KR20090091938A - Parallel operating apparatus of train's assist power converter - Google Patents
Parallel operating apparatus of train's assist power converterInfo
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Abstract
Description
본 발명은 열차용 보조전력 변환장치의 병렬운전장치에 관한 것으로, 특히, 고속열차를 구성하는 차량 편성 중 동력차에 1 대의 보조전력 변환장치가 탑재되고, 1 개 편성에 2 대의 보조전력 변환장치가 탑재되며, 상기 1 개 편성의 각 보조전력 변환장치 내에 2 대의 컨버터 그룹이 각기 운전될 때 상기 1 개 편성 내에서 총 4 대의 컨버터 그룹을 병렬로 운전하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a parallel operation device of the auxiliary power converter for trains, in particular, one auxiliary power converter is mounted on the power vehicle of the vehicle configuration constituting the high-speed train, two auxiliary power converters in one train And a device for driving a total of four converter groups in parallel in the one set when two converter groups are operated in each auxiliary power converter of the single set.
종래의 고속열차를 구성하는 차량에 사용되는 보조전력 변환장치의 동작을 보면, 차량 내에서 부하에 전력을 공급하던 보조전력 변환장치가 기동을 정지할 경우, 승무원 등이 연장급전 커넥터를 이용하여 기동 중인 다른 보조전력 변환장치가 그 전력공급이 끈긴 차량의 부하에 전력을 공급하도록 한다.In the operation of the auxiliary power converter used in a vehicle constituting the conventional high speed train, when the auxiliary power converter which has supplied power to the load in the vehicle stops starting, a crew member or the like starts using the extension feed connector. The other auxiliary power converter being used to power the load of the vehicle with its power off.
그러나 이와 같은 종래의 기술에 있어서는 부하에 전력을 공급하던 보조전력 변환장치가 기동을 정지할 경우, 연장급전 커넥터를 이용하여 기동 중인 다른 보조전력 변환장치가 그 부하에 전력을 공급하도록 조치를 취하는 동안 부하는 구동하지 못하게 되는 결점이 있다.However, in such a conventional technique, when an auxiliary power converter supplying power to a load stops starting, while another auxiliary power converter operating by using an extension feed connector takes action to supply power to the load. The load has the drawback of not driving.
예로, 보조전력으로 구동하는 차량 내의 TV가 구동하지 못하는 동안 해당 차량 내의 승객이 TV를 시청하지 못하게 된다.For example, passengers in the vehicle may not watch the TV while the TV in the vehicle driven by the auxiliary power fails to drive.
이와 같이 서비스의 질이 하락할 경우 그만큼 승객을 유치하기가 어려워진다.When the quality of service decreases like this, it is difficult to attract passengers.
본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 고속열차를 구성하는 차량 편성 중 동력차에 1 대의 보조전력 변환장치가 탑재되고, 1 개 편성에 2 대의 보조전력 변환장치가 탑재되며, 상기 1 개 편성의 각 보조전력 변환장치 내에 2 대의 컨버터 그룹이 각기 운전될 때 상기 1 개 편성 내에서 총 4 대의 컨버터 그룹을 병렬로 운전하는 열차용 보조전력 변환장치의 병렬운전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, one auxiliary power converter is mounted on the power vehicle of the vehicle configuration constituting the high-speed train, two auxiliary power converters are mounted on one train, The purpose of the present invention is to provide a parallel operation device of a train auxiliary power converter which drives a total of four converter groups in parallel in the single train when two converter groups are operated in each auxiliary power converter. have.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve this purpose,
본 발명의 일 형태에 따르면, 열차의 차량 편성에 2 대의 보조전력 변환장치가 구비되고, 상기 각 보조전력 변환장치에 2 대의 컨버터 그룹이 각기 운전되며, 상기 4 대의 컨버터 그룹을 병렬로 운전하는 장치로서, 상기 컨버터 그룹은, 자신의 직류 출력값을 수집하여 운전실 컴퓨터로 제공하고, 상기 운전실 컴퓨터로부터 상기 각 컨버터 그룹에 대응하는 각 직류 출력값을 수신하는 전류값 송수신부; 상기 전류값 송수신부로부터 상기 4 대의 컨버터 그룹에 대응하는 각 직류 출력값을 제공받아 자신의 직류 출력에 대응하는 보상전압을 출력하는 보상부; 상기 4 대의 컨버터 그룹의 공통 출력단의 직류전압과 상기 보상부로부터 출력되는 보상전압을 가산하여 출력하는 가산기; 상기 가산기의 출력전압에서 피드백 직류전압을 감산하여 출력하는 제 1 감산기; 상기 제 1 감산기의 출력전압에 따라 전압을 제어해서 직류출력 보상을 위한 전압을 출력하는 전압 제어부; 자신의 차량에서 제공되는 교류의 위상을 검출하여, 상기 위상에 대응하는 sinθ를 출력하는 위상 검출부; 상기 전압 제어부의 출력전압과 상기 위상 검출부의 sinθ를 곱하여 응답전류를 출력하는 곱셈기; 상기 곱셈기의 응답전류에서 제 1 피드백 전류를 감산하여 출력하는 제 2 감산기; 상기 제 2 감산기의 출력전류를 제어해서 직류출력 보상을 위한 전류를 출력하는 제 1 전류 제어부; 상기 제 1 전류 제어부의 출력전류에 대응하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 발생하는 제 1 PWM 신호 발생부; 상기 제 1 PWM 신호 발생부의 PWM 신호를 사용하여 상기 자신의 차량에서 제공되는 교류를 직류로 변환해서 출력하고, 제 1 피드백 전류를 상기 제 2 감산기로 제공하며, 피드백 직류전압을 상기 제 1 감산기로 제공하는 제 1 교류/직류 변환부; 상기 