KR102194893B1 - Drive circuit for blow-out coil and DC circuit breaker using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자기소호 코일의 구동회로 및 이를 구비한 직류차단기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아크 소호용으로 사용되는 자기소호 코일에 대해 펄스성 여자 전류를 구동시킬 수 있는 자기소호 코일의 구동회로 및 이를 구비한 직류차단기에 관한 것이다.The present invention relates to a driving circuit of a magnetic extinguishing coil and a DC circuit breaker having the same, and more particularly, a driving circuit of a magnetic extinguishing coil capable of driving a pulsed excitation current for a magnetic extinguishing coil used for arc extinguishing, and It relates to a DC circuit breaker having this.
도 1은 교류 전원과 직류 전원에서의 시간에 따른 전류의 그래프를 나타내며, 도 2는 기중차단기(air circuit breaker; ACB 또는 ACCB) 등의 직류차단기를 이용한 직류 차단 시 전기 접점에서 발생하는 아크 전류(IARC)를 나타낸다.1 shows a graph of the current over time in AC power and DC power, and FIG. 2 is an arc current generated at an electrical contact when DC is cut off using a DC breaker such as an air circuit breaker (ACB or ACCB). I ARC ).
도 1을 참고하면, 교류 전원의 경우 매 반주기(half cycle) 마다 전류가 영(0)이 되는 전류 제로점이 발생한다. 이에 따라, 교류 계통에서는 비정상적인 전류(이하, “사고 전류”라 지칭함)가 발생할 때 해당 사고 전류의 차단이 비교적 용이하다. Referring to FIG. 1, in the case of an AC power source, a current zero point occurs at which the current becomes zero (0) every half cycle. Accordingly, when an abnormal current (hereinafter referred to as “accident current”) occurs in an AC system, it is relatively easy to block the corresponding fault current.
반면, 직류 전원은 전류가 일정한 크기로 지속적으로 흐르므로 교류 전원과 달리 전류 제로점이 발생하지 않는다. 이에 따라, 직류 계통에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전류 차단 시 아크 전류(IARC)가 발생하기 쉽고, 강한 아크 전류(IARC)에 의하여 설비의 소손 및 전기화재로 인한 인명 및 재산적 손실이 발생할 가능성이 높다On the other hand, the DC power supply does not generate a current zero point, unlike AC power, since current continuously flows at a constant level. Accordingly, in the direct current system, as shown in FIG. 2, when the current is cut off, arc current (I ARC ) is easily generated, and life and property due to burnout of facilities and electric fire due to strong arc current (I ARC ) There is a high possibility of loss
따라서, 직류 계통에서 사고 전류가 발생하면 해당 사고 전류는 전류 제로점이 발생하지 않으므로, 전류 차단 시 기 접점에서 발생하는 아크 전류(IARC)를 자속(자력선)을 이용해 소호하는 자기적 아크 소호 방식의 직류차단기가 개발되어 사용되고 있다.Therefore, when a fault current occurs in the DC system, the fault current does not generate a current zero point, so when the current is cut off, the arc current (I ARC ) generated at the contact point is extinguished using a magnetic flux (magnetic line). DC circuit breaker has been developed and used.
도 3은 자기적 아크 소호 방식의 원리를 나타낸다.3 shows the principle of the magnetic arc extinguishing method.
도 3(a)를 참조하면, 자기적 아크 소호 방식에서는 자석(M)에서 형성되는 자속의 방향이 전기 접점에서 발생하는 아크 전류(IARC)의 흐름 방향과 직각이 되도록 자석이 배치된다. 그 결과, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 플레밍의 왼손 법칙(Fleming's left-hand rule)에 따라, 아크 전류에는 로렌쯔 힘이 가해지면서 아크가 공간으로 분산되며, 이에 따라 아크 저항 값이 증가하게 되면서 아크 에너지가 빠르게 소모되어 아크가 최종적으로 소호된다.Referring to FIG. 3(a), in the magnetic arc extinguishing method, the magnet is disposed so that the direction of the magnetic flux formed in the magnet M is perpendicular to the flow direction of the arc current I ARC generated at the electrical contact. As a result, as shown in Fig. 3(b), according to Fleming's left-hand rule, a Lorentz force is applied to the arc current and the arc is dispersed into space, and the arc resistance value increases accordingly. As a result, the arc energy is rapidly consumed and the arc is finally extinguished.
도 4는 자기적 아크 소호 방식을 이용하는 종래의 자기소호 코일(blow out coil)의 구동회로를 나타낸다.Fig. 4 shows a driving circuit of a conventional blow out coil using a magnetic arc extinguishing method.
한편, 자기적 아크 소호 방식 중에는 영구 자석 대신 전자석을 이용한 방식이 존재한다. 이 경우, 부하 전류의 흐름에 따라 전자석에서 발생되는 자속의 방향을 바꾸어줌으로써, 양방향의 부하 전류에 대한 자기적 아크 소호가 가능하다. 이때, 사용되는 전자석을 “자기소호 코일”(BC)이라고 지칭한다. Meanwhile, among the magnetic arc extinguishing methods, there is a method using an electromagnet instead of a permanent magnet. In this case, by changing the direction of the magnetic flux generated in the electromagnet according to the flow of the load current, magnetic arc extinguishing for the load current in both directions is possible. At this time, the used electromagnet is referred to as “magnetic extinguishing coil” (BC).
