KR101688280B1 - System for Compressing High Voltage Pulse and Method for Controlling The Same - Google Patents

System for Compressing High Voltage Pulse and Method for Controlling The Same Download PDF

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Abstract

반응기 내에 잔존하는 잉여 에너지를 감소시킬 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 고전압 펄스 압축 시스템은, 커패시터에 충전된 에너지를 복수개의 자기 스위치를 통해 펄스신호로 출력하는 자기 펄스 압축 탱크; 상기 커패시터에 에너지를 충전시키는 커패시터 충전장치; 상기 펄스신호를 이용하여 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기; 및 상기 커패시터 충전장치의 출력전압이 상기 플라즈마 반응기의 임피던스에 매칭되도록 미리 정해진 주기 별로 상기 출력전압을 조절하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.A high voltage pulse compression system according to an aspect of the present invention capable of reducing surplus energy remaining in a reactor includes a magnetic pulse compression tank for outputting energy charged in a capacitor as a pulse signal through a plurality of magnetic switches; A capacitor charging device charging the capacitor with energy; A plasma reactor for generating a plasma using the pulse signal; And a controller for adjusting the output voltage according to a predetermined period so that the output voltage of the capacitor charging device matches the impedance of the plasma reactor.

Description

고전압 펄스 압축 시스템 및 그 제어 방법{System for Compressing High Voltage Pulse and Method for Controlling The Same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a high voltage pulse compression system and a control method thereof,

본 발명은 고전압 펄스 압축 시스템에 관한 것에 관한 것이다.The present invention relates to high voltage pulse compression systems.

고전압 펄스 압축 시스템은 저장된 전기에너지를 이용하여 미리 정해진 주기마다 반도체 스위치를 통해 전압펄스를 발생시키고, 펄스 트랜스포머와 자기 스위치 및 펄스 압축용 커패시터를 이용하여 고전압 대전류 펄스를 출력하는 시스템을 의미한다.The high-voltage pulse compression system refers to a system that generates a voltage pulse through a semiconductor switch every predetermined period using stored electrical energy, and outputs a high-voltage high-current pulse using a pulse transformer, a magnetic switch, and a pulse compression capacitor.

고전압 펄스 압축 시스템은 배가스 처리를 위한 탈황탈질 처리 시스템에 적용되는 저온 플라즈마 발생 장치에 이용될 수 있다. 저온 플라즈마 발생 장치는 자기 스위치의 펄스 압축에 의해 마이크로초의 고전압 펄스 전류를 나노초의 펄스 전류로 압축하여 출력하며, 나노초의 펄스 전류를 플라즈마 반응기의 방전봉과 방전극 사이에 인가함으로써 플라즈마를 발생시킨다.The high voltage pulse compression system can be used in a low temperature plasma generator applied to a desulfurization denitration treatment system for flue gas treatment. The low-temperature plasma generator compresses a high-voltage pulse current of microseconds into a pulse current of nsec by pulse compression of a magnetic switch, and generates a plasma by applying a pulse current of nanoseconds between the discharge pole of the plasma reactor and the discharge electrode.

고전압 펄스 압축 시스템은 고전압 압축 펄스 전류를 생성하는 펄스 발생부, 고전압 압축 펄스 전류를 이용하여 플라즈마 반응을 일으키는 플라즈마 반응기, 및 펄스 발생부와 플라즈마 반응기 사이에 배치되어 고전압 압축 펄스 전류를 저장 및 출력하는 스위칭부를 포함한다. 스위칭부는 고전압 압축 펄스 전류를 출력하기 위하여 자화 인덕터 특성을 갖는 자기 스위치를 이용한다.A high-voltage pulse compression system includes a pulse generator for generating a high-voltage compressed pulse current, a plasma reactor for generating a plasma reaction using a high-voltage compressed pulse current, and a plasma reactor disposed between the pulse generator and the plasma reactor for storing and outputting a high- And a switching unit. The switching unit uses a magnetic switch having a magnetizing inductor characteristic to output a high-voltage compressed pulse current.

기존의 고전압 펄스 압축 시스템의 경우, 플라즈마 반응기의 상태가 계속적으로 변하기 때문에 발생 가능한 최대 에너지를 펄스 형태의 에너지로 플라즈마 반응기에 투입하였다. 이로 인해 플라즈마 반응기 내에서 반응하지 못한 잉여 에너지가 발생하여 플라즈마 반응기 내에 정전용량 형태로 계속 잔존할 수 있고, 반응기 내에 잔존하는 잉여 에너지는 다음 번 에너지 전달 시 스파크 현상을 유발할 수 있다는 문제점이 있다.In the conventional high-voltage pulse compression system, the maximum energy that can be generated due to the continuous change of the state of the plasma reactor is inputted into the plasma reactor with pulse energy. As a result, surplus energy that can not react in the plasma reactor can be generated and remain in the form of capacitance in the plasma reactor, and the surplus energy remaining in the reactor can cause a spark phenomenon at the next energy transfer.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 플라즈마 반응기 내에서 반응하지 못한 잉여 에너지를 소비시키기 위한 테일 회로(Tail Circuit)를 포함하는 고전압 펄스 압축 시스템이 제안된 바 있다. In order to solve this problem, a high voltage pulse compression system including a tail circuit for consuming unreacted energy in the plasma reactor has been proposed.

하지만, 제안된 고전압 펄스 압축 시스템의 경우, 플라즈마 반응기 내에 잔존하는 잉여 에너지를 테일 회로를 통해 소비시켜야만 하기 때문에, 시스템 손실이 발생할 수 밖에 없고, 플라즈마 반응기 내에 잔존하는 잉여 에너지를 제한 시간 이내에 모두 소비시키기 위해 테일 회로가 과설계 될 수 있다는 문제점이 있다.However, in the case of the proposed high-voltage pulse compression system, system energy must be consumed through the tail circuit to conserve the surplus energy remaining in the plasma reactor, and the surplus energy remaining in the plasma reactor is consumed within the time limit There is a problem that a tail-circuit can be designed.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반응기 내에 잔존하는 잉여 에너지를 감소시킬 수 있는 고전압 펄스 압축 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is a general object of the present invention to provide a high voltage pulse compression system capable of reducing surplus energy remaining in a reactor and a control method thereof.

