KR101362840B1 - Ac excited synchronous generator capable of compensating variation in rated voltage according to load - Google Patents

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Abstract

Disclosed is an AC excited synchronous generator capable of compensating changes in rated voltage according to a load. According to one embodiment of the present invention, provided is the AC excited synchronous generator comprising a main generator, an exciter, and a bidirectional power converter. The main generator comprises a main generator stator in which an armature winding generating three phase AC power is wound and a main generator rotor in which a field winding generating a magnetic field by receiving DC is wound. The exciter comprises an exciter rotor and an exciter stator. The exciter rotor in which the armature winding outputting field current required for the main generator is wound is positioned on an axis which is the same as the main generator rotor. The exciter stator forms a multipole magnetic field. The bidirectional power converter is positioned on the axis which is the same as the main generator rotor and supplies AC generated in the armature winding to the field winding of the main generator by converting the AC into the DC according to an external control signal. [Reference numerals] (340) PWM controller

Description

부하에 따른 정격전압의 변동을 보상하는 교류 여자기 방식의 동기발전기{AC Excited Synchronous Generator Capable of Compensating Variation in Rated Voltage According to Load}AC Excited Synchronous Generator Capable of Compensating Variation in Rated Voltage According to Load}

본 실시예는 부하에 따른 정격전압의 변동을 보상하는 교류 여자기 방식의 동기발전기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 주 발전기 계자회로에 계자전류를 공급하는 여자기의 출력을 양방향 전류로 변환할 수 있는 양방향전력변환기를 채용함으로써 부하에 따른 정격전압의 변동을 보상하는 교류 여자기 방식의 동기발전기에 관한 것이다.This embodiment relates to an synchronous generator of an AC exciter type that compensates for a change in rated voltage according to a load. More specifically, the AC exciter type synchronous generator that compensates the variation of the rated voltage according to the load by adopting a bidirectional power converter capable of converting the output of the exciter supplying the field current to the main generator field circuit into bidirectional current. It is about.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the present embodiment and do not constitute the prior art.

도 1은 종래의 교류 여자기 방식의 동기발전기의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a synchronous generator of a conventional AC exciter type.

도 1에 도시된 바와 같이, 교류 여자 방식은 여자기(120)의 전기자에서 발생한 교류를 축과 함께 회전하는 정류기를 거쳐 직류로 정류하여 주발전기(111)의 계자권선(112)을 여자한다. 도 1에서 점선으로 표시된 부분이 한 몸체로 된 회전부(150)로서 회전부(150)에 내장된 정류기(130)에서 교류가 정류되므로 이를 회전 정류기 여자방식이라고도 한다. 이러한 여자방식은 슬립링과 브러쉬가 없으므로 유지 및 정비가 용이한 장점이 있다. 한편, 도 1과 같이 여자기(120)의 계자권선(122)에 가해지는 에너지원이, 자동전압조정기(Automatic Voltage Regulator: AVR; 140)를 통하여 주발전기(110)의 출력으로부터 공급되는 방식을 자여자식 발전기라고 하며, 이와 달리 다른 장치에서부터 공급되는 방식을 타여자식이라고 한다.As shown in FIG. 1, the AC excitation method rectifies the alternating current generated in the armature of the exciter 120 through a rectifier rotating along the shaft to direct current to excite the field winding 112 of the main generator 111. In FIG. 1, since the alternating current is rectified in the rectifier 130 embedded in the rotating part 150 as the rotating part 150 having a body, the part is indicated as a rotary rectifying method. This excitation method has the advantage of easy maintenance and maintenance because there is no slip ring and brush. Meanwhile, as shown in FIG. 1, the energy source applied to the field winding 122 of the exciter 120 is supplied from the output of the main generator 110 through an automatic voltage regulator (AVR) 140. It is called a self-exciting generator, and the other method is supplied from another device.

자동전압조정기(140)는 전력계통의 부하변동에 따라 발전기(100)의 출력변화가 있을 때 주발전기(110) 단자전압을 일정하게 유지하기 위해, 여자기(120)의 여자전류를 자동으로 조정하는 장치이며, 도 1에 도시하지는 않았으나 주발전기(110) 단자전압과 목표치와의 편차를 검출하는 검출부, 편차를 증폭하는 증폭부 및 제어계를 안정시키는 제동회로로 구성된다.The automatic voltage regulator 140 automatically adjusts the excitation current of the exciter 120 to maintain a constant terminal voltage of the main generator 110 when there is a change in the output of the generator 100 according to the load change of the power system. Although not shown in FIG. 1, the main generator 110 includes a detector for detecting a deviation between the terminal voltage and a target value, an amplifier for amplifying the deviation, and a braking circuit for stabilizing the control system.

도 1에 도시된 교류 여자기 방식의 동기발전기(100)는 정류기(130)가 주발전기(110)의 계자권선(111)에 공급하는 출력전류가 단방향이어서, 부하(160)가 급히 제거되는 경우에 응답이 늦다. 또한, 부하(160)가 진상부하일 때 주발전기(110)의 계자전류 방향이 바뀌어야 하지만, 주발전기(110)의 계자권선(111)에는 여자기(120)의 출력을 다이오드로 단순 정류하여 공급하므로 계자전류의 방향을 바꿀 수 없어 단자전압이 상승하는 문제가 발생한다.In the synchronous generator 100 of the AC exciter type illustrated in FIG. 1, when the output current supplied from the rectifier 130 to the field winding 111 of the main generator 110 is unidirectional, the load 160 is urgently removed. The response is late. In addition, the field current direction of the main generator 110 should be changed when the load 160 is the forward load, but the rectifier 120 is rectified and supplied to the field winding 111 of the main generator 110 by a diode. Therefore, the direction of the field current cannot be changed, resulting in a problem that the terminal voltage rises.

본 실시예는 주 발전기 계자회로에 계자전류를 공급하는 여자기의 출력을 양방향 전류로 변환할 수 있는 양방향전력변환기를 채용함으로써 부하에 따른 정격전압의 변동을 보상하는 교류 여자기 방식의 동기발전기를 제공하는 데 주된 목적이 있다. This embodiment adopts an AC exciter type synchronous generator which compensates the variation of rated voltage according to the load by adopting a bidirectional power converter capable of converting the output of the exciter supplying the field current to the main generator field circuit into bidirectional current. The main purpose is to provide.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 3상의 교류전력을 발생하는 전기자권선이 권선된 주발전기고정자 및 DC 전류를 인가받아 자계를 형성하는 계자권선이 권선된 주발전기회전자를 구비한 주발전기, 상기 주발전기에 필요한 계자전류를 출력하는 전기자권선이 권선되고 상기 주발전기회전자와 동일축상에 위치한 여자기회전자 및 다극의 자계를 형성하는 여자기고정자를 구비한 여자기 및 상기 주발전기회전자와 동일축상에 위치하여, 상기 여자기의 전기자 권선에서 발생한 교류를 외부제어신호에 따라 (+) 또는 (-) 방향의 DC 전류로 변환하여 상기 주발전기의 계자권선에 공급하는 양방향전력변환기를 포함하는 교류 여자기 방식의 동기발전기를 제공한다.According to an aspect of the present embodiment, the main generator having a main generator stator winding the armature winding for generating three-phase AC power and a main generator rotor wound the field winding for forming a magnetic field by applying a DC current, the main An armature winding for outputting the field current required for a generator is wound, and an exciter having an exciter rotor located on the same axis as the main generator rotor and an exciter stator for forming a multipolar magnetic field and the same axis as the main generator rotor. AC excitation including a bi-directional power converter positioned at the position and converting the AC generated in the armature winding of the exciter to a DC current in the (+) or (-) direction in accordance with an external control signal to supply to the field winding of the main generator To provide a synchronous generator of the conventional method.

상기 양방향전력변환기는 상기 여자기의 전기자권선에서 발생한 3상의 교류를 직류로 정류하는 인버터, 정류된 직류의 맥동분을 평활하는 평활회로, 평활된 직류를 입력으로 하여 (+) 또는 (-) 방향의 DC 전류를 생성하여 상기 주발전기의 계자권선에 공급하는 DC-DC 변환기 및 상기 외부제어신호에 따라 상기 DC-DC 변환기의 스위칭 소자를 PWM 제어하여, 상기 DC-DC 변환기의 출력 전류 방향을 제어하는 PWM 제어기를 포함할 수 있다.The bidirectional power converter includes an inverter for rectifying three-phase alternating current generated in the armature winding of the exciter into a direct current, a smoothing circuit for smoothing the pulsated portion of the rectified direct current, and a smoothed direct current as a input in a positive or negative direction. PWM control of the switching element of the DC-DC converter according to the DC-DC converter and the external control signal to generate a DC current to supply to the field winding of the main generator, to control the output current direction of the DC-DC converter It may include a PWM controller.

