KR200379586Y1 - 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전자자동 단권변압기와 대기전원 차단장치로 구성된 전력 절감기 - Google Patents

전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전자자동 단권변압기와 대기전원 차단장치로 구성된 전력 절감기 Download PDF

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KR200379586Y1 KR20-2004-0031492U KR20040031492U KR200379586Y1 KR 200379586 Y1 KR200379586 Y1 KR 200379586Y1 KR 20040031492 U KR20040031492 U KR 20040031492U KR 200379586 Y1 KR200379586 Y1 KR 200379586Y1
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Abstract

본 고안은, 전자 자동 단권 변압기의 직렬권선과 분로권선 간을 트라이액, SCR 등과 같은 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용하여 상호 권선 방향을 선택적으로 조합 접속시켜 높은 에너지의 아크 발생 없는 안정된 환경 하에서 빠르게 입력 전압의 강압 또는 승압 작동을 수행하여 부하 장비의 구동 보증 최소 전압을 정상적으로 공급하는 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전자 자동 단권 변압기로 구성된 전력 절감기의 제공을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 기준값 이상(또는 이하)의 전압이 입력단에 인가되면 이에 따른 전압값을 강압(또는 승압)하여 출력단에 공급하는 전압 변압부는, 직렬권선과 분로권선으로 구성되어 상기 입력단과 출력단 간에 설치되는 단권 변압기와, 상기 단권 변압기의 직렬권선과 분로권선 간에 트라이액, SCR 등과 같은 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용하여 설치되어 상기 직렬권선과 분로권선을 연결하는 권선 연결부를 포함하고, 상기 전압 변압부를 상기 입력단에서 검출되는 전압값에 따라 강압(또는 승압)되도록 제어하는 제어부는 상기 입력단에서 검출된 전압값에 따른 상기 전압 변압부에서의 강압 또는 승압을 위해 상기 직렬권선과 분로권선의 상호 권선 방향을 선택적으로 조합 연결시키도록 상기 권선 연결부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전자 자동 단권 변압기로 구성된 전력 절감기를 제공한다.

Description

전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전자자동 단권변압기와 대기전원 차단장치로 구성된 전력 절감기{Power Saver consisted of Electronic Auto Transformer and Standby Power Breaker with Power Switching Semiconductor}
본 고안은 전력 절감기에 관한 것으로서, 구체적으로는 전력용 스위칭 반도체 소자(TRIAC, SCR등)를 단권변압기(Auto Transformer)의 직렬권선(31, Series Winding)과 분로권선(32, Shunt Winding)간 권선 연결부(10)에 적용하여 입력전압을 선택적으로 강압과 승압을 할 수 있는 전자자동 단권변압기(30, Electronic Auto Transformer)와 상기 전력용 스위칭 반도체 소자(TRIAC, SCR등)와 변류기를 적용한 대기전원 차단장치와 아몰퍼스 코어를 적용한 고주파 필터부로 구성된 전력 절감기능, 대기전원 차단기능, 전원 안정화기능을 포함하는 전력 절감기에 관한 것이다.
일반적으로 종래 기술의 전력 절감기는 기준치 이상의 입력 전압이 인가되면 입력전압을 강압변압기의 원리를 적용하여 단순 강압된 출력 전압(부하장비의 구동보증 최소전압값)을 부하 장비에 공급하여 강제적으로 소비 전력을 감소시키며 기준치 이하의 입력전압이 인가되면 기계적 접점 스위치(릴레이,마그네틱스위치)로 바이패스시킴으로서 소비전력을 줄이는 장치이다.
이하, 종래 기술에 따른 '트로이덜 코어를 이용한 전력 절감기'에 대하여 특허 등록 제10-0414547호(2003.12.24)와 도면1a 및 도1b를 참조하여 설명한다.
