KR101280900B1 - 다상 ａｃ 전력원 내에서 에너지 사용량을 최적화하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

3 상 AC 전력원을 위한 에너지 최적화 AC 파워 밸런싱 장치 또는 시스템으로서, 와이어 인덕터들 및 AC 초크들을 통하여 연결된 3 상 파워 라인들을 교차하기 위하여, AC 초크들, 와이어 인덕터들 및 캐패시터들의 다양한 형태를 사용하여, 다상 AC 전력원 내에서 에너지 소비의 효율성을 증진 시키기 위하여 보다 균형잡힌 전력 분배 시스템을 생산하도록 한다.

Description

다상 ＡＣ 전력원 내에서 에너지 사용량을 최적화하기 위한 장치{DEVICE FOR OPTIMIZING ENERGY USAGE IN MULTIPHASE AC POWER SOURCE}

본 발명은 AC 전력 분배의 기술 분야에 속한다. 더욱 자세하게는, 본 발명은 다상(多相) 전력원으로부터의 에너지 소비를 최적화하는 기술분야에 속한다.

선행 기술의 상세한 설명: AC 전력 조절 회로(AC Power Conditioning Circuit). 특허 번호: 5,105,327. 발행일: 1992년 4월 14일. 발명자: Wohlforth.

이 특허는 전력원의 파워 라인들 또는 하나의 파워 라인과 중선선(neutral line)을 가로지르는 캐패시터들, 과도 억제기들 및 초크(choke)들의 사용을 개시한다. 제 1 경로의 초크의 출력으로부터의 와이어는 제 2 경로 주위에 감겨있고, 캐패시터에 연결되기 전에 제 2 초크를 통하여 루프를 형성하고, 뉴트럴(neutral)에서 종결된다는 점에서, 단상 또는 3상 시스템 내에서 2 파워 라인들을 가로지르는 이들 연결 경로들은 매우 명확하다. 유사하게, 제 2 경로의 초크의 출력(output)은 제 1 경로 주위에 감겨있고, 캐패시터에 연결되기 전 제 1 초크를 통하여 루프를 형성하고, 뉴트럴에서 종결된다. 두 개의 초크들과 두 개의 캐패시터들은 파워 라인들의 각 쌍에서 사용된다. 따라서, 중성선(neutral line)을 구비하고 3개 파워 라인들을 가지는 3 상 시스템인 상기 특허의 발명에 따르면, 라인 1에서 라인 2 사이에서 2개의 초크들 및 2개의 캐패시터들, 라인 1에서 라인 3사이에서 2개의 초크 들과 2개의 캐패시터들 및 최종적으로 라인 2에서 라인 3사이에서 2개의 초크와 2개의 캐패시터들이 필요할 것이다. 즉, 총 6개의 초크들과 6개의 캐패시터들이 필요할 것이다.

본 발명은 AC 파워-밸런싱(power-balancing) 장치 또는 시스템이다. 유틸리티 그리드(utility grid)와 같은 3상 전력원에 연결되는 경우, 역률(power factor)을 개선하고, 각 파워 라인들 내에서의 전류 흐름을 균형잡히게 함(다시 말해 대략적으로 균등한 전류량이 각 파워 라인들 내에서 흐를 것이다)으로써 이 AC 파워-밸런싱 장치 또는 시스템은 에너지를 절약할 것이다. 이 장치의 사용이 없이는, 파워 라인들 각각 내에서의 전류 흐름들은 균형잡히지 못한다. 다시 말해서, 각 파워 라인들 속으로 균등하지 못한 전류가 흐른다. 이러한 균등하지 못한 전류 흐름은 최적적이지 않으며 에너지를 소비한다.

본 발명은 3와이어 3상 델타(delta) 연결 또는 중성선(neutal line)을 구비하는 4와이어 3상 연결 시스템을 가지는 AC 전력원으로부터, 파워 라인들 사이에서 에너지 저장을 향상시키고, 역률(power factor)를 개선함으로써 에너지 소비를 절약하는 기술분야에 속하며, 이러한 방법으로써 보다 균형잡힌 전류의 양이, AC 전력원으로부터 각 3상 라인속으로 흐르도록 생성되며, 부하들에 의해 소비되는 3상 전류들의 총 양을 감소시키며, 이에 따라 에너지를 절약한다. 더욱이, 각 3상 파워 라인들 내에서의 보다 균형잡힌 전류들은, AC 전력원으로 되돌아가는 중성선 상에서 흐르는 전류의 양을 감소시킬 것이다. 중성선 상에서 흐르는 전류는 각 3개의 파워 라인들 상의 전류 부하의 불균형에서 기인한다. AC 전력원으로 되돌아 흐르는 중성선 상의 전류는 사용자에게 전력 손실과 에너지 소비를 나타낸다. 각 파워 라인들을 가로지르는 캐패시터의 사용과 함께, 각 시스템의 역률은 개선될 것이며, 낭비되는 에너지는 절약될 것이다. AC 전력원은 유틸리티 그리드(utility grid)일 수 있다.

