KR20010039138A - 단상전파 위상제어정류기의 에스씨알 게이트 트리거 방법 - Google Patents

단상전파 위상제어정류기의 에스씨알 게이트 트리거 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 온동작에서 전력의 방향을 한 방향(전원-＞부하)으로 고정하여 와류손실에 의한 이상고온현상과 소음문제를 해결하기 위한 단상전파 위상제어정류기의 에스씨알(SCR)트리거 방법에 관한 것으로써, 브릿지 형태로 구성된 4개의 SCR을 구비한 단상전파 위상제어정류기의 에스씨알 트리거 방법에 있어서, 온동작시에 입력 AC전압의 플러스위상에서 제 1 SCR게이트를 트리거시키고, 상기 입력 AC 전압의 위상과 마이너스 위상에서 제 4 SCR게이트를 트리거시키고, 상기 입력 AC전압의 위상과 상관없이 연속적으로 제 2,제3 SCR게이트를 트리거시키는 것에 특징이 있다.

Description

단상전파 위상제어정류기의 에스씨알 게이트 트리거 방법{SCR GATE TRIGGER METHOD OF A SINGLE-PHASE ELECTRIC WAVE PHASE CONTROLLING RECTIFIER}
본 발명은 단상전파 위상제어정류기의 에스씨알(SCR)게이트 트리거 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 온(on)동작에서 전력의 방향을 한 방향으로 고정하여 전자석 브레이크 헤드 내부 자속의 변화량에 따라 발생되는 이상고온과 소음을 해결할 수 있도록 된 단상전파 위상제어정류기의 에스씨알 게이트 트리거방법에 관한 것이다.
일반적으로 지금까지 전자석 브레이크 제어기에 대해 다양한 방법이 제시되었지만, 그 중 여러 방법중에서도 단상 전파 위상제어정류기가 비교적 많이 사용되고 있다. 이러한 단상전파 위상제어정류기는 강전 구조의 완전 무접점으로 주기적인 정비작업이 필요없고, 동작 응답이 빠르며, 최대 전류 제한 능력과 온도에 의한 부하저항의 변화에 능동적으로 대처할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 폐 루프(close loop) 정전류 제어방식의 단상전파 위상제어정류기는 오프(off)동작에서 단상전파 위상제어정류기의 인버터 모드에 의해 전자석 브레이크 코일에 축적되어 있는 에너지(W=1/2LI2)를 입력 AC전원으로 효과적으로 회생시킬 수 있는 특징이 있다.
그러나, 일반적인 단상전파 위상제어정류기 구조의 제어기는 온동작에서 출력 DC전압의 동작 영역이 1상한과 4상한에 위치한다. 따라서, 입력 AC전압의 매주기마다 전력의 방향이 바뀌므로(전원-＞부하) 부하에 인가되는 자장의 변화가 커지고, 이것은 전자석 브레이크 헤드의 철심에 와류 손실을 발생시켜, 연속운전시 전자석 브레이크 헤드의 이상고온현상과 소음문제의 주요 원인이 되고 있다.
이를 상세히 설명하면 먼저, 도 1은 종래 단상 전파 위상제어정류기 구조의 전자석 브레이크 제어기의 구성도이고, 도 2는 종래 단상 전파 위상제어정류기의 동작 신호 타이밍도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 단상 전파 위상제어정류기는 복수개의 SCR로 구성되어 입력되는 교류 전압을 제어 신호에 의해 전자석 브레이크 코일(2)에 인가하는 정류부(1)와, 강 여자전류, 약 여자전류, 온/오프신호, 강 여자시간등에 대한 정보를 설정하는 데이터 설정부(3)와, 상기 정류부(1)에 입력되는 전압에 동기된 사인파/구형파 신호 및 사인파/삼각파 신호를 출력하는 신호변환부(4)와, 상기 데이터 설정부(3)의 약여자전류/강여자전류와 입력전압의 전류를 연산하고, PI제어한 신호와 상기 삼각파 신호 및 기준 신호를 각각 비교하여 그 결과를 출력하는 비교부(5)와, 상기 설정부의 온/오프신호와 강 여자시간을 연산하여 온타임 딜레이 및 오프타임 딜레이신호를 출력하는 딜레이부(6)와, 고주파 신호를 출력하는 발진부(7)와, 상기 신호변환부(4), 비교부(5), 딜레이부(6) 및 발진부(7)의 신호를 연산하여 상기 정류부(1)의 SCR을 제어하기 위한 게이트 트리거신호를 출력하는 프로그램 로직 어레이(PLA)부와, 상기 PLA부에서 출력되는 신호를 증폭하는 증폭부(9)와, 상기 증폭부(9)에서 출력되는 신호를 펄스 변환하여 상기 정류부(1)의 각 SCR의 구동신호를 출력하는 펄스 트랜스부(10)와, 상기 펄스 트랜스부(10)의 출력을 상기 정류부(1)에 인가하는 출력부(11)를 구비한다.
