KR101647201B1 - 돌입 전류를 저감시키기 위한 온라인 무정전 전원장치 및 이에 포함되는 제어장치 - Google Patents

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Abstract

돌입 전류를 저감시키기 위한 온라인 무정전 전원장치 및 이에 포함되는 제어장치가 개시된다. 개시된 온라인 무정전 전원장치를 제어하는 제어장치는 배터리, 인버터, 제1 부하부 및 제2 부하부를 포함하는 것으로서, 상기 인버터, 상기 제1 부하부 및 상기 제2 부하부가 연결되는 제1 노드의 측정된 전류값 및 전압값을 피드백받고, 상기 측정된 전류값 및 전압값을 안정화하기 위한 보상 제어신호를 출력하는 보상 제어부; 및 상기 보상 제어신호를 이용하여, 상기 제1 노드의 전류값 및 전압값을 안정화시킬 수 있도록 상기 인버터의 동작을 제어하기 위한 인버터 제어신호를 생성하는 인버터 제어부;를 포함하되, 상기 보상 제어부는, 상기 제1 노드의 측정된 전압값 및 기준 전압값을 이용하여 보상 전압값을 생성하는 전압 레귤레이터; 및 상기 제1 노드에서 측정된 전류값, 기준 전류값 및 상기 보상 전압값을 이용하여 보상 전류값을 생성하는 전류 레귤레이터;를 포함하고, 상기 보상 전류값이 상기 보상 제어신호와 대응된다.

Description

돌입 전류를 저감시키기 위한 온라인 무정전 전원장치 및 이에 포함되는 제어장치{On-line uninterruptible power supply device for reducing inrush current and Controlling device in the on-line uninterruptible power supply device}
본 발명의 실시예들은 돌입 전류를 저감시키기 위한 온라인 무정전 전원장치 및 이에 포함되는 제어장치에 관한 것이다.
무정전 전원장치(UPS: Uninterruptible Power Supply)는 평상시 계통 전압(상용 교류 전원)을 공급받아 배터리를 충전하고 있다가, 계통이 정전이 되면 자동으로 일정 시간 동안　배터리를 통해 전원을 자체적으로 공급해줌으로써, 정전 시에도 복전(전기 재투입) 시간 동안 안정적인 동작을 지원하기 위한　장치를 의미한다.
도 1은 종래의 무정전 전원장치의 간략화된 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 무정전 전원장치(100)는 제1 부하부(110) 및 제2 부하부(120)를 포함한다. 이 때, 부하부(110, 120) 각각은 부하(Load 1, Load 2)에 따른 부하 변압기(111, 121)를 포함하고 있으며, 특히 제2 부하부(121)의 제2 부하 변압기(121)는 차단기(Circuit Breaker)로 동작하는 스위치(122)를 통해 부하와 연결된다.
이 때, 스위치(122)의 턴 온/턴 오프(turn on/off) 시, 스위치(122)에는 순간적인 전압 강하 및 과전류를 발생시키는 돌입 전류(inrush current)가 발생하게 되는데, 이는 기동 불량 시 권선에 전기적 및 기계적 부하의 증가를 야기하며, 부하 변압기(111, 121)의 수명이 단축되는 문제점이 발생하게 된다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 돌입 전류를 저감시키기 위한 온라인 무정전 전원장치 및 이에 포함되는 제어장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 배터리, 인버터, 제1 부하부 및 제2 부하부를 포함하는 온라인 무정전 전원장치를 제어하는 제어장치에 있어서, 상기 인버터, 상기 제1 부하부 및 상기 제2 부하부가 연결되는 제1 노드의 측정된 전류값 및 전압값을 피드백받고, 상기 측정된 전류값 및 전압값을 안정화하기 위한 보상 제어신호를 출력하는 보상 제어부; 및 상기 보상 제어신호를 이용하여, 상기 제1 노드의 전류값 및 전압값을 안정화시킬 수 있도록 상기 인버터의 동작을 제어하기 위한 인버터 제어신호를 생성하는 인버터 제어부;를 포함하되, 상기 보상 제어부는, 상기 제1 노드의 측정된 전압값 및 기준 전압값을 이용하여 보상 전압값을 생성하는 전압 레귤레이터; 및 상기 제1 노드에서 측정된 전류값, 기준 전류값 및 상기 보상 전압값을 이용하여 보상 전류값을 생성하는 전류 레귤레이터;를 포함하고, 상기 보상 전류값이 상기 보상 제어신호와 대응되는 것을 특징으로 하는 온라인 무정전 전원장치의 제어장치가 제공된다.
