KR20020075866A - 전류조정장치 및 전류조정방법 - Google Patents

전류조정장치 및 전류조정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력원으로부터 부하로 공급되는 전류를 조정하는 전류조정장치 및 전류조정방법에 관한 것으로서,
외부의 교류전원(20)과 부하(30)의 사이에 흐르는 전류의 방향 및 크기가 전류트랜스(11)에 의해 검지되고, 검지의 결과, 전류트랜스의 2차권선(11B)에 발생한 전압은 교류전원(20)의 전압과 중첩되고, 동기전력원(S)에 공급되며, 동기전력원(S)은 자기에게 공급된 전압과 순간값이 동등한 전압을 발생하고, 부하(30)에 병렬로 인가하며, 동기전력원(S)이 인가하는 전압은 전류트랜스(11)가 검지한 전류를 감소시키는 값을 갖기 때문에 교류전원(20)과 부하(30)의 사이에는 전류가 실질적으로 흐르지 않게 되는 것을 특징으로 한다.

Description

전류조정장치 및 전류조정방법{CURRENT ADJUSTING APPARATUS AND CURRENT ADJUSTING METHOD}
전력사업자자 공급하는 상용전력은 일반적으로 교류전력이다. 교류전력은 여러 가지 전기적 특성을 갖는 부하의 구동에 이용되고 있다.
또 근래 자가용의 전력원으로서 상용전력 외에 자가발전장치가 이용되고 있다. 또 전력판매(Electricity Sales)가 실시되게 되어 있다. 전력판매는 자가용의 전력원이 발전한 전력을 기존의 상용전력계통에 공급하여 대가를 얻는 행위이다.
전력판매를 실시하는 경우 자가발전장치로부터 상용전력계통으로 전력조류의 유입이 일어난다(역조류가 발생한다)는 문제가 있다. 역조류는 상용전력으로 구동되는 장치로의 악영향을 준다. 또 역조류 때문에 적산전력계가 정상으로 동작하지 않는 일도 있다. 적산전력계가 오동작하면 전력판매자(Electricity Seller)는 올바로 대가를 얻을 수 없게 된다.
역조류를 방지하는 수법으로서는, 예를 들면 자가발전장치가 발생하는 교류전압의 주파수를 약간 변화시켜서 교류전류의 변화를 감시하고, 감시결과에 따라서 역조류의 유무를 판별한다는 수법이 있었다.
그러나 이 수법으로는 자가발전장치의 구성이 복잡해진다. 또 이 수법으로는 상용전력에 의해 구동되는 부하에 복잡한 파형의 교류전압이 공급된다. 이 때문에 이 부하에 전력이 효율적으로 공급되지 않게 된다(즉 역률이 저하한다). 또 이 수법에 의한 경우는 부하의 동작에 다른 악영향이 미칠 위험도 있다.
본 발명은 전류조정장치 및 전류조정방법에 관한 것으로, 특히 전력원으로부터 부하로 공급되는 전류를 조정하는 전류조정장치 및 전류조정방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관련되는 전류조정장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 도 1의 전류조정장치의 변형예의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 도 2의 전류조정장치의 변형예의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 도 2의 전류조정장치의 변형예의 구성을 나타내는 블록도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10: 전류조정장치11: 전류트랜스
11A: 1차권선11B: 2차권선
12: 양방향인버터13: 2차전지
14: 전지전압감시회로15: 타이머회로
16: 동기발진기17: 정전검출회로
18: 직류전력원20: 상용전원
30: 부하31: 중요부하
본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 간단한 구성으로 역조류의 발생을 방지할 수 있는 전류조정장치 및 전류조정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 부하에 전력이 효율적으로 공급되도록 하기(즉 역률을 개선하기) 위한 전류조정장치 및 전류조정방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제 1 관점에 관련되는 전류조정장치는,
외부의 교류전원과 외부의 부하의 사이에 흐르는 전류의 방향 및 크기를 검지하는 전류검지회로(11)와,
상기 전류검지회로가 검지한 전류를 감소시키는 값을 갖는 보정전압을 발생하여 상기 부하를 포함하는 전류로의 양단간에 인가하는 보정전압인가회로(S, 11, 16)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 전류조정장치에 따르면, 부하를 포함하는 전류로에 보정전압이 인가됨으로써 교류전원과 부하의 사이에 흐르는 전류가 말소되고, 전력이 부하로 효율적으로 공급되면서 간단한 구성으로 역조류의 발생이 방지된다.
상기 전류검지회로는 검지한 전류의 방향 및 크기를 나타내는 극성 및 크기를 갖는 검지전압을 발생하는 회로(11B)를 구비해도 좋다.