이러한 구성에 있어서, AC전압이 입력되면 신호변환부(4)는 입력 AC전압에 동기된 구형파 신호와 삼각파 신호를 출력한다. 여기서 구형파는 입력 AC전압의 구역 판별기로서 플러스위상(positive phase)에서는 'H', 마이너스위상(negative phase)에는 'L'가 들어오는 것을 말한다. 비교부(5)는 기준 신호(Vref4)와 상기 삼각파를 비교하여 도2(e)와 같은 신호 즉, 오프 명령시 인버터동작(전력의 방향:전원-＜부하)에 필요한 SCR게이트 트리거 점호각(α=170。)을 결정하고 입력 AC전압에 동기된 삼각파와 기준신호(Vref4)의 비교신호를 출력하고, PI제어기의 출력신호와 상기 삼각파 신호를 비교하여 도 2(f)와 같은 신호를 출력한다.
따라서, PLA부는 발진신호, 비교부의 출력신호, 온딜레이 및 오프딜레이의 구동신호를 입력받아 연산하여 도 2(g)와 같은 SCR게이트 트리거신호를 출력한다. 이때 온동작에서 각 SCR의 도통구간은 도 2(h)와 같고, 온동작에서 출력DC전류는 도2(i)와 같으며 온동작에서 출력 DC전압은 도 2(j)와 같다. 즉, PLA부는 아래의 표1에 나타낸 바와 같이, 제 1 모드에서 구형파 신호, 비교부(5)의 출력신호, 온/오프신호의 반전신호 및 고주파 발진부(7)의 신호를 논리곱연산하고, 제 2 모드에서 구형파 신호, 비교부(5)의 출력신호, 온/오프 신호(D), 시간 딜레이부(6)의 오프시간 딜레이 신호(F)의 반전신호 및 고주파 발진부의 신호를 논리곱연산한 후 제 1, 제 2 모드의 연산 신호를 논리합 연산하여 정류부의 제 1, 제 2 SCR의 게이트 트리거 신호를 출력한다.
PLA의 출력 제 1 모드 제 2 모드 SCR 게이트 트리거 신호
Y1 A＆B＆/D＆G + A＆C＆D＆/F＆G S1,S2
Y2 /A＆B＆/D＆G + /A＆C＆D＆/F＆G S3,S4
Y3 /D＆/E 온 딜레이 타이머의 출력신호
그리고, 제 1 모드에서 구형파 신호의 반전 신호, 비교부의 출력신호, 온/오프신호(D)의 반전신호(/D) 및 고주파 발진부의 신호를 논리곱 연산하고, 제 2 모드에서 입력 AC전압에 동기된 구형파 신호의 반전신호(/A),비교부의 출력신호, 온/오프신호(D), 시간딜레이부의 오프시간 딜레이신호(F)의 반전신호(/F) 및 고주파 발진부의 신호를 논리곱 연산한 후 제 1,제 2 모드의 연산신호를 논리합연산하여 정류부의 제 3, 제 4 SCR의 게이트 트리거 신호를 출력한다. 즉, 온동작에서 PLA부의 출력은 제 1 모드의 논리식에 의해서 제어되고, 이때 SCR점호각(α)의 제어가능범위는 0。＜α＜ 90。이다.
이때, 상기 PLA부(8)의 출력신호(Y1)는 입력 AC전압의 플러스위상에 대한 제어신호로서 증폭부(9)와 2개의 2차 권선으로 구성된 펄스 트랜스부(10)의 T1에 의해서 제 1, 제 2 SCR(S1,S2)의 게이트를 동시에 트리거한다. 또한, 상기 PLA부의 출력 신호(Y2)는 입력 AC전압의 마이너스위상에 대한 제어신호로서 증폭부(9)와 2개의 2차 권선으로 구성된 펄스 트랜스부(10)의 T2에 의해서 제 3, 제 4SCR(S3,S4)의 게이트를 동시에 트리거한다.
