KR101722748B1 - 양방향 전력변환장치의 시험장치 - Google Patents

양방향 전력변환장치의 시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양방향 전력변환장치에 공급되는 전압, 전류의 크기 및 주파수를 조절하여, 다양한 조건상에서 양방향 전력변환장치의 특성을 시험하고, 시험과정에서 발생되는 전력손실을 최소화하는 양방향 전력변환장치의 시험장치에 관한 것이다. 이러한 양방향 전력변환장치의 시험장치는 교류전원으로부터 교류를 인가 받아 직류로 변환하는 컨버터부, 컨버터부에 병렬로 연결되어, 직류를 공급받아 설정전압으로 충전하는 직류링크부, 직류링크부를 사이에 두고 양측에 각각 병렬로 연결된 제1전력변환모듈과 제2전력변환모듈을 포함하되, 제1전력변환모듈과 제2전력변환모듈은 인가되는 전압에 의해 직류링크부를 충전 또는 방전하는 전력변환장치 및 일단이 제1전력변환모듈과 연결되고, 타단이 제2전력변환모듈과 연결되어 제1전력변환모듈과 제2전력변환모듈 사이에 전류순환경로를 형성하는 변압부를 포함한다.

Description

양방향 전력변환장치의 시험장치 {Test equipment of bidirectional converter}
본 발명은 양방향 전력변환장치의 시험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다양한 크기 및 주파수로 조절되는 전류가 양방향으로 순환되도록 함으로써, 전력시험이 양방향으로 진행될 수 있도록 하는 양방향 전력변환장치의 시험장치에 관한 것이다.
전력변환장치는 풍력발전기, 선박 및 모터 구동 등 다양한 산업의 전자/기계 기기에 사용된다. 이러한 전력변환장치는 계통과 연계되어 작동될 경우 계통의 전압 또는 주파수 변동에 대해 강인한 특성을 가져야 한다. 따라서, 전력변환장치는 제조 후, 구성된 각각의 전자부품모듈에 다양한 크기 및 주파수의 전압을 인가하여 정상적인 동작 여부를 확인하는 신뢰성 시험을 반드시 거치게 된다.
현재, 이러한 시험을 효율적으로 수행할 수 있는 장치 및 방법들이 많이 개발되어 있다. 그러나 개발된 장치 및 방법들은 대다수 전력변환장치에 별도의 전압의 크기 및 주파수를 변경할 수 있는 변환장치를 설치하는 구성이며, 이러한 설치구성은 시험장치의 가격을 증가시킬 뿐만 아니라 시험과정에서 높은 전력손실을 발생시키는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 10-2010-0049591 (2007.07.26)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 양방향 전력변환장치에 공급되는 전압, 전류의 크기 및 주파수를 조절하여, 다양한 조건상에서 전력변환장치의 특성을 시험하고, 시험과정에서 발생 되는 전력손실을 최소화할 수 있는 양방향 전력변환장치의 시험장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 양방향 전력변환장치의 시험장치는 교류전원으로부터 교류를 인가받아 직류로 변환하는 컨버터부, 상기 컨버터부에 병렬로 연결되어, 상기 직류를 공급받아 설정전압으로 충전하는 직류링크부, 상기 직류링크부를 사이에 두고 양측에 각각 병렬로 연결된 제1전력변환모듈과 제2전력변환모듈을 포함하되, 상기 제1전력변환모듈과 상기 제2전력변환모듈은 인가되는 전압에 의해 상기 직류링크부를 충전 또는 방전하는 전력변환장치 및 일단이 상기 제1전력변환모듈과 연결되고, 타단이 제2전력변환모듈과 연결되어 상기 제1전력변환모듈과 상기 제2전력변환모듈 사이에 전류순환경로를 형성하는 변압부를 포함한다.
