KR19990031183U - 발전기의 출력전압 조정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 발전기의 출력전압 조정장치 에 관한 것이다.

종래에는 발전기와 축전지 간에 전압조정기를 설치하여 발전기의 출력전압이 축전지의 전압보다 높아질 경우 전압조정기에서 계자전류를 차단시켜 자속을 감소시키는 방법으로 발전기의 출력전압을 감소 조정하는 방법을 채용해 왔었기 때문에 전압조정기능을 작동시 순시적 부하변동 등에 대한 응답특성이 늦고, 또한 전압조정기의 여자전류 스위칭 주파수와 발전기의 동작주파수간 상이한 주파수로 작동됨에 따라 전압조정장치에 노이즈가 증대되는 문제점이 있었다.

본 고안에서는 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 고안은 발전기의 삼상 출력에 전류검출수단을 설치하여 각상의 전류를 검출 후 이를 신호처리하여 발전주파수에 동기되는 트리거신호로 활용함으로서 전압조정의 스위칭 작동이 발전기의 작동회전수에 동기되도록 하여 전압조정기의 작동에 필요한 스위칭 노이즈를 최소화 하고 전압조정의 응답특성을 개선토록 할 수 있도록 한 것이다.

Description

발전기의 출력전압 조정장치

본 고안은 발전기의 출력전압 조정장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 전류검출 트랜스포머를 이용하여 전압조정기의 스위칭 작동을 발전기의 작동회전수에 동기되도록 한 발전기의 출력전압 조정장치에 관한 것이다.

일반적으로 전압조정장치는 기관이 운전되는 동안 발전기의 발생전압을 항상규정전압으로 유지시키는 자동조정장치로서의 역할을 수행하는 것으로, 그 원리는 발전기의 회전수의 변화 및 부하전류의 변화에 따라 계자전류를 증감시켜서 발전기의 전압을 제어하도록 하는 방식이 이용되고 있다.

종래의 경우 도1의 예시와 같이 발전기와 축전지 간에 전압조정기를 연결 설치하여 발전기의 출력전압이 축전지의 전압보다 높아질 경우 전압조정기에서 계자전류를 차단시켜 자속을 감소시키는 방법으로 발전기의 출력전압을 감소 조정하는 방법을 채용해 왔었다.

그러나 상기와 같은 종래의 전압조정 방식은 발전전원을 정류평활 후 검출하는 단순한 방법을 사용하기 때문에 전압조정기능을 작동시 순시적 부하변동 등에 대한 응답특성이 늦고, 또한 전압조정기의 여자전류 스위칭 주파수와 발전기의 동작주파수간 상이한 주파수로 작동됨에 따라 전압조정장치에 노이즈가 증대되는 원인이 되어 왔었다.

이에, 본 고안에서는 이같은 종래의 전압조정장치가 갖는 문제점을 개선하기 위하여 발전기의 삼상 출력에 전류검출용 트랜스포머를 장착하여 각상의 전류를 검출 후 이를 신호처리하여 발전주파수에 동기되는 트리거신호로 활용함으로서 전압조정의 스위칭 작동이 발전기의 작동회전수에 동기되도록 하여 전압조정기의 작동에 필요한 스위칭 노이즈를 최소화 하고 전압조정의 응답특성을 개선토록 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 전압조정장치의 설치구성도

도 2는 본 고안의 구성도

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

A,B ; 정류소자 11∼13 ; 고정자권선

14 ; 축전지 15∼17 ; 전류검출수단

18 ; 신호처리수단 19 ; 축전지의 출력단자전압

20 ; 전압조정기의 검출부 22 ; 기준전압생성부

23 ; 비교기 24 ; 여자코일

24 ; 스위칭부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 발전기의 출력전압 조정장치 는 다음과 같은 구조적인 특징을 제공한다.

Y자형으로 결선된 고정자권선(11)(12)(13)과 정류소자(A,B)를 구비한 교류발전기(이하, 발전기 라함)의 출력측에 전압조정기를 설치하여 발전기의 출력전압을 일정하게 유지토록 한 발전기의 출력전압 조정장치에 있어서,

상기 각각의 고정자권선(11)(12)(13)의 출력단에 연결설치되어 각 상의 전류를 검출하는 전류검출수단(15)(16)(17);

상기 전류검출수단(15)(16)(17)을 통하여 검출된 교류신호를 받아 동기신호를 출력하는 신호처리수단(18);

상기 신호처리수단(18)을 통해 제공되는 동기신호와, 전압조정기의 검출부(20)를 통해 축전지의 출력단자전압(19)을 측정한 전압검출신호와, 기준전압생성부(22)를 통해 입력되는 전압조정기의 기준전압을 비교하여 스위칭부(25)를 작동시키기 위한 동기된 여자전류 제어작동신호를 출력하는 비교기(23);

를 포함하는 발전기의 출력전압 조정장치를 구성함으로써, 동기된 여자전류 제어작동신호에 의하여 스위칭부(25)의 스위칭 작동이 발전기의 작동회전수에 동기되도록 한 것이다.

따라서, 본 고안에 의하면 전압조정의 스위칭 작동이 발전기의 작동회전수에 동기되는 관계로 전압조정기의 작동에 필요한 스위칭 노이즈를 최소화 하고 전압조정으 응답특성을 개선할 수 있게 된다.