이와 같이 온 동작시 PLA부의 출력신호(Y1,Y2)에 의한 각 SCR의 도통구간, 출력 DC 전류, 전압의 동작파형은 도 2(h)(i)(j)와 같다.
전술한 바와 같이, 각 SCR의 게이트를 트리거시키므로, 온 동작에서 출력 DC전압 및 전류의 동작 영역을 나타내면 도 3에 나타낸 바와 같다. 도 3에서 보는 바와 같이, 종래의 경우 출력 DC전압의 동작 영역이 1상한 및 4상한에 위치한다. 따라서, 입력 AC 전압의 매주기마다 전력의 방향이 바뀐다는 것(전원-＞부하)을 알 수 있다.
한편, 도 4는 종래 단상전파 위상제어정류기의 오프동작시 동작타이밍도이고, 도 5는 종래 구성에 따른 오프 동작시의 출력 DC 전압 및 출력 DC 전류의 동작 영역을 나타낸 도이다.
도 4 및 도 5에 보는 바와 같이, 오프 동작에서 PLA부는 표 1의 제 2 모드 논리식에 의해 제어되고, 이때 SCR점호각의 제어가능 범위는 90。＜α＜180。이다. 이때, 상기 PLA부의 출력신호(Y1)는 입력 AC전압의 플러스 위상에 대한 제어신호로써 증폭부(9)와 2개의 2차 권선으로 구성된 펄스 트랜스부(10)의 T1에 의해서 제 1,제 2 SCR(S1,S2)의 게이트를 동시에 트리거한다. 또한, 상기 PLA부(8)의 출력신호(Y2)는 입력 AC전압의 마이너스위상에 대한 제어신호로서 증폭부(9)와 2개의 2차 권선으로 구성된 펄스 트랜스부(10)의 펄스트랜스(T2)에 의해서 제 3,제4 SCR(S3,S4)의 게이트를 동시에 트리거한다.
이와 같이, 오프동작시 각 SCR의 점호각은 170。이며, PLA부의 출력신호(Y1,Y2)는 도 4(c)에 도시한 것과 같다. 오프 동작은 오프 딜레이 시간(약 1초)에 걸쳐서 이루어지며, 이때 출력 DC전압의 파형은 도 4(d)에 나타나 있다.
한편, 오프동작시 도 5에서 보는 바와 같이 출력 DC전압의 동작 영역이 4상한에 위치하므로 전력이 입력 AC 전원으로 회생되는 것을 알 수 있다.
상기 표 1에서 PLA부의 출력신호(Y3)는 초기 온동작에서 강여자 시간설정값에 의해 설정된 강여자시간(starting time)동안 릴레이(RY1)의 접점을 구동시켜 강 여자 전류 명령이 이루어지고 설정된 강 여자시간(약 1~3초)이 끝나면 바로 약여자전류명령으로 전환된다.
그러나, 이와 같은 종래의 단상전파 위상제어정류기의 SCR게이트 트리거방법에 있어서는 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 온동작에서 출력 DC전압의 동작 영역이 1상한과 4상한에 위치하기 때문에 입력 AC전압의 매 주기마다 전력의 방향이 바뀌므로 부하에 인가되는 자장의 변화가 크다. 따라서, 전자석 브레이크 헤드의 철심에 와류손실을 발생시키게 되고 연속 운전시 전자석 브레이크 헤드의 이상고온현상과 소음을 발생시키는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 그 목적은 온동작에서 전력의 방향을 한 방향으로 고정하여 전자석 브레이크 헤드에서 발생되는 이상고온현상과 소음 문제를 해결할 수 있는 단상 전파 위상제어정류기의 SCR게이트 트리거 방법을 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 종래 단상 전파 위상제어정류기 구조의 전자석 브레이크 제어기의 구성도이다.
도 2는 종래 단상 전파 위상제어정류기의 동작 신호 타이밍도이다.
도 3은 종래 온 동작에서 출력 DC전압 및 전류의 동작 영역을 나타낸 도이다.
도 4는 종래 단상전파 위상제어정류기의 오프동작시 동작타이밍도이다.
도 5는 종래 구성에 따른 오프 동작시의 출력 DC 전압 및 출력 DC 전류의 동작 영역을 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명에 따른 단상전파 위상제어정류기의 전자석 브레이크 제어기의 구성을 보인 도이다.
