal having a row, and the second control. The signal is transmitted to the logic circuit 180. The second flip-flop circuit 164 maintains the state of the output terminal Q low until a second charge resuming signal is input to the set terminal S.
상기 포토커플러(170)는 상기 제 1 제어신호 발생회로(140)에서 발생한 제 1 제어신호를 고도의 절연상태로 유지하면서 기기접지(104)측에서 전원접지(103)측으로 전달한다.The photocoupler 170 transfers the first control signal generated by the first control signal generation circuit 140 from the device ground 104 side to the power ground 103 side while maintaining a high insulation state.
상기 논리회로(180)는 상기 스타트 회로(110)에서 공급되는 스타트 전류와, 상기 제 1 제어신호 발생회로(140)에서 발생한 제 1 제어신호와, 상기 제 2 제어신호 발생회로(160)에서 발생한 제 2 제어신호의 논리합(OR)을 구하여 상기 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 공급하거나 차단한다. 즉, 상기 논리회로(180)는 상기 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 공급하거나 차단함으로써, 상기 스위칭 전원회로(120)를 제어하는 역할을 한다. The logic circuit 180 is generated by the start current supplied from the start circuit 110, the first control signal generated by the first control signal generation circuit 140, and the second control signal generation circuit 160. The logic sum OR of the second control signal is obtained to supply or cut off the bias current to the switching power supply circuit 120. That is, the logic circuit 180 controls the switching power supply circuit 120 by supplying or blocking a bias current to the switching power supply circuit 120.
예를 들어, 상기 논리회로(180)는 스타트 회로(110)로부터 스타트 전류를 받거나 제 1 제어신호가 하이이거나 제 2 제어신호가 하이이면, 상기 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 공급한다. 이에 따라, 상기 스위칭 전원회로(120)는 제 1 전기이중층 커패시터(130) 및 제 2 전기이중층 커패시터(150)를 충전시킨다. 즉, 상기 논리회로(180)는 스타트 전류, 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 중 적어도 하나만 하이이면, 상기 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 공급한다.For example, the logic circuit 180 supplies a bias current to the switching power supply circuit 120 when the start current is received from the start circuit 110 or when the first control signal is high or the second control signal is high. Accordingly, the switching power supply circuit 120 charges the first electric double layer capacitor 130 and the second electric double layer capacitor 150. That is, the logic circuit 180 supplies a bias current to the switching power supply circuit 120 when at least one of the start current, the first control signal, and the second control signal is high.
예를 들어, 상기 논리회로(180)는 스타트 회로(110)로부터 스타트 전류를 받지 못하고 제 1 제어신호가 로우이고 제 2 제어신호가 로우이면, 상기 스위칭 전원회로(120)에 공급되는 바이어스 전류를 차단한다. 이에 따라, 상기 스위칭 전원회로(120)는 제 1 전기이중층 커패시터(130) 및 제 2 전기이중층 커패시터(150)의 충전을 중지시킨다. 즉, 상기 논리회로(180)는 스타트 전류, 제 1 제어신호 및 제 2 제어신호가 모두 로우이면, 상기 스위칭 전원회로(120)에 공급되는 바이어스 전류를 차단한다. 이때, 상기 논리회로(180)가 바이어스 전류를 차단하여 상기 스위칭 전원회로(120)의 동작이 중지되면, 교류전원(101)에서 관측되는 전원어댑터부(11)의 전력손실은 제로(zero)가 된다.
For example, when the logic circuit 180 does not receive a start current from the start circuit 110 and the first control signal is low and the second control signal is low, the logic circuit 180 receives the bias current supplied to the switching power supply circuit 120. Block it. Accordingly, the switching power supply circuit 120 stops charging of the first electric double layer capacitor 130 and the second electric double layer capacitor 150. That is, the logic circuit 180 cuts off the bias current supplied to the switching power supply circuit 120 when the start current, the first control signal, and the second control signal are all low. At this time, when the logic circuit 180 cuts the bias current and the operation of the switching power supply circuit 120 is stopped, the power loss of the power adapter unit 11 observed from the AC power supply 101 is zero. do.
이와 같이, 본 전원어댑터부(11)는 대기상태에서 교류전원(101)을 완전히 차단함으로써, 외부에서 관측되는 대기전력 손실을 제로로 만들 수 있다. 또한, 본 전원어댑터부(101)는 스위칭 전원회로(120)를 사용하여 전기이중층 커패시터를 충전하고, 그 충전전압을 전자기기(105)의 전원으로 공급한다. 그리고, 전기이중층 커패시터의 충전전압이 임계전압 이하로 내려갈 때, 수초 혹은 수십초의 짧은 시간동안 스위칭 전원회로(120)를 가동하여 전기이중층 커패시터를 충전시킨다. 이에 따라, 본 전원어댑터부(11)의 대기시간을 무한대로 할 수 있다. 또한, 본 전원어댑터부(11)는 전기이중층 커패시터의 충전전류를 검출하여 충전중지를 명령하므로, 충전전압에 영향을 받지 않으며 안정되고 정교한 제어를 할 수 있다.
