KR20090051324A - 3 phase voltage and current simulator for digital power meter and operating method thereof - Google Patents

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Abstract

디지털 전력량계를 위한 3상 전압전류 시뮬레이터 및 그 구동 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터는 직류 전원을 인가 받아 이를 기반으로 하나의 기준 신호를 발생하는 기준 신호 발생기, 발생된 상기 기준 신호를 기반으로 제1 상, 제2 상 및 제3 상의 전압 신호를 각각 발생하는 전압 발생부 및 발생된 상기 제1 상의 전압 신호를 기반으로 제1 상, 제2 상 및 제3 상의 전류 신호를 각각 발생하는 전류 발생부를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터의 구동 방법은 직류 전원을 인가 받아 이를 기반으로 하나의 기준 신호를 발생하는 단계, 발생된 상기 기준 신호를 기반으로 제1 상, 제2 상 및 제3 상의 전압 신호를 각각 발생하는 단계 및 발생된 상기 제1 상의 전압 신호를 기반으로 제1 상, 제2 상 및 제3 상의 전류 신호를 각각 발생하는 단계를 포함한다. 이를 통해, 본 발명은 장소에 구애받지 않고 3상 전력량계의 기능을 용이하게 점검하고 3상 전압전류 시뮬레이터의 제조 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Figure P1020070117657

전력량계, 디지털 전력량계, 3상 전압, 3상 전류, 시뮬레이터

Disclosed are a three-phase voltammogram simulator for a digital wattmeter and a driving method thereof. The three-phase voltage current simulator according to the present invention is a reference signal generator that receives a DC power and generates one reference signal based thereon, and voltage signals of the first, second, and third phases based on the generated reference signal. A voltage generator for generating a and a current generator for generating a current signal of the first phase, the second phase and the third phase, respectively, based on the generated voltage signal of the first phase. In addition, the driving method of the three-phase voltage and current simulator according to the present invention is a step of generating a single reference signal based on the DC power applied, the first phase, the second phase and the third based on the generated reference signal Generating voltage signals of the phases, respectively, and generating current signals of the first phase, the second phase, and the third phase, respectively, based on the generated voltage signals of the first phase. Through this, the present invention has the effect that can easily check the function of the three-phase electricity meter regardless of the location and reduce the manufacturing cost of the three-phase voltage and current simulator.

Figure P1020070117657

Wattmeter, Digital Wattmeter, Three Phase Voltage, Three Phase Current, Simulator

Description

디지털 전력량계를 위한 3상 전압전류 시뮬레이터 및 그 구동 방법{3 phase voltage and current simulator for digital power meter and operating method thereof}3 phase voltage and current simulator for digital power meter and operating method

본 발명은 디지털 전력량계에 관한 것으로서, 특히, 장소에 구애받지 않고 3상 전력량계의 기능을 용이하게 점검하고 3상 전압전류 시뮬레이터의 제조 단가를 절감할 수 있도록 하는 디지털 전력량계를 위한 3상 전압전류 시뮬레이터 및 그 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a digital wattmeter, and in particular, a three-phase voltage current simulator for a digital wattmeter to easily check the function of the three-phase wattmeter and reduce the manufacturing cost of the three-phase voltmeter, regardless of location; It relates to the driving method.

일반적으로 전력량계는 일정 기간 동안 사용한 전력의 총량을 측정 및 기록하는 기기로서, 일반 가정뿐만 아니라 전기를 사용하는 곳이라면 반드시 설치되어 이를 통해 전력 사용량을 측정하여 요금을 부과하는 기준이 되는 기기를 일컫는다.In general, a watt-hour meter is a device that measures and records the total amount of power used for a certain period of time, and refers to a device that is installed in a place where electricity is used as well as a general home to measure and charge a power consumption.

특히, 디지털 전력량계는 3상 4선식 전력선을 사용하는 경우에 3상 전압과 전류의 값을 가지고 예컨대, 유효전력량, 무효전력량, 역율, 최대수요전력 및 시간대별 전력량 등을 측정하는 고유기능 외에 전압변동, 주파수, 고조파, SAG/SWELL 및 과전류 등을 측정하는 전력품질 검지기능, 온습도, 수도사용량 검침 및 가스 사용량 등을 측정하는 기타 검지기능 및 원격 검침기능 등 다양한 기능을 포함하고 있다.In particular, the digital electricity meter has a value of three-phase voltage and current when a three-phase four-wire power line is used, and for example, voltage fluctuations in addition to the inherent function of measuring the effective power, reactive power, power factor, maximum demand power, and power over time. It includes various functions such as power quality detection function for measuring frequency, harmonics, SAG / SWELL and overcurrent, other detection function for measuring temperature and humidity, water consumption and gas usage, and remote reading function.

이에 따라, 디지털 전력량계는 계량 정밀도 확보, 전력 품질관리, 실시간 요금부과, 임계 최대 수요 요금관리 및 국제표준 통신규격 적용에 의한 다양한 통신 네트워크 구성 등 관리용 계기로 널리 사용되고 있는데, 이러한 디지털 전력량계를 구현하고자 할 때에 이를 시험하기 위한 3상 전압과 전류를 발생 시킬 수 있는 시뮬레이터가 필수적이다.Accordingly, digital electricity meters are widely used as management instruments to secure weighing accuracy, power quality management, real-time charging, critical maximum demand charge management, and various communication network configurations by applying international standard communication standards. In order to test this, a simulator capable of generating three-phase voltage and current is essential.

