KR102357119B1 - Control loop tunning System for starting equipment during standstill of synchronous machine and Method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기동 장치 제어 루프 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 동기기 정지중에 2상에 전류를 흐르게 함으로써 동기기의 권선저항과 리액턴스 성분이 반영된 전류제어 시험을 할 수 있게 하는 기동장치 제어루프 튜닝 시스템 및 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a starter control loop technology, and more particularly, a starter control loop tuning system that allows a current control test in which winding resistance and reactance components of a synchronizer are reflected by flowing currents in two phases while the synchronizer is stopped; it's about how
발전 산업용 양수 또는 가스터빈 발전기는 운전 특성상 자체 기동하여 회전할 수 없고, 기동장치가 별도로 설치되어 일정속도까지 승속시켜 주어야 한다. 동기발전기의 초기기동을 위한 기동장치는 현재 싸이리스터, 전력 반도체 소자를 활용한 정지형 부하전류형 인버터 시스템이 상용화되어 많이 운전되고 있다.A pumped water or gas turbine generator for the power generation industry cannot start and rotate by itself due to the nature of its operation. As a starting device for the initial start of a synchronous generator, a stationary load current inverter system using a thyristor and a power semiconductor device has been commercialized and operated in many cases.
그런데, 수십 MW급 대용량 속도제어용 기동장치는 초기 시운전 시 대상이 되는 동기기의 파라미터를 정확하게 알기 어려워서 제어기 튜닝에 많은 시간이 소요되고 있다. 또한, 제어 파라미터 튜닝을 위하여 발전소 기동을 반복하게 되면, 소내전력과 많은 연료가 소비되어 경제적으로 악영향을 미치게 된다.However, in the tens of MW class large-capacity speed control starting device, it is difficult to accurately know the parameters of the target synchronous machine during initial test operation, so it takes a lot of time to tune the controller. In addition, if the power plant operation is repeated for control parameter tuning, small power and a lot of fuel are consumed, which adversely affects the economy.
특히, 발전소 정지형 기동장치의 제어 블럭은 전통적인 캐스케이드 제어방식을 사용한 형태를 갖고 있으며, 내부 루프에 전류 제어기, 외부에는 속도 제어기를 두고 있다. 동기기 측 인버터 위상 점호각은 속도에 따라서 일정 점호각을 주는 비례제어만을 하고 있으며, 모든 제어기는 컨버터쪽에 배치되어 있다. 컨버터는 전압을 검출하여 전원전압과 동기된 기준각을 설정하고, 전류제어기 출력점호각에 따라서 6개의 싸이리스터에 점호신호를 출력한다. In particular, the control block of the power plant stop type starter has a form using the traditional cascade control method, and has a current controller in the inner loop and a speed controller outside. The phase firing angle of the inverter on the synchronous machine is only proportionally controlled to give a certain firing angle according to the speed, and all controllers are arranged on the converter side. The converter detects the voltage, sets a reference angle synchronized with the power supply voltage, and outputs a firing signal to six thyristors according to the output firing angle of the current controller.
속도 연산부의 출력신호부터 동기기 속도와 속도 지령치의 오차를 “0”으로 수렴하게 하는 제어기로 구성되었다. 이때 출력은 동기기 토크와 연관되는 전류지령치가 된다. 마찬가지로 전류 제어기는 속도 제어기로부터의 출력과 전류값의 오차를 “0”으로 수렴하도록 제어기로 구성된다.It consists of a controller that converges to “0” the error between the synchronous speed and the speed command value from the output signal of the speed calculator. At this time, the output becomes the current setpoint related to the synchronous torque. Similarly, the current controller is composed of a controller so that the error between the output and the current value from the speed controller converges to “0”.
발전소 정지형 기동장치가 현장에 설치되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 전류 제어 루프(420)는 리액터단(410)을 단락시켜 수천[A]을 흐르게 하여 전류루프만을 시험하여 튜닝하였다. 이 시험의 문제점은 제어대상이 되는 동기기단과 연결이 되어 있지 않아서 동기기 권선저항과 리액턴스를 반영한 정확한 튜닝이 어려웠다. 또한, 동기기 연계 속도제어 운전 시 대형 동기기를 여러 번 운전하여 재튜닝해야 되는 단점을 갖고 있었다. When the power plant stationary starting device is installed on site, as shown in FIG. 4 , the
또한, 속도제어의 특성상 제일 중요한 토크 제어를 담당하는 내부 전류제어기 루프가 정확하게 튜닝되어야 되는데 기존 방법으론 많은 어려움이 상존하고 있다는 문제점이 있다.In addition, due to the characteristics of speed control, the internal current controller loop, which is responsible for the most important torque control, must be precisely tuned, but there is a problem that many difficulties exist in the existing method.
또한, 발전소 정지형 기동장치는 수 MW 이상의 대용량 전력변환 장치를 사용하는 동기기 속도 제어 시스템으로서 고전압 대전류 속도제어 시스템 특성상 직접 기동하는 초기 시운전 및 고장 발생 후 유지보수 시 기동에 큰 리스크를 안고 시험을 하였다는 문제점이 있다.In addition, the power plant stationary starter is a synchronous speed control system using a large-capacity power converter of several MW or more. There is a problem.
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 동기기 정지 중 기동장치 인버터 스위칭 소자를 강제 턴온시켜 동기기에 실제전류를 흐르게 함으로서 사전 튜닝이 가능하게 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been proposed to solve the problem according to the above background, and it is possible to perform pre-tuning by forcibly turning on the inverter switching element of the starting device during stop of the synchronizer and allowing actual current to flow through the synchronizer. It is an object to provide a system and method.
또한, 본 발명은 속도 제어기도 관성 파라미터를 대입하여 간접 튜닝함으로써 제어기의 모든 파라미터를 튜닝할 수 있게 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 시스템 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a system and method for tuning a starter control loop during synchronous stop, which enables the speed controller to tune all parameters of the controller by indirect tuning by substituting inertia parameters.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 동기기 정지 중 기동장치 인버터 스위칭 소자를 강제 턴온시켜 동기기에 실제전류를 흐르게 함으로서 사전 튜닝이 가능하게 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a starter control loop tuning system during synchronous stop, which enables pre-tuning by forcibly turning on a starter inverter switching element during synchronous stop to flow an actual current to the synchronizer.