As described above, the power adapter 11 completely cuts off the AC power source 101 in the standby state, thereby making the standby power loss observed from the outside zero. In addition, the power adapter 101 charges the electric double layer capacitor using the switching power supply circuit 120, and supplies the charging voltage to the power source of the electronic device 105. When the charging voltage of the electric double layer capacitor falls below the threshold voltage, the switching power supply circuit 120 is operated for a short time of several seconds or several tens of seconds to charge the electric double layer capacitor. As a result, the standby time of the power adapter 11 can be infinite. In addition, since the power adapter 11 detects the charging current of the electric double layer capacitor and instructs the charging to be stopped, the power adapter unit 11 is stable and precisely controlled without being affected by the charging voltage.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 전원 회생형 컨버터 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
What has been described above is just one embodiment for implementing the power regenerative converter device according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, as claimed in the following claims. Without departing from the gist of the present invention, one of ordinary skill in the art will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
1: 제어회로부 2: 송신부
3: 수신부 4: 호이스트 장치
10: 인버터부 11: 전원 어댑터부
12: 전원공급부 20: 전원 회생형 컨버터 장치
30: 모터 40: 로드셀회로부
50: 안전회로부 60: 통신부
210: 제1 역바이어스 방지부 220: 평활부
230: 제2 역바이어스 방지부 240: 커패시터부
1: control circuit unit 2: transmitter unit
3: receiver 4: hoist device
10: inverter section 11: power adapter section
12: power supply unit 20: power regenerative converter device
30: motor 40: load cell circuit portion
50: safety circuit unit 60: communication unit
210: first reverse bias prevention unit 220: smoothing unit
230: second reverse bias prevention unit 240: capacitor unit

Claims (6)

  1. 적어도 하나 이상의 모터(30)가 감속될 때 상기 모터(30)에서 발생되는 회생전력을 전원공급부(12)로 되돌려 보내기 위한 전원 회생형 컨버터 장치이고,
    상기 모터(30) 측에서 각각 입력되는 교류의 회생전력을 직류로 변환하여 출력하도록 상기 모터(30)의 개수에 대응되는 적어도 하나 이상의 인버터(10a, 10b, 10c)를 구비하는 인버터부(10);
    상기 적어도 하나 이상의 인버터부(10)의 출력단에 각각 연결되어 상기 인버터부(10)로의 역전류의 발생을 방지하는 제1 역바이어스 방지부(210);
    상기 제1 역바이어스 방지부(210)를 통과한 직류의 회생전력의 교류성분을 제거하는 평활부(220);
    상기 평활부(220)로의 역전류의 발생을 방지하는 제2 역바이어스 방지부(230); 및
    상기 제2 역바이어스 방지부(230)를 통과한 직류의 회생전력을 입력받는 전원공급부(12)를 포함하고,
    상기 제1 역바이어스 방지부(210)는 적어도 하나 이상의 인버터(10a, 10b, 10c)의 출력단에 각각 연결되는 실리콘 브리지 정류기(211, 212, 213)를 포함하며,
    상기 제2 역바이어스 방지부(220)는 상기 평활부(220)의 출력단에 병렬로 연결되는 실리콘 브리지 정류기(231)인 것을 특징으로 하는 전원 회생형 컨버터 장치.
    It is a power regenerative converter device for returning the regenerative power generated by the motor 30 to the power supply unit 12 when at least one motor 30 is decelerated,
    Inverter unit 10 having at least one inverter (10a, 10b, 10c) corresponding to the number of the motor 30 so as to convert the regenerative power of the alternating current input from the motor 30 side to a direct current ;
    A first reverse bias prevention unit (210) connected to each output terminal of the at least one inverter unit (10) to prevent generation of reverse current to the inverter unit (10);
    Smoothing unit 220 for removing the AC component of the regenerative power of the direct current passed through the first reverse bias prevention unit 210;
    A second reverse bias prevention unit 230 which prevents generation of reverse current to the smoothing unit 220; And
    It includes a power supply unit 12 for receiving the regenerative power of the direct current passed through the second reverse bias prevention unit 230,
    The first reverse bias prevention unit 210 includes silicon bridge rectifiers 211, 212, and 213 connected to output terminals of at least one inverter 10a, 10b, 10c, respectively.
    The second reverse bias prevention unit 220 is a power supply regenerative converter device, characterized in that the silicon bridge rectifier 231 is connected in parallel to the output terminal of the smoothing unit (220).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 역바이어스 방지부(230)와 상기 전원공급부(12) 사이에는 상기 제2 역바이어스 방지부(230)를 통과한 직류의 리플성분을 흡수하고 일정전압을 유지할 수 있도록 하는 커패시터부(240)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전원 회생형 컨버터 장치.
    The method of claim 1,
    The capacitor unit 240 between the second reverse bias prevention unit 230 and the power supply unit 12 to absorb the ripple component of the direct current passing through the second reverse bias prevention unit 230 and maintain a constant voltage Power supply regenerative converter device characterized in that is formed.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인버터(10a, 10b, 10c)는 전력반도체 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 전력반도체 스위칭 소자는 턴온 및 턴오프가 가능한 자기소호형 전력반도체 스위칭 소자인 것을 특징으로 하는 전원 회생형 컨버터 장치.