상기 전력변환장치는 상기 제1전력변환모듈이 상기 직류링크부로부터 공급되는 직류전류를 교류전류로 변환하여 상기 제2전력변환모듈로 공급하고, 상기 제2전력변환모듈을 통하여 상기 교류전류를 직류전류로 변환시켜 상기 직류링크부를 충전시키거나, 상기 제2전력변환모듈이 상기 직류링크부로부터 공급되는 직류교류를 교류전류로 변환하여 상기 제1전력변환모듈로 공급하고, 상기 제1전력변환모듈을 통하여 상기 교류전류를 직류전류로 변환시켜 상기 직류링크부를 충전시킬 수 있다.
상기 제1전력변환모듈 및 상기 제2전력변환모듈은 PWM(Pulse Width Modulation)전압제어 방식으로 상기 직류링크부를 충전 또는 방전할 수 있다.
상기 컨버터부는 상기 직류링크부가 상기 제2전력변환모듈에 의해 상기 설정전압 미만으로 충전되었을 때, 상기 직류링크부에 충전된 전압과 상기 설정전압 차이의 전압을 상기 직류링크부를 충전시킬 수 있다.
상기 컨버터부, 상기 제1전력변환모듈 및 상기 제2전력변환모듈은 전기적 특성이 동일한 한 쌍의 반도체 스위치에 다이오드가 역병렬로 각각 연결되는 반도체 세트부를 복수 개 포함하되, 복수 개의 상기 반도체 세트부는 서로 병렬로 연결될 수 있다.
상기 변압부는 입력단과 출력단이 모두 델다 결선으로 형성된 델타-델타 결선 방식으로 형성된 변압기와 상기 입력단과 출력단에 각각 인덕터를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 양방향 전력변환장치의 시험장치는 양방향으로 설치된 전력변환모듈을 독립적으로 제어하여, 다양한 크기 및 주파수로 조정되는 전류가 양방향으로 출력되도록 함으로서, 전력시험이 양방향으로 진행될 수 있도록 하며, 시험과정에서 발생 되는 전력손실을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 전력변환장치의 시험장치에 대한 회로도이다.
도 2는 컨버터부 및 제1전력변환모듈의 작동을 통한 양방향 전력변환장치의 시험장치 내에서 일방향의 전류 흐름을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 직류링크부 및 제1전력변환모듈에서 출력되는 전압을 나타낸 도면이다.
도 4는 변압부 및 제2전력변환모듈의 작동을 통한 양방향 전력변환장치의 시험장치 내에서 일방향의 전류 흐름을 도시한 도면이다.
도 5는 제2전력변환모듈에 의해 직류링크부가 설정전압 미만으로 충전되었을 때, 컨버터부의 작동을 통한 직류링크부가 충전되는 전류 흐름을 나타낸 도면이다.
도 6은 제2전력변환모듈 및 직류링크부에서 출력되는 전압을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예로 컨버터부 및 제2전력변환모듈의 작동을 통한 양방향 전력변환장치의 시험장치 내에서 타방향의 전류 흐름을 도시한 도면이다.
도 8은 직류링크부 및 제2전력변환모듈에서 출력되는 전압을 나타낸 도면이다.
도 9는 변압부 및 제1전력변환모듈의 작동을 통한 양방향 전력변환장치의 시험장치 내에서 타방향의 전류 흐름을 도시한 도면이다.
도 10은 도 9의 변압부 및 직류링크부에서 출력되는 전압을 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점과 특징 그리고 그것들을 달성하는 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 수 있다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 전력변환장치의 시험장치를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 전력변환장치의 시험장치에 대한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 전력변환장치의 시험장치(1)는 전류 및 전압의 크기와 주파수 등을 변경해 다양한 조건상에서 전력변환장치의 전력시험이 양방향으로 진행될 수 있도록 하고, 시험과정에서 발생 되는 전력손실을 최소화할 수 있다.