도1a는 종래 기술의 트로이덜 코어를 이용한 전력 절감기의 실시예를 나타낸 회로도이고, 도1b는 종래 기술의 토로이덜 코어를 이용한 전력 절감기의 바이패스의 예를 나타낸 회로도이다. 종래 기술의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 도1a와 도1b에 도시된 바와 같이 종래 기술은 1차 코일에 가한전압을 강압(VOUT = NS ÷ (NP+NS) × VIN)하여 2차 코일측으로 인가하는 트로이덜 1차 코일(L1)과 바이패스 스위치(S/W)(릴레이,마그네틱스위치 사용)와 트로이덜 2차 코일(L3)을 병렬로 연결한 강압변압부(10)와, 상기 강압변압부(10)에서 인가 한 전기 신호의 고주파를 필터링하는 직렬 코일(L2)와 고주파 콘덴서(C2)로 이루어진 고주파 필터부(20)와, 상기 고주파 필터부(20)의 전기 신호에 역률을 보상하는 보상 콘덴서(C1)와 고주파 콘덴서(C2)로 이루어진 역률보상부(30)와, 상기 트로이덜 전력 절감기 회로의 전류 및 전압을 검출하는 검출부(40)로 구성된다. 이와 같은 구성의 종래 기술의 구동상태를 설명하면, 상기 강압변압부(10)는 배선용 차단기(NFB1)에서 입력되는 전기의 전압이 기준치 이상으로 인가 되면 도1a에 도시된 바와 같이 SSR에 의해 구동하는 바이패스 스위치(S/W)(릴레이,마그네틱스위치 사용)의 접점이 2차 코일(L3)과 연결된 접점2에 연결되어 배선용 차단기(NFB1)에서 인가된 전압이 트로이덜 1차코일(L1)에 의해 전압이 감압(VOUT = NS ÷ (NP+NS) × VIN)되어 부하측으로 흐르게 되는데, 이때 상기 1차코일에 흐르는 전류에 의해 2차코일에서 전자기 유도가 이루어져
상기 2차코일(L3)에서도 여자전류가 발생한다. 따라서, 상기 트로이덜 2차코일(L3)에서 유기되는 여자전류는 손실 없이 트로이덜 1차코일(L1)을 통과한 전류와 합쳐져 부하측으로 공급되므로, 부하측에서 필요로 하는 상승된 전류가 직렬코일(L2)을 통해 부하에 공급된다. 이때 상기 고주파 필터부(20)은 전원측에서 볼때 직렬코일(L2)와 고주파 콘덴서(C2)를 병렬로 연결되며, 상기 직렬코일(L2)와 고주파 콘덴서(C2)는 고주파 필터를 구성하므로 특정한 고주파를 선택적으로 저감시키며, 상기 역률보상부(30)은 상기 트로이덜 1차코일(L1)과 트로이덜 2차코일(L3)에서 유기된 전압이 트로이덜 1차코일(L1)에 영향을 받아 보상콘덴서(C1)에서 두값을 서로 상쇄 시켜서 저역율을 보상하도록 하고, 상기 검출부(40)는 변류기(CT)로 부하의 전류 검출 및 전압을 감지하여, PCB콘트롤러(41)의 마이컴(CPU)에 의해 연산되고, 마이컴(CPU)의 연산값을 LCD-FND(42)에 표시된다. 그리고 배선용 차단기(NFB1)의 입력 전압이 기준치 이하로 하강하면, 부하측 전기기기를 보호 하기 위해 바이패스 스위치(S/W)(릴레이,마그네틱스위치 사용)의 접점이 접점2에서 접점1로 전환되어 트로이덜 2차코일(L3)은 단락되고, 배선용 차단기(NFB1)의 입력 전압이 기준치 이하의 전압을 가진 전기는 트로이덜 1차코일(L1)보다 비교적 낮은 리액턴스를 가지는 바이패스 스위치로 인가되어, 직렬코일(L2)을 통해 부하측으로(VOUT = VIN) 공급된다. 이때 상기 고주파 필터부(20)은 전원측에서 볼때 직렬코일(L2)와 고주파 콘덴서(C2)를 병렬로 연결되며, 상기 직렬코일(L2)와 고주파 콘덴서(C2)는 고주파 필터를 구성하므로 특정한 고주파를 선택적으로 저감시키며, 상기 역률보상부(30)는 상기
트로이덜 2차코일(L3)에서 유기된 전압은 트로이덜 1차코일(L1)에 영향을 받아 보상콘덴서(C1)에서 두값을 서로 상쇄시켜서 저역율을 보상하도록 하고, 상기 검출부(40)은 변류기(CT)로 부하의 전류 검출 및 전압을 감지하여, PCB콘트롤러(41)의 마이컴(CPU)에 의해 연산되고, 마이컴(CPU)의 연산값을 LCD-FND(42)에 표시된다.