즉, 도 4를 참조하면, 종래의 자기소호 코일(BC)의 구동회로(이하, “종래 기술”이라고 지칭함)는 다수의 스위치가 구비된 스위치 박스(SW)에서 여자 전압의 방향을 바꾸어 줌으로써, 블로오 아웃 코일(BC)을 제1 방향(정방향) 또는 제2 방향(역방향)으로 여자시킬 수 있다. 특히, 아크 소호를 효과적으로 수행하기 위해, 자기소호 코일(BC)의 기자력을 증가시킴으로써 아크가 발생되는 전기 점접에서의 유효자속밀도를 증가시킬 필요가 있다. 하지만, 종래의 자기소호 코일의 구동회로는 이러한 요구 사항을 만족시킬 수 없는 문제점이 있었다.That is, referring to FIG. 4, the driving circuit of the conventional self-extinguishing coil BC (hereinafter referred to as “conventional technology”) changes the direction of the excitation voltage in the switch box SW provided with a plurality of switches, The blow-out coil BC may be excited in a first direction (forward direction) or in a second direction (reverse direction). Particularly, in order to effectively perform arc extinguishing, it is necessary to increase the effective magnetic flux density at an electric point contact where an arc is generated by increasing the magnetomagnetic force of the magnetic extinguishing coil BC. However, there is a problem that the driving circuit of the conventional self-extinguishing coil cannot satisfy these requirements.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 아크 소호용으로 사용되는 자기소호 코일에 대해 펄스성 여자 전류를 구동시켜 자기소호 코일의 기자력을 증가시킴으로써 아크가 발생되는 전기 점접에서의 유효자속밀도를 증가시킬 수 있는 자기소호 코일의 구동회로 및 이를 이용한 직류차단기를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention drives a pulsed excitation current with respect to the magnetic extinguishing coil used for arc extinguishing, thereby increasing the magnetomagnetic force of the magnetic extinguishing coil. An object thereof is to provide a driving circuit for a magnetic extinguishing coil capable of increasing the effective magnetic flux density and a DC circuit breaker using the same.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자기소호 코일의 구동회로는 전기 접점에서의 아크를 자속을 이용해 소호하는 자기소호 코일을 구동하는 구동회로로서, (1) 직류 전원부, (2) 직류 전원부로부터 공급되는 전원을 충전하는 충전부, (3) 직류 전원부의 전원이 충전부에 공급되도록 제1 스위칭하거나, 충전부에 충전된 전원이 자기소호 코일에 제1 방향으로 공급되도록 제2 스위칭하거나, 충전부에 충전된 전원이 자기소호 코일에 제2 방향으로 공급되도록 제3 스위칭하는 스위칭부를 포함한다.A driving circuit for a magnetic extinguishing coil according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is a driving circuit for driving a magnetic extinguishing coil that extinguishes an arc at an electrical contact by using a magnetic flux, (1) a DC power supply unit, (2) a charging unit that charges the power supplied from the DC power supply unit, (3) the first switching so that the power of the DC power supply unit is supplied to the charging unit, or the second switching so that the power charged in the charging unit is supplied to the magnetic extinguishing coil in the first direction Alternatively, it includes a switching unit for third switching so that the power charged in the charging unit is supplied to the magnetic extinguishing coil in the second direction.
상기 스위칭부는 제1 스위칭을 수행한 후 제2 스위칭 및 제3 스위칭 중 어느 하나를 수행하는 제1 동작과, 제1 스위칭을 수행한 후 제2 스위칭 및 제3 스위칭 중 다른 하나를 수행하는 제2 동작을 수행할 수 있다The switching unit performs the first switching and then performs a first operation of performing any one of the second switching and the third switching, and after performing the first switching, the second switching unit performs the other one of the second switching and the third switching. Can perform actions
상기 스위칭부는 제1 동작과 제2 동작을 교대로 수행할 수 있다.The switching unit may alternately perform a first operation and a second operation.
상기 스위칭부는 제1 스위치 및 제2 스위치를 포함할 수 있다.The switching unit may include a first switch and a second switch.
상기 제1 스위치는 충전부의 일단에 연결된 C+단자가, 상기 직류 전원부의 양극에 연결된 S+단자, 자기소호 코일의 일단에 연결된 P+단자, 및 자기소호 코일의 타단에 연결된 N+단자 중 어느 하나와 연결되도록 스위칭할 수 있다.The first switch is such that the C+ terminal connected to one end of the charging unit is connected to any one of the S+ terminal connected to the positive pole of the DC power supply, the P+ terminal connected to one end of the magnetic extinguishing coil, and the N+ terminal connected to the other end of the magnetic extinguishing coil. Can be switched.
상기 제2 스위치는 충전부의 타단에 연결된 C-단자가, 상기 직류 전원부의 음극에 연결된 S-단자, 자기소호 코일의 타단에 연결된 P-단자, 및 자기소호 코일의 일단에 연결된 N-단자 중 어느 하나와 연결되도록 스위칭할 수 있다.The second switch has a C-terminal connected to the other end of the charging unit, an S-terminal connected to the negative pole of the DC power supply, a P-terminal connected to the other end of the magnetic extinguishing coil, and an N-terminal connected to one end of the self-extinguishing coil. You can switch to connect with one.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기소호 코일의 구동회로는, (1) 상기 P+단자와 상기 자기소호 코일의 일단 사이에 제1 방향으로 전류를 통과시키는 제1 정류 소자, (2) 상기 N+단자와 상기 자기소호 코일의 타단 사이에 제2 방향으로 전류를 통과시키는 제2 정류 소자를 더 포함할 수 있다.A driving circuit for a magnetic extinguishing coil according to an embodiment of the present invention includes: (1) a first rectifying element for passing a current in a first direction between the P+ terminal and one end of the magnetic extinguishing coil, and (2) the N+ terminal And a second rectifying element for passing a current in a second direction between the other end of the magnetic extinguishing coil.
상기 스위칭부는 상기 C+단자가 상기 P+단자에 연결되는 경우에 상기 C-단자가 상기 P-단자에 연결될 수 있고, 상기 C+단자가 상기 N+단자에 연결되는 경우에 상기 C-단자가 상기 N-단자에 연결될 수 있으며, 상기 C+단자가 상기 S+단자에 연결되는 경우에 상기 C-단자가 상기 S-단자에 연결될 수 있다.When the C+ terminal is connected to the P+ terminal, the C-terminal may be connected to the P-terminal, and when the C+ terminal is connected to the N+ terminal, the C-terminal is the N-terminal. It may be connected to, and when the C+ terminal is connected to the S+ terminal, the C- terminal may be connected to the S- terminal.
