KR20100017790A - 동적 순간전압강하 교정장치 - Google Patents

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Abstract

동적 순간전압강하 교정장치는 제1동작신호를 수신하는 입력 터미널을 구비하고, 상기 제1동작신호는 중성-선 전압을 갖는다. 상기 제1동작신호는 출력 터미널을 통해 로드에 제공된다. 조정 모듈은 정류기와, 저장 유닛, 및 인버터 절환장치를 구비한다. 상기 정류기는 선간 입력신호를 정류하고, 상기 저장 유닛은 정류된 선간 입력신호에 대응하는 에너지를 저장하는데 이용되고, 그리고 상기 인버터 절환장치는 저장 에너지를 사용하여 적어도 순간전압강하의 일 부분 중에 교정신호를 발생하는데 이용된다. 조정 모듈과 전기통신을 하는 주입 변압기는 교정 신호의 전압을 낮추는데 사용된다. 바이패스 스위치는 주입 변압기가 우회되도록 정상 동작상태 동안에는 폐쇄 위치에 있고, 그리고 주입 변압기에 전류가 통하도록 적어도 순간전압강하의 일 부분 동안에는 개방 위치에 있다.
동적 순간전압강하, 선간 전압, 중성-선 전압, 조정 모듈, 정류기, 주입 변압기, 바이패스 스위치, 저장 유닛, 인버터 절환장치, 강압 변압기.

Description

동적 순간전압강하 교정장치{DYNAMIC VOLTAGE SAG CORRECTION}
본 발명은 일반적으로 동적 순간전압강하 교정에 관한 것이다. 특히, 본원은 복수개의 입력전압을 사용하는데 적합한 동적 순간전압강하 교정장치의 kVA 성능을 최적하게 이용하는 장치와 방법에 관한 것이다.
AC전력 시스템을 통해 파워를 수용하는 전기적 로드(electrical load)는 일반적으로 실제 공급 입력전압이 정격 공급 입력전압(rated supply input voltage)의 대략 10% 내에 있을 때에 신뢰성 있게 동작하도록 설계된다. 순간전압강하(voltage sag or dip)는 실제 공급 입력전압이 정격 공급 입력전압의 대략 90% 미만으로 있는 rms AC전압의 일시적 감소를 언급할 수 있다. 동적 순간전압강하 교정장치는 로드에 제공되는 전압 입력신호에서 일시적 순간전압강하를 교정할 수 있는 성능이 있는 장치를 언급할 수 있다. 순간전압강하는 설비 내의 대형 로드의 시동, 회로 고장, 유틸리티 회사(utility company)에서의 문제, 발전기가 갖는 문제, 또는 그외 여러 다른 이유로 발생한다. 동적 순간전압강하 교정장치는 일반적으로 전압 입력부와 로드 사이에 삽입되고, 그리고 거의 동시적으로 교정신호를 제공하는 회로요소와 논리(logic)를 갖는다.
전통적인 동적 순간전압강하 교정장치는 장치의 전류와 전압 정격에 따라 팩 키지 된다. 예를 들어, 3상 입력 전압용 제1동적 순간전압강하 교정장치는 277V에 100A로 정해지고, 그리고 ((277V)*(100A)*(3))/1000 = 48.0kVA의 대응 kVA(kilovolt ampere) 정격값을 갖는다. 3상 입력 전압용 제2동적 순간전압강하 교정장치는 그 kVA 정격값이 20.8kVA가 되도록 120V에 100A로 정해진다. 동적 순간전압강하 교정장치의 성분들이 정격 전류에 따라서 주로 선택되기 때문에, 제1 및 제2동적 순간전압강하 교정장치는 물리적 크기와, 사용 성분, 및 가격이 유사하다. 다르게 말하면, 20.8kVA의 kVA 정격값을 가진 제2동적 순간전압강하 교정장치는 48.0kVA의 kVA정격값을 가진 제1동적 순간전압강하 교정장치와 거의 같은 가격이다. 일반적으로, 전통적인 제작자들은 각각 별개의 입력전압용으로 별개의 동적 순간전압강하 장치를 제조한다.
각각 별개의 입력전압용으로 별개의 동적 순간전압강하 교정장치를 제조하는 것은 제조비용을 증가시킨다. 예를 들어, 208V정격값을 가진 제1동적 순간전압강하 교정장치는 208V 입력에서만 사용하게 제조되고, 240V정격값을 가진 제2동적 순간전압강하 교정장치는 240V 입력에서만 사용하게 제조될 것이다. 이러한 다른 정격값의 동적 순간전압강하 교정장치의 각각은 다른 부품을 소요하고 그리고 분리하여 제조 및 팩키지 된다. 그 결과, 동적 순간전압강하 교정장치 제작자들은 복수개의 서로 다른 장치에 적합한 부품을 구매 및 재고할 필요가 있다. 제조 가격은 만일 1개 동적 순간전압강하 교정장치가 복수개의 입력 전압에서 사용할 수 있으면 낮아질 것이다.
임의적인 경우에서, 동적 순간전압강하 교정장치는 작은 장치 정격값으로 사 용되었다. 예를 들어, 480V(277V 중성-선(line-to-neutral) 시스템)의 3상 전압 정격값의 동적 순간전압강하 교정장치는 208V(120V 중성-선 시스템)의 입력전압으로 공급되는 시스템에 사용된다. 그 결과, 동적 순간전압강하 교정장치의 kVA 처리능력(throughput)은 정격값 밑으로 감소한다. 전통적인 동적 순간전압강하 교정장치는 추가로 성능을 제한하여서 예를 들어 600V 선간(line-to-line) 신호와 같이 높은 입력전압을 받아들인다. 이러한 높은 전압을 다루기 위한 특별한 헤비 듀티 장치가 제작된다. 특정적인 장치는 낮은 전압의 동적 순간전압강하 교정장치와 분리하여 제작되어 팩키지되어서, 추가 비용을 소요하고 추가 부품의 재고 필요가 있는 것이다.
따라서, 현재 입력전압과 상관없이 장치의 kVA성능을 최적하게 사용할 수 있는 동적 순간전압강하 교정장치가 필요한 실정이다. 또한, 복수개의 개별 입력전압에 사용하기 위한 구조의 동적 순간전압강하 교정장치도 필요하다. 또한, 상당히 높은 전압 시스템에서 교정신호를 제공할 수 있는 고전압 동적 순간전압강하 교정장치도 필요하다.
일 예의 동적 순간전압강하 교정장치는 제1동작신호를 수신하는 입력 터미널을 구비하고, 상기 제1동작신호는 중성-선 전압을 갖는다. 상기 제1동작신호는 입력 터미널과 전기통신을 하는 출력 터미널을 통해 로드에 제공된다. 또한, 동적 순간전압강하 교정장치도 인버터 절환장치와, 저장 유닛, 및 정류기를 가진 조정 모듈을 구비한다. 정류기는 선간 입력신호를 정류하며, 선간 입력신호는 중성-선 전압을 가진 제2동작신호와 중성-선 전압을 가진 제3동작신호로부터 얻어진다. 저장 유닛은 정류된 선간 입력신호에 대응하는 에너지를 저장하는데 이용되고, 그리고 인버터 절환장치는 저장 에너지를 사용하여 순간전압강하 중에 교정신호를 발생하는데 이용된다. 조정 모듈과 전기통신을 하는 주입 변압기는 교정신호의 전압을 낮추는데 사용된다. 바이패스 스위치는 입력 터미널 및 출력 터미널과 전기통신 한다. 바이패스 스위치는 주입 변압기가 우회되도록 정상 동작상태 동안에는 폐쇄 위치에 있고, 그리고 주입 변압기에 전기가 통하도록 적어도 순간전압강하의 일 부분 동안에는 개방 위치에 있다.
순간전압강하 상태를 교정하는 일 예의 방법은 로드가 출력 터미널을 통해 제1동작신호의 중성-선 전압을 수신하도록 출력 터미널에 로드를 연결하는 동작을 포함한다. 선간 입력신호는 정류되고, 선간 입력신호는 중성-선 전압을 가진 제2동작신호와 중성-선 전압을 가진 제3동작신호로부터 얻어진다. 정류된 선간 입력신호에 대응하는 에너지는 저장 유닛에 저장된다. 순간전압강하가 탐지되고, 그리고 인버터 절환장치가 탐지된 순간전압강하에 반응하는 저장 에너지로 교정신호를 발생하는데 사용된다. 정지형 바이패스 스위치는 주입 변압기가 우회되지 않게 개방 된다. 주입 변압기는 교정 신호가 로드에 제공될 수 있게 교정 신호의 전압을 낮추는데 사용된다.
