KR101326622B1 - Inverter booster pump system having pfc unit - Google Patents

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도원석
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Abstract

The present invention relates to an inverter booster pump which is connected to a supply pipe for supplying fluid to a utility space; which provides pressure for discharging fluid; which includes a plurality of pumps connected in a row. The present invention includes a pump unit which provides a discharging force to the supply pipe and which is composed of the pumps connected in a row; an inverter module for varying driving frequencies of each pump composing the pump unit; a control unit including a controller for controlling the pump unit; and a power factor correction unit which senses a phase of a first direct voltage flowing to the inverter module and reduces the phase difference of a voltage and a current. A power factor of the first direct current flowing to the inverter booster pump system is improved by the power factor correction unit so that the pumps are stably operated and the stability of the entire system is increased. [Reference numerals] (212) Self-starter

Description

역률보상유닛이 내장된 인버터 부스터 펌프 시스템{Inverter booster pump system having PFC unit}Inverter booster pump system having power factor correction unit

본 발명은 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인버터로 입력되는 전압, 전류의 역률을 보상하기 위한 역률보상유닛이 내장된 인버터 부스터 펌프시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a pump, and more particularly, to an inverter booster pump system having a power factor correction unit for compensating a power factor of voltage and current input to an inverter.

부스터 펌프 시스템이란 2개의 이상의 유도 전동기를 연결하여 만든 펌프시스템을 의미하는 것으로, 이러한 부스터 펌프 시스템은 아파트 단지나 빌딩, 주택건물 등에 광범위하게 사용되고 있다 .The booster pump system refers to a pump system made by connecting two or more induction motors. These booster pump systems are widely used in apartment complexes, buildings, and residential buildings.

상기 부스터 펌프 시스템은 필요한 수압을 계산하여 부스터 펌프 시스템에 연결된 컨트롤러에 입력하면, 상기 컨트롤러는 PID제어 등을 통하여 현재의 압력을 설정압력과 대응될 수 있도록 일정하게 유지시켜 주는 역할을 하게 된다. When the booster pump system calculates the required water pressure and inputs it to the controller connected to the booster pump system, the controller plays a role of keeping the current pressure constant so as to correspond to the set pressure through PID control.

그리고, 상기 전동기를 제어하기 위해서 인버터가 사용되고, 상기 인버터는 전압/주파수(V/F) 제어방식으로, 3상 주파수를 변화시켜 출력을 변화시키게 된다.In addition, an inverter is used to control the electric motor, and the inverter uses a voltage / frequency (V / F) control scheme to change an output by changing a three-phase frequency.

한편, 상기 인버터로 입력되는 교류전원은 브리지 다이오드를 통해 직류전압으로 전파정류되고, 정류된 전압은 쵸크코일 및 평활용 콘덴서를 통해 평활되어 인버터로 공급된다. On the other hand, the AC power input to the inverter is full-wave rectified by a DC voltage through the bridge diode, the rectified voltage is smoothed through the choke coil and the smoothing capacitor is supplied to the inverter.

상용 교류전원의 전류 파형은 쵸크코일과 평활용 콘덴서의 시정수에 의해 결정되는 시간 동안 그 전류 파형이 급격하게 상승한다. 이러한 모습이 도 1에 도시되어 있다. 이에 보듯이, 도 1은 종래기술에 따른 시스템의 각 부의 파형도로서, 첫 번째 파형은 교류전원의 전압파형이고, 두 번째는 교류전원의 전류파형이며, 도시된 시간(t)은 쵸크코일과 평활콘덴서에 의한 시정수에 의해 결정되는 시간인데, 일반적으로 교류전원의 주기의 1/5정도이다. The current waveform of the commercial AC power supply rises rapidly during the time determined by the time constant of the choke coil and the smoothing capacitor. This is illustrated in FIG. 1. As shown in FIG. 1, FIG. 1 is a waveform diagram of each part of the system according to the prior art, in which the first waveform is the voltage waveform of the AC power supply, the second waveform is the current waveform of the AC power, and the time t is shown with the choke coil. The time is determined by the time constant of the smoothing capacitor, which is generally about 1/5 of the cycle of AC power.