(실시예)

이하, 본 고안을 첨부된 비한정의 예시도면을 통해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 의한 발전기의 출력전압 조정장치를 예시한 것으로, 도면에 표시된 부호중; 11∼13은 Y자형으로 결선된 교류발전기의 고정자권선을 나타내고, 14는 축전지를 나타내며, 15∼17은 발전기의 각 상에 연결설치되는 전류검출수단을 나타내는데 본 고안에서는 전류검출용 트랜스포머를 사용하였다. A와 B는 교류발전전원을 전파정류하여 직류전원으로 변환시켜 주는 정류소자들을 나타내며, 18은 전류검출수단(15∼17)을 통하여 검출된 교류신호를 받아 동기신호를 만들어 내는 신호처리수단을 나타내는데 본 고안에서는 신호처리기를 사용하였다. 23은 동기신호와 전압검출신호 및 전압조정기의 기준전압을 비교하여 동기된 여자전류 제어작동신호를 출력하는 비교기를 나타내고, 24는 여자코일, 25는 스위칭부를 나타낸다.

도시한 바와 같이, 본 고안의 발전기의 출력전압 조정장치는 발전기를 구성하는 고정자권선(11∼13)의 각 출력단에 전류검출수단(15∼17)으로써의 전류트랜스포머가 연결설치되는 구성을 하고 있으며, 이 전류검출수단(15∼17)들은 한쪽단자를 공통으로 접지시켜 전압조정기를 구성하는 신호처리수단(18)으로써의 신호처리기에 연결되는 구성을 하고 있다. 한편 비교기(23)의 입력에는 동기신호를 출력하는 신호처리수단(18)과 전압검출신호를 출력하는 전압조정기의 검출부(20)가 각각 -입력으로 연결되고, 그의 +입력에는 전압조정기의 기준전압을 출력하는 기준전압생성부(22)가 연결되며, 그리고 상기 전압조정기의 검출부(20)는 축전지의 출력단자전압(19)에 접속되어 축전지의 출력단자전압을 검출하게 되며, 상기 비교기(23)의 출력은 스위칭부(25)를 거처 여자코일(24)에 연결되는 구성을 하고 있다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 본 고안의 작용을 설명하면, 먼저 발전기가 동작을 개시하면 고정자권선(11∼13)을 통하여 출력되는 교류발전전원이 정류소자(A,B)에 의하여 전파정류되어 직류전원으로 변환되어 축전지(14)에 충전되게 되는데, 이때 발전기를 구성하는 고정자권선(11∼13)의 각 상 출력단에 설치된 전류검출수단(15∼17)에 의하여 각 상의 교류신호가 검출된다. 이렇게 검출된 교류신호는 신호처리수단(18)을 거치면서 동기신호를 만들어 내는데 이 신호가 전원검출 및 발전동기신호로 사용되게 되며 비교기(23)의 -입력으로 인가된다.

한편, 전압조정기의 검출부(20)를 통하여 축전지 출력단자전압(19)의 전압검출이 이루어지는데 여기에서 검출된 전압검출신호가 비교기(23)의 -입력으로 인가되고, 동시에 전압조정기의 기준전압이 기준전압생성부(22)를 통해 비교기(23)의 +입력으로 인가된다. 따라서 비교기(23)에서는 동시에 입력된 동기신호와 전압검출신호와 기준전압을 비교하여 동기된 여자전류 제어작동신호를 출력하게 되며, 이 신호에 의거 스위칭부(25)가 작동하여 여자코일(24)에 흐르는 여자전류를 제어하게 되므로 발전기의 출력전압을 조정하여 일정하게 유지시킬 수가 있게 되는 것이다.

이와 같이, 본 고안에 의하면 발전기의 삼상 출력에 전류검출수단을 설치하여 발전주파수에 동기되는 트리거 신호로 활용함으로써 전압조정의 스위칭 작동이 발전기의 작동회전수에 동기되도록 하여 전압조정기의 작동에 필요한 스위칭 노이즈를 최소화 하고 전압조정의 응답특성을 개선하는 효과를 얻게 되는 것이다.

이상에서 설명한 것은 본 고안에 의한 발전기의 출력전압 조정장치를 설명하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것이며, 본 고안은 상기한 실시예에 한정하지 않고 이하의 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이며,

아울러, 본 고안에 의한 발전기의 출력전압 조정장치는 차량의 전압조정기 등 유사한 발전시스템에 유용하게 적용할 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. Y자형으로 결선된 고정자권선(11)(12)(13)과 정류소자(A,B)를 구비한 교류발전기의 출력측에 전압조정기를 설치하여 교류발전기의 출력전압을 일정하게 유지토록 한 발전기의 출력전압 조정장치에 있어서,

   상기 각각의 고정자권선(11)(12)(13)의 출력단에 연결설치되어 각 상의 전류를 검출하는 전류검출수단(15)(16)(17);

   상기 전류검출수단(15)(16)(17)을 통하여 검출된 교류신호를 받아 동기신호를 출력하는 신호처리수단(18);

   상기 신호처리수단(18)을 통해 제공되는 동기신호와, 전압조정기의 검출부(20)를 통해 축전지의 출력단자전압(19)을 측정한 전압검출신호와, 기준전압생성부(22)를 통해 입력되는 전압조정기의 기준전압을 비교하여 스위칭부(25)를 작동시키기 위한 동기된 여자전류 제어작동신호를 출력하는 비교기(23);

   를 포함하는 발전기의 출력전압 조정장치를 구성함으로써, 동기된 여자전류 제어작동신호에 의하여 스위칭부(25)의 스위칭 작동이 발전기의 작동회전수에 동기되도록 하는 것을 특징으로 하는 발전기의 출력전압 조정장치.
2. 제1항에 있어서, 동기신호의 검출을 위한 전류검출수단(15∼17)으로써 한쪽단자를 공통접지시킨 전류검출용 트랜스포머를 각 상의 출력단에 설치하여 발전동기신호를 검출토록함을 특징으로 하는 발전기의 출력전압 조정장치.