KR101871410B1 - Modular power supply system - Google Patents

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KR101871410B1
KR101871410B1 KR1020180038024A KR20180038024A KR101871410B1 KR 101871410 B1 KR101871410 B1 KR 101871410B1 KR 1020180038024 A KR1020180038024 A KR 1020180038024A KR 20180038024 A KR20180038024 A KR 20180038024A KR 101871410 B1 KR101871410 B1 KR 101871410B1
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유용선
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Abstract

A power supply device according to the present invention comprises: a housing formed in a movable form; and a power supply unit installed in the housing and formed to supply power to a load device. The power supply unit comprises: a rechargeable battery; a charging controller connected to the battery and controlling the charging power of the battery; an inverter connected to the charging controller and converting the power of the battery; a motor operated by the power of the inverter; a motor controller formed to control the input power of the motor between the motor and the inverter; a transmission gear unit connected to the output shaft of the motor, reducing the rotation speed of the output shaft, and increasing a torque; a generator connected to the transmission gear unit and formed to supply rated power to the load device; a circuit breaker having one end connected to the generator and the other end connected to the load device to supply the rated power to the load device and to be blocked when power is abnormal; a transformer connected to an output terminal of the generator to convert an output voltage of the power generator and to supply the output voltage to the charging controller; and a controller connected to at least the inverter, the motor controller, and the circuit breaker to control the speed of the motor, the operation of the circuit breaker according to the state of the load device, and the charging state of the battery.

Description

전원공급장치{MODULAR POWER SUPPLY SYSTEM}{MODULAR POWER SUPPLY SYSTEM}

본 발명은 전원공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply.

전력의 장애사고는 수용가인 가정이나 기업의 의지와 무관하게 발생되어 피해를 입히기도 한다. 전력의 장애는 낙뢰, 산불, 강우, 선로고장, 사태, 공사, 폭설 등으로 다양하며, 이들은 전원공급의 불안정 요인으로 작용한다. 비상 전원공급장치는 이러한 경우에 일정 시간동안 동작하여 부하기기가 갑자기 정지됨으로써 발생될 수 있는 손실의 확대를 최소화시키기 위해 동작한다.Power failure accidents are caused irrespective of the intentions of the family or the company, which is the consumer, and the damage may be caused. Power disturbances can be caused by lightning, forest fires, rainfall, line breakdowns, landslides, construction, heavy snowfall, etc., which cause instability of power supply. The emergency power supply operates in such a case to operate for a certain period of time to minimize the expansion of losses that may occur due to the sudden stop of the load device.

한편으로, 수용가의 입장에서 전력 가격이 높은 시기에 있어서의 상용 전력의 사용은 비용 면에서 부담으로 작용한다. 화력 또는 원자력 등에 대한 에너지 의존도가 높을수록 환경의 파괴 및 오염을 가중시키므로 화석 또는 원자력에너지의 사용을 줄이고 풍력, 태양광 등을 이용한 친환경 에너지로 대체하고자 하는 노력이 이어지고 있다. 수용가에서 직접 사용할 수 있는 전원공급장치는 전력비용을 절약하거나 대체에너지를 조합함으로써 전체적으로 비용을 저감시킬 수 있다.On the other hand, the use of commercial power at a time when the price of electricity is high from the viewpoint of the consumer is a cost burden. The higher the energy dependence on thermal power or nuclear power, the more destruction and pollution of the environment will be added. Therefore, efforts are being made to reduce the use of fossil or nuclear energy and replace it with environmentally friendly energy using wind power and solar energy. A power supply that can be used directly in the customer can reduce overall costs by saving power costs or combining alternative energy.

최근들어 영구자석을 이용한 발전기가 개발되어 발전장치의 설비나 부피를 줄이면서도 중소규모의 전력의 생산이 가능한 시스템에 응용되고 있다. 그럼에도, 기존의 장치는 발전기를 이용한 전력 공급 시스템에만 그치고 있으며, 가정이나 기업의 수용가에서 현실적으로 사용하기에는 한계가 있다.Recently, a generator using a permanent magnet has been developed and applied to a system capable of producing small and medium-sized electric power while reducing facilities and volume of the electric power generator. Nevertheless, existing devices are limited to electric power supply systems using generators, and there is a limit to realistic use in homes or businesses.