이 경우 상기 보정전압인가회로는,
상기 교류전원이 발생하는 교류전압과 실질적으로 동상(同相)의 보정용 교류전압을 취득하는 보정용 교류전압발생회로(12, 16)와,
상기 교류전원이 공급하는 전력을 실질적으로 소비하지 않는 보정용 전력원이 공급하는 보정용 전력을 교환함으로써 상기 보정용 교류전압 및 상기 검지전압의 중첩을 실시하고, 상기 중첩에 의해 얻어지는 전압에 의해 결정되는 값을 갖는 상기 보정전압을 발생하는 보정전압발생회로(11B, 12)를 구비함으로써 보정전압을 인가하면 좋다.
상기 보정용 전력원은 2차전지(13)로 구성되어 있어도 좋다.
이 경우 상기 보정전압인가회로는 상기 보정전압을 발생하는 노드에 외부로부터 전력조류가 유입되었을 때 해당 전력조류에 기인하는 전력을 정류하고, 정류에 의해 얻어진 직류전력에 의해 상기 2차전지를 충전하는 회로(12)를 구비하는 것으로 하면 잉여의 전력이 충전되어 전력의 이용이 더욱 효율화된다.
상기 보정용 교류전압 및 상기 검지전압의 중첩에 의해 얻어지는 전압을 분압함으로써 상기 보정전압을 저하시키고, 상기 보정전압을 발생하는 노드에 외부로부터 전력조류를 유입시키는 충전강제회로(R1, R2, RY1, 15)를 구비하는 것으로 하면 2차전지의 충전이 확실하게 실시된다.
상기 충전강제회로는 예를 들면,
소정의 조건이 도래했는지 아닌지를 판별하고, 도래했다고 판별했을 때 충전을 실시할 것을 통지하는 신호를 출력하는 제어회로(15)와,
상기 제어회로가 출력한 상기 신호를 취득하고, 해당 신호에 응답하여 상기 보정용 교류전압 및 상기 검지전압의 중첩에 의해 얻어지는 전압의 분압을 실시하는 분압회로(R1, R2, RY1)를 구비함으로써 보정전압을 저하시키고, 보정전압을 발생하는 노드에 외부로부터 전력조류를 유입시키도록 하면 좋다.
상기 교류전원이 정전되었는지 아닌지를 판별하고, 정전되었다고 판별했을 때 상기 보정전압을 발생하는 노드를 상기 부하 및 상기 교류전원으로부터 분리하는 정전감시회로(17, RY2)를 구비하는 것으로 하면 2차전지의 급격한 소모를 피할 수 있다. 또 보정전압을 발생하는 노드를 교류전원으로부터 분리한 후에도 2차전지로부터 외부의 부하에 전력을 공급하도록 하면, 이 외부의 부하는 교류전원이 정전되어도 전력의 공급을 받을 수 있다.
상기 정전감시회로는 예를 들면,
상기 부하와 상기 전류검지회로의 접속점의 전압에 의거하여 상기 교류전원이 정전되었는지 아닌지를 판별하고, 정전되었다고 판별했을 때 정전을 통지하는 신호를 출력하는 판별회로(17)와,
상기 판별회로가 출력한 상기 신호를 취득하고, 해당 신호에 응답하여 상기보정전압을 발생하는 노드를 상기 부하 및 상기 교류전원으로부터 분리하는 전류로(RY2)를 구비하고 있으면 좋다.
발전함으로써 직류전력을 생성하고, 해당 직류전력에 의해 상기 2차전지를 충전하는 회로(18)를 구비하는 것으로 하면 보정전압의 발생이 더욱 효율적으로 된다.
상기 보정용 교류전압발생회로는 상기 교류전원이 공급하는 전력을 실질적으로 소비하는 일 없이 상기 보정용 교류전압을 발생하는 것이어도 좋다.
이 경우 상기 보정용 교류전압발생수단은 상기 교류전원이 정전되었을 때, 정전하기 이전에 상기 교류전원이 발생하고 있던 교류전압과 실질적으로 동상의 전압을 상기 보정용 교류전압으로서 발생하는 것으로 하면 정전시에도 보정전압을 계속 발생하기 때문에 보정전압을 외부의 부하에 인가함으로써 정전시에 있어서도 이 부하가 구동되게 된다.
상기 전류검지회로는 예를 들면 상기 교류전원과 상기 부하의 사이에 접속된 1차권선(11A)과, 상기 1차권선에 유도결합된 2차권선(11B)을 구비하는 변성기(11)로 구성되어 있으면 좋다.
또 본 발명의 제 2 관점에 관련되는 전류조정방법은,
외부의 교류전원과 외부의 부하의 사이에 흐르는 전류의 방향 및 크기를 검지하고(11),
검지한 전류를 감소시키는 값을 갖는 보정전압을 발생하여 상기 부하를 포함하는 전류로의 양단간에 인가하는(S, 11, 16) 것을 특징으로 한다.
이와 같은 전류조정방법에 따르면, 부하를 포함하는 전류로에 보정전압이 인가됨으로써 교류전원과 부하의 사이에 흐르는 전류가 말소되고, 전력이 부하로 효율적으로 공급되면서 간단한 구성으로 역조류의 발생이 방지된다.