또한, 본 발명은 시스템의 최적을 최소화할 수 있는 고전압 펄스 압축 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.It is another object of the present invention to provide a high-voltage pulse compression system and a control method thereof that can minimize the optimization of the system.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 고전압 펄스 압축 시스템은, 커패시터에 충전된 에너지를 복수개의 자기 스위치를 통해 펄스신호로 출력하는 자기 펄스 압축 탱크; 상기 커패시터에 에너지를 충전시키는 커패시터 충전장치; 상기 펄스신호를 이용하여 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기; 및 상기 커패시터 충전장치의 출력전압이 상기 플라즈마 반응기의 임피던스에 매칭되도록 미리 정해진 주기 별로 상기 출력전압을 조절하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a high-voltage pulse compression system including: a magnetic pulse compression tank for outputting energy charged in a capacitor as a pulse signal through a plurality of magnetic switches; A capacitor charging device charging the capacitor with energy; A plasma reactor for generating a plasma using the pulse signal; And a controller for adjusting the output voltage according to a predetermined period so that the output voltage of the capacitor charging device matches the impedance of the plasma reactor.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 고전압 펄스 압축 시스템은, 커패시터에 충전된 에너지를 복수개의 자기 스위치를 통해 펄스신호로 출력하는 자기 펄스 압축 탱크; 상기 커패시터에 에너지를 충전시키는 커패시터 충전장치; 상기 자기 펄스 압축 탱크에서 인가되는 상기 펄스신호에 따라 소정의 반응이 일어나는 반응기; 및 상기 반응의 완료 이후 상기 반응기에 잔존하는 잉여 에너지를 산출하고, 상기 잉여 에너지의 증감 여부 및 상기 커패시터 충전장치의 출력전압의 증감 여부를 기초로 상기 잉여 에너지가 감소되도록 상기 커패시터 충전장치의 출력전압을 조절하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a high-voltage pulse compression system including: a magnetic pulse compression tank for outputting energy charged in a capacitor as a pulse signal through a plurality of magnetic switches; A capacitor charging device charging the capacitor with energy; A reactor in which a predetermined reaction occurs according to the pulse signal applied in the magnetic pulse compression tank; And a controller for calculating the surplus energy remaining in the reactor after the completion of the reaction and calculating an output voltage of the capacitor charging device so that the surplus energy is decreased based on whether the surplus energy is increased or decreased and whether or not the output voltage of the capacitor charging device is increased or decreased. And a controller for controlling the operation of the motor.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법은, 커패시터에 충전된 에너지를 복수개의 자기 스위치를 통해 펄스신호로 출력하는 자기 펄스 압축 탱크, 상기 커패시터에 에너지를 충전시키는 커패시터 충전장치, 및 상기 펄스신호에 따라 소정의 반응이 일어나는 반응기를 포함하는 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법으로서, 상기 반응의 완료 이후 상기 반응기에 잔존하는 잉여 에너지를 산출하는 단계; 및 상기 잉여 에너지의 증감 여부 및 상기 커패시터 충전장치의 출력전압의 증감 여부를 기초로 상기 잉여 에너지가 감소되도록 상기 커패시터 충전장치의 출력전압을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a high-voltage pulse compression system including a magnetic pulse compression tank for outputting energy charged in a capacitor as a pulse signal through a plurality of magnetic switches, And a reactor in which a predetermined reaction occurs in response to the pulse signal, the method comprising: calculating surplus energy remaining in the reactor after completion of the reaction; And adjusting the output voltage of the capacitor charging device such that the surplus energy is reduced based on whether the surplus energy is increased or decreased and whether the output voltage of the capacitor charging device is increased or decreased.

본 발명에 따르면, 반응기의 임피던스와 커패시터 충전장치의 출력전압을 매칭시킴으로써 반응기 내의 잉여 에너지를 감소화시킬 수 있고, 이로 인해 시스템 효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the surplus energy in the reactor by matching the impedance of the reactor with the output voltage of the capacitor charging device, thereby improving the system efficiency.

또한, 본 발명에 따르면, 커패시터 충전장치의 출력전압 조절을 통해 반응기 내의 잉여 에너지를 감소시킴으로써 잉여 에너지의 소비를 위한 테일 회로의 과설계를 방지할 수 있고, 이로 인해시스템의 최적을 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.Further, according to the present invention, it is possible to prevent excessive design of the tail circuit for consumption of surplus energy by reducing the surplus energy in the reactor through adjustment of the output voltage of the capacitor charging apparatus, thereby reducing the optimization of the system It is effective.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 펄스 압축 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어기의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고전압 펄스 압축 시스템의 동작 패턴을 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 4은 도 1에 도시된 고전압 펄스 압축 시스템의 일 예를 보여주는 회로도이다.
도 5a 내지 도 5e는 도 4에 도시된 고전압 펄스 압축 시스템의 동작과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법을 보여주는 플로우차트이다.1 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a high voltage pulse compression system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically showing the configuration of the controller shown in FIG.
3 is a graph illustrating an exemplary operation pattern of a high voltage pulse compression system according to the present invention.
4 is a circuit diagram showing an example of the high voltage pulse compression system shown in FIG.
5A to 5E are views for explaining the operation of the high voltage pulse compression system shown in FIG.
6 is a flowchart illustrating a method of controlling a high voltage pulse compression system according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of the terms described herein should be understood as follows.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.The word " first, "" second," and the like, used to distinguish one element from another, are to be understood to include plural representations unless the context clearly dictates otherwise. The scope of the right should not be limited by these terms.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the terms "comprises" or "having" does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
It should be understood that the term "at least one" includes all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of "at least one of the first item, the second item and the third item" means not only the first item, the second item or the third item, but also the second item and the second item among the first item, Means any combination of items that can be presented from more than one.

이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 펄스 압축 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 펄스 압축 시스템(100)은 커패시터 충전장치(110), 자기 펄스 압축 탱크(120), 자기 스위치 제어부(130), 반응기(140), 및 제어기(150)를 포함한다.1 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a high voltage pulse compression system according to an embodiment of the present invention. 1, a high voltage pulse compression system 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a capacitor charging apparatus 110, a magnetic pulse compression tank 120, a magnetic switch control unit 130, a reactor 140, , And a controller (150).

먼저, 커패시터 충전장치(110)는 자기 펄스 압축 탱크(120) 내에 포함된 제1 커패시터에 에너지를 전달함으로써 제1 커패시터를 충전시키는 역할을 수행한다.First, the capacitor charging apparatus 110 serves to charge the first capacitor by transmitting energy to the first capacitor included in the magnetic pulse compression tank 120.

본 발명에 따른 커패시터 충전장치(110)는 제어기(150)의 제어에 따라 매 주기 별로 출력전압이 조절된다.The capacitor charging apparatus 110 according to the present invention controls the output voltage for each cycle according to the control of the controller 150.

자기 펄스 압축 탱크(120)는 자기 스위치를 이용하여 커패시터 충전장치(110)로부터 출력되는 에너지를 압축하여 나노초 크기의 펄스를 갖는 펄스신호(예컨대, 출력전류신호, 이하, '출력전류'라 함)로 출력한다. 일 실시예에 있어서, 자기 펄스 압축 탱크(120)는 제1 커패시터에 충전된 에너지를 제2 커패시터에 전달하기 위한 제1 자기 스위치, 제2 커패시터에 충전된 에너지를 제3 커패시터에 전달하기 위한 제2 자기 스위치, 및 제3 커패시터에 충전된 에너지를 나노초 크기의 펄스를 갖는 출력전류로 출력하기 위한 제3 자기 스위치를 포함한다.The magnetic pulse compression tank 120 compresses the energy output from the capacitor charging device 110 by using a magnetic switch to generate a pulse signal (e.g., an output current signal, hereinafter, referred to as an " output current " . In one embodiment, the magnetic pulse compression tank 120 includes a first magnetic switch for transferring energy charged in the first capacitor to the second capacitor, a second magnetic switch for transferring the energy charged in the second capacitor to the third capacitor 2 magnetic switch, and a third magnetic switch for outputting the energy charged in the third capacitor to an output current having a pulse of nanosecond size.

자기 스위치 제어부(130)는 반응기(140)에 전달되는 에너지의 전달 효율이 극대화 될 수 있도록 자기 펄스 압축 탱크(120)에 포함된 자기 스위치를 제어하는 역할을 수행한다. 일 실시예에 있어서, 자기 스위치 제어부(130)는 제1 자기 스위치를 제어하기 위한 제1 자기 스위치 제어부, 제2 자기 스위치를 제어하기 위한 제2 자기 스위치 제어부, 및 제3 자기 스위치를 제어하기 위한 제3 자기 스위치 제어부를 포함한다.The magnetic switch control unit 130 controls the magnetic switch included in the magnetic pulse compression tank 120 to maximize the energy transfer efficiency to the reactor 140. In one embodiment, the magnetic switch control unit 130 includes a first magnetic switch control unit for controlling the first magnetic switch, a second magnetic switch control unit for controlling the second magnetic switch, and a second magnetic switch control unit for controlling the third magnetic switch And a third magnetic switch control unit.