*관련 선행기술* Related Prior Art

한국 등록특허 제10-1758156호(2017.07.14. 공고)Korean Registered Patent No. 10-1758156 (Announced on July 14, 2017)

한국 등록특허 제10-1727060호(2017.04.17. 공고)Korean Registered Patent No. 10-1727060 (Announcement of Apr. 17, 2017)

본 발명의 목적은, 배터리, 모터 및 발전기를 이용하면서도 부하기기에 따른 장소에 구애받지 않고 용이하게 이동시켜서 발전에너지를 제공할 수 있는 전원공급장치를 제시하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a power supply device capable of providing power generation energy by using a battery, a motor, and a generator while moving easily regardless of a location according to a load device.

본 발명과 관련된 전원공급장치는, 이동가능한 형태로 형성된 하우징; 및 상기 하우징 내에 설치되며, 부하기기에 전원을 공급할 수 있게 형성된 전원공급부를 포함하고, 상기 전원공급부는, 충전 가능한 배터리; 상기 배터리에 연결되며 상기 배터리의 충전 전원을 제어하는 충전제어기; 상기 충전제어기에 연결되며 상기 배터리의 전원을 변환하는 인버터; 상기 인버터의 전원에 의해 동작하는 모터; 상기 모터와 상기 인버터의 사이에서 상기 모터의 입력 전원을 제어할 수 있게 형성된 모터제어기; 상기 모터의 출력축에 연결되며, 상기 출력축의 회전속도를 감속시키고 토크를 증대시키는 변속기어부; 상기 변속기어부에 연결되며, 상기 부하기기에 정격 전원을 공급할 수 있게 형성된 발전기; 일단은 상기 발전기에 연결되고, 타단은 상기 부하기기에 연결되어 상기 부하기기에 정격 전원을 공급하고 전원이상시 차단될 수 있게 형성된 차단기; 상기 발전기의 출력단에 연결되어 상기 발전기의 출력 전압을 변환하여 상기 충전제어기에 공급할 수 있게 형성된 변압기; 및 적어도 상기 인버터, 상기 모터제어기 및 상기 차단기에 연결되며, 상기 모터의 속도, 상기 부하기기의 상태에 따른 상기 차단기의 동작 및 상기 배터리의 충전 상태를 제어할 수 있게 형성된 컨트롤러를 포함할 수 있다.A power supply apparatus according to the present invention includes: a housing formed in a movable form; And a power supply unit installed in the housing and configured to supply power to the load device, wherein the power supply unit includes a rechargeable battery; A charging controller connected to the battery and controlling a charging power of the battery; An inverter connected to the charge controller and converting power of the battery; A motor operated by the power supply of the inverter; A motor controller configured to control the input power of the motor between the motor and the inverter; A transmission gear unit connected to the output shaft of the motor, for reducing a rotational speed of the output shaft and increasing torque; A generator connected to the transmission gear unit and configured to supply a rated power to the load device; A breaker connected to the generator at one end and connected to the load device to supply a rated power to the load device, A transformer connected to an output terminal of the generator to convert the output voltage of the generator and supply the converted output voltage to the charge controller; And a controller connected to at least the inverter, the motor controller, and the breaker, and configured to control a speed of the motor, an operation of the breaker according to the state of the load device, and a state of charge of the battery.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 전원공급장치는, 상기 변압기의 출력단에 배치되며, 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 하우징 내부의 온도가 기준온도 이상일 때 상기 하우징 내의 온도를 유지시킬 수 있게 형성된 냉각부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the power supply device includes a cooling unit disposed at an output end of the transformer and configured to maintain a temperature in the housing when the temperature inside the housing is higher than a reference temperature under the control of the controller .

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 충전제어기는 외부의 상용전원, 태양광발전전원 또는 충전전원 중 적어도 어느 하나에 추가적으로 연결될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the charge controller may be further connected to at least one of an external commercial power source, a solar power generation power source, and a charging power source.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 전원공급장치는, 상기 발전기의 출력단과 상기 변압기 사이에 구비되며, 상기 컨트롤러의 제어에 의해 회로를 연결 또는 차단시키도록 형성된 제1스위치를 더 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, the power supply may further include a first switch provided between the output terminal of the generator and the transformer, and configured to connect or disconnect the circuit under the control of the controller.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 전원공급장치는, 상기 변압기의 출력단과 상기 충전제어기 사이에 배치되며, 상기 컨트롤러의 제어에 의해 회로를 연결 또는 차단시키도록 형성된 제2스위치를 더 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, the power supply may further include a second switch disposed between the output terminal of the transformer and the charge controller, and configured to connect or disconnect the circuit under the control of the controller .