하지만, 이와 같은 입력 전압을 강압하여 출력하는 종래 기술의 전력 절감기는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 입력 전압이 저전압일 경우(부하장비의 구동보증 최소전압값이하) 입력 저전압인 한전전원을 부하단으로 바이패스시켜 전원을 공급하므로 부하 장비(예,전동기 및 전원장비)의 기동불량 및 중지, 오동장을 발생 시키는 문제점과,
둘째, 입력전압을 검출하여 강압하거나 한전전원으로 바이패스 동작에 따른 기계적 접점 스위치(릴레이,마그네틱스위치)인 상기 바이패스 스위치(S/W)의 개.폐 동작시 입력 전압의 위상이 0o에서 개.폐동작이 이루어지지 않아 높은 에너지의 아크(ARC) 발생으로 전력 절감기의 수명 단축과 출력 전원의 품질을 저하시키는 문제점과,(부하장비의 절연파괴 및 정밀장비 오동작 원인)
세째, 기계적 접점 스위치(릴레이,마그네틱스위치)인 상기 바이패스 스위치(S/W)의 동작 유지 전력의 소비발생, 무부하시 강압부에서의 자체 손실발생, 부하단의 대기전원 차단 기능이없으므로 부하단의 대기전원손실이 발생하는 문제점과,
네째, 바이패스 스위치의 기계적 접점 동작으로 동작시간이 10ms ∼ 90ms로 응답속도가 지연되므로 부하단의 정밀 장비는 오동작이 발생하는 문제점과,
다섯째, 낙뢰 발생시 제어부 손실에 따른 기능 정지 및 부하 장비 소손을 일으키는 문제점과,
여섯째, 1단구성의 고주파 필터부는 좁은 노이즈 감쇄 주파수폭을 갖는 문제점이 있다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 전력 절감기의 전자자동 단권변압기(30, Electronic Auto Transformer)에 전력용 스위칭 반도체 소자(TRIAC, SCR등)를 정밀한 전압제어를 위한 여러개의 중간탭 생성이 가능한 직렬권선(31, Series Winding)과 분로권선(32, Shunt Winding)간 권선 권선 연결부(10)에 적용하여 입력전압의 입력 상태에 관계없이 높은 에너지의 아크(ARC) 발생없은 부하장비의 구동보증 최소전압을 안정적으로 공급하며 상기 전력용 스위칭 반도체 소자(TRIAC, SCR등)와 변류기를 적용한 대기전원 차단부를 적용하여 무부하시 부하장비의 대기전원에 의한 전력 손실을 제거하고 아몰퍼스 코어를 적용한 인덕터와 콘덴서의 구성으로 2단 고주파 필터부에 의한 노이즈없는 양질의 출력전압을 안정적으로 공급하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 기준값 이상(또는 이하)의 전압이 입력단에 인가되면 이에 따른 전압값을 강압(또는 승압)하여 출력단에 공급하는 전압 변압부는, 직렬권선과 분로권선으로 구성되어 상기 입력단과 출력단 간에 설치되는 단권 변압기와, 상기 단권 변압기의 직렬권선과 분로권선 간에 트라이액, SCR 등과 같은 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용하여 설치되어 상기 직렬권선과 분로권선을 연결하는 권선 연결부를 포함하고, 상기 전압 변압부를 상기 입력단에서 검출되는 전압값에 따라 강압(또는 승압)되도록 제어하는 제어부는 상기 입력단에서 검출된 전압값에 따른 상기 전압 변압부에서의 강압 또는 승압을 위해 상기 직렬권선과 분로권선의 상호 권선 방향을 선택적으로 조합 연결시키도록 상기 권선 연결부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전자 자동 단권 변압기로 구성된 전력 절감기를 제공한다. 