또한, 상기 양방향전력변환기는 상기 DC-DC 변환기의 입력단의 전압이 소정의 한도에 도달하면 통전되어, 상기 주발전기의 계자권선으로부터 회수되는 에너지를 방전하는 브레이킹 회로를 포함할 수 있다.In addition, the bidirectional power converter may include a braking circuit that is energized when the voltage at the input terminal of the DC-DC converter reaches a predetermined limit, and discharges energy recovered from the field winding of the main generator.

또한, 상기 인버터는 3상 풀-브리지(Full-Bridge) 방식으로 서로 접속된 6개의 다이오드를 포함하는 3상 전파정류회로로 구성되고, 상기 DC-DC 변환기는 풀-브리지 방식으로 서로 접속된 4개의 스위칭 소자로 구성되며, 상기 브레이킹 회로는 상호 직렬 연결된 저항 소자 및 스위칭 소자로 구성될 수 있다.In addition, the inverter is composed of a three-phase full-wave rectifier circuit including six diodes connected to each other in a three-phase full-bridge method, the DC-DC converter is connected to each other in a full-bridge method It is composed of two switching elements, the braking circuit may be composed of a resistance element and a switching element connected in series with each other.

또한, 상기 DC-DC 변환기의 스위칭 소자는 BJT, MOSFET 또는 IGBT 중 어느 하나의 반도체소자와 회생 다이오드(Free Wheeling Diode)가 병렬로 결합된 것일 수 있다.In addition, the switching device of the DC-DC converter may be a combination of a semiconductor device of any one of the BJT, MOSFET or IGBT and a free wheeling diode in parallel.

또한, 상기 양방향전력변환기의 PWM 제어기는 외부의 제어신호송신수단으로부터 상기 외부제어신호를 수신하는 제어신호수신수단 및 수신한 외부제어신호에 따라 상기 DC-DC 변환기의 스위칭 소자를 ON/OFF하는 PWM 신호를 발생시키는 제어회로부를 포함할 수 있다.In addition, the PWM controller of the bi-directional power converter PWM for turning on / off the switching element of the DC-DC converter in accordance with the control signal receiving means for receiving the external control signal from an external control signal transmission means and the received external control signal. It may include a control circuit unit for generating a signal.

또한, 상기 양방향전력변환기의 PWM 제어기는 동기 발전기의 상태정보를 외부로 전송하는 상태정보송신수단을 더 포함할 수 있다.In addition, the PWM controller of the bi-directional power converter may further include a status information transmitting means for transmitting the status information of the synchronous generator to the outside.

또한, 상기 제어신호수신수단은 RF수신기 또는 광수신기 중 어느 하나의 수단으로 구현될 수 있고, 상기 상태정보송신수단은 RF송신기 또는 광송신기 중 어느 하나의 수단으로 구현될 수 있다.In addition, the control signal receiving means may be implemented by any one means of an RF receiver or an optical receiver, and the state information transmitting means may be implemented by any one of an RF transmitter or an optical transmitter.

또한, 상기 제어신호수신수단은 상기 주발전기회전자의 회전축에 위치하는 광수신기로 구현될 수 있고, 상기 상태정보송신수단은 상기 광수신기와 소정의 거리만큼 이격되어 방사형으로 위치한 복수 개의 송신부가 구비된 광송신기로 구현될 수 있다.In addition, the control signal receiving means may be implemented as an optical receiver located on the rotation axis of the main generator rotor, the state information transmitting means is provided with a plurality of transmitters radially spaced apart from the optical receiver by a predetermined distance. It can be implemented with an optical transmitter.

또한, 상기 양방향전력변환기는 3상 풀-브리지 방식으로 서로 접속된 6개의 실리콘 제어 정류소자(Silicon Controlled Rectifier: SCR)를 포함하는 3상 전파정류회로 2쌍과 상기 실리콘 제어 정류소자의 점호를 제어하는 점호펄스를 발생시키는 점호 제어기를 포함하되, 상기 3상 전파정류회로 2쌍은 상기 여자기의 전기자권선과 상기 주발전기의 계자권선 사이에 서로 반대 위상으로 병렬로 연결된 것일 수 있다.In addition, the bidirectional power converter is configured to control the firing of the two-phase three-phase full-wave rectifier circuit and the silicon-controlled rectifier element including six silicon controlled rectifier (SCR) connected to each other in a three-phase full-bridge method It includes a firing controller for generating a firing pulse, wherein the two pairs of three-phase full-wave rectifier circuit may be connected in parallel to the opposite phase between the armature winding of the exciter and the field winding of the main generator.

또한, 상기 여자기고정자의 자극은 영구자석으로 형성되거나 자동전압조정기(Automatic Voltage Regulator: AVR)로부터 전류를 인가받은 계자권선으로 형성될 수 있다.In addition, the magnetic pole of the excitation stator may be formed of a permanent magnet or a field winding that is applied with a current from an automatic voltage regulator (AVR).

본 실시예의 또다른 측면에 의하면, 3상의 교류전력을 발생하는 전기자권선이 권선된 주발전기고정자 및 DC 전류를 인가받아 자계를 형성하는 계자권선이 권선된 주발전기회전자를 구비한 주발전기의 여자를 위한 교류 여자기 방식의 여자 시스템에 있어서, 상기 주발전기에 필요한 계자전류를 출력하는 전기자권선이 권선되고 상기 주발전기회전자와 동일축상에 위치한 여자기회전자 및 다극의 자계를 형성하는 여자기고정자를 구비한 여자기 및 상기 주발전기회전자와 동일축상에 위치하여, 상기 여자기의 전기자 권선에서 발생한 교류를 외부제어신호에 따라 (+) 또는 (-) 방향의 DC 전류로 변환하여 상기 주발전기의 계자권선에 공급하는 양방향전력변환기를 제공한다.According to another aspect of the present embodiment, the excitation of the main generator having a main generator stator winding the armature winding generating three-phase AC power and a main generator rotor wound the field winding forming a magnetic field by applying a DC current In the excitation system of the AC excitation method, an armature winding for outputting the field current required for the main generator is wound, the excitation rotor and an exciter stator for forming a multi-pole magnetic field located on the same axis as the main generator rotor. Located on the same axis as the exciter and the main generator rotor, the alternating current generated in the armature winding of the exciter is converted into a DC current of the (+) or (-) direction according to an external control signal to the main generator Provides a bidirectional power converter for supplying field windings.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 회전축에 여자기의 출력을 양방향 전압 및 전류로 제어할 수 있는 양방향전력변환기를 설치하여 주발전기의 계자전류의 방향 및 세기를 조절함으로써, 여자기의 계자권선에 흐르는 전류가 자동전압조정기(AVR)에 의해 제어되지 않더라도, 발전기의 단자전압을 소정의 값으로 제어할 수 있다. As described above, according to the present embodiment, by installing a bidirectional power converter that can control the output of the exciter to the bidirectional voltage and current on the rotating shaft to adjust the direction and intensity of the field current of the main generator, Even if the current flowing in the winding is not controlled by the automatic voltage regulator AVR, the terminal voltage of the generator can be controlled to a predetermined value.

또한, 주발전기(210)의 계자권선(212)에 양방향의 전류를 공급함으로써, 진상 부하에 대하여도 정격전압을 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 급변하는 부하에 대하여도 좋은 응답 특성을 가질 수 있게 된다.In addition, by supplying current in both directions to the field winding 212 of the main generator 210, not only can the rated voltage be maintained for the forward load, but also can have a good response characteristic for the rapidly changing load. .

더불어, 여자기의 출력이 반드시 자동전압조정기에 따라 변화하는 형태를 가질 필요가 없어짐에 따라, 여자기가 자동전압조정기를 제어되지 않는 영구자석형 동기발전기로 구현될 수 있는 장점이 있다.In addition, since the output of the exciter does not necessarily have to change in accordance with the automatic voltage regulator, there is an advantage that the exciter can be implemented as a permanent magnet synchronous generator that is not controlled by the automatic voltage regulator.