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 전원공급장치는, 상기 발전기의 출력전원의 위상(位相)별로 전압 및 전류를 감지할 수 있게 형성된 볼트미터 및 암페어미터를 더 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, the power supply apparatus may further include a voltmeter and an ammeter configured to detect a voltage and a current for each phase (phase) of the output power of the generator.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 컨트롤러는 상기 볼트미터 및 상기 암페어미터와 일체로 조립되어 방폭형 모듈형태로 형성될 수 있다.As an example related to the present invention, the controller may be integrally assembled with the boltmeter and the ammeter so as to be formed in the form of an explosion-proof module.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 충전제어기 및 상기 인버터는 일체로 조립되어 방폭형 모듈 형태로 형성될 수 있다.As an example related to the present invention, the charge controller and the inverter may be integrally assembled and formed in the form of an explosion-proof module.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 모터는 비엘디씨 모터이고, 상기 발전기는 영구자석 회전자를 가질 수 있다.As an example related to the present invention, the motor may be a BI DC motor, and the generator may have a permanent magnet rotor.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 발전기는 코깅프리(cogging free) 타입의 발전기일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the generator may be a generator of a cogging free type.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 전원공급장치는, 상기 컨트롤러에 유선 및 무선으로 접속하여 상기 전원공급부의 상태를 제어할 수 있게 형성된 외부인터페이스를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power supply apparatus may further include an external interface configured to connect the controller to the controller in a wired or wireless manner to control the state of the power supply unit.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 하우징은 화물수송용 규격을 갖는 컨테이너 형태로 형성될 수 있다.As an example related to the present invention, the housing may be formed in the form of a container having a standard for freight transportation.

본 발명과 관련된 전원공급장치에 의하면, 하우징에 전원공급부를 구비한 구성으로서, 배터리, 충전제어기, 인버터, 모터, 모터제어기, 변속기어부, 발전기, 차단기, 변압기 및 컨트롤러를 구비함으로써, 부하기기에 따른 장소에 구애받지 않고 용이하게 이동시켜서 발전에너지를 제공할 수 있다. 이때 전원공급장치는 부하기기인 가정 또는 각종 산업 현장에서 사용하고 있는 상용 전원의 일시적인 이상이나 일시적인 에너지 대체를 위한 용도로서 유용하다. 기저에너지인 배터리는 모터 및 변속기어부가 기동하도록 하며, 발전기를 통하여 수용 부하기기에 안정적으로 전기에너지를 공급하게 된다. 본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 발전기의 출력전원에 의해 동작하는 냉각부에 의하여 하우징 내부의 온도를 일정 수준으로 유지시킴으로써 장치 및 전원공급의 안정성을 제공할 수 있다. 또한, 하우징을 화물수송용 규격을 갖는 컨테이너 형태로 구성함으로써 이동성 및 취급성을 향상시킬 수 있다.According to the power supply apparatus of the present invention, since the housing is provided with the power supply unit, the battery, the charge controller, the inverter, the motor, the motor controller, the transmission gear unit, the generator, the breaker, So that it is possible to easily generate the power generation energy regardless of the place. At this time, the power supply device is useful as a temporary abnormality or a temporary energy substitution of a commercial power source used in a home or a variety of industrial fields as a load device. The battery, which is the base energy, causes the motor and transmission gear unit to start, and the electric energy is supplied stably to the receiving load device through the generator. According to an embodiment of the present invention, the temperature inside the housing is maintained at a predetermined level by the cooling unit operated by the output power of the generator, thereby providing stability of the device and power supply. Further, the housing can be configured in the form of a container having a standard for freight transportation, thereby improving mobility and handling.

본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 발전기는 영구자석 회전자를 갖는 코깅프리 타입으로 구성함으로써, 발전기의 기동을 위한 파워를 줄이고 고효율의 발전형 전원공급장치를 구현할 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, the generator is configured as a cogging-free type having permanent magnet rotors, thereby reducing the power for starting the generator and realizing a highly efficient power generation type power supply apparatus.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 컨트롤러를 외부 장치에 유선 및 무선으로 접속시킬 수 있는 외부인터페이스를 설치함으로써, 스마트폰이나 컴퓨터를 통하여 원격으로 제어 또는 전력감시를 할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, an external interface capable of connecting a controller to an external device by wire or wireless can be provided, so that control or power monitoring can be performed remotely through a smartphone or a computer.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 컨트롤러 또는 충전제어기와 인버터를 방폭형 모듈 형태로 구성함으로써 교체가 용이하며, 화재 등에 의한 안전사고의 위험성을 최소화할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the controller or the charge controller and the inverter are formed in the form of an explosion-proof module, so that the replacement is easy and the risk of a safety accident due to fire or the like can be minimized.

본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 의하면, 충전제어기에 태양광발전기를 연결함으로써 배터리의 충전이나 교체 수명을 증대시킬 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the life of the battery can be increased by connecting the solar generator to the charge controller.