본 발명은 캐패시터(capacitor)들, 인덕터(inductor)들, 코일(coil)들, 스위치(switch)들, 콘택터(contactor)들 및 다른 전자기기들로 이루어진 AC 전력 밸런싱 장치 또는 시스템이며, 부하들이 완전히 유도성(inductive)일 때, 각 AC 파워 전력원의 3개의 파워 라인들 상의 보다 균형잡힌 전류 흐름을 유발한다. AC 파워 밸런싱 장치 또는 시스템 내의 회로는 가로지르면서 연결되며, AC 전력원으로부터의 각 파워 라인들에 병렬적으로 연결되며, AC 파워 밸런싱 장치 또는 시스템 내의 인덕터는 AC 전력원의 중성선에 직렬 연결된다. 이 방법에서, 각 3상 라인들 내에서 감소되고 보다 균형잡힌 전류 흐름의 양을 가질 것이며, 감소된 전류의 양이 중성선 상에서 흐를 것이다. 이 방법은 허비되는 에너지를 절약하고, 역률을 개선하며, 3상 델타 또는 중선선을 구비한 4와이어 연결 3상을 가지는 AC 전력원으로부터의 전력 분배의 보다 효율적인 방법을 만들어낸다.

공지 기술 및 그의 단점들은 상술되었다. 중성선을 구비한 3상 시스템을 위한 전류 밸런싱을 획득하기 위한, 보다 간단한 해결책은 단지 3 또는 4개의 초크들, 3개의 캐패시터들 및 초크들을 통해 되돌아가는 비 루프 사용함으로써 획득될 수 있으며, 설계의 복잡성 및 비용을 감소시킨다.

또한 공지 기술은 중성선 내에 초크를 직렬로 삽입하는 것을 알려 주지 않는다. 또한, 공지 기술은 제 1 페이즈 파워 라인으로부터의 제 1 초크 전후, 제 2 페이즈 파워 라인으로부터의 제 2 경로 주위, 파워 라인의 제 3 페이즈로부터의 제 3 경로 주위, 제 1 경로의 코일에 대해서 알려 주지 않는다. 또한 공지 기술은 제 1 경로, 제 1 초크 전후 및 제 2, 제 3의 합친 경로 상의 코일에 대해 알려 주지 않는다. 비슷한 방법으로, 제 1 초크 및 제 1 경로는, 제 2 경로 및 제 2 초크 또는 제 3 초크 및 제 3 경로를 대신한다. 이들 신규한 발명들은, 3개의 파워 라인들 사이에서 전류의 보다 효과적인 밸런싱을 획득할 것이며, 유틸리티 피드(utility feed)로 되돌아오는 중성선 상에서의 전류 흐름의 감소된 양을 보증하고, 낭비된 에너지를 절약한다.

도 1은 본 발명에 따른 AC 파워 밸런싱 장치 또는 시스템이, 중성선에 직렬 연결되는 초크 및 각 페이즈(phase)내에서 싱글 와이어를 구비하여, 4와이어 3상 AC 전력원에 연결될 수 있는 방법을 도시하는 AC 파워 밸런싱 장치 또는 시스템의 개괄적인 다이어그램이다.
도 2는 본 발명에 따른, 이 AC 파워 밸런싱 장치 또는 시스템이 각 페이즈 내에서 싱글 와이어 인덕터를 구비하여, 3상 델타 AC 전력원에 연결될 수 있는 방법을 도시하는 AC 파워 밸런싱 장치 또는 시스템의 개괄적인 다이어그램이다.
도 3은 본 발명에 따른, 이 AC 파워 밸런싱 장치 또는 시스템이 중성선에 직렬 연결된 초크 및 각 페이즈 내에서 2개의 와이어 인덕터들을 구비하여, 4와이어 3상 AC 전력원에 연결될 수 있는 방법을 도시하는 AC 파워 밸런싱 장치 또는 시스템의 개괄적인 다이어그램이다.
도 4는 본 발명에 따른, 이 AC 파워 밸런싱 장치 또는 시스템이 중성선에 직렬 연결된 초크, 초크 전의 와이어 인덕터 및 초크 후의 와이어 인덕터를 각 페이즈 내에 구비하여, 4 와이어 3 상 AC 전력원에 연결될 수 있는 방법을 개시하는 AC 파워 밸런싱 장치 또는 시스템의 개괄적인 다이어그램이다.
도 5는 이 AC 파워 밸런싱 장치 또는 시스템이 중성선에 직렬 연결되는 초크 및 2 페이즈들로부터 제 3 와이어의 인덕터 코일 속으로 연결되는 와이어들을 구비하는, 4 와이어 3 상 AC 전력원에 연결되는 방법을 개괄적으로 도시하고, 3 페이즈사이를 대체하는 것을 도시하는 다이어그램이다.
도 6은 본 발명에 따른, 이 AC 파워 밸런싱 장치 또는 시스템이 중성선에 직렬로된 초크 및 각 페이즈들 내의 와이어 인덕터를 통하는 중성선을 구비하여, 4와이어 3상 AC 전력원에 연결되는 방법을 개괄적으로 도시하는 다이어그램이다.