도 1은 종래의 교류 여자기 방식의 동기발전기의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 여자기 방식의 동기발전기의 개략적인 구성도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향전력변환기의 회로도를 예시한 도면이다.
도 3b는 도 3a의 양방향전력변환기에 브레이킹 회로를 추가한 회로를 예시한 도면이다.
도 4a는 (+) 전류를 출력하는 DC-DC 변환기의 스위칭 동작의 예시도이다.
도 4b는 (-) 전류를 출력하는 DC-DC 변환기의 스위칭 동작의 예시도이다.
도 5는 DC-DC 변환기의 스위칭 동작에 따른 노드 A의 전압 VA, 노드 B의 전압 VB 및 주발전기(210)의 계자권선(212) 양단에 걸리는 전압 Vf의 파형을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 PWM 제어기의 구성을 간략히 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 제어신호송신수단 및 제어신호수신수단을 광송수신기로 구현한 경우에 각 광송수신기의 송신부 및 수신부의 개략적인 구성을 예시한 도면이다.
도 8은 실리콘 제어 정류소자로 구현된 양방향전력변환기의 회로도이다.
1 is a schematic configuration diagram of a synchronous generator of a conventional AC exciter type.
2 is a schematic configuration diagram of a synchronous generator of the AC excitation method according to an embodiment of the present invention.
3A is a diagram illustrating a circuit diagram of a bidirectional power converter according to an embodiment of the present invention.
3B is a diagram illustrating a circuit in which a braking circuit is added to the bidirectional power converter of FIG. 3A.
4A is an exemplary diagram of a switching operation of a DC-DC converter that outputs a positive current.
4B is an exemplary diagram of a switching operation of a DC-DC converter that outputs a negative current.
FIG 5 is a view schematically showing the waveform of the node A voltage V A, the voltage V f applied to the both ends of the field winding 212 of the node B voltage V B and the main generator 210 according to the switching operation of the DC-DC converter Drawing.
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a configuration of the PWM controller shown in FIG. 3.
FIG. 7 is a view illustrating a schematic configuration of a transmitter and a receiver of each optical receiver when the control signal transmitter and the control signal receiver of FIG. 6 are implemented as an optical transmitter.
8 is a circuit diagram of a bidirectional power converter implemented with a silicon controlled rectifier.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the component of this invention, terms, such as 1st, 2nd, A, B, (a), (b), can be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. Throughout the specification, when an element is referred to as being "comprising" or "comprising", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise . When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 여자기 방식의 동기발전기의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram of a synchronous generator of the AC excitation method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 교류 여자기 방식의 동기발전기(200)는 3상의 교류전력을 발생하는 전기자권선(211)이 권선된 주발전기고정자 및 DC 전류를 인가받아 자계를 형성하는 계자권선(212)이 권선된 주발전기회전자를 구비한 주발전기(210), 주발전기(210)에 필요한 계자전류를 출력하는 전기자권선(221)이 권선되고 주발전기회전자와 동일축상에 위치한 여자기회전자 및 다극의 자계를 형성하는 여자기고정자를 구비한 여자기(220) 및 주발전기회전자와 동일축상에 위치하여, 여자기의 전기자 권선에서 발생한 교류를 외부제어신호에 따라 (+) 또는 (-)의 DC 전류로 변환하여 주발전기(210)의 계자권선(212)에 공급하는 양방향전력변환기(230)를 포함한다. 도 2에서는 계자권선(222)에 흐르는 계자전류가 자동전압조정기(240)에 의해 제어되는 여자기(220)를 예시하고 있다. 도 2와 달리, 여자기(220)는 고정자가 영구자석으로 구현된 영구자석형 동기발전기일 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, the AC exciter type synchronous generator 200 may include a main generator stator with a winding of an armature winding 211 generating three-phase AC power and a field winding which receives a DC current to form a magnetic field ( A main generator 210 having a main generator rotor wound around 212, an armature winding 221 for outputting the field current required for the main generator 210, and an exciter rotor located on the same axis as the main generator rotor. And an exciter 220 having an exciter stator for forming a multi-pole magnetic field and coaxially located with the main generator rotor. It includes a bi-directional power converter 230 to convert the DC current of the power supply to the field winding 212 of the main generator 210. 2 illustrates an exciter 220 in which the field current flowing through the field winding 222 is controlled by the automatic voltage regulator 240. Unlike FIG. 2, the exciter 220 may be a permanent magnet synchronous generator in which a stator is implemented as a permanent magnet.

본 실시예에서 교류 여자기 방식의 동기발전기(200)는 양방향전력변환기(230)를 채용함으로써 주발전기(210)의 계자권선(212)에 인가되는 계자전류를 (+) 또는 (-)로 제어하고, 결과적으로 주발전기(210)의 전기자권선(211)에 유기되는 전압을 제어한다. 즉, 양방향전력변환기(230)가 주발전기(210)의 계자전류를 자유롭게 (+) 또는 (-)로 제어할 수 있게 되므로, 본 실시예에 따른 교류 여자기 방식의 동기발전기(200)는 진상 부하에 대하여도 정격전압을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 급변하는 부하에 대하여도 좋은 응답 특성을 가질 수 있게 된다.In the present embodiment, the AC exciter type synchronous generator 200 controls the field current applied to the field winding 212 of the main generator 210 to be positive or negative by employing the bidirectional power converter 230. As a result, the voltage induced in the armature winding 211 of the main generator 210 is controlled. That is, since the bidirectional power converter 230 can freely control the field current of the main generator 210 to be positive (+) or negative (-), the synchronous generator 200 of the AC exciter type according to the present embodiment is advanced. Not only can the rated voltage be maintained with respect to the load, but also it can have a good response characteristic against a rapidly changing load.

여기서, 계자권선(212)이 권선된 주발전기회전자, 양방향전력변환기(230) 및 전기자권선(221)이 권선된 여자기회전자는 동일한 축에 연결되어 원동기(미도시)에 의해 일정한 속도로 회전한다. 즉, 주발전기(210)는 주발전기회전자에 계자권선(212)이 권선된 회전 계자형 동기발전기이고, 여자기(220)는 여자기회전자에 전기자권선(221)이 권선된 회전 전기자형 동기발전기이다. 도 2에서는 회전축상에 위치하여 원동기에 의해 회전하는 주발전기(210)의 계자권선(212), 양방향전력변환기(230) 및 여자기(220)의 전기자권선(221)을 회전부(250)으로 도시하였다.Here, the main generator rotor, the winding of the field winding 212, the two-way power converter 230 and the excitation rotor, the winding of the armature winding 221 is connected to the same axis to rotate at a constant speed by a prime mover (not shown) do. That is, the main generator 210 is a rotating field type synchronous generator in which the field winding 212 is wound around the main generator rotor, and the exciter 220 is a rotating armature synchronization in which the armature winding 221 is wound around the excitation rotor. It is a generator. In FIG. 2, the field winding 212, the bidirectional power converter 230, and the armature winding 221 of the exciter 220 of the main generator 210 positioned on the rotation axis and rotated by the prime mover are illustrated as the rotating unit 250. It was.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향전력변환기의 회로도를 예시한 도면이다.3A is a diagram illustrating a circuit diagram of a bidirectional power converter according to an embodiment of the present invention.

도 3a에 도시된 바와 같이, 여자기(220)의 전기자권선(221)과 주발전기(210)의 계자권선(212) 사이에 연결된 양방향전력변환기(230)는 여자기(220)의 전기자권선(221)에서 발생한 3상의 교류를 직류로 정류하는 인버터(310), 정류된 직류의 맥동분을 평활하는 평활회로(320), 평활된 직류를 입력으로 하여 (+) 또는 (-)의 DC 전류를 생성하여 주발전기(210)의 계자권선(212)에 공급하는 DC-DC 변환기(330) 및 외부제어신호에 따라 DC-DC 변환기(330)의 스위칭 소자(S1~S4)를 PWM 제어하여 DC-DC 변환기(330)의 출력 전류 방향을 제어하는 PWM 제어기(340)를 포함한다. PWM 제어기(340)의 구체적인 구성은 도 6 및 도 7을 참조하여 별도로 설명하기로 한다.As shown in FIG. 3A, the bidirectional power converter 230 connected between the armature winding 221 of the exciter 220 and the field winding 212 of the main generator 210 is an armature winding of the exciter 220. Inverter 310 for rectifying three-phase alternating current generated in 221 to a direct current, a smoothing circuit 320 for smoothing the pulsation of the rectified direct current, and a smoothed direct current as input to generate a positive or negative DC current. PWM-controlling the switching elements S1 to S4 of the DC-DC converter 330 according to the DC-DC converter 330 and the external control signal generated and supplied to the field winding 212 of the main generator 210. And a PWM controller 340 for controlling the output current direction of the DC converter 330. The detailed configuration of the PWM controller 340 will be described separately with reference to FIGS. 6 and 7.

인버터(310)는 3상 풀-브리지(Full-Bridge) 방식으로 서로 접속된 6개의 다이오드(D1~D6)를 포함하는 3상 전파정류회로로 구성될 수 있다. 보다 상세하게는, 도 3에 도시된 바와 같이 다이오드 쌍({D1,D2}, {D3,D4}, {D5,D6})이 각기 직렬로 접속하여 그 접속점에 3상 교류전류(Ia, Ib, Ic)가 인가되며, 상측 다이오드(D1, D3, D5)의 캐소드(Cathode) 및 하측 다이오드(D2, D4, D6)의 애노드(Anode)에 평활회로(320)가 연결된다.The inverter 310 may be configured as a three-phase full-wave rectifier circuit including six diodes D1 to D6 connected to each other in a three-phase full-bridge manner. More specifically, as shown in FIG. 3, diode pairs {D1, D2}, {D3, D4}, and {D5, D6} are connected in series, respectively, and the three-phase AC current I a , I b and I c are applied, and the smoothing circuit 320 is connected to the cathode of the upper diodes D1, D3, and D5 and the anode of the lower diodes D2, D4, and D6.