검지한 전류의 방향 및 크기를 나타내는 극성 및 크기를 갖는 검지전압을 발생하도록 해도 좋다(11B).
이 경우는 예를 들면 상기 교류전원이 발생하는 교류전압과 실질적으로 동상의 보정용 교류전압을 취득하고(12, 16),
상기 교류전원이 공급하는 전력을 실질적으로 소비하지 않는 보정용 전력원이 공급하는 보정용 전력을 변환함으로써 상기 보정용 교류전압 및 상기 검지전압의 중첩을 실시하며, 상기 중첩에 의해 얻어지는 전압에 의해 결정되는 값을 갖는 상기 보정전압을 발생함(11B, 12)으로써 보정전압을 인가하면 좋다.
상기 보정용 전력원은 2차전지(13)로부터 공급되어도 좋다.
이 경우는 상기 보정전압을 발생하는 노드에 외부로부터 전력조류가 유입되었을 때 해당 전력조류에 기인하는 전력을 정류하고, 정류에 의해 얻어진 직류전력에 의해 상기 2차전지를 충전하도록(12) 하면 잉여의 전력이 충전되어 전력의 이용이 더욱 효율화된다.
상기 보정용 교류전압 및 상기 검지전압의 중첩에 의해 얻어지는 전압을 분압함으로써 상기 보정전압을 저하시키고, 상기 보정전압을 발생하는 노드에 외부로부터 전력조류를 유입시키도록(R1, R2, RY1, 15) 하면 2차전지의 충전이 확실하게 실시된다.
구체적으로는 소정의 조건이 도래했는지 아닌지를 판별하고, 도래했다고 판별했을 때 충전을 실시할 것을 통지하는 신호를 출력하며(15),
충전을 실시할 것을 통지하는 상기 신호를 취득하고, 해당 신호에 응답하여 상기 보정용 교류전압 및 상기 검지전압의 중첩에 의해 얻어지는 전압의 분압을 실시함(R1, R2, RY1)으로써 보정전압을 저하시키며, 보정전압을 발생하는 노드에 외부로부터 전력조류를 유입시키도록 하면 좋다.
상기 교류전원이 정전되었는지 아닌지를 판별하고, 정전되었다고 판별했을 때 상기 보정전압을 발생하는 노드를 상기 부하 및 상기 교류전원으로부터 분리하도록(17, RY2) 하면 2차전지의 급격한 소모를 피할 수 있다. 또 보정전압을 발생하는 노드를 교류전원으로부터 분리한 후에도 2차전지로부터 외부의 부하에 전력을 공급하도록 하면, 이 외부의 부하는 교류전원이 정전되어도 전력의 공급을 받을 수 있다.
구체적으로는 예를 들면 상기 부하와 상기 전류검지회로의 접속점의 전압에 의거하여 상기 교류전원이 정전되었는지 아닌지를 판별하고, 정전되었다고 판별했을 때 정전을 통지하는 신호를 출력하며(17),
정전을 통지하는 상기 신호를 취득하고, 해당 신호에 응답하여 상기 보정전압을 발생하는 노드를 상기 부하 및 상기 교류전원으로부터 분리하도록(RY2) 하면 좋다.
발전함으로써 직류전력을 생성하고, 해당 직류전력에 의해 상기 2차전지를 충전하도록(18) 하면 보정전압의 발생이 더욱 효율적으로 된다.
상기 교류전원이 공급하는 전력을 실질적으로 소비하는 일 없이 상기 보정용 교류전압을 발생하도록 해도 좋다.
이 경우는 상기 교류전원이 정전되었을 때, 정전되기 이전에 상기 교류전원이 발생하고 있던 교류전압과 실질적으로 동상의 전압을 상기 보정용 교류전압으로서 발생하도록 하면 정전시에도 보정전압이 계속 발생하기 때문에 보정전압을 외부의 부하에 인가함으로써 정전시에 있어서도 이 부하가 구동되게 된다.
상기 교류전원과 상기 부하의 사이에 흐르는 전류의 방향 및 크기의 검지는 예를 들면 상기 교류전원과 상기 부하의 사이에 접속된 1차권선(11A)과 상기 1차권선에 유도결합된 2차권선(11B)을 구비하는 변성기(11)의 해당 2차권선이 발생하는 신호에 의거하여 실시하면 좋다.
이하 본 발명의 실시형태에 관련되는 전류조정장치 및 전류조정방법을 전류조정장치를 예로 하여 도면을 참조해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관련되는 전류조정장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도시하는 바와 같이 이 전류조정장치(10)는 전류트랜스(11)와, 저항기(R1)와, 동기전력원(S)으로 구성되어 있다.