다른 예의 동적 순간전압강하 교정장치는 입력 터미널과 상기 입력 터미널과 전기통신하는 출력 터미널을 구비한다. 상기 출력 터미널은 로드에 제1동작신호를 제공할 수 있으며, 상기 제1동작신호는 중성-선 전압을 갖는다. 입력 승압 변압기는 증가된 선간 입력신호가 조정 모듈에 제공되게 중성-선 전압을 가진 제2동작신호와 중성-선 전압을 가진 제3동작신호를 횡단하여 얻어진 선간 전압을 증가시키는데 사용된다. 조정 모듈은 입력 터미널과 출력 터미널 사이에 연결되고 그리고 정류기, 저장 유닛, 및 인버터 절환장치를 구비한다. 상기 정류기는 증가된 선간 입력신호를 정류하는데 사용되고, 그리고 저장 유닛은 정류 증가된 선간 입력신호에 대응하는 에너지를 저장하는데 이용된다. 인버터 절환장치는 저장 에너지를 사용하여 순간전압강하 중에 교정신호를 발생하는데 이용된다. 조정 모듈과 전기통신하는 주입 변압기는 교정 신호의 전압을 낮추는데 사용된다. 주입 변압기의 2차 권선은 입력 터미널과 출력 터미널 사이에서 직렬로 연결된다. 바이패스 스위치는 입력 터미널과 출력 터미널과 전기통신 한다. 바이패스 스위치는 주입 변압기가 우회되도록 정상 동작상태 동안에는 폐쇄 위치에 있고, 그리고 주입 변압기에 전류가 통하도록 적어도 순간전압강하의 일 부분 동안에는 개방 위치에 있다.
순간전압강하 상태를 교정하는 다른 예의 방법은 로드가 제1동작신호의 중성-선 전압을 수신하도록 출력 터미널에 로드를 연결하는 동작을 포함한다. 입력 승압 변압기는 증가된 선간 입력신호가 조정 모듈에 제공되도록 중성-선 전압을 가진 제2동작신호와 중성-선 전압을 가진 제3동작신호를 횡단하여 얻어진 선간 전압을 증가하는데 이용된다. 증가된 선간 전압은 조정 모듈의 정격 전압과 대체로 동일하다. 증가된 선간 입력신호는 정류되고, 그리고 정류 증가된 선간 입력신호에 대응하는 에너지는 저장 유닛에 저장된다. 출력 터미널과 전기통신을 하는 제1AC버스라인을 따라서 발생하는 순간전압강하가 탐지되고, 그리고 인버터 절환장치가 저장 에너지로 교정신호를 발생하는데 사용된다. 정지형 바이패스 스위치는 주입 변압기가 우회되지 않게 개방되어 있다. 주입 변압기는 교정 신호의 전압을 낮추는데 사용되고, 그리고 교정 신호는 주입 변압기에서 로드로 제공된다.
다른 예의 동적 순간전압강하 교정장치는 입력 터미널과 상기 입력 터미널과 전기통신하는 출력 터미널을 구비한다. 상기 출력 터미널은 로드에 제1동작신호를 제공하고, 상기 제1동작신호는 중성-선 전압을 갖는다. 강압 변압기는 감소된 선간 입력신호가 조정 모듈에 제공되게 중성-선 전압을 가진 제2동작신호와 중성-선 전압을 가진 제3동작신호를 횡단하여 얻어진 선간 전압을 감소하는데 사용된다. 조정 모듈은 입력 터미널과 출력 터미널 사이에 연결되고, 그리고 감소된 선간 입력신호를 정류하는데 사용되는 정류기와, 정류 감소된 선간 전압에 대응하는 에너지를 저장하는데 이용된 저장 유닛, 및 저장 에너지를 사용하여 순간전압강하 중에 교정신호를 발생하는데 이용된 인버터 절환장치를 구비한다. 출력 승압 변압기는 조정 모듈과 전기통신을 하고 그리고 교정 신호의 전압을 증가하는데 사용된다.
순간전압강하 상태를 교정하는 다른 예의 방법은 로드가 중성-선 전압을 가진 제1동작을 제공하는데 사용된 출력 터미널에 로드를 연결하는 동작을 포함한다. 강압 변압기는 감소된 선간 입력신호가 조정 모듈에 제공되도록 중성-선 전압을 가진 제2동작신호와 중성-선 전압을 가진 제3동작신호를 횡단하여 얻어진 선간 전압을 감소하는데 이용된다. 감소된 선간 입력신호는 정류되고, 그리고 정류 감소된 선간 입력신호에 대응하는 에너지는 저장 유닛에 저장된다. 순간전압강하가 탐지되고, 그리고 인버터 절환장치가 탐지된 순간전압강하에 대한 저장 에너지로 교정신호를 발생하는데 사용된다. 정지형 바이패스 스위치는 출력 승압 변압기가 전기가 통하게 개방된다. 출력 승압 변압기는 교정 신호의 전압을 증가하는데 사용된다.
다른 예의 동적 순간전압강하 교정장치는 입력 터미널과 상기 입력 터미널과 전기통신하는 출력 터미널을 구비한다. 상기 출력 터미널은 로드에 제1동작신호를 제공하고, 상기 제1동작신호는 중성-선 전압을 갖는다. 강압 변압기는 증가된 선간 입력신호가 조정 모듈에 제공되게 중성-선 전압을 가진 제2동작신호와 중성-선 전압을 가진 제3동작신호를 횡단하여 얻어진 선간 전압을 증가하는데 사용된다. 조정 모듈은 입력 터미널과 출력 터미널 사이에 연결되고, 그리고 증가된 선간 입력신호를 정류하는데 사용되는 정류기와, 정류 증가된 선간 전압에 대응하는 에너지를 저장하는데 이용된 저장 유닛, 및 저장 에너지를 사용하여 적어도 순간전압강하의 일 부분 중에 교정신호를 발생하는데 이용된 인버터 절환장치를 구비한다. 조정 모듈과 전기통신을 하는 출력 벅크 변압기는 교정 신호의 전압을 감소하는데 사용된다. 바이패스 스위치는 입력 터미널과 출력 터미널과 전기통신 한다. 바이패스 스위치는 강압 변압기와 출력 벅크 변압기가 우회되지 않게 정상 동작상태 중에는 폐쇄 위치에 있다.
그외 본 발명의 주요한 특징 및 이점에 대해서는 첨부 도면을 참고로 당업자가 이해할 수 있게 이하의 상세한 설명과 청구범위를 통해 기술한다.
도1은 일 예의 실시예에 따르는 직렬 주입 변압기를 가진 1상의 동적 순간전 압강하 교정장치를 설명하는 회로 다이어그램이다.
도2는 일 예의 실시예에 따르는 3상 시스템의 동적 순간전압강하 교정장치를 설명하는 다이어그램이다.
도3은 일 예의 실시예에 따르는 직렬 주입 변압기와 입력 승압 변압기를 가진 동적 순간전압강하 교정장치를 설명하는 회로 다이어그램이다.
도4는 일 예의 실시예에 따르는 출력 승압 변압기를 가진 동적 순간전압강하 교정장치를 설명하는 회로 다이어그램이다.
전력 절환장치(power electronic switching device)의 킬로볼트 암페어(kVA) 정격값은 전력 장치의 최대 용량의 측정치 이다. 일반적으로, 사용인은 장치의 전체 kVA 용량을 최소 비용, 최적한 장치 성능, 그리고 최상의 장치 효능으로 이용하기를 희망할 것이다. kVA 정격값은 아래의 식1을 사용하여 단상 장치를 연산할 수 있으며, 아래에서, V는 장치에 대한 최대 rms 저지전압 이고 그리고 A는 장치를 통하는 최대 rms 전류 이다. 3상 장치용으로는, 아래의 식2를 사용하여 kVA를 연산할 수 있다. 식1과 식2로부터 장치의 kVA 정격값 및/또는 kVA 용량이 장치에 대한 전압에 정비례 함을 알 수 있다. 이 기본원리는 동적 순간전압강하 교정장치의 kVA 정격값 및/또는 kVA 용량을 최대로 하도록 특정 구조의 변압기를 함께 사용할 수 있게 한다.