도 1은 4 와이어 3 상 AC 전력원의 파워 라인들에 연결될 수 있는 AC 파워 밸런싱 장치 또는 시스템을 도시하며, 4 와이어 3 상 AC 전력원은 일반적으로 유틸리티 그리드(utility grid)이다. 제 1 파워 라인 T1, 제 2 파워 라인 T2, 제 3 파워 라인 T3 및 중성선 N이 상기 AC 전력원으로부터 도시된다. 소정의 역률 캐패시터 10은 제 1 파워 라인 T1 및 제 2 파워 라인 T2에 걸쳐서 연결되며, 캐패시터 11은 제 1 파워 라인 T1 및 제 3 파워 라인 T3에 걸쳐서, 및 캐패시터 12는 제 2 파워 라인 T2 및 제 3 파워 라인 T3에 걸쳐서 연결된다.

제 1 파워 라인 T1, 제 2 파워 라인 T2 및 제 3 파워 라인 T3는 유틸리티 그리드 피드(utility grid feeds)가 될 수 있는 AC 전력원의 페이즈 1, 페이즈 2 및 페이즈 3에 병렬 연결된다. 중성선 N은 AC 전력원의 중성선에 직렬 연결된다. AC 초크 13은 2 단자 장치이다. 제 1 단자는 100 및 제 2 단자는 101이다. 전류는 각 방향으로 흐를 수 있다. 초크 16은 유틸리티 피드(utility feed)의 중성선과 N 사이에 직렬로 연결된다.

와이어 인덕터 17은 4 단자 장치이다. 그것은 전기적으로 절연된 독립형의 곧은 와이어 주위를 타이트하게 감싸는 코일선을 가진다. 코일의 제 1 단자 108은 입력이며, 코일의 제 2 단자 109는 출력이다. 적절한 코일 양극성을 구비하여, 곧은 와이어의 제 1 단자 110은 입력이며 곧은 와이어의 제 2 단자 111은 출력이다. 17은 제 1 파워 라인 T1과 연결된 와이어 인덕터, 18은 제 2 파워 라인 T2 및 19는 제 3 파워 라인 T3와 연관된다. 전류는 와이어 인덕터 17, 18 및 19의 2 와이어들 상의 입력 및 출력 어떠한 방향으로든 흐를 수 있다.

제 1 경로는 유틸리티 그리드의 페이즈 1에 병렬 연결되는 제 1 파워 라인 T1으로부터이며, AC 초크 13의 제 1 단자 100에 연결된다. 그리고, AC 초크 13의 제 2 단자 101은 와이어 인덕터 17의 코일의 제 1 단자 108에 연결되며, 와이어 인덕터 17의 제 2 단자 109는 와이어 인덕터 18의 단자 112에 연결된다. 와이어 인덕터 18의 단자 115는 캐패시터 21의 제 1 단자에 연결되며 21의 제 2 단자는 AC 초크 16의 107에 연결되며, AC 초크 16의 단자 106은 유틸리티 그리드의 중성선에 연결된다.

제 2 경로는 유틸리티 그리드의 페이즈 2에 병렬 연결되는 제 2 파워 라인 T2으로부터이며, AC 초크 14의 제 1 단자 102에 연결된다. 그리고, 제 2 단자 103은 와이어 인덕터 18의 코일의 단자 113에 연결되며, 제 2 단자 114는 와이어 인덕터 19의 단자 116에 연결된다. 제 2 단자 119는 캐패시터 20의 제 1 단자에 연결되며, 20의 제 2 단자는 AC 초크 16의 107에 연결되며, AC 초크 16의 단자 106은 유틸리티 그리드의 중성선에 연결된다.

제 3 경로는 유틸리티 그리드의 페이즈 3에 병렬 연결되는 제 3 파워 라인 T3으로부터이며, AC 초크 15의 104에 연결된다. 그리고, 제 2 단자 105는 와이어 인덕터 19의 단자 117에 연결된다. 단자 118은 와이어 인덕터 17의 단자 110에 연결되며, 17의 단자 111은 캐패시터 22의 제 1 단자에 연결되며, 22의 제 2 단자는 AC 초크 16의 107에 연결되며, 16의 단자 106는 유틸리티 그리드의 중성선에 연결된다.

제 4 경로는 유틸리티 그리드의 중성선 N으로부터 AC 초크 16의 단자 106까지 직렬 연결이다. 그리고 AC 초크 16의 단자 107은 부하들의 잔여의 중성선에 연결된다.

또 다른 실시예에서, 중성선 N 상의 AC 초크 16은 제거될 수 있으며, 단자 106는 단자 107에 연결된다.

도 2는 3 상 델타 연결을 개시한다. 3 개의 파워 라인들과 소정의 역률 캐패시터 30은 제 1 파워 라인 T1 및 제 2 파워 라인 T2, 캐패시터 31은 제 1 파워 라인 T1 및 제 3 파워 라인 T3, 그리고 캐패시터 32는 제 2 파워 라인 T2 및 제 3 파워 라인 T3에 걸쳐서 연결된다.