상술한 실시예에 있어서는, 자기 펄스 압축 탱크(120)가 제1 내지 제3 자기 스위치를 포함하고, 자기 스위치 제어부(130)는 제1 내지 제3 자기 스위치 제어부를 포함하는 것으로 설명하였다. 하지만, 이는 하나의 예일 뿐, 변형된 실시예에 있어서 자기 펄스 압축 탱크(120)는 제1 및 제2 자기 스위치를 포함하고, 자기 스위치 제어부(130)는 제1 및 제2 자기 스위치 제어부만을 포함할 수도 있을 것이다.In the above-described embodiment, the magnetic pulse compression tank 120 includes the first to third magnetic switches, and the magnetic switch control unit 130 includes the first to third magnetic switch control units. However, this is only an example. In a modified embodiment, the magnetic pulse compression tank 120 includes first and second magnetic switches, and the magnetic switch control unit 130 includes only the first and second magnetic switch control units You can do it.

한편, 도 1에 도시하지는 않았지만, 자기 펄스 압축 탱크(120)는 반응기(140)내에 잔존하는 잉여 에너지를 소비시키기 위한 테일 회로(Tail Circuit)를 더 포함할 수 있다. 이는, 자기 펄스 압축 탱크(120)가 테일 회로를 통해 잉여 에너지를 소비시키지 않게 되면 반응기(140) 내에 잔존하는 잉여 에너지에 의하여 다음 주기 동작 시, 스파크(Spark)가 발생하게 되고, 이는 자기 펄스 압축 시스템에 악영향을 주기 때문이다.Although not shown in FIG. 1, the magnetic pulse compression tank 120 may further include a tail circuit for consuming surplus energy remaining in the reactor 140. This is because, when the magnetic pulse compression tank 120 does not consume the surplus energy through the tail circuit, the surplus energy remaining in the reactor 140 causes a spark in the next cycle operation, This will adversely affect the system.

반응기(140)는 자기 펄스 압축 탱크(120)로부터 출력되는 출력전류에 따라 소정의 반응이 일어난다.A predetermined reaction occurs in the reactor 140 according to the output current output from the magnetic pulse compression tank 120.

일 실시예에 있어서, 반응기(140)는 출력전류를 이용하여 플라즈마 반응이 일어나는 플라즈마 반응기 일 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우, 반응기(140)는 자기 펄스 압축 탱크(220)로부터 전달되는 출력전류를 내부에 포함된 방전봉과 방전극 사이에 인가함으로써 플라즈마를 발생시킨다.In one embodiment, the reactor 140 may be a plasma reactor in which a plasma reaction takes place using an output current. According to this embodiment, the reactor 140 generates a plasma by applying an output current delivered from the magnetic pulse compression tank 220 between the discharge electrode and the discharge electrode included therein.

제어기(150)는, 반응기(140) 내에서 소정의 반응이 완료된 이후 반응기(140)에 잔존하는 잉여 에너지(예컨대, 플라즈마 반응을 통한 산화물 생성 이후 반응기내에 잔존하는 잉여 에너지)를 산출하고, 잉여 에너지의 증감 여부 및 커패시터 충전장치(110)의 출력전압의 증감 여부를 기초로 잉여 에너지가 감소되도록 커패시터 충전장치(110)의 출력전압을 조절한다.The controller 150 calculates surplus energy remaining in the reactor 140 after the predetermined reaction is completed in the reactor 140 (for example, surplus energy remaining in the reactor after oxide formation through plasma reaction), and surplus energy And adjusts the output voltage of the capacitor charging apparatus 110 so that the surplus energy is reduced based on whether the output voltage of the capacitor charging apparatus 110 is increased or decreased.

이와 같이, 본 발명이 제어기(150)를 통해 커패시터 충전장치(110)의 출력전압을 조절하여 잉여 에너지를 감소시키는 이유는, 반응기(140) 내에서 상기 반응에 참여하는 기체는 그 상태가 매 주기 별로 상이하거나, 반응기(140)에 존재하는 기체는 여러 기체 성분으로 이루어져 있기 때문에 R, L, C의 고정 성분으로 그 화학식을 표현하기에는 한계가 있어, 기존에는 항상 발생 가능한 최대의 에너지를 펄스 형태로 반응기(140)에 투입할 수 밖에 없어 잉여 에너지가 발생하게 되고, 이러한 잉여 에너지를 테일 회로를 통해 소비시켜야만 하므로 시스템 손실이 발생하기 때문이다.The reason why the present invention adjusts the output voltage of the capacitor charging apparatus 110 through the controller 150 to reduce the surplus energy is that in the reactor 140, Since the gas present in the reactor 140 is composed of various gas components, there are limitations in expressing the formula as a fixed component of R, L, and C, and conventionally, the maximum energy that can always be generated is a pulse form The excess energy is generated only in the reactor 140, and the surplus energy must be consumed through the tail circuit, thereby causing a system loss.

따라서, 본 발명은 반응기(140)의 상태에 관계없이 커패시터 충전장치(110)의 출력전압을 항상 일정하게 유지시켰던 종래와는 달리, 제어기(150)를 통해 잉여 에너지가 증가하게 되면 커패시터 충전장치(110)의 출력전압을 감소시켜 반응기(140)내에서 반응되는 펄스 에너지의 양이 감소되도록 함으로써 산화물 생성 후 남은 잉여 에너지의 양이 감소되도록 하는 것이다.Therefore, unlike the conventional case where the output voltage of the capacitor charging apparatus 110 is kept constant regardless of the state of the reactor 140, when the surplus energy is increased through the controller 150, 110 so that the amount of reactive energy remaining in the reactor 140 is reduced so that the amount of excess energy remaining after oxide formation is reduced.

이때, 커패시터 충전장치(110)의 출력전압에 따른 출력 에너지가 반응기(140)에서 요구하는 에너지 양보다 적은 경우 산화 반응을 위한 코로나가 생성되지 않기 때문에, 제어기(150)는 잉여 에너지의 증감 여부뿐만 아니라 커패시터 충전장치(110)의 출력전압의 증감 여부도 함께 고려하여 다음 주기의 커패시터 충전장장치의 출력전압의 증감여부를 결정하게 된다.At this time, if the output energy according to the output voltage of the capacitor charging device 110 is less than the amount of energy required in the reactor 140, the corona for the oxidation reaction is not generated, so that the controller 150 determines whether the surplus energy is increased or decreased only It is determined whether the output voltage of the capacitor charging apparatus 110 is increased or decreased by considering whether the output voltage of the capacitor charging apparatus 110 is increased or decreased.

이하, 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 제어기(150)의 구성에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration of the controller 150 according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어기의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.2 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a controller according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어기(150)는 잉여 에너지 산출부(210), 판단부(220), 및 출력전압 제어부(230)를 포함한다.2, the controller 150 includes an excess energy calculation unit 210, a determination unit 220, and an output voltage control unit 230. The control unit 150 controls the operation of the controller 150 according to an embodiment of the present invention.

잉여 에너지 산출부(210)는 잉여 에너지를 산출한다. 즉, 본 발명은 반응기(140)의 상태를 분석하여 잉여 에너지를 산출하는 것이 아니라, 테일 회로를 통해 소비되는 전류를 계측하고, 계측된 전류를 이용하여 반응기(140)에서 잔존하는 잉여 에너지를 산출하게 되는 것이다.The surplus energy calculating unit 210 calculates surplus energy. That is, according to the present invention, instead of calculating the surplus energy by analyzing the state of the reactor 140, the current consumed through the tail circuit is measured, and the surplus energy remaining in the reactor 140 is calculated using the measured current It will be done.

본 발명에 따른 잉여 에너지 산출부(210)는 테일 회로를 통해 흐르는 전류를 매 주기 별로 적분함으로써 테일 회로를 통해 소비된 잉여 에너지를 산출한다.The surplus energy calculation unit 210 according to the present invention integrates the current flowing through the tail circuit every cycle to calculate surplus energy consumed through the tail circuit.