상기 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 시스템은,The starting device control loop tuning system during stop of the synchronizer comprises:
터빈을 기동시키는 동기기를 갖는 기동 장치;a starting device having a synchronizer for starting the turbine;
상기 기동 장치의 입력 전원을 측정하는 감지부; a sensing unit for measuring the input power of the starting device;
상기 입력 전원 중 측정되는 전류를 이용하여 상기 동기기의 정지중에 3상중 2상 전류를 흐르게 제어 루프 튜닝을 수행하는 전류 제어 블럭; 및a current control block for performing a control loop tuning to flow a two-phase current among three phases while the synchronizer is stopped using a current measured among the input power; and
상기 제어 루프 튜닝을 위한 기준 신호를 제공하는 루프 튜닝 제어 블럭;을 포함하는 것을 특징으로 한다.and a loop tuning control block providing a reference signal for tuning the control loop.
이때, 상기 루프 튜닝 제어 블럭은, 상기 제어 루프 튜닝을 위한 기준 신호를 제공하는 기능을 수행하는 제어 루프 스위치; 및 상기 동기기의 구동 속도와 속도 지령치의 오차를 “0”으로 수렴하게 속도 제어를 위한 속도 제어 출력값을 생성하는 속도 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In this case, the loop tuning control block may include: a control loop switch performing a function of providing a reference signal for tuning the control loop; and a speed controller configured to generate a speed control output value for speed control so that the error between the driving speed of the synchronizer and the speed command value converges to “0”.
또한, 상기 제어 루프 스위치는 상기 제어 루프 튜닝을 위한 기준 신호 또는 상기 속도 제어 출력값을 선택적으로 연결하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control loop switch is characterized in that it selectively connects the reference signal for the control loop tuning or the speed control output value.
또한, 상기 전류 제어 블럭은, 상기 제어 루프 스위치로부터 전달되는 기준 신호를 이용하여 출력 제어 전류를 생성하는 전류 제어기; 상기 감지부로부터 측정되는 전압 전원의 위상을 산출하는 위상 고정 루프부; 및 상기 출력 제어 전류에 상기 위상을 맞추어 상기 기동 장치의 상기 3상에 연결되는 다수의 컨버터측 스위칭 소자를 온오프하는 구동 전압을 생성하는 구동 전압 발생부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The current control block may include: a current controller configured to generate an output control current using a reference signal transmitted from the control loop switch; a phase-locked loop unit for calculating a phase of the voltage power measured by the sensing unit; and a driving voltage generator configured to generate a driving voltage for turning on/off a plurality of converter-side switching elements connected to the three phases of the starting device by matching the phase with the output control current.
또한, 상기 기준 신호는 사용자의 입력에 의해 생성되는 값인 것을 특징으로 한다.In addition, the reference signal is characterized in that it is a value generated by a user input.
또한, 상기 기동 장치 제어 루프 튜닝 시스템은, 상기 기동 장치의 상기 3상에 연결되는 다수의 인버터측 스위칭 소자를 선택적으로 온오프하는 온오프 제어 블럭;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the starting device control loop tuning system may include an on/off control block for selectively turning on/off a plurality of inverter-side switching elements connected to the three phases of the starting device.
또한, 다수의 상기 인버터측 스위칭 소자 중 상기 2상에 연결되는 2개의 인버터측 스위칭 소자가 도통되어 폐루프가 생성되는 것을 특징으로 한다.In addition, two inverter-side switching elements connected to the two phases among the plurality of inverter-side switching elements are conductive to form a closed loop.
또한, 상기 폐루프는 전류 제어를 수행하는 내부 루프 및 속도 제어를 수행하는 외부 루프로 하는 캐스케이드 방식의 제어 로직인 것을 특징으로 한다.In addition, the closed loop is characterized in that the control logic of a cascade method comprising an inner loop performing current control and an outer loop performing speed control.
또한, 상기 온오프 제어 블럭은, 다수의 상기 인버터측 스위칭 소자의 온오프를 선택하는 선택기; 및 선택된 온오프에 따라 구동 펄스를 생성하는 펄스열 발생기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the on-off control block may include: a selector for selecting on/off of the plurality of inverter-side switching elements; and a pulse train generator that generates a driving pulse according to the selected ON/OFF.
또한, 상기 펄스열 발생기는 오실레이터와 AND 게이트로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the pulse train generator is characterized in that it is composed of an oscillator and an AND gate.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, (a) 루프 튜닝 제어 블럭이 제어 루프 튜닝을 위한 기준 신호를 제공하는 단계; (b) 감지부가 터빈을 기동시키는 동기기를 갖는 기동 장치의 입력 전원을 측정하는 단계; 및 (c) 전류 제어 블럭이 상기 입력 전원 중 측정되는 전류를 이용하여 상기 동기기의 정지중에 3상중 2상 전류를 흐르게 제어 루프 튜닝을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 방법을 제공한다.On the other hand, another embodiment of the present invention comprises the steps of: (a) providing, by a loop tuning control block, a reference signal for control loop tuning; (b) measuring, by the sensing unit, the input power of a starting device having a synchronizer for starting the turbine; and (c) performing, by the current control block, a control loop tuning so that two-phase currents among three phases flow while the synchronizer is stopped by using the current measured from the input power source. Control loop tuning method is provided.
본 발명에 따르면, 동기 발전기 정지중 시험을 실시하면 많은 제어튜닝 오류 및 시스템을 안정화 시키는데 도움을 크게 줄 수 있다. According to the present invention, performing the test while the synchronous generator is stopped can greatly help to stabilize the system and many control tuning errors.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 특히 제어대상이 되는 동기기 파라미터를In addition, as another effect of the present invention, in particular, the synchronous parameter to be controlled is
제어에 직접반영하여 시험함으로써 사전 정확한 제어튜닝을 통해 안정적으로 초기By reflecting directly on the control and testing it, it is stable and initialized through accurate control tuning in advance.
