KR200293251Y1

KR200293251Y1 - Automatic Power Control Saver for Single Phase

Info

Publication number: KR200293251Y1
Application number: KR2020020018363U
Authority: KR
Inventors: 박선동; 김순경
Original assignee: 박선동
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2002-11-01

Abstract

본 고안은 기존 단권 변압기(Auto-Transformer)의 결선을 변형시켜 상호 교차 결선에 따른 상호 교차 유도작용으로 입측 전력을 감소시키고 부하측의 출측 전력을 보상하여, 전 부하에 공급되는 전력절감과 역률 개선, 그리고 부하에 적절한 전압공급을 실시하고, 전압공급의 과도현상과 노이즈를 감소시킬 수 있는 단상용 자동 전력제어 절감기에 관한 건이다.The present invention transforms the wiring of the existing auto-transformer to reduce the incoming power by compensating the crossover induction according to the crossover connection and compensates the outgoing power of the load side, thereby reducing power supply and improving power factor to all the loads, The present invention relates to a single-phase automatic power control reducer capable of supplying a proper voltage to a load and reducing voltage transients and noise.

단권 변압기는 1차, 2차 권선(38,39,43,44)이 서로 연결되어 절연은 되지 않지만, 권선의 일부를 공동회로로 사용하여 자기용량과 부하용량으로 구분시키고, 1차 전압(32)과 2차 전압(34)사이에 전위차가 있는 자기용량의 전류가 입· 출력의 전류가 되도록 하는 것이 기본원리이다. 여자전류에 의해서 발생하는 자속은 원형 코아를 사용하여 자로의 방향을 같게 하므로 누설 자속이 적어 철손이 아주 작은 특성을 갖고 있다.In single winding transformer, primary and secondary windings (38, 39, 43, 44) are connected to each other and are not insulated. The basic principle is that the self-capacitance current with potential difference between the secondary voltage and the secondary voltage 34 becomes the input / output current. The magnetic flux generated by the excitation current uses the circular core to make the direction of the magnetic path the same, so the leakage flux is small and the iron loss is very small.

본 고안에 따르면 단권 변압기의 원리를 사용하여 결선을 상호 교차(41-42, 38-39, 43-44, 36-37)되게 연결시키면 자속과 유도 기전력이 서로 상쇄되면서 부하의 불평형으로 인한 기전력의 차에 의해 전류가 흘러 전력을 발생시키므로 입측 전력을 감소시키고 출측 전력을 증가시켜 보상의 효과를 주는 원리이다.According to the present invention, if the wiring is connected to each other (41-42, 38-39, 43-44, 36-37) using the principle of single winding transformer, the magnetic flux and induced electromotive force cancel each other and Since electric current flows through the car to generate power, it reduces the incoming power and increases the outgoing power.

Description

Automatic Power Control Saver for Single Phase

상대적으로 전력 사용 요금이 높고 또한 누진제를 적용하고 있는 가정용이나 소형 사무실과 같은 곳에서는 이를 감소시키기 위하여 불필요한 전력을 부분적으로 감소시키고 있으나, 조명시설이나 냉장고 등과 같이 기본적으로 줄일 수 없는 부분이 많아 전기 기기 자체를 절전시킨 제품을 개발하여 절전 효과를 얻고 있으며, 현재 개발되어 사용 중에 있는 전력 절감기는 단순 전압강하 방법과 콘덴서를 이용한 역률 개선으로 전력을 절감시키는 입· 출력 전압 강하방식을 사용하고 있으나 부피가 클뿐만 아니라 전력 절감효과가 미흡하여 개발과 사용에 한계를 나타내고있다.In places such as homes and small offices where relatively high power usage rates and progressive applications are applied, unnecessary power is partially reduced to reduce this, but there are many parts that cannot be basically reduced such as lighting equipment or refrigerators. Power savings are being developed and used, and power savers that are being developed and used now use simple voltage drop methods and input / output voltage drop methods that reduce power by improving power factor using capacitors. In addition, the power saving effect is insufficient, indicating a limitation in development and use.