도 1은 본 발명과 관련된 일 예에 따른 전원공급장치의 외관을 보인 개략적인 사시도
도 2는 도 1의 전원공급장치의 평면도
도 3은 본 발명과 관련된 일 예에 따른 전원공급장치의 회로도
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the appearance of a power supply apparatus according to an example of the present invention.
Figure 2 is a top view of the power supply of Figure 1;
3 is a circuit diagram of a power supply device according to an example related to the present invention.

이하, 본 발명과 관련된 전원공급장치를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a power supply apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명과 관련된 일 예에 따른 전원공급장치(100)의 외관을 보인 개략적인 사시도이다. 도 1과 같이, 본 발명과 관련된 전원공급장치(100)는 내부에 각종 부품이 장착되어 있는 하우징(110)을 갖는다. 하우징(110)은 이동가능한 형태로서, 화물수송용 규격을 갖는 컨테이너 형태를 가질 수 있다. 하우징(110)은 강성 및 내충격성이 우수한 스틸 또는 합금재에 의해 제작되며, 지게차에 의한 적재 또는 크레인에 의한 인양이 용이하도록 포크홈 또는 고리를 가질 수 있다. 하우징(110)의 일측에는 작업자나 관리자의 출입 또는 부품의 이동을 위한 도어(115)가 구비될 수 있다.1 is a schematic perspective view showing the appearance of a power supply apparatus 100 according to an example of the present invention. As shown in FIG. 1, the power supply apparatus 100 according to the present invention has a housing 110 in which various components are mounted. The housing 110 may be in the form of a movable, container type having a standard for cargo transportation. The housing 110 is made of steel or an alloy material having excellent rigidity and impact resistance, and can have a fork groove or a ring to facilitate lifting by a forklift or lifting by a crane. A door 115 may be provided at one side of the housing 110 to allow an operator or a manager to move in or out.

도 2는 도 1의 전원공급장치의 개략적인 평면도이다. 도 2에 의하면, 전원공급장치(100)는 하우징(110)의 내부에 배터리(120), 모터(130), 변속기어부(140), 발전기(150), 제1냉각부(161), 제2냉각부(162), 전력제어부(181), 전력감시부(182) 및 외부인출단자(190) 등이 설치되어 있다.Figure 2 is a schematic top view of the power supply of Figure 1; Referring to FIG. 2, the power supply 100 includes a battery 120, a motor 130, a transmission gear unit 140, a generator 150, a first cooling unit 161, A cooling section 162, a power control section 181, a power monitoring section 182, and an external lead-out terminal 190 are provided.

배터리(120)는 납축전지와 같은 충전가능한 전지일 수 있다. 복수의 배터리는 직렬로 연결하여 모터(130)의 사양에 필요한 전압을 공급하거나 또는 안정성을 위하여 병렬로 연결하여 구현할 수 있다. 도 2는 배터리(120)가 제1배터리모듈(121) 및 제2배터리모듈(122)이 구비된 것을 보인다.The battery 120 may be a rechargeable battery such as a lead-acid battery. The plurality of batteries may be connected in series to supply the voltage required for the specifications of the motor 130 or may be connected in parallel for stability. 2 shows that the battery 120 is provided with the first battery module 121 and the second battery module 122.

배터리(120)로부터 제공된 전기에너지는 모터(130)를 구동하며 모터(130)의 출력축의 회전은 변속기어부(140)에 의해 감속되는 대신 토크가 증가하게 된다. 발전기(150)는 변속기어부(140)에 의하여 동작되어 부하기기에 정격 전원을 공급할 수 있게 구성된다.The electric energy provided from the battery 120 drives the motor 130 and the rotation of the output shaft of the motor 130 is reduced by the transmission gear unit 140 instead of increasing the torque. The generator 150 is configured to be operated by the transmission gear unit 140 to supply rated power to the load device.

모터(130)는 정류자가 필요하지 않으며 신뢰성과 내구성이 있는 비엘디씨(BLDC: Brushless DC) 모터일 수 있다. 그에 따라, 모터(130)를 구성하는 로터의 내부에 에너지 소스인 영구자석이 포함되므로 모터 효율이 높고, 인버터(127)에 의한 전압제어를 통해 부하변동에 따른 속도제어가 용이한 장점을 이용할 수 있다.The motor 130 may be a BLDC (Brushless DC) motor that does not require a commutator and is reliable and durable. Accordingly, since the permanent magnet, which is an energy source, is included in the rotor constituting the motor 130, the motor efficiency is high and the speed control according to the load variation can be easily performed through the voltage control by the inverter 127 have.

