KR101435649B1 - Power conversion device having precharging circuit - Google Patents

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KR101435649B1
KR101435649B1 KR1020130075231A KR20130075231A KR101435649B1 KR 101435649 B1 KR101435649 B1 KR 101435649B1 KR 1020130075231 A KR1020130075231 A KR 1020130075231A KR 20130075231 A KR20130075231 A KR 20130075231A KR 101435649 B1 KR101435649 B1 KR 101435649B1
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power conversion
initial charging
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KR1020130075231A
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Inventor
김명호
박일우
하성훈
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삼성중공업 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

Abstract

Disclosed is a power converting device. The power converting device includes: a plurality of power converting units which converts power supplied from a system and outputs the converted power; and an initial charging circuit for charging a direct current (DC) link unit which is individually included in the power converting unit with a designated voltage.

Description

전력 변환 장치{Power conversion device having precharging circuit}[0001] Power conversion device having precharging circuit [0002]

본 발명은 전력 변환 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a power conversion apparatus.

종래의 전력 변환 장치는 절연을 위해 다권선 변압기를 필요로 하고 각 상(phase)마다 절연된 직류(DC) 전압원(후술될 도 1의 DC 링크부)을 구비하도록 구성된다.Conventional power conversion apparatuses are configured to require a multi-winding transformer for insulation and have a direct current (DC) voltage source (DC link portion of FIG. 1 to be described later) insulated for each phase.

도 1에는 종래기술에 따른 멀티레벨 전력 변환 장치 중 5레벨의 직렬 연결된 3레벨 H 브릿지(Five-level SC3LHB) 컨버터 구조가 도시되어 있다. 즉, 도시된 컨버터 구조는 3레벨의 PWM(Pulse Width Modulation) 스위칭 레벨(즉, 각 상의 모듈에서 만들어지는 PWM 전압이 극성별로 ±DC, ±DC/2 및 0인 3가지 레벨)을 가지고, 직렬 연결된 3레벨 H 브릿지에 의해 최종적으로 5레벨의 파형이 생성된다.FIG. 1 shows a five-level serial-connected three-level H-bridge (five-level SC3LHB) converter structure of a conventional multi-level power conversion device. That is, the illustrated converter structure has three levels of PWM (Pulse Width Modulation) switching levels (i.e., three levels in which the PWM voltage produced by each phase module is +/- DC, +/- DC / A 5-level waveform is finally generated by the connected 3-level H-bridge.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 전력 변환 장치는 복수의 변압기, 컨버터부(110), DC 링크부(120), 인버터부(130) 및 초기 충전 회로부(140)를 포함하여 구성된다. 1, the power conversion apparatus according to the related art includes a plurality of transformers, a converter unit 110, a DC link unit 120, an inverter unit 130, and an initial charging circuit unit 140 .

컨버터부(110)는 계통(Grid)으로부터 공급되는 교류(AC) 전압을 직류 전압으로 변환한다. 컨버터부(110)는 예를 들어 일종의 정류기 회로로 구성될 수 있다.The converter unit 110 converts the alternating current (AC) voltage supplied from the grid Grid into a direct current voltage. The converter unit 110 may be formed of, for example, a rectifier circuit.

DC 링크부(120)는 펄스폭 변조(PWM)를 수행하기 위해 직류 전압을 유지하고, 인버터부(130)는 DC 링크부(120)로부터 공급되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환한다. The DC link unit 120 maintains a DC voltage to perform pulse width modulation (PWM), and the inverter unit 130 converts a DC voltage supplied from the DC link unit 120 into an AC voltage.

초기 충전 회로부(140)는 각 상에서의 돌입 전류를 억제하기 위해 DC 링크부(120)를 충전하는 기능을 수행한다.The initial charging circuit unit 140 functions to charge the DC link unit 120 to suppress an inrush current in each phase.

그러나, 종래기술에 따른 전력 변환 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 각 상마다 별도로 구성되어, 시스템이 복잡해지는 문제가 있었다.However, as shown in FIG. 1, the power conversion apparatus according to the related art is separately configured for each phase, and the system becomes complicated.