기동을 할 수 있다는 점을 들 수 있다.The point is that it can be maneuvered.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 기동장치로 기동전에 시험을 함으로써 시운전 시간을 절반이상 단축시킬 수 있어서 경제적 효과도 얻을 수 있다는 점을 들 수 있다.In addition, as another effect of the present invention, it is possible to reduce the trial run time by more than half by performing a test before starting with the starting device, so that economic effects can be obtained.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기동 장치의 간략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기동 장치를 제어하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 시스템의 블럭 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 인버터측 스위칭 소자를 온오프 제어하는 온오프 제어 블럭의 구성도이다.
도 4는 일반적인 전류 제어기의 시험 개념도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 테스트 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 간략화된 제어 루프의 개념도이다.1 is a simplified diagram of a starting device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram of a starting device control loop tuning system during synchronous stop for controlling the starting device shown in FIG. 1 .
3 is a block diagram of an on-off control block for on-off control of the inverter-side switching element shown in FIG. 2 .
4 is a conceptual diagram of a test of a general current controller.
5 and 6 are flowcharts showing a procedure of a starter control loop tuning test while a synchronizer is stopped according to an embodiment of the present invention.
7 is a conceptual diagram of a simplified control loop according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. In describing each figure, like reference numerals are used for like elements. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. The term “and/or” includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. shouldn't
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 시스템 및 방법을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a system and method for tuning a start device control loop during a synchronous stop according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기동 장치(100)의 간략도이다. 도 1을 참조하면, 기동 장치(100)는, 동기기(120), 인버터(130), 리엑터(140), 컨버터(150) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 기동 장치(100)는 터빈의 기동시에 터빈(10)이 정상동작을 수행할 수 있도록 터빈(10)을 일정한 회전속도로 올려주는 역할을 수행한다. 즉, 가스터빈은 초기기동속도 이상으로 올라간 경우에 연소기에서의 연소가 일어나 자체적으로 동작할 수 있다.1 is a simplified diagram of a
그런데, 기동장치(100)는 터빈(10)을 강제로 회전시켜 초기 기동 속도 이상으로 올리기 위해 필요하다. 이와 같이, 가스터빈 발전기는 기동장치(100)에 의해 초기기동속도 이상이 될 경우에 기동할 수 있게 된다.However, the starting
터빈(10)은 증기 터빈, 가스 터빈 등이 될 수 있다. 동기기(120)는 인버터(130)로 전원을 공급을 받아 기동하여 터빈(10)을 회전시키는 기능을 한다. 동기기(120)는 동기 모터가 사용된다.The
인버터(130)는 평활 리액터(140)를 통해 입력되는 직류전원(Vd_inv)을 교류전원(Vabc)으로 변환하여 동기기(120)에 공급하는 기능을 수행한다. 이때, 인버터(130)는 동기기(120)의 고정자(stator)(미도시)에 연결된 코일에 3상 교류전원을 공급한다. 또한, 인버터(130)는 3상 교류전원을 제어함에 따라 코일에 자기장을 형성하게 되고, 자기장의 크기 내지 방향을 조절할 수 있게 된다.The
평활 리액터(140)는 컨버터(150)를 통해 공급된 직류전원을 인버터(130)로 입력한다. 이때, 평활 리액터(140)는 컨버터(150)를 통해 공급된 직류전류가 급격히 변화하는 것을 제한한다.The smoothing
이러한 평활 리액터(140)는 기동장치(100)의 강제 전류 제어 모드 운전시 인버터(130)에 포함된 스위칭 소자의 스위칭 동작(인버팅 동작) 즉, 턴 오프시켜주기 위해, 인버터 스위칭 시점에 직류전류가 '0A'이 되어야 한다.In order to turn off the switching operation (inverting operation) of the switching element included in the
컨버터(150)는 계통 전원으로부터 교류전원(Vrst)을 입력받고, 이 교류전원(Vrst)을 정류하여 직류전원(Vd_cov)으로 변환한다.The
도 2는 도 1에 도시된 기동 장치(100)를 제어하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 시스템(200)의 블럭 구성도이다. 도 2를 참조하면, 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 시스템(200)은, 기동 장치(100), 기동 장치(100)의 입력 전원을 감지하는 감지부(201), 전류 제어 블럭(210), 루프 튜닝 제어 블럭(220), 온오프 제어 블럭(240) 등을 포함하여 구성될 수 있다.FIG. 2 is a block diagram of the starting device control
감지부(201)는 컨버터(150)의 입력단에 전달되는 전원을 감지하는 기능을 수행한다. 전원으로는 전류 전원(Iabc), 전압 전원(Vabc)이 된다. 따라서, 감지부(201)는 전류 센서(201-1), 전압 센서(201-2)로 구성된다. 전류 센서(201-1)는 CT(Current Transformer)가 주로 사용되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 홀 센서, 광섬유 전류 센서 등도 사용될 수 있다. 전압 센서(201-2)는 PT(Potential Transformer)가 주로 사용되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 형태의 전압 센서 등도 사용될 수 있다.The