변속기어부(140)는 모터(130)의 출력축이 갖는 고속회전을 감속시키는 대신 토크를 증대시켜 발전기(150)가 요구하는 정격 속도를 제공한다. 변속기어부(140)는 모터(130)의 회전수를 변환시키기 위한 기어 또는 감속장치를 가질 수 있다.The transmission gear unit 140 increases the torque instead of decelerating the high-speed rotation of the output shaft of the motor 130 to provide the rated speed required by the generator 150. [ The transmission gear unit 140 may have a gear or a reduction gear for changing the rotation speed of the motor 130. [

제1냉각부(161) 및 제2냉각부(162)는 하우징(110) 내부에서 각종 부품의 발열 등에 의한 내부 온도 상승을 억제하고 일정한 온도를 유지시킨다. The first cooling unit 161 and the second cooling unit 162 suppress the increase of the internal temperature due to heat generation of various components in the housing 110 and maintain a constant temperature.

본 발명과 관련된 전원공급장치(100)는 전력제어부(181), 전력감시부(182) 및 자동제어부(183) 등과 같은 제어요소를 가질 수 있다. 이들 제어요소들(181, 182, 183)은 상호 연결되어 통합적으로 제어되도록 운용될 수도 있다.The power supply 100 related to the present invention may have a control element such as a power control section 181, a power monitoring section 182 and an automatic control section 183. [ These control elements 181, 182, and 183 may be operated to be interconnected and controlled in unison.

발전기(150)를 통하여 생산된 전기에너지는 외부인출단자(190)를 통하여 하우징(110) 외부의 부하기기에 연결되어 공급될 수 있다.The electric energy produced through the generator 150 can be supplied to the load device outside the housing 110 through the external lead-out terminal 190 and supplied.

도 3은 본 발명과 관련된 일 예에 따른 전원공급장치의 회로도이다.3 is a circuit diagram of a power supply device according to an example related to the present invention.

배터리(120)는 12V의 전압과 100Ah의 충전전류를 갖는 형태일 수 있다. 배터리(120)를 이루는 제1배터리모듈(121) 및 제2배터리모듈(122)는 상호 병렬 연결되어 충전제어기(126)로 연결된다. 충전제어기(126)는 배터리(120)의 충전을 위한 전원의 조절 역할을 하는 것으로, 후술하는 바와 같이, 발전기(150)로부터 생산된 전기를 다시 충전을 위한 전원으로 변환시킨다. 또한, 충전제어기(126)는 별도의 전원에 연결되어 배터리(120)를 충전시키도록 구성될 수 있다. 그러한 별도의 전원은 태양광발전, 상용 전원 또는 예비 충전전원일 수 있다.The battery 120 may be in the form of a voltage of 12 V and a charging current of 100 Ah. The first battery module 121 and the second battery module 122 constituting the battery 120 are connected to each other in parallel and connected to the charge controller 126. The charging controller 126 serves to regulate a power source for charging the battery 120, and converts the electricity generated from the generator 150 to a power source for charging, as described later. Also, the charge controller 126 may be configured to charge the battery 120 by being connected to a separate power source. Such a separate power source may be a photovoltaic power, a commercial power source or a preliminary charging power source.

인버터(127)는 비엘디시 형태의 모터(130)에 공급되는 전원을 변환시킨다. 인버터(127) 및 충전제어기(126)는 컨트롤러(185)의 제어에 의하여 모터(130)에 필요한 전원을 공급하거나 배터리(120)의 충전을 위한 전원으로 변환시킨다. 충전제어기(126) 및 인버터(127)는 방폭형 모듈 형태(125)로 형성될 수 있다.The inverter 127 converts the power supplied to the VDD type motor 130. The inverter 127 and the charge controller 126 supply necessary power to the motor 130 or convert it into power for charging the battery 120 under the control of the controller 185. The charge controller 126 and the inverter 127 may be formed as an explosion-proof module type 125.

모터(130)의 제어를 위하여 모터(130)의 전단에는 모터제어기(135)가 연결된다. 모터제어기(135)는 컨트롤러(185)의 제어에 의하여 발전기(150)가 필요로 하는 토크 및 회전수를 공급하기 위한 모터(130)의 동작을 제어한다. 이를 위하여, 모터제어기(135)는 컨트롤러(185) 외에 변속기어부(140)의 회전수 및 토크값을 입력받아 모터(130)의 운전을 제어한다. 초기 기동시에 모터(130)의 회전에너지가 부하기기의 정격전원에 미치지 못하므로 이에 이르기까지 컨트롤러(185)는 모터제어기(135)의 제어신호를 받아 전원공급의 스위칭 여부를 결정하도록 구성된다.A motor controller 135 is connected to the front end of the motor 130 for controlling the motor 130. The motor controller 135 controls the operation of the motor 130 for supplying the torque and the rotation speed required by the generator 150 under the control of the controller 185. [ To this end, the motor controller 135 receives the rotational speed and the torque value of the transmission gear unit 140 in addition to the controller 185, and controls the operation of the motor 130. Since the rotational energy of the motor 130 does not reach the rated power of the load device at the initial startup, the controller 185 is configured to determine whether to switch the power supply by receiving a control signal from the motor controller 135.