이러한 3상 전압과 전류는 여러 가지 방법으로 얻을 수 있는데, 이를 간략히 설명하면 다음과 같다.This three-phase voltage and current can be obtained in a number of ways, briefly described as follows.

첫째, 3상 전원으로부터 3상 전압을 인가하고, 여기에 부하를 걸어 3상 전류를 흐르게 하는 방법이 있는데, 이는 3상 전압과 3상 전류를 발생하기 위해 반드시 3상 전원이 필요하기 때문에 3상 전원이 있는 장소에서만 가능하다는 단점이 있다. 즉, 전력량계와 같은 전자회로를 개발하는 경우에 대부분 단상 전원만이 공급되는 곳이 많으므로 많은 애로 사항이 있다.First, there is a method of applying a three-phase voltage from a three-phase power supply, and applying a load to the three-phase current, which requires three-phase power in order to generate three-phase voltage and three-phase current. The disadvantage is that it can only be used in places where there is a power source. In other words, when developing an electronic circuit such as a wattmeter, there are many difficulties because only a single phase power source is provided in most places.

게다가, 실제 부하를 걸어야 하므로 개발 및 시험 중에 많은 전력을 소모해야 하는 단점이 있다.In addition, there is a disadvantage in that a lot of power is consumed during development and testing because of the actual load.

둘째, 3상 변압기를 이용하여 전압을 감압하여 이를 인가하고 허전류가 흐르게 하여 이를 인가하는 방법이 있는데, 앞선 방법의 단점인 실부하에 의한 전력 소모를 줄이기 위해 사용되는 방법이기는 하지만 이 역시 단상 전원만이 공급되는 장소에서는 사용될 수 없다.Second, there is a method of applying the voltage by reducing the voltage by using a three-phase transformer and applying it by allowing a hurried current to flow, which is a method used to reduce power consumption due to the real load, which is a disadvantage of the previous method. It cannot be used where only bays are supplied.

셋째, 3상 전압을 발생시키는 장치와 3상 전류를 발생시키는 장치를 이용하 는 방법이 있는데, 이는 각각의 3상 전압 및 3상 전류를 발생시키는 장치를 별도로 구비해야 하기 때문에 지나치게 고가이고, 장치의 중량 및 부피가 크다는 단점이 있다.Third, there is a method using a device for generating a three-phase voltage and a device for generating a three-phase current, which is excessively expensive because of the separate device for generating a three-phase voltage and a three-phase current. The disadvantage is that the weight and volume are large.

게다가, 이러한 방법들은 모두 전압과 전류 사이에 위상차를 부여하기 위해 별도의 위상 변환을 위한 장치 또한 필요하기 때문에, 디지털 전력량계 개발에 있어서 많은 공간과 부대설비를 필요로 한다는 단점이 있다.In addition, all of these methods also require a separate phase shifting device to provide a phase difference between voltage and current, which requires a large amount of space and additional facilities in developing a digital meter.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 하나의 직류 전원으로부터 기준 신호 또는 사인파를 발생시켜서 이의 진폭과 위상을 조절하여 3상의 전압 및 전류 각각을 발생시키도록 함으로써, 장소에 구애받지 않고 3상 전력량계의 기능을 용이하게 점검할 수 있도록 하는 디지털 전력량계를 위한 3상 전압전류 시뮬레이터 및 그 구동 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention was created to solve the above problems, by generating a reference signal or a sine wave from one DC power source to adjust the amplitude and phase of the three-phase voltage and current, respectively, The present invention provides a three-phase voltammogram simulator and a driving method thereof for a digital watt-hour meter that can easily check the function of the three-phase watt-hour meter regardless.

본 발명의 다른 목적은 연산 증폭기와 임피던스 소자로 구성된 간단한 회로를 이용하여 하나의 사인파로부터 진폭과 위상이 조절된 3상의 전압 및 전류 각각을 발생시키도록 함으로써, 3상 전압전류 시뮬레이터의 제조 단가를 절감시킬 수 있도록 하는 디지털 전력량계를 위한 3상 전압 전류 시뮬레이터 및 그 구동 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to reduce the manufacturing cost of the three-phase voltage and current simulator by using a simple circuit consisting of an operational amplifier and an impedance element to generate each of the three-phase voltage and current of the amplitude and phase adjusted from one sine wave The present invention provides a three-phase voltage current simulator and a driving method thereof for a digital electricity meter.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 측면에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터는 직류 전원을 인가 받아 이를 기반으로 하나의 기준 신호를 발생하는 기준 신호 발생기, 발생된 상기 기준 신호를 기반으로 제1 상, 제2 상 및 제3 상의 전압 신호를 각각 발생하는 전압 발생부 및 발생된 상기 제1 상의 전압 신호를 기반으로 제1 상, 제2 상 및 제3 상의 전류 신호를 각각 발생하는 전류 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the three-phase voltage current simulator according to an aspect of the present invention is a reference signal generator for receiving a DC power source and generating a reference signal based thereon, the first phase based on the generated reference signal And a voltage generator for generating voltage signals of the second and third phases, respectively, and a current generator for generating current signals of the first, second, and third phases, respectively, based on the generated voltage signals of the first and third phases. Characterized in that.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 한 측면에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터의 구동 방법은 직류 전원을 인가 받아 이를 기반으로 하나의 기준 신호를 발생하는 단계, 발생된 상기 기준 신호를 기반으로 제1 상, 제2 상 및 제3 상의 전압 신호를 각각 발생하는 단계 및 발생된 상기 제1 상의 전압 신호를 기반으로 제1 상, 제2 상 및 제3 상의 전류 신호를 각각 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the driving method of the three-phase voltage and current simulator according to another aspect of the present invention is to generate a single reference signal based on the received DC power, based on the generated reference signal Generating voltage signals of the first phase, the second phase, and the third phase, respectively and generating current signals of the first phase, the second phase, and the third phase based on the generated voltage signals of the first phase; It is characterized by.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