한편, 그 시간(t) 동안 전류의 피크값은 급격하게 발생되며, 그 피크값으로 인하여 노이즈가 발생되고 무효 전력에 의한 손실이 발생된다. 즉 이와 같은 문제는 전압과 전류의 위상차에 의한 역률에 의해 발생되는 것이다. On the other hand, during the time t, the peak value of the current is rapidly generated, and the peak value causes noise and loss due to reactive power. That is, such a problem is caused by the power factor due to the phase difference between voltage and current.

역률(力率, power factor)이란, 피상전력에 대한 유효전력의 비율을 말하는 것으로서, 역률이 낮다는 것은 펌프 등의 부하에서 동력으로 소비되지 않고 전원 측으로 되돌려지는 불필요한 무효전력이 크다는 의미이다. The power factor refers to the ratio of the active power to the apparent power, and the low power factor means that the unnecessary reactive power returned to the power supply side is large without being consumed as power in a load such as a pump.

그리고, 피상전력은 유효전력 및 무효전력의 조합으로 도출된다. 여기서 무효전력이 커지면, 계통에 흐르는 전류의 크기가 커지고 열손실과 같은 송전 손실이 커지게 되어 효율이 떨어지는 문제점이 있다. The apparent power is derived from a combination of active power and reactive power. In this case, when the reactive power increases, the magnitude of current flowing through the system increases, and transmission loss such as heat loss increases, resulting in a decrease in efficiency.

또한, 이와 같은 역률을 발생시키는 전류의 급격한 피크값은 모터나 펌프와 같은 작동부의 작동에 큰 부하로 작용하여, 작동부의 수명을 줄게하고 손상을 가져오는 문제점이 있다.
In addition, the sudden peak value of the current generating such a power factor acts as a large load on the operation of the operating part such as a motor or a pump, thereby reducing the life of the operating part and causing damage.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 인버터 부스터 펌프의 작동과정에서 발생되는 역류를 보상하여 펌프시스템의 효율을 개선하기 위한 것이다. The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to improve the efficiency of the pump system by compensating for the backflow generated during the operation of the inverter booster pump.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 사용공간으로 유체를 공급하기 위한 공급배관에 연결되어 유체를 토출시키기 위한 압력을 제공하고, 다수개가 병렬로 연결되어 사용되는 인버터 부스터 펌프에 있어서, 다수개의 펌프가 병렬로 연결되어 상기 공급배관에 토출력을 제공하는 펌프유닛과, 상기 펌프유닛을 구성하는 각 펌프의 구동주파수를 가변시키기 위한 인버터모듈과 상기 펌프유닛의 제어를 위한 컨트롤러를 포함하는 제어유닛과, 상기 인버터모듈로 유입되는 1차 직류전압의 위상을 감지하여 전압전류의 위상차를 감소시키는 역률보상유닛을 포함하여 구성된다. According to a feature of the present invention for achieving the object as described above, the present invention is connected to a supply pipe for supplying a fluid to the use space to provide a pressure for discharging the fluid, a plurality of which are connected in parallel In the inverter booster pump, a plurality of pumps are connected in parallel to provide a pump output to the supply pipe, the inverter module for varying the drive frequency of each pump constituting the pump unit and control of the pump unit It includes a control unit including a controller for and a power factor correction unit for sensing the phase of the primary DC voltage flowing into the inverter module to reduce the phase difference of the voltage current.

상기 역률보상유닛은 능동소자를 사용하는 승압형 역률보상타입이다. The power factor correction unit is a boost type power factor correction type using an active element.

상기 역률보상유닛은 1차 직류전압의 제로교차점을 검출하여 제로교차입력을 출력하는 제로교차검출부와, 상기 제로교차입력에 따라 스위칭되면서 상기 1차 직류전압의 위상차를 제거하는 역률보상스위치를 포함하여 구성된다. The power factor correction unit includes a zero crossing detection unit for detecting a zero crossing point of the primary DC voltage and outputting a zero crossing input, and a power factor correction switch for removing a phase difference of the primary DC voltage while being switched according to the zero crossing input. It is composed.