곱셈기의 응답전류에서 제 2 피드백 전류를 감산하여 출력하는 제 3 감산기; 상기 제 3 감산기의 출력전류를 제어해서 직류출력 보상을 위한 전류를 출력하는 제 2 전류 제어부; 상기 제 2 전류 제어부의 출력전류에 대응하는 PWM 신호를 발생하는 제 2 PWM 신호 발생부; 상기 제 2 PWM 신호 발생부의 PWM 신호를 사용하여 상기 자신의 차량에서 제공되는 교류를 직류로 변환해서 출력하고, 제 2 피드백 전류를 상기 제 3 감산기로 제공하는 제 2 교류/직류 변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one embodiment of the present invention, an apparatus is provided with two auxiliary power converters in a vehicle configuration of a train, two converter groups are respectively driven in each of the auxiliary power converters, and the four converter groups are operated in parallel. The converter group may include: a current value transmitting / receiving unit which collects its own DC output value and provides the same to the cab computer, and receives each DC output value corresponding to each of the converter groups from the cab computer; A compensator configured to receive respective DC output values corresponding to the four converter groups from the current value transmitter / receiver and output a compensation voltage corresponding to its DC output; An adder for adding and outputting a DC voltage of a common output terminal of the four converter groups and a compensation voltage output from the compensation unit; A first subtractor for subtracting and outputting a feedback DC voltage from an output voltage of the adder; A voltage controller for controlling a voltage according to an output voltage of the first subtractor to output a voltage for DC output compensation; A phase detector for detecting a phase of an alternating current provided by the vehicle and outputting sinθ corresponding to the phase; A multiplier for outputting a response current by multiplying the output voltage of the voltage controller by sinθ of the phase detector; A second subtractor which subtracts and outputs a first feedback current from a response current of the multiplier; A first current controller configured to control an output current of the second subtractor to output a current for DC output compensation; A first PWM signal generator configured to generate a pulse width modulation (PWM) signal corresponding to the output current of the first current controller; Converts the alternating current provided from the vehicle into a direct current by using the PWM signal of the first PWM signal generator and provides a first feedback current to the second subtractor, and sends a feedback direct current voltage to the first subtractor Providing a first AC / DC converter; A third subtractor which subtracts and outputs a second feedback current from the response current of the multiplier; A second current controller configured to control an output current of the third subtractor to output a current for DC output compensation; A second PWM signal generator for generating a PWM signal corresponding to the output current of the second current controller; And a second alternating current / direct current converting unit converting an alternating current provided by the own vehicle into a direct current by using the PWM signal of the second PWM signal generating unit and outputting the alternating current to a direct current. It features.
본 발명에서 상기 전류값 송수신부는 상기 운전실 컴퓨터로부터 자신을 제외한 상기 나머지 3 대의 컨버터 그룹에 대응하는 각 직류 출력값을 수신하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the current value transmitting and receiving unit is characterized in that for receiving each DC output value corresponding to the remaining three groups of converters excluding itself from the cab computer.
본 발명에서 상기 전류값 송수신부는 상기 운전실 컴퓨터로부터 상기 4 대의 컨버터 그룹에 대응하는 각 직류 출력값을 수신하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the current value transceiver is characterized in that for receiving each DC output value corresponding to the four groups of converters from the cab computer.
본 발명에서 상기 운전실 컴퓨터와 상기 전류값 송수신부는 버스(bus)로 연결된 것을 특징으로 한다.In the present invention, the cab computer and the current value transceiver is characterized in that connected by a bus (bus).