식1: kVA(단상) =
Figure 112009076738790-PCT00001
식2: kVA(3상) =
Figure 112009076738790-PCT00002
도1은 실시예에 따르는 직렬 주입 변압기(110)를 가진 동적 순간전압강하 교정장치의 1개 상을 나타낸 회로의 다이어그램이다. 동적 순간전압강하 교정장치는 조정 모듈(100), 정지형 바이패스 스위치(105), 직렬 주입 변압기(110), 출력 터미널(115), 및 3상 입력부를 포함한다. 유틸리티 회사, 발전기 등에 의해 제공될 수 있는 3상 입력은 입력 터미널(106), 입력 터미널(107), 및 입력 터미널(108)에서 받아들여질 수 있다. 또한, 3상 입력은, 상기 3상 입력이 4개 입력 라인을 갖도록 중성 라인(109)도 포함한다. 선택적으로, 중성 라인(109)이 포함되지 않고, 상기 3상 입력이 3개 라인을 가질 수 있다. 본원에 기술된 장치는 물리적 중성 라인이 입력에 포함되는 지의 여부와 상관없이 순간전압강하 교정을 제공하는데 사용할 수 있는 것이다. 또한, 본원에 사용되는 것으로서, 중성-선 전압은 상기 입력이 물리적 중성 라인을 갖는 지의 여부와 상관없이 단일 라인의 입력에서의 전압을 언급한다. AC버스라인(101)은 입력 터미널(106)에 연결되어 3상 입력의 제1동작신호를 수신하고, AC버스라인(102)은 입력 터미널(107)에 연결되어 3상 입력의 제2동작신호를 수신하고, 그리고 AC버스라인(103)은 입력 터미널(108)에 연결되어 3상 입력의 제3동작신호를 수신하여서, 전력이 시스템에 제공될 수 있게 한다. 실시예에서, 제1동작신호(AC버스라인(101)에 걸쳐 있음)는 제1상을 갖고, 제2동작신호(AC버스라인(102)에 걸쳐 있음)는 상기 제1상에서 120도 이동된 제2상을 갖고, 그리고 제3동작신호(AC버스라인(103)에 걸쳐 있음)는 상기 제1상에서 240도 이동된 제3상 을 갖는다.
정지형 바이패스 스위치(105)는 파워 트랜지스터 절환장치, 역병렬로 연결된 1쌍의 사이리스터, 또는 당업자에게 알려진 임의적인 다른 타입의 절환 성분으로 실행된다. 정상 동작 중에는, 예를 들어, 순간전압강하가 없을 때에는, 정지형 바이패스 스위치(105)가 폐쇄되어 동작신호는 AC버스라인(101)에서 출력 터미널(115)로 직접 간다. 순간전압강하가 탐지되면, 당업자가 알고 있는 임의적인 방법으로 정지형 바이패스 스위치(105)를 개방하여, AC버스라인(101)에서 나온 동작신호가 조정 모듈(100)에 의해 발생되어 직렬 주입 변압기(110)를 통해 제공된 교정신호를 보충하거나 대체한다. 이렇게 하여, 직렬 주입 변압기(110)는, 정상 동작을 하는 동안에는 우회되어 기본적으로 전류를 통하지 않는 상태의 로우-듀티 변압기가 될 수 있다. 직렬 주입 변압기(110)는 순간전압강하 상태에 있는 동안에만 전류가 통하는 것이다. 그 결과로 직렬 주입 변압기(110)와 관련한 지속적인 전력 손실은 없다.
직렬 주입 변압기(110)는 조정 모듈(100)에 연결된 1차 권선(primary winding)과 AC버스라인(101)과 직렬로 연결된 2차 권선(secondary winding)을 갖는다. 변압기의 권선비(turns ratio)는 2차 권선의 권선에 대한 1차 권선의 권선비로 언급한다. 상기 권선비는 2차 권선에서의 전압을 조절하도록 (탭을 절환하거나 또는 변압기를 절환하여) 조정할 수 있다. 실시예에서, 직렬 주입 변압기(110)는 출력 터미널(115)에 연결된 로드(load)에 순간전압강하 중에 적절한 전압이 제고되도록 교정신호를 낮추는데(또는 감소시키는데) 사용된다. 예를 들어, 상기 직렬 주입 변압기(110)는 조정 모듈(100)에 의해 생성된 208V의 전압을 로드에 의한 사용을 위해 120V 이하의 전압으로 감소시킬 수 있는 강압 변압기이다.
조정 모듈(100)은 교정신호를 발생시켜 직렬 주입 변압기(110)에 제공하는데 사용된다. 실시예에서는 조정 모듈(100)이 하프-브릿지 인버터를 갖는다. 조정 모듈(100)은 AC버스라인(102)과 AC버스라인(103)의 선간 연결을 통해 3상 입력부에 연결된다. 강압 변압기를 갖지 않은 직접 선간 연결(또는 중성-선 연결에 대해 반대되는 연결)의 사용은 조정 모듈(100)에 대한 증가된 입력 전압을 초래한다. 예를 들어, 3상 입력은 출력부(115)에 연결된 로드로 120V 동작신호를 제공하는데 사용된 120V 입력 이다. 중성-선 연결(또는 중성-선으로 전압을 낮추는 변압기)으로, 조정 모듈(100)에는 오직 120V의 입력 전압만이 제공된다. 도1에 도시한 선간 연결으로 조정 모듈(100)에 (120V)*(√3)=208V의 입력 전압이 제공된다. 따라서, 조정 모듈(100)은 적어도 208V용의 정격으로 되고, 그리고 동적 순간전압강하 교정장치의 kVA는 증가 된다.
조정 모듈(100)은 저장 노드(120), 정류 노드(125), 및 인버팅 노드(130)를 갖는다. 저장 노드(120)는 AC버스라인(102)에서의 입력을 수용하고, 그리고 제1저장 유닛(135)과 제1저장 유닛(135)과 직렬로 있는 제2저장 유닛(140) 사이의 연결점 이다. 실시예에서, 제1저장 유닛(135)과 제2저장 유닛(140)은 당업자에게 알려진 임의 타입의 축전기이다. 제1저장 유닛(135)과 제2저장 유닛(140)은 시스템이 정상 동작하는 동안에 충전 형태로 에너지를 축적 저장한다. 이들 충전 전기는 순간전압강하 중에 방출되어 AC버스라인(101)을 통한 출력 터미널(115)에 제공된 전 압을 보충하거나 대체한다. 다른 실시예에서는 제1저장 유닛(135) 및/또는 제2저장 유닛(140)이 당업자가 알고 있는 바와 같은 다른 타입의 에너지 저장장치이다.
정류 노드(125)는 AC버스라인(103)으로부터 입력을 수용하고, 그리고 제1정류기(145)와 제1정류기(145)와 직렬로 있는 제2정류기(150) 사이의 연결점 이다. 정류 브릿지를 형성한 제1정류기(145)와 제2정류기(150)는 동일한 방향으로 전류를 전도한다(예를 들어, 제1정류기(145)는 정류 노드(125)에서 멀어지는 방향으로 전류를 전하고 그리고 제2정류기(150)는 정류 노드(125)를 향하는 방향으로 전류를 전함). 따라서, 제1정류기(145)는 당업자가 알고 있는 바와 같이 제1저장 유닛(135)을 충전하는데 사용되고 그리고 제2정류기(150)는 제2저장 유닛(140)을 충전하는데 사용된다. 이러한 결과로서, 조정 모듈(100)이 정상 전압의 50%까지 낮아진 순간전압강하가 완전하게 교정될 수 있도록 수신 입력 전압의 거의 2배인 교정신호를 제공하는데 사용된다. 충전 인덕터(155)는 정류기 브릿지로의 전류 서지를 제한하는데 사용되고 그리고 선간 전압에서 갑자기 높아질 때에 회로 요소를 보호하는데 사용된다. 선간 전압의 급작스런 증가는 동작 개시(startup) 시점에서 일어나고/나거나 순간전압강하 상태가 끝났을 때에 발생한다. 한 실시예에서는, 당업자에게 알려진 소프트 충전회로를 동작 개시 중에 사용하여서 바람직하지 않은 전류 서지를 방지한다. 실시예에서, 제1정류기(145) 및/또는 제2정류기(150)는 반도체 다이오드이다. 다르게는, 정류기는 AC버스라인(102)과 AC버스라인(103)에서 AC선간 입력신호를 정류할 수 있는 임의적인 다른 장치이다.