이러한 양방향 전력변환장치의 시험장치(1)는 전기적 특성이 상이한 복수 개의 구성요소들 즉, 교류전원(10), 교류전원(10)과 연결된 컨버터부(20), 컨버터부(20)에 병렬로 연결된 직류링크부(30), 직류링크부(30)에 연결되어, 직류링크부(30)를 충전 또는 방전시키는 전력변환장치(40) 및 전력변환장치(40)를 폐회로로 구성하여, 전류순환경로를 형성하는 변압부(50) 등을 포함한다.
이하, 양방향 전력변환장치의 시험장치(1)의 각 구성요소 및 각 구성요소를 통해 입력 및 출력되는 전압에 관하여 좀 더 상세히 설명한다.
교류전원(10)은 서로 다른 위상 즉, 위상 차가 120도 되는 a상, b상 및 c상의 전압을 출력할 수 있는 3상 전원(three-phase power source)이 될 수 있다. 이러한 교류전원(10)의 각 상의 전압은 일정 크기 및 주파수 성분을 갖는 교류전류가 형성되도록 한다. 교류전원(10)의 일측에는 각 상의 교류전류를 정류하는 컨버터부(20)가 설치된다.
컨버터부(20)는 교류전원(10)으로부터 인가되는 각 상의 교류전류를 정류하여 직류링크부(30)를 설정전압으로 충전시킨다. 특히, 컨버터부(20)는 각 상의 교류전류를 용이하게 정류할 수 있도록 한 쌍의 다이오드가 병렬로 연결된 구조 또는 한 쌍의 반도체 스위치 및 반도체 스위치에 역병렬로 연결된 다이오드로 구성된 반도체 세트부(21, 22, 23)가 병렬로 연결된 구조로 형성될 수 있다. 더욱이, 반도체 세트부의 반도체 스위치는 도시되어 있지는 않지만 반도체 세트부를 작동시키는 PWM(Pulse Width Modulation)제어기와 연결되어, PWM전압제어 방식으로 교류전류를 정류하여 직류링크부(30)에 공급할 수 있다.
이러한 컨버터부(20)는 직류링크부(30)가 설정 전압 미만으로 전압 강하되었을 때, PWM전압제어 방식으로 직류링크부(30)에 직류전류를 공급하여, 다시 설정 전압으로 충전될 수 있도록 한다. 이러한 컨버터부(20)의 반도체 세트부의 작동에 관련해서는 후술하여 설명하도록 한다.
직류링크부(30)는 컨버터부(20)에서 전파 정류된 맥류에 해당하는 전하를 통해 설정전압으로 충전 또는 방전 할 수 있다. 직류링크부(30)는 컨버터부(20)에서 공급되는 맥동전류로 인한 전압변동을 억제하는 완충(buffer) 역할을 하여, 일정한 크기의 직류전압을 전력변환장치(40)에 공급할 수 있다.
전력변환장치(40)는 직류링크부(30)의 양측에 각각 병렬로 연결되는 제1전력변환모듈(41)와 제2전력변환모듈(42)을 포함하며, 제1전력변환모듈(41)과 제2전력변환모듈(42)의 일단이 각각 변압부(50)의 일단 및 타단과 연결되어 폐회로로 형성될 수 있다. 전력변환장치(40)는 제1전력변환모듈(41)이 직류링크부(30)로부터 공급되는 직류전류가 교류전류로 변환되어 제2전력변환모듈(42)로 공급하고, 제2전력변환모듈(42)을 통해 교류전류가 직류전류로 변환되어 직류링크부(30)가 충전되도록 할 수 있다.
또한, 전력변환장치(40)는 제2전력변환모듈이(42)이 직류링크부(30)로부터 공급되는 직류전류가 교류전류로 변환되어 제1전력변환모듈로 공급되고, 제1전력변환모듈(41)을 통해 교류전류가 직류전류로 변환되어 직류링크부(30)가 충전될 수 있도록 할 수 있다. 즉, 제1전력변환모듈(41) 및 제2전력변환모듈(42)은 상황에 따라 직류전류를 교류전류로 변환하는 컨버터 또는 교류전류를 직류전류로 변환하는 인버터로 작동될 수 있다.