이를 통해, 본 발명은 하나의 직류 전원으로부터 기준 신호 또는 사인파를 발생시켜서 이의 진폭과 위상을 조절하여 3상의 전압 및 전류 각각을 발생시키도록 함으로써, 장소에 구애받지 않고 3상 전력량계의 기능을 용이하게 점검할 수 있는 효과가 있다.Through this, the present invention generates a reference signal or a sine wave from one DC power source to adjust its amplitude and phase to generate each of the three phase voltages and currents, thereby facilitating the function of the three phase electricity meter regardless of the place. There is an effect that can be checked.

또한, 본 발명은 연산 증폭기와 임피던스 소자로 구성된 간단한 회로를 이용하여 하나의 사인파로부터 진폭과 위상이 조절된 3상의 전압 및 전류 각각을 발생시키기 때문에, 3상 전압전류 시뮬레이터의 제조 단가를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention generates a three-phase voltage and current each of amplitude and phase adjusted from one sine wave using a simple circuit composed of an operational amplifier and an impedance element, thereby reducing the manufacturing cost of the three-phase voltage and current simulator. It has an effect.

이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 전력량계를 위한 3상 전압전류 시뮬레이터 및 그 구동 방법을 첨부된 도 1 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명 한다.Hereinafter, a three-phase voltage and current simulator and a driving method thereof for a digital power meter according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7.

본 발명은 고정밀 디지털 전력량계에 적용할 수 있는 3상 전압전류 시뮬레이터를 제안한다. 즉, 본 발명에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터는 직류 전원을 인가 받아 하나의 기준 신호 또는 사인파를 발생시키고 이로부터 3상의 전압 및 전류 신호를 각각 분리하여 발생시킬 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터는 사인파로부터 3상의 전압 및 전류 신호를 각각 발생시킬 수 있도록 각 상에 따라 진폭을 조절할 수 있는 진폭 조절기와 위상을 지연할 수 있는 위상 지연기를 구비할 수 있다.The present invention proposes a three-phase voltammogram simulator that can be applied to a high precision digital meter. That is, the three-phase voltage and current simulator according to the present invention may generate a single reference signal or a sine wave by applying a DC power source, and separate the three-phase voltage and current signals from each other. To this end, the three-phase voltage and current simulator according to the present invention includes an amplitude adjuster that can adjust the amplitude according to each phase and a phase retarder that can delay the phase so as to generate three-phase voltage and current signals respectively from a sine wave. Can be.

또한, 본 발명에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터는 진폭 조절기와 위상 지연기를 연산 증폭기(Operational Amplifier)와 임피던스 소자만으로 간단하게 구성될 수 있다.In addition, the three-phase voltage and current simulator according to the present invention can be simply configured with only an operational amplifier and an impedance element.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터의 구조를 나타내는 예시도이다.1 is an exemplary view showing the structure of a three-phase voltage and current simulator according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터는 기준 신호 발생기(110), 전압원 또는 전압 발생부(120) 및 전류원 또는 전류 발생부(130) 등을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the three-phase voltage current simulator according to the present invention may include a reference signal generator 110, a voltage source or voltage generator 120, and a current source or current generator 130.

기준 신호 발생기(110)는 직류 전원 VDC을 인가 받아 이를 기반으로 교류 전원 즉, 기준 신호 또는 사인파를 발생시킬 수 있다. 이는 단상 전원이나 3상 전원 의 공급 가능여부에 상관없이 임의의 직류 전원 VDC만으로도 디지털 전력량계에 3상의 전압 및 전류 신호를 공급하기 위한 기준이 되는 신호 즉, 사인파를 발생시키기 위함이다.The reference signal generator 110 may receive the DC power V DC and generate an AC power, that is, a reference signal or a sine wave based on the DC power. This is to generate a signal, that is, a sine wave, as a reference for supplying three-phase voltage and current signals to the digital electricity meter using only a DC power V DC regardless of whether single-phase power or three-phase power can be supplied.