상기 제1 부하부는 상기 제1 노드와 연결되는 제1 부하 변압기를 포함하고, 상기 제2 부하부는 상기 제1 노드와 연결되는 차단기와 대응되는 스위치 및 상기 스위치와 연결되는 제2 부하 변압기를 포함할 수 있다.
상기 측정된 전압값은 abc축 전압값이고, 상기 전압 레귤레이터는, 상기 abc축 전압값을 dq0축 전압값으로 변화시키는 전압측 변환기; 상기 dq0축 전압값을 필터링하여 d축 전압값 및 q축 전압값을 출력하는 전압측 필터; 상기 기준 전압값에 포함되는 기준 d축 전압값 및 기준 q축 전압값과, 상기 d축 전압값 및 q축 전압값 간의 가감산 연산을 수행하여 전압 오차신호를 생성하는 전압측 가감산기; 및 상기 전압 오차신호를 이용하여 상기 보상 전압값을 생성하는 전압측 PI 제어기;를 포함할 수 있다.
상기 측정된 전류값은 abc축 전류값이고, 상기 전류 레귤레이터는, 상기 abc축 전류값을 dq0축 전류값으로 변화시키는 전류측 변환기; 상기 dq0축 전류값을 필터링하여 d축 전류값 및 q축 전류값을 출력하는 전류측 필터; 상기 기준 전류값에 포함되는 기준 d축 전류값 및 기준 q축 전류값과, 상기 d축 전류값 및 q축 전류값과, 상기 기준 전압값 간의 가감산 연산을 수행하여 전류 오차신호를 생성하는 전류측 가감산기; 상기 전류 오차신호를 이용하여 상기 보상 전류값을 생성하는 전류측 PI 제어기; 및 상기 보상 전류값과 상기 dq0축의 0축 전류값을 입력받아 상기 abc축 전류값으로 역변화시키는 전류측 역변환기;를 포함할 수 있다.
상기 보상 제어부는 상기 전압 레귤레이터와 상기 전류 레귤레이터 간의 위상 동기를 제어하는 위상 동기 제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, DC 전원을 저장하는 배터리; 상기 DC 전원을 3상의 교류 전원으로 변환하는 인버터; 상기 인버터와 연결되고, 제1 부하 변압기를 포함하는 제1 부하부; 상기 제1 부하부와 병렬 연결되고, 차단기와 대응되는 스위치 및 상기 스위치와 연결되는 제2 부하 변압기를 포함하는 제2 부하부; 상기 인버터, 상기 제1 부하부 및 상기 제2 부하부가 연결되는 제1 노드에서 측정된 전류값 및 전압값을 피드백받고, 상기 측정된 전류값 및 전압값을 안정화하기 위한 보상 제어신호를 출력하는 보상 제어부; 및 상기 보상 제어신호를 이용하여, 상기 제1 노드의 전류값 및 전압값을 안정화시킬 수 있도록 상기 인버터의 동작을 제어하기 위한 인버터 제어신호를 생성하는 인버터 제어부;를 포함하되, 상기 보상 제어부는, 상기 제1 노드의 측정된 전압값 및 기준 전압값을 이용하여 보상 전압값을 생성하는 전압 레귤레이터; 및 상기 제1 노드의 측정된 전류값, 기준 전류값 및 상기 보상 전압값을 이용하여 보상 전류값을 생성하는 전류 레귤레이터;를 포함하고, 상기 보상 전류값이 상기 보상 제어신호와 대응되는 것을 특징으로 하는 온라인 무정전 전원장치가 제공된다.