상기 직류 전원부의 양극과 상기 S+단자 사이 또는 상기 직류 전원부의 음극과 상기 S-단자 사이에 연결되어, 상기 충전부에 공급되는 전류를 제한하는 저항을 더 포함할 수 있다.A resistor connected between the positive electrode of the DC power supply unit and the S+ terminal or between the negative electrode of the DC power supply unit and the S- terminal may further include a resistor that limits the current supplied to the charging unit.
상기 제2 스위칭 및 상기 제3 스위칭 시, 상기 충전부의 커패시턴스(C)와 상기 자기소호 코일의 인덕턴스(L)에 의해 발생하는 공진 현상에 따른 펄스형 여자 전류를 구동시킬 수 있다.During the second switching and the third switching, it is possible to drive a pulsed excitation current according to a resonance phenomenon generated by a capacitance C of the charging unit and an inductance L of the self-extinguishing coil.
본 발명의 일 실시예에 따른 직류차단기는 직류 전원과 부하 사이에 연결된 전기 접점과, 전기 접점의 연결 여부를 스위칭하는 차단 스위치와, 전기 접점의 차단 시에 발생하는 전기 접점에서의 아크를 자속을 이용해 소호하는 자기소호 코일과, 자기소호 코일을 구동하는 구동회로를 각각 포함하는 직류차단기이다.A DC circuit breaker according to an embodiment of the present invention prevents magnetic flux from an electrical contact connected between a DC power source and a load, a disconnect switch for switching whether or not the electrical contact is connected, and an arc at the electrical contact that occurs when the electrical contact is cut off. It is a DC circuit breaker each including a self-extinguishing coil to be extinguished using and a driving circuit for driving the self-extinguishing coil.
상기 구동회로는, (1) 직류 전원부, (2) 직류 전원부로부터 공급되는 전원을 충전하는 충전부, (3) 직류 전원부의 전원이 충전부에 공급되도록 제1 스위칭하거나, 충전부에 충전된 전원이 자기소호 코일에 제1 방향으로 공급되도록 제2 스위칭하거나, 충전부에 충전된 전원이 자기소호 코일에 제2 방향으로 공급되도록 제3 스위칭하는 스위칭부를 포함할 수 있다.The driving circuit may include (1) a DC power supply unit, (2) a charging unit that charges power supplied from the DC power supply unit, (3) a first switching so that power from the DC power supply unit is supplied to the charging unit, or the power charged to the charging unit is self-extinguishing. It may include a switching unit for second switching to be supplied to the coil in a first direction, or a switching unit for third switching so that power charged in the charging unit is supplied to the self-extinguishing coil in a second direction.
본 발명의 일 실시예에 따른 직류차단기는, (1) 상기 자기소호 코일의 내부에 삽입된 코어, (2) 상기 코어에 연결되어 자기소호 코일에서 발생한 자속이 전기 접점을 향해 작용하도록 구비된 자극 편을 더 포함할 수 있다.A DC circuit breaker according to an embodiment of the present invention includes: (1) a core inserted into the magnetic extinguishing coil, (2) a magnetic pole connected to the core so that the magnetic flux generated from the magnetic extinguishing coil acts toward an electrical contact. It may include more pieces.
상기 자극 편은 판 형상으로 형성될 수 있다.The pole piece may be formed in a plate shape.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 아크 소호용으로 사용되는 자기소호 코일에 대해 펄스성 여자 전류를 구동시킬 수 있어, 자기소호 코일의 기자력을 증가시킴으로써 아크가 발생되는 전기 점접에서의 유효자속밀도를 증가시킬 수 있을 뿐 아니라, 블로 아웃 코일 구동 시 발생하는 전력 손실을 줄이면서 동시에 자기 소호력을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention configured as described above can drive a pulsed excitation current for a magnetic extinguishing coil used for arc extinguishing, thereby increasing the magnetic force of the magnetic extinguishing coil, thereby increasing the effective magnetic flux density at the electrical contact point where an arc is generated. In addition, there is an effect of reducing the power loss generated when driving the blowout coil and increasing the self-extinguishing power at the same time.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. will be.
도 1은 교류 전원과 직류 전원에서의 시간에 따른 전류의 그래프를 나타낸다.
도 2는 기중차단기(air circuit breaker; ACB 또는 ACCB) 등의 직류차단기를 이용한 직류 차단 시 전기 접점에서 발생하는 아크 전류(IARC)를 나타낸다.
도 3은 자기적 아크 소호 방식의 원리를 나타낸다.
도 4는 자기적 아크 소호 방식을 이용하는 종래의 자기소호 코일(blow out coil)의 구동회로를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 직류차단기(1000)의 개략 구성도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로(400)의 구성도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로(400)의 스위칭부(430)에서 수행된 다양한 스위칭 동작을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로(400)와 종래 기술의 여자 방식에 따라 발생한 여자 전류(Icoil)의 결과를 비교한 그래프를 나타낸다.1 shows a graph of current over time in AC power and DC power.
Figure 2 shows the arc current (I ARC ) generated at the electrical contact when DC is cut off using a DC circuit breaker such as an air circuit breaker (ACB or ACCB).
3 shows the principle of the magnetic arc extinguishing method.
Fig. 4 shows a driving circuit of a conventional blow out coil using a magnetic arc extinguishing method.
5 shows a schematic configuration diagram of a
6 shows a configuration diagram of a
7 shows various switching operations performed by the
8 is a graph showing a comparison between the results of the
본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The above objects and means of the present invention, and effects thereof, will become more apparent through the following detailed description in connection with the accompanying drawings, and accordingly, a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can facilitate the technical idea of the present invention. It will be possible to do it. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", “구비하다”, “마련하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in this specification are for describing exemplary embodiments, and are not intended to limit the present invention. In the present specification, the singular form also includes the plural form in some cases, unless specifically stated in the phrase. In the present specification, terms such as "include", "include", "provision" or "have" do not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the mentioned elements.
본 명세서에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 용어는 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “또는 B”“및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.In the present specification, terms such as “or” and “at least one” may represent one of words listed together, or a combination of two or more. For example, “or B” “at least one of “and B” may include only one of A or B, and may include both A and B.
