KR101937167B1 - 전력 손실 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리의 직류전기를 작동전원으로 하여 각종 전기제품의 부하에 상응하는 전력을 보다 효율적으로 공급해 줄 수 있는 전력 손실 저감장치에 관한 것으로, 배터리(22)와 인버터(24)로 연결된 1차권선(14)과 2,3차권선(18)이 코어에 감겨진 승압트랜스(20)를 구비하는 "E"자형코어(10)와 착탈가능한 "I"자코어(12)사이에 그래핀 소재의 아크방지부재(36)를 구비하여서 된 것이다.
본 발명은 그래핀 소재의 아크방지부재(36)가 승압트랜스(20) 작동 중 아크나 스파크를 방지하고 승압트랜스(20) 자체의 전력손실을 크게 감소시켜주는 장점이 있다.

Description

전력 손실 저감장치{A reduction device of the electric power loss}

본 발명은 배터리의 직류 전기를 작동 전원으로하여 각종 전기제품의 부하에 상응하는 전력을 보다 효율적으로 공급해 줄 수 있는 전력 손실 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 전압을 바꿔주는 장치인 트랜스는 코어 즉, 규소강판으로 만들어진 철심과 권선에서의 손실로 인하여 전력낭비의 주요원인이 되고 있다.

그리고, 종래 대한민국 공개특허공보 제10-1617857호에 개시되어 있는 전력 손실감소장치, 제10-0554263호에 개시되어 있는 역률 개선형 전력절감시스템, 제10-0990329호에 개시되어 있는 고주파 제거 가능한 3상 정전압장치 등은 배터리의 직류전기를 작동전원으로 하는 각종 전기제품의 부하에 상응하는 전력을 공급하는데는 적합하지 않은 것이었을 뿐만 아니라 그 구조와 부피가 크고, 제작비용이 많이들며 작동 신뢰성이 미흡한 등의 문제점이 있었다.

또한, 단순히 배터리의 직류전기를 교류전기로 변환시켜 주는 인버터를 사용하여 트랜스로 높은 전압의 교류전기를 얻어서 바로 교류전기용 전기제품에 전력을 공급하거나 교류전기를 직류전기로 변환시켜주는 컨버터를 사용하여 직류전기용 전기제품에 전력을 공급하거나 또는 이 직류전기로 상기 배터리를 충전시켜주는 경우, 트랜스측에서 발생하는 전력손실로 말미암아 전력낭비가 초래되어 전력을 효율적으로 공급해줄 수 없는 등의 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 트랜스측의 전력손실을 효과적으로 방지해줌으로써 각종 전기제품의 부하에 상응하는 전력을 보다 효율적으로 공급해 줄 수 있는 전력 손실 저감장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 전력 손실 저감장치에 관한 것으로 규소강판으로 이루어진 "E"자 코어와 "I"자 코어를 포함하며, 상기 "E" 코어(10)에는 1차권선과, 2차권선 그리고 3차권선이 전기적으로 분리되게 감겨있는 승압트랜스가 구비되어 있으며, 상기 승압트랜스의 입력측에는 배터리와 인버터가 연결되어 있으며, 상기 2,3,차 권선의 출력단자가 병렬로 연결된 출력측에는 전력공급제어기가 연결되어 있고, 상기 전력공급제어기에는 상기 배터리의 충전용 컨버터와 부하 측에 연결된 전력손실 감소장치를 제조할 때, 상기 "E"자 코어위에 놓여지는 "I"자 코어가 지지핀에 착탈가능하게 끼워지도록 하고, 상기 "E"자 코어와 "I"자 코어 사이에는 그래핀 소재의 아크방지부재를 설치하는 것을 있는 것을 기술적 요지로 한다.

본 발명은 승압트랜스의 1,2,3차 권선이 감겨진 "E"자형 코어와, 착탈가능하게 끼워진 "I"자 코어 사이에 그래핀 소재의 아크방지부재가 구비된 것이어서 승압트랜스 자체의 전력손실을 크게 감소시켜주고, 승압트랜스의 작동 중 아크나 스파크가 발생하지 않는 것이어서 각종 전기제품의 부하에 상승하는 전력을 보다 효율적으로 공급해 줄 수 있는 장점을 발휘한다.

또한, 구조의 단순화와 경량화를 도모할 수 있어 보다 저렴한 비용으로 대량생산할 수 있으며, 실내뿐만 아니라 실외에서도 보다 편안하게 사용할 수 있는 장점도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전력 손실 저감장치의 전체적인 구성을 예시한 계통도.

