KR102259303B1 - System and Method for Controlling Phase Controlled Rectifier for Reactive Power Reduction - Google Patents

System and Method for Controlling Phase Controlled Rectifier for Reactive Power Reduction Download PDF

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Abstract

위상 제어 정류기의 운전 중 발생되는 무효전력을 저감시킬 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 시스템은, 계통에서 공급되는 계통전압을 입력 받아 3상의 교류전압으로 변환하는 변압유닛; 상기 3상의 교류전압을 직류전압으로 변환하여 출력하는 n개(n은 2이상의 정수)의 위상 제어 정류기를 포함하는 정류유닛; 상기 정류유닛의 최대 출력전압을 기초로 n개의 전압구간을 설정하고, 각 전압 구간 별로 각 위상 제어 정류기들이 출력할 n개의 타겟 직류전압 및 n개의 점호각을 산출하는 제어유닛; 상기 각 전압 구간 별로 상기 점호각에 따라 해당 위상 제어 정류기의 턴온 시점을 조절하여 상기 각 위상 제어 정류기가 상기 타겟 직류전압을 각각 출력하게 하는 구동유닛; 및 상기 각 위상 제어 정류기가 각각 출력하는 상기 타겟 직류전압에 따라 결정되는 상기 정류유닛의 출력전압이 인가되는 부하를 포함하는 것을 특징으로 한다. The phase control rectifier control system for reducing reactive power according to an aspect of the present invention capable of reducing reactive power generated during operation of the phase control rectifier receives the system voltage supplied from the system and converts it into a three-phase AC voltage. Transformer unit; A rectifier unit including n phase control rectifiers for converting and outputting the three-phase AC voltage into a DC voltage; A control unit that sets n voltage sections based on the maximum output voltage of the rectifier unit, and calculates n target DC voltages and n firing angles to be output by each phase control rectifier for each voltage section; A driving unit configured to control a turn-on time of a corresponding phase control rectifier according to the firing angle for each voltage section, so that each phase control rectifier outputs the target DC voltage, respectively; And a load to which an output voltage of the rectifying unit determined according to the target DC voltage output from each of the phase control rectifiers is applied.

Description

무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 시스템 및 제어 방법{System and Method for Controlling Phase Controlled Rectifier for Reactive Power Reduction}System and Method for Controlling Phase Controlled Rectifier for Reactive Power Reduction}

본 발명은 위정 정류 제어기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 무효 전력 저감을 위한 위상 제어 정류기의 제어에 관한 것이다.The present invention relates to a false positive rectification controller, and more particularly, to a control of a phase-controlled rectifier for reducing reactive power.

위상 제어 정류기(Phase Controlled Rectifier)는 교류를 직류로 변환하는 전력변환장치로 이용된다. 특히, 최근에는 수 MW 이상의 대용량 전원장치를 구성하기 위해 2개 이상의 위상 제어 정류기를 이용하는 방법이 제안된 바 있다.Phase Controlled Rectifier is used as a power converter that converts AC into DC. In particular, recently, a method of using two or more phase-controlled rectifiers has been proposed to construct a large-capacity power supply device of several MW or more.

예컨대, 제철소의 DC전동기나 유도 가열로, 핵융합용 초전도자석, 플라즈마 발생장치, 또는 가열장치 등과 같이 대전류 또는 고전압을 필요로 하는 대용량 부하를 위해 2개 이상의 위상 제어 정류기를 포함하는 대용량 전원장치가 제안된 바 있다.For example, a large-capacity power supply device including two or more phase-controlled rectifiers is proposed for large-capacity loads that require high current or high voltage, such as DC motors or induction heating furnaces, nuclear fusion superconducting magnets, plasma generators, or heating devices. Has been done.

하지만, 2개 이상의 위상 제어 정류기를 이용하는 경우, 위상 제어 정류기의 운전 중 필연적으로 대용량의 무효전력이 발생될 수 밖에 없어, 전원계통의 역률(Power Factor)을 크게 저하시켜 전원계통의 안정화를 방해하고, 전력운영비를 상승시킨다는 문제점이 있다.However, in the case of using two or more phase-controlled rectifiers, a large amount of reactive power is inevitably generated during operation of the phase-controlled rectifier, which greatly lowers the power factor of the power system and hinders the stabilization of the power system. However, there is a problem in that it increases the power operation cost.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 위상 제어 정류기의 운전 중 발생되는 무효전력을 저감시킬 수 있는 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.The present invention is to solve the above-described problem, and it is an object of the present invention to provide a phase control rectifier control system and a control method for reducing reactive power capable of reducing reactive power generated during operation of the phase control rectifier.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 시스템은, 계통에서 공급되는 계통전압을 입력 받아 3상의 교류전압으로 변환하는 변압유닛; 상기 3상의 교류전압을 직류전압으로 변환하여 출력하는 n개(n은 2이상의 정수)의 위상 제어 정류기를 포함하는 정류유닛; 상기 정류유닛의 최대 출력전압을 기초로 n개의 전압구간을 설정하고, 각 전압 구간 별로 각 위상 제어 정류기들이 출력할 n개의 타겟 직류전압 및 n개의 점호각을 산출하는 제어유닛; 상기 각 전압 구간 별로 상기 점호각에 따라 해당 위상 제어 정류기의 턴온 시점을 조절하여 상기 각 위상 제어 정류기가 상기 타겟 직류전압을 각각 출력하게 하는 구동유닛; 및 상기 각 위상 제어 정류기가 각각 출력하는 상기 타겟 직류전압에 따라 결정되는 상기 정류유닛의 출력전압이 인가되는 부하를 포함하는 것을 특징으로 한다.A phase control rectifier control system for reducing reactive power according to an aspect of the present invention for achieving the above object comprises: a transformer unit for receiving a grid voltage supplied from a grid and converting it into a three-phase AC voltage; A rectifier unit including n phase control rectifiers for converting and outputting the three-phase AC voltage into a DC voltage; A control unit that sets n voltage sections based on the maximum output voltage of the rectifier unit, and calculates n target DC voltages and n firing angles to be output by each phase control rectifier for each voltage section; A driving unit configured to control a turn-on time of a corresponding phase control rectifier according to the firing angle for each voltage section, so that each phase control rectifier outputs the target DC voltage, respectively; And a load to which an output voltage of the rectifying unit determined according to the target DC voltage output from each of the phase control rectifiers is applied.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기의 제어방법은, 제1 및 제2 위상 제어 정류기를 포함하는 정류유닛의 타겟 출력전압을 입력받는 단계; 상기 정류유닛의 최대 출력전압을 기초로 결정된 기준전압과 상기 타겟 출력전압을 비교하는 단계; 비교결과에 따라 상기 제1 위상 제어 정류기에 대한 제1 점호각 또는 상기 제2 위상 제어 정류기에 대한 제2 점호각 중 어느 하나는 미리 정해진 값으로 고정되고 다른 하나는 상기 타겟 출력전압에 따라 가변되도록 상기 제1 및 제2 점호각을 산출하는 단계; 및 상기 제1 점호각 및 제2 점호각에 따라 상기 제1 및 제2 위상 제어 정류기의 턴온 시점을 조절하여 상기 제1 및 제2 위상 제어 정류기를 구동시키는 단계를 포함하고, 상기 제1 및 제2 점호각은 서로 다른 값을 갖는 것을 특징으로 한다.A method of controlling a phase control rectifier for reducing reactive power according to an aspect of the present invention for achieving the above object includes the steps of receiving a target output voltage of a rectifier unit including first and second phase control rectifiers; Comparing the target output voltage with a reference voltage determined based on the maximum output voltage of the rectifying unit; According to the comparison result, one of the first firing angle for the first phase control rectifier or the second firing angle for the second phase control rectifier is fixed to a predetermined value and the other is variable according to the target output voltage. Calculating the first and second firing angles; And driving the first and second phase control rectifiers by adjusting turn-on timings of the first and second phase control rectifiers according to the first firing angle and the second firing angle, wherein the first and second phase control rectifiers are controlled. 2 The firing angle is characterized by having different values.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 위상 제어 정류기의 점호각을 서로 상이하게 설정함으로써 무효전력을 저감시킬 수 있다는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to reduce reactive power by setting the firing angles of the phase control rectifier to be different from each other.

또한, 본 발명에 따르면 무효전력공급에 따른 비용이 절감되어 시스템의 운영비용을 감소시킬 수 있음은 물론, 무효전력 보상장치의 설치가 추가로 요구되는 경우에도 추가 설치가 요구되는 무효전력 보상장치의 설치용량을 축소시킬 수 있다는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the cost of the reactive power supply can be reduced, so that the operating cost of the system can be reduced. There is an effect that the installation capacity can be reduced.

또한, 본 발명에 따르면 역률(Power Factor)이 향상되므로 전력계통이 안정화된다는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the power factor is improved, there is an effect that the power system is stabilized.