인버팅 노드(130)는 직렬 주입 변압기(110)와 전기통신하며, 제1인버터 절환 장치(160)와 제1인버터 절환장치(160)와 직렬로 있는 제2인버터 절환장치(165) 사이의 연결 점이다. 제1절환장치(160)는 제1트랜지스터(170)와 제1트랜지스터(170)와 역병렬 상태로 연결된 제1다이오드(175)를 구비한다. 제2절환장치(165)는 제2트랜지스터(180)와 제2트랜지스터(180)와 역병렬 상태로 연결된 제2다이오드(182)를 갖는다. 예를 든 실시예에서, 제1트랜지스터(170) 및/또는 제2트랜지스터(180)는 절연게이트 양극성 트랜지스터(IGBT)가 될 수 있다. 선택적으로, 임의적인 다른 타입의 트랜지스터를 사용할 수 있다. 순간전압강하 중에는, 적절한 교정신호가 제1저장 유닛(135)과 제2저장 유닛(140)에 저장된 충전부에서 발생되도록, 장치 컨트롤러를 사용하여 제1인버터 절환장치(160)와 제2인버터 절환장치(165)를 제어할 수 있다. 다른 실시예에서는, 제1인버터 절환장치(160) 및/또는 제2인버터 절환장치(165)가 당 기술분야에서 공지된 임의적인 다른 성분을 사용하여 그리고/또는 임의적인 다른 방법으로 실시될 수 있다.
제1저장 유닛(135)과 제2저장 유닛(140), 제1정류기(145)와 제2정류기(150), 그리고 제1인버터 절환장치(160)와 제2인버터 절환장치(165)는 제1버스라인(184)와 제2버스라인(186)을 통해 병렬로 연결된다. 저역통과필터(188)는 제1인버터 절환장치(160)와 제2인버터 절환장치(165) 사이에 있는 인버팅 노드(130)에 연결된다. 저역통과필터(188)는 필터 인덕터(189), 필터 축전기(190), 및 필터 저항(191)을 포함한다. 예를 든 실시예에서, 직렬 주입 변압기(110)에 조정 모듈(100)에 의해 제공되는 AC교정신호로부터 고주파 절환성분을 필터링 하는데 저역통과필터(188)가 사용된다. 따라서, 직렬 주입 변압기(110)는 저역통과필터(188)를 통해 인버터 절 환장치와 전기통신 한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전기통신은 직접 또는 간접 전기접속을 언급한다.
예를 든 실시예에서, 동적 순간전압강하 교정장치는 또한 장치 컨트롤러(도시 않음)를 가질 수도 있다. 상기 장치 컨트롤러는 1개 이상의 프로그램 집적회로, 디스크리트 아날로그 회로 성분, 디스크리트 디지털 회로 성분, 또는 임의적인 그 조합체로 실시된다. 상기 장치 컨트롤러를 사용하여 저장 유닛의 충전동작 제어, 순간전압강하의 검출 및 정지형 바이패스 스위치(105)의 개폐 제어를 할 수 있다. 또한, 출력 터미널(115)에서의 로드가 상기 장치 컨트롤러를 사용하여 방해 없이 적절한 파워의 수용을 지속할 수 있도록, 입력신호를 보완하거나 대체하기에 적절한 교정신호를 발생하도록 인버터 절환장치를 제어하는데 장치 컨트롤러를 사용한다. 직렬 주입 변압기(110)에 의해 낮아진 후에, 로드가 정상 동작 중에 제공되는 것과 대체로 동일한 중성-선 전압을 수용하도록 입력 버스라인(101)을 통해 제공된 동작신호를 보완하거나 대체하기에 적절한 전압을 인버터 절환장치에 의해 발생된 교정신호가 갖는다.
예를 들어, 정상 동작 중에는, 정지형 바이패스 스위치(105)는 중성-선 전압의 작동 신호가 출력 터미널(115)에 연결된 로드에 직접 AC버스라인(101)으로부터 제공될 수 있도록 폐쇄된다. 정상 동작 중 임의 시간에, 제1저장 유닛(135)과 제2저장 유닛(140)은 AC버스라인(102)과 AC버스라인(103)을 통해 완전하게 충전된다. 장치 컨트롤러는 순간전압강하용 동작신호를 지속적으로 모니터 한다. 동작신호는 입력 터미널(106)에서, 출력 터미널(115)에서, AC버스라인(101)을 따라서 있는 임 의적인 장소에서, 그리고/또는 임의적인 다른 장소에서 모니터 된다. 일 실시예에서, 장치 컨트롤러는 동작신호가 정상 동작신호 값의 사전 결정된 백분율 보다 낮을 때에 순간전압강하를 확인할 수 있다.
예를 들어, 순간전압강하는 출력 터미널(115)에서의 동작신호가 정상 동작 신호값의 90% 밑으로 떨어질 때에 확인된다. 선택적으로, 사전 결정된 백분율을 임의적인 다른 값으로 할 수 있다. 장치 컨트롤러는 1개 이상의 비교기, 로직 게이트, 아날로그 장치, 또는 당 기술분야에서 알려진 임의적인 다른 방법을 사용하여 순간전압강하를 검출할 수 있다. 예를 든 실시예에서, 장치 컨트롤러는 그 전체 내용이 참고물로서 본원에 기재된 미국특허 6,118,676호에 참고로서 상세하게 기술된 컨트롤러 이다.
순간전압강하가 검출되면, AC버스라인(101)을 통해 제공된 동작신호와 교정 신호(직렬 주입 변압기(110)를 통해 통과한 후)의 조합이 정상 동작 신호 값과 같거나 근사한 신호를 초래하도록, 교정 신호값을 결정하게 장치 컨트롤러는 추가 논리를 사용한다. 적절한 AC교정신호가 제1저장 유닛(135)과 제2저장 유닛(140)에서 방전을 교차하여 발생하게, 상기 장치 컨트롤러는 제1인버터 절환장치(160)와 제2인버터 절환장치(165)를 제어한다. 예를 든 실시예에서는 제1저장 유닛(135)과 제2저장 유닛(140)도 순간전압강하 중에 AC버스라인(102)과 AC버스라인(103)으로부터 전하(이용가능한 경우)를 지속하여 받아들인다. AC버스라인(101)에서 나온 동작신호와 동조하는 교정신호는 저역통과필터(188)를 통과하여서 제1인버터 절환장치(160) 및/또는 제2인버터 절환장치(165)에 의해 교정신호에 유입된 고주파 절환 성분을 제거한다.
교정신호는 저역통과필터(188)를 통과하여 직렬 주입 변압기(110)를 지나간다. 도1에 도시한 바와 같이, 직렬 주입 변압기(110)의 1차 권선은 조정기 출력부(111)와 AC버스라인(102)에 조정모듈을 통해 연결된다. 직렬 주입 변압기(110)의 2차 권선은 AC버스라인(101)과 직렬로 연결된다. 또한 상기 2차 권선은 필터 축전기(108)와 병렬로 연결된다. 필터 축전기(108)를 직렬 주입 변압기(110)의 누설 인덕턴스와 조합 사용하여 저역통과필터(188)와 직렬로 있는 제2저역통과필터 스테이지를 형성한다. 예를 든 실시예에서, 직렬 주입 변압기(110)는 교정 신호의 전압을 출력 터미널(115)에 연결된 로드에 의해 사용된 중성-선 전압 이하의 전압으로 낮출 수 있다. 예를 들어, AC버스라인(101)은 120V의 동작 신호를 출력 터미널(115)에 정상적으로 제공한다. 순간전압강하는 AC버스라인(101)이 오직 출력 터미널(115)에 80V를 제공할 수 있도록 일어난다. 장치 컨트롤러는 인버터 절환장치가 주입 축전기(110)에 의해 감소된 후에 대략 40V와 동일한 정도의 교정신호를 발생하게 한다. 주입 축전기(110)의 2차 권선이 AC버스라인(101)과 직렬되기 때문에, AC버스라인(101)의 80V와 40V교정 신호가 더해져서, 출력 터미널(115)에는 120V 동작신호가 주어지게 된다.