본 발명은 각 상(phase)별로 독립된 초기 충전 회로부를 구비하는 종래의 구조를 개선하고 각 상과 중성선을 이용하는 통합 초기 충전 방식을 제안함으로써 시스템 구성을 간소화할 있는 전력 변환 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a power conversion device that simplifies the system configuration by improving the conventional structure including an initial charging circuit portion independent of each phase and by suggesting an integrated initial charging method using each phase and a neutral line.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will become readily apparent from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전력 변환 장치에 있어서, 계통(Grid)으로부터 공급되는 전력을 변환하여 출력하는 복수의 전력 변환 유닛; 및 상기 복수의 전력 변환 유닛에 각각 구비된 DC(Direct Current) 링크부를 지정된 전압으로 각각 충전하기 위한 하나의 초기 충전 회로를 포함하는 전력 변환 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power conversion apparatus comprising: a plurality of power conversion units that convert and output power supplied from a grid; And an initial charging circuit for respectively charging a direct current (DC) link unit provided in each of the plurality of power conversion units with a specified voltage.

각각의 상기 전력 변환 유닛은, 계통으로부터 공급되는 전력을 소정의 전압 레벨로 변압하는 변압기; 상기 변압기로부터 출력되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 컨버터부; 상기 컨버터부로부터 출력되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터부; 및 돌입 전류의 방지를 위해 상기 컨버터부와 상기 인버터부의 연결단에 병렬 연결되는 상기 DC 링크부를 포함할 수 있다.Each of the power conversion units includes: a transformer for transforming power supplied from the system to a predetermined voltage level; A converter unit converting an AC voltage output from the transformer into a DC voltage; An inverter unit converting a DC voltage output from the converter unit into an AC voltage; And the DC link unit connected in parallel to a connection end of the converter unit and the inverter unit to prevent an inrush current.

상기 초기 충전 회로는, 초기 충전용 변압기의 중성선과 연결되기 위해 전자 접촉기가 개재(介在)된 제1 연결선; 상기 초기 충전용 변압기의 각 상에 개별 연결되기 위해 양방향 사이리스터 및 전자 접촉기가 개재된 복수의 제2 연결선을 포함할 수 있다.The initial charging circuit includes: a first connecting line having an electromagnetic contactor interposed to be connected to a neutral line of an initial charging transformer; And a plurality of second connection lines through which bidirectional thyristors and electromagnetic contactors are interposed to be individually connected to each phase of the initial charging transformer.

상기 인버터부는 하나 이상의 스위치 소자, 하나 이상의 다이오드 및 하나 이상의 커패시터로 구성된 제1 레그(leg) 및 제2 레그를 포함하고, 상기 제1 레그의 중성점이 상기 제1 연결선의 일 단에 연결되고, 상기 제2 레그의 중성점이 상응하는 하나의 제2 연결선의 일 단에 연결될 수 있다.Wherein the inverter unit includes a first leg and a second leg which are composed of one or more switch elements, one or more diodes and one or more capacitors, the neutral point of the first leg being connected to one end of the first connection line, The neutral point of the second leg can be connected to one end of the corresponding one second connection line.

상기 양방향 사이리스터는 트라이악(TRIAC)일 수 있다.The bidirectional thyristor may be a triac (TRIAC).

상기 전력 변환 장치는 5레벨의 직렬 연결된 3레벨 H 브릿지 컨버터 구조를 가질 수 있다.The power converter may have five levels of cascaded three-level H-bridge converter architecture.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

본 발명의 실시예에 따르면, 각 상(phase)별로 독립된 초기 충전 회로부를 구비하는 종래의 구조를 개선하고 각 상과 중성선을 이용하는 통합 초기 충전 방식을 제안함으로써 시스템 구성을 간소화할 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, there is an effect of simplifying the system configuration by improving the conventional structure including an initial charging circuit portion independent for each phase and suggesting an integrated initial charging method using each phase and a neutral line.