또한, 본 발명에 따르면 하드웨어의 추가설치나 수정 없이도 무효전력을 감소시킬 수 있어 시스템 운영비용의 감소는 물론, 시스템 운영 효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to reduce reactive power without additional installation or modification of hardware, thereby reducing system operation cost and improving system operation efficiency.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 제1 및 제2 위상 제어 정류기에 대해 동일한 크기의 점호각이 설정되는 경우 각 위상 제어 정류기에서 출력되는 직류전압, 각 위상 제어 정류기의 점호각, 정류유닛의 출력전압, 및 무효전력의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 3은 도 1에 도시된 제어유닛의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 4는 제1 및 제2 위상 제어 정류기에 대해 상이한 크기의 점호각이 설정되는 경우 각 위상 제어 정류기에서 출력되는 직류전압, 각 위상 제어 정류기의 점호각, 정류유닛의 출력전압, 및 무효전력의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기의 제어방법을 보여주는 플로우차트이다.1 is a diagram schematically showing the configuration of a phase control rectifier control system for reducing reactive power according to an embodiment of the present invention.
2 shows the DC voltage output from each phase control rectifier, the firing angle of each phase control rectifier, the output voltage of the rectifier unit, and reactive power when the firing angles of the same size for the first and second phase control rectifiers are set. It is a graph showing the relationship.
3 is a block diagram schematically showing the configuration of the control unit shown in FIG. 1.
4 shows the DC voltage output from each phase control rectifier, the firing angle of each phase control rectifier, the output voltage of the rectifier unit, and reactive power when different firing angles are set for the first and second phase control rectifiers. It is a graph showing the relationship.
5 is a flowchart showing a method of controlling a phase control rectifier for reducing reactive power according to an embodiment of the present invention.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명의 핵심 구성과 관련이 없는 경우 및 본 발명의 기술분야에 공지된 구성과 기능에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다. 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The same reference numbers throughout the specification mean substantially the same elements. In the following description, when not related to the core configuration of the present invention and detailed descriptions of configurations and functions known in the technical field of the present invention may be omitted. The meaning of the terms described in this specification should be understood as follows.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms different from each other, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to the possessor, and the invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are exemplary, and thus the present invention is not limited to the illustrated matters. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.When'include','have','consists of' and the like mentioned in the present specification are used, other parts may be added unless'only' is used. In the case of expressing the constituent elements in the singular, it includes the case of including the plural unless specifically stated otherwise.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the constituent elements, it is interpreted as including an error range even if there is no explicit description.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.In the case of a description of the positional relationship, for example, if the positional relationship of two parts is described as'upper','upper of','lower of','next to','right' Or, unless'direct' is used, one or more other parts may be located between the two parts.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, when a temporal predecessor relationship is described as'after','following','after','before', etc.,'right' or'direct' It may also include cases that are not continuous unless this is used.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.First, second, etc. are used to describe various elements, but these elements are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. Accordingly, the first component mentioned below may be a second component within the technical idea of the present invention.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3 항목 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 의미할 수 있다. The term “at least one” is to be understood as including 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 2 among the first item, the second item, and the third item, as well as each of the first item, the second item, and the third item. It may mean a combination of all items that can be presented from more than one.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.Each of the features of the various embodiments of the present invention can be partially or entirely combined or combined with each other, technically various interlocking and driving are possible, and each of the embodiments may be independently implemented with respect to each other or can be implemented together in an association relationship. May be.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 시스템(100, 이하, '제어 시스템'이라 함)은 계통(110)에서 공급되는 계통전압을 직류전압으로 변환하여 부하(120)로 공급하는 역할을 수행한다.1 is a diagram schematically showing the configuration of a phase control rectifier control system for reducing reactive power according to an embodiment of the present invention. The phase control rectifier control system (100, hereinafter referred to as'control system') for reducing reactive power according to an embodiment of the present invention converts the system voltage supplied from the system 110 into a DC voltage and the load 120 It plays the role of supplying.

이를 위해, 제어 시스템(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 변압유닛(130), 정류유닛(140), 구동유닛(150), 및 제어유닛(160)을 포함한다.To this end, the control system 100 includes a transformer unit 130, a rectifying unit 140, a driving unit 150, and a control unit 160, as shown in FIG. 1.

변압유닛(130)은 계통(110)에서 공급되는 계통전압을 델타 결선 또는 와이 결선에 따라 3상의 교류전압으로 변환하여 정류유닛(140)으로 공급한다. 일 실시예에 있어서, 변압유닛(130)은 정류유닛(140)에 포함되는 위상 제어 정류기의 개수와 동일한 개수의 변압기를 포함할 수 있다.The transformer unit 130 converts the grid voltage supplied from the grid 110 into a three-phase AC voltage according to a delta connection or a wire connection and supplies it to the rectifying unit 140. In one embodiment, the transformer unit 130 may include the same number of transformers as the number of phase control rectifiers included in the rectifying unit 140.

예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 정류유닛(140)이 n개(n은 2 이상의 정수)의 위상 제어 정류기(142a~142n)를 포함하는 경우 변압유닛(130)은 n개의 변압기(130a~130n)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우 n개의 변압기(130a~130n)는 n개의 위상 제어 정류기(142a~142n)와 1:1로 연결될 수 있다.For example, as shown in FIG. 1, when the rectifying unit 140 includes n (n is an integer of 2 or more) phase control rectifiers 142a to 142n, the transformer unit 130 has n transformers 130a to 130n. ) Can be included. According to this embodiment, the n transformers 130a to 130n may be connected to the n phase control rectifiers 142a to 142n in a 1:1 manner.

이하에서는 설명의 편의를 위해 변압유닛(130)이 제1 변압기(130a) 및 제2 변압기(130b)를 포함하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.Hereinafter, for convenience of description, it is assumed that the transformer unit 130 includes a first transformer 130a and a second transformer 130b.

제1 변압기(130a)는 계통(110)에서 공급되는 3상의 계통전압을 델타 결선(△//△)에 따라 3상의 교류전압으로 변환하여 제1 위상 제어 정류기(140a)로 공급한다.The first transformer 130a converts the three-phase grid voltage supplied from the grid 110 into a three-phase AC voltage according to the delta connection (△//△) and supplies it to the first phase control rectifier 140a.

제2 변압기(130b)는 계통(110)에서 공급되는 3상의 계통전압을 델타 및 와이 결선(△//Y)에 따라 3상의 교류전압으로 변환하여 제2 위상 제어 정류기(140b)로 공급한다.The second transformer 130b converts the three-phase grid voltage supplied from the grid 110 into a three-phase AC voltage according to the delta and wire connections (Δ//Y) and supplies it to the second phase control rectifier 140b.

이러한 실시예에 따르는 경우 제2 변압기(130b)에서 제2 위상 제어 정류기(140b)로 공급되는 교류전압은 제1 변압기(130a)에서 제1 위상 제어 정류기(140a)로 공급되는 교류전압과 비교할 때 30도만큼 지연된 위상을 갖게 된다.According to this embodiment, the AC voltage supplied from the second transformer 130b to the second phase control rectifier 140b is compared with the AC voltage supplied from the first transformer 130a to the first phase control rectifier 140a. It has a phase delayed by 30 degrees.

상술한 실시예에 있어서는 제1 변압기(130a)는 델타 결선(△//△)에 따라 계통전압을 3상의 교류전압으로 변환하고, 제2 변압기(130b)는 델타 및 와이 결선(△//Y)에 따라 계통전압을 3상의 교류전압으로 변환하는 것으로 설명하였다. 하지만, 변형된 실시예에 있어서 제1 변압기(130a) 및 제2 변압기(130b) 모두가 델타 결선(△//△)에 따라 계통전압을 3상의 교류전압으로 변환하거나, 델타 및 와이 결선(△//Y)에 따라 계통전압을 3상의 교류전압으로 변환할 수도 있을 것이다. 이러한 경우 변압유닛(130)은 제1 변압기(130a) 또는 제2 변압기(130b) 중 어느 하나만을 이용하여 제1 위상 제어 정류기(140a) 및 제2 위상 제어 정류기(140b)로 교류전압을 공급할 수 있을 것이다.In the above-described embodiment, the first transformer 130a converts the grid voltage into a three-phase AC voltage according to the delta connection (△//△), and the second transformer 130b is the delta and Y connection (△//Y ), it was explained that the system voltage is converted into a three-phase AC voltage. However, in a modified embodiment, both the first transformer 130a and the second transformer 130b convert the grid voltage into a three-phase AC voltage according to the delta connection (△//△), or the delta and Y connection (△ //Y), the system voltage may be converted to 3-phase AC voltage. In this case, the transformer unit 130 may supply an AC voltage to the first phase control rectifier 140a and the second phase control rectifier 140b using only one of the first transformer 130a or the second transformer 130b. There will be.

다시 도 1을 참조하면, 정류유닛(140)은 변압유닛(130)에서 공급되는 3상의 교류전압을 직류전압으로 변환하여 부하(120)로 공급한다. 이를 위해, 정류유닛(140)은 n개의 위상 제어 정류기(140a~140n)들을 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the rectifying unit 140 converts the three-phase AC voltage supplied from the transformer unit 130 into a DC voltage and supplies it to the load 120. To this end, the rectifying unit 140 may include n phase control rectifiers 140a to 140n.

일 실시예에 있어서, n개의 위상 제어 정류기(140a~140n)들은 서로 직렬로 연결될 수 있다. 이러한 경우 n개의 위상 제어 정류기(140a~140n)들 각각이 출력하는 직류전압의 합이 정류유닛(140)의 출력전압이 되므로 부하(120)에 고전압을 출력할 수 있게 된다.In an embodiment, the n phase control rectifiers 140a to 140n may be connected in series with each other. In this case, since the sum of the DC voltages output from each of the n phase control rectifiers 140a to 140n becomes the output voltage of the rectifying unit 140, a high voltage can be output to the load 120.

다른 실시예에 있어서, n개의 위상 제어 정류기(140a~140n)들은 서로 병렬로 연결될 수 있다. 이러한 경우 n개의 위상 제어 정류기(140a~140n)들 각각이 출력하는 전류의 합이 정류유닛(140)의 출력전류가 되므로 부하(120)에 대전류를 출력할 수 있게 된다.In another embodiment, the n phase control rectifiers 140a to 140n may be connected in parallel with each other. In this case, since the sum of the currents output from each of the n phase control rectifiers 140a to 140n becomes the output current of the rectifying unit 140, a large current can be output to the load 120.

이하에서는 설명의 편의를 위해 정류유닛(140)이 제1 및 제2 위상 제어 정류기(140a, 140b)를 포함하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.Hereinafter, for convenience of description, it is assumed that the rectifying unit 140 includes first and second phase control rectifiers 140a and 140b.