본 명세서에서, “예를 들어” 등에 따르는 설명은 인용된 특성, 변수, 또는 값과 같이 제시한 정보들이 정확하게 일치하지 않을 수 있고, 허용 오차, 측정 오차, 측정 정확도의 한계와 통상적으로 알려진 기타 요인을 비롯한 변형과 같은 효과로 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 발명의 실시 형태를 한정하지 않아야 할 것이다.In this specification, the description following “for example” may not exactly match the information presented, such as the recited characteristics, variables, or values, and tolerances, measurement errors, limitations of measurement accuracy, and other commonly known factors. It should not be limited to the embodiments of the invention according to the various embodiments of the present invention to effects such as modifications including.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어’ 있다거나 '접속되어' 있다고 기재된 경우, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.In the present specification, when a component is described as being'connected' or'connected' to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but other components exist in the middle. It should be understood that it may be possible. On the other hand, when a component is referred to as being'directly connected' or'directly connected' to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '상에' 있다거나 '접하여' 있다고 기재된 경우, 다른 구성요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '바로 위에' 있다거나 '직접 접하여' 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해될 수 있다. 구성요소간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, '~사이에'와 '직접 ~사이에' 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.In the present specification, when a component is described as being'on' or'adjacent' of another component, it may be directly in contact with or connected to another component, but another component exists in the middle. It should be understood that it is possible. On the other hand, when a component is described as being'directly above' or'directly' of another component, it may be understood that there is no other component in the middle. Other expressions describing the relationship between components, for example,'between' and'directly,' can be interpreted as well.
본 명세서에서, '제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 또한, 위 용어는 각 구성요소의 순서를 한정하기 위한 것으로 해석되어서는 안되며, 하나의 구성요소와 다른 구성요소를 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다.In this specification, terms such as'first' and'second' may be used to describe various elements, but the corresponding elements should not be limited by the above terms. In addition, the terms above should not be interpreted as limiting the order of each component, and may be used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, the'first element' may be named'second element', and similarly, the'second element' may also be named'first element'.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms used in the present specification may be used as meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 직류차단기(1000)의 개략 구성도를 나타낸다.5 shows a schematic configuration diagram of a
본 발명의 일 실시예에 따른 직류차단기(1000)는 사고 전류 등의 발생 시에 직류 계통에 공급되는 직류 전원(VDC)을 차단하는 장치이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 직류차단기(1000)는, 직류 전원(VDC)으로부터 전원을 공급받는 전기 접점(100)과, 전기 접점(100)의 연결 여부를 스위칭(switching)하는 차단 스위치(200)와, 전기 접점(100)의 차단 시에 발생하는 전기 접점(100)에서의 아크(arc)를 자속(자력선)을 이용해 소호하는 자기소호 코일(blow out coil)(300)과, 자기소호 코일(300)을 구동하는 구동회로(400) 등을 포함할 수 있다.The
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 직류차단기(1000)는 자기소호 코일(300)의 내부에 삽입된 코어(core)(500)와, 코어(500)에 연결되어 자기소호 코일(300)에서 발생한 자속이 전기 접점(100) 또는 그 주변에 작용하되 아크 전류의 방향에 대해 직각으로 작용하도록 배치된 자극 편(pole face)(600)을 더 포함할 수 있다. In addition, the
이때, 코어(500) 및 자극 편(600)은 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 2쌍이 구비될 수 있다. 이 경우, 각 자극 편(600)은 판 형상으로 형성되어, 서로 이격되어 마주 보도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 코어(500)는 자기소호 코일(300)에서 발생하는 자속을 더욱 강화시킬 수 있으며, 각 자극 편(600)은 발생한 자속을 그 이격 공간에 배치된 전기 접점(100) 또는 그 주변에 작용시킴으로써 전기 접점(100)에서의 아크에 대한 자기적 소호를 수행할 수 있다.At this time, the