전압 발생부(120)는 발생된 사인파를 기반으로 3상의 전압 신호를 발생시킬 수 있는데, 각 상에 따라 제1 전압 발생기(121), 제2 전압 발생기(122) 및 제3 전압 발생기(133) 등으로 구성될 수 있다.The voltage generator 120 may generate a three-phase voltage signal based on the generated sine wave, and according to each phase, the first voltage generator 121, the second voltage generator 122, and the third voltage generator 133 may be used. And the like.

전류 발생부(130)는 전압 발생부(120)에서 발생된 제1 상 전압 신호를 기반으로 3상의 전류 신호를 발생시킬 수 있는데, 각 상에 따라 제1 전류 발생기(131), 제2 전류 발생기(132) 및 제3 전류 발생기(133) 등으로 구성될 수 있다.The current generator 130 may generate a three-phase current signal based on the first phase voltage signal generated by the voltage generator 120. The first current generator 131 and the second current generator may be generated according to each phase. 132, the third current generator 133, and the like.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터의 구동 방법을 도 2를 참조하여 설명한다.A driving method of the three-phase voltage current simulator according to the present invention configured as described above will be described with reference to FIG.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터의 구동 방법을 나타내는 예시도이다.2 is an exemplary view showing a driving method of a three-phase voltage current simulator according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 먼저, 기준 신호 발생부는 직류 전원 VDC을 인가 받아(S210), 이를 기반으로 사인파를 발생시켜서 이를 전압 발생부에 출력할 수 있다(S220).As shown in FIG. 2, first, the reference signal generator receives a DC power supply V DC (S210), generates a sine wave based on the DC power supply V S, and outputs a sine wave to the voltage generator (S220).

전압 발생부는 사인파를 입력 받아 이를 기반으로 3상의 전압 신호를 각각 발생시킬 수 있다(S230).The voltage generator may receive a sine wave and generate three phase voltage signals based on the sine wave (S230).

이를 상세히 설명하면, 전압 발생부는 각 상에 따라 예컨대, 제1 전압 발생기, 제2 전압 발생기 및 제3 전압 발생기로 구성되어서, 제1 전압 발생기는 사인파를 기반으로 제1 상의 전압 신호를 발생시키고, 제2 전압 발생기는 발생된 제1 상의 전압 신호를 기반으로 제2 상의 전압 신호를 발생시키며, 제3 전압 발생기는 발생된 제2 상의 전압 신호를 기반으로 제3 상의 전압 신호를 발생시킬 수 있다.In detail, the voltage generator is composed of, for example, a first voltage generator, a second voltage generator, and a third voltage generator according to each phase, so that the first voltage generator generates a voltage signal of the first phase based on a sine wave, The second voltage generator may generate a voltage signal of the second phase based on the generated voltage signal of the first phase, and the third voltage generator may generate a voltage signal of the third phase based on the generated voltage signal of the second phase.

전류 발생부는 전압 발생부로부터 제1 상의 전압 신호를 입력 받아 이를 기반으로 3상의 전류 신호를 각각 발생시킬 수 있다(S240).The current generator may receive the voltage signal of the first phase from the voltage generator and generate three phase current signals based on the received voltage signal (S240).

이를 상세히 설명하면, 전류 발생부는 각 상에 따라 예컨대, 제1 전류 발생기, 제2 전류 발생기 및 제3 전류 발생기로 구성되어서, 제1 전류 발생기는 제1 상의 전압 신호를 기반으로 제1 상의 전류 신호를 발생시키고, 제2 전류 발생기는 발생된 제1 상의 전류 신호를 기반으로 제2 상의 전류 신호를 발생시키며, 제3 전류 발생기는 발생된 제2 상의 전류 신호를 기반으로 제3 상의 전류 신호를 발생시킬 수 있다.In detail, the current generator is configured of, for example, a first current generator, a second current generator, and a third current generator according to each phase, so that the first current generator is based on the voltage signal of the first phase. And a second current generator generates a current signal of the second phase based on the generated current signal of the first phase, and a third current generator generates a current signal of the third phase based on the generated current signal of the second phase. You can.

이와 같이 본 발명에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터는 직류 전원으로부터 3상의 전압 및 전류 신호를 모두 발생시키기 때문에, 디지털 전력량계 또는 전자식 전력량계를 위한 소프트웨어의 개발 및 그 기능 확인이 전원이나 장소에 구애받지 않고 수행될 수 있다. 이러한 3상의 전압 및 전류 신호를 발생시키기 위한 3상 전압전류 시뮬레이터의 상세한 구성을 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.Thus, since the three-phase voltage and current simulator according to the present invention generates both three-phase voltage and current signals from the DC power supply, the development of software for digital wattmeter or electronic wattmeter and verification of its function can be performed regardless of power source or location. Can be. The detailed configuration of the three-phase voltage and current simulator for generating such three-phase voltage and current signals will be described with reference to FIGS. 3 to 5.

도 3은 도 1에 도시된 전압 및 전류 발생부의 내부 구성을 나타내는 예시도 이다.3 is an exemplary diagram illustrating an internal configuration of the voltage and current generator shown in FIG. 1.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전압 및 전류 발생부는 동일하게 구성될 수 있는데, 진폭 조절기(amplitude operator)(310) 및 위상 지연기(phase shifter)(320) 등을 각각 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the voltage and current generators according to the present invention may be configured in the same manner, and may include an amplitude operator 310 and a phase shifter 320, respectively. have.