제1 위상 제어 정류기(140a)는 제1 변압기(130a)에서 공급되는 3상 교류전압을 직류전압으로 변환한다. 구체적으로, 제1 위상 제어 정류기(140a)는 싸이리스터(SCR)을 이용하여 3상의 교류전압을 직류전압으로 변환한다. 일 실시예에 있어서, 제1 위상 제어 정류기(140a)는 다중 펄스 출력 구현을 위해 복수개의 싸이리스터를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 위상 제어 정류기(140a)는 6개의 싸이리스터를 포함함으로써 6 펄스 출력을 구현할 수 있다.The first phase control rectifier 140a converts the three-phase AC voltage supplied from the first transformer 130a into a DC voltage. Specifically, the first phase control rectifier 140a converts the three-phase AC voltage into a DC voltage using a thyristor (SCR). In one embodiment, the first phase control rectifier 140a may include a plurality of thyristors to implement a multi-pulse output. For example, the first phase control rectifier 140a may implement 6 pulse outputs by including 6 thyristors.

특히, 본 발명에 따른 제1 위상 제어 정류기(140a)는 제1 점호각(Firing Angle)의 크기에 따라 구동유닛(150)에 의해 턴온 시점이 조절되어 직류평균전압의 크기가 가변됨으로써 그 크기가 가변되는 제1 직류전압을 출력할 수 있다.In particular, in the first phase control rectifier 140a according to the present invention, the turn-on time is adjusted by the driving unit 150 according to the size of the first firing angle, so that the size of the DC average voltage is changed. A variable first DC voltage may be output.

이때, 제1 점호각에 따라 그 크기가 가변되는 제1 직류전압은 아래의 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.In this case, the first DC voltage whose size is varied according to the first firing angle may be defined as in Equation 1 below.

Figure 112019102003549-pat00001
Figure 112019102003549-pat00001

수학식 1에서 Vd1은 제1 직류전압을 나타내고, k0는 정류유닛(140)이 출력할 수 있는 최대출력전압을 나타내며, α1은 제1 점호각을 나타내고, 정류유닛(140)의 최대출력전압(k0)은 아래의 수학식2와 같이 정의될 수 있다.In Equation 1, V d1 represents the first DC voltage, k 0 represents the maximum output voltage that the rectifier unit 140 can output, α 1 represents the first firing angle, and the maximum The output voltage k 0 may be defined as in Equation 2 below.

Figure 112019102003549-pat00002
Figure 112019102003549-pat00002

수학식 2에서 k0는 정류유닛(140)의 최대출력전압을 나타내고, VLL은 정류유닛(140)의 입력전압 실효치를 나타낸다.In Equation 2, k 0 represents the maximum output voltage of the rectifying unit 140, and V LL represents the effective input voltage of the rectifying unit 140.

제2 위상 제어 정류기(140b)는 제2 변압기(130b)에서 공급되는 3상 교류전압을 직류전압으로 변환한다. 일 실시예에 있어서, 제2 위상 제어 정류기(140b)는 제1 위상 제어 정류기(140a)와 동일하게 6개의 싸이리스터를 이용하여 6 펄스 출력을 구현할 수 있다.The second phase control rectifier 140b converts the three-phase AC voltage supplied from the second transformer 130b into a DC voltage. In an embodiment, the second phase-controlled rectifier 140b may implement 6-pulse output using six thyristors in the same manner as the first phase-controlled rectifier 140a.

본 발명에 따른 제2 위상 제어 정류기(140b)는 제2 점호각의 크기에 따라 구동유닛(150)에 의해 턴온 시점이 조절되어 직류평균전압의 크기가 가변됨으로써 그 크기가 가변되는 제2 직류전압을 출력할 수 있다.In the second phase control rectifier 140b according to the present invention, the turn-on time is adjusted by the driving unit 150 according to the magnitude of the second firing angle, and the magnitude of the DC average voltage is changed, thereby changing the magnitude of the second DC voltage. Can be printed.

이때, 제2 점호각에 따라 그 크기가 가변되는 제2 직류전압은 아래의 수학식 3과 같이 정의될 수 있다.In this case, the second DC voltage whose size is varied according to the second firing angle may be defined as in Equation 3 below.

Figure 112019102003549-pat00003
Figure 112019102003549-pat00003

수학식 3에서 Vd2는 제2 직류전압을 나타내고, k0는 정류유닛(140)이 출력할 수 있는 최대출력전압을 나타내며, α2는 제2 점호각을 나타내고, 정류유닛(140)의 최대출력전압(k0)은 상술한 수학식2와 같다.In Equation 3, V d2 represents the second DC voltage, k 0 represents the maximum output voltage that the rectifier unit 140 can output, α 2 represents the second firing angle, and the maximum The output voltage k 0 is the same as in Equation 2 above.

상술한 실시예에 따를 때, 제1 및 제2 위상 제어 정류기(140a, 140b)가 도 1에 도시된 바와 같이 서로 직렬로 연결되는 경우 정류유닛(140)은 제1 위상 제어 정류기(140a)의 출력인 제1 직류전압(Vd1)과 제2 위상 제어 정류기(140b)의 출력인 제2 직류전압(Vd2)의 합을 출력전압(Vdc)으로 출력하게 된다.According to the above-described embodiment, when the first and second phase control rectifiers 140a and 140b are connected in series with each other as shown in FIG. 1, the rectification unit 140 is The sum of the first DC voltage Vd1 as an output and the second DC voltage Vd2 as the output of the second phase control rectifier 140b is output as the output voltage Vdc.

이때, 정류유닛(140)의 출력전압(Vdc)은 아래의 수학식 4와 같이 정의될 수 있다.In this case, the output voltage Vdc of the rectifying unit 140 may be defined as in Equation 4 below.

Figure 112019102003549-pat00004
Figure 112019102003549-pat00004

한편, 제1 변압기(130a)가 델타 결선(△//△) 타입으로 구현되고 제2 변압기(130b)가 델타 및 와이 결선(△//Y) 타입으로 구현되는 경우, 제1 위상 제어 정류기(140a)의 6 펄스 출력과 제2 위상 제어 정류기(140b)의 6 펄스 출력은 각각 30도 위상차이를 가지게 되므로, 정류유닛(140)은 12 펄스 출력을 구현할 수 있게 된다.On the other hand, when the first transformer 130a is implemented in a delta connection (△//△) type and the second transformer 130b is implemented in a delta and Y connection (△//Y) type, the first phase control rectifier ( Since the 6 pulse output of 140a) and the 6 pulse output of the second phase control rectifier 140b each have a phase difference of 30 degrees, the rectifier unit 140 can implement a 12 pulse output.

다른 예로 제1 및 제2 변압기(130a, 130b)가 모두 델타 결선(△//△) 타입 또는 델타 및 와이 결선(△//Y) 타입으로 구현되는 경우 제1 및 제2 변압기(130a, 130b)에서의 출력전압간의 위상차이가 존재하지 않기 때문에, 제1 및 제2 위상 제어 정류기(140a, 140b)에서 출력되는 6 펄스 간에는 위상차가 존재하지 않기 때문에, 결과적으로 정류유닛(140)은 6 펄스 출력을 구현할 수 있게 된다.As another example, when both the first and second transformers 130a and 130b are implemented in a delta connection (△//△) type or a delta and wire connection (△//Y) type, the first and second transformers 130a, 130b ), since there is no phase difference between the output voltages, there is no phase difference between the 6 pulses output from the first and second phase control rectifiers 140a and 140b, and as a result, the rectifier unit 140 has 6 pulses. You will be able to implement the output.

다시 도 1을 참조하면, 구동유닛(150)은 제어유닛(160)의 제어에 따라 정류유닛(140)을 구동시킴으로써 정류유닛(140)이 타겟 출력전압을 출력하도록 한다. 특히, 본 발명에 따른 구동유닛(150)은 제어유닛(160)에 의해 산출되는 제1 점호각에 따라 제1 위상 제어 정류기(140a)의 턴온시점을 조절함으로써 제1 위상 제어 정류기(140a)가 제1 타겟 직류전압을 출력하도록 하고, 제2 점호각에 따라 제2 위상 제어 정류기(140b)의 턴온시점을 조절함으로써 제2 위상 제어 정류기(140b)가 제2 타겟 직류전압을 출력하도록 한다.Referring back to FIG. 1, the driving unit 150 drives the rectifying unit 140 under the control of the control unit 160 so that the rectifying unit 140 outputs a target output voltage. In particular, the driving unit 150 according to the present invention adjusts the turn-on time of the first phase control rectifier 140a according to the first firing angle calculated by the control unit 160 so that the first phase control rectifier 140a is The first target DC voltage is output, and the second phase control rectifier 140b outputs the second target DC voltage by adjusting the turn-on time of the second phase control rectifier 140b according to the second firing angle.

일 실시예에 있어서 구동유닛(150)은 제1 점호각에 따라 제1 게이트 구동신호를 생성하여 제1 위상 제어 정류기(140a)에 포함된 싸이리스터들의 게이트 단자에 인가함으로써 제1 위상 제어 정류기(140a)를 구동시키고, 제2 점호각에 따라 제2 게이트 구동신호를 생성하여 제2 위상 제어 정류기(140b)에 포함된 싸이리스터들의 게이트 단자에 인가함으로써 제2 위상 제어 정류기(140b)를 구동시키게 된다.In one embodiment, the driving unit 150 generates a first gate driving signal according to the first firing angle and applies it to the gate terminals of thyristors included in the first phase control rectifier 140a, thereby applying the first phase control rectifier ( 140a) and generating a second gate driving signal according to the second firing angle and applying it to the gate terminals of thyristors included in the second phase control rectifier 140b to drive the second phase control rectifier 140b. do.