입력단자(2)에서 시작코일(14)의 끝 부분(13)을 반대편 코일(23)에 연결시켜 코일 끝 부분(24)을 통하여 출력 단자(4)에 연결시키고, 입력단자(3)측 코일(22,21)을 반대편 코일(11)에 연결하고 코일 끝 부분(12)을 출력단자(1)에 연결시킨다. 코일 끝(24)과 반대편 코일(16)과 연결시켜 자로를 발생시키고, 또 다른 코일(15)과 코일(28)을 com.시켜 자로를 형성한 후 코일의 끝(27)과 다른 코일 끝(18)이 com. 되게 한다.At the input terminal 2, the end 13 of the start coil 14 is connected to the opposite coil 23, and is connected to the output terminal 4 through the coil end 24, and the coil at the input terminal 3 side. (22, 21) to the opposite coil 11 and the coil end 12 to the output terminal (1). The coil end 24 is connected to the opposite coil 16 to generate a magnetic path, and another coil 15 and the coil 28 are com. To form a magnetic path, and then the coil end 27 and the other coil end ( 18) this com. To be.

마찬가지로 코일 끝(12)과 코일(25) 시작부분을 연결하여 자로를 발생시키고 코일 끝(26)과 시작 코일(17)을 com 시켜 자로를 형성한 후 코일 끝(18)과 코일 끝(27)이 com.되게 한다. 입. 출력 전류를 직렬 권선(36,37,41,42)으로 처리해야하므로 전선의 단면적이 크다. 분로권선(38,39,43,44)으로 상호 교차 결선을 하여 부하의 불평형 및 2차 전력을 보상하는 역할을 하게 한다.Similarly, coil ends 12 and the beginning of the coil 25 are connected to generate a magnetic path and the coil ends 26 and the starting coil 17 com to form a magnetic path, and then the coil ends 18 and the coil ends 27. Let this com. mouth. Since the output current must be treated with series windings 36, 37, 41, 42, the cross section of the wire is large. Cross-wiring with shunt windings (38, 39, 43, 44) to compensate for the unbalance and secondary power of the load.

본 고안의 목적은 단상을 사용하는 주택, 일반 사무실, 상가, 그리고 가로등과 같은 전기요금이 타 업종에 비해 매우 높은 전력을 절약할 수 있는 전력 절감기를 개발하여 전력 절감을 이루는데 있다. 현재 국내외에서 개발되어 제작·공급되고 있는 절전기는 단순한 전압강하 방법과 콘덴서를 이용한 역률 개선방법을 사용하고 있으므로 절전의 효과가 적고 절전기를 제작하는 방법이 복잡하고 가격이 높을 뿐만 아니라 부피가 커서 일반가정이나 사무실, 그리고 가로등과 같은 부분에는 사용이 어려운 문제점이 있다.The purpose of the present invention is to achieve a power saving by developing a power saver that can save a very high power compared to other industries, such as single-bed houses, general offices, shopping malls, street lights. Currently, the energy-saving devices developed and manufactured at home and abroad use simple voltage drop method and power factor improvement method using capacitors, so it is less effective to save power, and the method of manufacturing power-saving devices is not only complicated and expensive, but also bulky. In areas such as offices and streetlights, there are problems that are difficult to use.

기존 전력 절감기와 본 고안을 통하여 개발하고자 하는 단상 전력 절감기의 이론적 차이점은 기존 이론을 사용한 단순한 전압강하 방법과 콘덴서를 이용한 역률 개선방법이 아닌 상호 인덕턴스에 의한 자속 변화로 발생되는 기전력을 이용하는 상호 교차 결선 방법을 사용하였다.The theoretical difference between the existing power saver and the single-phase power saver to be developed through the present design is not a simple voltage drop method using the existing theory and a power factor improvement method using a capacitor, but a mutual cross connection using electromotive force generated by the change of magnetic flux caused by mutual inductance. Method was used.