전류트랜스(11)는 1차권선(11A) 및 2차권선(11B)을 구비한다. 1차권선(11A) 및 2차권선(11B)은 서로 유도결합되어 있다. 1차권선(11A)의 일단은 단상교류전압을 발생하는 상용전원(20)의 양극의 한쪽에 접속되어 있다. 1차권선(11A)의 타단은 외부의 부하(30)가 구비하는 한쌍의 단의 한쪽과, 동기전력원(S)의 후술하는 교류입출력단(ACIO)에 접속되어 있다. 또한 상용전원(20)의 양극의 다른쪽 및 부하(30)의 한쌍의 단의 다른쪽은 어느 쪽이나 접지되어 있다.
2차권선(11B)의 일단은 상용전원(20)과 1차권선(11A)의 접속점에 접속되어 있다. 2차권선(11B)의 타단은 동기전력원(S)의 동기입력단에 접속되어 있다. 또 2차권선(11B)의 양단간에는 저항기(R1)가 접속되어 있다.
다만 1차권선(11A)에 교류전류가 흐르고, 1차권선(11A)의 양단 중 상용전원(20)에 접속된 쪽의 단의 전압이 다른쪽의 단에 대하여 플러스극성으로 되었을 때는 2차권선(11B)의 양단 중 동기전력원(S)에 접속된 쪽의 단의 전압이 다른쪽의 단에 대하여 플러스극성으로 되는 전압이 2차권선(11B)에 야기되는 것으로 한다.
동기전력원(S)은 동기입력단(SYNC1)과, 교류입출력단(ACIO)과, 접지단(GND)을 구비하고 있다. 동기전력원(S)은 동기입력단(SYNC1)에 인가된 전압의 순간값과 실질적으로 동일한 순간값을 갖는 전압을 교류입출력단(ACIO)에 발생한다.
다만 동기전력원(S)은 동기입력단(SYNC1)에 공급되는 전압을 버퍼링하는 것으로 한다. 즉 동기전력원(S)은 동기입력단(SYNC1)에 공급되는 전력을 실질적으로 소비하지 않고, 상용전원(20) 이외의 외부의 전력원 또는 동기전력원(S) 자신이 구비하는 전력원으로부터 교류입출력단(ACIO)으로 전력을 공급하는 것으로 한다.
동기전력원(S)의 동기입력단(SYNC1)은 상기와 같이 2차권선(11B)의 양단 중 상용전원(20)에 접속되어 있지 않은 쪽에 접속되어 있다. 교류입출력단(ACIO)은 1차권선(11A)과 부하(30)의 접속점에 접속되어 있다.
다음으로 이 전류조정장치(10)가 상용전원(20)으로부터 부하(30)로 흐르는 전류를 조정하는 동작을 설명한다.
상용전원(20)이 단상교류전압을 발생하면 상용전원(20)과 부하(30)의 사이에는 1차권선(11A)을 통하여 전류가 흐른다. 이 결과 2차권선(11B)에는 교류전압이 야기된다. 동기전력원(S)의 동기입력단(SYNC1)에는 2차권선(11B)의 양단간의 전압과 상용전원(20)이 발생하는 전압이 중첩된 것에 상당하는 전압이 인가된다.
우선 상용전원(20)이 발생하는 교류전압의 순간값이 동기전력원(S)의 교류입출력단(ACIO)과 전류트랜스(11)의 접속점의 전압의 순간값보다 높아졌다고 하자. 이 시점에서는 2차권선(11B)에는 동기전력원(S)의 동기입력단(SYNC1)에 인가되는 전압이 상용전원(20)이 발생하는 교류전압보다 높아지는 방향의 기전력이 발생한다. 따라서 동기전력원(S)의 교류입출력단(ACIO)에 발생하는 전압이 상승한다.
한편 상용전원(20)이 발생하는 교류전압의 순간값이 교류입출력단(ACIO)과 전류트랜스(11)의 접속점의 전압의 순간값보다 낮아졌다고 하자. 이 시점에서는 2차권선(11B)에 발생하는 기전력에 의해 상용전원(20)이 발생하는 교류전압보다 동기입력단(SYNC1)에 인가되는 전압쪽이 낮아진다. 따라서 교류입출력단(ACIO)에 발생하는 전압이 강하한다.
이상 설명한 동작을 연속적으로 실시하는 결과, 동기전력원(S)의 교류입출력단(ACIO)과 전류트랜스(11)의 접속점의 전압의 순간값은 상용전원(20)이 발생하는 교류전압의 순간값과 실질적으로 동등해지고, 1차권선(11A)에는 실질적으로 전류가 흐르지 않게 된다. 즉 상용전원(20)과 부하(30)의 사이에 전류가 흐르지 않도록 조정된다. 따라서 예를 들면 부하(30)에 병렬로 자가용 발전기 등의 외부의 전력원이 접속되어 있어도, 이 전력원으로부터 상용전원(20)으로의 전력조류의 역류가 실질적으로 발생하지 않는다.
또한 전류조정장치(10)의 구성은 상기의 것에 한정되지 않는다.