전류 제어 블럭(210)은 동기기(120) 정지중에 2상에 전류를 흐르게 함으로써 동기기(120)의 권선저항과 리액턴스 성분((208)) 반영된 전류제어 시험을 수행한다. 부연하면, 동기기(120)의 정지중에 2상 전류를 흐르게 제어 루프 튜닝을 수행한다. 이를 위해, 전류 제어 블럭(210)은 위상 고정 루프부(211), 전류 제어기(212), 구동 전압 발생부(213) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 부연하면, 구동 전압 발생부(213)는 위상 고정 루프부(211)로부터 동기 위상각을 전달받고, 전류 제어기(212)로부터 출력 전류를 받아 컨버터(150)에 구성되는 스위칭 소자(251)를 온오프하는 구동 전압을 생성하는 기능을 수행한다. 구동 전압을 PWM(Pulse Width Modulation) 신호가 될 수 있다.The
위상 고정 루프부(211)는 전압 센서(201-2)로부터 측정된 전압 전원의 위상을 산출하여 이를 구동 전압 발생부(213)에 전송하는 기능을 수행한다. The phase locked
전류 제어기(212)는 루프 튜닝 제어 블럭(220)으로부터 전달되는 기준 신호(Idw)를 이용하여 출력 제어 전류를 생성한다. 물론, 출력 제어 전류는 PID 제어 방식을 이용하여 산출될 수 있다. 부연하면, 설정 전류에 따라 주기 점유율이 자동으로 조절되어 출력값이 산출된다. 기준 신호(Idw)는 전류 제어기(212) 시험 시 속도 제어기(223)의 출력이 아닌 시험자의 명령에 의하여 입력된다.The
구동 전압 발생부(213)는 출력 제어 전류를 컨버터(150)의 입력단에 입력되는 전원의 위상에 맞추어 구동 전압을 생성하는 기능을 수행한다. 부연하면, 컨버터(150)의 전압 전원을 검출하여 전압 전원과 동기된 기준각을 설정하고, 전류 제어기(212)의 출력 점호각에 따라서 컨버터(150)에 구성된 6개의 컨버터측 스위칭 소자(251)에 점호신호(cos-1(α))를 출력한다. 점호각은 일정한 값이 될 수 있다.The driving
루프 튜닝 제어 블럭(220)은 제어 루프 튜닝을 위한 기준 신호(Idw)를 제공하는 기능을 수행하는 제어 루프 스위치(224), 동기기(120)의 구동 속도와 속도 기준신호인 속도 지령치(Nw)의 오차를 “0”으로 수렴하게 하는 기능을 수행하는 속도 제어기(223) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 물론, 루프 튜닝 제어 블럭(220)은 전류 전원(Iabc)를 검출하여 이득 계산부(221)를 통해 비례 이득값이 산출되면, 이를 속도 지령치(Nw)로부터 감산하여 입력받는다. 이를 위해 감산기(222)가 구성된다.The loop
한편, 제어 루프 스위치(224)는 상기 제어 루프 튜닝을 위한 기준 신호(Idw)와 속도 제어기(223)의 속도 제어 출력값을 선택적으로 연결하는 기능을 수행한다.Meanwhile, the
전류 센서(201-1)와 이득 계산부(221) 사이에는 정다이오드(203)가 구성되어, 역전류를 방지한다. 또한, 정다이오드(203)의 출력은 이득 계산부(221) 및 감산기(230)에 동시 연결된다. 따라서, 감산기(230)는 제어 루프 스위치(224)의 출력값으로부터 전류 전원(Iabc)을 감산하고, 이 감산값을 전류 제어기(212)에 입력한다.A
한편, 인버터(130)측에도 스위칭 소자들(231)이 구성된다. 이들 스위칭 소자(231)는 각 상마다 한 쌍의 스위치 소자가 배치되며, 총 6개의 인버터측 스위칭 소자(TH1,TH2,TH3,TH4,TH5,TH6)가 구성된다. 부연하면, a상에 제 1 인버터측 스위칭 소자(TH1)와 제 4 인버터측 스위칭 소자(TH4)가 쌍으로 배치되고, b상에 제 3 인버터측 스위칭 소자(TH3)와 제 6 인버터측 스위칭 소자(TH6)가 쌍으로 배치되고, c상에 제 5 인버터측 스위칭 소자(TH5) 및 제 2 인버터측 스위칭 소자(TH2)가 쌍으로 배치된다.Meanwhile, switching
이러한 인버터측 스위칭 소자(231)의 온오프를 제어하기 위해 온오프 제어 블럭(240)이 구성된다. 이 온오프 제어 블럭(240)은 인버터측 스위칭 소자(231)의 온오프를 선택하는 선택기(241), 선택된 온오프에 따라 구동 펄스를 생성하는 펄스열 발생기(242) 등을 포함하여 구성될 수 있다.The on-off
따라서, 평활 리액터(140)를 더 이상 단락하지 않고 인버터(130)의 제 1 및 제 2 인버터측 스위칭 소자(TH1,TH2)를 도통시켜 전류를 흐르게 하여 폐루프를 구성할 수 있다. 부연하면, 전류 제어기(212)는 동기기(120)가 구동하게 하는 토크제어 부분이므로 동기기에 연결하여 스텝시험을 실시하여 안정화되는 튜닝값이 설정되면, 실제로 대형 동기기를 초기 구동할 때 시험시간을 획기적으로 단축할 수 있는 큰 장점을 지니고 있다. 따라서, 동기기(120)를 정지중에 시험하기 위하여는 시험 시 두 개의 스위칭 소자만을 동시에 계속해서 턴온시킨다.Therefore, the first and second inverter-side switching elements TH1 and TH2 of the
테스트 모드(251,252)일 때 제 1 및 제 2 인버터측 스위칭 소자(TH1,TH2)만이 선택되며 펄스 발생기에서는 인버터측 스위칭 소자가 계속하여 턴온되도록 연속된 펄스를 발생시켜 도통시킨다. 그러면 동기기(120)의 고정자 권선에 직류전류가 흐르게 되고, 실제의 동기기 권선의 저항과 리액턴스 성분(208)이 제어부분에 반영되어 폐루프 전류 제어기의 튜닝을 실시할 수 있다. 전류 제어기의 기준값(Idw)을 변화시켜 가면서 전류 제어기의 PID 값을 튜닝하면, 동기기 정지중에도 정확한 튜닝을 할 수 있다.In the test mode 251,252, only the first and second inverter-side switching elements TH1 and TH2 are selected, and the pulse generator generates continuous pulses so that the inverter-side switching elements are continuously turned on to conduct. Then, a DC current flows in the stator winding of the
부연하면, 도 2는 동기기 정지 중 속도제어 로직시험 방법의 대표도이다. 일반적으로 계측하기 어려운 동기기(120)의 권선저항과 리액터 성분을 실제로 반영시키기 위하여 시험시 동기기 정지 중 실제로 전류를 흐르게 할 수 있게 한 것이다. 우선, 전류 제어기(212)를 먼저 튜닝한 후 속도 제어기(223)를 튜닝하는데, 전류 제어기 튜닝시 제어 루프 스위치(224)가 동작하여 외부에서 기준신호(Idw)를 입력한다. In other words, FIG. 2 is a representative diagram of a speed control logic test method during synchronous stop. In order to actually reflect the winding resistance and reactor components of the