일 실시예에 있어서, 구동유닛(150)은 제1 위상 제어 정류기(140a)의 동작을 제어하는 제1 게이트 드라이버(미도시) 및 제2 위상 제어 정류기(140b)의 동작을 제어하는 제2 게이트 드라이버(미도시)를 포함할 수 있다.In an embodiment, the driving unit 150 includes a first gate driver (not shown) that controls the operation of the first phase control rectifier 140a and a second gate that controls the operation of the second phase control rectifier 140b. It may include a driver (not shown).

제어유닛(160)은 정류유닛(140)에 포함된 n개의 위상제어 정류기(140a~140n)들을 구동시키기 위한 점호각을 각 위상 제어 정류기(140a~140n)별로 산출하여 구동유닛(150)으로 공급한다.The control unit 160 calculates firing angles for driving the n phase control rectifiers 140a to 140n included in the rectification unit 140 for each phase control rectifier 140a to 140n and supplies it to the driving unit 150 do.

특히, 정류유닛(140)이 제1 및 제2 위상 제어 정류기(140a, 140b)를 포함하는 경우, 본 발명에 따른 제어유닛(160)은 제1 위상 제어 정류기(140a)에 대한 제1 점호각과 제2 위상 제어 정류기(140b)에 대한 제2 점호각을 다르게 산출함으로써 제1 위상 제어 정류기(140a)에서 출력되는 제1 직류전압과 제2 위상 제어 정류기(140b)에서 출력되는 제2 직류전압이 상이해 지도록 한다.Particularly, when the rectifying unit 140 includes the first and second phase control rectifiers 140a and 140b, the control unit 160 according to the present invention has a first firing angle for the first phase control rectifier 140a. The first DC voltage output from the first phase control rectifier 140a and the second DC voltage output from the second phase control rectifier 140b by calculating differently the second firing angle for the and second phase control rectifier 140b Make this different.

본 발명에 따른 제어유닛(160)이 제1 점호각과 제2 점호각을 다르게 산출함으로써 제1 직류전압과 제2 직류전압이 상이해지도록 하는 이유는, 도 2에서 알 수 있듯이 제1 점호각(α1)과 제2 점호각(α2)을 동일하게 설정하게 되면 점호각이 45일 때 매우 큰 무효전력이 발생할 뿐만 아니라, 무효전력의 전체구간에서 변동량도 커지기 때문에 특정시점에서 제1 및 제2 위상 제어 정류기(140a, 140b)에 대한 점호각을 다르게 설정함으로써 무효전력 발생을 감소시키기 위함이다.The reason why the control unit 160 according to the present invention calculates the first firing angle and the second firing angle differently so that the first DC voltage and the second DC voltage are different is that the first firing angle If (α1) and the second firing angle (α2) are set equally, not only very large reactive power occurs when the firing angle is 45, but also the amount of variation in the entire section of reactive power increases. This is to reduce the generation of reactive power by setting different firing angles for the phase control rectifiers 140a and 140b.

일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 제어유닛(160)은 각 위상 제어 정류기(140a~140n)들의 점호각을 산출하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 기준전압 설정부(310), 판단부(320), 타겟 직류전압 산출부(330), 및 점호각 산출부(340)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the control unit 160 according to the present invention, as shown in Figure 3, in order to calculate the firing angle of each of the phase control rectifiers (140a ~ 140n), the reference voltage setting unit 310, the determination A unit 320, a target DC voltage calculation unit 330, and a firing angle calculation unit 340 may be included.

기준전압 설정부(310)는 점호각 산출을 위한 기준전압을 설정한다. 일 실시예에 있어서, 기준전압 설정부(310)는 아래의 수학식 5에 기재된 바와 같이 정류유닛(140)의 최대 출력전압과 정류유닛(140)에 포함된 위상 제어 정류기(140a~140n)들의 개수를 기초로 기준전압을 설정할 수 있다.The reference voltage setting unit 310 sets a reference voltage for calculating the firing angle. In one embodiment, the reference voltage setting unit 310 includes the maximum output voltage of the rectifying unit 140 and the phase control rectifiers 140a to 140n included in the rectifying unit 140 as described in Equation 5 below. The reference voltage can be set based on the number.

Figure 112019102003549-pat00005
Figure 112019102003549-pat00005

수학식 5에서 Vref는 기준전압을 나타내고, Vdc_max는 정류유닛(140)의 최대 출력전압(k0)을 나타내며, n은 위상 제어 정류기의 개수를 나타낸다.In Equation 5, Vref represents the reference voltage, Vdc_max represents the maximum output voltage (k 0 ) of the rectifier unit 140, and n represents the number of phase control rectifiers.

상술한 바와 같이 정류유닛(140)이 제1 및 제2 위상 제어 정류기(140a, 140b)를 포함하고 정류유닛(140)의 최대 출력전압이 k0인 경우 기준전압(Vref)은 k0/2로 설정된다.As described above, when the rectifying unit 140 includes the first and second phase control rectifiers 140a and 140b and the maximum output voltage of the rectifying unit 140 is k 0 , the reference voltage Vref is k 0 /2 Is set to.

판단부(320)는 정류유닛(140)의 타겟 출력전압을 기준전압 설정부(310)에 의해 설정된 기준전압과 비교하고, 비교결과를 타겟 직류전압 산출부(330)로 제공한다. 일 실시예에 있어서, 타겟 출력전압은 정류유닛(140)이 출력하기 원하는 희망 출력전압을 의미하는 것으로서 시스템 운영자에 의해 입력될 수 있다.The determination unit 320 compares the target output voltage of the rectification unit 140 with the reference voltage set by the reference voltage setting unit 310 and provides the comparison result to the target DC voltage calculation unit 330. In one embodiment, the target output voltage means a desired output voltage that the rectification unit 140 wants to output, and may be input by a system operator.

일 실시예에 있어서, 정류유닛(140)이 제1 및 제2 위상 제어 정류기(140a, 140b)를 포함하는 경우 판단부(320)는 타겟 출력전압(V* dc)이 기준전압인 k0/2보다 큰지 여부를 판단한다. 즉, 판단부(320)는 타겟출력전압(V* dc)이 k0/2보다 크고 k0보다 작은 구간 범위에 속하는지, 아니면 타겟 출력전압(V* dc)이 0보다 크고 k0/2보다 작은 구간에 속하는지 여부를 판단하고, 판단결과를 타겟 직류전압 산출부(330)로 제공한다.In one embodiment, when the rectifying unit 140 includes the first and second phase control rectifiers 140a and 140b, the determination unit 320 determines that the target output voltage (V * dc ) is a reference voltage of k 0 / It is determined whether or not it is greater than 2. That is, the determination unit 320 determines whether the target output voltage (V * dc ) is greater than k 0 /2 and falls within a range of less than k 0 , or the target output voltage (V * dc ) is greater than 0 and k 0 /2 It is determined whether it belongs to a smaller section, and the determination result is provided to the target DC voltage calculator 330.

타겟 직류전압 산출부(330)는 판단부(320)의 판단결과에 따라 각 위상 제어 정류기(140a~140n)들이 출력할 타겟 직류전압을 산출한다. 구체적으로, 정류유닛(140)이 제1 및 제2 위상 제어 정류기(140a, 140b)를 포함하는 경우 타겟 직류전압 산출부(330)는 판단부(320)의 판단결과에 따라 제1 위상 제어 정류기(140a)가 출력할 제1 타겟 직류전압과 제2 위상 제어 정류기(140b)가 출력할 제2 타겟 직류전압을 산출하고, 산출된 제1 및 제2 타겟 직류전압에 대한 정보를 점호각 산출부(340)로 제공한다.The target DC voltage calculation unit 330 calculates a target DC voltage to be output by each of the phase control rectifiers 140a to 140n according to the determination result of the determination unit 320. Specifically, when the rectifying unit 140 includes the first and second phase control rectifiers 140a and 140b, the target DC voltage calculation unit 330 is a first phase control rectifier according to the determination result of the determination unit 320. The firing angle calculator calculates the first target DC voltage to be output by 140a and the second target DC voltage to be output by the second phase control rectifier 140b, and calculates information on the calculated first and second target DC voltages Provided as (340).

구체적으로, 판단부(320)의 판단결과 타겟 출력전압(V* dc)이 기준전압인 k0/2보다 큰 경우, 즉, 타겟 출력전압(V* dc)이 k0/2보다 크고 k0보다 작은 구간 범위에 속하는 경우, 타겟 직류전압 산출부(330)는 기준전압을 제1 타겟 직류전압으로 산출하고 타겟 출력전압(V* dc)과 기준전압간의 차전압을 제2 타겟 직류전압으로 산출한다. 제1 타겟 직류전압과 제2 타겟 직류전압을 수학식으로 표현하면 아래의 수학식 6 및 7과 같다.Specifically, as a result of the determination of the determination unit 320, when the target output voltage (V * dc ) is greater than the reference voltage k 0 /2, that is, the target output voltage (V * dc ) is greater than k 0 /2 and k 0 If it falls within a smaller range, the target DC voltage calculator 330 calculates the reference voltage as the first target DC voltage and calculates the difference voltage between the target output voltage (V * dc ) and the reference voltage as the second target DC voltage. do. When the first target DC voltage and the second target DC voltage are expressed by Equations 6 and 7 below.

Figure 112019102003549-pat00006
Figure 112019102003549-pat00006

Figure 112019102003549-pat00007
Figure 112019102003549-pat00007

수학식 5 및 6에서 V* d1은 제1 타겟 직류전압을 나타내고, V* d2는 제2 타겟 직류전압을 나타내며, V* dc는 정류유닛(140)의 타겟 출력전압을 나타내며, k0는 정류유닛(140)의 최대 출력전압을 나타낸다.In Equations 5 and 6, V * d1 represents the first target DC voltage, V * d2 represents the second target DC voltage, V * dc represents the target output voltage of the rectifying unit 140, and k 0 is rectified. It represents the maximum output voltage of the unit 140.