도 7은 본 발명에 따른 단상전파 위상제어 정류기의 온동작시 동작 타이밍도이다.
도 8은 본 발명에 따른 온 동작시 출력 DC 전압영역을 나타낸 도이다.
도 9는 본 발명에 따른 오프 동작에서의 동작 타이밍도를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 오프동작에서 출력 DC 전류, 전압의 동작 영역을 나타낸 것이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1...정류부, 2...전자석 브레이크 코일,
3...데이터설정부, 4...신호변환부,
5...비교부, 6...딜레이부,
7...발진부, 20...PLA,
21...증폭부, 22...펄스트랜스부,
23...출력부.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 단상전파 위상제어 정류기의 SCR 게이트 트리거방법은 브리지 형태로 구성된 다수개의 SCR을 통해 전자석 브레이크 코일에 입력 AC 전압을 인가하도록 상기 다수개의 SCR의 게이트 트리거 신호를 제어하는 단상전파 위상제어 정류기의 SCR 게이트 트리거 방법에 있어서,
상기 다수개의 SCR은 각각 입력 AC전압의 위상에 따라 상호동작되는 제 1 및 제 2 SCR과, 제 3 및 제 4 SCR로 구성되며, 상기 전자석 브레이크 코일의 온동작시 입력 AC 전압의 플러스 위상에서 제 1 SCR 게이트를 트리거시키고, 상기 입력 AC전압의 마이너스 위상에서 제 4 SCR 게이트를 트리거시키고, 상기 제 2 및 제 3 SCR은 입력 AC전압의 위상에 관계없이 연속적으로 트리거시키는 것을 특징으로 한다.
이하에는 본 발명에 따른 단상전파 위상제어 정류기의 SCR게이트 트리거방법의 구성 및 작용효과를 상세하게 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명에 따른 단상전파 위상제어정류기의 전자석 브레이크 제어기의 구성을 보인 도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명을 구현하기 위한 단상전파 위상제어정류기는 복수개의 SCR로 구성되어 입력되는 교류전압을 제어신호에 의해 전자석 브레이크 코일(2)에 인가하는 정류부(1)와, 강 여자전류,약 여자전류, 온/오프신호, 강여자시간등에 대한 정보를 설정하는 데이터 설정부(3)와, 상기 정류부(1)에 입력되는 전압에 동기된 사인파/구형파 신호 및 사인파/삼각파 신호를 출력하는 신호변환부(4)와, 상기 데이터 설정부(3)의 약여자전류/강여자전류와 입력전압의 전류를 연산하고, PI제어한 신호와 상기 삼각파 신호 및 기준 신호를 각각 비교하여 그 결과를 출력하는 비교부(5)와, 상기 설정부의 온/오프신호와 강여자시간을 연산하여 온타임 딜레이 및 오프타임 딜레이 신호를 출력하는 딜레이부(6)와, 고주파 신호를 출력하는 발진부(7)와, 상기 신호 변환부(4), 비교부(5), 딜레이부(6) 및 발진부(7)의 신호를 연산하여 상기 정류부(1)의 각 SCR을 제어하기 위한 게이트 트리거신호를 각각 출력하는 프로그램 로직 어레이(PLA)부와, 상기 PLA부에서 출력되는 각 SCR의 게이트 트리거 신호를 증폭출력하는 증폭부(9)와, 상기 증폭부(9)에서 출력되는 게이트 트리거 신호를 각각의 펄스 신호로 변환하여 상기 정류부(1)의 각 SCR의 구동신호로 각각 출력하도록 4개의 펄스 트랜스를 포함한 펄스 트랜스부(10)와, 상기 각 펄스 트랜스의 출력을 상기 정류부(1)의 각 SCR의 게이트 단자에 각각 인가하는 출력부(11)를 구비한다.
전술한 구성에 있어서, 본 발명을 구현하기 위한 상기 PLA부는 종래와 비슷하나 정류부의 각 SCR의 게이트 트리거신호를 각각 제어하기 위하여 2개의 출력신호(Y3,Y4)가 추가되고, 펄스 트랜스부는 4개의 펄스 트랜스를 구비하여 SCR을 개별적으로 제어할 수 있도록 하였다.