테스트 모드와 전류제어 튜닝 모드(251)를 ON하면 제어 루프 스위치(224)가 동작하며 선택기(241)에서 제 1 및 제 2 인버터측 스위칭 소자(TH1,TH2)를 ON시킨다. 또한, 제 1 및 제 2 인버터측 스위칭 소자(TH1,TH2) 선택 후 펄스열 발생기(242)를 동작시켜 일정 펄스 점호 신호가 발생하여 인버터측 스위칭 소자가 원활하게 도통할 수 있다. 동기기(120)는 고정자 권선의 a,b,c상의 임피던스가 동일하기 때문에 인버터측 스위칭 소자의 {TH1,TH2}, {TH2,TH3}, {TH3,TH4}, {TH4,TH5}, {TH5,TH6}이 쌍으로 턴온되어 도통되면 튜닝결과를 동일하게 얻을 수 있다. 본 발명의 일실시예서는 {TH1,TH2}을 도통시키는 것으로 설명하였다. {TH1,TH2}이 도통되면 실제 동기기 권선까지 전류를 흐르게 하여 전류제어 루프를 튜닝함으로써 동기기(120) 실제 구동시 제어가 불안정되어 과전류가 발생하는 것을 전무하게 할 수 있다. When the test mode and the current
전류제어 튜닝 후 속도 제어기(223)를 튜닝하는데, 전류 제어기 튜닝모드를 OFF하고 속도 제어기 튜닝모드를 ON하면 제어 루프 스위치(224)가 속도 제어기(223)와 연결된다. 이때 전류 기준 신호(Idw)는 무시된다. 또한, 이때는 동기기(120)의 관성이 포함된 루프가 연결되는데 관성계수는 동기기 제작사가 제공함으로써 이값을 입력하여 속도 제어기(223)를 튜닝하면 된다. 동기기 정지 중 전류 제어를 내부 루프로 속도제어를 외부 루프로 하는 캐스케이드 방식의 제어로직을 거의 완벽하게 튜닝할 수 있다.After the current control tuning, the
발전소의 시운전과 고장발생 후 조치완료 후 본 발명을 이용한 시험을 시험하면, 동기기의 구동시 시험기간을 단축할 수 있어서 경제적 효과도 얻을 할 수 있다.If the test using the present invention is tested after the commissioning of the power plant and the completion of measures after a failure occurs, the test period can be shortened when the synchronous machine is operated, thereby obtaining economic effects.
도 2에서는 스위칭 소자(251,231)로서 싸이리스터가 사용되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 FET(Field Effect Transistor), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET), IGBT(Insulated Gate Bipolar Mode Transistor), 파워 정류 다이오드 등과 같은 반도체 스위칭 소자, GTO(Gate Turn-Off) 사이리스터, TRIAC(Triode for alternating current), SCR(Silicon Controlled Rectifier), I.C(Integrated Circuit) 회로 등이 사용될 수 있다. 특히, 반도체 소자의 경우 바이폴라, 전력 MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor) 소자 등이 사용될 수 있다. 전력 MOSFET 소자는 고전압 고전류 동작으로 일반 MOSFET와 달리 DMOS(Double-Diffused Metal Oxide Semiconductor) 구조를 갖는다.In FIG. 2 , a thyristor is used as the switching element 251,231, but is not limited thereto, and semiconductors such as FET (Field Effect Transistor), MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET), IGBT (Insulated Gate Bipolar Mode Transistor), power rectifier diode, etc. A switching element, a gate turn-off (GTO) thyristor, a triode for alternating current (TRIAC), a silicon controlled rectifier (SCR), an integrated circuit (IC) circuit, or the like may be used. In particular, in the case of a semiconductor device, a bipolar device, a power MOSFET (Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor) device, etc. may be used. The power MOSFET device has a double-diffused metal oxide semiconductor (DMOS) structure unlike general MOSFETs due to high voltage and high current operation.
또한, 도 2에서는 루프 튜닝 제어 블럭(220)에 제어 루프 스위치(224), 속도 제어기(223)가 함께 구성되어 있으나, 각각 별도로 구성될 수도 있다.In addition, although the
또한, 전류 제어기 튜닝 모드 & 테스트 모드(251), 테스트 모드 & 속도 제어기 튜닝 모드(252)는 사용자 입력에 의해 생성될 수도 있고, 마이크로프로세서 및 프로그램을 이용하여 자동적으로 생성될 수도 있다.In addition, the current controller tuning mode &
도 3은 도 2에 도시된 인버터측 스위칭 소자(231)를 온오프 제어하는 온오프 제어 블럭(240)의 구성도이다. 즉, 도 3은 인버터측 스위칭 소자(231)의 점호 발생 부분을 나타내고 있다. 도 3을 참조하면, 온오프 제어 블럭(240)은 인버터측 스위칭 소자(231)의 온오프를 선택하는 선택기(241), 선택된 온오프에 따라 구동 펄스를 생성하는 펄스열 발생기(242)로 구성된다. 선택기(241)는 집적회로(I.C: Integrated Circuit)로 구성될 수 있다. 펄스열 발생기(242)는 선택기(241)에서 제 1 및 제 2 인버터측 스위칭 소자(231)가 선택되어 ON되면, 오실레이터(310)와 AND 게이트(321 내지 326)로 연결됨으로써 펄스열 형태의 점호신호가 발생된다. 이렇게 함으로써 인버터측 스위칭 소자가 턴온상태를 좀더 안정적으로 유지할 수 있다.3 is a block diagram of an on-off control block 240 for on-off control of the inverter-
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 테스트 과정을 보여주는 흐름도이다. 특히, 도 5 및 도 6은 일반적으로 계측하기 어려운 동기기의 권선저항과 리액터 성분을 실제로 반영시키기 위하여 시험 시 동기기 정지 중 실제로 전류를 흐르게 할 수 있게 하는 과정을 보여준다.5 and 6 are flowcharts showing a procedure of a starter control loop tuning test while a synchronizer is stopped according to an embodiment of the present invention. In particular, FIGS. 5 and 6 show a process of actually allowing a current to flow while the synchronizer is stopped during the test in order to actually reflect the winding resistance and reactor components of the synchronizer, which are generally difficult to measure.