발전기(150)는 예를 들어, 3상의 380V 10kWh의 전원을 생성하도록 구성될 수 있다. 발전기(150)는 차단기(195)에 연결되어 있다. 차단기(195)는 일단이 발전기(150)에 연결되어 있고 타단은 부하기기에 연결되어 컨트롤러(185)의 제어에 의하여 부하기기에 정격 전원을 공급하고 부하기기의 전원이상시 자동으로 차단시킨다. 이외에도 차단기(195)는 수동방식으로 회로를 차단하도록 구성될 수 있다. The generator 150 may be configured to generate, for example, a 380V 10 kWh power supply of three phases. The generator 150 is connected to the circuit breaker 195. One end of the circuit breaker 195 is connected to the generator 150 and the other end thereof is connected to the load device to supply the rated load to the load device under the control of the controller 185 and automatically shut off when the load device is powered off. In addition, the circuit breaker 195 may be configured to block the circuit manually.

발전기(150)는 영구자석 회전자를 갖는 코깅프리(cogging free) 형태로 제작될 수 있다. 낮은 회전수의 발전기의 경우 영구자석 회전자를 이용하기 위해서는 자석밀도가 높은 영구자석을 이용하고 에어갭도 최소화하여야 하는데 이는 코깅 토크에 영향을 미치게 되어 단점으로 작용한다. 이를 위하여, 두께가 두껍게 하여 자석밀도가 높은 반면 에어갭을 최소화여 코깅토크를 줄인다. 본 발명과 관련된 전원공급장치(100)에 사용되는 발전기(150)는 이러한 코깅토크를 최소화시킨 것을 활용하는 것이다.Generator 150 may be fabricated in a cogging-free form with a permanent magnet rotor. In order to use a permanent magnet rotor, a permanent magnet having a high magnet density should be used, and an air gap should be minimized in the case of a low-speed generator, which has a disadvantage because it affects cogging torque. For this purpose, the thicker the magnet is, the higher the density of the magnet, while minimizing the air gap and reducing the cogging torque. The generator 150 used in the power supply 100 related to the present invention utilizes this cogging torque minimized.

발전기(150)의 출력 전기의 일부는 냉각부(160)의 전원 또는 배터리(120)의 충전전원으로 이용될 수 있다. 이를 위하여, 발전기(150)의 출력단에는 발전기(150)의 출력 전압을 강하시키기 위한 변압기(171)가 배치될 수 있다. A part of the output electricity of the generator 150 may be used as a power source of the cooling unit 160 or a charging power source of the battery 120. [ For this purpose, a transformer 171 for lowering the output voltage of the generator 150 may be disposed at the output terminal of the generator 150.

냉각부(160)는 컨트롤러(185)의 제어에 의하여 하우징(110) 내부의 온도가 기준온도 이상일 때 하우징(110) 내의 온도를 유지시킬 수 있게 형성된다. 냉각부(160) 역시 발전기(150)에 의해 생성된 전기에너지에 의해 구동되도록 구성될 수 있다.The cooling unit 160 is configured to maintain the temperature in the housing 110 when the temperature inside the housing 110 is equal to or higher than the reference temperature under the control of the controller 185. The cooling unit 160 may also be configured to be driven by electrical energy generated by the generator 150.

발전기(150)의 출력단과 변압기(171) 사이에는 컨트롤러(185)의 제어에 의하여 회로를 연결 또는 차단시키도록 형성된 제1스위치(175)가 구비되며, 변압기(171)의 출력단과 충전제어기(126)의 사이에는 컨트롤러(185)의 제어에 의하여 회로를 연결 또는 차단시키도록 형성된 제2스위치(176)가 구비될 수 있다. 이러한 제1스위치(175) 및 제2스위치(176)는 마그네틱 스위치에 의해 구현될 수 있다. 컨트롤러(185)는 차단기(195), 제1스위치(175) 또는 제2스위치(176)를 제어하여 발전에 필요한 스위치를 온오프한다. A first switch 175 is provided between the output terminal of the generator 150 and the transformer 171 to connect or disconnect the circuit under the control of the controller 185. The output terminal of the transformer 171 and the charge controller 126 A second switch 176 formed to connect or disconnect the circuit under the control of the controller 185 may be provided. The first switch 175 and the second switch 176 may be implemented by a magnetic switch. The controller 185 controls the breaker 195, the first switch 175, or the second switch 176 to turn on and off the switch required for power generation.