이러한, 제1전력변환모듈(41)과 제2전력변환모듈(42)은 전류의 크기 및 주파수를 변경할 수 있도록 전술한 컨버터부(20)의 구조와 동일한 구조로 형성될 수 있다. 즉, 제1전력변환모듈(41)과 제2전력변환모듈(42)은 한 쌍의 반도체 스위치 및 반도체 스위치에 역병렬로 연결된 다이오드로 구성된 반도체 세트부가 병렬로 연결된 구조로 형성되고, PWM제어기와 연계되어 작동될 수 있다.
이와 같은 컨버터부(20), 제1전력변환모듈(41) 및 제2전력변환모듈(42)를 구성 하는 반도체 스위치는 회로 상에서 전류 패스(current path)를 형성하는 다양한 전력반도체 즉, IGBT, IEGT, MOSFET, ICGT, GCT, SGCT 및 GTO 가운데 어느 하나가 될 수 있다. 다만, 본 발명에서는 고전압 및 대전류에서 고효율을 발휘하는 IGBT를 일 예로 하여 설명하도록 하며, IGBT의 게이트 단자에 PWM제어기가 설치되어 작동되는 것으로 한다.
변압부(50)는 제1전력변환모듈(41)과 제2전력변환모듈(42) 사이를 연결해, 전력변환장치(40) 내에서 전류가 순환활 수 있는 경로를 형성한다. 이러한 변압부(40)는 제1전력변환모듈(40)가 연결된 1차 측과 제2전력변환모듈(42)이 연결된 2차 측 모두 델타 구조로 형성된 델타-델타 결선 방식의 변압기(51)와 변압기(51)에서 출력된 파형을 정현파에 가까운 형상으로 변형하는 인덕터(52)로 형성될 수 있다. 따라서, 변압부(50)는 대전류를 용이하게 변압할 수 있으며, 변압과정에서 발생되는 고조파 특히, 변환되는 전류 주파수보다 3배가 큰 제3고조파를 용이하게 제거하여 양측의 전력변환모듈(40)에 정현파에 가까운 교류전류를 공급할 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 컨버터부(20) 및 제1전력변환모듈(41) 등의 작동을 통해 일방향으로 진행되는 양방향 전력변환장치의 시험장치의 내의 전류흐름과 컨버터부(20) 및 제1전력변환모듈(41)에서 출력되는 전압에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 컨버터부 및 제1전력변환모듈의 작동을 통한 양방향 전력변환장치의 시험장치내에서 일방향의 전류 흐름을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 직류링크부 및 제1전력변환모듈에서 출력되는 전압을 나타낸 도면이다.
컨버터부(20)는 복수 개의 제1반도체 스위치(Tc1) 내지 제6 반도체 스위치(Tc6)과 각 반도체 스위치(Tc1 내지 Tc6)에 역병렬로 연결된 제1다이오드 (Dc1) 내지 제6다이오드(Dc6)로 구성되어, 교류전원(10)으로부터 인가된 a상, b상 및 c상의 교류전류를 정류한다. 특히, 컨버터부(20)는 제1반도체 스위치(Tc1)와 제2반도체 스위치(Tc2), 제3반도체 스위치(Tc3)와 제4반도체 스위치(Tc4) 및 제5반도체 스위치(Tc5)와 제6반도체 스위치(Tc6)가 상보적으로 작동하여, 교류를 정류할 수 있다. 일 예로, 컨버터부(20)는 제1반도체 스위치(Tc1)가 턴-오프 되고, 제2반도체 스위치(Tc2)가 턴-온 되면, 제1다이오드(Dc1), 제2반도체 스위치(Tc2) 및 제2다이오드(Dc2)를 통해 교류의 a상을 정류할 수 있다. 그리고 제3반도체 스위치(Tc3)가 턴-온 되고, 제4반도체 스위치(Tc4)가 턴-오프 되면, 제3반도체 스위치(Tc3), 제3다이오드(Dc3) 및 제4다이오드(Dc4)를 통해 제1교류의 b상을 정류할 수 있다. 또한, 제5반도체 스위치(Tc5)가 턴-오프 되고, 제6반도체 스위치(Tc6)이 턴-온 되면, 제6다이오드(Dc6), 제7반도체 스위치(Tc7) 및 제7다이오드(Dc7)를 통해 교류의 c상을 정류할 수 있다.
