KR19980051075A - 인버터와 직렬투입변압기를 이용한 순시 저전압보상기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 순시 저전압보상기에 관한 것으로서, 전파정류기(1)와 인버터(2), 직렬투입변압기(3) 및 바이패스스위치(4) 또는 교류양방향스위치(7)를 이용하여 전원전압이 낮을 경우 전원과 동기된 보상전압을 인버터(2)로 발생시켜 직렬투입변압기(3)를 통해 전원전압에 인가함으로써 무정전 전원장치에 비해 용량이 작아지고 부피가 작아지는 장점뿐만 아니라 보상기가 공급하는 전류가 전원전압과 보상기의 보상전압비율에 의하여 결정되기 때문에 과전류에 대한 안전성이 무정전 전원장치에 비해 뛰어난 장점이 있는 인버터와 직렬투입변압기를 이용한 순시 저전압보상기이다.

Description

인버터와 직렬투입변압기를 이용한 순시 저전압보상기

본 발명은 저전압 보상기에 관한 것으로서, 특히 전원계통에 순시 저전압 현상이 발생했을 때 이를 보상하는 인버터와 직렬투입 변압기를 이용한 순시 저전압보상기에 관한 것이다.

일반적으로 전원측의 순시 저전압 현상은 송전계통의 순간단락 또는 지락사고가 주요원인으로 정밀한 전자부품을 많이 사용하는 요즈음의 전자기기들에서는 약간의 전원전압변동이 기기 오동작의 원인이 되기가 쉽다. 따라서 요즈음은 무정전 전윈장치를 도입하여 근본적으로 전원전압 변동 및 정전상황에 대응하고 있으나, 대용량의 전원제어장치에 무정전 전원장치를 도입하는 것은 고가격 고기술이 요구되므로 실현가능성이 낮다.

그리고 요즈음의 전력계통 사고는 전력졔통의 전구간이 고성능 보호장비에 의해 감시, 보호되고 대부분의 전력계통이 보조계통을 보유하고 있어 장시간에 걸친 전력공급 중단사고는 최악의 사고 이외에는 거의 발생하지 않고 계통사고 발생후 수내지 수십주기 안에 계통이 복구되도록 전력계통이 운용되어진다.

그러나 전력계통은 사고후 복구되기 까지 어느정도 사고의 흔적을 가지고 있는데 사고의 대표적인 흔적이 순시 저전압의 형태로 나타난다. 실제로 순시 저전압 현상이 발생하였을 때 무정전 전원 공급장치의 경우 부하가 필요로 하는 부하 정전용량을 모두 부담해야 하기 때문에 무정전 전원공급장치의 자체 인버터용량이 최대 부하용량과 같거나 그 이상이 되어야 하므로 가격이 비싸지고 부피가 커지는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 무정전 전원공급장치가 갖는 단점을 해결하고자 발명한 것으로서, 전원전압이 정상보다 아래일 경우 전원과 동기된 보상전압을 인버터를 이용하여 발생시키며 이 보상전압을 직렬투입변압기를 이용하여 전원전압에 인가하는 인버터와 직렬투입변압기를 이용한 순시 저전압보상기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명 순시 저전압보상기의 일실시예를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명 순시 저전압보상기의 다른 실시예를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 바이패스스위치의 동작상태도,

도 4는 3상전원에 있어서 본 발명 순시 저전압보상기의 일실시예를 나타낸 도면,

도 5는 3상전원에 있어서 본 발명 순시 저전압보상기의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전파정류기 1' : 3상전파정류기

2 : 인버터 2' : 3상인버터

3 : 직렬투입변압기 3' : 3상 직렬투입변압기

4 : 바이패스스위치 5 : 부하

6 : 마이크로프로세서 7 : 교류양방향스위치

AC : 교류전원 C : 전해콘덴서

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 순시 저전압보상기는 교류전원(AC)의 양단에 전파정류기(1)와 전해콘덴서(C)를 통해 인버터(2)를 연결하고, 인버터(2)에 직렬투입변압기(3)를 연결함과 더불어 직렬투입변압기(3)에 바이패스스위치(4)를 연결하며, 부하(5)와 상기 직렬투입변압기(3) 사이에 마이크로프로세서(6)를 연결하여 마이크로프로세서(6)가 상기 인버터(2)를 제어하는 구성을 갖는것을 특징으로 한다.