본 발명은, 고속열차를 구성하는 차량 편성 중 동력차에 1 대의 보조전력 변환장치가 탑재되고, 1 개 편성에 2 대의 보조전력 변환장치가 탑재되며, 상기 1 개 편성의 각 보조전력 변환장치 내에 2 대의 컨버터 그룹이 각기 운전될 때 상기 1 개 편성 내에서 총 4 대의 컨버터 그룹을 병렬로 운전한다.According to the present invention, one auxiliary power converter is mounted on a power vehicle, and two auxiliary power converters are mounted on a single train, and two auxiliary power converters are mounted on each one. When each group of converters is operated, a total of four groups of converters are operated in parallel within the above one set.
따라서 고속열차의 1 편성 단위로 구비된 2 대의 보조전력 변환장치가 4 대의 컨버터 그룹으로 구성되어, 1 대의 보조전력 변환장치 또는, 1 대의 컨버터 그룹이 고장이 날 경우에도 나머지 컨버터 그룹이 그 고장에 바로 자동으로 대응하여 전력을 출력하기 때문에, 특정 보조전력 변환장치에 고장이 발생하더라도 보조 전력이 정상적으로 공급되는 효과가 있다.Therefore, two auxiliary power converters provided as one unit of a high-speed train are composed of four converter groups, so that even if one auxiliary power converter or one converter group fails, the remaining converter groups may be damaged. Since the power is automatically output in response, the auxiliary power is normally supplied even when a specific auxiliary power converter is broken.
즉, 고속열차의 보조전력 공급에 따른 서비스의 신뢰성이 향상됨으로써 고속열차의 승객은 양질의 서비스를 제공받을 수 있다.That is, the reliability of the service according to the supplementary power supply of the high speed train is improved, so that passengers of the high speed train may be provided with high quality service.
도 1은 본 발명에 따른 열차용 보조전력 변환장치의 병렬운전장치의 일 실시 예를 나타낸 도면,1 is a view showing an embodiment of a parallel operation apparatus of the auxiliary power converter for trains according to the present invention,
도 2는 도 1에 도시된 컨버터 그룹의 일 실시 예를 나타낸 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating an exemplary embodiment of the converter group illustrated in FIG. 1.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 열차용 보조전력 변환장치의 병렬운전장치의 일 실시 예를 나타낸 도면으로, 운전실 컴퓨터(10), 제 1, 제 2 보조전력 변환장치(20, 30), 및 부하(26)로 구성된다. 상기 제 1 보조전력 변환장치(20)는 제 1, 제 2 컨버터 그룹(22, 24)을 구비하고, 상기 제 2 보조전력 변환장치(30)는 제 1, 제 2 컨버터 그룹(32, 34)을 구비한다.1 is a view showing an embodiment of a parallel operation apparatus of the auxiliary power converter for trains according to the present invention, the cab computer 10, the first and second auxiliary power converters 20 and 30, and the load ( 26). The first auxiliary power converter 20 includes first and second converter groups 22 and 24, and the second auxiliary power converter 30 includes first and second converter groups 32 and 34. It is provided.
동 도면에 있어서, 먼저 제 1, 제 2 보조전력 변환장치(20, 30)에 나누어 구비된 제 1, 제 2 컨버터 그룹(22, 24, 32, 34)은 자신의 차량에서 제공되는 교류(AC 383V)를 직류(DC 670V)로 변환하여 공동의 부하(26)에 제공한다.In the drawing, first, the second and second converter groups 22, 24, 32, and 34, which are divided into the first and second auxiliary power converters 20 and 30, are provided with alternating current (AC). 383V) is converted into direct current (DC 670V) and provided to the common load 26.
이때, 제 1, 제 2 컨버터 그룹(22, 24, 32, 34)은 운전실 컴퓨터(10)를 통해 각 그룹(22, 24, 32, 34)의 직류 출력값을 공유하고, 그 공유한 직류 출력값을 감안하여 공동의 부하(26)에 제공하는 직류출력을 자동으로 분담한다.At this time, the first and second converter groups 22, 24, 32, and 34 share the DC output values of the groups 22, 24, 32, and 34 through the cab computer 10, and share the shared DC output values. In view of this, the DC output provided to the common load 26 is automatically shared.
따라서 4 대의 컨버터 그룹(22, 24, 32, 34) 중 어느 하나가 고장이 나서 구동을 정지하더라도 공동의 부하(26)에는 전력이 정상적으로 제공된다.Therefore, even if any one of the four converter groups 22, 24, 32, 34 fails and stops driving, the common load 26 is normally supplied with power.