상기 역률보상유닛에는 상기 제로교차입력이 입력되면 이를 소정시간 지연시켜 지연된 제로교차입력을 출력하는 지연수단이 더 포함된다. The power factor correction unit further includes delaying means for outputting a delayed zero crossing input by delaying the predetermined time when the zero crossing input is input.

상기 역률보상유닛에는 고주파 노이즈를 방지하기 위한 EMI필터부가 구비된다.
The power factor correction unit is provided with an EMI filter unit for preventing high frequency noise.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 역률보상유닛이 내장된 인버터 부스터 펌프 시스템에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.In the inverter booster pump system with a power factor correction unit according to the present invention as described above, the following effects can be expected.

본 발명에서는 인버터 부스터 펌프시스템으로 유입되는 1차 직류전원의 역률이 역률보상유닛에 의해 개선되므로, 펌프의 구동이 보다 안정적으로 이루어지고 시스템 전체의 안정성이 높아지는 효과가 있다. In the present invention, since the power factor of the primary DC power flowing into the inverter booster pump system is improved by the power factor correction unit, the driving of the pump is more stable and the stability of the entire system is increased.

또한, 역률보상유닛의 역률 개선을 통하여 펌프 시스템의 효율이 높아져 전력의 낭비가 방지되는 에너지 절감형 인버터 펌프 시스템을 구성할 수 있는 효과도 있다.
In addition, the power factor of the power factor correction unit improves the efficiency of the pump system has an effect that can be configured to save the energy-saving inverter pump system to prevent waste of power.

도 1은 종래 기술에 따른 각 부의 파형도.
도 2는 본 발명에 의한 본 발명에 의한 역률보상유닛이 내장된 인버터 부스터 펌프 시스템을 구성하는 인버터 부스터 펌프시스템의 일실시예의 구조를 개략적으로 보인 구조도.
도 3은 본 발명 실시예를 구성하는 역률보상유닛의 구성을 개략적으로 보인 구조도.
도 4는 도 3의 집적회로의 상세 회로도.
도 5는 도 3의 집적회로에서 처리되는 전압들의 파형을 나타낸 그래프.1 is a waveform diagram of each part according to the prior art.
Figure 2 is a schematic diagram showing the structure of an embodiment of the inverter booster pump system constituting the inverter booster pump system with a power factor correction unit according to the present invention according to the present invention.
Figure 3 is a schematic structural view showing the configuration of the power factor correction unit constituting the embodiment of the present invention.
4 is a detailed circuit diagram of the integrated circuit of FIG.
5 is a graph illustrating waveforms of voltages processed in the integrated circuit of FIG. 3.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 역률보상유닛이 내장된 인버터 부스터 펌프 시스템의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a specific embodiment of the inverter booster pump system with a power factor correction unit according to the present invention as described above will be described in detail.

먼저, 설명의 편의를 위해, 도 2를 참조하여 본 발명에 의한 역률보상유닛이 내장된 인버터 부스터 펌프시스템의 구성요소 중에서, 인버터 부스터 펌프시스템에 대하여 살펴보기로 한다. First, for convenience of description, the inverter booster pump system among the components of the inverter booster pump system incorporating the power factor correction unit according to the present invention will be described with reference to FIG. 2.

도 2에는 본 발명에 의한 본 발명에 의한 역률보상유닛이 내장된 인버터 부스터 펌프 시스템을 구성하는 인버터 부스터 펌프시스템의 일실시예의 구조가 개략적인 구조도로 도시되어 있다. 2 is a schematic structural diagram of an embodiment of an inverter booster pump system constituting an inverter booster pump system incorporating a power factor correction unit according to the present invention.

이에 따르면, 본 발명 실시예에 의한 인버터 부스터 펌프시스템에는 유체를 보관하는 저수조(T1)가 구비되고, 상기 저수조(T1)에 채워진 유체는 아래에서 설명될 펌프유닛(70)에 의하여 유입배관(10)으로 유입되고, 유입배관(10)의 유체는 공급배관(20)을 통해 각 공간으로 배분된다. Accordingly, the inverter booster pump system according to the embodiment of the present invention is provided with a reservoir T1 for storing fluid, and the fluid filled in the reservoir T1 is introduced into the inlet pipe 10 by the pump unit 70 to be described below. Inflow to the), the fluid of the inlet pipe 10 is distributed to each space through the supply pipe (20).