즉, 테일 회로는 반응기(140)에 잔존하는 잉여 에너지를 모두 방전시켜 다음 주기 동작 시 스파크가 발생되지 않도록 하는 회로이므로, 테일 회로를 통해 소비되는 에너지는 반응기(140)에 잔존하는 잉여 에너지와 같기 때문에, 본 발명에 따른 잉여 에너지 산출부(210)는 테일 회로를 통해 흐르는 전류를 매 주기 별로 적분하여 반응기(140) 내에 잔존하는 잉여 에너지의 양을 판단하게 되는 것이다.That is, since the tail circuit is a circuit for discharging all the surplus energy remaining in the reactor 140 to prevent sparks from occurring during the next cycle operation, the energy consumed by the tail circuit is equal to the surplus energy remaining in the reactor 140 Therefore, the surplus energy calculating unit 210 according to the present invention integrates the current flowing through the tail circuit on a cycle-by-cycle basis to determine the amount of surplus energy remaining in the reactor 140.

이를 위해, 본 발명은 테일 회로를 통해 흐르는 전류를 검출하기 위한 변류기(Current Transformer: CT)를 더 포함할 수 있다. 변류기는 테일 회로에 연결되어 테일 회로를 통해 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류의 값을 잉여 에너지 산출부(210)로 제공한다.To this end, the present invention may further comprise a current transformer (CT) for detecting the current flowing through the tail circuit. The current transformer is connected to the tail circuit, detects the current flowing through the tail circuit, and provides the detected current value to the surplus energy calculation unit 210.

일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 제어기(150)는 도 2에 도시된 바와 같이, 변류기에 의해 검출된 전류의 값(아날로그 값)을 디지털 값으로 변환하는 아날로그디지털 컨버터(Analog-Digital Converter: ADC, 240)를 더 포함할 수 있다.2, the controller 150 according to an exemplary embodiment of the present invention includes an analog-to-digital converter (ADC) for converting a value (analog value) of a current detected by a current transformer into a digital value, ADC, 240).

아날로그 디지털 컨버터(240)는 변류기로부터 테일회로를 통해 흐르는 전류의 값이 입력되면 이를 고속으로 디지털 값으로 변환하여 잉여 에너지 산출부(210)로 제공한다.When the value of the current flowing through the tail circuit is inputted from the current transformer to the analog digital converter 240, the analog digital converter 240 converts the current into a digital value at high speed and provides it to the surplus energy calculating unit 210.

판단부(220)는 커패시터 충전장치(110)의 출력전압의 증감여부 및 잉여 에너지 산출부(210)에 의해 산출된 잉여 에너지의 증감여부를 판단한다.The determination unit 220 determines whether the output voltage of the capacitor charging apparatus 110 is increased or decreased and whether the surplus energy calculated by the surplus energy calculating unit 210 is increased or decreased.

구체적으로, 판단부(220)는 n-1번째 주기에서 커패시터 충전장치(110)의 출력전압과 n번째 주기에서 커패시터 충전장치(110)의 출력전압을 비교하여 출력전압의 증감여부를 판단한다. 또한, 판단부(220)는 n-1번째 주기에서 잉여 에너지 산출부(210)에 의해 산출된 잉여 에너지와 n번째 주기에서 잉여 에너지 산출부(210)에 의해 산출된 잉여 에너지를 비교하여 잉여 에너지의 증감여부를 판단한다.Specifically, the determination unit 220 compares the output voltage of the capacitor charging apparatus 110 with the output voltage of the capacitor charging apparatus 110 at the n-th cycle in the (n-1) th cycle to determine whether the output voltage is increased or decreased. The determination unit 220 compares the surplus energy calculated by the surplus energy calculation unit 210 and the surplus energy calculated by the surplus energy calculation unit 210 in the n-th cycle in the (n-1) Of the market.

출력전압 제어부(230)는 n번째 주기에서 출력전압의 증감 여부 및 n번째 주기에서 잉여 에너지의 증감 여부에 따라 n+1번째 주기에서 출력전압의 증감 여부를 결정하고, 결정된 출력전압의 증감 여부에 따라 출력전압을 증가 또는 감소시킨다.The output voltage controller 230 determines whether to increase or decrease the output voltage in the n + 1th cycle according to whether the output voltage increases or decreases in the nth cycle and whether the surplus energy increases or decreases in the nth cycle. Thereby increasing or decreasing the output voltage.

구체적으로, 출력전압 제어부(230)는 n번째 주기에서 출력전압이 증가되었고 n번째 주기에서 잉여 에너지가 증가되었으면, 반응기(140) 내에서 산화되지 못한 잉여 에너지가 증가한 것으로 판단하여 제1 커패시터에 충전되는 에너지를 감소시키기 위해, n+1번째 주기의 출력전압을 감소시킨다.Specifically, if the output voltage is increased in the nth cycle and the surplus energy is increased in the nth cycle, the output voltage controller 230 determines that the surplus energy that has not been oxidized in the reactor 140 has increased, The output voltage of the (n + 1) < th >

출력전압 제어부(230)는 n번째 주기에서 출력전압이 증가되었고 n번째 주기에서 잉여 에너지가 감소되었으면, 반응기(140) 내에서 산화 반응을 위한 더 높은 코로나 발생 전압이 요구되는 것으로 판단하여 제1 커패시터에 충전되는 에너지를 증가시키기 위해, n+1번째 주기의 출력전압을 증가시킨다.The output voltage controller 230 determines that a higher corona generating voltage for the oxidation reaction is required in the reactor 140 if the output voltage is increased in the nth cycle and the surplus energy is decreased in the nth cycle, The output voltage of the (n + 1) < th > period is increased.

출력전압 제어부(230)는 n번째 주기에서 출력전압이 감소되었고 n번째 주기에서 잉여 에너지가 증가되었으면, 반응기(140)에서 산화반응을 위한 더 높은 코로나 발생 전압이 요구되는 것으로 판단하여 제1 커패시터에 충전되는 에너지를 증가시키기 위해 n+1번째 주기의 출력전압을 증가시킨다.When the output voltage is decreased in the nth cycle and the surplus energy is increased in the nth cycle, the output voltage controller 230 determines that a higher corona generation voltage for the oxidation reaction is required in the reactor 140, The output voltage of the (n + 1) th cycle is increased to increase the energy to be charged.

출력전압 제어부(230)는 n번째 주기에서 출력전압이 감소되었고 n번째 주기에서 잉여 에너지가 감소되었으면, n-1번째 주기의 출력전압에서보다 낮은 에너지로 많은 산화반응이 발생한 것으로 판단하여 제1 커패시터에 충전되는 에너지를 감소시키기 위해, n+1번째 주기의 출력전압을 감소시킨다.If the output voltage is decreased in the n-th period and the surplus energy is decreased in the n-th period, the output voltage controller 230 determines that a large amount of oxidation reaction occurs at the output voltage of the (n-1) The output voltage of the (n + 1) < th > period is decreased.

본 발명에 따른 출력전압 제어부(230)가 n번째 주기에서 출력전압의 증감 여부 및 n번째 주기에서 잉여 에너지의 증감 여부에 따라 n+1번째 주기에서 출력전압의 증감 여부를 결정하는 방법을 표로 간략화하여 도시하면 아래의 표 1과 같다.A method of determining whether the output voltage is increased or decreased in the (n + 1) -th cycle according to whether the output voltage controller 230 according to the present invention increases or decreases the output voltage in the n-th period and increases or decreases the surplus energy in the n- Table 1 shows the results.

n번째 주기에서
출력전압의 증감여부At the nth cycle
Increase or decrease of output voltage n번째 주기에서
잉여 에너지의 증감여부At the nth cycle
Increase or decrease of surplus energy n+1번째 주기에서
출력전압의 증감여부In the (n + 1) -th cycle
Increase or decrease of output voltage 증가(+)Increase (+) 증가(+)Increase (+) 감소(-)decrease(-) 증가(+)Increase (+) 감소(-)decrease(-) 증가(+)Increase (+) 감소(-)decrease(-) 증가(+)Increase (+) 증가(+)Increase (+) 감소(-)decrease(-) 감소(-)decrease(-) 감소(-)decrease(-)

이와 같이, 본 발명은 제어기(150)를 통해 커패시터 충전장치(210)의 출력전압을 조절함으로써, 자기 펄스 압축 탱크(120)에 포함된 제1 커패시터에 충전되는 에너지 양을 조절할 수 있게 되고, 이로 인해 반응기(140)로 출력되는 에너지 양도 조절되어 결과적으로 반응에 참여하지 못하고 잔존하게 되는 잉여 에너지의 양도 조절할 수 있게 된다.As such, the present invention can adjust the amount of energy charged in the first capacitor included in the magnetic pulse compression tank 120 by adjusting the output voltage of the capacitor charging device 210 through the controller 150, The amount of energy that is output to the reactor 140 can be controlled, and as a result, the amount of surplus energy that can not be participated in the reaction can be controlled.