제 1 경로는 파워 라인 T1이며, AC 초크 33의 단자 200에 연결된다. 그리고 제 2 단자 201은 와이어 인덕터 36의 단자 207에 연결된다. 그 후 36의 단자 209는 와이어 인덕터 37의 단자 211에 연결된다. 그후 와이어 인덕터 37의 단자 214는 캐패시터 41의 제 1 단자에 연결되며, 제 2 단자 41은 와이어 인덕터 38의 단자 217에 연결된다.

제 2 경로는 파워 라인 T2이며, AC 초크 34의 단자 203에 연결된다. 그리고 제 2 단자 204는 와이어 인덕터 37의 단자 212에 연결된다. 그 후 단자 213은 와이어 인덕터 38의 단자 215에 연결된다. 그 후 와이어 인덕터 38의 단자 218은 캐패시터 40의 제 1 단자에 연결되며, 40의 제 2 단자는 와이어 인덕터 36의 단자 209에 연결된다.

제 3 경로는 파워 라인 T3이며, AC 초크 35의 단자 205에 연결된다. 그리고 제 2 단자 206은 와이어 인덕터 38의 단자 216에 연결된다. 그 후 와이어 인덕터 38의 단자 217은 와이어 인덕터 36의 단자 208에 연결된다. 그리고 36의 단자 210는 캐패시터 39의 제 1 단자에 연결되며, 39의 제 2 단자는 와이어 인덕터 37의 단자 213에 연결된다.

도 3은 보다 나은 회로이며, 각 파워 라인들 내 전류 흐름의 보다 균등한 분배를 획득할 수 있다. 이 회로는 각 파워 라인마다 2개의 와이어 인덕터, 하나의 AC 초크 및 하나의 캐패시터를 사용하고, 파워 라인들 각각을 각각 가로지르는 하나의 역률 캐패시터를 사용한다.

캐패시터 50은 제 1 파워 라인 T1과 제 2 파워 라인 T2를 가로 질러서 연결한다. 캐패시터 52는 제 2 파워 라인 T2와 제 3 파워 라인 T3를 가로 질러서 연결하며, 캐패시터 51은 제 3 파워 라인 T3와 제 1 파워 라인 T1을 가로 질러서 연결한다.

제 1 경로는 파워 라인 T1이며, AC 초크 43의 단자 300에 연결되며, 43의 단자 301은 와이어 인덕터 47의 단자 306에 연결된다. 그 후, 47의 단자 308은 와이어 인덕터 50의 단자 310에 연결되며, 312 단자는 와이어 인덕터 48의 단자 314에 연결되며, 48의 단자 317은 와이어 인덕터 52의 단자 326에 연결되며, 329 단자는 캐패시터 53의 제 1 단자에 연결되며, 53의 제 2 단자는 AC 초크 46의 단자 330 및 46의 331 단자에 연결된다.

제 2 경로는 파워 라인 T2이며, AC 초크 44의 단자 302에 연결된다. 그리고 44의 단자 303은 와이어 48의 단자 315에 연결된다. 그 후 48의 단자 316은 와이어 인덕터 51의 단자 319에 연결되며, 단자 320은 와이어 인덕터 49의 단자 322에 연결되며, 49의 단자 325는 와이어 인덕터 50의 단자 311에 연결되며, 단자 313은 캐패시터 55의 제 1 단자에 연결되며, 55의 제 2 단자는 AC 초크 46의 단자 330에 연결된다.

제 3 경로는 파워 라인 T3이며, AC 초크 45의 단자 304에 연결된다. 그리고 45의 단자 305는 와이어 인덕터 49의 단자 323에 연결된다. 그 후, 49의 단자 324는 와이어 인덕터 52의 단자 327에 연결되며, 단자 328은 와이어 인덕터 47의 단자 307에 연결되며, 47의 단자 309는 와이어 인덕터 51의 단자 318에 연결되며, 단자 321은 캐패시터 54의 제 1 단자에 연결되며, 54의 제 2 단자는 AC 초크 46의 단자 330에 연결된다.

제 4 경로는 유틸리티 그리드의 중성선 N으로부터 AC 초크 46의 단자 331까지의 직렬 연결이다.

본 실시예는 2개의 이웃한 파워 라인들 사이에서 3개의 파워 라인들 각각의 크로스 레귤레이션(cross regulations)들을 가능하게 하여, 유틸리티 그리드로 되돌아 흐르는 중성선 상의 작은 전류와 함께 3개의 파워 라인들 사이에서 전류가 밸런스(balance)를 맞추도록 유발한다.

도 4는 도 3에 대한 대체 형태를 개시하는 배선도이다. 연결들의 첫번째 크로스 레귤레이션 세트들이 AC 초크들 연결에 앞서 이루어진다.

캐패시터 60은 제 1 파워 라인 T1 및 제 2 파워 라인 T2를 가로 질러서 연결한다. 캐패시터 62는 제 2 파워 라인 T2 및 제 3 파워 라인 T3를 가로 질러서 연결하며, 캐패시터 61은 제 3 파워 라인 T3 및 제 1 파워 라인 T1을 가로 질러서 연결한다.