컨트롤러(185)는 충전제어기(126), 인버터(127), 모터제어기(135), 차단기(195), 제1스위치(175), 제2스위치(176), 냉각부(160) 등에 연결되어 각종 부품들의 동작 또는 상태를 제어한다. 컨트롤러(185)는 피엘씨(PLC: Programmable Logic Controller)에 의해 구현될 수 있다.The controller 185 is connected to the charge controller 126, the inverter 127, the motor controller 135, the breaker 195, the first switch 175, the second switch 176, the cooling unit 160, Controls the operation or state of the parts. The controller 185 may be implemented by a PLC (Programmable Logic Controller).

컨트롤러(185)는 발전기(150)의 출력전원의 위상(位相)별로 전압 및 전류를 감지할 수 있게 볼트미터(187) 및 암페어미터(188)와, 충전제어기(126)의 전압 및 전류를 읽는 미터기(186)와 일체로 조립되어 방폭형 모듈 형태로 구성될 수 있다. 그에 따라, 유지 점검 또는 교체가 용이하며 만일의 사태에 대비할 수 있도록 화재를 억제하고 안전사고를 최소화할 수 있다.The controller 185 includes a voltmeter 187 and an ammeter 188 for sensing the voltage and current for each phase of the output power of the generator 150 and a voltage meter 188 for reading the voltage and current of the charge controller 126 And may be integrally assembled with the meter 186 and configured in the form of an explosion-proof module. Accordingly, it is easy to maintain or check, and it is possible to suppress fire and minimize safety accidents so as to be prepared for an emergency.

본 발명과 관련된 전원공급장치(100)는 컨트롤러(185)에 유선 및 무선으로 접속하여 전원공급부를 이루는 각 부품의 상태를 제어할 수 있게 형성된 외부인터페이스(도시되지 않음)를 구비할 수 있다. 이에 의하여, 스마트폰이나 컴퓨터를 통하여 원격으로 제어 또는 전력감시를 할 수 있게 되어 사용자의 입장에서 관리 및 운용이 용이한 장점이 있다.The power supply apparatus 100 according to the present invention may include an external interface (not shown) configured to be connected to the controller 185 in a wired and wireless manner to control the state of each component constituting the power supply unit. Accordingly, it is possible to control or monitor the power remotely through a smartphone or a computer, so that it is easy to manage and operate from the user's point of view.

상기와 같은 전원공급장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다. The power supply device as described above is not limited to the configuration and operation of the embodiments described above. The embodiments may be configured so that all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made.

100: 전원공급장치 110: 하우징
120: 배터리 121: 제1배터리모듈
122: 제2배터리모듈 126: 충전제어기
127: 인버터 130: 모터
135: 모터제어기 140: 변속기어부
150: 발전기 160: 냉각부
161: 제1냉각부 162: 제2냉각부
171: 변압기 175: 제1스위치
176: 제2스위치 180: 방폭형 컨트롤러 모듈
181: 전력제어부 182: 전력감시부
183: 자동제어부 185: 컨트롤러
187: 볼트미터 188: 암페어미터
190: 외부인출단자 195: 차단기
100: power supply 110: housing
120: battery 121: first battery module
122: second battery module 126: charge controller
127: inverter 130: motor
135: motor controller 140: transmission gear unit
150: generator 160: cooling unit
161: first cooling section 162: second cooling section
171: Transformer 175: First switch
176: Second switch 180: Explosion-proof controller module
181: Power control unit 182: Power monitoring unit
183: Automatic control unit 185: Controller
187: Voltmeter 188: Amps
190: Outgoing terminal 195: Circuit breaker

Claims (12)