이와 같은 본 발명을 도 2를 참조하여 보면 다음과 같다.Referring to FIG. 2, the present invention is as follows.
도 2는 도 1에 도시된 컨버터 그룹(22, 24, 32, 34)의 일 실시 예를 나타낸 블록도로, 전류값 송수신부(40), 보상부(42), 가산기(44), 제 1, 제 2, 제 3 감산기(46, 54, 62), 위상 검출부(48), 전압 제어부(50), 곱셈기(52), 제 1, 제 2 전류 제어부(56, 64), 제 1, 제 2 PWM 신호 발생부(58, 66), 및 제 1, 제 2 교류/직류 변환부(60, 68)로 구성된다.FIG. 2 is a block diagram illustrating an embodiment of the converter groups 22, 24, 32, and 34 illustrated in FIG. 1. The current value transceiver 40, the compensator 42, the adder 44, and the first, Second, third subtractors 46, 54, 62, phase detector 48, voltage controller 50, multiplier 52, first, second current controllers 56, 64, first, second PWM Signal generators 58, 66, and first and second AC / DC converters 60, 68, respectively.
동 도면에 있어서, 전류값 송수신부(40)는 자신의 직류 출력값 즉, 제 1, 제 2 교류/직류 변환부(60, 68)가 출력하는 직류값을 수집하여 운전실 컴퓨터(10)로 제공하고, 운전실 컴퓨터(10)로부터 다른 3 대의 컨버터 그룹에 대응하는 각 직류 출력값을 수신한다. 이때, 전류값 송수신부(40)는 운전실 컴퓨터(10)로부터 자신을 제외한 나머지 3 대의 컨버터 그룹에 대응하는 각 직류 출력값을 수신해도 되고, 운전실 컴퓨터(10)로부터 4 대의 모든 컨버터 그룹(22, 24, 32, 34)에 대응하는 각 직류 출력값을 수신해도 된다. 하여간, 4 대의 컨버터 그룹(22, 24, 32, 34) 모두가 자신을 포함한 상대방의 직류 출력값을 수집할 수 있어야 한다. 상기 운전실 컴퓨터(10)와 전류값 송수신부(40)는 버스로 연결된다. 상기 직류 출력값을 수집하기 위해서는 직류검출 수단을 이용할 수 있는데, 이는 일반적인 기술이기 때문에 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.In the figure, the current value transceiver 40 collects its own DC output value, that is, the DC value output from the first and second AC / DC converters 60 and 68 and provides it to the cab computer 10. Each DC output value corresponding to the other three converter groups is received from the cab computer 10. At this time, the current value transmitter / receiver 40 may receive each DC output value corresponding to the remaining three converter groups except for itself from the cab computer 10, and all four converter groups 22 and 24 from the cab computer 10. , 32, 34 may receive respective direct current output values. In any case, all four groups of converters 22, 24, 32, and 34 should be able to collect the DC output of the other party, including themselves. The cab computer 10 and the current value transceiver 40 are connected by a bus. In order to collect the direct current output value, a direct current detection means may be used. Since this is a general technology, a detailed description thereof will be omitted.
보상부(42)는 전류값 송수신부(40)로부터 4 대의 컨버터 그룹(22, 24, 32, 34)에 대응하는 각 직류 출력값을 제공받아 자신의 직류 출력에 대응하는 보상전압을 출력하여 가산기(44)로 제공한다.The compensator 42 receives the respective DC output values corresponding to the four converter groups 22, 24, 32, and 34 from the current value transmitter / receiver 40 and outputs a compensation voltage corresponding to its own DC output to add the comparator ( 44).
가산기(44)는 4 대의 컨버터 그룹(22, 24, 32, 34)의 공통 출력단의 직류전압과 보상부(42)로부터 출력되는 보상전압을 가산하여 출력해서 제 1 감산기(46)로 제공한다.The adder 44 adds and outputs the DC voltage of the common output terminal of the four converter groups 22, 24, 32, and 34 and the compensation voltage output from the compensator 42 to the first subtracter 46.
제 1 감산기(46)는 가산기(44)의 출력전압에서 제 1 교류/직류 변환부(60)로부터 제공되는 피드백 직류전압을 감산하여 출력해서 전압 제어부(50)로 제공한다.The first subtractor 46 subtracts the feedback DC voltage provided from the first AC / DC converter 60 from the output voltage of the adder 44, and outputs the feedback DC voltage to the voltage controller 50.
전압 제어부(50)는 제 1 감산기(46)의 출력전압에 따라 전압을 제어해서 직류출력 보상을 위한 전압을 출력하여 곱셈기(52)로 제공한다.The voltage controller 50 controls the voltage according to the output voltage of the first subtractor 46 to output a voltage for DC output compensation to the multiplier 52.