예를 들면 전류조정장치(10)는 도 2에 나타내는 구성을 갖고 있어도 좋다.즉 동기전력원(S)은 양방향인버터(12)와, 2차전지(13)와, 전지전압감시회로(14)로 구성되어 있어도 좋다.
양방향인버터(12)는 직류입출력단(DCIO)과, 제어입력단(CIN)과, 동기전력원(S)의 동기입력단(SYNC1)을 구성하는 동기입력단과, 동기전력원(S)의 교류입출력단(ACIO)을 구성하는 교류입출력단과, 동기전력원(S)의 접지단(GND)을 구성하는 접지단을 구비하고 있다.
직류입출력단(DCIO)은 2차전지(13)의 양극에 접속되어 있다. 제어입력단(CIN)은 전지전압감시회로(14)의 후술하는 제어출력단(COUT1)에 접속되어 있다.
양방향인버터(12)는 동기입력단(SYNC1)에 인가된 전압의 순간값과 실질적으로 동일한 순간값을 갖는 전압을 교류입출력단(ACIO)에 발생한다. 그리고 교류입출력단(ACIO)으로부터 양방향인버터(12)의 외부로 전력조류가 유출되는 경우는 2차전지(13)로부터 직류입출력단(DCIO)을 통하여 교류입출력단(ACIO)으로 전력을 공급한다. 한편 양방향인버터(12)의 외부로부터 교류입출력단(ACIO)으로 전력조류가 유입되는 경우는 교류입출력단(ACIO)에 유입되는 이 전류를 정류한다. 그리고 정류에 의해 얻어지는 직류전류를 직류입출력단(DCIO)을 통하여 2차전지(13)로 공급한다. 따라서 2차전지(13)는 충전된다.
또 양방향인버터(12)는 제어입력단(CIN)에 소정의 동작정지신호가 공급되었을 때 교류입출력단(ACIO)을 실질적으로 차단한다. 바꾸어 말하면 교류입출력단(ACIO)의 입력임피던스 및 출력임피던스를 실질적으로 무한대로 한다.즉 제어입력단(CIN)에 동작정지신호가 공급되면 양방향인버터(12)는 실질적으로 동작을 정지한다.
또한 양방향인버터(12)는 교류입출력단(ACIO) 또는 직류입출력단(DCIO)에 흐르는 전류의 크기가 소정의 정격값을 넘었을 때 교류입출력단(ACIO)을 실질적으로 차단하는 기능을 갖고 있어도 좋다.
전지전압감시회로(14)는 한쌍의 입력단(REF1)과 제어출력단(COUT1)을 구비하고 있다. 각 입력단(REF1)은 2차전지(13)의 양극에 1 대 1로 접속되어 있다. 제어출력단(COUT1)은 양방향인버터(12)의 제어입력단(CIN)에 접속되어 있다.
전지전압감시회로(14)는 2차전지(13)의 양단간의 전압(즉 각 입력단(REF1) 상호간의 전압)이 소정값을 넘는 과대전압 또는 과소전압인지 아닌지를 판별한다. 그리고 과대전압 또는 과소전압이라고 판별했을 때 제어출력단(COUT1)으로부터 양방향인버터(12)의 제어입력단(CIN)으로 상기의 동작정지신호를 공급한다.
또 전류조정장치(10)는 도 2에 나타내는 바와 같이 릴레이(RY1)와, 타이머회로(15)와, 저항기(R2)를 추가로 구비하고 있어도 좋다.
릴레이(RY1)는 전류로 및 제어입력단을 구비하고 있다. 릴레이(RY1)의 전류로의 일단은 저항기(R2)를 통하여 동기전력원(S)의 동기입력단(SYNC1)에 접속되어 있다. 릴레이(RY1)의 전류로의 타단은 접지되어 있다. 릴레이(RY1)의 제어입력단은 타이머회로(15)의 후술하는 제어출력단(COUT2)에 접속되어 있다.
릴레이(RY1)는 자기(自己)의 제어입력단에 제어신호가 공급되면 자기의 전류로를 도통시키고, 제어신호의 공급이 정지되면 자기의 전류로를 실질적으로 차단한다.
타이머회로(15)는 제어출력단(COUT2)을 구비하고 있다. 제어출력단(COUT2)은 상기와 같이 릴레이(RY1)의 제어입력단에 접속되어 있다.
타이머회로(15)는 소정의 시간대가 도래했는지 아닌지를 반복판별한다. 그리고 소정의 시간대가 도래했다고 판별했을 때 제어출력단(COUT2)으로부터 릴레이(RY1)의 제어입력단에 제어신호를 공급하여 릴레이(RY1)의 전류로를 도통시킨다. 또 현재시각이 이 시간대에 속해 있지 않다고 판별했을 때는 제어신호의 공급을 정지하여 릴레이(RY1)의 전류로를 차단시킨다.