이때, 본 발명은 진폭 조절기와 위상 지연기를 구비하여 진폭 및 위상을 모두 조절할 수도 있지만 반드시 이에 한정되지 않고, 필요에 따라 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.In this case, the present invention may be provided with an amplitude adjuster and a phase retarder to adjust both amplitude and phase, but is not necessarily limited thereto, and may adjust at least one of amplitude and phase as necessary.

첫째, 진폭 조절기는 각 상의 진폭을 조절할 수 있는데, 이를 도 4를 참조하여 설명한다.First, the amplitude controller can adjust the amplitude of each phase, which will be described with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 진폭 조절기의 상세한 구성을 나타내는 예시도이다.4 is an exemplary view showing a detailed configuration of an amplitude adjuster according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 진폭 조절기는 제1 임피던스 소자(410), 제2 임피던스 소자(420) 및 연산 증폭기(430) 등을 포함하여 제1 임피던스 소자(410)의 임피던스 Za와 제2 임피던스 소자(420)의 임피던스 Zb의 비에 의해 각 상의 진폭을 조절할 수 있다.As shown in FIG. 4, the amplitude adjuster according to the present invention includes a first impedance element 410, a second impedance element 420, an operational amplifier 430, and the like, and the impedance Z of the first impedance element 410. by a ratio of the impedance Z b of the second impedance element 420 may adjust the amplitude of each phase.

예컨대, 진폭 조절기에서 제1 임피던스 소자(410)는 연산 증폭기의 반전 입력 단자에 직렬 연결되고, 제2 임피던스 소자(420)는 제1 임피던스 소자(410)와 반전 입력 단자 사이에 일측이 연결되고 연산 증폭기의 출력 단자에 타측이 연결될 수 있다.For example, in the amplitude regulator, the first impedance element 410 is connected in series to the inverting input terminal of the operational amplifier, and the second impedance element 420 is connected to one side between the first impedance element 410 and the inverting input terminal. The other side may be connected to the output terminal of the amplifier.

이때, 제1 임피던스 소자와 제2 임피던스 소자는 저항, 가변 저항, 인덕터 및 커패시터 중 적어도 하나로 구현될 수 있는데, 특히, 그 값 조절이 용이하도록 가변 저항을 사용할 수 있다.In this case, the first impedance element and the second impedance element may be implemented by at least one of a resistor, a variable resistor, an inductor, and a capacitor. In particular, a variable resistor may be used to easily adjust the value.

둘째, 위상 지연기는 각 상의 위상을 조절할 수 있는데, 이를 도 5를 참조하여 설명한다.Second, the phase retarder can adjust the phase of each phase, which will be described with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 위상 지연기의 상세한 구성을 나타내는 예시도이다.5 is an exemplary view showing a detailed configuration of a phase retarder according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 위상 지연기는 제1 임피던스 소자(510), 제2 임피던스 소자(520), 연산 증폭기(530), 제3 임피던스 소자(540) 및 제4 임피던스 소자(550) 등을 포함하여 제3 임피던스 소자(540)와 제4 임피던스 소자(550)의 시상수에 의해 각 상의 위상을 지연할 수 있다.As shown in FIG. 5, the phase retarder according to the present invention includes a first impedance element 510, a second impedance element 520, an operational amplifier 530, a third impedance element 540, and a fourth impedance element ( The phase of each phase may be delayed by the time constants of the third impedance element 540 and the fourth impedance element 550, including 550.

예컨대, 위상 지연기에서 제1 임피던스 소자는 연산 증폭기의 반전 입력 단자에 직렬 연결되고, 제2 임피던스 소자는 제1 임피던스 소자와 연산 증폭기의 반전 입력 단자 사이에 일측이 연결되고 연산 증폭기의 출력 단자에 타측이 연결될 수 있다.For example, in the phase retarder, the first impedance element is connected in series to the inverting input terminal of the operational amplifier, and the second impedance element is connected at one side between the first impedance element and the inverting input terminal of the operational amplifier and connected to the output terminal of the operational amplifier. The other side may be connected.

이때, 제1 임피던스 소자의 임피던스 Za와 제2 임피던스 소자의 임피던스 Za는 동일하게 설정할 수 있다.At this time, the impedance of the impedance Z and a second impedance element of the first impedance element Z a may be equally set.

제3 임피던스 소자는 연산 증폭기의 비반전 입력 단자에 직렬 연결되며, 제4 임피던스 소자는 제3 임피던스 소자와 연산 증폭기의 비반전 입력 단자 사이에 일측이 연결되고 접지에 타측이 연결될 수 있다.The third impedance element may be connected in series to the non-inverting input terminal of the operational amplifier, and the fourth impedance element may be connected at one side between the third impedance element and the non-inverting input terminal of the operational amplifier and connected to the other side of the ground.