본 고안을 통하여 개발하고자 하는 단상전력 절감기의 원리는 자체 발생된 전력이 입력단의 전력보다 부하단의 전력을 증가시켜 주므로 입력 전력이 감소되어 전력이 절약되고 부하단(출력) 전력을 보상해 주는 것이므로 전원단 메인에 설치하여 모든 부하에 대하여 절전시킬 수가 있으므로 부하용량에 따라 얼마든지 전체적인 부하 전력을 절약시키는 것이다.The principle of the single-phase power saver to be developed through the present invention is that since the generated power increases the power of the load stage rather than the power of the input stage, the input power is reduced to save power and compensate the load stage (output) power. It is possible to save power for all loads because it is installed in the main of power stage, so it saves overall load power depending on load capacity.

본 고안에 의한 단권 변압기의 기본 구조는 결선을 서로 상호교차 연결하여 1차, 2차 권선(38,39,43,44)이 서로 연결되어 절연이 되지 않으며 권선의 일부를 공동회로로 사용하되 자기용량과 부하용량으로 구분하여 1차 전압(32)과 2차 전압(34)사이에 작은 전위차가 나타나게 하고, 자속과 유도 기전력이 서로 상쇄시키나 부하의 불평형으로 인한 기전력의 차에 의해 전류가 흘러 전력을 발생시켜 입력(절전)을 감소시키고 출력을 증가하여 보상의 효과를 주는 원리이며 자기용량의 전류는 입력(2,3)과 출력(1,4)의 전류이므로 큰 전류가 흐르게 되므로 굵은 코일을 사용한다. 여자전류에 의해서 발생하는 자속은 코아가 원형(Troidal)이므로 자로의방향이 같아 기기 동작의 기본이 되는 자속에 대해서 한쪽 권선하고만 쇄교하는 누설자속(leakage flux)과 철심에 생기는 히스테리시스 손실(hysteresis loss)과 와류손실(eddy current loss)을 합한 철손(iron loss)이 작아지므로 전류의 특성이 양호하게되고 부피도 작아지게 된다.The basic structure of the single winding transformer according to the present invention is that the primary and secondary windings (38, 39, 43, 44) are not insulated by interconnecting the wirings with each other and use a part of the windings as a common circuit. A small potential difference appears between the primary voltage 32 and the secondary voltage 34 by dividing the capacity and the load capacity, and the magnetic flux and the induced electromotive force cancel each other out, but current flows due to the difference in electromotive force due to unbalance of the load. To reduce the input (power saving) and increase the output to compensate for the effects. The self-capacitance current is the current of the inputs (2,3) and outputs (1,4). use. The magnetic flux generated by the excitation current is a core (Troidal), so the direction of the magnetic path is the same, and the leakage flux and the hysteresis loss generated in the iron core are connected to only one winding with respect to the magnetic flux that is the basis of the device operation. The iron loss combined with the loss and the eddy current loss is reduced, so that the current characteristics are good and the volume is small.

도 1은 본 고안에 의한 단상용 자동 전력제어 절감기의 결선도1 is a connection diagram of the single-phase automatic power control saver according to the present invention

도 2는 본 고안에 의한 단상용 자동 전력제어 절감기의 회로도2 is a circuit diagram of a single-phase automatic power control saver according to the present invention

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

5: 철심(core), 6: 코일(coil),5: core, 6: coil,

2,3: 입력단자, 1∼4: 출력단자2,3: input terminal, 1 to 4: output terminal

31: 1차 입력 전류, 32: 1차 공급전압31: Primary input current, 32: Primary supply voltage

33: 2차 부하 전류, 34: 2차 부하전압33: secondary load current, 34: secondary load voltage

35: 부하35: load

본 고안의 구성은 코일을 감을 수 있는 철심(5)이 있고 여기에 인덕턴스(inductance)를 갖게 하기 위해 감는 도선(6)이 있다.The configuration of the present invention has an iron core (5) that can be wound around the coil, and there is a conductive wire (6) wound to give inductance.