도 2의 구성에 있어서는, 동기전력원(S)으로부터 전력이 공급되는 경우, 이 전력은 2차전지(13)로부터 양방향인버터(12)를 거쳐서 공급된다. 또 예를 들면 부하(30)에 병렬로 접속된 외부의 전력원이나 상용전원(20)으로부터 교류입출력단(ACIO)을 거쳐서 동기전력원(S)으로 전력조류가 유입되는 경우, 이 전력조류에 상당하는 에너지는 2차전지(13)에 저장된다.
또 도 2의 구성에 있어서는, 소정의 시간대(예를 들면 심야전력요금이 적용되는 시간대이면 좋다)가 도래하면 릴레이(RY1)의 전류로가 도통한다. 이 결과 동기전력원(S)의 동기입력단(SYNC1)에 인가되는 교류전압의 진폭이 저하한다. 이 때문에 교류입출력단(ACIO)에 발생하는 교류전압의 진폭도 저하하고, 교류입출력단(ACIO)으로부터 동기전력원(S)으로 전력조류가 유입되게 된다. 따라서 2차전지(13)가 충전된다.
또 전류조정장치(10)는 도 3에 나타내는 구성을 갖고 있어도 좋다. 즉 전류조정장치(10)는 도 2에 나타내는 구성에 덧붙여서 또한 동기발진기(16)와, 정전검출회로(17)와, 릴레이(RY2)를 구비하고 있어도 좋다. 또 도 3에 나타내는 바와 같이 전류조정장치(10)는 상용전원(20)의 정전시에도 구동될 필요가 있는 중요부하(31)에 접속되어 있어도 좋다.
동기발진기(16)는 동기입력단(SYNC2)과, 출력단(OSCOUT)을 구비한다. 동기발진기(16)의 동기입력단(SYNC2)은 상용전원(20)과 전류트랜스(11)의 접속점에 접속되어 있다. 또 2차권선(11B)의 양단 중 도 2의 구성에 있어서 상용전원(20)과 1차권선(11A)의 접속점에 접속되어 있던 단은 해당 접속점에 대신하여 동기발진기(16)의 출력단(OSCOUT)에 접속되어 있다.
동기발진기(16)는 일정한 진폭(이하 이 진폭을 기준진폭이라고 부른다)을 갖고 동기입력단(SYNC2)에 인가된 교류전압과 실질적으로 동상인 교류전압을 출력단(OSCOUT)으로부터 출력한다. 다만 동기발진기(16)는 동기입력단(SYNC2)에 공급되는 전력을 실질적으로 소비하지 않는다. 또한 기준진폭의 값은 정상으로 가동하고 있는 상용전원(20)이 발생하는 교류전압의 진폭이 취할 수 있는 값의 범위내에 있는 것으로 한다.
일단 동기발진기(16)는 출력단(OSCOUT)으로부터 교류전압의 출력이 개시되면, 그 후 동기입력단(SYNC2)으로의 교류전압의 인가가 정지되어도 출력단(OSCOUT)으로부터 종전의 위상을 유지한 채 기준진폭을 갖는 교류전압을 계속 출력한다.
릴레이(RY2)는 전류로 및 제어입력단을 구비하고 있다. 그리고 동기전력원(S)의 교류입출력단(ACIO)은 전류트랜스(11)와 부하(30)의 접속점에 접속되는 대신에 릴레이(RY2)의 전류로의 일단에 접속되고, 릴레이(RY2)의 전류로의 타단이 해당 접속점에 접속되어 있다. 릴레이(RY2)의 제어입력단은 정전검출회로(17)의 후술하는 제어출력단(COUT3)에 접속되어 있다.
릴레이(RY2)는 자기의 제어입력단에 제어신호가 공급되면 자기의 전류로를 실질적으로 차단한다. 한편 제어신호의 공급이 정지되면 자기의 전류로를 도통시킨다.
정전검출회로(17)는 참조단(REF2)과 제어출력단(COUT3)을 구비하고 있다. 참조단(REF2)은 전류트랜스(11)와 부하(30)의 접속점에 접속되어 있다. 제어출력단(COUT3)은 상기와 같이 릴레이(RY2)의 제어입력단에 접속되어 있다.
정전검출회로(17)는 참조단(REF2)에 인가된 전압에 의거하여 상용전원(20)이 정전되었는지 아닌지를 판별한다. 그리고 정전되었다고 판별했을 때 제어출력단(COUT3)으로부터 릴레이(RY2)의 제어입력단에 제어신호를 공급하여 릴레이(RY2)의 전류로를 차단시킨다. 한편 정전되어 있지 않다고 판별했을 때는 제어신호의 공급을 정지하여 릴레이(RY2)의 전류로를 도통시킨다.
또한 중요부하(31)의 양단 중 한쪽은 동기전력원(S)의 교류입출력단(ACIO)에 접속되고, 다른쪽은 접지된다.