    The method of claim 1,
    The inverter (10a, 10b, 10c) includes a power semiconductor switching element,
    The power semiconductor switching device is a power regenerative converter device, characterized in that the self-power-type power semiconductor switching device capable of turning on and off.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전원공급부(12)에 연결되어 상기 전원공급부(12)에 공급되는 회생전력을 이용하여 상기 모터(30)의 구동을 제어하는 제어회로부(1)를 더 포함하고,
    상기 제어회로부(1)는 전원접지(103) 및 기기접지(104)가 절연상태를 유지할 수 있도록 하는 전원 어댑터부(11)를 더 포함하되,
    상기 전원 어댑터부(11)는,
    정류된 직류전압을 상대적으로 낮은 직류전압으로 변환하는 스위칭 전원회로(120);
    상기 스위칭 전원회로(120)로부터 전류를 공급받아 전기 에너지를 충전하는 제1 전기이중층 커패시터(130);
    상기 제1 전기이중층 커패시터(130)의 충전전압으로 작동하여 제1 제어신호를 발생하는 제1 제어신호 발생회로(140);
    상기 스위칭 전원회로(120)로부터 전류를 공급받아 전기 에너지를 충전하는 제2 전기이중층 커패시터(150);
    상기 제2 전기이중층 커패시터(150)의 충전전압으로 작동하여 제 2 제어신호를 발생하는 제2 제어신호 발생회로(160);
    상기 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 공급하는 논리회로(180); 및
    상기 제어회로부(1)가 최초로 교류전원에 연결될 때 상기 논리회로(180)에 스타트 전류를 공급하는 스타트 회로(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 회생형 컨버터 장치.
    The method of claim 1,
    And a control circuit unit 1 connected to the power supply unit 12 to control driving of the motor 30 by using regenerative power supplied to the power supply unit 12,
    The control circuit unit 1 further includes a power adapter unit 11 to maintain the power ground 103 and the device ground 104 in an insulated state,
    The power adapter unit 11,
    A switching power supply circuit 120 for converting the rectified DC voltage into a relatively low DC voltage;
    A first electric double layer capacitor 130 receiving electric current from the switching power supply circuit 120 to charge electric energy;
    A first control signal generation circuit 140 operating at a charging voltage of the first electric double layer capacitor 130 to generate a first control signal;
    A second electric double layer capacitor 150 receiving electric current from the switching power supply circuit 120 to charge electric energy;
    A second control signal generation circuit 160 operating with a charging voltage of the second electric double layer capacitor 150 to generate a second control signal;
    A logic circuit 180 for supplying a bias current to the switching power supply circuit 120; And
    And a start circuit (110) for supplying a start current to the logic circuit (180) when the control circuit unit (1) is first connected to an AC power source.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 제어신호 발생회로(140)는
    상기 제1 전기이중층 커패시터(130)의 충전전류를 검출하는 제1 전류검출회로(141);
    상기 제1 전류검출회로(141)의 출력을 미분하는 제1 미분회로(142);
    상기 제1 전기이중층 커패시터(130)의 충전전압을 검출하는 제1 전압검출회로(143); 및
    상기 제1 미분회로(142)와 상기 제1 전압검출회로(143)의 출력에 의해 제1 제어신호를 발생하는 제1 플립플롭회로(144)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 회생형 컨버터 장치.
    The method of claim 4, wherein
    The first control signal generation circuit 140 is
    A first current detection circuit (141) for detecting a charging current of the first electric double layer capacitor (130);
    A first differential circuit 142 for differentiating the output of the first current detection circuit 141;
    A first voltage detection circuit (143) for detecting a charging voltage of the first electric double layer capacitor (130); And
    And a first flip-flop circuit (144) for generating a first control signal by the outputs of the first differential circuit (142) and the first voltage detection circuit (143).
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 제어신호 발생회로(160)는
    상기 제2 전기이중층 커패시터(150)의 충전전류를 검출하는 제2 전류검출회로(161);
    상기 제2 전류검출회로(161)의 출력을 미분하는 제2 미분회로(162);
    상기 제2 전기이중층 커패시터(150)의 충전전압을 검출하는 제2 전압검출회로(163); 및
    상기 제2 미분회로(162)와 상기 제2 전압검출회로(163)의 출력에 의해 제2 제어신호를 발생하는 제2 플립플롭회로(164)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 회생형 컨버터 장치.
    The method of claim 4, wherein
    The second control signal generation circuit 160 is
    A second current detection circuit 161 for detecting a charging current of the second electric double layer capacitor 150;
    A second differential circuit 162 for differentiating the output of the second current detection circuit 161;
    A second voltage detection circuit 163 for detecting a charging voltage of the second electric double layer capacitor 150; And
    And a second flip-flop circuit (164) for generating a second control signal by the outputs of the second differential circuit (162) and the second voltage detection circuit (163).
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