도 1은 종래기술에 따른 멀티레벨 전력 변환 장치 중 5레벨의 직렬 연결된 3레벨 H 브릿지(Five-level SC3LHB) 컨버터 구조를 가지는 전력 변환 장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 5레벨의 직렬 연결된 3레벨 H 브릿지(Five-level SC3LHB) 컨버터 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 상(phase)을 구성하는 컨버터부, DC 링크부 및 인버터부의 구조를 구체적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초기 충전 회로부의 구성을 구체적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 H 브릿지 컨버터의 초기충전 출력 파형을 나타낸 도면.FIG. 1 illustrates a power conversion device having five levels of a three-level H-bridge (five-level SC3LHB) converter structure connected in series among the multi-level power conversion devices according to the related art.
Figure 2 illustrates a 5-level cascaded five-level SC3LHB converter structure according to one embodiment of the present invention.
3 is a diagram specifically illustrating a structure of a converter unit, a DC link unit, and an inverter unit constituting one phase according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram specifically illustrating a configuration of an initial charging circuit unit according to an embodiment of the present invention;
5 illustrates an initial charge output waveform of an H-bridge converter according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, the terms "part," "unit," "module," "device," and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, Lt; / RTI >

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.It is to be understood that the components of the embodiments described with reference to the drawings are not limited to the embodiments and may be embodied in other embodiments without departing from the spirit of the invention. It is to be understood that although the description is omitted, multiple embodiments may be implemented again in one integrated embodiment.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 5레벨의 직렬 연결된 3레벨 H 브릿지(Five-level SC3LHB) 컨버터 구조를 가지는 전력 변환 장치를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 상(phase)을 구성하는 컨버터부, DC 링크부 및 인버터부의 구조를 구체적으로 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초기 충전 회로부의 구성을 구체적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 H 브릿지 컨버터의 초기충전 출력 파형을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a power conversion apparatus having a five-level serial-connected three-level H-bridge (five-level SC3LHB) converter structure according to an embodiment of the present invention. A DC link unit and an inverter unit constituting a phase of the DC link unit and the inverter unit. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of an initial charging circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing an initial charging output waveform of an H-bridge converter according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 계통(Grid)으로부터 교류(AC) 전압을 공급받아 전동기를 구동하는 전력 변환 장치는 각각의 상에 대한 전력 변환을 처리하는 복수의 전력 변환 유닛(200a, 200b, 200c, 이하 200으로 통칭함), 초기 충전용 변압기(210) 및 초기 충전 회로부(270)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, a power conversion apparatus that receives an AC voltage from a grid and drives an electric motor includes a plurality of power conversion units 200a, 200b, and 200c 200), an initial charging transformer 210, and an initial charging circuit unit 270.

각 상의 처리를 위한 각각의 전력 변환 유닛(200)은 변압기(220a, 220b, 220c, 이하 220으로 통칭함), 컨버터부(240a, 240b, 240c, 이하 240으로 통칭함), DC 링크부(250a, 250b, 250c, 이하 250으로 통칭함) 및 인버터부(260a, 260b, 260c, 이하 260으로 통칭함)를 포함하여 구성될 수 있다.Each power conversion unit 200 for processing each phase includes transformers 220a, 220b and 220c (hereinafter collectively referred to as 220), converter units 240a, 240b and 240c (collectively referred to as 240), DC link units 250a 250b, 250c, and 250 hereinafter), and inverter units 260a, 260b, and 260c (hereinafter collectively referred to as 260).

복수의 상에 각각 구비된 DC 링크부(250)를 초기 충전(precharging)하기 위한 하나의 초기 충전 회로부(270)가 각 상에 구비된 인버터부(260)에 각각 연결되고, 제어 장치(280)는 DC 링크부(250)의 초기 충전을 위해 초기 충전 회로부(270)의 양방향 사이리스터(SCR)에 대한 게이트 시그널 공급 및 전자 접촉기(MC)의 온/오프 신호를 공급한다.One initial charging circuit unit 270 for precharging the DC link unit 250 provided on each of the plurality of phases is connected to the inverter unit 260 provided on each phase, Supplies the gate signal supply to the bidirectional thyristor (SCR) of the initial charging circuit portion 270 and the on / off signal of the electromagnetic contactor MC for the initial charging of the DC link portion 250.