도 3에 나타내는 구성에 있어서는, 상용전원(20)이 정전되었을 때 동기전력원(S)의 교류입출력단(ACIO)은 상용전원(20) 및 부하(30)의 어느 쪽으로부터도 전기적으로 분리된다. 한편 상용전원(20)의 정전 후에도 동기전력원(S)의 동기입력단(SYNC1)에는 기준진폭을 갖고, 또한 정전되기까지 상용전원(20)이 발생하고 있던교류전압과 실질적으로 동상의 교류전압이 인가된다. 이 때문에 교류입출력단(ACIO)에는 기준진폭을 갖고, 또한 상용전원(20)이 발생하고 있던 교류전압과 실질적으로 동상의 교류전압이 발생한다.
따라서 도 3의 구성은 상용전원(20)의 정전에도 불구하고 동기전력원(S)으로부터 중요부하(31)로 전력을 공급하는 무정전전원으로서 기능한다.
또한 전류조정장치(10)는 도 4에 나타내는 구성을 갖고 있어도 좋다. 즉 동기전력원(S)은 도 2(또는 도 3)에 나타내는 구성에 덧붙여서 직류전압을 발생하는 직류전력원(18)을 구비하고 있어도 좋다.
직류전력원(18)은 예를 들면 태양전지나 풍력발전기 및 정류기 등으로 구성되어 있으며, 플러스극과 마이너스극을 구비한다. 직류전력원(18)의 플러스극은 2차전지(13)의 플러스극에 접속되고, 직류전력원(18)의 마이너스극은 2차전지(13)의 마이너스극에 접속되어 있다.
도 4의 구성에서는 2차전지(13)는 직류전력원(18)이 발전하는 직류전력에 의해 충전된다.
그 밖에 본 발명은 상기의 실시형태에 한정되지 않고 여러 가지 변형 및 응용이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 간단한 구성으로 역조류의 발생을 방지할 수 있는 전류조정장치 및 전류조정방법이 실현된다.
또 본 발명에 따르면, 부하에 전력이 효율적으로 공급되도록 하기 위한 전류조정장치 및 전류조정방법이 실현된다.

Claims (20)

  1. 외부의 교류전원과 외부의 부하의 사이에 흐르는 전류의 방향 및 크기를 검지하는 전류검지회로(11)와,
    상기 전류검지회로가 검지한 전류를 감소시키는 값을 갖는 보정전압을 발생하여 상기 부하를 포함하는 전류로의 양단간에 인가하는 보정전압인가회로(S, 11, 16)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류조정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류검지회로는 검지한 전류의 방향 및 크기를 나타내는 극성 및 크기를 갖는 검지전압을 발생하는 회로(11B)를 구비하고,
    상기 보정전압인가회로는,
    상기 교류전원이 발생하는 교류전압과 실질적으로 동상의 보정용 교류전압을 취득하는 보정용 교류전압발생회로(12, 16)와,
    상기 보정용 교류전압 및 상기 검지전압의 중첩을 실시하고, 상기 교류전원이 공급하는 전력을 실질적으로 소비하지 않는 보정용 전력원이 공급하는 보정용 전력을 변환함으로써 상기 중첩에 의해 얻어지는 전압에 의해 결정되는 값을 갖는 상기 보정전압을 발생하는 보정전압발생회로(11B, 12)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류조정장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보정용 전력원은 2차전지(13)로 구성되고,
    상기 보정전압인가회로는 상기 보정전압을 발생하는 노드에 외부로부터 전력조류가 유입되었을 때 해당 전력조류에 기인하는 전력을 정류하고, 정류에 의해 얻어진 직류전력에 의해 상기 2차전지를 충전하는 회로(12)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류조정장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보정용 교류전압 및 상기 검지전압의 중첩에 의해 얻어지는 전압을 분압함으로써 상기 보정전압을 저하시키고, 상기 보정전압을 발생하는 노드에 외부로부터 전력조류를 유입시키는 충전강제회로(R1, R2, RY1, 15)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류조정장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 충전강제회로는,
    소정의 조건이 도래했는지 아닌지를 판별하고, 도래했다고 판별했을 때 충전을 실시할 것을 통지하는 신호를 출력하는 제어회로(15)와,
    상기 제어회로가 출력한 상기 신호를 취득하고, 해당 신호에 응답하여 상기 보정용 교류전압 및 상기 검지전압의 중첩에 의해 얻어지는 전압의 분압을 실시하는 분압회로(R1, R2, RY1)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류조정장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 교류전원이 정전되었는지 아닌지를 판별하고, 정전되었다고 판별했을 때 상기 보정전압을 발생하는 노드를 상기 부하 및 상기 교류전원으로부터 분리하는 정전감시회로(17, RY2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류조정장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 정전감시회로는,
    상기 부하와 상기 전류검지회로의 접속점의 전압에 의거하여 상기 교류전원이 정전되었는지 아닌지를 판별하고, 정전되었다고 판별했을 때 정전을 통지하는 신호를 출력하는 판별회로(17)와,
    상기 판별회로가 출력한 상기 신호를 취득하고, 해당 신호에 응답하여 상기 보정전압을 발생하는 노드를 상기 부하 및 상기 교류전원으로부터 분리하는 전류로(RY2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류조정장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    발전함으로써 직류전력을 생성하고, 해당 직류전력에 의해 상기 2차전지를 충전하는 회로(18)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류조정장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 보정용 교류전압발생회로는 상기 교류전원이 공급하는 전력을 실질적으로 소비하는 일 없이 상기 보정용 교류전압을 발생하는 것이며,
    상기 교류전원이 정전되었을 때, 정전하기 이전에 상기 교류전원이 발생하고 있던 교류전압과 실질적으로 동상의 전압을 상기 보정용 교류전압으로서 발생하는 것을 특징으로 하는 전류조정장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류검지회로는 상기 교류전원과 상기 부하의 사이에 접속된 1차권선(11A)과, 상기 1차권선에 유도결합된 2차권선(11B)을 구비하는 변성기(11)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전류조정장치.
