KR20050052037A - 전압 강하 전용 전압제어장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (16)
- 전기사업자가 공급하는 전원(4)과 전력을 사용하는 수용가의 부하(3)사이에 연결되어 전원(4)이 공급하는 전압이 흔들리는 경우에도 부하(3)에 정전압 공급이 가능하게 하고, 추가적인 효과로 역률개선도 가능하게 하여 부하(3)에 공급되는 전력의 질을 향상시키며, 전력절감은 물론 과전압, 과전류로부터 기기를 보호하고 수명을 연장시키기 위한 전압 강하 전용 전압 제어 방법으로서,부하(3)에 정전압을 공급하기 위해 전압을 제어함에 있어 전기사업자가 공급하는 전원전압(4)을 게이트 제어 회로(10)에서 송출되는 신호를 받아 상용주파수 전원의 양의 반주기에서는 IGBT 스위치 Q1(6)이, 음의 반주기에서는 IGBT 스위치 Q2(5)가 전원전압을 직접적으로 스위칭 작용인 CHOPPPING하는 스텝;게이트 제어 회로(10)에서 송출되는 신호를 받아 IGBT 스위치 Q1(6)과 Q2(5)가 전원전압(4)을 CHOPPING할 때 생기는 부하전류의 불연속이 발생하는 현상을 막기 위해 게이트 제어회로(10)에서 송출되는 신호를 받아 IGBT 스위치 Q3(11), Q4(7)가 동작하여 부하전류의 불연속이 되지 않도록 하는 작용인 Free wheeling 작용을 하는 스텝;부하(3)의 성격에 따라 발생할 수 있는 회생에너지가 전원측으로 환원이 가능하도록 IGBT 스위치 Q1(6)이 스위칭작용인 CHOPPING할 때 부하의 성격에 따라 역전류가 흐를 수 있도록 하기 위해 IGBT 스위치 Q2(5)가 'on' 동작하고, free wheeling 작용을 의해 IGBT 스위치 Q3(11)가 'on' 동작하고,IGBT 스위치 Q2(5)가 스위칭 작용인 CHOPPING 할 때 역전류의 흐름이 원활하게 Q1(6)을 'on' 동작시키는 스텝;IGBT 스위치 Q1, Q2, Q3, Q4의 동작에 의해 만들어진 CHOPPING 되어진 신호(61)를 정현파 전압이 되도록 하고 Chopping 작용으로 발생하는 고조파가 부하에 공급되는 것을 막기 위해 리액터와 콘덴서를 사용하여 필터(8)로 작용하는 스텝;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 강하 전용 정전압 제어 방법
- 제 1항에 있어서 부하(3)에 정전압을 공급하기 위해 전압을 제어함에 있어 전기사업자가 공급하는 전원전압(4)을 게이트 제어 회로(10)에서 송출되는 신호를 받아 상용주파수 전원의 양의 반주기에서는 IGBT 스위치 Q1(6)이, 음의 반주기에서는 IGBT 스위치 Q2(5)가 전원전압을 직접적으로 스위칭 작용인 CHOPPPING하는 스텝에서,전기사업자가 공급하는 전원전압을 받아 부하에 공급하는 전압을 재생하는 방법에 있어 기존의 PWM 변환에서는 교류인 전원전압을 우선 정류하여 직류전원으로 만든 다음 스위치의 'on', 'off' 동작에 의해 'on' 되는 시간을 조절하여 방법으로 'on'되는 구간을 조절하여 필요한 정전압을 만드는 반면, 본 발명에서는 전원전압을 교류 전압 파형을 직접 CHOPPING하여 필요한 정전압을 얻는 것을특징으로 하는 전압 강하 전용 전압 제어 방법
- 제 1항에 있어서 게이트 제어 회로(10)에서 송출되는 신호를 받아 IGBT 스위치 Q1(6)과 Q2(5)가 전원전압을 CHOPPING할 때 생기는 부하전류의 불연속이 발생하는 현상을 막기 위해 게이트 제어회로(10)에서 송출되는 신호를 받아 IGBT 스위치 Q3(11), Q4(7)가 동작하여 부하전류의 불연속이 되지 않도록 하는 작용인 Free wheeling 작용을 하는 스텝에서,부하(3)에 전력이 공급될때 연속적인 전류를 CHOPPING시 전기사업자가 공급하는 전원전압(4)이 계속적으로 스위치의 'on', 'off' 동작에 의해 부하에 흐르는 전류끊기는 현상이 일어날 때 본 발명에서는 전류가 연속되는 성질을 유지시키도록 게이트 제어회로(10)에서 송출되는 신호를 받아 IGBT 스위치 Q3(11), Q4(7)가 동작하여 부하전류의 불연속이 되지 않도록 하는 작용인 Free wheeling 작용하는 것을특징으로 하는 전압강하 전용 전압 제어 방법