본 발명에 따른 온라인 무정전 전원장치 및 이에 포함되는 제어장치는 돌입 전류를 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 무정전 전원장치의 간략화된 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 무정전 전원장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보상 제어부의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 무정전 전원장치의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
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.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 무정전 전원장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 무정전 전원장치(200)는 배터리(210), 인버터(220), 제1 부하부(230), 제2 부하부(240), 보상 제어부(250) 및 인버터 제어부(260)를 포함한다. 이하, 각 구성요소 별로 그 기능을 상세히 설명하기로 한다.
배터리(210)는 정전 발생 시 전원을 공급하기 위한 DC 전원을 저장한다.
인버터(220)는 배터리(210)에서 출력되는 DC 전원을 3상의 교류 전원으로 변환한다. 이 때, 인버터(220)는 하기에서 설명하는 인버터 제어부(260)에서 출력되는 인버터 제어신호에 따라 동작이 제어될 수 있다.
제1 부하부(230)는 온라인으로 동작하는 부하부로서, 인버터(220)와 연결되고, 제1 부하 변압기(231)를 포함한다. 그리고, 제2 부하부(240)는 오프라인에서 동작하는 부하부로서, 인버터(220)와 연결되고, 제1 부하부(230)와 병렬 연결되며, 차단기와 대응되는 스위치(241) 및 스위치(241)와 연결되는 제2 부하 변압기(242)를 포함한다. 여기서, 인버터(220), 제1 부하부(230) 및 제2 부하부(240)가 연결된 지점을 "제1 노드(node 1)"라 호칭하기로 한다.
배터리(210), 인버터(220), 제1 부하부(230) 및 제2 부하부(240)는 도 1에 도시된 종래의 무정전 전원장치(100)에 포함되는 구성요소와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
보상 제어부(250)는 제1 노드에서 측정된 전류값 및 전압값을 피드백받고, 상기 측정된 전류값 및 전압값을 안정화하기 위한 보상 제어신호를 출력한다. 이 때, 상기 측정된 전류값/전압값은 3상의 abc축 전류값/전압값이다.
즉, 제1 노드에서 측정된 전류값이 정격 전류와 같아지도록 제어하는 경우 스위치(241)에서 발생되는 돌입 전류를 저감 내지 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 무정전 전원장치(200)는 측정된 전류값이 정격 전류와 같아지도록 안정화시키기 위한 보상 제어신호를 생성하여 돌입 전류를 저감 내지 제거한다. 즉, 보상 제어부(250)는 전류 제어 방식으로 동작하여 돌입 전류를 저감 내지 제거한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보상 제어부(250)의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보상 제어부(250)는 전류 레귤레이터(251), 전압 레귤레이터(252) 및 위상 동기 제어부(253)를 포함한다.
앞서 설명한 바와 같이, 보상 제어부(250)를 전류 제어 방식으로 동작하므로, 전류 레귤레이터(251)가 메인 레귤레이터이고, 전압 레귤레이터(252)는 전류 레귤레이터(251)의 동작을 보조하기 위한 보조 레귤레이터이다.
먼저, 전압 레귤레이터(252)에 대해 설명하면 다음과 같다.
전압 레귤레이터(252)는 제1 노드의 측정된 전압값(Vacb) 및 기준 전압값(Vref)을 이용하여 안정화를 위한 보상 전압값을 생성한다. 보상 전압값은 전류 레귤레이터(251)로 전달된다.
보다 상세하게, 전압 레귤레이터(252)는 전압측 변환기(2521), 전압측 필터(2522), 전압측 가감산기(2523) 및 전압측 PI 제어기(2524)를 포함한다.
전압측 변환기(2521)는 제1 노드의 측정된 3상의 abc축 전압값(Vacb)을 입력받으며, 이를 dq0축 전압값으로 변환하여 출력한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전압측 변환기(2521)는 Park's 변환을 이용하여 abc축 전압값을 dq0축 전압값으로 변환할 수 있다. 따라서, d축 전압값, q축 전압값 및 0축 전압값이 전압측 변환기(2521)에서 출력된다.