결과적으로, 조정모듈(100)은 시스템의 중성-선 전압 보다 더 높은 전압(예, 선간 전압)으로 되고, 그리고 동적 순간전압강하 교정장치의 kVA는 유리하게 증가되게 된다. 예를 들어, AC버스라인(101), AC버스라인(102), 및 AC버스라인(103)의 정상 중성-선 전압은 120V가 되고, 그리고 AC버스라인(102)과 AC버스라인(103)에 대한 선간 전압은 (120V)*(√3)=208V가 된다. 따라서, 제1저장 유닛(135)과 제2저장 유닛(140)은 인버터 모듈(100)에 의해 생성된 AC전압이 대략 208V 가 되도록 각각 충전(208V의 RMS전압의 피크전압인 DC전압으로) 된다. AC버스라인(101), AC버스라인(102), 및 AC버스라인(103)을 통하는 전류 값은 조정모듈(100)이 대략 ((208V)*(100A))/1000=20.8kVA를 갖도록 100A 이다. 중성-선 전압(120V)을 통해 조정모듈(100)을 연결하거나 또는 선간 전압을 120V까지 낮추어, ((120V)*(100A))/1000=12kVA의 kVA가 되었다. 따라서, 직렬 주입 변압기(110)와 함께 선간 전압을 사용하여 kVA에서 73.3% 증가하였다. 더불어, 동적 순간전압강하 교정장치의 비용이 주로 구동 전류비용이기 때문에, 100A 용량의 '208V' 동적 순간전압강하 교정장치의 비용은 100A 용량의 '120V' 동적 순간전압강하 교정장치의 비용보다 약간 증가할 뿐이다. 부가하여, 조절기 모듈(100)의 출력부에 직렬 주입 변압기(110)를 사용하여 조절기 모듈(100)이 양쪽 120V와 208V(예를 들어, 직렬 주입 변압기(110)를 갖지 않고) 중성-선 구조에 사용할 수 있게 되었다. 그 결과로, 차별성이 거의 없는 조정 모듈을 필요로 하고 그리고 구성 요소를 더 많이 대량으로 구매할 수 있기 때문에 제조 비용이 절감된다.
도1을 참고로 설명된 조정모듈(100)은 타입, 수, 및/또는 전기 성분들의 배열에 대한 한정적이지 않은 기재로 이해하여야 한다. 선택적인 실시예에서, 조정모듈(100)은 당업자가 알고 있는 바와 같이 다른 수의 성분, 다른 타입의 성분, 및/또는 다른 배열의 전기 성분을 포함할 수 있는 것이다. 일 실시예에서, 조정 모듈(100)은 그 전체 기술내용이 본원에 참고문헌으로 기재된 미국 특허 6,118,676호 에 기술된 조정 및 저장 모듈일 수 있다. 유사하게, 정지형 바이패스 스위치(105), 장치 컨트롤러 등과 같은 도1에 참고로 기술된 그외 다른 성분은 상기 미국 특허 6,118,676호에 기술된 바와 같이 실시되거나, 또는 당 기술분야에서 알려진 다른 임의적인 방법으로 실시될 수 있다.
도2는 예를 든 실시예에 따르는 동적 순간전압강하 교정장치의 3상 시스템을 설명한 다이어그램 이다. 다른 실시예에서는 본원에 기술된 동적 순간전압강하 교정장치가 임의적인 다른 수의 상(phase)을 가진 시스템에 사용할 수 있다. 3상 시스템의 제1동적 순간전압강하 교정장치(200)는 제1출력 터미널(202)에서의 전압이 순간전압강하 중에 유지되도록 교정신호를 제공하는데 사용된다. 제1동적 순간전압강하 교정장치(200)는 제1조정 모듈(205), 제1직렬 주입 변압기(210), 및 제1정지형 바이패스 스위치(215)를 구비한다. 상기 시스템에 대한 3상 입력은 AC버스라인(217), AC버스라인(219), 및 AC버스라인(221)을 통해 제공된다. 제1조정 모듈(205)은 AC버스라인(219)과 AC버스라인(221)을 횡단하는 선간 전압부에 연결된다. 예를 든 실시예에서, 제1조정 모듈(205)은 도1을 참고로 하여 기술된 조정 모듈(100)과 동일한 성분을 포함한다. 선택적으로, 제1조정 모듈(205)은 교정신호를 발생하는데 사용된 임의적인 다른 성분을 구비할 수 있다. 다른 예의 실시예에서는 제1정지형 바이패스 스위치(105), 제1직렬 주입 변압기(210), 및 제1조정 모듈(205)이 도1을 참고로 기술된 정지형 바이패스 스위치(105), 직렬 주입 변압기(110), 및 조정 모듈(100)과 동일하게 동작할 수 있다.
3상 시스템의 제2동적 순간전압강하 교정장치(225)는 제2출력 터미널(227)에 서의 전압이 순간전압강하 중에 유지되도록 교정신호를 제공하는데 사용된다. 제2동적 순간전압강하 교정장치(225)는 제2조정 모듈(230), 제2직렬 주입 변압기(235), 및 제2정지형 바이패스 스위치(240)를 구비한다. 제2조절 모듈(230)은 AC버스라인(217)과 AC버스라인(221)을 횡단하는 선간 전압부에 연결된다. 예를 든 실시예에서, 제2조정 모듈(230)은 도1을 참고로 하여 기술된 조정 모듈(100)과 동일한 성분을 포함한다. 선택적으로, 제2조정 모듈(230)은 교정신호를 발생하는데 사용된 임의적인 다른 성분을 구비할 수 있다. 다른 예의 실시예에서는 제2정지형 바이패스 스위치(240), 제2직렬 주입 변압기(235), 및 제2조정 모듈(230)이 도1을 참고로 기술된 정지형 바이패스 스위치(105), 직렬 주입 변압기(110), 및 조정 모듈(100)과 동일하게 동작할 수 있다.
3상 시스템의 제3동적 순간전압강하 교정장치(245)는 제3출력 터미널(247)에서의 전압이 순간전압강하 중에 유지되도록 교정신호를 제공하는데 사용된다. 제3동적 순간전압강하 교정장치(245)는 제3조정 모듈(250), 제2직렬 주입 변압기(255), 및 제3정지형 바이패스 스위치(260)를 구비한다. 제3조절 모듈(250)은 AC버스라인(217)과 AC버스라인(221)을 횡단하는 선간 전압부에 연결된다. 예를 든 실시예에서, 제3조정 모듈(250)은 도1을 참고로 하여 기술된 조정 모듈(100)과 동일한 성분을 포함한다. 선택적으로, 제3조정 모듈(250)은 교정신호를 발생하는데 사용된 임의적인 다른 성분을 구비할 수 있다. 다른 예의 실시예에서는 제3정지형 바이패스 스위치(260), 제3직렬 주입 변압기(255), 및 제3조정 모듈(250)이 도1을 참고로 기술된 정지형 바이패스 스위치(105), 직렬 주입 변압기(110), 및 조정 모 듈(100)과 동일하게 동작할 수 있다.
도2를 참고로 기술된 3상 시스템은 상기 kVA가 3개 동적 순간전압강하 교정장치의 각각에서 증가되도록 한다. 따라서, 도2에 도시된 바와 같이 선간(line-to-line) 연결된 120V, 100A 중성-선 신호용으로, 3상 시스템은 20.8kVA + 20.8kVA + 20.8kVA = 62.4kVA의 kVA를 갖는다. 입력부에서 강압(step-down) 변압기를 갖는 구조 또는 통상적인 중성-선(line-to-neutral) 구조를 사용하면, 상기 kVA는 12kVA + 12kVA + 12kVA = 36kVA 가 된다. 따라서, 도2의 3상 시스템이 통상적인 시스템과 대비하여 kVA에서 상당한 증가를 제공함을 알 수 있다. 다른 실시예에서, 제1직렬 주입 변압기(210), 제2직렬 주입 변압기(235), 제3직렬 주입 변압기(255)는 당 기술분야에서 알려진 바와 같이 단일 3상 직렬 주입 변압기로 대체할 수 있다.