도2는 본 고안의 전력 절감기의 회로도이고, 도3a는 본 고안의 전자자동 단권변압기의 강압과정 예를 나타낸 회로도이며, 도3b는 본 고안의 전자자동 단권변압기의 승압과정 예를 나타낸 회로도이다. 본 고안 전력 절감기의 설명과 이해를 돕기 위하여 도3a와 도3b을 참조하여 구체적으로 설명하면, 도3a와 도3b에서 직렬권선(31)은 강압/승압시 보다 정밀한 변압을 위하여 중간에 탭(⑫)을 생성하였으며 보다 더 정밀한 변압을 위하여는 여러개의 변압기 탭을 생성하여 사용할 수 있으며, 또한 직렬권선(31)과 분로권선(32)의 각 권선 방향은 도면의 도트점으로 표시하며 권선수는 도3a와 도3b에 표시한것과 같다. 그리고 도3a와 도3b에서 권선수의 관계를 설명하면, NP1 ≤ NP2 또는 NP1 〉 NP2, NP = NP1 + NP2 이며 (NP1 ≤ NP2 또는 NP1 〉 NP2) 〈 NP 《 NS 의 관계이고 강압/승압의 정도는 NP1, NP2의 권선수에 의하여 조정가능하다. 먼저, 도3a에서와 같이 직렬권선(31)의 일탭(⑪)이 분로권선(32)의 일탭(⑬)과 도2에서와 같이 전력용 스위칭 반도체 소자2개로 구성된 직렬권선 연결부(11)중 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자에 의하여 연결되고 분로권선(32)의 타탭(⑭)은 공통 입력단자(②,COM1)과 전력용 스위칭 반도체 소자2개로 구성된 분로권선 연결부(13)중 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자에 의하여 연결되어 강압 전자자동 단권변압기(30a)가 구성되어 출력전압(Vo = (NS - NP)÷ NS × Vi)으로 입력전압이 강압되어 나타나고, 직렬권선(31)의 중간탭(⑫)이 분로권선(32)의 일탭(⑬)과 전력용 스위칭 반도체 소자2개로 구성된 직렬권선 연결부(12)중 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자에 의하여 연결되고 분로권선(32)의 타탭(⑭)은 공통 입력단자(②,COM1)과 전력용 스위칭 반도체 소자2개로 구성된 분로권선 연결부(13)중 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자에 의하여 연결되어 강압 전자자동 단권변압기(30a)가 구성되어 출력전압(Vo = (NS - NP2)÷ (NS + NP1)× Vi)으로 입력전압이 강압되어 나타나므로서 전자자동 단권변압기(30)의 강압과정이 구성되며, 도3b에서와 같이 직렬권선의 일탭(⑪)이 분로권선의 타탭(⑭)과 도2에서와 같이 전력용 스위칭 반도체 소자2개로 구성된 직렬권선 연결부(11)중 다른 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자에 의하여 연결되고 분로권선의 일탭(⑬)은 공통 입력단자(②,COM1)과 전력용 스위칭 반도체 소자2개로 구성된 분로권선 연결부(13)중 다른 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자에 의하여 연결되어 승압 전자자동 단권변압기(30b)가 구성되어 출력전압(Vo = (NS + NP)÷ NS × Vi)으로 입력전압이 승압되어 나타나고, 직렬권선의 중간탭(⑫)이 분로권선의 타탭(⑭)과 전력용 스위칭 반도체 소자2개로 구성된 직렬권선 연결부(11)중 다른 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자에 