제 1 경로는 파워 라인 T1이며, 와이어 인덕터 63의 단자 408에 연결된다. 그리고 63의 단자 409는 와이어 인덕터 64의 단자 400에 연결되며, 64의 단자 401은 414에 연결된다. 그 후 단자 414에는 도 1의 단자 100 오른쪽에 도시된 것과 같은 배선도가 따르게 된다.

제 2 경로는 파워 라인 T2이며, 와이어 인덕터 64의 단자 402에 연결된다. 그리고 64의 단자 403은 와이어 인덕터 65의 단자 404에 연결되며, 와이어 인덕터 65의 단자 405는 단자 415에 연결된다. 그 후 단자 415에는 도 1의 단자 102 오른쪽에 도시된 것과 같은 배선도가 따르게 된다.

제 3 경로는 파워 라인 T3이며, 와이어 인덕터 63의 단자 410에 연결된다. 그리고 63의 단자 411은 와이어 인덕터 65의 단자 407에 연결되며, 65의 단자 406은 단자 416에 연결된다. 그 후 단자 416에는 도 1의 단자 104 오른쪽에 도시된 것과 같은 배선도가 따르게 된다.

제 4 경로는 유틸리티 그리드의 중성선 N으로부터 AC 초크 66의 단자 412까지의 직렬 연결이며, AC 초크 66의 단자 413은 단자 417로 연결된다. 그 후 단자 417에는 도 1의 단자 107 오른쪽에 도시된 것과 같은 배선도가 따르게 된다.

도 3 및 도 4 내의 실시예들은, 도 2에서 도시된 것과 같이 캐패시터들의 제 2 단자들이 연결된 3상 델타 시스템에도 역시 적용될 수 있다.

도 5는 6개의 단자들을 구비하고, 2개의 파워 라인들을 감는 와이어 인덕터를 구비한 형태를 도시하는 배선도이다. 캐패시터 90은 파워 라인 T1 및 파워 라인 T2를 가로질러서 연결된다. 캐패시터 91은 파워 라인 T1 및 제 3 파워 라인 T3를 가로 질러서 연결되며, 캐패시터 92는 제 2 파워 라인 T2 및 제 3 파워 라인 T3를 가로 질러서 연결된다.

제 1 경로는 유틸리티 그리드로부터의 제 1 페이즈 파워 라인의 병렬 연결되는 파워 라인 T1이며, AC 초크 93의 단자 500에 연결된다. 그리고 단자 501은 와이어 인덕터 97의 단자 518에 연결된다. 97의 단자 522는 와이어 인덕터 98의 단자 524에 연결된다. 그 후, 단자 529는 와이어 인덕터 99의 단자 530에 연결되며, 단자 534는 캐패시터 537의 제 1 단자에 연결되며, 537의 제 2 단자는 AC 초크 96의 단자 517에 연결된다.

제 2 경로는 유틸리티 그리드로부터의 제 2 페이즈 파워 라인의 병렬 연결되는 파워 라인 T2이며, AC 초크 94의 단자 512에 연결된다. 그리고 단자 513은 와이어 인덕터 98의 단자 525에 연결된다. 98의 단자 528은 와이어 인덕터 99의 단자 531에 연결된다. 그 후, 단자 538은 와이어 인덕터 97의 단자 520에 연결되며, 단자 523은 캐패시터 536의 제 1 단자에 연결되며, 536의 제 2 단자는 AC 초크 96의 단자 517에 연결된다.

제 3 경로는 유틸리티 그리드로부터의 제 3 페이즈 파워 라인의 병렬 연결되는 파워 라인 T3이며, AC 초크 95의 단자 514에 연결된다. 그리고 단자 515는 인덕터 와이어 99의 단자 532에 연결된다. 99의 단자 533은 와이어 인덕터 97의 단자 519에 연결된다. 그 후, 단자 521은 와이어 인덕터 98의 단자 526에 연결되며, 단자 527은 캐패시터 535의 제 1 단자에 연결되며, 535의 제 2 단자는 AC 초크 96의 단자 517에 연결된다.

제 4 경로는 유틸리티 그리드로부터 AC 초크 96의 단자 512까지의 직렬 연결이며, AC 초크 96의 단자 517은 시스템 내 부하들의 중성선의 잔여 부분에 연결된다.

도 5의 배선도는, 도 2의 실시예에서 도시된 것과 같이 535, 536 및 537의 캐패시터들의 제 2 단자들이 연결된, 3상 델타 시스템에도 적용될 수 있다.

본 실시예는 각 파워 라인의 코일들에 의해 만들어지는 자기장이 양 이웃한 파워 라인들 상의 전류 흐름을 규제할 수 있도록 사용될 수 있다는 점을 개시한다.

도 6은 각 파워 라인 페이즈들로부터의 코일들이 중성선을 감싸는 형태를 도시하는 배선도이다. 캐패시터 80은 제 1 파워 라인 T1 및 파워 라인 T2를 가로질러서 연결된다. 캐패시터 81은 제 1 파워 라인 T1 및 제 3 파워 라인 T3를 가로질러서 연결되며, 캐패시터 82는 제 2 파워 라인 T2 및 제 3 파워 라인 T3를 가로질러서 연결된다.