도 5 및 도 6을 참조하면, 우선 전류 제어기(212)를 먼저 튜닝한 후 속도 제어기(223)를 튜닝하는데, 전류 제어기 튜닝 시 제어 루프 스위치(224)가 동작하여 외부에서 전류 제어기의 기준신호(Idw)를 입력한다(단계 S510,S520,S530). 5 and 6, the
테스트 모드와 전류제어 튜닝 모드를 ON하면, 제어루프 스위치(224)가 동작하며 선택기(241)에서 제 1 및 제 2 인버터측 스위칭 소자(TH1,TH2)를 ON시킨다. 또한, 제 1 및 제 2 인버터측 스위칭 소자(TH1,TH2)의 선택 후 펄스열 발생기(242)를 동작하여 일정펄스 점호신호가 발생하여 인버터측 스위칭 소자가 원활하게 도통할 수 있게 된다(단계 S540,S550). When the test mode and the current control tuning mode are turned on, the
동기기(120)는 고정자 권선의 a,b,c상의 임피던스가 동일하기 때문에 인버터측 스위칭 소자의 {TH1,TH2}, {TH2,TH3}, {TH3,TH4}, {TH4,TH5}, {TH5,TH6}이 쌍으로 턴온되어 도통되면 튜닝결과를 동일하게 얻을 수 있다. In the
이후, 튜닝 결과, 전류 오버슈트가 기준값(예를 들면 10%)보다 작은지를 판단한다(단계 S560). 판단결과, 전류 오버슈트가 기준값보다 크면 단계 S510 내지 S550이 진행된다.Thereafter, as a result of the tuning, it is determined whether the current overshoot is smaller than a reference value (eg, 10%) (step S560). As a result of the determination, if the current overshoot is greater than the reference value, steps S510 to S550 are performed.
이와 달리, 전류 오버슈트가 기준값보다 작으면, 도 6의 S610으로 진행한다. 본 발명의 일실시예에서는 제 1 및 제 2 인버터측 스위칭 소자(TH1,TH2)을 도통시키는 것으로 설명하였다. 제 1 및 제 2 인버터측 스위칭 소자(TH1,TH2)이 도통되면 실제 동기기 권선까지 전류를 흐르게 하여 전류제어 루프를 튜닝함으로써 동기기 실제 구동시 제어가 불안정 되어 과전류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, if the current overshoot is smaller than the reference value, the process proceeds to S610 of FIG. 6 . In one embodiment of the present invention, the first and second inverter-side switching elements TH1 and TH2 have been described as conducting. When the first and second inverter-side switching elements TH1 and TH2 are turned on, current flows up to the actual synchronizer winding to tune the current control loop, thereby preventing overcurrent from occurring due to instability of control during actual operation of the synchronizer.
이후, 전류제어 튜닝 후 속도 제어기(223)를 튜닝하는데, 전류 제어기 튜닝모드를 OFF하고 속도 제어기 튜닝모드를 ON하면 제어루프 스위치(224)가 속도 제어기(223)와 연결된다. 이때 전류 기준 신호(Idw)는 무시된다(단계 S610,S620,S630).After the current control tuning, the
또한, 이때는 동기기(120)의 관성이 포함된 루프가 연결되는데 관성계수는 동기기 제작사가 제공함으로써 이값을 입력하여 속도 제어기를 튜닝하면 된다.Also, at this time, a loop including the inertia of the
이후, 선택기(241)에서 제 1 및 제 2 인버터측 스위칭 소자(TH1,TH2)를 ON시킨다. 또한, 제 1 및 제 2 인버터측 스위칭 소자(TH1,TH2)의 선택 후 펄스열 발생기(242)를 동작하여 일정펄스 점호신호가 발생하여 인버터측 스위칭 소자가 원활하게 도통할 수 있게 된다(단계 S640,S650). Thereafter, the first and second inverter-side switching elements TH1 and TH2 are turned on in the
동기기(120)는 고정자 권선의 a,b,c상의 임피던스가 동일하기 때문에 인버터측 스위칭 소자의 {TH1,TH2}, {TH2,TH3}, {TH3,TH4}, {TH4,TH5}, {TH5,TH6}이 쌍으로 턴온되어 도통되면 튜닝결과를 동일하게 얻을 수 있다. In the
이후, 튜닝 결과, 속도 오버슈트가 기준값보다 작은지를 판단한다(단계 S660). 판단결과, 속도 오버슈트가 기준값(예를 들면, 10%)보다 크면 단계 S610 내지 S650이 진행된다.Thereafter, as a result of the tuning, it is determined whether the speed overshoot is smaller than a reference value (step S660). As a result of the determination, if the speed overshoot is greater than the reference value (eg, 10%), steps S610 to S650 are performed.
이와 달리, 속도 오버슈트가 기준값보다 작으면, 기동장치의 제어 로직 튜닝 테스트가 종료된다.On the other hand, if the speed overshoot is less than the reference value, the control logic tuning test of the starting device is terminated.