의하여 연결되고 분로권선의 일탭(⑬)은 공통 입력단자(②,COM1)과 전력용 스위칭 반도체 소자2개로 구성된 분로권선 연결부(13)중 다른 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자에 의하여 연결되어 승압 전자자동 단권변압기(30b)가 구성되어 출력전압(Vo = (NS + NP2)÷ (NS - NP1)× Vi)으로 입력전압이 승압되어 나타나므로서 전자자동 단권변압기(30)의 승압과정이 구성된다. 상기와 같이 중간탭(⑫)이 있는 직렬권선(31)의 권선방향에 대하여 분로권선(32)의 정방향권선과 역방향권선을 직렬권선 연결부(11,12)와 분로권선 연결부(13)의 전력용 스위칭 반도체의 연결/차단에 의하여 선택적으로 구성/조합하므로서 입력전압을 자동으로 강압/승압할수 있는 전자자동 단권변압기(30)를 구성할수 있다. 다음 도2에서와 같이 입력전압의 써지와 낙뢰를 제거하기 위하여 입력단자(①)과 공통입력단자(②,COM1)에 직렬 조합/구성된 바리스터2개(Z1,Z2)가 병렬로 연결되고 바리스터2개(Z1,Z2)의 직렬 조합/구성의 중간점은 접지단자(③,GND)에 연결되어 입력 써지전압과 낙뢰를 제거하여 본 고안의 전력 절감기 및 제어부의 소손으로부터 보호하는 보호부(50)를 구성하며, 전력용 스위칭 반도체 소자(TRIAC,SCR)의 일단(T2)는 입력단자(①)와 보호부(50)와 함께 공통연결되고 타단(T1)은 전자자동 단권변압기(30)의 직렬권선(31)의 일단(⑪)과 연결되며 대기전원 차단부(20)의 동작시작(ON)/동작정지(OFF)신호 입력단자(G1)와 제어부(60)의 동작시작(ON)/동작정지(OFF)신호 출력단자(GO1)이 연결되어 대기전원 차단부(20)를 구성하고, 각 연결부(11,12,13)는 전력용 스위칭 반도체 소자(TRIAC,SCR) 2개가 각일단(T1)은 공통연결되고 각타단(T2)은 분리 구성을 기본으로 구성되어 직렬권선 연결부(11,12)의 각일단(T1)은 직렬권선(31) 변압기탭(⑪,⑫)에 각각 연결되고 직렬권선 연결부(11,12)의 각타단(T2)과 분로권선 연결부(13)의 각타단(T2)은 분로권선(32) 변압기탭(⑬,⑭)와 각각 공통연결되고 분로권선 연결부(13)의 일단(T1)은 공통입력단자(②)과 연결되어 전자자동 단권변압기(30)을 구성하며, 바이패스부(33) 전력용 스위칭 반도체 소자(TRIAC,SCR)의 일단(T1)는 대기전원 차단부(20) 전력용 스위칭 반도체 소자(TRIAC,SCR)의 타단(T1)과 직렬권선(31)의 일단(⑪)과 그리고 바이패스부(33) 전력용 스위칭 반도체 소자(TRIAC,SCR)의 타단(T2)은 직렬권선(31)의 타단과 병렬연결되어 전자자동 단권변압기(30)의 설정 출력전압과 동일한 입력전압이 입력될때 제어부(60)의 바이패스 동작시작(ON)/동작정지(OFF)신호 출력단자(GObs)와 연결된 바이패스부(33)의 동작시작(ON)/동작정지(OFF)신호 입력단자(Gbs)에 바이패스부(33)의 동작시작(ON)신호를 인가하여 입력전압을 바이패스하는 바이패스부(33)가 구성되며, 고주파특성이 우수한 아멀퍼스코어를 사용한 역률보상 및 고주파 필터용 인덕터(L1)가 직렬권선(31)의 타단과 출력단자(④) 그리고 공통입력단자(②,COM1)과 공통출력단자(⑤,COM2)에 각각 직렬연결되고 역률보상 및 고주파 필터용 콘덴서4개(C1-C2, C3-C4)가 각각 2개씩 직렬 조합/구성되어 인덕터(L1)을 중심으로 전자자동 