본 발명을 예시도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 1에 예시한 바와 같이 규소강판을 겹겹이 쌓은 구조로 되어 있는 "E"자 코어(10)와 "I"자 코어(12)를 포함하며, 상기 "E"자 코어(10)에는 1차권선(14), 2차권선(16) 그리고 3차권선(18)이 코어(10)에 전기적으로 분리되게 감겨있는 승압트랜스(20)가 구비되어 있으며, 상기 상기 승압트랜스(20)의 입력측에는 배터리(22)와 인버터(24)가 연결되어 있으며, 상기 2,3차권선(16,18)의 출력단자가 병렬로 연결된 출력측에는 전력공급제어기(26)가 연결되어 있고, 상기 전력공급제어기(26)에는 상기 배터리(22)의 충전용 컨버터(28)와, 각종 전기제품의 부하(30)측이 연결된 전력 손실 감소 장치에 있어서,

상기 "E"자 코어(10) 위에 놓여지는 "I"자 코어(12)가 지지핀(32,34)에 착탈가능하게 끼워져 있고, 상기 "E"자 코어(10)와 "I"자 코어(12) 사이에는 아크방지부재(36)가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 아크방지부재(36)는 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 단결정 실리콘보다 100배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있으며, 매우 우수한 그래핀(graphene)을 이용한 것으로 상기 트랜스(20)가 작동할 때 아크 발생을 억제하며 상기 코어(10,12)와 권선(14,16,18)에서의 전력손실을 효과적으로 방지해 준다.

본 발명을 실시예와 비교예를 들어 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예

도 1에 예시한 바와 같이 승압트랜스(20)의 1차권선(14)을 직경이 2.5㎜인 코일을 33회 감은 것으로 하고, 2차권선(16)과 3차권선(18)을 직경이 1.5㎜인 코일을 60회 감은 것으로 하며, "E"자 코어(10)와 "I"자 코어(12) 사이에 그래핀 소재의 아크방지부재(36)를 끼워넣은 상태에서 배터리(22)의 용량을 12V, 60A로 하고, 인버터(24)로 교류 9V로 낮추어 1차권선(14)에 공급하였다.

비교실시예

상기 실시예에서 그래핀 소재의 아크방지부재(36) 대신에 동판이나 알루미늄합금판을 사용한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 조건으로 실시하였다.

상기 실시예에서는 승압트랜스(20)의 출력측으로부터 40V의 교류전기를 얻을 수 있었고, 트랜스(20)의 작동 중 아크나 스파크 발생이 없었으며, 승압트랜스(20) 자체의 손실 전력이 1A 미만이었다.

상기 비교실시예에서는 승압트랜스(20)의 작동 중 아크나 스파크가 발생하면서 승압트랜스(20) 자체의 손실전력이 6~12A에 달하고, 40V의 교류전기를 얻을 수 없었다.

본 발명에 있어서 부하(30)가 직류전기용품인 경우에는 별도의 컨버터(38)를 사용할 수도 있다.

10 : "E"자 코어 12 : "I"자 코어
14 : 1차권선 16 : 2차권선
18 : 3차권선 20 : 승압트랜스
22 : 배터리 24 : 인버터
26 : 전력공급제어기 28 : 충전용 컨버터
30 : 부하 32,34 : 지지판
36 : 그래핀 소재의 아크방지부재

Claims (1)

1. 규소강판을 겹겹이 쌓은 구조로 되어 있는 "E"자코어(10)와 "I"자코어(12)를 포함하며, 상기 "E"자 코어(10)에는 1차권선(14)과, 2차권선(16) 그리고 3차권선(18)이 전기적으로 분리되게 감겨 있는 승압트랜스(20)가 구비되어 있으며, 상기 승압트랜스(20)의 입력측에는 배터리(22)와 인버터(24)가 연결되어 있으며, 상기 2,3차권선(16,18)의 출력단자가 병렬로 연결된 출력측에는 전력공급제어기(26)가 연결되어 있고, 상기 전력공급제어기(26)에는 상기 배터리(22)의 충전용 컨버터(28)와 부하(30)측이 연결된 전력손실 감소장치에 있어서,
   상기 "E"자코어(10)에 놓여지는 "I"자코어(12)가 지지핀(32,34)에 착탈 가능하게 끼워져 있고, 상기 "E"자코어(10)와 "I"자코어(12) 사이에는 그래핀 소재의 아크방지부재(36)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 손실 저감장치.
   

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