- 제 1항에 있어서 IGBT 스위치 Q1, Q2, Q3, Q4의 동작에 의해 만들어진 CHOPPING 되어진 신호를 정현파 전압이 되도록 하고 Chopping 작용으로 발생하는 고조파가 부하에 공급되는 것을 막기 위해 리액터와 콘덴서를 사용하여 필터(8)로 작용하는 스텝에서전기사업자가 공급하는 전원전압(4)을 전압의 크기를 그대로 지닌 채 직접적으로 스위칭 작용인 한 신호를 다시 부하(3)에서 원하는 정현파 파형으로 발생시켜서 부하(3)에 공급시키는 것을특징으로 하는 전압 강하 전용 전압 제어 방법
- 제 1항에 있어서 IGBT 스위치 Q1, Q2, Q3, Q4의 동작에서 CHOPPING시 생성되는 고조파를 입력단 양단에 연결된 콘덴서부(9)를 이용하여 제거해주는 것을특징으로 하는 전압 강하 전용 전압 제어 방법
- 제 1항에 있어서부하의 성격에 따라 발생할 수 있는 회생에너지가 전원(4)측으로 환원이 가능하도록 IGBT 스위치 Q1(6)이 스위칭작용인 CHOPPING할 때 부하의 성격에 따라 역전류가 흐를 수 있도록 하기 위해 IGBT 스위치 Q2(5)가 'on' 동작하고, IGBT 스위치 Q2(5)가 스위칭 작용인 CHOPPING 할 때 부하(3)에서 전원(4)측으로 흐르는 역전류의 흐름이 원활하게 Q1(6)을 'on' 동작시키는 스텝에서,상용주파수 전원에서 양의 반주기 동안 동작하고 게이트 제어 회로(10)에서 송출되는 신호에 의해 동작하는 IGBT 스위치 Q1(6)이 스위칭작용인 CHOPPING할 때 부하의 성격에 따라 역전류가 흐를 수 있도록 하기 위해 IGBT 스위치 Q2(5)가 'on' 동작하고, free wheeling 작용을 의해 IGBT 스위치 Q3(11)가 'on' 동작하고, 이와 대조를 이루어 전원의 음의 반주기 동안 동작하고 게이트 제어 회로에서 송출되는 신호에 의해 동작하는 IGBT 스위치 Q2(5)가 스위칭 작용인 CHOPPING 할 때 역전류의 흐름이 원활하게 Q1(6)을 'on' 동작시키고, free wheeling 작용을 위해 IGBT 스위치 Q4(7)가 'on' 동작하여 부하의 성격에 따라 발생할 수 있는 회생에너지가 전원(4)측으로 환원 가능함을특징으로 하는 전압 강하 전용 전압 제어 방법
- 제 1항에 있어서전원 전압(31)의 zero crossing time(32)에서 바로 CHOPPING이 시작될 경우 미세한 주파수 변동에 의해서 Q3(11)와 Q4(7)의 'on', 'off'시간과 zero crossing time(32)이 맞지 않아서 이 시간 설정이 정확히 이루어지지 않으면 Q1(6)이 동작할 때에 Q4(7)가 동작하거나 Q2(5)가 동작할 때에 Q3(11)가 동작하게 되어 Q1-Q4, 혹은 Q3-Q2가 회로적으로 동시에 'on' 동작으로 이루어지는 연결되는 arm-short현상이 일어나는 것을 방지하기 위해,zero crossing time(32)에서 모든 IGBT스위치의 동작이 이루어지는 것이 아니라 Chopping-free 구간을 두어 그 시간만큼 IGBT 스위치 Q1(6)과 Q2(5)가 Chopping 동작을 하지 않고 전원 전압을 부하(3)에 그대로 통과시키는 것을특징으로 하는 전압 강하 전용 전압 제어 장치
- 전기사업자가 공급하는 전원(4)과 전력을 사용하는 수용가의 부하(3)사이에 연결되어 전원(4)이 공급하는 전압이 흔들리는 경우에도 부하(3)에 정전압 공급이 가능하게 하고, 추가적인 효과로 역률개선도 가능하게 하여 부하(3)에 공급되는 전력의 질을 향상시키며, 전력절감은 물론 과전압, 과전류로부터 기기를 보호하고 수명을 연장시키기 위한 전압 강하 전용 전압 제어 방법으로서,입력전원(4)에서 보내진 정현파를 CHOPPING하는 IGBT 스위치 Q1(6), 스위치 Q2(5)와;상기 IGBT 스위치 Q1(6), Q2(5) 에서 CHOPPING시 부하전류의 불연속이 되지 않도록 하는 작용인 Free wheeling 작용하는 IGBT 스위치 Q3(11), Q4(7)와;IGBT 스위치 Q1, Q2, Q3, Q4의 동작에 의해 만들어진 CHOPPING 되어진 신호를 정현파 전압이 되도록 하고 chopoping 작용으로 발생하는 고조파가 부하에 공급되는 것을 막기위해 리액터와 콘덴서를 사용하는 필터(8)와;CHOPPING시 생성되는 고조파를 제거해주는 콘덴서부(9)와;IGBT 스위치 Q1, Q2, Q3, Q4의 동작을 제어하기 위한 게이트 제어 회로(10)로 구성되어진 것을 특징으로 하는 전압 강하 전용 전압 제어 장치