전압측 필터(2522)는 dq0축 전압값을 필터링하여 d축 전압값(Vd) 및 q축 전압값(Vq)을 출력한다. 즉, 전압측 필터(2522)는 0축 전압값을 필터링하여 제거한 후 d축 전압값(Vd) 및 q축 전압값(Vq) 만을 출력한다.
전압측 가감산기(2523)는 기준 전압값(Vref)에 포함되는 기준 d축 전압값(Vdref) 및 기준 q축 전압값(Vqfef)과, d축 전압값(Vd) 및 q축 전압값(Vq) 간의 가감산 연산을 수행하여 전압 오차신호를 생성한다. 즉, 전압측 가감산기(2523)는 d축 전압값(Vd)/q축 전압값(Vq) 및 기준 d축 전압값(Vdref)/기준 q축 전압값(Vqfef)에 대한 뺄셈 연산을 수행한다.
전압측 PI 제어기(2524)는 전압 오차신호를 이용하여 보상 전압값을 생성한다. 생성된 보상 전압값은 보상 전압값은 전류 레귤레이터(251)로 전달된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전압측 PI 제어기(2524)에 포함된 적분기는 제2 부하 변압기(242)가 턴 온 되기 전에 제1 노드에서 측정된 전류값이 정격 전류와 같아지도록 항상 한 값을 유지하는 역할을 수행한다.
다음으로, 메인 레귤레이터인 전류 레귤레이터(251)에 대해 설명하면 다음과 같다.
전류 레귤레이터(251)는 제1 노드의 측정된 3상의 abc축 전류값(Iabc), 기준 전류값(Iref) 및 보상 전압값을 이용하여 안정화를 위한 보상 전류값을 생성한다. 따라서, 전류 레귤레이터(251)에서 출력된 값이 보상 제어신호와 대응된다.
보다 상세하게, 전류 레귤레이터(251)는 전류측 변환기(2511), 전류측 필터(2512), 전류측 가감산기(2513), 전류측 PI 제어기(2514) 및 전류측 역변환기(2515)를 포함한다.
전류측 변환기(2511)는 제1 노드의 측정된 abc축 전류값(Iabc)을 입력받으며, 이를 dq0축 전류값으로 변환하여 출력한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전류측 변환기(2511) 역시 Park's 변환을 이용하여 abc축 전류값을 dq0축 전류값으로 변환할 수 있다. 따라서, d축 전류값, q축 전류값 및 0축 전류값이 전류측 변환기(2511)에서 출력된다.
전류측 필터(2512)는 dq0축 전류값을 필터링하여 d축 전류값(Id) 및 q축 전류값(Iq)을 출력한다. 즉, 전류측 필터(2512)는 0축 전류값을 필터링하여 제거한 후 d축 전류값(Id) 및 q축 전류값(Iq) 만을 출력한다.
전류측 가감산기(2513)는 기준 전류값(Iref)에 포함되는 기준 d축 전류값(Idref) 및 기준 q축 전류값(Iqfef)과, d축 전류값(Id) 및 q축 전류값(Iq)과, 전압 레귤레이터(252)에서 출력된 기준 전압값 간의 가감산 연산을 수행하여 전류 오차신호를 생성한다. 즉, 전류측 가감산기(2513)는 d축 전류값(Id)/q축 전류값(Iq)에서 기준 전압값을 더해준 후, 기준 d축 전류값(Idref)/기준 q축 전류값(Iqfef)에 대해 뺄셈 연산을 수행한다.
전류측 PI 제어기(2514)는 전류 오차신호를 이용하여 보상 전류값을 생성한다. 전류측 역변환기(2515)는 보상 전류값과 dq0축의 0축 전류값을 입력받고, 이를 abc축 전류값으로 역변화시켜 출력한다. 전류측 역변환기(2515)에서 출력된 값, 즉 보상 제어신호가 인버터 제어부(260)로 입력된다.