도 5 및 도 6에 도시된 과정을 통해, 동기기 정지 중 전류제어를 내부루프로 속도제어를 외부 루프로 하는 캐스케이드 방식의 제어로직을 거의 완벽하게 튜닝할 수 있다.5 and 6, it is possible to almost perfectly tune the cascade control logic in which the current control is the inner loop and the speed control is the outer loop while the synchronizer is stopped.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 간략화된 제어 루프의 개념도이다. 도 7을 참조하면, 일반적인 제어루프(710)에서 간략화된 제어 루프(720)로 변경된다. 부연하면, 일반적인 제어루프(710)에서 동기기(120)의 관성(J)과 마찰계수(B) 중에 마찰계수는 동기기 기동 시 거의 없기 때문에 B=0로 하여 간략화할 수 있다. 여기서, La는 a상 리액턴스, Ra는 a상 저항, S는 라플라스 연산자, K는 비례이득을 나타낸다.또한, Nw는 속도 기준신호인 속도 지령치, Nx는 속도연산 후의 궤환신호 이다.7 is a conceptual diagram of a simplified control loop according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7 , a
또한, 여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은, 마이크로프로세서, 프로세서, CPU(Central Processing Unit) 등과 같은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 (명령) 코드, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. In addition, the steps of the method or algorithm described in relation to the embodiments disclosed herein are implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means such as a microprocessor, a processor, a CPU (Central Processing Unit), etc. It can be recorded on any available medium. The computer-readable medium may include program (instructions) codes, data files, data structures, etc. alone or in combination.
상기 매체에 기록되는 프로그램 (명령) 코드는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프 등과 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD, 블루레이 등과 같은 광기록 매체(optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 (명령) 코드를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 반도체 기억 소자가 포함될 수 있다. The program (instructions) code recorded on the medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, Blu-rays, and the like, and ROM, RAM ( A semiconductor memory device specially configured to store and execute program (instruction) code such as RAM), flash memory, and the like may be included.
여기서, 프로그램 (명령) 코드의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Here, examples of the program (instruction) code include not only machine language codes such as those generated by a compiler but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
10: 터빈
100: 기동 장치
120: 동기기
130: 인버터
140: 평활 리액터
150: 컨버터
210: 전류 제어 블럭
220: 루프 튜닝 제어 블럭
240: 온오프 제어 블럭10: turbine
100: starting device
120: synchronizer
130: inverter
140: smoothing reactor
150: converter
210: current control block
220: loop tuning control block
240: on-off control block
Claims (20)
상기 기동 장치(100)의 입력 전원을 측정하는 감지부(201);
상기 입력 전원 중 측정되는 전류를 이용하여 상기 동기기(120)의 정지중에 3상중 2상 전류를 흐르게 제어 루프 튜닝을 수행하는 전류 제어 블럭(210); 및
상기 제어 루프 튜닝을 위한 기준 신호(Idw)를 제공하는 루프 튜닝 제어 블럭(220);을 포함하며,
상기 루프 튜닝 제어 블럭(220)은,
상기 제어 루프 튜닝을 위한 기준 신호(Idw)를 제공하는 기능을 수행하는 제어 루프 스위치(224); 및
상기 동기기(120)의 구동 속도와 속도 지령치(Nw)의 오차를 “0”으로 수렴하게 속도 제어를 위한 속도 제어 출력값을 생성하는 속도 제어기(223);를 포함하고,
상기 기동 장치(100)의 상기 3상에 연결되는 다수의 인버터측 스위칭 소자(231)를 선택적으로 온오프하는 온오프 제어 블럭(240);을 포함하고,
상기 온오프 제어 블럭(240)은,
다수의 상기 인버터측 스위칭 소자(231)의 온오프를 선택하는 선택기(241); 및
선택된 온오프에 따라 구동 펄스를 생성하는 펄스열 발생기(242);를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 시스템.
a starting device 100 having a synchronizer 120 for starting the turbine 10;
a sensing unit 201 for measuring the input power of the starting device 100;
a current control block 210 for performing control loop tuning to flow two-phase currents among three phases while the synchronizer 120 is stopped by using the current measured among the input power; and
It includes; a loop tuning control block 220 that provides a reference signal (I dw ) for tuning the control loop;
The loop tuning control block 220,
a control loop switch 224 that functions to provide a reference signal I dw for tuning the control loop; and
a speed controller 223 for generating a speed control output value for speed control so that the error between the driving speed of the synchronizer 120 and the speed command value N w converges to “0”;
an on-off control block 240 for selectively turning on/off a plurality of inverter-side switching elements 231 connected to the three phases of the starting device 100;
The on-off control block 240,
a selector 241 for selecting on/off of the plurality of inverter-side switching elements 231; and
and a pulse train generator (242) generating a drive pulse according to the selected ON/OFF.
상기 제어 루프 스위치(224)는 상기 제어 루프 튜닝을 위한 기준 신호(Idw) 또는 상기 속도 제어 출력값을 선택적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 시스템.
The method of claim 1,
The control loop switch 224 selectively connects the reference signal (I dw ) or the speed control output value for the control loop tuning.
상기 전류 제어 블럭(210)은,
상기 제어 루프 스위치(224)으로부터 전달되는 기준 신호(Idw)를 이용하여 출력 제어 전류를 생성하는 전류 제어기(212);
상기 감지부(201)로부터 측정되는 전압 전원(Vabc)의 위상을 산출하는 위상 고정 루프부(211); 및
상기 출력 제어 전류에 상기 위상을 맞추어 상기 기동 장치(100)의 상기 3상에 연결되는 다수의 컨버터측 스위칭 소자(251)를 온오프하는 구동 전압을 생성하는 구동 전압 발생부(213);를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 시스템.
The method of claim 1,
The current control block 210,
a current controller (212) for generating an output control current using a reference signal (I dw ) transmitted from the control loop switch (224);
a phase-locked loop unit 211 for calculating a phase of the voltage power Vabc measured from the sensing unit 201; and
a driving voltage generator 213 for generating a driving voltage for turning on/off the plurality of converter-side switching elements 251 connected to the three phases of the starting device 100 by matching the phase with the output control current; Synchronizer stop, characterized in that the starting device control loop tuning system.
상기 기준 신호(Idw)는 사용자의 입력에 의해 생성되는 값인 것을 특징으로 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 시스템.
The method of claim 1,
The reference signal (I dw ) is a starting device control loop tuning system during synchronous stop, characterized in that the value generated by a user input.
다수의 상기 인버터측 스위칭 소자(231) 중 상기 2상에 연결되는 2개의 인버터측 스위칭 소자가 도통되어 폐루프가 생성되는 것을 특징으로 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 시스템.