다만, 도 5에서 한 쌍의 코어(500) 및 자극 편(600)만이 자기소호 코일(300)에 베치된 것으로 도시되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 쌍의 코어(500) 및 자극 편(600)에도 자기소호 코일(300) 및 그 구동회로(400)가 배치될 수 있다.However, in FIG. 5, only a pair of
자기소호 코일(300)은 자기적 아크 소호를 위한 코일 형태의 전자석으로서, 전류가 공급되면 자속을 형성하되 공급된 전류의 방향에 따라 자속 방향을 다르게 형성한다. 즉, 자기소호 코일(300)은 암페어의 오른손방향 나사 법칙(Ampere's right hand screw rule)에 따르는 방향의 자속을 형성한다. 특히, 자기적 아크 소호 방식의 적용을 위해, 자기소호 코일(300)은 그 자속의 방향이 전기 접점(100)에서 발생하는 아크 전류의 흐름 방향과 직각이 되도록 전기 접점(100) 주변에 배치될 수 있다.The
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로(400)의 구성도를 나타내며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로(400)의 스위칭부(430)에서 수행된 다양한 스위칭 동작을 나타낸다.6 shows a configuration diagram of a
본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로(400)는 자기소호 코일(3000을 구동하는 회로로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 직류 전원부(410), 충전부(420), 스위칭부(430) 및 스위칭 제어부(440)을 포함할 수 있다.The driving
직류 전원부(410)는 직류 전원(Vsupply)을 공급하는 구성이다. 예를 들어, 직류 전원부(410)는 1,500[V] 등의 고압 직류를 공급할 수 있다.The DC
충전부(420)는 직류 전원부(420)로부터 공급되는 직류 전류(Icharge)에 따른 전원(Vsuuply)을 충전하는 구성이다. 예를 들어, 충전부(420)는 하나 이상의 커패시터 또는 커패시터 뱅크를 포함할 수 있다.The charging
스위칭부(430)는 2극 3로의 스위칭이 가능한 구성이다. 도 7을 참조하면, 스위칭부(430)는 직류 전원부(410)의 전원에 따른 직류 전류(Icharge)가 충전부(420)에 공급되도록 스위칭(이하, “제1 스위칭”이라 지칭함)(도 7(a) 참고)하거나, 충전부(410)에 충전된 전원에 따른 전류(Icoil1)가 자기소호 코일(300)에 제1 방향(정방향)으로 공급되도록 스위칭(이하, “제2 스위칭”이라 지칭함)(도 7(b) 참고)하거나, 충전부(420)에 충전된 전원에 따른 전류(Icoil2)가 자기소호 코일(300)에 제2 방향(역방향)으로 공급되도록 스위칭(이하, “제3 스위칭”이라 지칭함)(도 7(c) 참고)할 수 있다.The
구체적으로, 스위칭부(430)는 3로 중 하나, 즉 3개 단자 중 하나를 각각 C+단자 또는 C-단자에 연결되도록 각각 스위칭하는 제1 스위치(431) 및 제2 스위치(432)를 포함할 수 있다. Specifically, the
즉, 제1 스위치(431)는 충전부(420)의 일단에 연결된 C+단자가, S+단자, P+단자 및 N+단자 중 어느 하나와 연결되도록 스위칭한다. 이때, S+단자는 직류 전원부(410)의 양극에 연결될 수 있고, P+단자는 자기소호 코일(300)의 일단에 연결될 수 있으며, N+단자는 자기소호 코일(300)의 타단에 연결될 수 있다.That is, the
또한, 제2 스위치(432)는 충전부(4200의 타단에 연결된 C-단자가, S-단자, P-단자 및 N-단자 중 어느 하나와 연결되도록 스위칭한다. 이때, S-단자는 직류 전원부(410)의 음극에 연결될 수 있고, P-단자는 자기소호 코일(300)의 타단에 연결될 수 있으며, N-단자는 자기소호 코일(300)의 일단에 연결될 수 있다.In addition, the
S+단자 및 S-단자는 제1 스위칭을 위해 배치된 단자로서, 제1 스위칭 시 S+단자가 C+단자에, S-단자가 C-단자에 각각 연결된다. P+단자 및 P-단자는 제2 스위칭을 위해 배치된 단자로서, 제2 스위칭 시 P+단자가 C+단자에, P-단자가 C-단자에 각각 연결된다. 또한, N+단자 및 N-단자는 제3 스위칭을 위해 배치된 단자로서, 제3 스위칭 시 N+단자가 C+단자에, N-단자가 C-단자에 각각 연결된다.The S+ terminal and the S- terminal are terminals arranged for the first switching. In the first switching, the S+ terminal is connected to the C+ terminal and the S- terminal is connected to the C- terminal, respectively. The P+ terminal and the P- terminal are arranged for the second switching. In the second switching, the P+ terminal is connected to the C+ terminal and the P- terminal is connected to the C- terminal, respectively. In addition, the N+ terminal and the N- terminal are arranged for the third switching, and in the third switching, the N+ terminal is connected to the C+ terminal and the N- terminal is connected to the C- terminal, respectively.
즉, 스위칭부(430)에서, 스위칭부(430)는 C+단자 및 S+단자가 연결되도록 제1 스위치(431)가 동작하는 경우에 C-단자 및 S-단자가 연결되도록 제2 스위치(432)가 동작함으로써 제1 스위칭이 수행될 수 있다. 또한, C+단자 및 P+단자가 연결되도록 제1 스위치(431)가 동작하는 경우에 C-단자 및 P-단자가 연결되도록 제2 스위치(432)가 동작함으로써 제2 스위칭이 수행될 수 있다. 마찬가지로, C+단자 및 N+단자에 연결되도록 제1 스위치(431)가 동작하는 경우에 C-단자 및 N-단자가 연결되도록 제2 스위치(432)가 동작함으로써 제3 스위칭이 수행될 수 있다.That is, in the
한편, 스위칭부(400)는 제1 스위칭을 수행한 후 제2 스위칭 및 제3 스위칭 중 어느 하나를 수행하는 제1 동작과, 제1 스위칭을 수행한 후 제2 스위칭 및 제3 스위칭 중 다른 하나를 수행하는 제2 동작을 수행할 수 있다. 특히, 스위칭부(400)는 제1 동작과 제2 동작을 교대로 수행할 수 있다.Meanwhile, the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로(400)는 제2 스위칭 및 제3 스위칭 시에 반대 방향의 전류를 차단하는 제1 정류 소자(450) 및 제2 정류 소자(460)를 더 포함할 수 있다. 즉, 제1 정류 소자(450)는 P+단자와 자기소호 코일(300)의 일단 사이에 제1 방향의 전류(Icoil1)를 통과시키되 제2 방향의 전류(Icoil2)는 차단한다. 마찬가지로, 제2 정류 소자(460)는 N+단자와 자기소호 코일(300)의 타단 사이에 제2 방향의 전류(Icoil2)를 통과시키되 제1 방향의 전류(Icoil1)는 차단한다.Meanwhile, the driving