제 1 경로는 유틸리티 그리드로부터의 제 1 페이즈 파워 라인의 병렬 연결되는 파워 라인 T1이며, 와이어 인덕터 83의 단자 600에 연결된다. 그리고 단자 602는 단자 612에 연결된다. 그 후 단자 612는 도 1 내의 단자 100의 오른쪽 부분으로부터의 도 1의 배선도에 따르는 회로에 연결된다.

제 2 경로는 유틸리티 그리드로부터의 제 2 페이즈 파워 라인의 병렬 연결되는 파워 라인 T2이며, 와이어 인덕터 84의 단자 604에 연결된다. 그리고 단자 606은 단자 613에 연결된다. 그 후 단자 613은 도 1 내의 단자 102의 오른쪽 부분으로부터의 도 1의 배선도에 따르는 회로에 연결된다.

제 3 경로는 유틸리티 그리드로부터의 제 3 페이즈 파워 라인의 병렬 연결되는 파워 라인 T3이며, 와이어 인덕터 85의 단자 609에 연결된다. 그리고 단자 610은 단자 614에 연결된다. 그 후 단자 614는 도 1 내의 단자 104의 오른쪽 부분으로부터의 도 1의 배선도에 따르는 회로에 연결된다.

제 4 경로는 유틸리티 그리드의 중성선 N으로부터 AC 초크 86의 단자 616까지의 직렬 연결이다. 그리고 AC 초크 86의 단자 617은 와이어 인덕터 85의 단자 611에 연결되며, 85의 단자 608은 와이어 인덕터 84의 단자 607에 연결된다. 그 후 84의 단자 605는 와이어 인덕터 83의 단자 603에 연결되며, 83의 단자 601은 단자 615에 연결된다. 단자 615는 시스템 내 부하들의 잔여 부분에 연결된다.

본 발명의 이점은 3 상 파워 라인들 사이에서 전류의 개선된 밸런싱을 제한 없이 포함하며, 개선된 역률 및 3 상 시스템 내 전력의 보다 효율적인 분배를 제공하며, 에너지를 절약한다.

광범위한 실시예에서, 본 발명은 전력 분배의 효율성을 강제하기 위하여, 특별한 장치내에서의 와이어 인덕터들 및 초크들의 사용이다.

본 발명의 앞서 기재된 설명이 당업자로 하여금 그것의 최적의 방식이 될 것으로 고려되는 것을 생산 및 사용하도록 하는 동안, 당업자는 여기서의 특정한 실시예, 방법 및 예시들의 변형물들, 결합물들 및 균등물들의 존재를 이해하고 인식할 것이다. 따라서 본 발명은 상기 기술된 실시예, 방법 및 예시들에 의해서 제한된 것이 아니라, 발명의 사상과 범위 내의 모든 실시예 및 방법들에 의해서 제한되어야 한다.

Claims (7)

1. AC 전력원의 페이즈 1, 페이즈 2 및 페이즈 3에 제 1 파워 라인, 제 2 파워라인 및 제 3 파워 라인이 각각 병렬 연결되어, 다상 AC 전력원 내에서 에너지 사용량을 조절하기 위한 장치에 있어서,
   상기 제 1 파워 라인에 직렬 연결되며, 초크(13), 와이어 인덕터(17) 및 캐패시터(21)를 차례로 직렬 연결하는 제 1 경로;
   상기 제 2 파워 라인에 직렬 연결되며, 초크(14), 와이어 인덕터(18) 및 캐패시터(20)를 차례로 직렬 연결하는 제 2 경로;
   상기 제 3 파워 라인에 직렬 연결되며, 초크(15), 와이어 인덕터(19) 및 캐패시터(22)를 차례로 직렬 연결하는 제 3 경로;
   상기 AC 전력원의 중성선에 직렬 연결되며, 상기 캐패시터(20), 캐패시터(21) 및 캐패시터(22)를 각각 연결하는 제 4 경로; 및
   상기 제 1 파워 라인과 상기 제 2 파워 라인, 상기 제 2 파워 라인과 상기 제 3 파워 라인 및 상기 제 3 파워 라인과 상기 제 1 파워 라인을 각각 연결하는 각각의 캐패시터(10, 12 및 11)를 포함하되,
   상기 제 1 경로의 상기 와이어 인덕터(17) 및 상기 캐패시터(21)을 직렬 연결하는 경로는 상기 제 2 경로의 와이어 인덕터(18)의 내부를 관통하고,
   상기 제 2 경로의 상기 와이어 인덕터(18) 및 상기 캐패시터(20)을 직렬 연결하는 경로는 상기 제 3 경로의 와이어 인덕터(19)의 내부를 관통하고,
   상기 제 3 경로의 상기 와이어 인덕터(19) 및 상기 캐패시터(22)을 직렬 연결하는 경로는 상기 제 1 경로의 와이어 인덕터(17)의 내부를 관통하는 것을 특징으로 하는 다상 AC 전력원 내에서 에너지 사용량을 조절하기 위한 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제 4 경로는,
   상기 제 4 경로에 직렬 연결되는 초크(16)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다상 AC 전력원 내에서 에너지 사용량을 조절하기 위한 장치.
   