The method of claim 1,
Two inverter-side switching elements connected to the two phases among the plurality of inverter-side switching elements (231) conduct, thereby creating a closed loop.
상기 폐루프는 전류 제어를 수행하는 내부 루프 및 속도 제어를 수행하는 외부 루프로 하는 캐스케이드 방식의 제어 로직인 것을 특징으로 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 시스템.
8. The method of claim 7,
The closed loop is a starting device control loop tuning system during synchronous stop, characterized in that it is a cascade control logic with an inner loop performing current control and an outer loop performing speed control.
상기 펄스열 발생기(242)는 오실레이터(310)와 AND 게이트(321 내지 326)로 구성되는 것을 특징으로 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 시스템.
The method of claim 1,
and the pulse train generator (242) comprises an oscillator (310) and AND gates (321 to 326).
(b) 감지부(201)가 터빈(10)을 기동시키는 동기기(120)를 갖는 기동 장치(100)의 입력 전원을 측정하는 단계; 및
(c) 전류 제어 블럭(210)이 상기 입력 전원 중 측정되는 전류를 이용하여 상기 동기기(120)의 정지중에 3상중 2상 전류를 흐르게 제어 루프 튜닝을 수행하는 단계;를 포함하며,
상기 루프 튜닝 제어 블럭(220)은,
상기 제어 루프 튜닝을 위한 기준 신호(Idw)를 제공하는 기능을 수행하는 제어 루프 스위치(224); 및
상기 동기기(120)의 구동 속도와 속도 지령치(Nw)의 오차를 “0”으로 수렴하게 속도 제어를 위한 속도 제어 출력값을 생성하는 속도 제어기(223);를 포함하고,
상기 (c) 단계는,
온오프 제어 블럭(240)이 상기 기동 장치(100)의 상기 3상에 연결되는 다수의 인버터측 스위칭 소자(231)를 선택적으로 온오프하는 단계;를 포함하며,
상기 온오프 제어 블럭(240)은,
다수의 상기 인버터측 스위칭 소자(231)의 온오프를 선택하는 선택기(241); 및
선택된 온오프에 따라 구동 펄스를 생성하는 펄스열 발생기(242);를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 방법.
(a) loop tuning control block 220 providing a reference signal (I dw ) for control loop tuning;
(b) the sensing unit 201 measuring the input power of the starting device 100 having the synchronizer 120 for starting the turbine 10; and
(c) performing, by the current control block 210, a control loop tuning to flow a two-phase current among three phases while the synchronizer 120 is stopped using the current measured among the input power;
The loop tuning control block 220,
a control loop switch 224 that functions to provide a reference signal I dw for tuning the control loop; and
a speed controller 223 for generating a speed control output value for speed control so that the error between the driving speed of the synchronizer 120 and the speed command value N w converges to “0”;
Step (c) is,
The on-off control block 240 selectively turns on/off the plurality of inverter-side switching elements 231 connected to the three phases of the starting device 100;
The on-off control block 240,
a selector 241 for selecting on/off of the plurality of inverter-side switching elements 231; and
and a pulse train generator (242) generating a driving pulse according to the selected ON/OFF control loop tuning method during synchronous stop.
상기 제어 루프 스위치(224)는 상기 제어 루프 튜닝을 위한 기준 신호(Idw) 또는 상기 속도 제어 출력값을 선택적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 방법.
12. The method of claim 11,
The control loop switch 224 selectively connects the reference signal (I dw ) or the speed control output value for the control loop tuning.
상기 전류 제어 블럭(210)은,
상기 제어 루프 스위치(224)으로부터 전달되는 기준 신호(Idw)를 이용하여 출력 제어 전류를 생성하는 전류 제어기(212);
상기 감지부(201)로부터 측정되는 전압 전원(Vabc)의 위상을 산출하는 위상 고정 루프부(211); 및
상기 출력 제어 전류에 상기 위상을 맞추어 상기 기동 장치(100)의 상기 3상에 연결되는 다수의 컨버터측 스위칭 소자(251)를 온오프하는 구동 전압을 생성하는 구동 전압 발생부(213);를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 방법.
12. The method of claim 11,
The current control block 210,
a current controller (212) for generating an output control current using a reference signal (I dw ) transmitted from the control loop switch (224);
a phase-locked loop unit 211 for calculating a phase of the voltage power Vabc measured from the sensing unit 201; and
a driving voltage generator 213 for generating a driving voltage for turning on/off the plurality of converter-side switching elements 251 connected to the three phases of the starting device 100 by matching the phase with the output control current; A method for tuning a control loop of a starting device during a synchronous stop, characterized in that.
상기 기준 신호(Idw)는 사용자의 입력에 의해 생성되는 값인 것을 특징으로 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 방법.
12. The method of claim 11,
The reference signal (I dw ) is a starting device control loop tuning method during synchronous stop, characterized in that the value generated by a user input.
다수의 상기 인버터측 스위칭 소자(231) 중 상기 2상에 연결되는 2개의 인버터측 스위칭 소자가 도통되어 폐루프가 생성되는 것을 특징으로 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 방법.
12. The method of claim 11,
Two inverter-side switching elements connected to the two phases among the plurality of inverter-side switching elements (231) conduct, thereby creating a closed loop.
상기 폐루프는 전류 제어를 수행하는 내부 루프 및 속도 제어를 수행하는 외부 루프로 하는 캐스케이드 방식의 제어 로직인 것을 특징으로 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 방법.
18. The method of claim 17,
The closed loop is a control loop tuning method for starting device control during synchronous stop, characterized in that the cascade control logic includes an inner loop for performing current control and an outer loop for performing speed control.
상기 펄스열 발생기(242)는 오실레이터(310)와 AND 게이트(321 내지 326)로 구성되는 것을 특징으로 하는 동기기 정지중 기동 장치 제어 루프 튜닝 방법.12. The method of claim 11,
and the pulse train generator (242) comprises an oscillator (310) and AND gates (321 to 326).
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