- 제 8항에 있어서 입력전원(4)에서 보내진 정현파를 CHOPPING하는 IGBT 스위치 Q1(6), 스위치 Q2(5)는,입력 전압(31)의 크기가 유지된 채로 CHOPPING을 하고 CHOPPING에 사용되는 IGBT 스위치 외의 IGBT 스위치를 동작시켜서 입력전원(4)과 양방향 에너지흐름이 가능하도록 하여서 부하(3)의 동작에 따라 발생되는 회생에너지를 입력전원에 환원 가능한 것을특징으로 하는 전압 강하 전용 전압 제어 장치
- 제 8항에 있어서 IGBT 스위치 Q1(6), Q2(5) 에서 CHOPPING시 부하전류의 불연속이 되지 않도록 하는 작용인 Free wheeling 작용하는 IGBT 스위치 Q3, Q4는,게이트 제어 회로(10)에서 송출되는 신호를 받아 IGBT 스위치 Q1(6)과 Q2(5)가 전원전압(4)을 CHOPPING할 때 생기는 부하전류의 불연속이 발생하는 현상을 막기 위해 게이트 제어회로(10)에서 송출되는 신호를 받아 IGBT 스위치 Q3(11), Q4(7)가 동작하여 부하전류의 불연속이 되지 않도록 하는 작용인 Free wheeling 작용을 하는 것을특징으로 하는 전압 강하 전용 전압 제어 장치
- 제 8항에 있어서 필터(8)는IGBT 스위치 Q1, Q2, Q3, Q4의 동작에 의해 만들어진 CHOPPING 되어진 신호를 정현파 전압이 되도록 하고 Chopping 작용으로 발생하는 고조파가 부하에 공급되는 것을 막기 위해 리액터와 콘덴서를 사용하는 것을특징으로 하는 전압 강하 전용 전압 제어 장치
- 제 8항에 있어서 콘덴서부(9)는입력단 양단에 연결되어 게이트 회로에서 CHOPPING시 생성되는 고조파를 제거해주는 것을특징으로 하는 전압 강하 전용 전압 제어 장치
- 제 8항에 있어서 전원 전압(31)의 zero crossing time(32)에서 바로 CHOPPING이 시작될 경우 미세한 주파수 변동에 의해서 Q3(11)와 Q4(7)의 'on', 'off'시간과 zero crossing time(32)이 맞지 않아서 이 시간 설정이 정확히 이루어지지 않으면 Q1(6)이 동작할 때에 Q4(7)가 동작하거나 Q2(5)가 동작할 때에 Q3(11)가 동작하게 되어 Q1-Q4, 혹은 Q3-Q2가 회로적으로 동시에 'on 동작으로 이루어지는 arm-short현상이 일어나는 것을 방지하기 위해,zero crossing time(32)에서 모든 IGBT스위치의 동작이 이루어지는 것이 아니라 Chopping-free 구간을 두어 그 시간만큼 IGBT 스위치 Q1(6)과 Q2(5)가 Chopping 동작을 하지 않고 전원 전압을 부하(3)에 그대로 통과시키는 것을특징으로 하는 전압 강하 전용 전압 제어 장치
- 제 8항에 있어서 일반적인 IGBT module은 첫 번째 IGBT스위치의 에미터와 두 번째 IGBT 스위치 콜렉터가 연결되어 있는 구조로 되어 있어서 다른 용도로 두개의 IGBT스위치가 필요할 경우 두 스위치간에 서로 연결이 되어있어서 두 스위치 다 사용하지 못하고 각각의 IGBT module을 사용하여야 하지만 본 발명의 결선 구조에서는 하나의 IGBT module을 각각 IGBT스위치 Q1(6)과 Q4(7)로 IGBT스위치 Q2(5)과 Q3(11)로 사용할 수 있는 것을특징으로 하는 전압 강하 전용 전압 제어 장치
- 제 1항의 전압 강하 전용 전압 제어 방법을 3상 4선식(도 10)에 적용한 장치
- 제 1항의 전압 강하 전용 전압 제어 방법을 3상 3선식(도 11)에 적용한 장치
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