즉, 타겟 출력전압(V* dc)이 기준전압인 k0/2보다 큰 경우, 타겟 직류전압 산출부(330)는 제1 타겟 직류전압은 일정한 값(k0/2)으로 고정되게 하고 제2 타겟 직류전압만이 타겟 출력전압(V* dc)에 따라 가변되도록 함으로써 제2 위상 제어 정류기(140b)의 제어를 통해 정류유닛(140)이 원하는 타겟 출력전압을 가변하여 출력할 수 있도록 한다. That is, when the target output voltage (V * dc ) is greater than the reference voltage k 0 /2, the target DC voltage calculator 330 makes the first target DC voltage fixed to a constant value (k 0 /2) 2 By allowing only the target DC voltage to be varied according to the target output voltage (V * dc ), the rectifying unit 140 can change and output a desired target output voltage through the control of the second phase control rectifier 140b.

한편, 판단부(320)의 판단결과 타겟 출력전압(V* dc)이 기준전압인 k0/2보다 작은 경우, 즉, 타겟출력전압(V* dc)이 0보다 크고 k0/2보다 작은 구간 범위에 속하는 경우, 타겟 직류전압 산출부(330)는 타겟 출력전압(V* dc)을 제1 타겟 직류전압으로 산출하고 제2 타겟 직류전압은 0V로 산출한다.Meanwhile, as a result of the determination of the determination unit 320, when the target output voltage (V * dc ) is less than the reference voltage k 0 /2, that is, the target output voltage (V * dc ) is greater than 0 and less than k 0 /2. If it falls within the range, the target DC voltage calculator 330 calculates the target output voltage (V * dc ) as the first target DC voltage and the second target DC voltage as 0V.

즉, 타겟 출력전압(V* dc)이 기준전압인 k0/2보다 작은 경우, 타겟 직류전압 산출부(330)는 제2 타겟 직류전압은 0V로 고정되게 하고 제1 타겟 직류전압만이 타겟 출력전압(V* dc)에 따라 가변되도록 함으로써 제1 위상 제어 정류기(140a)의 제어를 통해 정류유닛(140)이 원하는 타겟 출력전압을 가변하여 출력할 수 있도록 한다.That is, when the target output voltage (V * dc ) is less than the reference voltage k 0 /2, the target DC voltage calculator 330 makes the second target DC voltage fixed at 0V, and only the first target DC voltage is targeted. By varying according to the output voltage (V * dc ), the rectifier unit 140 can change and output a desired target output voltage through the control of the first phase control rectifier 140a.

타겟 직류전압 산출부(330)는 산출된 제1 타겟 직류전압 및 제2 타겟 직류전압에 대한 정보를 점호각 산출부(340)로 제공한다.The target DC voltage calculator 330 provides information on the calculated first target DC voltage and the second target DC voltage to the firing angle calculator 340.

점호각 산출부(340)는 타겟 직류전압 산출부(330)에 의해 각 위상 제어 정류기(140a~140n)들의 타겟 직류전압을 기초로 각 위상 제어 정류기(140a~140n)들에 대한 점호각을 산출한다. 점호각 산출부(340)는 산출된 각 위상 제어 정류기(140a~140n)들에 대한 점호각을 구동유닛(150)으로 제공함으로써, 구동유닛(150)이 산출된 점호각에 따라 각 위상 제어 정류기(140a~140n)들의 턴온 시점을 조절할 수 있도록 한다.The firing angle calculator 340 calculates firing angles for each of the phase control rectifiers 140a to 140n based on the target DC voltages of the phase control rectifiers 140a to 140n by the target DC voltage calculator 330 do. The firing angle calculation unit 340 provides the calculated firing angles for each of the phase control rectifiers 140a to 140n to the driving unit 150, so that each phase control rectifier according to the calculated firing angle. The turn-on timing of (140a~140n) can be adjusted.

일 실시예에 있어서, 정류유닛(140)이 제1 및 제2 위상 제어 정류기(140a, 140b)를 포함하는 경우 점호각 산출부(340)는 타겟 직류전압 산출부(330)에 의해 산출된 제1 및 제2 타겟 직류전압을 기초로 제1 위상 제어 정류기(140a)에 대한 제1 점호각과 제2 위상 제어 정류기(140b)에 대한 제2 점호각을 산출한다.In one embodiment, when the rectifying unit 140 includes the first and second phase control rectifiers 140a and 140b, the firing angle calculation unit 340 is calculated by the target DC voltage calculation unit 330. A first firing angle for the first phase control rectifier 140a and a second firing angle for the second phase control rectifier 140b are calculated based on the first and second target DC voltages.

이때, 정류유닛(140)은 제1 점호각을 아래의 수학식 8을 이용하여 산출할 수 있다. In this case, the rectifying unit 140 may calculate the first firing angle using Equation 8 below.

Figure 112019102003549-pat00008
Figure 112019102003549-pat00008

수학식 8은 상술한 수학식 1로부터 유도될 수 있는 것으로서, V* d1은 제1 위상 제어 정류기(140a)가 출력해야 할 제1 타겟 직류전압을 나타내고, α1은 제1 위상 제어 정류기(140a)가 제1 타겟 직류전압을 출력하기 위해 요구되는 제1 점호각을 나타내며, k0는 정류유닛(140)의 최대 출력전압을 나타낸다.Equation 8 is derived from Equation 1 described above, where V * d1 represents the first target DC voltage to be output by the first phase control rectifier 140a, and α 1 represents the first phase control rectifier 140a. ) Represents the first firing angle required to output the first target DC voltage, and k 0 represents the maximum output voltage of the rectifying unit 140.

타겟 출력전압(V* dc)이 기준전압인 k0/2보다 큰 경우 제1 타겟 직류전압(V* d1)은 기준전압인 k0/2로 결정되므로, 수학식 8에 따라 제1 점호각(α1)은 0도로 산출된다. 또한, 타겟 출력전압(V* dc)이 기준전압인 k0/2보다 작은 경우 제1 타겟 직류전압(V* d1)은 타겟 출력전압(V* dc)로 결정되므로, 수학식 8에서 제1 타겟 직류전압(V* d1)에 타겟 출력전압(V* dc)을 대입함으로써 제1 점호각(α1)은 아래의 수학식 9와 같이 산출된다.When the target output voltage (V * dc ) is greater than the reference voltage k 0 /2, the first target DC voltage (V * d1 ) is determined as the reference voltage k 0 /2, so the first firing angle according to Equation 8 (α 1 ) is calculated at 0 degrees. In addition, when the target output voltage (V * dc ) is less than the reference voltage k 0 /2, the first target DC voltage (V * d1 ) is determined as the target output voltage (V * dc ). By substituting the target output voltage (V * dc ) into the target DC voltage (V * d1 ), the first firing angle (α 1 ) is calculated as in Equation 9 below.

Figure 112019102003549-pat00009
Figure 112019102003549-pat00009

한편, 정류유닛(140)은 제2 점호각을 아래의 수학식 10을 이용하여 산출할 수 있다.Meanwhile, the rectifying unit 140 may calculate the second firing angle using Equation 10 below.

Figure 112019102003549-pat00010
Figure 112019102003549-pat00010

수학식 10은 상술한 수학식 3으로부터 유도될 수 있는 것으로서, V* d2는 제2 위상 제어 정류기(140b)가 출력해야 할 제2 타겟 직류전압을 나타내고, α2는 제2 위상 제어 정류기(140b)가 제2 타겟 직류전압을 출력하기 위해 요구되는 제2 점호각을 나타내며, k0는 정류유닛(140)의 최대 출력전압을 나타낸다.Equation 10 can be derived from Equation 3 described above, where V * d2 represents the second target DC voltage to be output by the second phase control rectifier 140b, and α 2 is the second phase control rectifier 140b. ) Represents the second firing angle required to output the second target DC voltage, and k 0 represents the maximum output voltage of the rectifying unit 140.

타겟 출력전압(V* dc)이 기준전압인 k0/2보다 큰 경우 제2 타겟 직류전압(V* d2)은 타겟 출력전압과 기준전압간의 차전압으로 결정되므로, 수학식 10에서 제2 타겟 직류전압(V* d2)에 타겟 출력전압과 기준전압간의 차전압을 대입함으로써 제2 점호각(α2)은 아래의 수학식 11과 같이 산출된다.When the target output voltage (V * dc ) is greater than the reference voltage k 0 /2, the second target DC voltage (V * d2 ) is determined as the difference voltage between the target output voltage and the reference voltage. By substituting the difference voltage between the target output voltage and the reference voltage to the DC voltage (V * d2 ), the second firing angle α 2 is calculated as in Equation 11 below.

Figure 112019102003549-pat00011
Figure 112019102003549-pat00011

또한, 타겟 출력전압(V* dc)이 기준전압인 k0/2보다 작은 경우 제2 타겟 직류전압(V* d2)은 0V로 결정되므로, 수학식 10에 따라 제2 점호각(α2)은 90도로 산출된다.In addition, when the target output voltage (V * dc ) is less than the reference voltage k 0 /2, the second target DC voltage (V * d2 ) is determined as 0V, so the second firing angle (α 2 ) according to Equation 10 Is calculated at 90 degrees.