도 3은 본 발명에 따른 고전압 펄스 압축 시스템의 동작 패턴을 예시적으로 보여주는 그래프이다.3 is a graph illustrating an exemplary operation pattern of a high voltage pulse compression system according to the present invention.

도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 고전압 펄스 압축 시스템은 시스템이 전원이 투입되면 초기 기동 전압에 따라 운전을 수행한 후(A1), 커패시터 충전장치(110)의 출력전압(Vo)이 자기 펄스 압축 탱크(120)가 반응기(140)로 에너지(P)를 출력하게 되는 시점(Pstart)의 전압인 시작 전압(Vo1)이 되면 출력전압을 단계적으로 증가시킨다(A2).As shown in FIG. 3, the high voltage pulse compression system according to the present invention operates in accordance with an initial starting voltage when the system is powered on (A1), then the output voltage Vo of the capacitor charging apparatus 110 When the magnetic pulse compression tank 120 becomes the start voltage Vo1 which is the voltage at the time point Pstart at which the energy P is outputted to the reactor 140, the output voltage is stepped up (A2).

이후, 고전압 펄스 압축 시스템은 자기 펄스 압축 탱크(120)가 잉여 에너지가 발생하지 않게 하는 에너지(Pmax)를 출력할 때의 커패시터 충전장치(110)의 출력전압(Vo2)이 유지되도록 커패시터 충전장치(110)의 출력전압을 조절한다. 이때, Pmax가 되는 Vo2를 검출하는 과정에서 진동이 발생하게 되고, 설정된 제한 범위 내(A3)에서 진동을 하게 되는 경우 커패시터 충전장치(110)의 출력전압(Vo2)은 반응기(140)의 임피던스에 매칭된 것으로 판단될 수 있다.Thereafter, the high voltage pulse compression system is controlled so that the output voltage Vo2 of the capacitor charging apparatus 110 is maintained when the magnetic pulse compression tank 120 outputs the energy Pmax which prevents the surplus energy from being generated. 110). At this time, vibration occurs in the process of detecting Vo2 which is Pmax, and when the vibration occurs in the set limit A3, the output voltage Vo2 of the capacitor charging apparatus 110 is set to the impedance of the reactor 140 It can be judged that they are matched.

한편, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 커패시터 충전장치(110)의 출력전압이 A3 영역을 초과하게 되는 영역(A4)에서는, 반응기(140) 내에서 잉여 에너지가 잔존하게 되어 스파크가 발생하게 된다는 것을 알 수 있다.3, in the region A4 where the output voltage of the capacitor charging device 110 exceeds the A3 region, surplus energy remains in the reactor 140, causing a spark .

이하, 도 4 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 펄스 압축 시스템의 일 예를 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 펄스 압축 시스템의 동작 메커니즘에 대해 간략히 설명한다.4 to 5, an operation mechanism of the high voltage pulse compression system according to an embodiment of the present invention will be briefly described with reference to an example of a high voltage pulse compression system according to an embodiment of the present invention.

도 4은 도 1에 도시된 커패시터 충전부(110), 자기 펄스 압축 탱크(120), 자기 스위치 제어부(130), 및 반응기(140)의 구성을 예시적으로 보여주는 회로도이고, 도 5a 내지 도 5e는 도 4에 도시된 고전압 펄스 압축 시스템(100)의 동작 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.4 is a circuit diagram exemplarily showing the configuration of the capacitor charging unit 110, the magnetic pulse compression tank 120, the magnetic switch control unit 130 and the reactor 140 shown in FIG. 1, and FIGS. 5A to 5E are diagrams 4 is a view for explaining the operation mechanism of the high voltage pulse compression system 100 shown in FIG.

먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 커패시터 충전장치(110)의 스위칭 동작에 의해 제1 커패시터(Cp)에 출력전류(iCL)가 흘러 소정의 설정치 전압(Vp)만큼 에너지가 충전되면 커패시터 충전장치(110)는 스위칭 동작을 멈추고, 출력전류(iCL)는 더 이상 흐르지 않게 된다.5A, when the output current iCL flows through the first capacitor Cp by the switching operation of the capacitor charging apparatus 110 and the energy is charged to the predetermined set voltage Vp, (110) stops the switching operation, and the output current (iCL) no longer flows.

이후, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 자기 스위치(MS1)가 제1 자기 스위치 제어부(132)에 의해 포화되고 펄스 스위치(Psw)가 턴온되면, 제1 커패시터(Cp)에 충전된 에너지는 펄스 스위치(Psw)를 통하여 변압기 2차측 제2 커패시터(Cs)에 충전된다.5B, when the first magnetic switch MS1 is saturated by the first magnetic switch control unit 132 and the pulse switch Psw is turned on, the energy charged in the first capacitor Cp is And charged into the transformer secondary side second capacitor Cs through the pulse switch Psw.

이후, 도 5c에 도시된 바와 같이, 제2 자기 스위치(MS2)가 제2 자기 스위치 제어부(134)의 제2 제어 전류에 의해 포화되면, 제3 커패시터(Ct)는 제2 자기 스위치(MS2)를 통하여 제2 커패시터(Cs)에 의해 충전된다.5C, when the second magnetic switch MS2 is saturated by the second control current of the second magnetic switch control unit 134, the third capacitor Ct is connected to the second magnetic switch MS2, And is charged by the second capacitor Cs through the second capacitor Cs.

이후, 도 5d에 도시된 바와 같이, 제3 커패시터(Ct)의 충전이 완료되는 순간, 제3 자기 스위치(MS3)가 제3 자기 스위치 제어부(136)의 제3 제어 전류에 의해 포화되며, 제3 커패시터(Ct)에 충전된 에너지는 제3 자기 스위치(MS3)를 통하여 플라즈마 반응기(140)에서 방전된다. 여기서, 제3 자기 스위치(MS3)의 포화 인덕턴스가 제2 자기 스위치(MS2)의 포화 인덕턴스보다 훨씬 작도록 설정되어 있기 때문에 제3 커패시터(Ct)는 제2 커패시터(Cs)보다 훨씬 빠르게 충전될 수 있다. 또한, 제3 커패시터(Ct)가 완전히 충전될 때 제2 커패시터(Cs)가 완전히 방전될 수 있게 하기 위하여 두 커패시터의 커패시턴스는 동일한 값을 갖도록 한다.5D, when the charging of the third capacitor Ct is completed, the third magnetic switch MS3 is saturated by the third control current of the third magnetic switch control unit 136, The energy charged in the third capacitor Ct is discharged in the plasma reactor 140 through the third magnetic switch MS3. Here, since the saturation inductance of the third magnetic switch MS3 is set to be much smaller than the saturation inductance of the second magnetic switch MS2, the third capacitor Ct can be charged much faster than the second capacitor Cs have. Also, the capacitances of the two capacitors have the same value so that the second capacitor Cs can be completely discharged when the third capacitor Ct is fully charged.