이때, 상기 유입배관(10)으로부터 전달된 유체는 압력탱크(T2)에 잠시 보관될 수 있다. 상기 압력탱크(T2)는 상기 유체를 잠시 보관함으로써, 공급배관(20)을 통해 외부로 빠져나가는 유체의 압력이 급격하게 변화되는 것을 방지하는 역할을 한다. At this time, the fluid delivered from the inlet pipe 10 may be temporarily stored in the pressure tank (T2). The pressure tank (T2) serves to prevent a sudden change in the pressure of the fluid exiting the outside through the supply pipe 20 by temporarily storing the fluid.

한편, 상기 공급배관(20)에는 압력센서(30)가 구비된다. 상기 압력센서(30)는 상기 공급배관(20)을 통해 외부로 토출되는 유체의 압력을 측정하기 위한 것으로, 이를 위해 상기 압력센서(30)는 공급배관(20)의 배출구 쪽에 설치됨이 바람직하다. On the other hand, the supply pipe 20 is provided with a pressure sensor (30). The pressure sensor 30 is for measuring the pressure of the fluid discharged to the outside through the supply pipe 20, for this purpose, the pressure sensor 30 is preferably installed on the outlet side of the supply pipe (20).

상기 펌프유닛(70)에는 제어유닛(40)이 연결된다. 상기 제어유닛(40)은 상기 펌프에 공급되는 주파수를 변환하여 펌프의 회전수를 조절하거나, 또는 작동되는 펌프의 개수를 조절하여 결과적으로 출력되는 유체의 압력을 가변시키 위한 것으로, 본 실시예에서는 인버터모듈(60)과 컨트롤러(50)를 포함하여 구성된다. 물론, 상기 제어유닛(40)은 별도의 컨트롤러(50) 없이 인버터모듈(60)만 포함하는 등 다양한 변형이 가능하다. The control unit 40 is connected to the pump unit 70. The control unit 40 is to change the frequency supplied to the pump to adjust the rotational speed of the pump, or to adjust the number of pumps that are operated to change the pressure of the resulting fluid, in this embodiment It is configured to include an inverter module 60 and the controller 50. Of course, the control unit 40 can be variously modified, including only the inverter module 60 without a separate controller (50).

상기 인버터모듈(60)은 상기 부스터 펌프에 연결되어 각각의 펌프의 구동주파수를 조절하게 되는데, 도 1에는 총 3개의 인버터(61,63,65)가 각각 별개의 펌프에 연결된다. 상기 인버터모듈(60)은 컨트롤러(50)의 명령신호에 따라 부스터 펌프의 구동주파수를 증가시키거나 감소시켜 결과적으로 펌프유닛(70)의 출력을 조절할 수 있게 된다. 이때, 상기 컨트롤러(50)로부터 전달되는 명령신호는 PWM(Pulse Wide Modulation)일 수 있다. The inverter module 60 is connected to the booster pump to adjust the driving frequency of each pump. In FIG. 1, a total of three inverters 61, 63, and 65 are connected to separate pumps, respectively. The inverter module 60 increases or decreases the driving frequency of the booster pump according to the command signal of the controller 50, and as a result, the output of the pump unit 70 can be adjusted. In this case, the command signal transmitted from the controller 50 may be pulse wide modulation (PWM).

상기 컨트롤러(50)는 상기 인버터모듈(60)에 적절한 제어신호를 전달하여 펌프유닛(70)을 제어하는 것으로 압력센서(30)로부터 전달되는 측정압력과 설정압력을 비교하여 적절한 제어신호를 보내게 된다. 그리고, 상기 컨트롤러(50)는 아래에서 설명할 피아이디(PID) 제어와 같이 인버터 부스터 펌프 시스템을 구동하기 위한 전반적인 연산로직을 생성 또는 사용자로부터 입력받아 이를 통해 시스템을 제어하는 역할을 하게 된다. The controller 50 controls the pump unit 70 by transmitting an appropriate control signal to the inverter module 60 to compare the measured pressure and the set pressure transmitted from the pressure sensor 30 to send an appropriate control signal. do. In addition, the controller 50 generates an overall operation logic for driving the inverter booster pump system, such as PID control, which will be described below, or serves to control the system through the input from the user.