본 발명에 따른 제어유닛(160)이 타겟 출력전압에 따라 산출한 제1 및 제2 타겟 직류전압(V* d1, V* d2)과 제1 및 제2 점호각(α1, α2)의 일 예가 도 4에 도시되어 있다. 도 4에서 알 수 있듯이, 타겟 출력전압(V* dc)이 기준전압(k0/2)보다 큰 경우(A1구간), 제1 타겟 직류전압(V* dc)은 기준전압(k0/2)으로 유지되고 제1 점호각(α1)은 0도로 유지되며, 제2 타겟 직류전압(V* d2)은 타겟 출력전압(V* dc)과 기준전압(k0/2)간의 차전압으로 산출되고 제2 점호각(α2)은 타겟 출력전압(V* dc)과 기준전압(k0/2)간의 차전압에 따라 가변된다는 것을 알 수 있다. The first and second target DC voltages (V * d1 , V * d2 ) and the first and second firing angles (α 1 , α 2 ) calculated by the control unit 160 according to the present invention according to the target output voltage An example is shown in FIG. 4. As can be seen in FIG. 4, when the target output voltage (V * dc ) is greater than the reference voltage (k 0 /2) (A1 section), the first target DC voltage (V * dc ) is the reference voltage (k 0 /2) ) And the first firing angle (α 1 ) is maintained at 0 degrees, and the second target DC voltage (V * d2 ) is the difference between the target output voltage (V * dc ) and the reference voltage (k 0 /2). It is calculated and it can be seen that the second firing angle α 2 varies according to the difference voltage between the target output voltage V * dc and the reference voltage k 0 /2.

또한, 타겟 출력전압(V* dc)이 기준전압(k0/2)보다 작은 경우(A2구간), 제1 타겟 직류전압(V* d1)은 타겟 출력전압(V* dc)로 산출되고 제1 점호각(α1)은 타겟 출력전압(V* dc)에 따라 가변되며, 제2 타겟 직류전압(V* d2)은 0V로 유지되고 제2 점호각(α2)은 90도로 유지된다는 것을 알 수 있다.In addition, when the target output voltage (V * dc ) is less than the reference voltage (k 0 /2) (A2 section), the first target DC voltage (V * d1 ) is calculated as the target output voltage (V * dc) and 1 The firing angle (α 1 ) is variable according to the target output voltage (V * dc ), the second target DC voltage (V * d2 ) is maintained at 0V and the second firing angle (α 2 ) is maintained at 90 degrees. Able to know.

이러한 도 4를 도 2와 비교하여 보면, 정류유닛(140)의 타겟 출력전압(V* dc)은 동일하더라도, 무효전력의 경우 도 2에서는 최대값이 10MVAR이었지만, 본 발명에 따라 제1 점호각과 제2 점호각을 다르게 설정한 도 4에서는 무효전력의 최대값이 6.7MVAR이므로 제1 및 제2 점호각을 동일하게 설정하는 경우에 비해 대략 무효전력이30% 이상 감소하게 된다는 것을 알 수 있다.When comparing FIG. 4 with FIG. 2, although the target output voltage (V * dc ) of the rectifying unit 140 is the same, in the case of reactive power, the maximum value in FIG. 2 was 10 MVAR, but according to the present invention, the first firing angle In Fig. 4 in which the and second firing angles are set differently, the maximum value of reactive power is 6.7 MVAR, so it can be seen that the reactive power is approximately reduced by 30% or more compared to the case where the first and second firing angles are set equal .

상술한 실시예에 있어서는 정류유닛(140)이 제1 및 제2 위상 제어 정류기(140a, 140b)를 포함하는 것으로 설명하였지만, 정류유닛(140)이 n개의 위상 제어 정류기(140a, 140n)를 포함하는 경우에도 동일한 메커니즘에 따라 제어유닛(160)은 각 위상 제어 정류기(140a~140n)들의 점호각을 산출할 수 있다.In the above-described embodiment, it has been described that the rectifier unit 140 includes the first and second phase control rectifiers 140a and 140b, but the rectification unit 140 includes n phase control rectifiers 140a and 140n. Even in this case, the control unit 160 may calculate the firing angles of the phase control rectifiers 140a to 140n according to the same mechanism.

구체적으로, 제어유닛(160)은 정류유닛(140)의 최대 출력전압을 k0/n 마다 구분하여 n개의 전압구간을 설정하고, 각 전압구간 별로 n-1개의 위상 제어 정류기에 대한 점호각은 0도 또는 90도로 고정시키고, 1개의 위상 제어 정류기에 대한 점호각은 정류유닛(140)의 타겟 출력전압에 따라 가변되도록 각 위상 제어 정류기(140a~140n)들의 점호각을 산출할 수 있다.Specifically, the control unit 160 divides the maximum output voltage of the rectifier unit 140 by k 0 /n to set n voltage sections, and the firing angle for n-1 phase control rectifiers for each voltage section is The firing angle of each of the phase control rectifiers 140a to 140n may be calculated so that the firing angle for one phase control rectifier is fixed at 0 or 90 degrees and varies according to the target output voltage of the rectifying unit 140.

본 발명에서, 각 전압구간 별로 n-1개의 위상 제어 정류기에 대한 점호각을 0도 또는 90도로 고정시키는 이유는 도 2에 도시된 바와 같이 점호각이 0도 또는 90도일 때 무효전력이 최소가 되기 때문이다.In the present invention, the reason why the firing angle for n-1 phase control rectifiers for each voltage section is fixed to 0 degrees or 90 degrees is that when the firing angle is 0 degrees or 90 degrees, as shown in FIG. 2, the reactive power is minimum. Because it becomes.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기의 제어 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of controlling a phase control rectifier for reducing reactive power according to the present invention will be described with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기의 제어 방법을 보여주는 플로우차트이다. 도 5에 도시된 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기의 제어 방법은 도 1에 도시된 제어유닛에 의해 수행될 수 있다.5 is a flowchart illustrating a method of controlling a phase control rectifier for reducing reactive power according to an embodiment of the present invention. The control method of the phase control rectifier for reducing reactive power shown in FIG. 5 may be performed by the control unit shown in FIG. 1.

먼저, 제어유닛이 정류유닛의 타겟 출력전압을 입력 받는다(S500). 정류유닛의 타겟 출력전압이란 시스템 운영자가 정류유닛으로부터 획득하기 원하는 출력전압을 의미한다.First, the control unit receives the target output voltage of the rectifying unit (S500). The target output voltage of the rectifying unit means the output voltage that the system operator wants to obtain from the rectifying unit.

일 실시예에 있어서, 정류유닛은 도 1에 도시된 바와 같이 n개의 위상 제어 정류기들을 포함할 수 있다. 이때, n개의 위상 제어 정류기들이 서로 직렬로 연결되는 경우 정류유닛의 출력전압은 각 위상 제어 정류기들이 출력하는 전압인 직류전압의 합으로 결정될 수 있고, n개의 위상 제어 정류기들이 서로 병렬로 연결되는 경우 정류유닛의 출력전류는 각 위상 제어 정류기들이 출력하는 전류의 합으로 결정될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 정류유닛이 제1 및 제2 위상 제어 정류기를 포함하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다. In an embodiment, the rectifying unit may include n phase control rectifiers as shown in FIG. 1. At this time, when n phase control rectifiers are connected in series with each other, the output voltage of the rectifier unit may be determined by the sum of the DC voltage, which is the voltage output from each phase control rectifier, and when n phase control rectifiers are connected in parallel with each other. The output current of the rectifying unit may be determined as the sum of the currents output by each of the phase control rectifiers. Hereinafter, for convenience of description, it is assumed that the rectifying unit includes first and second phase control rectifiers.

이후, 제어유닛은 정류유닛의 최대 출력전압을 기초로 기준전압을 설정한다(S510). 일 실시예에 있어서, 제어유닛은 상술한 수학식 5에 기재된 바와 같이 정류유닛의 최대 출력전압과 정류유닛에 포함된 위상 제어 정류기들의 개수를 기초로 기준전압을 설정할 수 있다. 예컨대, 정류유닛이 제1 및 제2 위상 제어 정류기를 포함하고 정류유닛의 최대 출력전압이 k0이면 기준전압은 k0/2로 설정된다.Thereafter, the control unit sets the reference voltage based on the maximum output voltage of the rectifying unit (S510). In an embodiment, the control unit may set the reference voltage based on the maximum output voltage of the rectifying unit and the number of phase control rectifiers included in the rectifying unit, as described in Equation 5 above. For example, if the rectifying unit includes first and second phase control rectifiers and the maximum output voltage of the rectifying unit is k 0, the reference voltage is set to k 0 /2.

이후, 제어유닛은 기준전압과 타겟 출력전압을 비교한다(S520). 일 실시예에 있어서, 정류유닛이 제1 및 제2 위상 제어 정류기를 포함하는 경우 제어유닛은 타겟 출력전압이 기준전압보다 큰지 여부를 판단한다. 즉, 제어유닛은 타겟 출력전압이 기준전압보다 크고 최대 출력전압보다 작은 구간 범위에 속하는지 또는 타겟출력전압이 0보다 크고 기준전압보다 작은 구간에 속하는지 여부를 판단한다.Thereafter, the control unit compares the reference voltage and the target output voltage (S520). In one embodiment, when the rectifying unit includes the first and second phase control rectifiers, the control unit determines whether the target output voltage is greater than the reference voltage. That is, the control unit determines whether the target output voltage belongs to a section range greater than the reference voltage and smaller than the maximum output voltage or whether the target output voltage belongs to a section greater than 0 and less than the reference voltage.

비교결과, 타겟 출력전압이 기준전압보다 큰 경우, 즉, 타겟 출력전압이 기준전압보다 크고 최대 출력전압보다 작은 구간 범위에 속하는 경우, 제어유닛은 기준전압을 제1 타겟 직류전압으로 산출하고 타겟 출력전압과 기준전압간의 차전압을 제2 타겟 직류전압으로 산출한다(S530). 이때, 제1 타겟 직류전압과 제2 타겟 직류전압은 상술한 수학식 6 및 7과 같이 정의될 수 있다.As a result of the comparison, when the target output voltage is greater than the reference voltage, that is, if the target output voltage is greater than the reference voltage and falls within the range of the section less than the maximum output voltage, the control unit calculates the reference voltage as the first target DC voltage and outputs the target. The difference voltage between the voltage and the reference voltage is calculated as the second target DC voltage (S530). In this case, the first target DC voltage and the second target DC voltage may be defined as in Equations 6 and 7 described above.