그리고, 위상 동기 제어부(253)는 전압 레귤레이터(252)와 전류 레귤레이터(251) 간의 위상 동기를 제어한다.
그리고, 도 2를 참조하면, 인버터 제어부(260)는 보상 제어신호를 이용하여, 제1 노드의 전류값 및 전압값을 안정화시킬 수 있도록 인버터(220)의 동작을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 인버터 제어부(260)은 PWM 제어기일 수 있다.
정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 무정전 전원장치(200)는 전류 제어를 통하여 제2 부하 변압기(242)와 연결된 스위치(241)가 턴 온 되는 동안 제1 노드의 전압값을 일정하게 유지할 수 있다. 돌입 전류가 제거되었기 때문에 민감한 회로 응용분야에 적용 가능하다. 돌입 전류를 제거를 위하여 추가적인 하드웨어 구성이 필요 없기 때문에 경제적인 효과도 얻을 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 13를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 무정전 전원장치(200)의 시뮬레이션 결과에 대해 설명하기로 한다. 이 때, 온라인 무정전 전원장치(200)의 실험환경은 표 1과 같다.
Supply/Grid: 220V, 60 Hz;
UPS system inverter: Output voltage 220V, 60 Hz and switching frequency is 20 kHz. DC bus voltage is 365 V.
Load Transformer1: 3.0 kVA, 220/220 V (△-Y connection);
Load Transformer2: 500 VA, 220/220 V (△-Y connection);
Load1: 600 VA passive load, operating at 220 V.
Load2: 400 VA passive load, operating at 220 V.
Filter: An output LC filter having filter inductance (Lf) is 20 mH and the capacitance (Cf) is 10μF is used.
도 4는 제2 부하부(240)의 제2 부하(Load 2)가 210° 위상 A에서 스위치-인 될 때의 종래의 온라인 무정전 전원장치의 3상 전류값 및 전압값을 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 제2 부하가 작동할 때 돌입 전류가 나타남을 확인할 수 있다.
도 5는 제2 부하부(240)의 제2 부하가 210° 위상 A에서 스위치-인 될 때의 본 발명의 온라인 무정전 전원장치(200)의 3상 전류값 및 전압값을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 부하 전류는 제2 부하의 레이팅(ratings)와 일치하게 사인파 곡선과 같이 증가하고, 제1 노드의 전압값(VLoad)은 몇 개의 반주기(예들 들어, 5개의 반주기) 동안 떨어진다. 따라서, 돌입 전류를 제거할 수 있다.
도 6는 제2 부하부의 제2 부하가 240° 위상 A에서 스위치-인 될 때의 종래의 온라인 무정전 전원장치의 3상 전류값 및 전압값을 도시한 도면이다. 도 6를 참조하면, 제2 부하가 작동할 때 돌입 전류가 나타남을 확인할 수 있다
도 7는 제2 부하부(240)의 제2 부하(Load 2)가 240° 위상 A에서 스위치-인 될 때의 본 발명의 온라인 무정전 전원장치(200)의 3상 전류값 및 전압값을 도시한 도면이다.
도 7를 참조하면, 부하 전류는 제2 부하의 레이팅(ratings)와 일치하게 사인파 곡선과 같이 증가하고, 제1 노드의 전압값(VLoad)은 몇 개의 반주기(예들 들어, 5개의 반주기) 동안 떨어진다. 따라서, 돌입 전류를 제거할 수 있다.
도 8은 제2 부하가 스위치-인 될 때의 종래의 온라인 무정전 전원장치의 제1 노드의 최대 크기의 전류값(Iload)을 도시한 도면이다. 도 8를 참조하면, 제2 부하의 스위치-인 될 때의 각도가 무정전 전원장치의 여러 부하 변압기 마다 변화하는 것을 확인할 수 있다.