이때, 제1, 제2, 제3 및 제4 임피던스 소자 또한 저항, 가변 저항, 인덕터 및 커패시터 중 적어도 하나로 구현될 수 있는데, 특히, 그 값 조절이 용이하도록 가변 저항을 사용할 수 있다.In this case, the first, second, third and fourth impedance elements may also be implemented as at least one of a resistor, a variable resistor, an inductor, and a capacitor. In particular, a variable resistor may be used to easily adjust the value.

이와 같이 본 발명에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터는 3상 4선의 전력선에 연결되어 사용되는 디지털 전력량계의 유효전력량 및 무효전력량 계측에 필수적인 3상 전압원과 3상 전류원을 생성할 수 있는데, 즉, 직류 전원으로부터 교류 전원을 발생시키고 이를 3상 전압 신호와 3상 전류 신호 각각으로 분리하여 발생시킬 수 있다.As described above, the three-phase voltage and current simulator according to the present invention can generate a three-phase voltage source and a three-phase current source, which are essential for measuring the effective power and reactive power of a digital power meter connected to a three-phase four-wire power line. AC power may be generated from and separated into a three-phase voltage signal and a three-phase current signal, respectively.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 3상 전압 신호의 측정 결과를 나타내는 예시도이다.6 is an exemplary view showing a measurement result of a three-phase voltage signal according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터는 제1 상의 전압 신호 VR, 제2 상의 전압 신호 VS 및 제3 상의 전압 신호 VT를 발생시키는데, 이들은 위상 지연기에 의해 각각 위상이 지연되어 발생된 신호임을 확인할 수 있다.As shown in Fig. 6, the three-phase voltammetry simulator according to the present invention generates the voltage signal V R of the first phase, the voltage signal V S of the second phase, and the voltage signal V T of the third phase, which are driven by a phase retarder. It can be seen that the signals are each generated by delayed phases.

특히, 위상 지연에 있어서, 위쪽 도면의 제2 상의 전압 신호 VS 와 제3 상의 전압 신호 VT의 위상보다 아래쪽 도면의 제2 상의 전압 신호 VS 와 제3 상의 전압 신호 VT의 위상이 상대적으로 작게 지연되었음을 알 수 있다.In particular, in the phase delay, the phases of the voltage signal V S of the second phase and the voltage signal V T of the third phase are lower than the phases of the voltage signal V S of the second phase and the voltage signal V T of the third phase in the phase delay. It can be seen that the delay is small.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 3상 전류 신호의 측정 결과를 나타내는 예시도이다.7 is an exemplary view showing a measurement result of a three-phase current signal according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터는 제1 상의 전류 신호 IR, 제2 상의 전류 신호 IS 및 제3 상의 전류 신호 IT를 발생시키는데, 이들은 위상 지연기에 의해 각각 위상이 지연되어 발생된 신호임을 확인할 수 있다.As shown in Fig. 7, the three-phase voltammogram simulator according to the present invention generates a current signal I R of the first phase, a current signal I S of the second phase and a current signal I T of the third phase, which are driven by a phase retarder. It can be seen that the signals are each generated by delayed phases.

특히, 위상 지연에 있어서, 위쪽 도면의 제3 상의 전류 신호 IT 의 위상보다 아래쪽 도면의 제3 상의 전류 신호 IT 의 위상이 상대적으로 작게 지연되었음을 알 수 있다.In particular, it can be seen in the phase delay, that the phase at the top of the figure the third current signal I T phase than the current in the lower third of the drawing signal of I T on of a relatively small delay.

이와 같이 본 발명에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터는 3상의 전압 신호와 3상의 전류 신호의 그 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 필요에 따라 손쉽게 조절할 수 있다는 이점이 있을 뿐만 아니라 그 구성이 간단하여 소형 기판 상에서도 구현이 가능하기 때문에, 그 제조 비용도 크게 절감시킬 수 있다는 이점이 있다.Thus, the three-phase voltage current simulator according to the present invention not only has the advantage that it is easy to adjust at least one of the amplitude and phase of the three-phase voltage signal and the three-phase current signal as necessary, and its configuration is simple, even on a small substrate. Since it is possible to implement, the manufacturing cost can be greatly reduced.

본 발명에 의한, 디지털 전력량계를 위한 3상 전압전류 시뮬레이터 및 그 구 동 방법은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시 예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.According to the present invention, a three-phase voltammogram simulator and a driving method thereof for a digital electricity meter can be modified and applied in various forms within the scope of the technical idea of the present invention and are not limited to the above embodiments. In addition, the embodiments and drawings are merely for the purpose of describing the contents of the invention in detail, not intended to limit the scope of the technical idea of the invention, the present invention described above is common knowledge in the technical field to which the present invention belongs As those skilled in the art can have various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention, it is not limited to the above embodiments and the accompanying drawings, of course, and not only the claims to be described below but also claims Judgment should be made including scope and equivalence.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터의 구조를 나타내는 예시도이다.1 is an exemplary view showing the structure of a three-phase voltage and current simulator according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 3상 전압전류 시뮬레이터의 구동 방법을 나타내는 예시도이다.2 is an exemplary view showing a driving method of a three-phase voltage current simulator according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 1에 도시된 전압 및 전류 발생부의 내부 구성을 나타내는 예시도이다.3 is an exemplary diagram illustrating an internal configuration of a voltage and current generator shown in FIG. 1.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 진폭 조절기의 상세한 구성을 나타내는 예시도이다.4 is an exemplary view showing a detailed configuration of an amplitude adjuster according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 위상 지연기의 상세한 구성을 나타내는 예시도이다.5 is an exemplary view showing a detailed configuration of a phase retarder according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 3상 전압 신호의 측정 결과를 나타내는 예시도이다.6 is an exemplary view showing a measurement result of a three-phase voltage signal according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 3상 전류 신호의 측정 결과를 나타내는 예시도이다.7 is an exemplary view showing a measurement result of a three-phase current signal according to an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