이동가능한 형태로 형성된 하우징; 및
상기 하우징 내에 설치되며, 부하기기에 전원을 공급할 수 있게 형성된 전원공급부를 포함하고, 상기 전원공급부는,
충전 가능한 배터리;
상기 배터리에 연결되며 상기 배터리의 충전 전원을 제어하며, 외부의 상용전원, 태양광발전전원 또는 충전전원 중 적어도 어느 하나에 추가적으로 연결된, 충전제어기;
상기 충전제어기에 연결되며 상기 배터리의 전원을 변환하는 인버터;
상기 인버터의 전원에 의해 동작하는 모터;
상기 모터와 상기 인버터의 사이에서 상기 모터의 입력 전원을 제어할 수 있게 형성된 모터제어기;
상기 모터의 출력축에 연결되며, 상기 출력축의 회전속도를 감속시키고 토크를 증대시키는 변속기어부;
상기 변속기어부에 연결되며, 상기 부하기기에 정격 전원을 공급할 수 있게 형성된 발전기;
일단은 상기 발전기에 연결되고, 타단은 상기 부하기기에 연결되어 상기 부하기기에 정격 전원을 공급하고 전원이상시 차단될 수 있게 형성된 차단기;
상기 발전기의 출력단에 연결되어 상기 발전기의 출력 전압을 변환하여 상기 충전제어기에 공급할 수 있게 형성된 변압기;
적어도 상기 인버터, 상기 모터제어기 및 상기 차단기에 연결되며, 상기 모터의 속도, 상기 부하기기의 상태에 따른 상기 차단기의 동작 및 상기 배터리의 충전 상태를 제어할 수 있게 형성된 컨트롤러;
상기 변압기의 출력단에 배치되어 상기 발전기에 의해 생성된 전기에너지에 의해 구동되며, 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 하우징 내부의 온도가 기준온도 이상일 때 상기 하우징 내의 온도를 유지시킬 수 있게 형성된 냉각부;
상기 발전기의 출력단과 상기 변압기 사이에 구비되며, 상기 컨트롤러의 제어에 의해 회로를 연결 또는 차단시키도록 형성된 제1스위치;
상기 변압기의 출력단과 상기 충전제어기 사이에 배치되며, 상기 컨트롤러의 제어에 의해 회로를 연결 또는 차단시키도록 형성된 제2스위치; 및
상기 발전기의 출력전원의 위상(位相)별로 전압 및 전류를 감지할 수 있게 형성된 볼트미터 및 암페어미터를 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 볼트미터 및 상기 암페어미터와 일체로 조립되어 방폭형 모듈형태로 형성되고,
상기 충전제어기 및 상기 인버터는 일체로 조립되어 방폭형 모듈 형태로 형성되며,
상기 모터는 비엘디씨 모터이고, 상기 발전기는 영구자석 회전자를 갖는 코깅프리(cogging free) 타입인, 전원공급장치.
A housing formed in a movable form; And
And a power supply unit installed in the housing and configured to supply power to the load device,
Rechargeable battery;
A charging controller connected to the battery and controlling the charging power of the battery and additionally connected to at least one of an external commercial power supply, a solar power generation power supply, and a charging power supply;
An inverter connected to the charge controller and converting power of the battery;
A motor operated by the power supply of the inverter;
A motor controller configured to control the input power of the motor between the motor and the inverter;
A transmission gear unit connected to the output shaft of the motor, for reducing a rotational speed of the output shaft and increasing torque;
A generator connected to the transmission gear unit and configured to supply a rated power to the load device;
A breaker connected to the generator at one end and connected to the load device to supply the rated load to the load device,
A transformer connected to an output terminal of the generator to convert the output voltage of the generator and supply the converted output voltage to the charge controller;
A controller connected to at least the inverter, the motor controller, and the breaker, the controller being configured to control a speed of the motor, an operation of the breaker according to a state of the load device, and a charge state of the battery;
A cooling unit which is disposed at an output terminal of the transformer and is driven by electric energy generated by the generator and is capable of maintaining the temperature in the housing when the temperature inside the housing is higher than a reference temperature under the control of the controller;
A first switch provided between the output terminal of the generator and the transformer and configured to connect or disconnect the circuit under the control of the controller;
A second switch disposed between the output terminal of the transformer and the charge controller and configured to connect or disconnect the circuit under the control of the controller; And
And a voltmeter and an ammeter configured to sense a voltage and a current for each phase (phase) of an output power of the generator,
Wherein the controller is integrally assembled with the boltmeter and the ammeter to form an explosion-proof module,
Wherein the charge controller and the inverter are integrally assembled to form an explosion-proof module,
Wherein the motor is a BI DS motor and the generator is a cogging free type having a permanent magnet rotor.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러에 유선 및 무선으로 접속하여 상기 전원공급부의 상태를 제어할 수 있게 형성된 외부인터페이스를 더 포함하는, 전원공급장치.
The method according to claim 1,
Further comprising: an external interface configured to connect to the controller in a wired and wireless manner to control the state of the power supply.
제1항에 있어서,
상기 하우징은 화물수송용 규격을 갖는 컨테이너 형태로 형성된, 전원공급장치.
The method according to claim 1,
Wherein the housing is formed in the form of a container having a standard for cargo transportation.
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