위상 검출부(48)는 자신의 차량에서 제공되는 교류(AC 383V)의 위상을 검출하여, 그 위상에 대응하는 sinθ를 출력해서 곱셈기(52)로 제공한다.The phase detector 48 detects the phase of the alternating current (AC 383V) provided by the vehicle, outputs sinθ corresponding to the phase, and provides the same to the multiplier 52.
곱셈기(52)는 전압 제어부(50)의 출력전압과 위상 검출부(48)의 sinθ를 곱하여 응답전류를 출력해서 제 2, 제 3 감산기(54, 62)로 제공한다.The multiplier 52 multiplies the output voltage of the voltage controller 50 by the sin? Of the phase detector 48 to output a response current to the second and third subtractors 54 and 62.
제 2 감산기(54)는 곱셈기(52)의 응답전류에서 제 1 교류/직류 변환부(60)로부터 제공되는 제 1 피드백 전류를 감산하여 출력해서 제 1 전류 제어부(56)로 제공한다.The second subtractor 54 subtracts the first feedback current provided from the first AC / DC converter 60 from the response current of the multiplier 52 and outputs the first feedback current to the first current controller 56.
제 1 전류 제어부(56)는 제 2 감산기(54)의 출력전류를 제어해서 직류출력 보상을 위한 전류를 출력하여 제 1 PWM 신호 발생부(58)로 제공한다.The first current controller 56 controls the output current of the second subtractor 54 to output a current for DC output compensation and provides the current to the first PWM signal generator 58.
제 1 PWM 신호 발생부(58)는 제 1 전류 제어부(56)의 출력전류에 대응하는 PWM 신호를 발생하여 제 1 교류/직류 변환부(60)로 제공한다.The first PWM signal generator 58 generates a PWM signal corresponding to the output current of the first current controller 56 and provides it to the first AC / DC converter 60.
제 1 교류/직류 변환부(60)는 제 1 PWM 신호 발생부(58)의 PWM 신호를 사용하여 자신의 차량에서 제공되는 교류(AC 383V)를 직류(DC 670V)로 변환해서 공동의 부하(26)로 출력한다. 또한, 제 1 교류/직류 변환부(60)는 제 1 피드백 전류를 제 2 감산기(54)로 제공하며, 피드백 직류전압을 제 1 감산기(46)로 제공한다.The first AC / DC converter 60 converts an AC (AC 383V) provided from its vehicle into a direct current (DC 670V) using the PWM signal of the first PWM signal generator 58 to convert a common load ( 26). In addition, the first AC / DC converter 60 provides a first feedback current to the second subtractor 54, and provides a feedback DC voltage to the first subtractor 46.
제 3 감산기(62)는 곱셈기(52)의 응답전류에서 제 2 교류/직류 변환부(68)로부터 제공되는 제 2 피드백 전류를 감산하여 출력해서 제 2 전류 제어부(64)로 제공한다.The third subtractor 62 subtracts and outputs the second feedback current provided from the second AC / DC converter 68 to the second current controller 64 from the response current of the multiplier 52.
제 2 전류 제어부(64)는 제 3 감산기(62)의 출력전류를 제어해서 직류출력 보상을 위한 전류를 출력하여 제 2 PWM 신호 발생부(66)로 제공한다.The second current controller 64 controls the output current of the third subtractor 62 to output a current for DC output compensation and provides the current to the second PWM signal generator 66.
제 2 PWM 신호 발생부(66)는 제 2 전류 제어부(64)의 출력전류에 대응하는 PWM 신호를 발생하여 제 2 교류/직류 변환부(68)로 제공한다.The second PWM signal generator 66 generates a PWM signal corresponding to the output current of the second current controller 64 and provides it to the second AC / DC converter 68.
제 2 교류/직류 변환부(68)는 제 2 PWM 신호 발생부(66)의 PWM 신호를 사용하여 자신의 차량에서 제공되는 교류(AC 383V)를 직류(DC 670V)로 변환해서 공동의 부하(26)로 출력한다. 또한, 제 2 교류/직류 변환부(68)는 제 2 피드백 전류를 제 3 감산기(62)로 제공한다.The second AC / DC converter 68 converts an AC (AC 383V) provided from its vehicle into a direct current (DC 670V) using the PWM signal of the second PWM signal generator 66 to share a common load ( 26). In addition, the second AC / DC converter 68 provides a second feedback current to the third subtractor 62.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.The technical spirit of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, but this is by way of example only and not intended to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
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