110: 기준 신호 발생기110: reference signal generator

120: 전압 발생부120: voltage generator

121: 제1 전압 발생기121: first voltage generator

122: 제2 전압 발생기122: second voltage generator

123: 제3 전압 발생기123: third voltage generator

130: 전류 발생부130: current generator

131: 제1 전류 발생기131: first current generator

132: 제2 전류 발생기132: second current generator

133: 제3 전류 발생기133: third current generator

310: 진폭 조절기310: amplitude regulator

320: 위상 지연기320: phase delay

Claims (13)

직류 전원을 인가 받아 이를 기반으로 하나의 기준 신호를 발생하는 기준 신호 발생기;A reference signal generator receiving a DC power source and generating one reference signal based on the same; 발생된 상기 기준 신호를 기반으로 제1 상, 제2 상 및 제3 상의 전압 신호를 각각 발생하는 전압 발생부; 및A voltage generator configured to generate voltage signals of a first phase, a second phase, and a third phase based on the generated reference signals; And 발생된 상기 제1 상의 전압 신호를 기반으로 제1 상, 제2 상 및 제3 상의 전류 신호를 각각 발생하는 전류 발생부A current generator for generating current signals of a first phase, a second phase, and a third phase, respectively, based on the generated voltage signal of the first phase; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 전압전류 시뮬레이터.Three-phase voltage current simulator comprising a. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 전압 발생부는,The voltage generator, 상기 기준 신호를 기반으로 상기 제1 상의 전압 신호를 발생하는 제1 전압 발생기;A first voltage generator configured to generate a voltage signal of the first phase based on the reference signal; 발생된 상기 제1 상의 전압 신호를 기반으로 상기 제2 상의 전압 신호를 발생하는 제2 전압 발생기; 및A second voltage generator configured to generate a voltage signal of the second phase based on the generated voltage signal of the first phase; And 발생된 상기 제2 상의 전압 신호를 기반으로 상기 제3 상의 전압 신호를 발생하는 제3 전압 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 전압 전류 시뮬레이터.And a third voltage generator for generating the voltage signal of the third phase based on the generated voltage signal of the second phase. 제2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1, 제2 및 제3 전압 발생기는,The first, second and third voltage generator, 입력된 상기 기준 신호, 상기 제1 상 및 상기 제2 상의 전압 신호 각각의 진폭을 조절하는 진폭 조절기; 및An amplitude adjuster for adjusting an amplitude of each of the input reference signal, the voltage signal of the first phase and the second phase; And 상기 진폭이 조절된 신호 각각의 위상을 지연하여 상기 제1 상, 상기 제2 상 및 상기 제3 상의 전압 신호를 발생하는 위상 지연기를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 전압전류 시뮬레이터.And a phase retarder for delaying a phase of each of the amplitude-adjusted signals to generate voltage signals for the first phase, the second phase, and the third phase. 제3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 진폭 조절기는,The amplitude adjuster, 연산 증폭기;Operational amplifiers; 상기 연산 증폭기의 반전 입력 단자에 연결되는 제1 임피던스 소자; 및A first impedance element connected to the inverting input terminal of the operational amplifier; And 상기 제1 임피던스 소자와 상기 반전 입력 단자 사이에 일측이 연결되고 상기 연산 증폭기의 출력 단자에 타측이 연결되는 제2 임피던스 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 전압전류 시뮬레이터.And a second impedance element having one side connected between the first impedance element and the inverting input terminal and the other side connected to the output terminal of the operational amplifier. 제4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 진폭 조절기는,The amplitude adjuster, 상기 제1 임피던스 소자와 상기 제2 임피던스 소자의 임피던스 비를 조절하여 상기 기준 신호, 상기 제1 상 및 상기 제2 상의 전압 신호 각각의 진폭을 조절 하는 것을 특징으로 하는 3상 전압전류 시뮬레이터.And controlling the amplitude of each of the reference signal, the voltage signals of the first phase and the second phase by adjusting an impedance ratio of the first impedance element and the second impedance element. 제4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1 및 상기 제2 임피던스 소자는The first and second impedance element is 저항, 가변 저항, 인덕터 및 커패시터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 전압전류 시뮬레이터.A three-phase voltammogram simulator comprising at least one of a resistor, a variable resistor, an inductor, and a capacitor. 제3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 위상 지연기는,The phase retarder, 연산 증폭기;Operational amplifiers; 상기 연산 증폭기의 반전 입력 단자에 연결되는 제1 임피던스 소자;A first impedance element connected to the inverting input terminal of the operational amplifier; 상기 제1 임피던스 소자와 상기 반전 입력 단자 사이에 일측이 연결되고 상기 연산 증폭기의 출력 단자에 타측이 연결되는 제2 임피던스 소자;A second impedance element having one side connected between the first impedance element and the inverting input terminal and the other side connected to an output terminal of the operational amplifier; 상기 연산 증폭기의 비반전 입력 단자에 연결되는 제3 임피던스 소자; 및A third impedance element connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier; And 상기 제3 임피던스 소자와 상기 비반전 입력 단자 사이에 일측이 연결되고 접지에 타측이 연결되는 제4 임피던스 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 전압전류 시뮬레이터.And a fourth impedance element having one side connected between the third impedance element and the non-inverting input terminal and the other side connected to the ground. 