도 9는 제2 부하가 스위치-인 될 때의 본 발명의 온라인 무정전 전원장치(200)의 제1 노드의 최대 크기의 전류값(Iload)을 도시한 도면이다. 도 9를 참조하면, 제2 부하의 스위치-인 될 때의 각도가 무정전 전원장치의 여러 부하 변압기 마다 유지되는 것을 확인할 수 있다.
도 10은 제2 부하가 스위치-인 될 때의 종래의 온라인 무정전 전원장치의 제1 부하부로 흐르는 전류값(Iload1)을 도시한 도면이다. 도 10을 참조하면, 종래의 온라인 무정전 전원장치의 제1 노드의 전류값(Iload)이 최대가 될 때, 제1 부하부로 흐르는 전류값(Iload1)은 많이 변화하지 않음을 확인할 수 있다.
도 11은 제2 부하가 스위치-인 될 때의 본 발명의 온라인 무정전 전원장치의 제2 부하부(240)로 흐르는 전류값(Iload1)을 도시한 도면이다. 도 11을 참조하면, 본 발명의 온라인 무정전 전원장치(200)의 제1 노드의 전류값(Iload)이 최대가 될 때, 제1 부하부(230)로 흐르는 전류값(Iload1)은 상수값을 가짐을 확인할 수 있다.
도 12는 제2 부하가 스위치-인 될 때의 종래의 온라인 무정전 전원장치의 제2 부하부로 흐르는 전류값(Iload2)을 도시한 도면이다. 도 12를 참조하면, 종래의 온라인 무정전 전원장치의 제1 노드의 전류값(Iload)이 최대가 될 때, 제2 부하부로 흐르는 전류값(Iload2)은 많이 변화함을 확인할 수 있다.
도 13는 제2 부하가 스위치-인 될 때의 본 발명의 온라인 무정전 전원장치(200)의 제2 부하부(240)로 흐르는 전류값(Iload2)을 도시한 도면이다. 도 13를 참조하면, 본 발명의 온라인 무정전 전원장치(200)의 제1 노드의 전류값(Iload)이 최대가 될 때, 제2 부하부(240)로 흐르는 전류값(Iload2)은 200% 이상 감소함을 확인할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 배터리, 인버터, 제1 부하부 및 제2 부하부를 포함하는 온라인 무정전 전원장치를 제어하는 제어장치에 있어서,
    상기 인버터, 상기 제1 부하부 및 상기 제2 부하부가 연결되는 제1 노드의 측정된 전류값 및 전압값을 피드백받고, 상기 측정된 전류값 및 전압값을 안정화하기 위한 보상 제어신호를 출력하는 보상 제어부; 및
    상기 보상 제어신호를 이용하여, 상기 제1 노드의 전류값 및 전압값을 안정화시킬 수 있도록 상기 인버터의 동작을 제어하기 위한 인버터 제어신호를 생성하는 인버터 제어부;를 포함하되,
    상기 보상 제어부는, 상기 제1 노드의 측정된 abc축의 전압값을 dq0축 전압값으로 변화시키는 전압측 변환기, 상기 dq0축 전압값을 필터링하여 d축 전압값 및 q축 전압값을 출력하는 전압측 필터, 기준 전압값에 포함되는 기준 d축 전압값 및 기준 q축 전압값과, 상기 d축 전압값 및 q축 전압값 간의 가감산 연산을 수행하여 전압 오차신호를 생성하는 전압측 가감산기 및 상기 전압 오차신호를 이용하여 상기 보상 전압값을 생성하는 전압측 PI 제어기를 포함하는 전압 레귤레이터; 및 상기 제1 노드에서 측정된 전류값, 기준 전류값 및 상기 보상 전압값을 이용하여 보상 전류값을 생성하는 전류 레귤레이터;를 포함하고, 상기 보상 전류값이 상기 보상 제어신호와 대응되는 것을 특징으로 하는 온라인 무정전 전원장치의 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부하부는 상기 제1 노드와 연결되는 제1 부하 변압기를 포함하고,
    상기 제2 부하부는 상기 제1 노드와 연결되는 차단기와 대응되는 스위치 및 상기 스위치와 연결되는 제2 부하 변압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 무정전 전원장치의 제어장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 측정된 전류값은 abc축 전류값이고,
    상기 전류 레귤레이터는,
    상기 abc축 전류값을 dq0축 전류값으로 변화시키는 전류측 변환기;
    상기 dq0축 전류값을 필터링하여 d축 전류값 및 q축 전류값을 출력하는 전류측 필터;
    상기 기준 전류값에 포함되는 기준 d축 전류값 및 기준 q축 전류값과, 상기 d축 전류값 및 q축 전류값과, 상기 기준 전압값 간의 가감산 연산을 수행하여 전류 오차신호를 생성하는 전류측 가감산기;
    상기 전류 오차신호를 이용하여 상기 보상 전류값을 생성하는 전류측 PI 제어기; 및
    상기 보상 전류값과 상기 dq0축의 0축 전류값을 입력받아 상기 abc축 전류값으로 역변화시키는 전류측 역변환기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 무정전 전원장치의 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보상 제어부는, 상기 전압 레귤레이터와 상기 전류 레귤레이터 간의 위상 동기를 제어하는 위상 동기 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 무정전 전원장치의 제어장치.