즉, 공급배관(20)을 통하여 토출되는 유체의 압력이 원하는 설정압력 보다 작거나 큰 경우 이를 설정압력에 가깝도록 보정하는 동작을 제어유닛(40)을 통해 하게 되는 것이다. That is, when the pressure of the fluid discharged through the supply pipe 20 is smaller or larger than the desired set pressure, the control unit 40 performs an operation of correcting the pressure to be close to the set pressure.

상기한 인버터 부스터 펌프시스템은 일례에 불과하며, 다양한 변형이 가능하다. The inverter booster pump system is just an example, and various modifications are possible.

다음으로, 상기한 인버터 부스터 펌프시스템의 인버터모듈(60)로 유입되는 1차 직류전압을 제어하는 역률보상유닛에 대해 살펴보기로 한다. 참고로 아래에서 설명될 역률보상유닛과 그 회로도는 일실시예에 불과하며, 경우에 따라 다양한 변형이 가능하다. Next, a power factor correction unit for controlling the primary DC voltage flowing into the inverter module 60 of the inverter booster pump system will be described. For reference, the power factor correction unit and its circuit diagram to be described below are just one embodiment, and various modifications are possible in some cases.

도 3에는 본 발명 실시예를 구성하는 역률보상유닛의 구성을 개략적으로 보인 구조도가 도시되어 있다. 3 is a structural diagram schematically showing the configuration of the power factor correction unit constituting the embodiment of the present invention.

이에 따르면, 역률보상유닛(200)을 포함한다. 그 역률보상유닛(200)은 상기 인버터모듈(60)로 유입되는 1차 직류전압의 위상을 감지하여 전압전류의 위상차를 감소시키는 역할을 하는 것으로, 도 2에서와 같이 제어유닛(40)과 연결되도록 설치되거나, 또는 제어유닛(40) 내부에 일체로 구비될 수도 있다. According to this, the power factor correction unit 200 is included. The power factor correction unit 200 detects the phase of the primary DC voltage flowing into the inverter module 60 to reduce the phase difference of the voltage current, and is connected to the control unit 40 as shown in FIG. 2. It may be installed to be, or may be integrally provided inside the control unit 40.

이와 같은 역률보상유닛(200)은 쵸크코일(112)과 아날로그 집적회로(210), 다수의 저항(R1-R13), 다수의 콘덴서(C1-C3), 그리고 다수의 다이오드(D1,D2)가 포함된다. The power factor correction unit 200 includes a choke coil 112, an analog integrated circuit 210, a plurality of resistors R1-R13, a plurality of capacitors C1-C3, and a plurality of diodes D1 and D2. Included.

도 4는 아날로그 집적회로(210)의 상세 회로도를 도시하며 이에 도시된 바와 같이, 다수의 여러 가지 논리회로로 구성된다. 브리지 다이오드(111)에서 출력되는 1차 직류전압은 역률보상유닛(200)의 저항(R1,R2)에 의해 분압되어 단자③(VM1)을 통해 집적회로(210)로 입력된다. 쵸크코일(112)에 걸리는 전압은 저항(R5를 거쳐 단자⑤(Idet)를 통해 입력된다. 4 shows a detailed circuit diagram of the analog integrated circuit 210, and as shown therein, is composed of a number of different logic circuits. The primary DC voltage output from the bridge diode 111 is divided by the resistors R1 and R2 of the power factor correction unit 200 and input to the integrated circuit 210 through the terminal ③ VM1. The voltage applied to the choke coil 112 is input through the terminal ⑤ Idet through the resistor R5.