단권변압기(30)와 인덕터(L1) 일단 그리고 인덕터 타단과 출력단(④,⑤)에 각각 병렬연결되며 직렬 조합/구성된 각각 콘덴서의 직렬연결된 중간점에서 접지단자(③,GND)에 연결되어 역률보상과 광대역의 감쇄노이즈 주파수를 갖는 필터부(40)가 구성되며, 출력전류 검출을 위한 변류기(CT)는 제어부(60)의 출력전류 검출단(⑨,⑩)과 연결되어 출력전류를 검출하고 무부하시 동작정지신호(OFF)를 제어부(60)의 동작시작(ON)/동작정지(OFF)신호 출력단자(GO1)와 연결된 대기전원 차단부(20)의 동작시작(ON)/동작정지(OFF)신호 입력단자(G1)에 인가하여 대기전원 차단부(20) 전력용 스위칭 반도체 소자(TRIAC,SCR)의 일단(T2)과 타단(T1)이 반도체적 차단에 의하여 전자자동 단권변압기(30)으로의 전원을 차단시킴으로서 상기 전력 절감기의 동작을 정지하여 부하장비 대기전원을 차단할수있으며, 동작시작시(부하장비동작) 외부신호(무선신호,스위치에의한 외부신호)의 동작시작(ON)신호를 제어부(60)의 동작시작(ON)/동작정지(OFF)신호 입력단자(ON/OFF)에 인가되면 제어부(60)의 동작시작/동작정지신호 출력단자(GO1)와 연결된 대기전원 차단부(20)의 동작시작/동작정지신호 입력단자(G1)에 인가하여 대기전원 차단부(20) 전력용 스위칭 반도체 소자(TRIAC,SCR)의 일단(T2)과 타단(T1)이 반도체적 도통/차단에 의하여 전자자동 단권변압기(30)으로의 전원을 공급시킴으로서 상기 전력 절감기의 동작을 시작하며, 또한 제어부(60)의 동작시작/동작정지신호 입력단자(ON/OFF)는 부하장비의 동작스위치 및 리모콘과 연동가능하게 구성/연결되는것을 특징으로하며, 제어부(60)의 입력전압 검출단(⑥,⑦)은 각각 입력단자(①)와 공통입력단자(②)와 연결되어 입력전압을 검출하고 전자자동 단권변압기(30)의 설정된 출력전압을 출력하기 위하여 승압/강압의 변압이 필요할 경우 마이크로프로세서가 적용된 제어부(60)의 동작/정지신호 출력단자(GO11,GO12,GO13)에 연결된 직렬권선 연결부(11,12)와 분로권선 연결부(13) 전력용 스위칭 반도체 소자(TRIAC,SCR등)의 동작/정지신호 입력단자(G11,G12,G13)에 상기 기술한 강압 전자자동 단권변압기(30a) 구성과 승압 전자자동 단권변압기(30b)구성과 같은 구성/조합을 형성하기위한 동작/정지신호를 인가하여 상기 기술한 강압 전자자동 단권변압기(30a)의 강압원리 및 과정과 승압 전자자동 단권변압기(30b)의 승압원리 및 과정과 같이 입력전압을 변압하여 상기 전자자동 단권변압기(30)의 설정된 출력전압이 출력되어 안정화된 출력전압 공급 실현과 전자자동 단권변압기(30)의 안전화된 출력전압은 고주파특성이 좋은 아멀퍼스코어를 사용한 인덕터(L1)와 콘덴서(C1-C2, C3-C4)로 구성된 필터부(40)에 의하여 역률이 보상되고 광대역의 고주파 노이즈가 제거되어 전력품질이 향상된 전원을 출력단(④,⑤)에 공급할수 있다. 또한, 제어부의 동작시작/동작정지신호 발생시 제어부의 입력전압 검출단(⑥,⑦)에 의하여 입력전압 위상과 동기시켜 입력전압 위상이 0o에서(ZERO CROSSING CONTROL) 상기 대기전원 차단부(20), 바이패스부(33), 연결부(11,12,13)에 인가되도록하므로서 전력용 스위칭 반도체 소자의 스위칭 동작시 높은 에너지의 아크(ARC)가 발생되지않게 하므로서 부하장비로의 전원품질을 개선하고 부하 정밀장비의 동작을 보증하며 소손(절연파괴)를 방지할수 있다.