DC-DC 변환기(330)는 풀-브리지 방식으로 서로 접속된 4개의 스위칭 소자(S1~S4)로 구성될 수 있다. 보다 상세하게는, 도 3에 도시된 바와 같이 제1스위칭 소자(S1)와 제2스위칭소자(S2)의 공통 접속단(A)이 주발전기(210)의 계자권선(212)의 일단에 연결되고, 제3스위칭 소자(S3) 및 제4스위칭 소자(S4)의 공통 접속단(B)이 주발전기(210)의 계자권선(212)의 타단에 연결된다.The DC-DC converter 330 may be composed of four switching elements S1 to S4 connected to each other in a full-bridge manner. More specifically, as shown in FIG. 3, the common connection terminal A of the first switching element S1 and the second switching element S2 is connected to one end of the field winding 212 of the main generator 210. The common connection end B of the third switching element S3 and the fourth switching element S4 is connected to the other end of the field winding 212 of the main generator 210.

DC-DC 변환기(330)의 스위칭 소자(S1~S4)는 BJT, MOSFET 또는 IGBT 중 어느 하나의 반도체소자와 회생 다이오드(Freewheeling Diode)가 병렬로 결합된 형태일 수 있다.The switching elements S1 to S4 of the DC-DC converter 330 may have a form in which one of the semiconductor elements of the BJT, MOSFET, or IGBT is combined with a regenerative diode in parallel.

한편, 주발전기(210)의 계자전류를 급히 줄일 때에는 주발전기(210)의 계자권선의 Lf 성분에 저장되어 있던 에너지가 회수되어 DC 링크 전압인 VDC가 상승하게 된다. 이러한 DC 링크 전압의 상승으로 인한 손상을 방지하기 위해 평활회로(320)의 커패시턴스를 무한히 키울 수는 없으므로, 주발전기(210)의 계자권선으로부터 회수되는 에너지를 방전하는 브레이킹 회로를 삽입하는 것이 바람직하다.On the other hand, when the field current of the main generator 210 is abruptly reduced, the energy stored in the L f component of the field winding of the main generator 210 is recovered to increase the DC link voltage V DC . Since the capacitance of the smoothing circuit 320 cannot be infinitely increased in order to prevent damage due to the increase of the DC link voltage, it is preferable to insert a braking circuit for discharging energy recovered from the field winding of the main generator 210. .

도 3b는 도 3a의 양방향전력변환기에 브레이킹 회로를 추가한 회로를 예시한 도면이다. 3B is a diagram illustrating a circuit in which a braking circuit is added to the bidirectional power converter of FIG. 3A .

도 3b는 평활회로(320)와 DC-DC 변환기(330) 사이에 브레이킹 회로(335)를 더 포함하는 양방향전력변환기를 예시하고 있다. 브레이킹 회로(335)는 저항 소자 Rdis 및 이와 직렬 연결되어 Rdis의 통전을 스위칭하는 스위칭 소자 S5를 포함할 수 있다. 스위칭 소자 S5의 스위칭 동작을 제어하기 위해 별도의 제어기를 둘 수도 있으나, 도 3b에 도시된 바와 같이 DC-DC 변환기(330)의 스위칭 소자(S1~S4)를 PWM 제어하는 PWM 제어기(340)가 브레이킹 회로(335)의 스위칭 소자 S5의 제어를 병행하도록 구성될 수도 있다. 스위칭 소자 S5는 BJT, MOSFET 또는 IGBT 중 어느 하나의 반도체소자와 회생 다이오드(Freewheeling Diode)가 병렬로 결합된 형태일 수 있다.3B illustrates a bidirectional power converter further including a braking circuit 335 between the smoothing circuit 320 and the DC-DC converter 330. The braking circuit 335 may include a resistance element R dis and a switching element S5 connected in series to switch the energization of R dis . Although a separate controller may be provided to control the switching operation of the switching device S5, as illustrated in FIG. 3B, a PWM controller 340 for PWM controlling the switching devices S1 to S4 of the DC-DC converter 330 may be provided. It may be configured to parallel control of switching element S5 of braking circuit 335. The switching element S5 may have a form in which one of the semiconductor elements of the BJT, the MOSFET, or the IGBT and the regenerative diode are coupled in parallel.

위와 같은 브레이킹 회로(335)를 구비한 양방향전력변환기(230)에서, 만약 주발전기(210)의 계자전류가 급격히 감소하여 VDC가 일정 한도에 도달하면 스위칭 소자 S5가 ON되고, 이에 따라 저항 소자 Rdis를 통해 주발전기(210)의 계자권선으로부터 회수되는 에너지가 소모된다.In the bidirectional power converter 230 having the braking circuit 335 as described above, if the field current of the main generator 210 rapidly decreases and V DC reaches a certain limit, the switching device S5 is turned on, and thus the resistance device is turned on. The energy recovered from the field winding of the main generator 210 through R dis is consumed.

한편, 도 3b에 예시된 바와 달리 브레이킹 회로(335)는 평활회로(320)의 (+) 단자와 DC-DC 변환기(330)의 S1 사이에 상호 병렬로 연결된 저항소자 및 스위칭 소자로 구현될 수도 있다. 이 경우 스위칭 소자는 평상시 ON 상태를 유지하다가, 만약 만약 주발전기(210)의 계자전류가 급격히 감소하여 VDC가 일정 한도에 도달하면 스위칭 소자 S5가 OFF되고, 이에 따라 저항 소자를 통해 주발전기(210)의 계자권선으로부터 회수되는 에너지가 소모된다.Meanwhile, unlike the example illustrated in FIG. 3B, the braking circuit 335 may be implemented as a resistor and a switching device connected in parallel to each other between the positive terminal of the smoothing circuit 320 and S1 of the DC-DC converter 330. have. In this case, the switching element is normally kept ON, but if the field current of the main generator 210 rapidly decreases and V DC reaches a certain limit, the switching element S5 is turned off. Energy recovered from the field winding of 210 is consumed.

이하에서는 도 4a, 도 4b 및 도 5를 참조하여, (+) 혹은 (-) 전류를 출력하기 위한 DC-DC 변환기(330)의 스위칭 동작을 살펴보기로 한다.Hereinafter, a switching operation of the DC-DC converter 330 for outputting a positive or negative current will be described with reference to FIGS. 4A, 4B, and 5.

도 4a는 (+) 전류를 출력하는 DC-DC 변환기의 스위칭 동작의 예시도이고, 도 4b는 (-) 전류를 출력하는 DC-DC 변환기의 스위칭 동작의 예시도이다.4A is an exemplary diagram of a switching operation of a DC-DC converter for outputting a positive current, and FIG. 4B is an illustration of a switching operation of a DC-DC converter for outputting a negative current.

DC-DC 변환기(330)는 4개의 스위칭 소자(S1~S4)의 ON/OFF 동작에 따라 (+) 혹은 (-) 전압을 출력하게 된다. The DC-DC converter 330 outputs a positive or negative voltage according to the ON / OFF operation of the four switching elements S1 to S4.

DC-DC 변환기(330)의 제1스위칭 소자(S1)와 제4스위칭 소자(S4)가 ON 되면, 도 4a에 도시된 경로를 통해 주발전기(210)의 계자권선(212)에 (+) 방향으로 전류가 흐르게 되고, 이때 주발전기(210)의 계자권선(212) 양단에 걸리는 전압 Vf는 (+) 값을 갖게 된다. 출력 전류의 크기 조정은 각 스위칭 소자의 ON시 듀티(Duty)의 조정에 의해 가능하다.When the first switching element S1 and the fourth switching element S4 of the DC-DC converter 330 are turned on, the field winding 212 of the main generator 210 is (+) through the path shown in FIG. 4A. The current flows in the direction, and at this time, the voltage V f across the field winding 212 of the main generator 210 has a positive value. The scaling of the output current is possible by adjusting the duty at the time of turning on each switching element.

또한, DC-DC 변환기(330)의 제2스위칭 소자(S2)와 제3스위칭 소자(S3)가 ON 되면, 도 4b에 도시된 경로를 통해 주발전기(210)의 계자권선(212)에 (-) 방향으로 전류가 흐르게 되고, 이때 주발전기(210)의 계자권선(212) 양단에 걸리는 전압 Vf는 (-) 값을 갖게 된다. 출력 전압의 크기 조정은 각 스위칭 소자의 ON시 듀티(Duty)의 조정에 의해 가능하다.In addition, when the second switching element S2 and the third switching element S3 of the DC-DC converter 330 are turned on, the field winding 212 of the main generator 210 is connected to the field winding 212 through the path shown in FIG. A current flows in the negative direction, and at this time, the voltage V f across the field winding 212 of the main generator 210 has a negative value. The adjustment of the output voltage can be made by adjusting the duty when each switching element is turned on.