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로(400)는 충전부(420)에 공급되는 전류(Icharge)를 제한하는 저항(470)을 더 포함할 수 있다. 즉, 저항(470)은 충전부(420)의 용량에 맞도록 전류(Icharge)의 크기를 조절할 수 있다. 즉, 충전부(420)에 흐르는 충전 전류(Icharge)는 저항(470)에 의하여 제한되어 흐른다. 이때, 저항(470)은 직류 전원부(410)의 양극과 S+단자 사이 또는 직류 전원부(410)의 음극과 S-단자 사이에 직렬 연결될 수 있다.In addition, the driving
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로(400)와 종래 기술의 여자 방식에 따라 발생한 여자 전류(Icoil)의 결과를 비교한 그래프를 나타낸다.8 is a graph showing a comparison between the results of the driving
도 8을 참조하면, 도 4에 따른 종래 기술은 직류 형태(DC excitation)이되 비교적 크기가 작은 여자 전류(Icoil)를 발생시킨다. 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로(400)는 제2 스위칭 및 제3 스위칭 시, 충전부(420)의 커패시턴스(C)와 자기소호 코일(300)의 인덕턴스(L)에 의해 발생하는 LC 공진 현상에 따라 펄스 형태(Pluse excitation)이되 비교적 크기가 큰 여자 전류(Icoil)를 짧은 시간(예를 들어, 100[㎳] 이하) 동안 구동시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 자기소호 코일(300)의 기자력을 증가시킬 수 있어, 아크가 발생되는 전기 점접(100)에서의 유효자속밀도를 증가시킬 수 있다.Referring to FIG. 8, the prior art according to FIG. 4 generates an excitation current (I coil ) having a relatively small size while being in a DC excitation. On the other hand, the driving
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로(400)는 지속적으로 여자 전류를 구동하는 대신, 공진에 의한 펄스성 여자 전류를 짧은 시간 동안 구동함으로써 종래 기술 보다 수십 배 큰 여자 전류의 구동이 가능하며, 이에 따라, 자극 편(600)에 보다 큰 자속을 발생시킬 수 있다. 그 결과, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로(400)는 동일한 전원을 공급하더라도 종래 기술 보다 큰 자속을 생성하므로, 블로 아웃 코일(300) 구동 시 발생하는 전력 손실을 줄이면서 동시에 자기 소호력을 증대시킬 수 있다.That is, the driving
한편, 스위칭 제어부(440)는 스위칭부(430)의 스위칭 동작을 제어하는 구성이다. 예를 들어, 스위칭 제어부(440)는 제어용 릴레이 등으로 구성될 수 있다.Meanwhile, the switching
스위칭 제어부(440)는 평상 시에 제1 스위칭하도록 스위칭부(430)를 제어하여 충전부(420)를 충전한다. 이후, 사고 전류 등에 따라 차단 명령이 발생하면, 스위칭 제어부(440)는 부하 전류의 흐르는 방향에 따라 제2 스위칭 또는 제3 스위칭하도록 스위칭부(430)를 제어한다.The switching
즉, 차단 명령이 발생하는 순간에 부하 전류가 제1 방향인 경우, 스위칭 제어부(440)는 스위칭부(430)가 제2 스위칭하도록 제어함으로써 자기소호 코일(300)에 제1 방향에 따른 반주기 펄스형 여자 전류를 가해준다. 반주기 후, LC 공진에 따라 역방향 전류가 흐르려고 하면 제1 정류 소자(450)에 의하여 여자 전류는 저지되어 더 이상 흐르지 않고 자기소호 코일(300)의 여자는 종료된다. 차단이 완료되면, 스위칭 제어부(440)는 제1 스위칭하도록 스위칭부(430)를 제어하여 충전부(420)를 재충전한다.That is, when the load current is in the first direction at the moment when the cut-off command is generated, the switching
반면, 차단 명령이 발생하는 순간에 부하 전류가 제2 방향인 경우, 스위칭 제어부(440)는 스위칭부(430)가 제3 스위칭하도록 제어함으로써 자기소호 코일(300)에 제2 방향에 따른 반주기 펄스형 여자 전류를 가해준다. 반주기 후, LC 공진에 따라 역방향 전류가 흐르려고 하면 제2 정류 소자(460)에 의하여 여자 전류는 저지되어 더 이상 흐르지 않고 자기소호 코일(300)의 여자는 종료된다. 차단이 완료되면, 스위칭 제어부(440)는 제1 스위칭하도록 스위칭부(430)를 제어하여 충전부(420)를 재충전한다.On the other hand, when the load current is in the second direction at the moment when the cut-off command is generated, the switching
본 발명의 일 실시예에 따른 구동회로(400)를 설계하는 구체적인 예는 다음과 같다. A specific example of designing the driving
먼저, 여자 전류를 충분히 크게 확보하기 위하여 비교적 큰 1,500[V]의 주 전압(Vsupply)을 사용한다. 스위칭 제어부(440)의 동작 지연 시간(Tdelay)을 5[㎳]로 가정하면, 여자 목표는 다음과 같이 설정할 수 있다.First, a relatively large 1500[V] main voltage (V supply ) is used to secure a sufficiently large excitation current. Assuming that the operation delay time T delay of the switching
- 여자 시간(Texcite): 50[㎳] -Excitation time (T excite ): 50[㎳]
- 여자 피크 전류(Ipeak): 100[A] -Excitation peak current (I peak ): 100[A]
LC 공진 이론에 따라, 충전부(420)의 커패시턴스(C)와 자기소호 코일(300)의 인덕턴스(Lcoil) 사이에는 다음의 조건이 성립된다.According to the LC resonance theory, the following conditions are established between the capacitance C of the charging
(1) (One)
(2) (2)
따라서, 충전부(420)의 커패시턴스(C)와 자기소호 코일(300)의 인덕턴스(Lcoil)는 다음과 같이 계산될 수 있다.Accordingly, the capacitance C of the charging
(3) (3)
(4) (4)
(5) (5)
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 청구범위 및 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, and should be defined by the claims to be described later and equivalents to the claims.