3. AC 전력원의 페이즈 1, 페이즈 2 및 페이즈 3에 제 1 파워 라인, 제 2 파워라인 및 제 3 파워 라인이 각각 병렬 연결되어, 다상 AC 전력원 내에서 에너지 사용량을 조절하기 위한 장치에 있어서,
   상기 제 1 파워 라인에 직렬 연결되며, 초크(33), 와이어 인덕터(36) 및 캐패시터(40)를 차례로 직렬 연결하는 제 1 경로;
   상기 제 2 파워 라인에 직렬 연결되며, 초크(34), 와이어 인덕터(37) 및 캐패시터(39)를 차례로 직렬 연결하는 제 2 경로;
   상기 제 3 파워 라인에 직렬 연결되며, 초크(35), 와이어 인덕터(38) 및 캐패시터(41)를 차례로 직렬 연결하는 제 3 경로; 및
   상기 제 1 파워 라인과 상기 제 2 파워 라인, 상기 제 2 파워 라인과 상기 제 3 파워 라인 및 상기 제 3 파워 라인과 상기 제 1 파워 라인을 연결하는 각각의 캐패시터(30, 32 및 31)를 포함하되,
   상기 제 1 경로의 상기 캐패시터(40)를 잇는 잔여 경로는 상기 제 3 경로의 와이어 인덕터(38)의 내부를 관통하고, 상기 제 2 경로의 와이어 인덕터(37)와 캐패시터(39)를 잇는 부분에 연결되며,
   상기 제 2 경로의 상기 캐패시터(39)를 잇는 잔여 경로는 상기 제 1 경로의 와이어 인덕터(36)의 내부를 관통하고, 상기 제 3 경로의 와이어 인덕터(38)와 캐패시터(41)를 잇는 부분에 연결되며,
   상기 제 3 경로의 상기 캐패시터(41)를 잇는 잔여 경로는 상기 제 2 경로의 와이어 인덕터(37)의 내부를 관통하고, 상기 제 1 경로의 와이어 인덕터(36)와 캐패시터(40)를 잇는 부분에 연결되는 것을 특징으로 하는 다상 AC 전력원 내에서 에너지 사용량을 조절하기 위한 장치.
   
4. AC 전력원의 페이즈 1, 페이즈 2 및 페이즈 3에 제 1 파워 라인, 제 2 파워라인 및 제 3 파워 라인이 각각 병렬 연결되어, 다상 AC 전력원 내에서 에너지 사용량을 조절하기 위한 장치에 있어서,
   상기 제 1 파워 라인에 직렬 연결되며, 초크(43), 두 개의 와이어 인덕터(47, 50) 및 캐패시터(53)를 차례로 직렬 연결하는 제 1 경로;
   상기 제 2 파워 라인에 직렬 연결되며, 초크(44), 두 개의 와이어 인덕터(48, 51) 및 캐패시터(55)를 차례로 직렬 연결하는 제 2 경로;
   상기 제 3 파워 라인에 직렬 연결되며, 초크(45), 두 개의 와이어 인덕터(49, 52) 및 캐패시터(54)를 차례로 직렬 연결하는 제 3 경로;
   상기 AC 전력원의 중성선에 직렬 연결되고, 초크(46)를 직렬 연결하여, 상기 캐패시터(53), 캐패시터(54) 및 캐패시터(55)를 각각 연결하는 제 4 경로; 및
   상기 제 1 파워 라인과 상기 제 2 파워 라인, 상기 제 2 파워 라인과 상기 제 3 파워 라인 및 상기 제 3 파워 라인과 상기 제 1 파워 라인을 연결하는 각각의 캐패시터(50, 52 및 51)를 포함하되,
   상기 제 1 경로 중에서 상기 와이어 인덕터(50) 및 상기 캐패시터(53)을 직렬 연결하는 경로는 상기 제 2 경로의 와이어 인덕터(48) 및 상기 제 3 경로의 와이어 인덕터(52)의 내부를 관통하고,
   상기 제 2 경로 중에서 상기 와이어 인덕터(51) 및 상기 캐패시터(55)을 직렬 연결하는 경로는 상기 제 3 경로의 와이어 인덕터(49) 및 상기 제 1 경로의 와이어 인덕터(50)의 내부를 관통하고,
   상기 제 3 경로 중에서 상기 와이어 인덕터(52) 및 상기 캐패시터(54)을 직렬 연결하는 경로는 상기 제 1 경로의 와이어 인덕터(47) 및 상기 제 2 경로의 와이어 인덕터(51)의 내부를 관통하는 것을 특징으로 하는 다상 AC 전력원 내에서 에너지 사용량을 조절하기 위한 장치.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 제 1 경로는, 상기 초크(13) 전에 직렬 연결되며, 상기 제 1 파워 라인과 상기 제 2 파워 라인을 연결하는 캐패시터(60)에는 병렬 연결되는 와이어 인덕터(64);
   상기 제 2 경로는, 상기 초크(14) 전에 직렬 연결되며, 상기 제 2 파워 라인과 상기 제 3 파워 라인을 연결하는 캐패시터(62)에는 병렬 연결되는 와이어 인덕터(65); 및
   상기 제 3 경로는, 상기 초크(15) 전에 직렬 연결되며, 상기 제 3 파워 라인과 상기 제 1 파워 라인을 연결하는 캐패시터(61)에는 병렬 연결되는 와이어 인덕터(63)를 더 포함하되,
   상기 제 1 경로는 상기 제 3 경로의 와이어 인덕터(63) 내부를 관통하며,
   상기 제 2 경로는 상기 제 1 경로의 와이어 인덕터(64) 내부를 관통하고,
   상기 제 3 경로는 상기 제 2 경로의 와이어 인덕터(65) 내부를 관통하는 것을 특징으로 하는 다상 AC 전력원 내에서 에너지 사용량을 조절하기 위한 장치.
   