이후, 도 5e에 도시된 바와 같이, 플라즈마 반응기(140) 내에 남아 있는 잉여 에너지가 방전 저항(RR)과 방전 인덕터(LR)로 구성된 테일 회로(122)를 통해 소비된다.5E, surplus energy remaining in the plasma reactor 140 is consumed through the tail circuit 122 composed of the discharge resistor RR and the discharge inductor LR.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이때, 변류기(CT, 124)를 통해 테일회로(122)를 통해 흐르는 테일 전류(i_tail)를 검출하고, 검출된 테일전류를 매 주기 별로 적분함으로써 테일 회로(122)를 통해 소비되는 잉여 에너지를 산출하게 된다. 이후, 해당 주기에서 산출된 잉여 에너지의 증감여부 및 커패시터 충전장치(110)의 출력전압의 증감여부를 기초로 다음 주기에서 커패시터 충전장치(110)의 출력전압의 증감여부를 결정하게 된다.According to an embodiment of the present invention, at this time, the tail current (i_tail) flowing through the tail circuit 122 through the current transformer (CT) 124 is detected and the tail current ) Of the energy consumption. Thereafter, it is determined whether the output voltage of the capacitor charging apparatus 110 is increased or decreased based on whether the surplus energy calculated in the cycle is increased or decreased and whether the output voltage of the capacitor charging apparatus 110 is increased or decreased.

상술한 도 4 및 도 5에서는 고전압 펄스 압축 시스템이 3개의 자기 스위치 및 3개의 자기 스위치 제어부를 포함하는 것으로 도시하였지만, 이는 하나의 예일 뿐 변형된 실시예에 있어서, 고전압 펄스 압축 시스템은 2개의 자기 스위치 및 2개의 자기 스위치 제어부나 4개 이상의 자기 스위치 및 4개 이상의 자기 스위치 제어부를 포함할 수도 있을 것이다.Although the high voltage pulse compression system has been shown as including three magnetic switches and three magnetic switch controls in the above-described FIGS. 4 and 5, this is only one example. In a modified embodiment, A switch, two magnetic switch control units, four or more magnetic switches, and four or more magnetic switch control units.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a control method of the high voltage pulse compression system according to the present invention will be described with reference to FIG.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법을 보여주는 플로우차트이다. 도 6에 도시된 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법은 도 2에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 고전압 펄스 압축 시스템에 적용될 수 있다.6 is a flowchart illustrating a method of controlling a high voltage pulse compression system according to an exemplary embodiment of the present invention. The control method of the high voltage pulse compression system shown in FIG. 6 can be applied to a high voltage pulse compression system having a configuration as shown in FIG.

먼저, 고전압 펄스 압축 시스템은, 반응기에서의 반응이 완료된 이후 반응기에 잔존하는 잉여 에너지를 산출한다(S600).First, the high voltage pulse compression system calculates the surplus energy remaining in the reactor after the reaction in the reactor is completed (S600).

일 실시예에 있어서, 고전압 펄스 압축 시스템은 반응기에서의 반응이 완료되면, 반응기에 잔존하는 잉여 에너지를 소비시키기 위한 테일회로에 흐르는 전류를 이용하여 반응기에서 잔존하는 잉여 에너지를 산출할 수 있다.In one embodiment, the high voltage pulse compression system can calculate the surplus energy remaining in the reactor by using the current flowing in the tail circuit to consume the surplus energy remaining in the reactor once the reaction in the reactor is completed.

이를 고전압 펄스 압축 시스템은은 테일 회로에 흐르는 전류를 검출한 후, 검출된 전류를 매 주기 별로 적분하여 잉여 에너지를 산출한다.The high-voltage pulse compression system detects the current flowing through the silver tail circuit, and then integrates the detected current for each cycle to calculate surplus energy.

일 실시예에 있어서, 고전압 펄스 압축 시스템은 검출된 전류를 적분하기 이전에, 검출된 전류를 디지털값으로 먼저 변환한 후, 디지털값으로 변환된 전류를 매주기 별로 적분하여 잉여 에너지를 산출할 수 있다.In one embodiment, the high-voltage pulse compression system may first convert the detected current into a digital value before integrating the detected current, and then integrate the current converted into the digital value on a cycle-by-cycle basis to calculate the surplus energy have.

이후, 고전압 펄스 압축 시스템은 S600에서 산출된 잉여 에너지의 증감여부 및 커패시터 충전장치의 출력전압의 증감여부를 판단한다(S610).Thereafter, the high-voltage pulse compression system determines whether the surplus energy calculated in S600 is increased or decreased and the output voltage of the capacitor charging apparatus is increased or decreased (S610).

보다 구체적으로, 고전압 펄스 압축 시스템은 n-1번째 주기의 출력전압과 n번째 주기의 출력전압을 비교함으로써 n번째 주기에서 출력전압의 증감여부를 판단한다. 또한, 고전압 펄스 압축 시스템은 n-1번째 주기의 잉여 에너지와 n번째 주기의 잉여 에너지를 비교함으로써 n번째 주기에서 잉여 에너지의 증감여부를 판단한다.More specifically, the high voltage pulse compression system determines whether the output voltage increases or decreases in the nth cycle by comparing the output voltage of the (n-1) th cycle with the output voltage of the nth cycle. Also, the high voltage pulse compression system determines whether the surplus energy of the n-th cycle is increased or decreased by comparing the surplus energy of the n-th cycle with the surplus energy of the nth cycle.

S610의 판단결과, n번째 주기에서 출력전압이 증가되었고 n번째 주기에서 잉여 에너지가 증가된 것으로 판단되면, 고전압 펄스 압축 시스템은 반응기 내에서 산화되지 못한 잉여 에너지가 증가한 것으로 판단하여 제1 커패시터에 충전되는 에너지를 감소시키기 위해, n+1번째 주기의 출력전압을 감소시킨다(S620).If it is determined in step S610 that the output voltage is increased in the nth cycle and the surplus energy is increased in the nth cycle, the high voltage pulse compression system determines that the surplus energy that has not been oxidized in the reactor has increased, The output voltage of the n + 1 < th > period is decreased (S620).

S610의 판단결과, n번째 주기에서 출력전압이 증가되었고 n번째 주기에서 잉여 에너지가 감소된 것으로 판단되면, 고전압 펄스 압축 시스템은 반응기 내에서 산화 반응을 위한 더 높은 코로나 발생 전압이 요구되는 것으로 판단하여 제1 커패시터에 충전되는 에너지를 증가시키기 위해, n+1번째 주기의 출력전압을 증가시킨다(S630).If it is determined in step S610 that the output voltage is increased in the nth cycle and the surplus energy is decreased in the nth cycle, the high voltage pulse compression system determines that a higher corona generation voltage for the oxidation reaction is required in the reactor To increase the energy charged in the first capacitor, the output voltage of the (n + 1) th cycle is increased (S630).

S610의 판단결과, n번째 주기에서 출력전압이 감소되었고 n번째 주기에서 잉여 에너지가 증가된 것으로 판단되면, 고전압 펄스 압축 시스템은 반응기에서 산화반응을 위한 더 높은 코로나 발생 전압이 요구되는 것으로 판단하여 제1 커패시터에 충전되는 에너지를 증가시키기 위해 n+1번째 주기의 출력전압을 증가시킨다(S640).As a result of the determination in S610, if it is determined that the output voltage is decreased in the nth cycle and the surplus energy is increased in the nth cycle, the high voltage pulse compression system determines that a higher corona generation voltage for the oxidation reaction is required in the reactor To increase the energy charged in one capacitor, the output voltage of the (n + 1) th cycle is increased (S640).

S610의 판단결과, n번째 주기에서 출력전압이 감소되었고 n번째 주기에서 잉여 에너지가 감소된 것으로 판단되면, 고전압 펄스 압축 시스템은 n-1번째 주기의 출력전압에서보다 낮은 에너지로 많은 산화반응이 발생한 것으로 판단하여 제1 커패시터에 충전되는 에너지를 감소시키기 위해, n+1번째 주기의 출력전압을 감소시킨다(S650).As a result of the determination in S610, if it is determined that the output voltage is decreased in the nth cycle and the surplus energy is decreased in the nth cycle, the high voltage pulse compression system generates a large amount of oxidation reaction The output voltage of the (n + 1) < th > period is decreased in order to reduce the energy charged in the first capacitor (S650).