본 고안에 의한 단권 변압기의 회로에서 직렬 권선(자기용량)은 입측 전력과 출측 전력의 주권으로서 상호교차(41,42,36,37) 되면서 결선 되어 유도 기전력(52)은 방향이 서로 반대로 되어 있으므로 직렬 권선(36,37,41,42)은 부하전류와 여자전류인 큰 전류가 흐르게 되고 자속이 서로 상쇄되게 된다. 부하용량인 분로 권선(38,39,43,44)은 입·출력의 보조 권선으로서 입측과 출측의 전력에서 전압(32,34)의 변화를 주고 상호 교차 권선으로서 자로의 방향과 기전력(51)의 방향을 서로 반대로 작용하게 하여, 자속은 서로 상쇄시키고 내부에 흐르는 전류에 의한 전력을 발생시켜 부하(35)측의 전력은 증가시켜 주며 입력측의 전력은 감소시켜 전력 절감효과 갖게 하고 부하(35)측에는 전력을 보상해 주는 결선이다.In the circuit of the single-circuit transformer according to the present invention, the series windings (magnetic capacitance) are connected while crossing each other (41, 42, 36, 37) as the sovereign power of the input power and the output power, so that the induced electromotive force 52 is opposite to each other. In the series windings 36, 37, 41, and 42, a large current, a load current and an excitation current, flows and magnetic fluxes cancel each other out. The shunt windings 38, 39, 43, 44, which are the load capacities, are auxiliary windings for input and output and change the voltages 32, 34 at the input and output powers, and the cross direction windings and the electromotive force 51 as cross windings. The magnetic flux cancels each other and generates power by the current flowing therein, thereby increasing the power of the load 35 side and reducing the power of the input side, thereby reducing power and loading 35. On the side is a wiring that compensates for power.

본 과제를 통하여 개발하고자 하는 전력 절감기는 전기요금이 타 업종에 비해 매우 높은 가정용 에너지 절약에 많은 도움을 줄 수 있다고 판단하여 연구 개발하게 되었으며 단상을 사용하는 주택, 일반 사무실, 상가, 그리고 가로등에 적용할 수 있으므로 수요증가가 예상된다. 소득수준의 향상과 더불어 가전제품이 다양화 대형화되고 문화수준이 향상되어 가정의 전력 사용량이 급격하게 증가되고 있으므로 소형 단권 전력 절감기를 제작 보급하면 국가적으로는 전력소비가 절감되어 발전용량을 줄일 수가 있고 전력비 절감효과가 있다.The power saver that we want to develop through this project was researched and developed because the electricity rate can help to save a lot of household energy, which is much higher than other industries, and it is applied to single-use houses, general offices, shops, and street lamps. As such, demand is expected to increase. In addition to improving income levels, home appliances are diversified and larger, and the level of culture is improving, so household power consumption is rapidly increasing. It can reduce power costs.

누전 차단기와 직렬로 연결하여 전체적인 부하의 입력 단에 설치하여 전력을 절감시키고 부하 단에 전력을 보상하여 줄 수 있는 기능을 갖게 한 것으로 본 고안에 의한 전력 절감기는 10∼17(%)정도의 효과를 갖게 된다.It is connected to the earth leakage breaker in series and installed at the input stage of the overall load to save power and compensate the power at the load stage. The power saver according to the present invention has an effect of 10 ~ 17 (%). Will have

가정용 전력과 같은 시설물, 즉 소형 사무실과 상가 및 가로등에도 충분한 검증을 거쳐 공급하면 국가적인 에너지 절감운동에 많은 역할을 할 것으로 판단되며, 전기사용 요금이 높은 국가인 독일 일본 프랑스 등에 수출도 가능하다.If it is fully verified and supplied to facilities such as home electric power, such as small offices, shopping malls and street lamps, it will play a role in the national energy saving movement. It can also be exported to Germany, Japan and France, which have high electricity usage rates.

Claims

The series windings 36, 37, 41, and 42 according to the present invention cross each other (41-42, 38-39, 43-44, 36-37) as the sovereign power of the entry and exit power and the direction of the induced electromotive force 52. Are reversed so that the load current and the excitation current flow and the magnetic flux cancel each other. Shunt windings 38, 39, 43 and 44 are auxiliary windings for input and output and change the voltage at the input and output power. As the crossover windings, the direction of the magnetic path and the direction of the electromotive force 51 act opposite to each other, and the magnetic flux cancels each other and generates power by the current flowing therein, thereby increasing the power at the load side and reducing the power at the input side. Single-phase automatic power control saver consisting of a circuit of single-circuit transformer that compensates power on the load side.