도3은 예를 든 실시예에 따르는 직렬 주입 변압기(350)와 입력 승압 변압기(305)를 가진 동적 순간전압강하 교정장치(300)를 설명하는 회로 다이어그램 이다. 도3에서는 단상 부분 만이 설명되지만, 동적 순간전압강하 교정장치(300)는 임의적인 다상 시스템에서 사용하기 위해서 임의 갯수의 다른 동적 순간전압강하 교정장치에 합체될 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 다르게는, 다상 시스템에 사용하기 위해 단일 동적 순간전압강하 교정장치에 동적 순간전압강하 교정장치(300)를 합체할 수 있다. 예를 들어, 3상 시스템에서는 단일 동적 순간전압강하 교정장치가 3개 조정모듈과 단일 3상 주입 변압기를 갖는다.
예를 든 실시예에서, 동적 순간전압강하 교정장치(300)는 3상 시스템에 사용 하는 단상 장치이다. 입력 승압 변압기(305)를 제외한 구성에서는, 동적 순간전압강하 교정장치(300)가 도1을 참고로 기술한 동적 순간전압강하 교정장치와 동일한 방식으로 동작한다. 다른 예의 실시예에서는 순간전압강하 교정장치(300)가 출력 터미널(310)에 연결된 로드에 AC입력버스(315)를 따라서 순간전압강하가 발생하는 적절한 작동 전압이 제공되도록 하는데 사용된다.
입력 승압 변압기(305)는 동적 순간전압강하 교정장치(300)의 조정 모듈(320)에 입력 선간 전압을 올리는데 사용된다. 선간 전압 입력은 AC입력버스(325)와 AC입력버스(330)의 횡단 전압으로부터 얻어진다. 입력 승압 변압기(305)의 1차 권선은 AC입력버스(325)와 AC입력버스(330)를 횡단하여 연결되고, 그리고 입력 승압 변압기(305)의 2차 권선은 조정모듈(320)의 정류 노드(335)와 AC입력버스(330)를 횡단하여 연결된다. 이러한 구성으로, 입력 승압 변압기(305)의 출력은 정류 노드(335)로 가고, 그리고 제1저장 축전기(340)와 제2저장 축전기(345)는 AC입력버스(325)와 AC입력버스(330)를 횡단하는 선간 전압보다 큰 전압으로 충전된다. AC버스라인(315)과 직렬로 있는 직렬 주입 변압기(350)는 도1과 도2를 참고로 기술된 바와 같이 조정모듈(320)에 의해 발생된 교정신호의 전압을 낮추는데 사용된다. 예를 든 실시예에서는, 직렬 주입 변압기(350)가 그를 통한 연속적인 파워 손실이 없는 로우-듀티 변압기이도록 정상 동작을 하는 동안에 직렬 주입 변압기(350)를 우회되는데 정지형 바이패스 스위치(355)를 사용한다. 순간전압강하 중에, 정지형 바이패스 스위치(355)는 개방되고 그리고 직렬 주입 변압기(350)는 전류가 통하게 된다.
예를 든 실시예에서는 조절 모듈(320)이 복수개의 개별 입력 전압을 가진 시스템에 사용하기 위해 채택된다. 예를 들어, 제1입력 승압 변압기와 주입 변압기 조합체가 제1선간 전압 입력을 가진 시스템에 사용될 때에 조정 모듈(320)에 사용되고, 제2입력 승압 변압기와 주입 변압기 조합체는 제2선간 전압 입력을 가진 시스템에 사용될 때에 조정 모듈(320)에 사용된다. 예를 든 실시예에서, 입력 승압 변압기(305)는 상당히 작은 자동 변압기이다. 다르게는, 입력 승압 변압기(305)가 조정모듈(320)에 대한 전압 입력을 올릴 수 있는 임의적인 다른 타입의 변압기이다.
예를 들어, AC입력버스(315), AC입력버스(325), 및 AC입력버스(330)의 중성-선 전압은 100A 전류의 120V 이다. 따라서, AC입력버스(325)와 AC입력버스(330)를 횡단하는 선간 전압은 208V이다. 입력 승압 변압기(305)는 208V에서 277V에 이르는 조정 모듈(320)로 선간 전압 입력을 스텝핑 할 수 있는 69V 자동 변압기이다. 결과적으로 277V로 정격할 수 있는 조정모듈(320)을 사용하여 120V의 중성-선 전압을 가진 시스템에 교정신호를 제공한다. 3개의 동적 순간전압강하 교정장치를 사용한 100V 시스템에서는 상기 kVA가 ((120V)*(100A)/1000)*3 = 36kVA 에서 ((277V)*(100A)/1000)*3 = 83.1kVA 까지 131% 증가한다. 부가로, 입력 승압 변압기 만으로 또는 입력 승압 변압기와 조합한 도1과 도2를 참고로 기술된 바와 같은 직렬 주입 변압기(350)의 사용은, 사실상 임의적인 저전압 시스템에 사용하는데 단일 조정 모듈이 채택되게 한다. 다른 실시예에서는 입력 승압 변압기(305)가 임의적인 다른 양으로 선간 전압을 높인다.
도4는 예를 든 실시예에 따르는 출력 승압 변압기(405)를 가진 동적 순간전압강하 교정장치(400)를 설명한 회로 다이어그램이다. 도4에는 단상 부분 만이 설명되었지만, 동적 순간전압강하 교정장치(400)는 임의적인 다상 시스템에 사용하기 위해 임의 수의 다른 동적 순간전압강하 교정장치와 결합될 수 있는 것으로 이해한다. 다르게는, 동적 순간전압강하 교정장치(400)가 다상 시스템에 사용하기 위해 단일 동적 순간전압강하 교정장치에 통합될 수 있는 것이다. 3상 시스템의 예로서, 단일 동적 순간전압강하 교정장치는 3개 조정 모듈을 구비하고 그리고 단일 3상 변압기를 사용한다.
동적 순간전압강하 교정장치(400)는 강압 변압기(410), 조정모듈(415), 정지형 바이패스 스위치(420), 및 출력 승압 변압기(405)를 구비한다. 조정 모듈(415)에 대한 입력 전압이 조정모듈(415)의 전압 정격을 초과하지 않게, AC버스라인(425)과 AC버스라인(430)을 횡단하는 선간 전압을 감소하는데 강압 변압기(410)가 사용된다. 도4에 설명된 바와 같이, 강압 변압기(410)는 순간전압강하 교정 라인에 AC버스라인(425)과 AC버스라인(430)을 교차 결합한다. 감소 입력 전압은 조정모듈(415)의 제1저장 축전기(435)와 제2저장 축전기(440)를 충전하는데 사용된다. 순간전압강하 중에, 정지형 바이패스 스위치(420)는 장치 컨트롤러에 의해 개방되고, 그리고 출력 승압 변압기(405)를 사용하여, 여전히 AC버스라인(450)을 통해 주어지고 있는 동작신호의 전압(만약에 있다면)을 보완하거나 대체하는데 적절한 전압에 이를 때까지 조정 모듈(415)에 의해 발생한 교정신호의 전압을 올리는데 사용한다. 교정신호와 동작신호는 출력 터미널(445)에 연결된 로드에 제공된다. 출력 승압 변압기(405)의 1차 권선은 조정모듈(415)을 횡단하여 연결되고, 그리고 출력 승압 변압기(405)의 2차 권선은 조정 모듈(415)과 직렬로 연결된다. 예를 든 실시예에서, 출력 승압 변압기(405)는 상당히 작은 자동 변압기이다. 다르게는, 출력 승압 변압기(405)를 당 기술분야에서 공지된 임의적인 다른 타입의 변압기로 할 수도 있다.
예를 들어, 조정 모듈(415)은 277V로 정격 된다. AC버스라인(450)을 횡단하는 중성-선 전압은 346V 이고, 그리고 AC버스라인(425)과 AC버스라인(430)을 횡단하는 선간 전압은 600V 이다. 감소 변압기(410)는 조정 모듈(415)의 정격 값을 초과하지 않도록 600V 선간 전압을 277V로 감소하는데 사용된다. 조정 모듈(415)이 대략 277V의 교정신호를 발생하도록, 제1저장 축전기(435)와 제2저장 축전기(440)는 감소 전압에 대응하는 에너지를 저장할 수 있다. 정상 동작을 하는 동안에, 정지형 바이패스 스위치(420)는 폐쇄되고, 그리고 AC버스라인(450)에서 나온 동작신호가 정지형 바이패스 스위치(420)를 통해 출력 터미널(445)에 직접 제공된다. 순간전압강하 검출 시에는, 출력 승압 변압기(405)를 사용하여 AC버스라인(450)을 따르는 동작신호가 재저장될 수 있게 346V의 전압까지 조정 모듈(415)에 의해 제공된 277V를 증가시킨다.