교류전류는 반도체 스위치 및 다이오드를 통해 맥류로 정류되어 직류링크부(30)에 설정전압으로 충전된다. 직류링크부(30)는 완충(buffer) 역할을 통해, 충전된 전압을 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 일정한 크기의 설정 전압(일 예로, 550Vdc)으로 출력할 수 있다.
제1전력변환모듈(41)은 직류링크부(30)에서 출력되는 설정전압에 대응하여, 위상차를 갖는 a상, b상 및 c상의 교류전류 출력하며, 출력된 교류전류를 통해 a상-b상의 선간전압, b상-c상의 선간전압 및 c상-a상의 선간접압을 출력할 수 있다. 이러한 선간전압은 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 각 상이 300Vac/60Hz의 전압특성으로 출력될 수 있다. 이러한 선간전압은 변압기(51)의 일단에 인가된다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 제1전력변환모듈(41)로부터 교류전압을 인가받은 변압부(50) 및 제2전력변환모듈(42) 등의 작동을 통한 양방향 전력변환장치의 시험장치 내에서 일방향의 전류 흐름과 제2전력변환모듈(42)에서 출력되는 전압 및 제2전력변환모듈(42)에서 출력된 전압에 의해 충전된 직류링크부(30)의 전압에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 변압부 및 제2전력변환모듈의 작동을 통한 양방향 전력변환장치의 시험장치 내에서 일방향의 전류 흐름을 도시한 도면이고, 도 5는 제2전력변환모듈에 의해 직류링크부가 설정전압 이하로 충전되었을 때, 컨버터부의 작동을 통한 직류링크부가 충전되는 전류 흐름을 나타낸 도면이고, 도 6은 제2전력변환모듈 및 직류링크부에서 출력되는 전압을 나타낸 도면이다.
변압부(50)는 변압부(50)의 일단과 연결된 제1전력변환모듈(41)로부터 공급된 교류전류의 고조파를 제거하여 제2전력변환모듈(42)에 공급한다.
제2전력변환모듈(42)은 공급된 교류전류 다시 말해, 제1전력변환모듈(41)에서 출력된 교류전류를 기준으로 제7반도체 스위치(Ti7)와 제8반도체 스위치(Ti8), 제9반도체 스위치(Ti9)와 제10반도체 스위치(Ti10) 및 제11반도체 스위치(Ti11)과 제12반도체 스위치(Ti12)가 상보적으로 작동되어, 도 6(a)에 도시된 바와 같은 합성전압을 출력하여 직류링크부(30)에 공급할 수 있다. 다만, 직류링크부(30)에서 공급된 직류전류의 일부는 제1전력변환모듈(41), 변압부(50) 및 제2전력변환모듈(42)을 거쳐 다시 직류링크부(30)로 이동하는 과정에서 순환선로의 저항으로 인해 열에너지로 소모될 수 있다. 즉, 전력변환장치(40) 및 변압부(50) 등에서 전력손실이 발생될 수 있다. 이러한 전력손실이 발생 되면, 직류링크부(30)는 제2전력변환모듈(42)에 의해 설정전압 미만으로 충전될 수 있다. 이때, 컨버터부(20)는 설정전압과 충전된 전압 간의 전압차를 감지하여 직류링크부(30)를 충전시켜, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 다시 전압을 설정전압의 크기로 출력할 수 있도록 한다.