이와 달리, 제1스위칭 소자(S1)과 제3스위칭 소자(S3)가 ON 되거나, 제2스위칭 소자(S2)와 제4스위칭 소자(S4)가 ON 되는 경우에는 주발전기(210)의 계자권선(212)에는 전류가 흐르지 않고, 주발전기(210)의 계자권선(212) 양단에 걸리는 전압 Vf 또한 0이 된다.On the contrary, when the first switching element S1 and the third switching element S3 are turned on or when the second switching element S2 and the fourth switching element S4 are turned on, the field winding of the main generator 210 is turned on. No current flows through 212, and the voltage V f across the field winding 212 of the main generator 210 also becomes zero.

이와 같은 방식으로 DC-DC 변환기(330)의 스위칭 소자들을 ON/OFF 시킴으로써 주발전기(210)의 계자권선(212)에 인가되는 전류의 방향을 양방향으로 제어하는 것이 가능하게 된다.By turning on / off the switching elements of the DC-DC converter 330 in this manner, it becomes possible to control the direction of the current applied to the field winding 212 of the main generator 210 in both directions.

도 5는 DC-DC 변환기의 스위칭 동작에 따른 노드 A의 전압 VA, 노드 B의 전압 VB 및 주발전기의 계자권선 양단에 걸리는 전압 Vf의 파형을 개략적으로 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating the waveform of node A voltage V A, the voltage V f applied to the field winding opposite ends of the voltage V B and the main generator of the node B in accordance with the switching operation of the DC-DC converter.

여기서 VA은 제1스위칭 소자(S1)와 제2스위칭 소자(S2)의 접점인 노드 A의 전압을 의미하고, VB는 제3스위칭 소자(S3)와 제4스위칭 소자(S4)의 접점인 노드 B의 전압을 의미하며, Vf는 노드 A와 노드 B 간의 전압으로 주발전기(210)의 계자권선(212)에 가해지는 전압을 의미한다.Here, V A denotes the voltage of the node A which is a contact point of the first switching element (S1) and the second switching element (S2), V B is a contact of the third switching element (S3) and the fourth switching element (S4). The node B refers to the voltage of the node B, and V f means the voltage applied to the field winding 212 of the main generator 210 as a voltage between the node A and the node B.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, DC-DC 변환기(330)의 스위칭 동작이 [S1 ON, S2 OFF, S3 OFF, S4 ON] → [S1 ON, S2 OFF, S3 ON, S4 OFF] → [S1 ON, S2 OFF, S3 OFF, S4 ON] → [S1 OFF, S2 ON, S3 OFF, S4 ON] 순으로 반복되면, Vf는 (+)VDC 값을 갖는 펄스 형태를 갖게 된다.As shown in (a) of FIG. 5, the switching operation of the DC-DC converter 330 is [S1 ON, S2 OFF, S3 OFF, S4 ON] → [S1 ON, S2 OFF, S3 ON, S4 OFF]. → [S1 ON, S2 OFF, S3 OFF, S4 ON] → [S1 OFF, S2 ON, S3 OFF, S4 ON] When repeated, V f has a pulse shape with a positive V DC value.

또한 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, [S1 ON, S2 OFF, S3 ON, S4 OFF] → [S1 OFF, S2 ON, S3 ON, S4 OFF] → [S1 OFF, S2 ON, S3 OFF, S4 ON] → [S1 OFF, S2 ON, S3 ON, S4 OFF] 순으로 스위칭 동작이 반복되면, Vf는 (-)VDC 값을 갖는 펄스 형태를 갖게 된다.In addition, as shown in (b) of FIG. 5, [S1 ON, S2 OFF, S3 ON, S4 OFF] → [S1 OFF, S2 ON, S3 ON, S4 OFF] → [S1 OFF, S2 ON, S3 OFF] , S4 ON] → [S1 OFF, S2 ON, S3 ON, S4 OFF] If the switching operation is repeated, V f has a pulse shape with a negative (-) V DC value.

(+)VDC 또는 (-)VDC 값의 펄스 신호가 주발전기(210)의 계자권선(212)에 인가되는 경우 계자권선(212)의 인덕터 성분(Lf)에 의해 평활한 (+) 전류 또는 (-) 전류가 흐르게 된다.(+) Current smoothed by the inductor component Lf of the field winding 212 when a pulse signal of positive (+) V DC or (-) V DC value is applied to the field winding 212 of the main generator 210 Or a negative current flows.

한편, 도 3의 PWM 제어기(340)는 외부제어신호에 따라, DC-DC 변환기(330)가 (+) 혹은 (-) 전류 또는 전압을 출력하도록 스위칭 소자(S1~S4)의 스위칭 동작을 제어하는데, 이 외부제어신호를 수신하기 위한 수단을 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.Meanwhile, the PWM controller 340 of FIG. 3 controls the switching operation of the switching elements S1 to S4 such that the DC-DC converter 330 outputs a positive or negative current or voltage according to an external control signal. The means for receiving the external control signal will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

도 6은 도 3에 도시된 PWM 제어기의 구성을 간략히 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a configuration of the PWM controller shown in FIG. 3.

도 6에 도시된 바와 같이 PWM 제어기(340)는 외부제어장치(미도시)에 연결된 제어신호송신수단(630)으로부터 외부제어신호를 수신하는 제어신호수신수단(610)과 수신된 외부제어신호에 따라 DC-DC 변환기(330)의 스위칭 소자(S1~S4)의 스위칭 동작을 PWM 제어하는 제어회로부(620)로 구성된다.As illustrated in FIG. 6, the PWM controller 340 may be configured to control signal receiving means 610 for receiving an external control signal from a control signal transmitting means 630 connected to an external control device (not shown) and to the received external control signal. Accordingly, the control circuit unit 620 controls the switching operation of the switching elements S1 to S4 of the DC-DC converter 330.

외부제어장치(미도시)에 연결된 제어신호송신수단(630)과 PWM 제어기(340)의 제어신호수신수단(610)은 다양한 방식의 신호전송수단으로 구현될 수 있으며, 예를 들어 각각 RF송신기 및 RF수신기로 구현되거나 광송신기 및 광수신기로 구현될 수 있다.The control signal transmission means 630 and the control signal reception means 610 of the PWM controller 340 connected to an external control device (not shown) may be implemented by various means of signal transmission means, for example, RF transmitter and It may be implemented as an RF receiver or as an optical transmitter and an optical receiver.

또한, PWM 제어기(340)은 동기 발전기(200)의 상태정보를 외부제어장치(미도시)에 연결된 상태정보수신수단(635)으로 전송하는 상태정보송신수단(615)을 더 포함할 수 있다. 여기서 상태정보는 주발전기(212)의 계자전류, DC 링크전압 VDC, 주발전기(210)의 계자권선(212) 양단의 전압 Vf, PWM 제어기(340)의 동작상태 등일 수 있다.In addition, the PWM controller 340 may further include a state information transmitting means 615 for transmitting the state information of the synchronous generator 200 to the state information receiving means 635 connected to an external control device (not shown). The state information may be a field current of the main generator 212, a DC link voltage V DC , a voltage V f across the field winding 212 of the main generator 210, an operation state of the PWM controller 340, and the like.

외부제어장치(미도시)에 연결된 상태정보수신수단(635)과 PWM 제어기(340)의 상태정보송신수단(615)은 다양한 방식의 신호전송수단으로 구현될 수 있으며, 예를 들어 각각 RF송신기 및 RF수신기로 구현되거나 광송신기 및 광수신기로 구현될 수 있다.The state information receiving means 635 and the state information transmitting means 615 of the PWM controller 340 connected to an external control device (not shown) may be implemented by various means of signal transmitting means, for example, RF transmitter and It may be implemented as an RF receiver or as an optical transmitter and an optical receiver.

또한, PWM 제어기(340)은 주발전기(212)의 계자전류를 측정하는 측정수단(미도시)으로부터 측정된 계자전류를 입력받아 DC-DC 변환기(330)의 스위칭 소자의 듀티(Duty)를 조정함으로써 DC-DC 변환기(330)의 출력 전압의 크기를 조정하도록 구현될 수 있다.In addition, the PWM controller 340 receives the measured field current from the measuring means (not shown) for measuring the field current of the main generator 212 to adjust the duty of the switching element of the DC-DC converter 330. This may be implemented to adjust the magnitude of the output voltage of the DC-DC converter 330.