저항(R4)과 다이오드(D1)를 통한 쵸크코일(112)의 전압과 저항(R3)을 거친 브리지 다이오드(112)의 전압은 집적회로(210)의 내부전원(VCC)이 된다. 또한, 쵸크코일(112)과 다이오드(D2)를 거쳐 인버터모듈(60)로 공급되는 직류전압은 저항(R11,R12,R13)에 의해 분압되어 단자①(INV)를 통해 집적회로(210)로 입력되고, 그 전압은 저항(R7,R8) 및 콘덴서(C2)에 의해 시정수가 조절되어 단자②(COMP)로 입력된다. 또한, 인버터모듈(60)에 공급되는 전류에 대응되는 전압, 즉 콘덴서(C3)를 경유한 전압은 단자④(CS)로 입력된다.The voltage of the choke coil 112 through the resistor R4 and the diode D1 and the voltage of the bridge diode 112 through the resistor R3 become the internal power supply VCC of the integrated circuit 210. In addition, the DC voltage supplied to the inverter module 60 through the choke coil 112 and the diode D2 is divided by the resistors R11, R12, and R13 to the integrated circuit 210 through the terminal ① (INV). The voltage is input, and the time constant is adjusted by the resistors R7 and R8 and the capacitor C2 and input to the terminal ② COMP. In addition, the voltage corresponding to the current supplied to the inverter module 60, that is, the voltage via the capacitor C3 is input to the terminal ④ (CS).

상기 전압들을 입력받은 집적회로(210)의 내부의 여러 가지 논리소자들, 즉 도 4에 도시된 바와같이 비교기(211,216,218,219), 멀티플렉서(217), 인버터(I1), 낸드게이트(213,214), 셀프 스타터(starter)(212), 그리고 노아게이트(215)에 의해, 소정 듀티비를 갖는 전압(Vout)이 단자⑦(Vout)을 통해 출력된다.Various logic elements inside the integrated circuit 210 receiving the voltages, that is, the comparators 211, 216, 218, 219, the multiplexer 217, the inverter I1, the NAND gates 213, 214, and the self starter, as shown in FIG. 4. By the starter 212 and the noah gate 215, the voltage Vout having a predetermined duty ratio is output through the terminal ⑦ Vout.

도 5는 집적회로(210)에서 처리되는 전압들의 파형을 나타낸다. 도시된 부호 MO는 멀티 플렉서(217)에서 비교기(216)로 입력되는 전압 파형을 나타내고, 부호 CS는 단자④(CS)를 통해 비교기(216)로 입력되는 전압을 나타낸다. 도 5에 도시된 바와같이, 두 전압(MO, CS)이 비교됨으로써, 전압(Vout)은 사인(sine)파 중에서 크기가 작은 부분(그림의 앞부분과 뒷부분)에서는 듀티가 크고, 중간부분에서는 듀티가 작다.5 shows waveforms of voltages processed in integrated circuit 210. The symbol MO shown in the figure represents a voltage waveform input from the multiplexer 217 to the comparator 216, and the symbol CS represents a voltage input to the comparator 216 through the terminal ④ (CS). As shown in FIG. 5, the two voltages MO and CS are compared, so that the voltage Vout has a larger duty in a small portion of the sine wave (front and rear of the figure) and a duty in the middle. Is small.

그리고, 그 전압(Vout)이 스위칭 트랜지스터(Q1)의 게이트로 인가됨으로써, 스위칭 트랜지스터(Q1)는 스위칭을 반복하게 되고, 이에 따라 인버터모듈(60)로 입력되는 전압과 전류의 위상차는 없어지게 된다.Since the voltage Vout is applied to the gate of the switching transistor Q1, the switching transistor Q1 repeats the switching, thereby eliminating the phase difference between the voltage and the current input to the inverter module 60. .

한편, 도시되지는 않았으나, 상기 역률보상유닛(200)에는 1차 직류전압의 제로교차점을 검출하여 제로교차입력을 출력하는 제로교차검출부와, 상기 제로교차입력에 따라 스위칭되면서 상기 1차 직류전압의 위상차를 제거하는 역률보상스위치를 포함하여 구성될 수 있다. On the other hand, although not shown, the power factor correction unit 200 detects the zero crossing point of the primary DC voltage and outputs a zero crossing input, and is switched according to the zero crossing input to switch the primary DC voltage. It may be configured to include a power factor correction switch for removing the phase difference.