100: 전기 접점 200: 차단 스위치
300, BC: 자기소호 코일 400: 구동회로
410: 직류 전원부 420: 충전부
430: 스위칭부 431: 제1 스위치
432: 제2 스위치 440: 스위칭 제어부
450: 제1 정류 소자 460: 제2 정류 소자
500, CO: 코어 600, MP: 자극 편
1000: 직류차단기 SW: 스위치 박스100: electrical contact 200: disconnect switch
300, BC: magnetic extinguishing coil 400: driving circuit
410: DC power supply unit 420: charging unit
430: switching unit 431: first switch
432: second switch 440: switching control unit
450: first rectifying element 460: second rectifying element
500, CO:
1000: DC circuit breaker SW: switch box
Claims (11)
직류 전원부;
직류 전원부로부터 공급되는 전원을 충전하는 커패시터를 포함하는 충전부; 및
직류 전원부의 전원이 충전부에 공급되도록 제1 스위칭하거나, 충전부에 충전된 전원이 자기소호 코일에 제1 방향으로 공급되도록 제2 스위칭하거나, 충전부에 충전된 전원이 자기소호 코일에 제2 방향으로 공급되도록 제3 스위칭하는 스위칭부;를 포함하며,
상기 스위칭부는,
충전부의 일단에 연결된 C+단자가, 상기 직류 전원부의 양극에 연결된 S+단자, 자기소호 코일의 일단에 연결된 P+단자, 및 자기소호 코일의 타단에 연결된 N+단자 중 어느 하나와 연결되도록 스위칭하는 제1 스위치; 및
충전부의 타단에 연결된 C-단자가, 상기 직류 전원부의 음극에 연결된 S-단자, 자기소호 코일의 타단에 연결된 P-단자, 및 자기소호 코일의 일단에 연결된 N-단자 중 어느 하나와 연결되도록 스위칭하는 제2 스위치;를 각각 포함하고,
제1 스위칭을 수행한 후 제2 스위칭 및 제3 스위칭 중 어느 하나를 수행하는 제1 동작과, 제1 스위칭을 수행한 후 제2 스위칭 및 제3 스위칭 중 다른 하나를 수행하는 제2 동작을 수행하며,
평상 시 상기 제1 스위칭을 수행하여, 상기 C+단자 및 상기 S+단자가 연결되도록 상기 제1 스위치가 동작하고 상기 C-단자 및 상기 S-단자가 연결되도록 상기 제2 스위치가 동작하며,
차단 명령 발생 시 부하 전류가 제1 방향인 경우, 상기 제2 스위칭을 수행하여, 상기 C+단자 및 상기 P+단자가 연결되도록 상기 제1 스위치가 동작하고 상기 C-단자 및 상기 P-단자가 연결되도록 상기 제2 스위치가 동작하며,
차단 명령 발생 시 부하 전류가 제2 방향인 경우, 상기 제3 스위칭을 수행하여, 상기 C+단자 및 상기 N+ 단자에 연결되도록 상기 제1 스위치가 동작하고 상기 C-단자 및 상기 N-단자가 연결되도록 상기 제2 스위치가 동작하며,
차단 명령 발생에 따른 상기 제2 스위칭 및 상기 제3 스위칭 시, 상기 커패시터의 커패시턴스(C)와 상기 자기소호 코일의 인덕턴스(L)에 의해 발생하는 LC 공진에 따른 펄스형 여자 전류를 반주기 동안 구동시키며, 반주기 후 LC 공진의 역방향 여자 전류를 정류 소자를 이용해 저지시키는 것을 특징으로 하는 자기소호 코일의 구동회로.
As a driving circuit that drives a magnetic extinguishing coil that extinguishes the arc generated when the electrical contact connected between the DC power supply and the load is cut off using magnetic flux,
DC power supply;
A charging unit including a capacitor for charging power supplied from the DC power supply unit; And
Switch the first so that power from the DC power supply is supplied to the charging unit, or switch the second so that the power charged in the charging unit is supplied to the magnetic extinguishing coil in the first direction, or the power charged in the charging unit is supplied to the magnetic extinguishing coil in the second direction Includes; a switching unit for switching the third so as to be,
The switching unit,
A first switch for switching so that the C+ terminal connected to one end of the charging part is connected to any one of the S+ terminal connected to the positive pole of the DC power supply, the P+ terminal connected to one end of the magnetic extinguishing coil, and the N+ terminal connected to the other end of the magnetic extinguishing coil. ; And
Switching so that the C-terminal connected to the other end of the charging part is connected to one of the S-terminal connected to the negative pole of the DC power supply, the P-terminal connected to the other end of the magnetic extinguishing coil, and the N-terminal connected to one end of the magnetic extinguishing coil. Each includes a second switch;
Performing a first operation of performing any one of the second switching and the third switching after performing the first switching, and performing a second operation of performing the other of the second switching and the third switching after performing the first switching And
The first switch is operated so that the C+ terminal and the S+ terminal are connected by performing the first switching during normal operation, and the second switch is operated so that the C- terminal and the S- terminal are connected,
When the load current is in the first direction when the cut-off command is generated, the first switch is operated so that the C+ terminal and the P+ terminal are connected, and the C- terminal and the P- terminal are connected by performing the second switching. The second switch operates,
When the load current is in the second direction when the cut-off command is generated, the first switch is operated to be connected to the C+ terminal and the N+ terminal by performing the third switching, and the C- terminal and the N- terminal are connected. The second switch operates,
At the time of the second switching and the third switching according to the occurrence of a blocking command, a pulse-type excitation current according to LC resonance generated by the capacitance (C) of the capacitor and the inductance (L) of the self-extinguishing coil is driven for a half cycle, and , A driving circuit of a magnetic extinguishing coil, characterized in that the reverse excitation current of the LC resonance is blocked by a rectifying element after a half cycle.
상기 스위칭부는 제1 동작과 제2 동작을 교대로 수행하는 것을 특징으로 하는 자기소호 코일의 구동회로.
The method of claim 1,
The driving circuit of the magnetic extinguishing coil, characterized in that the switching unit alternately performs a first operation and a second operation.
상기 P+단자와 상기 자기소호 코일의 일단 사이에 제1 방향으로 전류를 통과시키는 제1 정류 소자; 및
상기 N+단자와 상기 자기소호 코일의 타단 사이에 제2 방향으로 전류를 통과시키는 제2 정류 소자;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기소호 코일의 구동회로.
The method of claim 1,
A first rectifying element for passing a current in a first direction between the P+ terminal and one end of the magnetic extinguishing coil; And
A second rectifying element for passing a current in a second direction between the N+ terminal and the other end of the magnetic extinguishing coil;
A driving circuit of a magnetic extinguishing coil, characterized in that it further comprises.
상기 직류 전원부의 양극과 상기 S+단자 사이 또는 상기 직류 전원부의 음극과 상기 S-단자 사이에 연결되어, 상기 충전부에 공급되는 전류를 제한하는 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기소호 코일의 구동회로.
The method of claim 1,
The driving circuit of the magnetic extinguishing coil, characterized in that it further comprises a resistor connected between the positive pole of the DC power supply and the S+ terminal or between the negative pole and the S- terminal of the DC power supply and limiting the current supplied to the charging unit. .