도 7은 본 발명에 따른 단상전파 위상제어 정류기의 온동작시 동작 타이밍도이고, 도 8은 본 발명에 따른 단상전파 위상제어 정류기의 온동작시 출력 DC전압영역을 나타낸 도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, AC전압이 입력되면, 신호변환부(4)는 입력 AC전압에 동기된 도 7(b)와 같은 구형파 신호와 도7(c)과 같은 삼각파 신호를 출력한다. 여기서 도7(b)와 같은 구형파는 입력 AC 전압의 구역 판별기로써 플러스 위상에서는 'H', 마이너스 위상에서는 'L'신호가 들어오는 것을 나타낸다.
비교부(5)는 기준 신호(Vref4)와 상기 삼각파를 비교하여 도7(e)와 같은 신호를 출력하고, PI제어기의 출력 신호와 상기 삼각파 신호를 비교하여 도 7(f)과 같은 신호를 출력한다. 여기서, PI제어기(목표치와 제어량을 비교하여 그 편차로 동작신호를 만들어 이를 조작부에 전달하는 부분으로 동작 신호는 제어량이 목표치에 신속 정확히 일치하도록 하는 것)를 거친 후 입력 전압에 동기된 삼각파와 비교되어 도7(f)과 같은 신호가 된다.
또한, 고주파 발진부(7)는 도 7(d)와 같은 고주파 신호를 발진한다.
시간 딜레이부(6)에서 온타임 딜레이 신호(E)는 온 신호가 들어오면 강 여자 설정시간 일예로 1~3초로 설정된 강 여자 시간이 끝나기 전에는 'L'로 있다가 설정 시간이 끝나면 즉시 'H'신호가 입력된다.
오프 타임 딜레이 신호(F)는 외부로부터 오프 신호가 들어오면 이미 설정된 오프 딜레이 타이머에 설정된 오프 딜레이 시간 일예로 1초가 끝나기 전에는 'L', 오프 딜레이 시간이 끝나면 'H'신호가 출력된다.
따라서, 상기 PLA부는 이와 같은 신호를 입력받아 연산하여 도 7(g)과 같은 SCR 게이트 트리거 신호를 출력한다. 이에 온동작에서 각 SCR의 도통구간은 도7(h)과 같고, 온동작에서 출력 DC전류는 도7(i)와 같으며 온동작에서 출력DC 전압은 도 7(j)과 같다.
즉, PLA부는 다음의 표 2에 도시한 바와 같이, 제 1 모드에서 입력 AC 전압에 동기된 구형파 신호, 비교부(5)의 출력신호, 온/오프 신호(D)의 반전신호(/D) 및 고주파 발진부(7)의 출력신호(G)를 논리곱연산하고, 제 2 모드에서 입력 AC전압에 동기된 구형파 신호(A), 비교부(5)의 출력신호(C), 온/오프 신호(D), 시간 딜레이부(6)의 오프시간 딜레이 신호(F)의 반전신호(/F) 및 고주파 발진부(7)의 출력신호(G)를 논리곱연산하고, 상기 제 1 모드의 연산결과와 제 2 모드의 연산결과를 논리합연산하여 제 1 SCR(S1)의 게이트 트리거 신호를 출력한다.
PLA의 출력 제 1 모드 제 2 모드 SCR게이트 트리거 신호
Y1 A＆B＆/D＆G + A＆C＆D＆/F＆G S1
Y2 /D＆G + A＆C＆D＆/F＆G S2
Y3 /D＆G + /A＆C＆D＆/F＆G S3
Y4 /A＆B＆/D＆G + /A＆C＆D＆/F＆G S4
Y5 /D＆/E 온 딜레이 타이머의 출력신호
제 1 모드에서 온/오프 신호(D)의 반전신호(/D) 및 고주파 발진부(7)의 출력신호(G)를 논리곱 연산하고, 제 2 모드에서 입력 AC에 도익된 구형파 신호(A), 비교부(5)의 출력신호(C), 온/오프 신호(D), 시간 딜레이부(6)의 오프시간 딜레이 신호(F)의 반전신호(/F) 및 고주파 발진부(7)의 출력신호(G)를 논리곱 연산하며, 제 1 모드의 연산결과와 제 2 모드의 연산 결과를 논리합연산하여 제 2 SCR(S2)의 게이트 트리거 신호를 출력한다.