이후, 고전압 펄스 압축 시스템은 커패시터 충전장치가 S620 내지 S650에서 증가 또는 감소된 출력전압을 출력하도록 커패시터 충전장치의 동작을 제어한다(S660).Thereafter, the high voltage pulse compression system controls the operation of the capacitor charging apparatus such that the capacitor charging apparatus outputs an increased or decreased output voltage in S620 to S650 (S660).

본 명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that the invention described above may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: 고전압 펄스 압축 시스템 110; 커패시터 충전장치
120: 자기 펄스 압축 탱크 130: 자기 스위치 제어부
140: 반응기 150: 제어기
210: 잉여 에너지 산출부 220: 판단부
230: 출력전압 제어부 240: 아날로그 디지털 컨버터100: high voltage pulse compression system 110; Capacitor charging device
120: magnetic pulse compression tank 130: magnetic switch control section
140: reactor 150: controller
210: Surplus energy calculating unit 220:
230: output voltage control unit 240: analog-to-digital converter

Claims (16)

커패시터에 충전된 에너지를 복수개의 자기 스위치를 통해 펄스신호로 출력하는 자기 펄스 압축 탱크;
상기 커패시터에 에너지를 충전시키는 커패시터 충전장치;
상기 펄스신호를 이용하여 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 반응기; 및
상기 커패시터 충전장치의 출력전압이 상기 플라즈마 반응기의 임피던스에 매칭되도록 미리 정해진 주기 별로 상기 출력전압을 조절하는 제어기를 포함하고,
상기 자기 펄스 압축 탱크는,
상기 플라즈마 반응기에 잔존하는 잉여 에너지를 소비시키는 테일회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템.A magnetic pulse compression tank for outputting the energy charged in the capacitor as a pulse signal through a plurality of magnetic switches;
A capacitor charging device charging the capacitor with energy;
A plasma reactor for generating a plasma using the pulse signal; And
And a controller for adjusting the output voltage by a predetermined period so that the output voltage of the capacitor charging device matches the impedance of the plasma reactor,
Wherein the magnetic pulse compression tank comprises:
And a tail circuit for consuming surplus energy remaining in the plasma reactor. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 테일회로에 흐르는 전류를 검출하는 변류기를 더 포함하고,
상기 제어기는,
상기 변류기에 의해 검출된 전류를 매 주기 별로 적분하여 상기 테일회로를 통해 소비된 잉여 에너지를 산출하는 잉여 에너지 산출부; 및
n-1번째 주기의 상기 출력전압 및 상기 잉여 에너지와 n번째 주기의 상기 출력전압 및 상기 잉여 에너지를 기초로 상기 n번째 주기에서 상기 출력전압의 증감 여부 및 상기 잉여 에너지의 증감 여부를 판단하고, 상기 출력전압의 증감 여부 및 상기 잉여 에너지의 증감 여부에 따라 n+1번째 주기의 출력전압을 증가 또는 감소시키는 출력전압 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a current transformer for detecting a current flowing in the tail circuit,
The controller comprising:
A surplus energy calculation unit for integrating the current detected by the current transformer for each cycle to calculate surplus energy consumed through the tail circuit; And
determining whether the output voltage is increased or decreased in the nth cycle based on the output voltage and the surplus energy of the (n-1) -th cycle, the output voltage of the nth cycle, and the surplus energy, And an output voltage controller for increasing or decreasing the output voltage of the (n + 1) -th cycle according to whether the output voltage is increased or decreased and whether the surplus energy is increased or decreased. 제3항에 있어서,
상기 출력전압 제어부는,
상기 n번째 주기에서 상기 출력전압이 증가된 경우,
상기 n번째 주기에서 상기 잉여 에너지가 증가되었으면 상기 n+1번째 주기의 출력전압을 감소시키고 상기 n번째 주기에서 상기 잉여 에너지가 감소되었으면 상기 n+1번째 주기의 출력전압을 증가시키는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템.The method of claim 3,
Wherein the output voltage control unit comprises:
If the output voltage is increased in the nth period,
And decreases the output voltage of the (n + 1) -th period if the surplus energy is increased in the n-th period and increases the output voltage of the (n + 1) -th period if the surplus energy is decreased in the n-th period. High voltage pulse compression system. 제3항에 있어서,
상기 출력전압 제어부는,
상기 n번째 주기에서 상기 출력전압이 감소된 경우,
상기 n번째 주기에서 상기 잉여 에너지가 증가되었으면 상기 n+1번째 주기의 출력전압을 증가시키고, 상기 n번째 주기에서 상기 잉여 에너지가 감소되었으면 상기 n+1번째 주기의 출력전압을 감소시키는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템.The method of claim 3,
Wherein the output voltage control unit comprises:
If the output voltage is decreased in the nth cycle,
The output voltage of the (n + 1) -th period is increased if the surplus energy is increased in the n-th period, and the output voltage of the (n + 1) -th period is decreased when the surplus energy is decreased in the n-th period. A high voltage pulse compression system. 제3항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 변류기에 의해 검출된 전류를 디지털값으로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터를 더 포함하고,
상기 잉여 에너지 산출부는,
상기 디지털값으로 변환된 전류를 매 주기 별로 적분하여 상기 잉여 에너지를 산출하는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템.The method of claim 3,
The controller comprising:
Further comprising an analog-to-digital converter for converting the current detected by the current transformer to a digital value,
The surplus energy calculating unit calculates,
And calculates the surplus energy by integrating the current converted into the digital value on a cycle-by-cycle basis. 커패시터에 충전된 에너지를 복수개의 자기 스위치를 통해 펄스신호로 출력하는 자기 펄스 압축 탱크;
상기 커패시터에 에너지를 충전시키는 커패시터 충전장치;
상기 자기 펄스 압축 탱크에서 인가되는 상기 펄스신호에 따라 소정의 반응이 일어나는 반응기; 및
상기 반응의 완료 이후 상기 반응기에 잔존하는 잉여 에너지를 산출하고, 상기 잉여 에너지의 증감 여부 및 상기 커패시터 충전장치의 출력전압의 증감 여부를 기초로 상기 잉여 에너지가 감소되도록 상기 커패시터 충전장치의 출력전압을 조절하는 제어기를 포함하고,
상기 자기 펄스 압축 탱크는,
상기 잉여 에너지를 소비시키는 테일회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템.A magnetic pulse compression tank for outputting the energy charged in the capacitor as a pulse signal through a plurality of magnetic switches;
A capacitor charging device charging the capacitor with energy;
A reactor in which a predetermined reaction occurs according to the pulse signal applied in the magnetic pulse compression tank; And
Calculating the surplus energy remaining in the reactor after completion of the reaction and determining an output voltage of the capacitor charging apparatus so that the surplus energy is reduced based on whether the surplus energy is increased or decreased and whether the output voltage of the capacitor charging apparatus is increased or decreased And a controller for adjusting
Wherein the magnetic pulse compression tank comprises:
And a tail circuit for consuming the surplus energy. 제7항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 테일회로에 흐르는 전류를 매 주기 별로 적분하여 상기 테일회로를 통해 소비된 잉여 에너지를 산출하는 잉여 에너지 산출부; 및
n-1번째 주기의 상기 출력전압 및 상기 잉여 에너지와 n번째 주기의 상기 출력전압 및 상기 잉여 에너지를 기초로 상기 n번째 주기에서 상기 출력전압의 증감 여부 및 상기 잉여 에너지의 증감 여부를 판단하고, 상기 출력전압의 증감 여부 및 상기 잉여 에너지의 증감 여부에 따라 n+1번째 주기의 출력전압을 증가 또는 감소시키는 출력전압 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템.8. The method of claim 7,
The controller comprising:
An excess energy calculating unit for integrating the current flowing through the tail circuit on a cycle-by-cycle basis to calculate surplus energy consumed through the tail circuit; And