이를 통해, 양방향 전력변환 장치의 시험장치(1)는 제1전력변환모듈(41)과 제2전력변환모듈(42) 사이에 형성되는 전류 순환 선로가 최단 경로로 형성되어, 전력손실이 최소화되고, 직류링크부(30)를 이용한 양방향 전력시험이 원활하게 진행될 수 있게 된다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 다른실예로 컨버터부 및 제2전력변환모듈을 통해 전류가 흐르는 타방향으로 흐르는 것을 설명하도록 한다.
컨버터부(20) 및 제2전력변환모듈(42) 등의 작동을 통해 타방향으로 진행되는 양방향 전력변환장치의 시험장치의 내의 전류 흐름과 컨버터부(20) 및 제2전력변환모듈(42)에서 출력되는 전압에 대해 상세히 설명한다.
컨버터부(20)는 전술한 바와 같이, 병렬로 연결된 복수 개의 반도체 세트부 구조로 형성되어, 다양한 크기의 직류전류를 형성할 수 있다. 이러한 컨버터부(20)는 교류전류(10)를 정류하여, 일 예로 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 직류링크부(30)에 980Vdc에 대응하는 크기의 전류를 공급할 수 있다. 이때, 직류링크부(30)는 설정전압이 980Vdc로 결정될 수 있다.
제2전력변환모듈(42)는 직류링크부(30)로부터 공급되는 직류전류를 교류전류로 변환하는 인버터로 작동된다. 제2전력변환모듈(42)은 복수 개의 반도체 스위치가 상보적으로 작동되어, 120도의 위상 차를 갖는 a상, b상 및 c상의 교류전류를 출력하며, 출력된 교류전류를 통해 도 8의 (b)에 도시된 바와 같은 450Vac/30Hz의 선간전압으로 출력될 수 있다. 이러한 선간전압은 변압기(51)의 타단에 인가된다.
이하, 도 9 내지 도 10을 참조하여, 제2전력변환모듈(42)로부터 교류전압을 인가 받은 변압부 및 제1전력변환모듈(41) 등의 작동을 통한 양방향 전력변환장치의 시험장치 내에서 타방향의 전류흐름과 제1전력변환모듈(41)에서 출력되는 전압 및 제1전력변환모듈(41)에서 출력된 전압에 의해 충전된 직류링크부(30)의 전압에 대해 상세히 설명한다.
도 9는 변압부 및 제1전력변환모듈의 작동을 통한 양방향 전력변환장치의 시험장치 내에서 타방향의 전류흐름을 도시한 도면이고, 도 10은 도 9의 변압부 및 직류링크부에서 출력되는 전압을 나타낸 도면이다.
변압부(50)는 변압부(50)의 타단과 연결된 제2전력변환모듈(42)로부터 공급된 교류전류의 고조파를 제거하여 제1전력변환모듈(41)에 공급한다.
제1전력변환모듈(41)은 제2전력변환모듈(42)에서 합성하여 출력된 교류전류를 기준으로 복수 개의 반도체 스위치가 작동되어, 도 10(a)에 도시된 바와 같은 450Vac/30Hz의 전압특성을 갖는 선간 전압을 출력하여, 직류링크부(30)에 인가할 수 있다. 다만, 직류링크부(30)에 공급된 직류전류의 일부는 제2전력변환모듈(42), 변압부(50) 및 제1전력변환모듈(41)을 거쳐 다시 직류링크부(30)로 이동하는 과정에서 순환선로의 저항으로 인해 열에너지로 소모될 수 있다. 즉, 전력변환장치(40) 및 변압부(50) 등을 통해 전력손실이 발생될 수 있다. 이러한 전력손실이 발생되면, 직류링크부(30)는 제2전력변환모듈(42)에 의해 설정전압 미만으로 충전된다. 이때, 컨버터부(20)는 직류링크부(30)를 설정전압으로 다시 충전시켜, 도 10(b)에 도시된 바와 같이 직류링크부(10)가 다시 전압을 설정전압의 크기로 출력할 수 있도록 한다.