각 전력 변환 유닛(200)에 구비된 인버터부(260)는 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 제1 레그(310)와 제2 레그(320)로 구성되며, 제1 레그(310)의 중성점은 초기 충전 회로부(270)에 구비된 전자 접촉기(MC)를 통해 초기 충전용 변압기(210)의 중성선(n)과 연결된다. The inverter unit 260 included in each power conversion unit 200 includes a first leg 310 and a second leg 320 as shown in FIGS. 3 and 4, and the first leg 310 and the second leg 320, The neutral point is connected to the neutral line n of the initial charging transformer 210 through the electromagnetic contactor MC provided in the initial charging circuit unit 270.

인버터부(260)에 포함되는 제1 레그(310) 및 제2 레그(320) 각각은 복수의 전력 반도체 스위치 소자(예를 들어, IGBT 등), 다이오드 및 커패시터를 포함하여 구성될 수 있으며, 제1 레그(310) 및 제2 레그(320)를 구성하는 구체적인 방법은 당업자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 설명은 생략한다.Each of the first leg 310 and the second leg 320 included in the inverter unit 260 may include a plurality of power semiconductor switch elements (for example, IGBTs), a diode, and a capacitor, The specific construction of the first leg 310 and the second leg 320 will be obvious to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.

또한 각 인버터부(240)의 제2 레그(320)의 중성점은 초기 충전 회로부(270)에 구비된 전자 접촉기(MC)와 양방향 사이리스터(예를 들어 트라이악(TRIAC))와의 직렬 연결을 통해 초기 충전용 변압기(210)의 어느 한 상(즉, a, b 또는 c)에 연결된다. 참고로, 사이리스터는 원하는 시점에 게이팅 점호각을 인가함으로써 온/오프하는 전력 반도체 스위치이고, 전자 접촉기는 예를 들어 릴레이를 이용하여 온/오프 가능한 스위치일 수 있으며, 각 전기 소자의 동작 방법 및 특성은 당업자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 설명은 생략한다.The neutral point of the second leg 320 of each inverter unit 240 is connected to the initial charging circuit unit 270 through the serial connection of the electromagnetic contactor MC provided in the initial charging circuit unit 270 and the bidirectional thyristor (for example, TRIAC) Is connected to one of the phases of the charging transformer 210 (i.e., a, b, or c). For reference, the thyristor is a power semiconductor switch that turns on / off by applying a gating point whip angle at a desired point, and the electromagnetic contactor can be a switch capable of on / off using, for example, a relay, Will not be described here because they are obvious to those skilled in the art.

전술한 바와 같이 구성된 전력 변환 장치는, 계통 변압기(230)로부터 초기 충전용 변압기(210)로 전압이 공급되고, 공급받은 전압을 이용하여 초기 충전 회로부(270)가 각 상에 구비된 DC 링크부(250)를 미리 설정된 전압으로 충전하게 된다(도 5의 (a) 및 (b) 참조).In the power conversion apparatus constructed as described above, the voltage is supplied from the grid transformer 230 to the initial charging transformer 210, and the initial charging circuit unit 270 is connected to the DC link unit (See FIG. 5 (a) and FIG. 5 (b)).

초기 충전 회로부(270)에는 각 상별로 2개의 사이리스터가 병렬 결합된 형태(즉, 양방향 사이리스터)로 사용되고 있어, 사이리스터를 하나 사용하는 경우와 달리 전원의 한 주기가 모두 초기 충전 과정에 이용될 수 있다.In the initial charging circuit unit 270, two thyristors for each phase are used in parallel (that is, bidirectional thyristors), so that one period of the power source can be used for the initial charging process unlike the case of using one thyristor .