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이상 상술한 바와 같이, 본 고안의 전력 절감기는 선택적 강압/승압의 전자자동 단권변압기(30)의 동작으로 입력 고전압(Surge Voltage), 저전압(Sag Voltage)에 대하여 강압.승압된 전원을 안정되게 공급하므로서 부하장비의 동작을 보장하여 부하장비의 수명과 효율을 극대화 시키고, 부하장비(특히 가전제품내 적용)의 무부하시 대기전원 차단의 실현으로 대기전원에 의한 전력 손실(약 4000억/년)을 제거하므로서 국가적 차원의 에너지 절감효과와 광대역의 노이즈 감쇄 주파수의 필터부와 반도체 소자의 제어된 스위칭 동작으로 아크(ARC) 발생을 제거하므로서 전력 계통의 전력품질개선과 제품의 신뢰성/수명을 향상시키는 효과와 입력 써지전압과 낙뢰를 제거하여 본 고안의 전력 절감기 및 제어부의 소손으로부터 보호하는 효과가 있다.
도1a는 종래 기술의 트로이덜 코어를 이용한 전력 절감기의 회로도
도1b는 종래 기술의 트로이덜 코어를 이용한 전력 절감기의 바이패스 예를
나타낸 회로도
도 2는 본 고안의 전력 절감기 회로도
도3a는 본 고안의 전자자동 단권변압기의 강압과정 예를 나타낸 회로도
도3b는 본 고안의 전자자동 단권변압기의 승압과정 예를 나타낸 회로도
* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *
10:강압변압부(종래기술), 권선 연결부(본고안), 11,12:직렬권선 연결부,
13,14:분로권선 연결부,
20:고주파필터부(종래기술), 대기전원 차단부(본고안),
30:역률보상부(종래기술), 전자자동 단권변압기(본고안),
30a:강압 전자자동 단권변압기, 30b:승압 전자자동 단권변압기,
31:직렬권선(Series Winding), 32:분로권선(Shunt Winding),
33:바이패스부, 40:검출부(종래기술), 필터부(본고안),
50:보호부, 60:제어부
NP:직렬 권선수, NS:분로 권선수

Claims (5)

  1. 기준값 이상(또는 이하)의 전압이 입력단에 인가되면 이에 따른 전압값을 강압(또는 승압)하여 출력단에 공급하는 전압 변압부와, 상기 전압 변압부를 상기 입력단에서 검출되는 전압값에 따라 강압(또는 승압)되도록 제어하는 제어부로 이루어져 소비 전력을 절감하는 전력 절감기로서,
    상기 전압 변압부는,
    직렬권선과 분로권선으로 구성되어 상기 입력단과 출력단 간에 설치되는 단권 변압기와,
    상기 단권 변압기의 직렬권선과 분로권선 간에 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용하여 설치되어 상기 직렬권선과 분로권선을 연결하는 권선 연결부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 입력단에서 검출된 전압값에 따른 상기 전압 변압부에서의 강압 또는 승압을 위해 상기 직렬권선과 분로권선의 상호 권선 방향을 선택적으로 조합 연결시키도록 상기 권선 연결부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전자 자동 단권 변압기로 구성된 전력 절감기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전압 변압부와 입력단 간에, 전력용 스위칭 반도체 소자 또는 기계적 접점 스위치를 적용하여 대기 전력 차단부를 더 설치하고,
    상기 제어부는, 상기 출력단에서 검출되는 전류값으로부터 무부하로 판단 경우에만 상기 전력용 스위칭 반도체 소자 또는 기계적 접점 스위치를 차단시켜 대기 전력의 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전자 자동 단권 변압기로 구성된 전력 절감기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102711334A (zh) * 2012-06-14 2012-10-03 雷锡社 一种无级差式照明节能装置

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