즉, 타겟 출력전압이 기준전압보다 큰 경우, 제어유닛은 제1 타겟 직류전압은 일정한 값으로 고정되게 하고 제2 타겟 직류전압만이 타겟 출력전압에 따라 가변되도록 함으로써 제2 위상 제어 정류기의 제어를 통해 정류유닛이 타겟 출력전압을 출력할 수 있도록 한다.That is, when the target output voltage is greater than the reference voltage, the control unit controls the second phase control rectifier by allowing the first target DC voltage to be fixed at a constant value and only the second target DC voltage to be varied according to the target output voltage. Through this, the rectifier unit can output the target output voltage.

한편, S520의 비교결과 타겟 출력전압이 기준전압보다 작은 경우, 즉, 타겟출력전압이 0보다 크고 기준전압보다 작은 구간 범위에 속하는 경우, 제어유닛은 타겟 출력전압을 제1 타겟 직류전압으로 산출하고 제2 타겟 직류전압은 0V로 산출한다(S540).On the other hand, as a result of the comparison of S520, when the target output voltage is less than the reference voltage, that is, when the target output voltage is greater than 0 and falls within the range of the section less than the reference voltage, the control unit calculates the target output voltage as the first target DC voltage The second target DC voltage is calculated as 0V (S540).

즉, 타겟 출력전압이 기준전압보다 작은 경우, 제어유닛은 제2 타겟 직류전압은 0V로 고정되게 하고 제1 타겟 직류전압만이 타겟 출력전압에 따라 가변되도록 함으로써 제1 위상 제어 정류기의 제어를 통해 정류유닛이 타겟 출력전압을 출력할 수 있도록 한다.That is, when the target output voltage is less than the reference voltage, the control unit makes the second target DC voltage fixed at 0V and only the first target DC voltage is varied according to the target output voltage, through the control of the first phase control rectifier. Allows the rectifying unit to output the target output voltage.

이후, 제어유닛은 S530 및 S540에서 산출된 제1 및 제2 타겟 직류전압을 이용하여 제1 위상 제어 정류기에 대한 제1 점호각 및 제2 위상 제어 정류기에 대한 제2 점호각을 산출한다(S550).Thereafter, the control unit calculates a first firing angle for the first phase control rectifier and a second firing angle for the second phase control rectifier using the first and second target DC voltages calculated in S530 and S540 (S550). ).

일 실시예에 있어서, 타겟 출력전압이 기준전압보다 큰 경우 제1 타겟 직류전압은 기준전압으로 결정되므로 상술한 수학식 8에 따라 제1 점호각은 0도로 산출되고, 타겟 출력전압이 기준전압보다 작은 경우 제1 타겟 직류전압은 타겟 출력전압으로 결정되므로 제1 점호각은 상술한 수학식 9와 같이 산출된다.In one embodiment, when the target output voltage is greater than the reference voltage, the first target DC voltage is determined as the reference voltage, so the first firing angle is calculated according to Equation 8 above, and the target output voltage is greater than the reference voltage. In the small case, since the first target DC voltage is determined as the target output voltage, the first firing angle is calculated as in Equation 9 above.

한편, 타겟 출력전압이 기준전압보다 큰 경우 제2 타겟 직류전압은 타겟 출력전압과 기준전압간의 차전압으로 결정되므로 제2 점호각은 상술한 수학식 11과 같이 산출되고, 타겟 출력전압이 기준전압보다 작은 경우 제2 타겟 직류전압은 0V로 결정되므로 상술한 수학식 10에 따라 제2 점호각은 90도로 산출된다.Meanwhile, when the target output voltage is greater than the reference voltage, the second target DC voltage is determined as the difference voltage between the target output voltage and the reference voltage, so the second firing angle is calculated as in Equation 11 above, and the target output voltage is the reference voltage. If it is smaller than that, since the second target DC voltage is determined to be 0V, the second firing angle is calculated at 90 degrees according to Equation 10 described above.

이후, 제어유닛은 S550에서 산출된 제1 및 제2 점호각에 대한 정보를 구동유닛으로 전달한다(S560). 이러한 경우, 구동유닛은 제1 및 제2 점호각을 기초로 제1 및 제2 위상 제어 정류기의 턴온시점을 조절함으로써 제1 및 제2 타겟 직류전압을 출력하도록 한다.Thereafter, the control unit transmits the information on the first and second firing angles calculated in S550 to the driving unit (S560). In this case, the driving unit outputs the first and second target DC voltages by adjusting the turn-on points of the first and second phase control rectifiers based on the first and second firing angles.

본 발명이 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 to which the present invention pertains will be able to understand that the above-described present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features 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.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

100: 제어 시스템 110: 계통
120: 부하 130: 변압유닛
140: 정류유닛 150: 구동유닛
160: 제어유닛 142a~142n: 위상 제어 정류기
310: 기준전압 설정부 320: 판단부
330: 타겟 직류전압 산출부 340: 점호각 산출부100: control system 110: system
120: load 130: transformer unit
140: rectifier unit 150: drive unit
160: control units 142a to 142n: phase control rectifier
310: reference voltage setting unit 320: determination unit
330: target DC voltage calculation unit 340: firing angle calculation unit

Claims (13)