한편, 외부제어장치(미도시)에 연결된 제어신호송신수단(630) 및 상태정보수신수단(635)은 교류 여자기 방식의 동기발전기(200)의 고정자 또는 하우징에 고정되어 있는 반면에, PWM 제어기(340)의 제어신호수신수단(610) 및 상태정보송신수단(615)은 회전축과 함께 회전하게 된다. 따라서, 이들 송신/수신수단들(610, 615, 630, 635)을 RF 송수신기로 구현하는 경우와는 달리, 광송수신기로 구현하는 경우에는 광신호의 송수신을 담보할 수 있는 광송수신기의 구성이 필요하다. 이를 위해 본 실시예에서는 도 7과 같은 형태로 광송수신기를 구성하였다.On the other hand, the control signal transmission means 630 and the state information receiving means 635 connected to the external control device (not shown) are fixed to the stator or housing of the synchronous generator 200 of the AC excitation method, whereas the PWM controller The control signal receiving means 610 and the state information transmitting means 615 of 340 rotate together with the rotating shaft. Therefore, unlike the case where the transmitting / receiving means 610, 615, 630, and 635 are implemented as an RF transceiver, an optical transceiver is required to construct an optical transmitter that can guarantee transmission and reception of an optical signal. Do. To this end, in the present embodiment, the optical transceiver is configured in the form as shown in FIG. 7.

도 7은 도 6의 제어신호의 송신/수신수단 및 상태정보의 송신/수신수단을 각각 광송수신기로 구현한 경우에 각 광송수신기의 개략적인 구성을 예시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of each optical transceiver when the transmission / reception means of the control signal and the transmission / reception means of the status information of FIG. 6 are implemented as optical transmitters, respectively.

혼동을 피하기 위해, PWM 제어기(340)의 제어신호수신수단(610) 및 상태정보송신수단(615)으로서 구현된 광송수신기를 '제1광송수신기'라고 칭하고, 외부제어장치(미도시)에 연결된 제어신호송신수단(630) 및 상태정보수신수단(635)으로서 구현된 광송수신기를 '제2광송수신기'라고 칭한다.In order to avoid confusion, the optical signal receiver implemented as the control signal receiving means 610 and the status information transmitting means 615 of the PWM controller 340 is called a "first optical transmitter" and connected to an external control device (not shown). The optical transmitter implemented as the control signal transmission means 630 and the status information receiving means 635 is called a "second optical transmitter".

앞서 언급한 바와 같이, 제1광송수신기는 주발전기회전자의 회전축에 위치하여 주발전기회전자와 함께 회전함을 유의한다. 제1광송수신기는 회전축상에 위치한 수신부 및 이와 소정의 거리만큼 이격되어 방사형으로 위치한 복수 개의 송신부를 포함한다. 도 9의 (a)는 1개의 수신부(711) 및 6개의 송신부(712a~712f)를 구비한 제1광송수신기(710)를 예시하고 있다. 여기서 Y축은 주발전기회전자의 회전축과 동일하다.As mentioned above, it is noted that the first optical transceiver is located on the rotation axis of the main generator rotor to rotate together with the main generator rotor. The first optical transmitter includes a receiver located on a rotation axis and a plurality of transmitters radially spaced apart from the predetermined distance. 9A illustrates a first optical transmitter 710 having one receiver 711 and six transmitters 712a to 712f. Here, the Y axis is the same as the rotation axis of the main generator rotor.

제2광송수신기는 동기발전기(200)의 고정자 또는 하우징에 고정되어 있다. 제2광송수신기는 주발전기회전자의 회전축의 연장선상에 위치한 송신부 및 이와 소정의 거리만큼 방사상으로 이격되어 위치한 적어도 하나 이상의 수신부를 포함한다. 도 7의 (b)는 1개의 송신부(731) 및 1개의 수신부(732)를 가진 제2광송수신기(730)를 예시하고 있다.The second optical transmitter is fixed to the stator or the housing of the synchronous generator 200. The second optical transceiver includes a transmitter positioned on an extension line of the rotation axis of the main generator rotor and at least one receiver disposed radially spaced apart from the predetermined distance by the transmitter. 7B illustrates a second optical transmitter 730 having one transmitter 731 and one receiver 732.

제1광송수신기(710)의 수신부(711)와 제2광송수신기(730)의 송신부(731)가 동일축상에 있으므로, 제1광송수신기(710)의 수신부(711)가 회전하더라도 제2광송수신기(730)의 송신부(731)로부터 송신된 광신호(외부제어신호)를 항상 수신할 수 있다. Since the receiver 711 of the first optical receiver 710 and the transmitter 731 of the second optical receiver 730 are on the same axis, even if the receiver 711 of the first optical receiver 710 rotates, the second optical receiver The optical signal (external control signal) transmitted from the transmitter 731 of 730 can always be received.

한편, 도 7의 (b)에 도시된 6개의 원(713a~713f)은 각각 도 7의 (a)에 도시된 제1광송수신기(710)의 6개의 송신부(712a~712f)로부터 송신된 광신호의 수신범위를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 6개의 수신범위가 서로 중첩되게 각 송신부(712a~712f)를 배치함으로써, 제1광송수신기(710)의 송신기(712a~712f)가 회전하더라도 제2광송수신기(730)의 수신기(732)가 적어도 하나의 수신범위(713a~713f)에 위치하게 된다.On the other hand, the six circles 713a to 713f illustrated in FIG. 7B are light transmitted from the six transmitters 712a to 712f of the first optical transmitter 710 illustrated in FIG. 7A, respectively. The reception range of the signal is shown. As shown in FIG. 6, the transmitters 712a to 712f are arranged such that the six reception ranges overlap each other, so that the receiver of the second optical receiver 730 may rotate even if the transmitters 712a to 712f of the first optical receiver 710 rotate. 732 is positioned in at least one receiving range 713a to 713f.

한편, 도 2의 양방향전력변환기(230)는 실리콘 제어 정류소자(Silicon Controlled Rectifier: SCR)로 구현될 수 있는데, 이를 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.Meanwhile, the bidirectional power converter 230 of FIG. 2 may be implemented as a silicon controlled rectifier (SCR), which will be described with reference to FIG. 8.

도 8은 실리콘 제어 정류소자로 구현된 양방향전력변환기의 회로도이다.8 is a circuit diagram of a bidirectional power converter implemented with a silicon controlled rectifier.

도 8에 도시된 바와 같이, 양방향전력변환기는 3상 풀-브리지 방식으로 서로 접속된 6개의 실리콘 제어 정류소자({SCR1~SCR6}, {SCR7~SCR12})를 포함하는 3상 전파정류회로 2쌍(811, 812)과 실리콘 제어 정류소자들(SCR1~SCR12)의 점호를 제어하는 점호펄스를 발생시키는 점호 제어기(830)로 구현될 수 있다.As shown in FIG. 8, the bidirectional power converter includes a three-phase full-wave rectifier circuit 2 including six silicon controlled rectifiers {SCR1 to SCR6} and {SCR7 to SCR12} connected to each other in a three-phase full-bridge method. The controller 830 may generate a firing pulse for controlling the firing of the pairs 811 and 812 and the silicon controlled rectifiers SCR1 to SCR12.

3상 전파정류회로 2쌍(811, 812)은 모두 여자기(220)의 전기자권선(221)의 출력을 입력으로 하되, 서로 역방향으로 결합되어 있다. 따라서 제1전파정류회로(811)의 실리콘 제어 정류소자들(SCR1~SCR6)이 ON 되고 제2전파정류회로(812)의 실리콘 제어 정류소자들(SCR7~SCR12)이 OFF 되는 경우, 주발전기(210)의 계자권선(212)에는 (+)방향(시계방향)으로 전류가 흐르게 된다. 만일 제1전파정류회로(811)의 실리콘 제어 정류소자들(SCR1~SCR6)이 OFF 되고 제2전파정류회로의 실리콘 제어 정류소자들(SCR7~SCR12)이 ON 되는 경우, 주발전기(210)의 계자권선(212)에는 (-)방향(반시계방향)으로 전류가 흐르게 된다. 이렇게 제1전파정류회로(811)와 제2전파정류회로(812)를 점호함으로써 주발전기(210)의 계자권선(212)에 인가되는 계자전류의 방향을 양방향으로 제어할 수 있다.Two pairs of three-phase full-wave rectifier circuits 811 and 812 are input to the armature winding 221 of the exciter 220, but are coupled in opposite directions. Therefore, when the silicon control rectifier elements SCR1 to SCR6 of the first full-wave rectifier circuit 811 are turned on and the silicon control rectifier elements SCR7 to SCR12 of the second full-wave rectifier circuit 812 are turned off, the main generator ( An electric current flows in the field winding 212 of 210 in the (+) direction (clockwise). If the silicon controlled rectifier elements SCR1 to SCR6 of the first full-wave rectifier circuit 811 are turned off and the silicon controlled rectifier elements SCR7 to SCR12 of the second full-wave rectifier circuit are turned on, the main generator 210 of the main generator 210 is turned on. In the field winding 212, a current flows in the negative (counterclockwise) direction. In this way, the first full-wave rectifier circuit 811 and the second full-wave rectifier circuit 812 are controlled by the two directions of the field current applied to the field winding 212 of the main generator 210.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and changes may be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the embodiments. Therefore, the present embodiments are to be construed as illustrative rather than restrictive, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