제7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 위상 지연기는,The phase retarder, 상기 제1 임피던스 소자와 상기 제2 임피던스 소자의 임피던스를 동일하게 하고, 상기 제3 임피던스 소자와 상기 제4 임피던스 소자의 시상수를 조절하여 상기 진폭이 조절된 신호의 위상 각각을 지연하는 것을 특징으로 하는 3상 전압전류 시뮬레이터.The impedance of the first impedance element and the second impedance element are equal, and the time constants of the third impedance element and the fourth impedance element are adjusted to delay each of the phases of the signal whose amplitude is adjusted. 3-phase voltammogram simulator. 제7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 임피던스 소자는,The first, second, third and fourth impedance elements, 저항, 가변 저항, 인덕터 및 커패시터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 전압전류 시뮬레이터.A three-phase voltammogram simulator comprising at least one of a resistor, a variable resistor, an inductor, and a capacitor. 제2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1, 제2 및 제3 전류 발생기는,The first, second and third current generator, 입력된 상기 제1 상의 전압 신호, 상기 제1 상 및 상기 제2 상의 전류 신호 각각의 진폭을 조절하는 진폭 조절기; 및An amplitude adjuster for adjusting an amplitude of each of an input voltage signal of the first phase and current signals of the first phase and the second phase; And 상기 진폭이 조절된 신호 각각의 위상을 지연하여 상기 제1 상, 상기 제2 상 및 상기 제3 상의 전류 신호를 발생하는 위상 지연기를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 전압전류 시뮬레이터.And a phase retarder for delaying a phase of each of the amplitude-adjusted signals to generate current signals of the first phase, the second phase, and the third phase. 직류 전원을 인가 받아 이를 기반으로 하나의 기준 신호를 발생하는 단계;Generating a reference signal based on the DC power; 발생된 상기 기준 신호를 기반으로 제1 상, 제2 상 및 제3 상의 전압 신호를 각각 발생하는 단계; 및Generating voltage signals of a first phase, a second phase, and a third phase, respectively, based on the generated reference signals; And 발생된 상기 제1 상의 전압 신호를 기반으로 제1 상, 제2 상 및 제3 상의 전류 신호를 각각 발생하는 단계Generating current signals of a first phase, a second phase, and a third phase, respectively, based on the generated voltage signals of the first phase; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 전압전류 시뮬레이터의 구동 방법.Driving method of a three-phase voltage current simulator comprising a. 제11 항에 있어서,The method of claim 11, wherein 상기 제1 상, 제2 상 및 제3 상의 전압 신호를 발생하는 단계는,Generating voltage signals of the first phase, the second phase, and the third phase, 상기 기준 신호의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조절하여 상기 제1 상의 전압 신호를 발생하는 단계;Generating a voltage signal of the first phase by adjusting at least one of an amplitude and a phase of the reference signal; 발생된 상기 제1 상의 전압 신호의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조절하여 상기 제2 상의 전압 신호를 발생하는 단계; 및Generating a voltage signal of the second phase by adjusting at least one of an amplitude and a phase of the generated voltage signal of the first phase; And 발생된 상기 제2 상의 전압 신호의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조절하여 상기 제3 상의 전압 신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 전압전류 시뮬레이터의 구동 방법.And generating a voltage signal of the third phase by adjusting at least one of an amplitude and a phase of the generated voltage signal of the second phase. 제11 항에 있어서,The method of claim 11, wherein 상기 제1 상, 제2 상 및 제3 상의 전류 신호를 발생하는 단계는,Generating the current signal of the first phase, the second phase and the third phase, 상기 제1 상의 전압 신호의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조절하여 상기 제1 상의 전류 신호를 발생하는 단계;Generating a current signal of the first phase by adjusting at least one of an amplitude and a phase of the voltage signal of the first phase; 발생된 상기 제1 상의 전류 신호의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조절하여 상기 제2 상의 전류 신호를 발생하는 단계; 및Generating a current signal of the second phase by adjusting at least one of an amplitude and a phase of the generated current signal of the first phase; And 발생된 상기 제2 상의 전류 신호의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조절하여 상기 제3 상의 전류 신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 전압전류 시뮬레이터의 구동 방법.Generating a current signal of the third phase by adjusting at least one of an amplitude and a phase of the generated current signal of the second phase.
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