상기 구동회로는,
직류 전원부;
직류 전원부로부터 공급되는 전원을 충전하는 커패시터를 포함하는 충전부; 및
직류 전원부의 전원이 충전부에 공급되도록 제1 스위칭하거나, 충전부에 충전된 전원이 자기소호 코일에 제1 방향으로 공급되도록 제2 스위칭하거나, 충전부에 충전된 전원이 자기소호 코일에 제2 방향으로 공급되도록 제3 스위칭하는 스위칭부;를 포함하며,
상기 스위칭부는,
충전부의 일단에 연결된 C+단자가, 상기 직류 전원부의 양극에 연결된 S+단자, 자기소호 코일의 일단에 연결된 P+단자, 및 자기소호 코일의 타단에 연결된 N+단자 중 어느 하나와 연결되도록 스위칭하는 제1 스위치; 및
충전부의 타단에 연결된 C-단자가, 상기 직류 전원부의 음극에 연결된 S-단자, 자기소호 코일의 타단에 연결된 P-단자, 및 자기소호 코일의 일단에 연결된 N-단자 중 어느 하나와 연결되도록 스위칭하는 제2 스위치;를 각각 포함하고,
제1 스위칭을 수행한 후 제2 스위칭 및 제3 스위칭 중 어느 하나를 수행하는 제1 동작과, 제1 스위칭을 수행한 후 제2 스위칭 및 제3 스위칭 중 다른 하나를 수행하는 제2 동작을 수행하며,
평상 시 상기 제1 스위칭을 수행하여, 상기 C+단자 및 상기 S+단자가 연결되도록 상기 제1 스위치가 동작하고 상기 C-단자 및 상기 S-단자가 연결되도록 상기 제2 스위치가 동작하며,
차단 명령 발생 시 부하 전류가 제1 방향인 경우, 상기 제2 스위칭을 수행하여, 상기 C+단자 및 상기 P+단자가 연결되도록 상기 제1 스위치가 동작하고 상기 C-단자 및 상기 P-단자가 연결되도록 상기 제2 스위치가 동작하며,
차단 명령 발생 시 부하 전류가 제2 방향인 경우, 상기 제3 스위칭을 수행하여, 상기 C+단자 및 상기 N+ 단자에 연결되도록 상기 제1 스위치가 동작하고 상기 C-단자 및 상기 N-단자가 연결되도록 상기 제2 스위치가 동작하며,
차단 명령 발생에 따른 상기 제2 스위칭 및 상기 제3 스위칭 시, 상기 커패시터의 커패시턴스(C)와 상기 자기소호 코일의 인덕턴스(L)에 의해 발생하는 LC 공진에 따른 펄스형 여자 전류를 반주기 동안 구동시키며, 반주기 후 LC 공진의 역방향 여자 전류를 정류 소자를 이용해 저지시키는 것을 특징으로 하는 직류차단기.
The electrical contact connected between the DC power supply and the load, a disconnect switch that switches whether or not the electrical contact is connected, a magnetic extinguishing coil that extinguishes the arc at the electrical contact that occurs when the electrical contact is disconnected using magnetic flux, and a magnetic extinguishing coil As a DC circuit breaker each comprising a driving circuit for driving,
The driving circuit,
DC power supply;
A charging unit including a capacitor for charging power supplied from the DC power supply unit; And
Switch the first so that power from the DC power supply is supplied to the charging unit, or switch the second so that the power charged in the charging unit is supplied to the magnetic extinguishing coil in the first direction, or the power charged in the charging unit is supplied to the magnetic extinguishing coil in the second direction Includes; a switching unit for switching the third so as to be,
The switching unit,
A first switch for switching so that the C+ terminal connected to one end of the charging part is connected to any one of the S+ terminal connected to the positive pole of the DC power supply, the P+ terminal connected to one end of the magnetic extinguishing coil, and the N+ terminal connected to the other end of the magnetic extinguishing coil. ; And
Switching so that the C-terminal connected to the other end of the charging part is connected to one of the S-terminal connected to the negative pole of the DC power supply, the P-terminal connected to the other end of the magnetic extinguishing coil, and the N-terminal connected to one end of the magnetic extinguishing coil. Each includes a second switch;
Performing a first operation of performing any one of the second switching and the third switching after performing the first switching, and performing a second operation of performing the other of the second switching and the third switching after performing the first switching And
The first switch is operated so that the C+ terminal and the S+ terminal are connected by performing the first switching during normal operation, and the second switch is operated so that the C- terminal and the S- terminal are connected,
When the load current is in the first direction when the cut-off command is generated, the first switch is operated so that the C+ terminal and the P+ terminal are connected, and the C- terminal and the P- terminal are connected by performing the second switching. The second switch operates,
When the load current is in the second direction when the cut-off command is generated, the first switch is operated to be connected to the C+ terminal and the N+ terminal by performing the third switching, and the C- terminal and the N- terminal are connected. The second switch operates,
During the second switching and the third switching according to the occurrence of a blocking command, a pulsed excitation current according to LC resonance generated by the capacitance (C) of the capacitor and the inductance (L) of the self-extinguishing coil is driven for a half cycle, and , DC circuit breaker, characterized in that the reverse excitation current of LC resonance is blocked by using a rectifying element after a half cycle.
상기 자기소호 코일의 내부에 삽입된 코어; 및
상기 코어에 연결되어 자기소호 코일에서 발생한 자속이 전기 접점을 향해 작용하도록 구비된 자극 편;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류차단기.
The method of claim 9,
A core inserted into the magnetic extinguishing coil; And
A magnetic pole piece connected to the core so that the magnetic flux generated from the magnetic extinguishing coil acts toward an electrical contact;
DC circuit breaker, characterized in that it further comprises.
상기 자극 편은 판 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 직류차단기.The method of claim 10,
The pole piece is a DC circuit breaker, characterized in that formed in a plate shape.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020190072200A KR102194893B1 (en) | 2019-06-18 | 2019-06-18 | Drive circuit for blow-out coil and DC circuit breaker using the same |
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KR20010052449A (en) * | 1999-03-31 | 2001-06-25 | 아에게 니더스판눙스테크니크 게엠바하 운트 코 카게 | Arc extinguishing aid |
JP2010177164A (en) * | 2009-02-02 | 2010-08-12 | Toyota Motor Corp | Extinguishing device |
KR20150075944A (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 주식회사 효성 | DC circuit breaker using magnetic field |
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- 2019-06-18 KR KR1020190072200A patent/KR102194893B1/en active IP Right Grant
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