그리고, 상기 역률보상유닛(200)에는 상기 제로교차입력이 입력되면 이를 소정시간 지연시켜 지연된 제로교차입력을 출력하는 지연수단이 더 포함될 수 있는데, 상기 지연수단이 소정의 오차시간을 지연시킴으로써, 시스템이 실제 상용교류전원(AC)의 제로교차가 발생되는 시점에서 동작할 수 있게 된다. The power factor correction unit 200 may further include delay means for outputting a delayed zero crossing input by delaying a predetermined time when the zero crossing input is input. The delay means delays a predetermined error time. It is possible to operate at the time when the zero crossing of the actual commercial AC power generation occurs.

이에 더하여 상기 역률보상유닛(200)에는 고주파 노이즈를 방지하기 위한 EMI필터부가 구비될 수도 있다. 이와 같은 EMI필터는 상용교류전원에 대한 유입노이즈와, 과전류 및 서지전압으로부터 회로를 보호하게 되며, 도한 고주파 스위칭시에 발생되는 전도성 노이즈를 차단하여 시스템의 오작동을 방지하는 역할을 한다. In addition, the power factor correction unit 200 may be provided with an EMI filter to prevent high frequency noise. Such an EMI filter protects the circuit from inflow noise, overcurrent and surge voltage for commercial AC power, and also prevents malfunction of the system by blocking conductive noise generated during high frequency switching.

이때, 상기 역률보상유닛(200)의 작동은 상기 제로교차점이 검출된 후에 다음 제로교차점이 검출되는 동안 이루어질 수 있으며, 제로교차점이 검출될 때마다 이러한 동작이 반복됨으로써 인터버모듈(60)로 입력되는 전압, 전류의 위상이 최초입력되는 상용교류전원(AC)의 전압,전류의 위상과 같아지고, 이에 따라 인버터모듈(60)로 입력되는 전압(1차 직류전압), 전류의 역률이 보상된다. At this time, the operation of the power factor correction unit 200 may be performed while the next zero crossing point is detected after the zero crossing point is detected, and this operation is repeated whenever the zero crossing point is detected, thereby inputting to the interleaver module 60. The phase of the voltage and current is equal to the phase of the voltage and current of the commercial AC power input for the first time, and thus the power factor of the voltage (primary DC voltage) and current input to the inverter module 60 is compensated. .

이와 같이, 본 발명 실시예를 구성하는 역률보상유닛(200)은 기본적으로 IC,FEF,Diode 등과 같은 능동소자를 사용하는 승압형(BOOST) 역률보상타입으로 구성된다. As described above, the power factor correction unit 200 constituting the embodiment of the present invention is basically configured as a BOOST power factor correction type using active elements such as IC, FFE, and Diode.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the claims. It is self-evident.

20: 공급배관 30: 압력센서
40: 제어유닛 50: 컨트롤러
60: 인버터모듈 70: 펌프유닛
200: 역률보상유닛20: supply piping 30: pressure sensor
40: control unit 50: controller
60: inverter module 70: pump unit
200: power factor correction unit

Claims (5)