또한 상기 바이패스스위치(4) 대신에 인버터(2)와 직렬투입변압기(3) 사이에 교류양방향스위치(7)를 연결한 것을 특징으로 한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명 순시 저전압보상기의 작용을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명 순시 저전압보상기의 일실시예를 나타낸 구성도, 도 2는 본 발명 순시 저전압보상기의 다른 실시예를 나타낸 구성도로서, 전파정류기(1)는 교류전원(AC)으로 부터 전력을 공급받아 전해콘덴서(C)가 직류전원을 공급하도록 하며, 인버터(2)는 직류를 교류로 변환시키는 역할을 한다. 본 발명에 사용되는 인버터(2)는 마이크로프로세서(6)로 제어되는 펄스폭변조형 인버터로서 전력소자의 스위칭 손실을 최소한으로 하며, 입력 교류전원(AC)과 동기되어 같은 주파수의 전압을 발생하고 발생하는 전압의 크기는 마이크로프로세서(6)의 제어를 받는다. 그리고 직렬투입변압기(3)는 원리적으로 교류전원 전압의 부족분을 보충하는 역할을 한다.

바이패스스위치(4)는 도 3(가)(나)와 같은 전류통로를 갖는 것으로서 전원(AC)이 정상적으로 공급될 때 인버터(2)측으로 전원전압이 전달되지 않도록 하며(도3(가)), 순시 저전압이 발생하였을 경우 바이패스스위치(4)는 도 3(나)와 같이 전류통로가 형성되어 직렬투입변압기(3)와 인버터(2)의 전력을 전원에 전달할수 있도록 동작한다.

마이크로프로세서(6)는 항상 부하(5)측에 전달되는 전원전압을 감시하면서 인버터(2)의 스위치, 바이패스스위치(4) 및 교류양방향스위치(7)를 제어하고 전파정류기(1)의 직류전압을 감시한다. 따라서 정상상태에서는 바이패스스위치(4)를 닫아서 정상적인 전원이 바이패스스위치(4)를 통하여 부하(5)에 전달되면서 전원전압이 직렬투입변압기(3)를 통하여 인버터(2)측으로 전달되는 것을 차단하도록 하고, 교류양방향스위치(7)를 사용하는 경우 교류양방향스위치(7)를 열어 전원전압이 인버터(2)측으로 전달되는 것을 차단한다.

순시저전압이 나타났을 경우 바이패스스위치(4)를 열고 저전압 보상량을 마이크로프로세서가 검출, 결정하여 인버터(2)로 하여금 전원전압과 동기된 보상파형을 만들게 하여 직렬투입변압기(3)를 통하여 부하(5)측에 전달되도록 한다. 교류양방향스위치(7)를 사용하는 경우 스위치를 닫고 인버터(2)를 동작시킨다. 이때 마이크로프로세서(6)는 인버터(2)를 통하여 흐르는 전류를 감시하여 인버터(2)가 파손될 수 있는 과전류를 방지하고 전원 보상시간이 미리 지정한 시간을 초과하는지 감시하도록 한다.

지금까지 전원이 단상인 경우를 예로서 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 3상전원에도 변형적용할수 있음은 물론이다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이 3상교류전원(AC)의 U, V, W단중 두 단자 사이마다 각각 전파정류기(1)와 인버터(2) 및 직렬투입변압기(3)를 구성하는 것도 가능하고, 도 5에 도시한 바와 같이 상기 3상교류전원(AC)의 U, V, W 단자에 3상전파정류기(1')와 전해콘덴서(C)를 통해 3상인버터(2')를 연결하고, 3상인버터(2')에 3상직렬투입변압지(3')를 연결한 구성도 가능하다.

상기한 바와 같이 작용하는 본 발명 순시 저전압보상기는 전원과 보상기를 직렬로 연결하여 보상하는 구조이기 때문에 보상기의 용량이 전원 부족분만 보상하도록 설계할 수 있다.

따라서 무정전 전원장치에 비해 용량이 작아지고 부피가 작아지는 장점뿐만 아니라 보상기가 공급하는 전류는 전원전압과 보상기의 보상전압비율에 의하여 결정되기 때문에 과전류에 대한 안전성도 무정전 전원장치에 비해 뛰어난 장점이 있다.

Claims (2)

1. 교류전원(AC)의 양단에 전파정류기(1)와 전해콘덴서(C)를 통해 인버터(2)를 연결하고, 인버터(2)에 직렬투입변압기(3)를 연결함과 더불어 직렬투입변압기(3)에 바이패스스위치(4)를 연결하며, 부하(5)와 상기 직렬투입변압기(3) 사이에 마이크로프로세서(6)를 연결하여 마이크로프로세서(6)가 상기 인버터(2)를 제어하는 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 인버터와 직렬투입변압기를이용한 순시 저전압보상기.
2. 제1항에 있어서, 상기 바이패스스위치(4) 대신에 인버터(2)와 직렬투입변압기(3) 사이에 교류양방항스위치(7)를 연결한 것을 특징으로 하는 인버터와 직렬투입변압기를 이용한 순시 저전압보상기.