계통에서 공급되는 계통전압을 입력 받아 3상의 교류전압으로 변환하는 변압유닛;
상기 3상의 교류전압을 직류전압으로 변환하여 출력하는 n개(n은 2이상의 정수)의 위상 제어 정류기를 포함하는 정류유닛;
상기 정류유닛의 최대 출력전압을 기초로 n개의 전압구간을 설정하고, 각 전압 구간 별로 각 위상 제어 정류기들이 출력할 n개의 타겟 직류전압 및 n개의 점호각을 산출하는 제어유닛;
상기 각 전압 구간 별로 상기 점호각에 따라 해당 위상 제어 정류기의 턴온 시점을 조절하여 상기 각 위상 제어 정류기가 상기 타겟 직류전압을 각각 출력하게 하는 구동유닛; 및
상기 각 위상 제어 정류기가 각각 출력하는 상기 타겟 직류전압에 따라 결정되는 상기 정류유닛의 출력전압이 인가되는 부하를 포함하고,
상기 정류유닛은,
제1 점호각에 따라 제1 타겟 직류전압을 출력하는 제1 위상 제어 정류기; 및
제2 점호각에 따라 제2 타겟 직류전압을 출력하는 제2 위상 제어 정류기를 포함하고,
상기 제어유닛은,
상기 정류유닛의 최대 출력전압을 기초로 결정된 기준전압과 상기 정류유닛의 타겟 출력전압의 비교결과에 따라 상기 제1 타겟 직류전압 및 상기 제2 타겟 직류전압을 산출하는 것을 특징으로 하는 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 시스템.A transformer unit that receives the system voltage supplied from the system and converts it into a three-phase AC voltage;
A rectifier unit including n phase control rectifiers for converting and outputting the three-phase AC voltage into a DC voltage;
A control unit that sets n voltage sections based on the maximum output voltage of the rectifier unit, and calculates n target DC voltages and n firing angles to be output by each phase control rectifier for each voltage section;
A driving unit configured to control a turn-on time of a corresponding phase-controlled rectifier according to the firing angle for each voltage section so that each of the phase-controlled rectifiers outputs the target DC voltage, respectively; And
And a load to which an output voltage of the rectifying unit determined according to the target DC voltage output by each of the phase control rectifiers is applied,
The rectifying unit,
A first phase control rectifier outputting a first target DC voltage according to a first firing angle; And
A second phase control rectifier for outputting a second target DC voltage according to the second firing angle,
The control unit,
Reducing reactive power, characterized in that the first target DC voltage and the second target DC voltage are calculated according to a comparison result of the reference voltage determined based on the maximum output voltage of the rectifying unit and the target output voltage of the rectifying unit. For phase control rectifier control system. 제1항에 있어서,
상기 정류유닛은 상기 제1 및 제2 위상 제어 정류기는 서로 직렬로 연결되어 상기 제1 타겟 직류전압과 상기 제2 타겟 직류전압을 합산한 값이 상기 정류유닛의 출력전압으로 출력되는 것을 특징으로 하는 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 시스템.The method of claim 1,
In the rectifying unit, the first and second phase control rectifiers are connected in series to each other, and a sum of the first target DC voltage and the second target DC voltage is output as an output voltage of the rectifying unit. Phase control rectifier control system for reducing reactive power. 제1항에 있어서,
상기 제어유닛은 상기 제1 타겟 직류전압을 기초로 상기 제1 점호각을 산출하고 상기 제2 타겟 직류전압을 기초로 상기 제2 점호각을 산출하는 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 시스템.The method of claim 1,
The control unit calculates the first firing angle based on the first target DC voltage and the second firing angle based on the second target DC voltage. 제1항에 있어서,
상기 제어유닛은,
상기 정류유닛의 타겟 출력전압이 상기 정류유닛의 최대 출력전압을 기초로 결정된 기준전압 보다 크면 상기 기준전압을 상기 제1 타겟 직류전압으로 산출하고 상기 타겟 출력전압과 상기 기준전압간의 차전압을 상기 제2 타겟 직류전압으로 산출하며,
상기 제1 점호각을 0도로 산출하여 상기 제1 타겟 직류전압이 상기 기준전압으로 고정되도록 하고, 상기 제2 점호각을 수학식
Figure 112021043859747-pat00012
에 따라 산출하여 상기 제2 타겟 직류전압은 상기 타겟 출력전압에 따라 가변되도록 하며, 상기 수학식에서 α2는 상기 제2 점호각을 나타내고, V* dc는 상기 타겟 출력전압을 나타내며, Vref는 상기 기준전압을 나타내며, k0는 상기 최대 출력전압을 나타내는 것을 특징으로 하는 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 시스템.The method of claim 1,
The control unit,
If the target output voltage of the rectifying unit is greater than the reference voltage determined based on the maximum output voltage of the rectifying unit, the reference voltage is calculated as the first target DC voltage, and the difference voltage between the target output voltage and the reference voltage is determined by the zero. 2 It is calculated as the target DC voltage,
The first firing angle is calculated to be 0 degrees so that the first target DC voltage is fixed to the reference voltage, and the second firing angle is calculated by Equation
Figure 112021043859747-pat00012
Calculated according to the second target DC voltage to vary according to the target output voltage, in the equation, α 2 represents the second firing angle, V * dc represents the target output voltage, V ref is the A phase control rectifier control system for reducing reactive power, characterized in that denotes a reference voltage, and k 0 denotes the maximum output voltage. 제1항에 있어서,
상기 제어유닛은,
상기 정류유닛의 타겟 출력전압이 상기 정류유닛의 최대 출력전압을 기초로 결정된 기준전압 보다 작으면 상기 타겟 출력전압을 상기 제1 타겟 직류전압으로 산출하고 상기 제2 타겟 출력전압은 0V로 산출하며,
상기 제1 점호각을 수학식
Figure 112021043859747-pat00013
에 따라 산출하여 상기 제1 타겟 직류전압이 상기 타겟 출력전압에 따라 가변되도록 하고, 상기 제2 점호각을 90도로 산출하여 상기 제2 타겟 직류전압은 0V로 고정되도록 하며, 상기 수학식 에서 V* dc는 상기 타겟 출력전압을 나타내며, k0는 상기 최대 출력전압을 나타내는 것을 특징으로 하는 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 시스템.The method of claim 1,
The control unit,
If the target output voltage of the rectifying unit is less than the reference voltage determined based on the maximum output voltage of the rectifying unit, the target output voltage is calculated as the first target DC voltage and the second target output voltage is calculated as 0V,
Equation of the first firing angle
Figure 112021043859747-pat00013
The first target DC voltage is calculated according to the variable according to the target output voltage, and the second firing angle is calculated at 90 degrees so that the second target DC voltage is fixed at 0V, and in the equation V * dc represents the target output voltage, and k 0 represents the maximum output voltage. 제3항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 기준전압은 상기 최대 출력전압의 1/2에 해당하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 시스템.The method according to any one of claims 3 to 5,
The reference voltage is a phase control rectifier control system for reducing reactive power, characterized in that set to a value corresponding to 1/2 of the maximum output voltage. 제3항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 최대 출력전압은 상기 정류유닛의 입력전압 실효치에 미리 정해진 가중치를 승산하여 산출되는 것을 특징으로 하는 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 시스템.The method according to any one of claims 3 to 5,
The maximum output voltage is calculated by multiplying an effective input voltage value of the rectifying unit by a predetermined weight. 제1항에 있어서,
상기 변압유닛은,
상기 3상의 계통전압을 델타 결선에 따라 3상의 교류전압으로 변환하여 상기 제1 위상 제어 정류기로 공급하는 제1 변압기; 및
상기 3상의 계통전압을 델타 및 와이 결선에 따라 3상의 교류전압으로 변환하여 상기 제2 위상 제어 정류기로 공급하는 제2 변압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 시스템.The method of claim 1,
The transformation unit,
A first transformer converting the three-phase system voltage into a three-phase AC voltage according to a delta connection and supplying it to the first phase control rectifier; And
And a second transformer that converts the three-phase grid voltage into a three-phase AC voltage according to a delta and a wire connection and supplies it to the second phase control rectifier. 제1항에 있어서,
상기 제어유닛은,
상기 각 전압구간 별로 n-1개의 위상 제어 정류기에 대한 점호각은 0도 또는 90도로 고정시키고, 1개의 위상 제어 정류기에 대한 점호각을 상기 정류유닛의 타겟 출력전압에 따라 가변시키는 것을 특징으로 하는 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 시스템.The method of claim 1,
The control unit,
The firing angle for n-1 phase control rectifiers for each voltage section is fixed to 0 degrees or 90 degrees, and the firing angle for one phase control rectifier is varied according to the target output voltage of the rectifying unit. Phase control rectifier control system for reducing reactive power. 제1 및 제2 위상 제어 정류기를 포함하는 정류유닛의 타겟 출력전압을 입력받는 단계;
상기 정류유닛의 최대 출력전압을 기초로 결정된 기준전압과 상기 타겟 출력전압을 비교하는 단계;
비교결과에 따라 상기 제1 위상 제어 정류기에 대한 제1 점호각 또는 상기 제2 위상 제어 정류기에 대한 제2 점호각 중 어느 하나는 미리 정해진 값으로 고정되고 다른 하나는 상기 타겟 출력전압에 따라 가변되도록 상기 제1 및 제2 점호각을 산출하는 단계; 및
상기 제1 점호각 및 제2 점호각에 따라 상기 제1 및 제2 위상 제어 정류기의 턴온 시점을 조절하여 상기 제1 및 제2 위상 제어 정류기를 구동시키는 단계를 포함하고,
상기 제1 및 제2 점호각은 서로 다른 값을 갖고,
상기 제1 및 제2 점호각을 산출하는 단계에서,
상기 타겟 출력전압이 상기 기준전압보다 크면 상기 제1 점호각은 0도로 고정시키고 상기 제2 점호각은 상기 타겟 출력전압에 따라 가변시키고,
상기 타겟 출력전압이 상기 기준전압보다 작으면 상기 제1 점호각은 상기 타겟 출력전압에 따라 가변시키고 상기 제2 점호각은 90도로 고정시키는 것을 특징으로 하는 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 방법.Receiving a target output voltage of a rectifying unit including first and second phase control rectifiers;
Comparing the target output voltage with a reference voltage determined based on the maximum output voltage of the rectifying unit;
According to the comparison result, one of the first firing angle for the first phase control rectifier or the second firing angle for the second phase control rectifier is fixed to a predetermined value and the other is variable according to the target output voltage. Calculating the first and second firing angles; And
And driving the first and second phase control rectifiers by adjusting turn-on timings of the first and second phase control rectifiers according to the first firing angle and the second firing angle,
The first and second firing angles have different values,
In the step of calculating the first and second firing angles,
When the target output voltage is greater than the reference voltage, the first firing angle is fixed to 0 degrees and the second firing angle is varied according to the target output voltage,
When the target output voltage is less than the reference voltage, the first firing angle is varied according to the target output voltage and the second firing angle is fixed to 90 degrees. 삭제delete 제10항에 있어서,
상기 타겟 출력전압이 상기 기준전압 보다 크면 상기 기준전압을 상기 제1 위상 제어 정류기가 출력할 제1 타겟 직류전압으로 산출하고 상기 타겟 출력전압과 상기 기준전압간의 차전압을 상기 제2 위상 제어 정류기가 출력할 제2 타겟 직류전압으로 산출하는 단계를 더 포함하고,
상기 제1 및 제2 점호각을 산출하는 단계에서, 상기 제1 점호각은 0도로 고정시키고 상기 제2 점호각은 수학식
Figure 112021043859747-pat00014
를 이용하여 산출하며, 상기 수학식에서 α2는 상기 제2 점호각을 나타내고, V* dc는 상기 타겟 출력전압을 나타내며, Vref는 상기 기준전압을 나타내며, k0는 상기 최대 출력전압을 나타내는 것을 특징으로 하는 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 방법.The method of claim 10,
When the target output voltage is greater than the reference voltage, the reference voltage is calculated as a first target DC voltage to be output by the first phase control rectifier, and the difference voltage between the target output voltage and the reference voltage is calculated by the second phase control rectifier. Further comprising the step of calculating a second target DC voltage to be output,
In the step of calculating the first and second firing angles, the first firing angle is fixed to 0 degrees and the second firing angle is Equation
Figure 112021043859747-pat00014
In the above equation, α 2 represents the second firing angle, V * dc represents the target output voltage, V ref represents the reference voltage, and k 0 represents the maximum output voltage. Phase control rectifier control method for reducing reactive power, characterized in that. 제10항에 있어서,
상기 타겟 출력전압이 상기 기준전압 보다 작으면 상기 타겟 출력전압을 상기 제1 위상 제어 정류기가 출력할 제1 타겟 직류전압으로 산출하고 0V를 상기 제2 위상 제어 정류기가 출력할 제2 타겟 직류전압으로 산출하는 단계를 더 포함하고,
상기 제1 및 제2 점호각을 산출하는 단계에서, 상기 제1 점호각은
Figure 112019102003549-pat00015
를 이용하여 산출하고 상기 제2 점호각은 90도로 고정시키며, 상기 수학식에서 V* dc는 상기 타겟 출력전압을 나타내며, k0는 상기 최대 출력전압을 나타내는 것을 특징으로 하는 무효전력 저감을 위한 위상 제어 정류기 제어 방법.The method of claim 10,
If the target output voltage is less than the reference voltage, the target output voltage is calculated as a first target DC voltage to be output by the first phase control rectifier, and 0V is a second target DC voltage to be output by the second phase control rectifier. Further comprising the step of calculating,
In the step of calculating the first and second firing angles, the first firing angle is
Figure 112019102003549-pat00015
And the second firing angle is fixed to 90 degrees, and in the equation, V * dc represents the target output voltage, and k 0 represents the maximum output voltage. Rectifier control method.
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