즉, 교류 전원의 반주기는 양(positive), 나머지 반주기는 음(negative)으로 사이클이 반복되는 특성을 가지고, 양에서 음으로, 또는 음에서 양으로 변화되는 포인트가 각각 0도와 180도가 된다. 여기서, 양의 주기(즉, 0도 내지 180도)의 범위 내에서 제어 장치(280)로부터 게이팅 신호가 인가되면 사이리스터가 온(on)이 되어 DC 링크부(250)에 전압이 인가되어 충전이 개시되고, 또한 음의 주기(즉, 180도 내지 360도)의 범위 내에서 제어 장치(280)로부터 게이팅 신호가 인가되면 음의 전압에 의해 커패시터가 충전된다. That is, the half cycle of the AC power is positive and the cycle of the remaining half cycle is negative, and the points changing from positive to negative or negative to positive are 0 degrees and 180 degrees, respectively. When the gating signal is applied from the control device 280 within a positive period (that is, 0 to 180 degrees), the thyristor is turned on to apply a voltage to the DC link unit 250, And the capacitor is charged by the negative voltage when the gating signal is applied from the control device 280 within the negative period (i.e., 180 to 360 degrees).

사이리스터는 180도와 360도에서 자동적으로 오프되며, 제어 장치(280)는 0도 내지 180도 또는/및 180도 내지 360도 사이에서 원하는 도통각 시점에 게이팅 신호를 인가하여 각 상에 구비된 DC 링크부(250)가 충전되도록 할 수 있다. 이 경우, DC 링크부(250)의 충전을 위해 제어 장치(280)가 전자 접촉기의 온 조작을 수행하게 됨은 당연하다. The thyristor is automatically turned off at 180 degrees and 360 degrees, and the controller 280 applies a gating signal at a desired conduction time point between 0 and 180 degrees and / or 180 degrees to 360 degrees, So that the portion 250 can be charged. In this case, it is natural that the control device 280 performs the on-operation of the electromagnetic contactor for charging the DC link part 250. [

또한, 본 실시예에 따른 전력 변환 장치는 양방향 사이리스터를 이용한 양방향 위상각 제어 방식을 적용함으로써, 저항을 이용한 시정수에 의해 투입 전압을 제한하는 방법에 비해 손실이 최소화되고 발열이 억제되는 장점이 있다.Further, the power conversion apparatus according to the present embodiment is advantageous in that the loss is minimized and the heat generation is suppressed as compared with the method of limiting the applied voltage by the time constant using the resistance by applying the bi-directional phase angle control method using the bidirectional thyristor .

도 5에는 본 실시예에 따른 전력 변환 장치의 초기 충전에 대한 출력 파형이 도시되어 있다. Fig. 5 shows the output waveform for the initial charge of the power converter according to the present embodiment.

도 5의 (a)는 각 상에 구비된 DC 링크부(250)의 충전 전압의 크기 변화를 나타내고, (b)는 DC 링크부(250)의 초기 충전을 위해 초기 충전 회로부(270)에서 공급하는 전류를 나타내며, (c)는 각 상에 구비된 변압기(220)들이 계통으로부터 전압을 공급받아 컨버터부(240) 측으로 공급하는 전류의 파형을 나타낸다.5B is a diagram illustrating a change in the magnitude of the charging voltage of the DC link unit 250 provided in each phase, (C) shows the waveform of the current supplied by the transformers 220 provided in each phase and supplied to the converter unit 240 side by the voltage from the system.

도 5에 도시된 출력 파형을 참조하면, 0.8초 시점에서 초기 충전 동작이 완료되고, 이후에는 초기 충전 회로부(270)에 의해 초기 충전 동작이 종료되고(도 5의 (b) 참조), 계통으로부터 공급되는 전압이 각 상의 변압기(220)를 통해 전력 변환 장치에 공급(도 5의 (c) 참조)됨을 확인할 수 있다. Referring to the output waveform shown in Fig. 5, the initial charging operation is completed at a time point of 0.8 second, and then the initial charging operation is ended by the initial charging circuit portion 270 (see Fig. 5 (b) It can be confirmed that the supplied voltage is supplied to the power converter through the transformer 220 of each phase (refer to (c) of FIG. 5).