determining whether the output voltage is increased or decreased in the nth cycle based on the output voltage and the surplus energy of the (n-1) -th cycle, the output voltage of the nth cycle, and the surplus energy, And an output voltage controller for increasing or decreasing the output voltage of the (n + 1) -th cycle according to whether the output voltage is increased or decreased and whether the surplus energy is increased or decreased. 제8항에 있어서,
상기 출력전압 제어부는,
상기 n번째 주기에서 상기 출력전압이 증가된 경우,
상기 n번째 주기에서 상기 잉여 에너지가 증가되었으면 상기 n+1번째 주기의 출력전압을 감소시키고 상기 n번째 주기에서 상기 잉여 에너지가 감소되었으면 상기 n+1번째 주기의 출력전압을 증가시키는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템.9. The method of claim 8,
Wherein the output voltage control unit comprises:
If the output voltage is increased in the nth period,
And decreases the output voltage of the (n + 1) -th period if the surplus energy is increased in the n-th period and increases the output voltage of the (n + 1) -th period if the surplus energy is decreased in the n-th period. High voltage pulse compression system. 제8항에 있어서,
상기 출력전압 제어부는,
상기 n번째 주기에서 상기 출력전압이 감소된 경우,
상기 n번째 주기에서 상기 잉여 에너지가 증가되었으면 상기 n+1번째 주기의 출력전압을 증가시키고, 상기 n번째 주기에서 상기 잉여 에너지가 감소되었으면 상기 n+1번째 주기의 출력전압을 감소시키는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템.9. The method of claim 8,
Wherein the output voltage control unit comprises:
If the output voltage is decreased in the nth cycle,
The output voltage of the (n + 1) -th period is increased when the surplus energy is increased in the n-th period, and the output voltage of the (n + 1) -th period is decreased when the surplus energy is decreased in the n-th period. A high voltage pulse compression system. 커패시터에 충전된 에너지를 복수개의 자기 스위치를 통해 펄스신호로 출력하는 자기 펄스 압축 탱크, 상기 커패시터에 에너지를 충전시키는 커패시터 충전장치, 및 상기 펄스신호에 따라 소정의 반응이 일어나는 반응기를 포함하는 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법으로서,
상기 반응의 완료 이후 상기 반응기에 잔존하는 잉여 에너지를 소비시키는 테일회로에 흐르는 전류를 이용하여 상기 잉여 에너지를 산출하는 단계; 및
상기 잉여 에너지의 증감 여부 및 상기 커패시터 충전장치의 출력전압의 증감 여부를 기초로 상기 잉여 에너지가 감소되도록 상기 커패시터 충전장치의 출력전압을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법.Comprising: a magnetic pulse compression tank for outputting energy charged in a capacitor as a pulse signal through a plurality of magnetic switches; a capacitor charging device for charging energy into the capacitor; and a reactor for performing a predetermined reaction in response to the pulse signal. A control method for a compression system,
Calculating the surplus energy by using a current flowing in a tail circuit that consumes surplus energy remaining in the reactor after completion of the reaction; And
And controlling the output voltage of the capacitor charging device so that the surplus energy is reduced based on whether the surplus energy is increased or decreased and whether the output voltage of the capacitor charging device is increased or decreased. Way. 제11항에 있어서,
상기 잉여 에너지를 산출하는 단계는,
상기 반응의 완료 이후 상기 반응기에 잔존하는 잉여 에너지를 소비시키는 테일회로에 흐르는 전류를 검출하는 단계; 및
상기 검출된 전류를 매 주기 별로 적분하여 상기 잉여 에너지를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the step of calculating the surplus energy comprises:
Detecting a current flowing in a tail circuit that consumes surplus energy remaining in the reactor after completion of the reaction; And
And calculating the surplus energy by integrating the detected currents on a cycle-by-cycle basis. 제12항에 있어서,
상기 검출하는 단계 이후에, 상기 검출된 전류를 디지털값으로 변환하는 단계를 더 포함하고,
상기 잉여 에너지를 산출하는 단계에서, 상기 디지털값으로 변환된 전류를 매주기 별로 적분하여 상기 잉여 에너지를 산출하는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법.13. The method of claim 12,
Further comprising: after said detecting, converting said detected current into a digital value,
Wherein the step of calculating the surplus energy calculates the surplus energy by integrating the current converted into the digital value on a cycle-by-cycle basis. 커패시터에 충전된 에너지를 복수개의 자기 스위치를 통해 펄스신호로 출력하는 자기 펄스 압축 탱크, 상기 커패시터에 에너지를 충전시키는 커패시터 충전장치, 및 상기 펄스신호에 따라 소정의 반응이 일어나는 반응기를 포함하는 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법으로서,
상기 반응의 완료 이후 상기 반응기에 잔존하는 잉여 에너지를 산출하는 단계;
n-1번째 주기의 상기 커패시터 충전장치의 출력전압 및 상기 잉여 에너지와 n번째 주기의 상기 출력전압 및 상기 잉여 에너지를 기초로 상기 n번째 주기에서 상기 출력전압의 증감 여부 및 상기 잉여 에너지의 증감 여부를 판단하는 단계; 및
상기 잉여 에너지의 증감 여부 및 상기 출력전압의 증감 여부를 기초로 상기 잉여 에너지가 감소되도록 상기 커패시터 충전장치의 출력전압을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법.Comprising: a magnetic pulse compression tank for outputting energy charged in a capacitor as a pulse signal through a plurality of magnetic switches; a capacitor charging device for charging energy into the capacitor; and a reactor for performing a predetermined reaction in response to the pulse signal. A control method for a compression system,
Calculating the surplus energy remaining in the reactor after completion of the reaction;
cycle of the output voltage of the capacitor charging apparatus in the (n-1) < th > period and the surplus energy, the output voltage of the n &; And
And adjusting an output voltage of the capacitor charging device such that the surplus energy is reduced based on whether the surplus energy is increased or decreased and whether the output voltage is increased or decreased. 제14항에 있어서,
상기 출력전압의 증감여부 및 상기 잉여 에너지의 증감여부를 판단하는 단계에서, 상기 n번째 주기에서 상기 출력전압이 증가된 것으로 판단되는 경우,
상기 출력전압을 조절하는 단계에서, 상기 n번째 주기에서 상기 잉여 에너지가 증가되었으면 n+1번째 주기의 출력전압을 감소시키고 상기 n번째 주기에서 상기 잉여 에너지가 감소되었으면 상기 n+1번째 주기의 출력전압을 증가시키는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법.15. The method of claim 14,
If it is determined that the output voltage is increased in the n-th period, whether or not the output voltage is increased or decreased and the surplus energy is increased or decreased,
If the surplus energy is increased in the nth period, the output voltage of the (n + 1) -th period is decreased. If the surplus energy is decreased in the nth period, the output of the And the voltage is increased. 제14항에 있어서,
상기 출력전압의 증감여부 및 상기 잉여 에너지의 증감여부를 판단하는 단계에서, 상기 n번째 주기에서 상기 출력전압이 감소된 것으로 판단되는 경우,
상기 출력전압을 조절하는 단계에서, 상기 n번째 주기에서 상기 잉여 에너지가 증가되었으면 n+1번째 주기의 출력전압을 증가시키고, 상기 n번째 주기에서 상기 잉여 에너지가 감소되었으면 상기 n+1번째 주기의 출력전압을 감소시키는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법.15. The method of claim 14,
In the step of determining whether the output voltage is increased or decreased and whether the surplus energy is increased or decreased, if it is determined that the output voltage is decreased in the nth cycle,
If the surplus energy is increased in the n-th period, the output voltage of the (n + 1) -th period is increased. If the surplus energy is decreased in the n-th period, And the output voltage is reduced.
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