그리고, 제 3 SCR(S3)의 게이트 트리거 신호는 제 1 모드에서 온/오프신호(D)의 반전 신호(/D) 및 고주파 신호 발진부(7)의 출력 신호(G)를 논리곱연산하고, 제 2 모드에서 입력 AC에 동기된 구형파 신호의 반전신호(/A), 비교부의 출력신호(C), 온/오프 신호(D), 시간 딜레이부(6)의 오프 시간 딜레이 신호(F)의 반전신호(/F) 및 고주파 발진부(7)의 출력신호(G)를 논리곱 연산한 후 제 1 모드의 연산 결과와 제 2 모드의 연산 결과를 논리합 연산하여 출력한다.
또한, 제 1 모드에서 입력 AC에 동기된 구형파 신호의 반전 신호(/A), 비교부(5)의 출력 신호(B), 온/오프 신호(D)의 반전신호(/D) 및 고주파 발진부의 출력신호(G)를 논리곱 연산하고, 제 2 모드에서 구형파 신호의 반전신호(/A), 비교부의 출력 신호(C), 온/오프 신호(D), 시간 딜레이부의 오프시간 딜레이 신호(F)의 반전신호(/F) 및 고주파 발진부(7)의 신호를 논리곱 연산하고, 제 1 모드 및 제 2 모드의 연산 결과에 따라 정류부의 제 4 SCR(S4) 게이트의 트리거 신호를 제어하게 된다.
따라서, 온동작시에는 PLA부의 출력은 표 2의 논리식에서 제 1 모드의 논리식에 의해서 제어되고, 이때 SCR 점호각의 제어가능범위는 0。＜ α ＜180。이다.
온동작에서 도 7과 같이 PLA부의 출력(Y1)은 입력 AC 전압의 플러스 위상에 대한 제어 신호로써 게이트 앰프(A1)와 펄스 트랜스(T1)에 의해서 제 1 SCR(S1)의 게이트를 트리거하고, PLA부의 출력(Y4)은 입력 AC 전압의 마이너스 위상에 대한 제어신호로써 게이트 앰프(A4)와 펄스 트랜스(T4)에 의해서 제 4 SCR(S4)의 게이트를 트리거한다.
그리고, PLA부의 출력(Y2,Y3)은 입력 AC 전압의 위상과 상관없이 온 명령이 들어오면 게이트 앰프(A2,A3)와 펄스 트랜스(T2,T3)에 의해서 각각 SCR(S2,S3)의 게이트를 연속적으로 트리거시켜 SCR을 마치 다이오드와 같이 사용하여 출력 전압의 동작 영역을 1상한에 위치시켜 전력의 방향을 일정한 방향(전원-＞부하)으로 고정시켜 자속의 변화를 크게 줄인다.
상기 PLA부의 출력(Y5)은 초기 온동작에서 강 여자 시간 설정부(Vref3)에 의해 설정된 강여자 설정시간(starting time)동안 릴레이(RY1)의 접점을 구동시켜 강여자 전류명령이 이루어지고, 설정된 강여자 시간(약 1~3초)이 끝나면 바로 약여자 전류명령으로 전환한다.
오프동작에서 PLA부의 출력은 제 2 모드의 논리식에 의해서 제어되고, 이때 SCR 점호각의 제어가능범위는 90。＜ α ＜180。이다.
도 9는 본 발명에 따른 오프 동작에서의 동작 타이밍도를 나타낸 것으로써, 도 9에서와 같이 상기 PLA부의 출력(Y1,Y2)은 입력 AC 전압의 플러스위상에 대한 제어신호로서 게이트 앰프(A1,A2)와 펄스 트랜스(T1,T2)에 의해서 제 1 및 제 2 SCR(S1,S2)의 게이트를 동시에 트리거하고, PLA부의 출력(Y3,Y4)은 입력 AC 전압의 마이너스 위상에 대한 제어신호로서 게이트 앰프(A3,A4)와 펄스트랜스(T3,T4)에 의해서 제 3, 제 4 SCR(S3,S4)의 게이트를 동시에 트리거한다. 이때 각 SCR의 점호각은 170。이며, 도 9의 (c)에 나타나 있다. 오프동작은 오프 딜레이 시간 약 1초에 걸쳐서 이루어지며 이때 출력 DC전압의 파형은 도 9(d)와 같다. 오프동작에서 출력 DC 전류, 전압의 동작 영역은 도 10에 도시한 바와 같다. 이때 출력 DC전압의 동작 영역이 4 상한에 위치하므로 전력이 입력 AC 전원으로 회생됨을 알 수 있다.