전술한 바와 같이, 앞서 도 1을 참조하여 설명한 종래기술에 따른 전력 변환 장치와 달리, 본 실시예에 따른 전력 변환 장치는 하나의 초기 충전 회로부(270)를 공통적으로 이용함으로써 시스템을 간소화할 수 있고, 초기 충전 회로부(270)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. As described above, unlike the power conversion apparatus according to the prior art described above with reference to FIG. 1, the power conversion apparatus according to the present embodiment can simplify the system by commonly using one initial charging circuit unit 270 , The reliability of the initial charging circuit unit 270 can be improved.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

110, 240 : 컨버터부 120, 250 : DC 링크부
130, 260 : 인버터부 140, 270 : 초기 충전 회로부
200 : 전력 변환 유닛 210 : 초기 충전용 변압기
230 : 계통 변압기 280 : 제어 장치110, 240: Converter section 120, 250: DC link section
130, 260: Inverter section 140, 270: Initial charge circuit section
200: power conversion unit 210: initial charging transformer
230: grid transformer 280: control device

Claims (6)

전력 변환 장치에 있어서,
계통(Grid)으로부터 공급되는 전력을 변환하여 출력하는 복수의 전력 변환 유닛; 및
상기 복수의 전력 변환 유닛에 각각 구비된 DC(Direct Current) 링크부를 지정된 전압으로 각각 충전하기 위한 하나의 초기 충전 회로를 포함하되,
각각의 상기 전력 변환 유닛은,
계통으로부터 공급되는 전력을 소정의 전압 레벨로 변압하는 변압기;
상기 변압기로부터 출력되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 컨버터부;
상기 컨버터부로부터 출력되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터부; 및
돌입 전류의 방지를 위해 상기 컨버터부와 상기 인버터부의 연결단에 병렬 연결되는 상기 DC 링크부를 포함하고,
상기 초기 충전 회로는,
초기 충전용 변압기의 중성선과 연결되기 위해 전자 접촉기가 개재(介在)된 제1 연결선;
상기 초기 충전용 변압기의 각 상에 개별 연결되기 위해 양방향 사이리스터 및 전자 접촉기가 개재된 복수의 제2 연결선을 포함하는, 전력 변환 장치.A power conversion apparatus comprising:
A plurality of power conversion units for converting and outputting power supplied from the grid Grid; And
And an initial charging circuit for respectively charging a direct current (DC) link unit provided in each of the plurality of power conversion units with a specified voltage,
Each said power conversion unit comprising:
A transformer for transforming power supplied from the system to a predetermined voltage level;
A converter unit converting an AC voltage output from the transformer into a DC voltage;
An inverter unit converting a DC voltage output from the converter unit into an AC voltage; And
And the DC link portion connected in parallel to a connection end of the converter portion and the inverter portion to prevent an inrush current,
Wherein the initial charging circuit comprises:
A first connecting line in which an electromagnetic contactor is interposed to be connected to a neutral line of the initial charging transformer;
And a plurality of second connection lines through which bidirectional thyristors and electromagnetic contactors are interposed to be individually connected to each phase of the initial charging transformer. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 인버터부는 하나 이상의 스위치 소자, 하나 이상의 다이오드 및 하나 이상의 커패시터로 구성된 제1 레그(leg) 및 제2 레그를 포함하고,
상기 제1 레그의 중성점이 상기 제1 연결선의 일 단에 연결되고, 상기 제2 레그의 중성점이 상응하는 하나의 제2 연결선의 일 단에 연결되는, 전력 변환 장치.The method according to claim 1,
The inverter section includes a first leg and a second leg, which are composed of one or more switch elements, one or more diodes and one or more capacitors,
Wherein the neutral point of the first leg is connected to one end of the first connection line and the neutral point of the second leg is connected to one end of the corresponding one second connection line. 제1항에 있어서,
상기 양방향 사이리스터는 트라이악(TRIAC)인, 전력 변환 장치.The method according to claim 1,
Wherein the bidirectional thyristor is a triac (TRIAC). 제1항에 있어서,
상기 전력 변환 장치는 5레벨의 직렬 연결된 3레벨 H 브릿지 컨버터 구조를 가지는, 전력 변환 장치.The method according to claim 1,
Wherein said power conversion device has five levels of cascaded three-level H-bridge converter architecture.
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US6301130B1 (en) 1999-09-01 2001-10-09 Robicon Corporation Modular multi-level adjustable supply with parallel connected active inputs
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