다시 말해, 제1전력변환모듈(41)과 제2전력변환모듈(42)은 서로 독립적으로 작동되며, 이러한 제1전력변환모듈(41)과 제2전력변환모듈(42)은 직류링크부(30)에서 인가되는 직류전압을 이용해 어느 하나의 전력변화모듈에서 출력된 합성전압을 기준으로 다른 하나의 전력변환모듈에서 앞서 출력된 합성전압과 동일한 크기의 합성전압을 출력할 수 있도록 한다. 따라서, 양방향 전력변환장치의 시험장치(1)는 이와 같은 합성전압이 출력되는 과정에서 전력변환장치(40)에 다양한 크기 및 주파수의 전류, 전압이 변경되면서 인가되도록 하여, 전력변환장치(40)의 특성 시험이 다양하게 진행될 수 있도록 한다. 아울러, 이러한 특징을 통해 양방향 전력변환 장치의 시험장치(1)는 내압이 다른 다양한 전력변환장치(40)를 시험할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서도 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 양방향 전력변환장치의 시험장치
10: 교류전원
20: 컨버터부 21,22,23: 반도체 세트부
30: 직류링크부 40: 전력변환장치
41: 제1전력변환모듈 42: 제2전력변환모듈
50: 변압부 51: 변압기
52: 인덕터 D: 다이오드
T: 반도체 스위치

Claims (6)

  1. 교류전원으로부터 교류를 인가 받아 직류로 변환하는 컨버터부;
    상기 컨버터부에 병렬로 연결되어, 상기 직류를 공급받아 설정전압으로 충전하는 직류링크부;
    상기 직류링크부를 사이에 두고 양측에 각각 병렬로 연결된 제1전력변환모듈과 제2전력변환모듈을 포함하되, 상기 제1전력변환모듈과 상기 제2전력변환모듈은 인가되는 전압에 의해 상기 직류링크부를 충전 또는 방전하는 전력변환장치; 및
    일단이 상기 제1전력변환모듈과 연결되고, 타단이 제2전력변환모듈과 연결되어 상기 제1전력변환모듈과 상기 제2전력변환모듈 사이에 전류순환경로를 형성하는 변압부를 포함하는 양방향 전력변환장치의 시험장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전력변환장치는 상기 제1전력변환모듈이 상기 직류링크부로부터 공급 되는 직류전류를 교류전류로 변환하여 상기 제2전력변환모듈로 공급하고, 상기 제2전력변환모듈을 통하여 상기 교류전류를 직류전류로 변환시켜 상기 직류링크부를 충전시키거나, 상기 제2전력변환모듈이 상기 직류링크부로부터 공급되는 직류교류를 교류전류로 변환하여 상기 제1전력변환모듈로 공급하고, 상기 제1전력변환모듈을 통하여 상기 교류전류를 직류전류로 변환시켜 상기 직류링크부를 충전시키는 양방향 전력변환장치의 시험장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1전력변환모듈 및 상기 제2전력변환모듈은 PWM(Pulse Width Modulation)전압제어 방식으로 상기 직류링크부를 충전 또는 방전하는 양방향 전력변환장치의 시험장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 컨버터부는 상기 직류링크부가 상기 제2전력변환모듈에 의해 상기 설정전압 미만으로 충전되었을 때, 상기 직류링크부에 충전된 전압과 상기 설정전압 차이의 전압을 상기 직류링크부를 충전시키는 양방향 전력변환장치의 시험장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 컨버터부, 상기 제1전력변환모듈 및 상기 제2전력변환모듈은 전기적 특성이 동일한 한 쌍의 반도체 스위치에 다이오드가 역병렬로 각각 연결되는 반도체 세트부를 복수 개 포함하되, 복수 개의 상기 반도체 세트부는 서로 병렬로 연결되는 양방향 전력변환장치의 시험장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 변압부는 입력단과 출력단이 모두 델다 결선으로 형성된 델타-델타 결선 방식인 변압기와 상기 입력단과 상기 출력단에 각각 인덕터를 더 포함하는 양방향 전력변환장치의 시험장치.

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