사용공간으로 유체를 공급하기 위한 공급배관에 연결되어 유체를 토출시키기 위한 압력을 제공하고, 다수개가 병렬로 연결되어 사용되는 인버터 부스터 펌프에 있어서,
다수개의 펌프가 병렬로 연결되어 상기 공급배관에 토출력을 제공하는 펌프유닛과,
상기 공급배관의 배출구 쪽에 설치되어 상기 공급배관을 통해 외부로 토출되는 유체의 압력을 측정하는 압력센서와,
상기 펌프유닛을 구성하는 각 펌프의 구동주파수를 가변시키기 위한 인버터모듈과 상기 펌프유닛의 제어를 위한 컨트롤러를 포함하는 제어유닛과,
상기 인버터모듈로 유입되는 1차 직류전압의 위상을 감지하여 전압전류의 위상차를 감소시키는 역률보상유닛을 포함하여 구성되고,
상기 역률보상유닛은 능동소자를 사용하는 승압형 역률보상타입으로 구성되며,
상기 역률보상유닛은 1차 직류전압의 제로교차점을 검출하여 제로교차입력을 출력하는 제로교차검출부와, 상기 제로교차입력에 따라 스위칭되면서 상기 1차 직류전압의 위상차를 제거하는 역률보상스위치를 포함하여 구성되고,
상기 역률보상유닛에는 상기 제로교차입력이 입력되면 이를 소정시간 지연시켜 지연된 제로교차입력을 출력하는 지연수단이 더 포함되며,
상기 역률보상유닛의 작동은 상기 제로교차점이 검출된 후에 다음 제로교차점이 검출되는 동안 이루어질 수 있으며, 제로교차점이 검출될 때마다 이러한 동작이 반복됨으로써 인터버모듈로 입력되는 전압, 전류의 위상이 최초입력되는 상용교류전원의 전압,전류의 위상과 같아지며,
상기 역률보상유닛은 쵸크코일과 아날로그 집적회로, 저항, 콘덴서, 그리고 다이오드가 포함됨을 특징으로 하는 역률보상유닛이 내장된 인버터 부스터 펌프 시스템.
In the inverter booster pump is connected to the supply pipe for supplying the fluid to the use space to provide a pressure for discharging the fluid, a plurality of them are connected in parallel,
A pump unit for connecting a plurality of pumps in parallel to provide a soil output to the supply pipe;
A pressure sensor installed at an outlet side of the supply pipe and measuring a pressure of a fluid discharged to the outside through the supply pipe;
A control unit including an inverter module for varying a driving frequency of each pump constituting the pump unit and a controller for controlling the pump unit;
It comprises a power factor correction unit for sensing the phase of the primary DC voltage flowing into the inverter module to reduce the phase difference of the voltage current,
The power factor correction unit is composed of a boost type power factor correction type using an active element,
The power factor correction unit includes a zero crossing detection unit for detecting a zero crossing point of the primary DC voltage and outputting a zero crossing input, and a power factor correction switch for removing a phase difference of the primary DC voltage while being switched according to the zero crossing input. Composed,
The power factor correction unit further includes delay means for outputting a delayed zero crossing input by delaying the predetermined time when the zero crossing input is input,
The operation of the power factor correction unit may be performed during the detection of the next zero crossing point after the zero crossing point is detected. When the zero crossing point is detected, the operation of the power factor correction unit is repeated so that the phase of the voltage and current inputted to the interleaver module is first displayed. It is equal to the phase of voltage and current of commercial AC power input.
The power factor correction unit includes a choke coil and an analog integrated circuit, a resistor, a capacitor, and a diode.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 역률보상유닛에는 고주파 노이즈를 방지하기 위한 EMI필터부가 구비됨을 특징으로 하는 역률보상유닛이 내장된 인버터 부스터 펌프 시스템.The inverter booster pump system of claim 1, wherein the power factor correction unit includes an EMI filter unit for preventing high frequency noise.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100300305B1 (en) * 1998-08-17 2001-10-27 류해성 Water supply pressurizing pump apparatus, and control system and control method for pump apparatus
KR20020080998A (en) * 2001-04-18 2002-10-26 한국전기연구원 Lossless snubber for boost converter
KR100379163B1 (en) * 1999-11-22 2003-04-08 주식회사 엘지이아이 Power device protection apparatus and method for inverter heat pump
KR100867452B1 (en) * 2004-06-07 2008-11-10 인터내쇼널 렉티파이어 코포레이션 Low switching frequency power factor correction circuit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100300305B1 (en) * 1998-08-17 2001-10-27 류해성 Water supply pressurizing pump apparatus, and control system and control method for pump apparatus
KR100379163B1 (en) * 1999-11-22 2003-04-08 주식회사 엘지이아이 Power device protection apparatus and method for inverter heat pump
KR20020080998A (en) * 2001-04-18 2002-10-26 한국전기연구원 Lossless snubber for boost converter
KR100867452B1 (en) * 2004-06-07 2008-11-10 인터내쇼널 렉티파이어 코포레이션 Low switching frequency power factor correction circuit

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