  6. DC 전원을 저장하는 배터리;
    상기 DC 전원을 3상의 교류 전원으로 변환하는 인버터;
    상기 인버터와 연결되고, 제1 부하 변압기를 포함하는 제1 부하부;
    상기 제1 부하부와 병렬 연결되고, 차단기와 대응되는 스위치 및 상기 스위치와 연결되는 제2 부하 변압기를 포함하는 제2 부하부;
    상기 인버터, 상기 제1 부하부 및 상기 제2 부하부가 연결되는 제1 노드에서 측정된 전류값 및 전압값을 피드백받고, 상기 측정된 전류값 및 전압값을 안정화하기 위한 보상 제어신호를 출력하는 보상 제어부; 및
    상기 보상 제어신호를 이용하여, 상기 제1 노드의 전류값 및 전압값을 안정화시킬 수 있도록 상기 인버터의 동작을 제어하기 위한 인버터 제어신호를 생성하는 인버터 제어부;를 포함하되,
    상기 보상 제어부는, 상기 제1 노드의 측정된 abc축의 전압값을 dq0축 전압값으로 변화시키는 전압측 변환기, 상기 dq0축 전압값을 필터링하여 d축 전압값 및 q축 전압값을 출력하는 전압측 필터, 기준 전압값에 포함되는 기준 d축 전압값 및 기준 q축 전압값과, 상기 d축 전압값 및 q축 전압값 간의 가감산 연산을 수행하여 전압 오차신호를 생성하는 전압측 가감산기 및 상기 전압 오차신호를 이용하여 상기 보상 전압값을 생성하는 전압측 PI 제어기를 포함하는 전압 레귤레이터; 및 상기 제1 노드의 측정된 전류값, 기준 전류값 및 상기 보상 전압값을 이용하여 보상 전류값을 생성하는 전류 레귤레이터;를 포함하고, 상기 보상 전류값이 상기 보상 제어신호와 대응되는 것을 특징으로 하는 온라인 무정전 전원장치.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 측정된 전류값은 abc축 전류값이고,
    상기 전류 레귤레이터는,
    상기 abc축 전류값을 dq0축 전류값으로 변화시키는 전류측 변환기;
    상기 dq0축 전류값을 필터링하여 d축 전류값 및 q축 전류값을 출력하는 전류측 필터;
    상기 기준 전류값에 포함되는 기준 d축 전류값 및 기준 q축 전류값과, 상기 d축 전류값 및 q축 전류값과, 상기 기준 전압값 간의 가감산 연산을 수행하여 전류 오차신호를 생성하는 전류측 가감산기;
    상기 전류 오차신호를 이용하여 상기 보상 전류값을 생성하는 전류측 PI 제어기; 및
    상기 보상 전류값과 상기 dq0축의 0축 전류값을 입력받아 상기 abc축 전류값으로 역변화시키는 전류측 역변환기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 무정전 전원장치.
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