200: 동기발전기 210: 주발전기
211: (주발전기의) 전기자권선 212: (주발전기의) 계자권선
220: 여자기 221: (여자기의) 전기자권선
222: (여자기의) 계자권선 230: 양방향전력변환기
240: 자동전압조정기 250: 회전부
260: 부하 310: 인버터
320: 평활회로 325: 브레이킹 회로
330: DC-DC 변환기 340: PWM 제어기
610: 제어신호수신수단 615: 상태정보송신수단
620: 제어회로부 630: 제어신호송신수단
635: 상태정보수신수단
711: (제1광송수신기의) 수신부
712a~712f: (제1광송수신기의) 송신부
731: (제2광송수신기의) 송신부
732: (제2광송수신기의) 수신부
200: synchronous generator 210: main generator
211: Armature winding (of main generator) 212: Field winding (of main generator)
220: Exodus 221: (Excitation) Armature winding
222: field winding 230: bidirectional power converter
240: automatic voltage regulator 250: rotating part
260: load 310: inverter
320: smoothing circuit 325: breaking circuit
330: DC-DC converter 340: PWM controller
610: control signal receiving means 615: status information transmitting means
620: control circuit unit 630: control signal transmission means
635: status information receiving means
711: receiver of the first optical transceiver
712a-712f: transmitting unit (of the first optical transceiver)
731: transmitting unit (of the second optical transceiver)
732: receiving unit (of the second optical transceiver)

Claims (15)