본 발명에 따른 단상 전파 위상제어 정류기의 SCR 게이트 트리거방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 단상전파 위상제어정류기의 SCR 게이트 트리거 방법에서는 정류부에 마련된 4개의 SCR의 게이트 트리거신호를 각각 제어함으로써 온 동작시 출력전압의 동작 영역을 1상한에만 위치시켜 전력의 방향을 한 방향으로 고정시킴으로써 부하에 인가되는 자장의 변화를 크게 줄일 수 있다. 따라서, 자장의 변화에 따른 전자석 브레이크 코일의 헤드에서 발생되는 와류 손실을 감소시킬 수 있으며 그에 따라 이상 고온 현상 및 소음 발생을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (7)

  1. 브리지 형태로 구성된 다수개의 SCR을 통해 전자석 브레이크 코일에 입력 AC 전압을 인가하도록 상기 다수개의 SCR의 게이트 트리거 신호를 제어하는 단상전파 위상제어 정류기의 SCR 게이트 트리거 방법에 있어서,
    상기 다수개의 SCR은 각각 입력 AC전압의 위상에 따라 상호동작되는 제 1 및 제 2 SCR과, 제 3 및 제 4 SCR로 구성되며, 상기 전자석 브레이크 코일의 온동작시 입력 AC 전압의 플러스 위상에서 제 1 SCR 게이트를 트리거시키고, 상기 입력 AC전압의 마이너스 위상에서 제 4 SCR 게이트를 트리거시키고, 상기 제 2 및 제 3 SCR은 입력 AC전압의 위상에 관계없이 연속적으로 트리거시키는 것을 특징으로 하는 단상전파 위상 제어 정류기의 에스 씨 알 게이트 트리거 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 SCR게이트는 상기 입력 AC 전압에 동기된 구형파 신호와, 상기 입력 AC 전압에 동기된 삼각파 신호와 PI제어된 신호의 비교신호, 동작 온/오프신호의 반전신호 및 소정의 고주파 발진 신호를 논리곱연산하여 출력된 신호에 의해 트리거되는 것을 특징으로 하는 단상전파 위상제어정류기의 에스씨알 게이트 트리거 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 SCR게이트는 동작 온/오프 신호의 반전신호와 소정의 고주파 발진 신호를 논리곱 연산하여 출력되는 신호에 의해 트리거시키는 것을 특징으로 하는 단상전파 위상제어정류기의 에스씨알 게이트 트리거방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 SCR게이트는 입력 AC 전압에 동기된 구형파신호의 반전신호와, 상기 입력 AC 전압에 동기된 삼각파신호와 PI제어된 신호의 비교신호와, 동작 온/오프신호의 반전신호 및 소정의 고주파 발진 신호를 논리곱연산하여 출력되는 신호에 의해 트리거시키는 것을 특징으로 하는 단상전파 위상제어 정류기의 에스씨알 게이트 트리거방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자석 브레이크 코일의 오프 동작시 상기 입력 AC전압의 플러스 위상에서 상기 제 1, 제 2 SCR게이트를 트리거시키고, 상기 입력AC 전압의 마이너스 위상에서 상기 제 3, 제 4 SCR게이트를 트리거시키는 것을 특징으로 하는 단상전파 위상제어정류기의 에스씨알 게이트 트리거방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 SCR 게이트는 상기 입력 AC 전압에 동기된 구형파 신호와, 상기 입력 AC 전압에 동기된 삼각파 신호와 소정의 기준신호를 비교한 신호와, 동작 온/오프신호와, 오프 시간 딜레이 신호의 반전신호 및 소정의 고주파 발진 신호를 논리곱연산하여 출력된 신호에 의해 트리거되는 것을 특징으로 하는 단상전파 위상제어 정류기의 에스씨알 게이트 트리거 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 및 제 4 SCR 게이트는 상기 입력 AC 전압에 동기된 구형파 신호의 반전신호와, 상기 입력 AC 전압에 동기된 삼각파신호와 소정의 기준신호를 비교한 신호와, 동작 온/오프신호와, 오프시간 딜레이신호의 반전신호 및 소정의 고주파 발진신호를 논리곱연산하여 출력된 신호에 의해 트리거되는 것을 특징으로 하는 단상전파 위상제어정류기의 에스씨알 게이트 트리거방법.
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