6. AC 전력원의 페이즈 1, 페이즈 2 및 페이즈 3에 제 1 파워 라인, 제 2 파워라인 및 제 3 파워 라인이 각각 병렬 연결되어, 다상 AC 전력원 내에서 에너지 사용량을 조절하기 위한 장치에 있어서,
   상기 제 1 파워 라인에 직렬 연결되며, 초크(93), 와이어 인덕터(97) 및 캐패시터(537)를 차례로 직렬 연결하는 제 1 경로;
   상기 제 2 파워 라인에 직렬 연결되며, 초크(94), 와이어 인덕터(98) 및 캐패시터(536)를 차례로 직렬 연결하는 제 2 경로;
   상기 제 3 파워 라인에 직렬 연결되며, 초크(95), 와이어 인덕터(99) 및 캐패시터(535)를 차례로 직렬 연결하는 제 3 경로;
   상기 AC 전력원의 중성선에 직렬 연결되며, 상기 캐패시터(535), 캐패시터(536) 및 캐패시터(537)를 각각 연결하는 제 4 경로; 및
   상기 제 1 파워 라인과 상기 제 2 파워 라인, 상기 제 2 파워 라인과 상기 제 3 파워 라인 및 상기 제 3 파워 라인과 상기 제 1 파워 라인을 연결하는 각각의 캐패시터를 포함하되,
   상기 제 1 경로의 상기 와이어 인덕터(97) 및 상기 캐패시터(537)을 직렬 연결하는 경로는 상기 제 2 경로의 와이어 인덕터(98), 상기 제 3 경로의 와이어 인덕터(99)의 내부를 관통하고,
   상기 제 2 경로의 상기 와이어 인덕터(98) 및 상기 캐패시터(536)을 직렬 연결하는 경로는 상기 제 3 경로의 와이어 인덕터(99), 상기 제 1 경로의 와이어 인덕터(97)의 내부를 관통하고,
   상기 제 3 경로의 상기 와이어 인덕터(99) 및 상기 캐패시터(535)을 직렬 연결하는 경로는 상기 제 1 경로의 와이어 인덕터(97), 상기 제 2 경로의 와이어 인덕터(98)의 내부를 관통하는 것을 특징으로 하는 다상 AC 전력원 내에서 에너지 사용량을 조절하기 위한 장치.
   
7. AC 전력원의 페이즈 1, 페이즈 2 및 페이즈 3에 제 1 파워 라인, 제 2 파워라인 및 제 3 파워 라인이 각각 병렬 연결되어, 다상 AC 전력원 내에서 에너지 사용량을 조절하기 위한 장치에 있어서,
   상기 제 1 파워 라인에 직렬 연결되며, 와이어 인덕터(83), 초크(13), 와이어 인덕터(17) 및 캐패시터(21)를 차례로 직렬 연결하는 제 1 경로;
   상기 제 2 파워 라인에 직렬 연결되며, 와이어 인덕터(84), 초크(14), 와이어 인덕터(18) 및 캐패시터(20)를 차례로 직렬 연결하는 제 2 경로;
   상기 제 3 파워 라인에 직렬 연결되며, 와이어 인덕터(85), 초크(15), 와이어 인덕터(19) 및 캐패시터(22)를 차례로 직렬 연결하는 제 3 경로;
   상기 AC 전력원의 중성선에 직렬 연결되고, 초크(86)를 직렬 연결하여, 상기 캐패시터(20), 캐패시터(21) 및 캐패시터(22)를 각각 연결하는 제 4 경로; 및
   상기 제 1 파워 라인과 상기 제 2 파워 라인, 상기 제 2 파워 라인과 상기 제 3 파워 라인 및 상기 제 3 파워 라인과 상기 제 1 파워 라인을 연결하는 각각의 캐패시터를 포함하되,
   상기 제 4 경로에서 상기 초크(86)와 상기 캐패시터(20, 21 및 22)를 연결하는 경로는 상기 제 1 경로의 상기 와이어 인덕터(83), 상기 제 2 경로의 와이어 인덕터(84) 및 상기 제 3 경로의 와이어 인덕터(83)의 내부를 관통하는 것을 특징으로 하는 다상 AC 전력원 내에서 에너지 사용량을 조절하기 위한 장치.
   

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