3상의 교류전력을 발생하는 전기자권선이 권선된 주발전기고정자 및 DC 전류를 인가받아 자계를 형성하는 계자권선이 권선된 주발전기회전자를 구비한 주발전기;
상기 주발전기에 필요한 계자전류를 출력하는 전기자권선이 권선되고 상기 주발전기회전자와 동일축상에 위치한 여자기회전자 및 다극의 자계를 형성하는 여자기고정자를 구비한 여자기; 및
상기 주발전기회전자와 동일축상에 위치하여, 상기 여자기의 전기자 권선에서 발생한 교류를 외부제어신호에 따라 (+) 또는 (-) 방향의 DC 전류로 변환하여 상기 주발전기의 계자권선에 공급하는 양방향전력변환기
를 포함하는 교류 여자기 방식의 동기발전기.
A main generator having a main generator stator wound with an armature winding generating three-phase AC power and a main generator rotor wound with a field winding forming a magnetic field by receiving a DC current;
An exciter having an armature winding for outputting a field current required for the main generator, an exciter rotor located on the same axis as the main generator rotor, and an exciter stator for forming a multipolar magnetic field; And
Located on the same axis as the main generator rotor, converts the alternating current generated in the armature winding of the exciter to a DC current in the (+) or (-) direction in accordance with an external control signal to supply to the field winding of the main generator Bidirectional Power Converter
AC exciter type synchronous generator comprising a.
제1항에 있어서,
상기 양방향전력변환기는,
상기 여자기의 전기자권선에서 발생한 3상의 교류를 직류로 정류하는 인버터;
정류된 직류의 맥동분을 평활하는 평활회로;
평활된 직류를 입력으로 하여 (+) 또는 (-) 방향의 DC 전류를 생성하여 상기 주발전기의 계자권선에 공급하는 DC-DC 변환기; 및
상기 외부제어신호에 따라 상기 DC-DC 변환기의 스위칭 소자를 PWM 제어하여, 상기 DC-DC 변환기의 출력 전류 방향을 제어하는 PWM 제어기
를 포함하는 것을 특징으로 하는 교류 여자기 방식의 동기발전기.
The method of claim 1,
The bidirectional power converter,
An inverter for rectifying three-phase alternating current generated in the armature winding of the exciter into direct current;
A smoothing circuit for smoothing the pulsating powder of rectified DC;
A DC-DC converter for generating a DC current in a positive (+) or (-) direction by supplying a smoothed direct current to the field winding of the main generator; And
PWM controller for controlling the output current direction of the DC-DC converter by PWM control the switching element of the DC-DC converter according to the external control signal
AC excitation system synchronous generator comprising a.
제2항에 있어서,
상기 양방향전력변환기는,
상기 DC-DC 변환기의 입력단의 전압이 소정의 한도에 도달하면 통전되어, 상기 주발전기의 계자권선으로부터 회수되는 에너지를 방전하는 브레이킹 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 교류 여자기 방식의 동기발전기.
3. The method of claim 2,
The bidirectional power converter,
And a braking circuit that is energized when the voltage at the input terminal of the DC-DC converter reaches a predetermined limit, and discharges energy recovered from the field windings of the main generator.
제3항에 있어서,
상기 인버터는 3상 풀-브리지(Full-Bridge) 방식으로 상호 접속된 6개의 다이오드를 포함하는 3상 전파정류회로로 구성되고,
상기 DC-DC 변환기는 풀-브리지 방식으로 서로 접속된 4개의 스위칭 소자로 구성되며,
상기 브레이킹 회로는 상호 직렬 연결된 저항 소자 및 스위칭 소자로 구성된 것을 특징으로 하는 교류 여자기 방식의 동기발전기.
The method of claim 3,
The inverter consists of a three-phase full-wave rectification circuit including six diodes interconnected in a three-phase full-bridge scheme,
The DC-DC converter is composed of four switching elements connected to each other in a full-bridge manner,
The braking circuit is an AC exciter type synchronous generator, characterized in that consisting of a series of resistance elements and switching elements connected in series.
제4항에 있어서,
상기 DC-DC 변환기의 스위칭 소자는,
BJT, MOSFET 또는 IGBT 중 어느 하나의 반도체소자와 회생 다이오드(Free Wheeling Diode)가 병렬로 결합된 것을 특징으로 하는 교류 여자기 방식의 동기발전기.
5. The method of claim 4,
The switching element of the DC-DC converter,
An alternating current excitation type synchronous generator characterized in that the semiconductor element of any one of the BJT, MOSFET or IGBT and the regenerative diode (Free Wheeling Diode) is coupled in parallel.
제4항에 있어서,
상기 양방향전력변환기의 PWM 제어기는,
외부의 제어신호송신수단으로부터 상기 외부제어신호를 수신하는 제어신호수신수단 및 수신한 외부제어신호에 따라 상기 DC-DC 변환기의 스위칭 소자를 ON/OFF하는 PWM 신호를 발생시키는 제어회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 교류 여자기 방식의 동기발전기.
5. The method of claim 4,
PWM controller of the bidirectional power converter,
A control signal receiving means for receiving the external control signal from an external control signal transmission means and a control circuit portion for generating a PWM signal for turning on / off the switching element of the DC-DC converter according to the received external control signal. AC exciter type synchronous generator characterized in that.
제6항에 있어서,
상기 양방향전력변환기의 PWM 제어기는,
동기 발전기의 상태정보를 외부로 전송하는 상태정보송신수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교류 여자 방식의 동기발전기.
The method according to claim 6,
PWM controller of the bidirectional power converter,
AC excitation type synchronous generator, characterized in that it further comprises a status information transmitting means for transmitting the status information of the synchronous generator to the outside.
제7항에 있어서,
상기 제어신호수신수단은 RF수신기 또는 광수신기 중 어느 하나의 수단으로 구현되고, 상기 상태정보송신수단은 RF송신기 또는 광송신기 중 어느 하나의 수단으로 구현된 것을 특징으로 하는 교류 여자기 방식의 동기발전기.
The method of claim 7, wherein
The control signal receiving means is implemented by any one means of an RF receiver or an optical receiver, and the status information transmitting means is implemented by any one means of an RF transmitter or an optical transmitter. .
제7항에 있어서,
상기 제어신호수신수단은 상기 주발전기회전자의 회전축에 위치하는 광수신기로 구현되고,
상기 상태정보송신수단은 상기 광수신기와 소정의 거리만큼 이격되어 방사형으로 위치한 복수 개의 송신부가 구비된 광송신기로 구현된 것을 특징으로 하는 교류 여자기 방식의 동기발전기.
The method of claim 7, wherein
The control signal receiving means is implemented with an optical receiver located on the rotation axis of the main generator rotor,
The state information transmitting means is an AC exciter type synchronous generator, characterized in that implemented as an optical transmitter having a plurality of transmitters radially spaced apart from the optical receiver by a predetermined distance.
제1항에 있어서,
상기 양방향전력변환기는,
3상 풀-브리지 방식으로 서로 접속된 6개의 실리콘 제어 정류소자(Silicon Controlled Rectifier: SCR)를 포함하는 3상 전파정류회로 2쌍과 상기 실리콘 제어 정류소자의 점호를 제어하는 점호펄스를 발생시키는 점호 제어기를 포함하되,
상기 3상 전파정류회로 2쌍은 상기 여자기의 전기자권선과 상기 주발전기의 계자권선 사이에 서로 반대 위상으로 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 교류 여자기 방식의 동기발전기.
The method of claim 1,
The bidirectional power converter,
Two-phase full-wave rectification circuit including six silicon controlled rectifiers (SCR) connected to each other in a three-phase full-bridge method and a firing controller for generating a firing pulse for controlling the firing of the silicon-controlled rectifiers Including but not limited to:
The pair of three-phase full-wave rectifier circuit is the AC excitation type synchronous generator, characterized in that connected in parallel with the phase between the armature winding of the exciter and the field winding of the main generator in parallel.
제1항에 있어서,
상기 여자기고정자의 자극은 자동전압조정기(Automatic Voltage Regulator: AVR)로부터 전류를 인가받은 계자권선으로 형성된 것을 특징으로 하는 동기발전기의 교류 여자기 방식의 동기발전기.
The method of claim 1,
The exciter of the exciter stator is an AC exciter type synchronous generator of the synchronous generator, characterized in that formed by the field winding applied current from the Automatic Voltage Regulator (AVR).
3상의 교류전력을 발생하는 전기자권선이 권선된 주발전기고정자 및 DC 전류를 인가받아 자계를 형성하는 계자권선이 권선된 주발전기회전자를 구비한 주발전기의 여자를 위한 교류 여자기 방식의 여자 시스템에 있어서,
상기 주발전기에 필요한 계자전류를 출력하는 전기자권선이 권선되고 상기 주발전기회전자와 동일축상에 위치한 여자기회전자 및 다극의 자계를 형성하는 여자기고정자를 구비한 여자기; 및
상기 주발전기회전자와 동일축상에 위치하여, 상기 여자기의 전기자 권선에서 발생한 교류를 외부제어신호에 따라 (+) 또는 (-) 방향의 DC 전류로 변환하여 상기 주발전기의 계자권선에 공급하는 양방향전력변환기
를 포함하는 동기발전기의 교류 여자기 방식의 여자 시스템.
AC excitation type excitation system for the excitation of the main generator with a main generator stator wound with an armature winding generating three-phase AC power and a main generator rotor wound with a field current applied to form a magnetic field To
An exciter having an armature winding for outputting a field current required for the main generator, an exciter rotor located on the same axis as the main generator rotor, and an exciter stator for forming a multipolar magnetic field; And
Located on the same axis as the main generator rotor, converts the alternating current generated in the armature winding of the exciter to a DC current in the (+) or (-) direction in accordance with an external control signal to supply to the field winding of the main generator Bidirectional Power Converter
Excitation excitation system of the synchronous generator comprising a.
제12항에 있어서,
상기 양방향전력변환기는,
상기 여자기에서 발생된 3상 교류를 직류로 정류하는, 3상 풀-브리지 방식으로 서로 접속된 6개의 다이오드를 포함하는 3상 전파정류회로;
정류된 직류의 맥동분을 평활하는 평활회로;
평활된 직류를 입력으로 하여 (+) 또는 (-) 방향의 DC 전류를 생성하여 상기 주발전기의 계자권선에 공급하는, 풀-브리지 방식으로 서로 접속된 4개의 스위칭 소자로 구성된 DC-DC 변환기; 및
상기 외부제어신호에 따라 상기 DC-DC 변환기의 스위칭 소자를 PWM 제어하여, 상기 DC-DC 변환기의 출력 전류 방향을 제어하는 제어기
를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기발전기의 교류 여자기 방식의 여자 시스템.
The method of claim 12,
The bidirectional power converter,
A three-phase full-wave rectifying circuit comprising six diodes connected to each other in a three-phase full-bridge method for rectifying the three-phase alternating current generated in the exciter to direct current;
A smoothing circuit for smoothing the pulsating powder of rectified DC;
A DC-DC converter composed of four switching elements connected to each other in a full-bridge manner to generate a DC current in a positive (+) or (−) direction by inputting a smoothed direct current to a field winding of the main generator; And
A controller for controlling the output current direction of the DC-DC converter by PWM controlling the switching element of the DC-DC converter according to the external control signal
The excitation system of the AC excitation method of the synchronous generator comprising a.
제13항에 있어서,
상기 양방향전력변환기는,
상기 DC-DC 변환기의 입력단의 전압이 소정의 한도에 도달하면 통전되어 상기 주발전기의 계자권선으로부터 회수되는 에너지를 방전하는, 상호 직렬 연결된 저항 소자 및 스위칭 소자를 구비한 브레이킹 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 교류 여자기 방식의 여자 시스템.
14. The method of claim 13,
The bidirectional power converter,
And a braking circuit having a resistance element and a switching element connected to each other, which are energized when the voltage at the input terminal of the DC-DC converter reaches a predetermined limit and discharges energy recovered from the field winding of the main generator. The excitation system of the alternating current excitation system.
제12항에 있어서,
상기 양방향전력변환기는,
3상 풀-브리지 방식으로 서로 접속된 6개의 실리콘 제어 정류소자를 포함하는 3상 전파정류회로 2쌍과 상기 실리콘 제어 정류소자의 점호를 제어하는 점호펄스를 발생시키는 점호 제어기를 포함하되,
상기 3상 전파정류회로 2쌍은 상기 여자기의 전기자권선과 상기 주발전기의 계자권선 사이에 서로 반대 위상으로 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 동기발전기의 교류 여자기 방식의 여자 시스템.
The method of claim 12,
The bidirectional power converter,
A pair of three-phase full-wave rectifying circuits including six silicon-controlled rectifiers connected to each other in a three-phase full-bridge method and a firing controller for generating a firing pulse for controlling the firing of the silicon-controlled rectifiers;
And two pairs of three-phase full-wave rectifier circuits are coupled in parallel with each other in parallel phase between the armature winding of the exciter and the field winding of the main generator.
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KR101414276B1 (en) 2013-07-17 2014-07-02 주식회사 이투에스 Inverter Type Voltage Output Test Equipemnet for Generator Excitation
KR20160111680A (en) * 2015-03-17 2016-09-27 한양대학교 에리카산학협력단 Brushless Synchronous Motor and Operating Method thereof
KR20160139952A (en) * 2015-05-29 2016-12-07 주식회사 만도 Power conversion system for electric vehicles
KR20190141890A (en) 2018-06-15 2019-12-26 신재용 Power generating station for disaster countermeasure
KR20200014600A (en) * 2018-08-01 2020-02-11 경성대학교 산학협력단 Bidirectional direct current generator and Hybrid generator capable of bidirectional magnetic flux control using therof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4032835A (en) * 1976-03-15 1977-06-28 Westinghouse Electric Corporation Brushless exciter supplemental ceiling excitation system
JP2001103795A (en) 1999-10-01 2001-04-13 Meidensha Corp Stationary exciting device for synchronous generator
KR20120040515A (en) * 2010-10-19 2012-04-27 삼성전기주식회사 Charging equipment of variable frequency control for power factor
US20120153904A1 (en) 2010-12-16 2012-06-21 Albsmeier Eric D Resonant commutation system for exciting a three-phase alternator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4032835A (en) * 1976-03-15 1977-06-28 Westinghouse Electric Corporation Brushless exciter supplemental ceiling excitation system
JP2001103795A (en) 1999-10-01 2001-04-13 Meidensha Corp Stationary exciting device for synchronous generator
KR20120040515A (en) * 2010-10-19 2012-04-27 삼성전기주식회사 Charging equipment of variable frequency control for power factor
US20120153904A1 (en) 2010-12-16 2012-06-21 Albsmeier Eric D Resonant commutation system for exciting a three-phase alternator

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101414276B1 (en) 2013-07-17 2014-07-02 주식회사 이투에스 Inverter Type Voltage Output Test Equipemnet for Generator Excitation
KR20160111680A (en) * 2015-03-17 2016-09-27 한양대학교 에리카산학협력단 Brushless Synchronous Motor and Operating Method thereof
KR101685283B1 (en) 2015-03-17 2016-12-12 한양대학교 에리카산학협력단 Brushless Synchronous Motor and Operating Method thereof
KR20160139952A (en) * 2015-05-29 2016-12-07 주식회사 만도 Power conversion system for electric vehicles
KR102397459B1 (en) 2015-05-29 2022-05-13 주식회사 만도 Power conversion system for electric vehicles
KR20190141890A (en) 2018-06-15 2019-12-26 신재용 Power generating station for disaster countermeasure
KR20200014600A (en) * 2018-08-01 2020-02-11 경성대학교 산학협력단 Bidirectional direct current generator and Hybrid generator capable of bidirectional magnetic flux control using therof
KR102109773B1 (en) * 2018-08-01 2020-05-26 경성대학교 산학협력단 Bidirectional direct current generator and Hybrid generator capable of bidirectional magnetic flux control using therof

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