  11. 외부의 교류전원과 외부의 부하의 사이에 흐르는 전류의 방향 및 크기를 검지하고(11),
    검지한 전류를 감소시키는 값을 갖는 보정전압을 발생하여 상기 부하를 포함하는 전류로의 양단간에 인가하는(S, 11, 16) 것을 특징으로 하는 전류조정방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    검지한 전류의 방향 및 크기를 나타내는 극성 및 크기를 갖는 검지전압을 발생하고(11B).
    상기 교류전원이 발생하는 교류전압과 실질적으로 동상의 보정용 교류전압을취득하고(12, 16),
    상기 보정용 교류전압 및 상기 검지전압의 중첩을 실시하며, 상기 교류전원이 공급하는 전력을 실질적으로 소비하지 않는 보정용 전력원이 공급하는 보정용 전력을 변환함으로써 상기 중첩에 의해 얻어지는 전압에 의해 결정되는 값을 갖는 상기 보정전압을 발생하는(11B, 12) 것을 특징으로 하는 전류조정방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 보정용 전력원은 2차전지(13)로부터 공급되고,
    상기 보정전압을 발생하는 노드에 외부로부터 전력조류가 유입되었을 때 해당 전력조류에 기인하는 전력을 정류하고, 정류에 의해 얻어진 직류전력에 의해 상기 2차전지를 충전하는(12) 것을 특징으로 하는 전류조정방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 보정용 교류전압 및 상기 검지전압의 중첩에 의해 얻어지는 전압을 분압함으로써 상기 보정전압을 저하시키고, 상기 보정전압을 발생하는 노드에 외부로부터 전력조류를 유입시키는(R1, R2, RY1, 15) 것을 특징으로 하는 전류조정방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    소정의 조건이 도래했는지 아닌지를 판별하고, 도래했다고 판별했을 때 충전을 실시할 것을 통지하는 신호를 출력하고(15),
    충전을 실시할 것을 통지하는 상기 신호를 취득하고, 해당 신호에 응답하여 상기 보정용 교류전압 및 상기 검지전압의 중첩에 의해 얻어지는 전압의 분압을 실시하는(R1, R2, RY1) 것을 특징으로 하는 전류조정방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 교류전원이 정전되었는지 아닌지를 판별하고, 정전되었다고 판별했을 때 상기 보정전압을 발생하는 노드를 상기 부하 및 상기 교류전원으로부터 분리하는(17, RY2) 것을 특징으로 하는 전류조정방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 부하와 상기 전류검지회로의 접속점의 전압에 의거하여 상기 교류전원이 정전되었는지 아닌지를 판별하고, 정전되었다고 판별했을 때 정전을 통지하는 신호를 출력하며(17),
    정전을 통지하는 상기 신호를 취득하고, 해당 신호에 응답하여 상기 보정전압을 발생하는 노드를 상기 부하 및 상기 교류전원으로부터 분리하는(RY2) 것을 특징으로 하는 전류조정방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    발전함으로써 직류전력을 생성하고, 해당 직류전력에 의해 상기 2차전지를 충전하는(18) 것을 특징으로 하는 전류조정방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 교류전원이 공급하는 전력을 실질적으로 소비하는 일 없이 상기 보정용 교류전압을 발생하고,
    상기 교류전원이 정전되었을 때, 정전되기 이전에 상기 교류전원이 발생하고 있던 교류전압과 실질적으로 동상의 전압을 상기 보정용 교류전압으로서 발생하는 것을 특징으로 하는 전류조정방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 교류전원과 상기 부하의 사이에 흐르는 전류의 방향 및 크기의 검지는 상기 교류전원과 상기 부하의 사이에 접속된 1차권선(11A)과 상기 1차권선에 유도결합된 2차권선(11B)을 구비하는 변성기(11)의 해당 2차권선이 발생하는 신호에 의거하여 실시하는 것을 특징으로 하는 전류조정방법.
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