상기 예에서와 같이, 강압 변압기(410)와 출력 승압 변압기(405)의 사용은 AC버스라인(350)을 따라서 중성-선 전압을 보완 및/또는 대체하도록 277V 전압 정격을 가진 조정모듈이 346V 교정신호를 제공하게 한다. 따라서, 도1 내지 도3을 참고로 기술된 바와 같은 사실상 임의적인 저전압 시스템에 사용하기에 적합하게 할 뿐만 아니라, '277V'조정 모듈이 고전압 시스템에 사용할 수 있게도 한다. 이러한 사실은 부가로 단일 조정 모듈이 넓은 입력 전압 설비를 가진 시스템에 같이 사용하기에도 적합하기 때문에 제조비용을 절감한다. 다른 실시예에서는 복수개의 시스템에 사용하기 위해 채택된 조정 모듈이 277V로 정격되지 않지만, 당 기술분야에서 알려진 바와 같이 임의적인 다른 전압 정격을 가질 수 있다.
다른 실시예에서는, 도4를 참고로 기술된 동적 순간전압강하 교정장치가 다른 전압으로 동작하는 시스템에서 순간전압강하를 교정하기 위해 제공된다. 예를 들어, 조정 모듈(415)은 277V의 전압 정격을 갖고 그리고 AC버스라인(450)을 횡단하는 중성-선 전압은 240V 이다. 따라서, AC버스라인(425)과 AC버스라인(430)을 횡단하는 선간 전압은 415V 이다. 강압 변압기(410)는 조정 모듈(415)의 전체 kVA 정격을 사용하게 277V의 조정모듈 전압 정격까지 415V 선간 전압을 강압시키는데 사용된다. 자동 승압 변압기(415) 대신에, 자동 벅크(buck) 변압기를 사용하여서, AC버스라인(450)상에 동작신호가 적절하게 교정될 수 있게 대략 240V까지 277V에서 감소하는 조정 모듈(415)의 출력부에 전압을 꺾는다(buck). 자동 벅크 변압기는 당 기술분야에서 공지된 바와 같이 출력부에 연결된다. 다른 실시예에서는 강압 변압기(410)와 자동 벅크 변압기가 다른 kVA 정격을 가진 조정 모듈에 적합한 및/또는 다른 동작신호값에 적합한 순간전압강하 교정을 제공하는 구조로 된다.
상술한 예의 실시예는 본원 발명을 한정하는 것이 아닌, 설명을 목적으로 기술된 것이다. 따라서, 본원 발명은 상술한 실시예를 첨부 청구범위의 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서 변경 또는 개조할 수 있는 것이다.

Claims (55)

  1. 동적 순간전압강하 교정장치는:
    (a)중성-선 전압을 갖는 제1동작신호를 수신하는 입력 터미널과;
    (b)상기 제1동작신호를 로드에 출력 터미널을 통해 제공하고, 상기 입력 터미널과 전기통신을 하는 출력 터미널과;
    (c)선간 입력신호를 정류하는 정류기와, 정류된 선간 입력신호에 대응하는 에너지를 저장하는 저장 유닛, 및 저장 에너지를 사용하여 적어도 순간전압강하의 일 부분 중에 교정신호를 발생하는 인버터 절환장치를 가진 조정 모듈과;
    (d)조정 모듈과 전기통신을 하고 교정 신호의 전압을 낮추는데 사용되는 주입 변압기; 및
    (e)입력 터미널과 출력 터미널과 전기통신하는 바이패스 스위치를 포함하며;
    (c')상기 선간 입력신호는 중성-선 전압을 가진 제2동작신호와 중성-선 전압을 가진 제3동작신호로부터 얻어지고;
    (e')상기 바이패스 스위치는 주입 변압기가 우회되도록 정상 동작상태 동안에는 폐쇄 위치에 있고, 그리고 주입 변압기에 전류가 통하도록 적어도 순간전압강하의 일 부분 동안에는 개방 위치에 있는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 바이패스 스위치는 정지형 바이패스 스위치를 포함하 는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  3. 제1항에 있어서, 교정신호로부터 고주파를 필터링하도록 인버터 절환장치와 주입 변압기 사이에 연결된 저역통과필터를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 저역통과필터는 필터 축전기와 필터 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 저장 유닛은 저장 노드에 제2저장 축전기와 직렬로 연결된 제1저장 축전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 정류기는 정류 노드에서 제2정류기와 직렬로 연결된 제1정류기를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1정류기는 제1저장 축전기에 정류된 선간 입력신호를 제공하고 그리고 상기 제2정류기는 제2저장 축전기에 정류된 선간 입력신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  8. 제6항에 있어서, 제1정류기와 제2정류기는 반도체 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 인버터 절환장치는 제1인버터 절환장치와 제2인버터 절환장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1인버터 절환장치는 제1트랜지스터와 역-병렬로 연결된 제1다이오드를 포함하고, 그리고 제2인버터 절환장치는 제2트랜지스터와 역-병렬로 연결된 제2다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  11. 제1항에 있어서, 주입 변압기의 2차 권선과 병렬로 연결된 축전기를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  12. 제1항에 있어서, 주입 변압기의 1차 권선은 제2입력 터미널과 인버터 절환장치의 출력부를 횡단하여 연결되는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제2동작신호는 제2입력 터미널에 연결된 제2AC버스라인을 통해 제공되고 그리고 상기 제3동작신호는 제3입력 터미널에 연결된 제3AC버스라인을 통해 제공되는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  14. 제1항에 있어서, 제1동작신호의 중성-선 전압은 제1전압값을 포함하고, 조정 모듈의 전압정격은 제2전압값을 포함하고, 그리고 부가로 상기 제1전압값은 상기 제2전압값 보다 작은 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1전압값은 대략 120V를 포함하고 그리고 상기 제2전압값은 대략 208V를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  16. 제1항에 있어서, 제1동작신호, 제2동작신호, 및 제3동작신호는 3-상 입력신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  17. 제1항에 있어서, 저장 유닛, 정류기, 및 인버터 절환장치는 제1버스라인과 제2버스라인에 의해 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  18. 제1항에 있어서, 순간전압강하 동안에 제1동작신호의 감소된 중성-선 전압과 주입 변압기의 2차 권선에서의 교정신호의 전압의 합은 정상 동작 상태 중에 제1동작신호의 중성-선 전압과 대체로 동일한 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  19. 제1항에 있어서, 주입 변압기의 2차 권선은 입력 터미널과 출력 터미널 사이에서 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  20. 순간전압강하 상태를 교정하는 방법은:
    로드가 출력 터미널을 통해 제1동작신호의 중성-선 전압을 수신하도록 출력 터미널에 로드를 연결하는 단계와;
    선간 입력신호가 중성-선 전압을 가진 제2동작신호와 중성-선 전압을 가진 제3동작신호로부터 얻어지는, 선간 입력신호를 정류하는 단계와;
    정류된 선간 입력신호에 대응하는 에너지를 저장 유닛에 저장하는 단계와;
    순간전압강하를 탐지하는 단계와;
    인버터 절환장치를 사용하여, 탐지된 순간전압강하에 반응하는 저장 에너지를 가진 교정신호를 발생하는 단계와;
    정지형 바이패스 스위치를 개방하여 주입 변압기가 우회되지 않게 하는 단계; 및
    주입 변압기를 사용하여, 교정 신호가 로드에 제공될 수 있게 교정 신호의 전압을 낮추는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 주입 변압기의 2차 권선은 제2AC버스라인과 직렬로 연결되고, 그리고 부가로 AC버스라인은 입력 터미널과 출력 터미널과 전기통신하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제20항에 있어서, 순간전압강하를 장치 컨트롤러로 검출하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제20항에 있어서, 교정신호의 전압이 중성-선 전압으로 대체로 낮아지는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제20항에 있어서, 순간전압강하 중 제1동작신호의 감소 전압을 더한 주입 변압기의 2차 권선의 교정신호의 전압은, 정상 동작상태 중 제1동작신호의 중성-선 전압과 대체로 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제20항에 있어서, 제2동작신호와 제3동작신호를 횡단하는 선간 전압은 대략 √3의 인수로 제1동작신호의 중성-선 전압보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제20항에 있어서, 저장 유닛은 저장 노드에서 제2저장 축전기와 직렬로 연결된 제1저장 축전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제20항에 있어서, 정류기는 정류 노드에서 제2정류기와 직렬로 연결된 제1정류기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제20항에 있어서, 상기 인버터 절환장치는 제1인버터 절환장치와 인버팅 노드에서 직렬로 연결된 제2인버터 절환장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 동적 순간전압강하 교정장치는:
    (a)입력 터미널과;
    (b)상기 입력 터미널과 전기통신을 하고 그리고 중성-선 전압을 가진 제1동작신호를 로드에 제공하는 출력 터미널과;
    (c)증가된 선간 입력신호를 조정 모듈에 제공하도록 중성-선 전압을 가진 제2동작신호와 중성-선 전압을 가진 제3동작신호를 횡단하여 얻은 선간 전압을 증가시키는 입력 승압 변압기와;
    (d)증가된 선간 입력신호를 정류하는 정류기와, 정류 증가된 선간 입력신호에 대응하는 에너지를 저장하는 저장 유닛, 및 저장 에너지를 사용하여 적어도 순간전압강하의 일 부분 중에 교정신호를 발생하는 인버터 절환장치를 가진, 입력 터미널과 출력 터미널 사이에 연결된 조정 모듈과;
    (e)조정 모듈과 전기통신을 하고 교정 신호의 전압을 낮추는데 사용되는 주입 변압기; 및
    (f)입력 터미널과 출력 터미널과 전기통신하는 바이패스 스위치를 포함하며;
    (e')상기 주입 변압기의 2차 권선은 입력 터미널과 출력 터미널 사이에서 직렬로 연결되고;
    (f')상기 바이패스 스위치는 주입 변압기가 우회되도록 정상 동작상태 동안에는 폐쇄 위치에 있고, 그리고 주입 변압기에 전류가 통하도록 적어도 순간전압강하의 일 부분 동안에는 개방 위치에 있는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 입력 승압 변압기는 자동 변압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 자동 변압기는 정상 동작하는 중에 대략 69V 정도 선간 전압을 증가시키는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  32. 제29항에 있어서, 상기 주입 변압기는 대략 중성-선 전압으로 교정신호의 전압을 감소시키는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  33. 제29항에 있어서, 상기 증가된 선간 전압은 조정 모듈의 전압 정격과 대략 동일한 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  34. 제29항에 있어서, 순간전압강하 동안에 제1동작신호의 감소된 중성-선 전압과 2차 권선에서의 교정신호의 감소된 전압의 합은, 정상 동작 상태 중에 제1동작신호의 중성-선 전압과 대체로 동일한 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정 장치.
  35. 제29항에 있어서, 상기 저장 유닛은 저장 노드에서 제2저장 축전기와 직렬로 연결된 제1저장 축전기를 포함하고, 상기 정류기는 정류 노드에서 제2정류기와 직렬로 연결된 제1정류기를 포함하고, 그리고 상기 인버터 절환장치는 제1인버터 절환장치와 인버팅 노드에서 직렬로 연결된 제2인버터 절환장치를 포함하고, 그리고 부가로 저장 노드, 정류 노드, 및 인버팅 노드는 제1버스라인과 제2버스라인에 의해 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  36. 제29항에 있어서, 입력 승압 변압기의 1차 권선은 제1AC버스라인과 제2AC버스라인을 횡단하여 연결되고, 그리고 입력 승압 변압기의 2차 권선은 제2AC버스라인과 조정 모듈을 횡단하여 연결되는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  37. 순간전압강하 상태를 교정하는 방법은:
    (a)로드가 제1동작신호의 중성-선 전압을 수신하도록 출력 터미널에 로드를 연결하는 단계와;
    (b)증가된 선간 입력신호가 조정 모듈에 제공되게, 입력 승압 변압기를 사용하여 중성-선 전압을 가진 제2동작신호와 중성-선 전압을 가진 제3동작신호를 횡단하여 얻어진 선간 전압을 증가시키는 단계와;
    (c)증가된 선간 입력신호를 정류하는 단계와;
    (d)정류 증가된 선간 입력신호에 대응하는 에너지를 저장 유닛에 저장하는 단계와;
    (e)출력 터미널과 전기통신하는 제1AC버스라인을 따라서 순간전압강하를 탐지하는 단계와;
    (f)인버터 절환장치를 사용하여, 저장 에너지를 가진 교정신호를 발생시키는 단계와;
    (g)정지형 바이패스 스위치를 개방하여 주입 변압기가 우회되지 않게 하는 단계와;
    (h)주입 변압기를 사용하여 교정 신호의 전압을 감소시키는 단계; 및
    (i)주입 변압기에서 나온 교정신호를 로드에 제공하는 단계를 포함하며;
    (b')상기 증가된 선간 전압은 조정 모듈의 전압 정격과 대체로 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 입력 승압 변압기의 1차 권선은 제2AC버스라인과 제3AC버스라인을 횡단하여 연결되고, 그리고 상기 입력 승압 변압기의 2차 권선은 제3AC버스라인과 정류 노드를 횡단하여 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 동적 순간전압강하 교정장치는:
    (a)입력 터미널과;
    (b)상기 입력 터미널과 전기통신을 하고 그리고 중성-선 전압을 가진 제1동작신호를 로드에 제공하는 출력 터미널과;
    (c)감소된 선간 입력신호를 조정 모듈에 제공하도록 중성-선 전압을 가진 제2동작신호와 중성-선 전압을 가진 제3동작신호를 횡단하여 얻어진 선간 전압을 감소하는 강압 변압기와;
    (d)감소된 선간 입력신호를 정류하는 정류기와, 정류 감소된 선간 입력신호에 대응하는 에너지를 저장하는 저장 유닛, 및 저장 에너지를 사용하여 적어도 순간전압강하의 일 부분 중에 교정신호를 발생시키는 인버터 절환장치를 가진, 입력 터미널과 출력 터미널 사이에 연결된 조정 모듈과;
    (e)조정 모듈과 전기통신을 하고 교정 신호의 전압을 증가시키는데 사용되는 출력 승압 변압기; 및
    (f)입력 터미널 및 출력 터미널과 전기통신하는 바이패스 스위치를 포함하며;
    (f')상기 바이패스 스위치는 강압 변압기와 출력 승압 변압기가 우회되도록 정상 동작상태 동안에는 폐쇄 위치에 있는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  40. 제39항에 있어서, 상기 출력 승압 변압기는 자동 변압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  41. 제40항에 있어서, 상기 자동 변압기는 정상 동작하는 중에 대략 69V 정도로 교정신호의 전압을 증가시키는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  42. 제39항에 있어서, 상기 중성-선 전압은 대략 346V를 갖는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  43. 제39항에 있어서, 상기 감소된 선간 전압은 조정 모듈의 전압 정격과 대략 동일한 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  44. 제39항에 있어서, 출력 승압 변압기의 1차 권선은 조정 모듈을 횡단하여 연결되고 그리고 출력 승압 변압기의 2차 권선은 조정 모듈과 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  45. 제39항에 있어서, 순간전압강하 동안에 제1동작신호의 감소된 전압과 교정신호의 증가된 전압의 합은, 정상 동작 상태 중에 제1동작신호의 중성-선 전압과 대체로 동일한 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  46. 제39항에 있어서, 강압 변압기의 1차 권선은 제2AC버스라인과 제3AC버스라인을 횡단하여 연결되고, 그리고 강압 변압기의 2차 권선은 제1AC버스라인과 조정 모 듈을 횡단하여 연결되는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  47. 제46항에 있어서, 강압 변압기의 2차 권선은 제1AC버스라인과 조정 모듈의 정류 노드를 횡단하여 연결되는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  48. 순간전압강하 상태를 교정하는 방법은:
    로드에 중성-선 전압을 가진 제1동작신호를 제공하도록 출력 터미널에 로드를 연결하는 단계와;
    감소된 선간 입력신호가 조정 모듈에 제공되게, 강압 변압기를 사용하여 중성-선 전압을 가진 제2동작신호와 중성-선 전압을 가진 제3동작신호를 횡단하여 얻어진 선간 전압을 감소시키는 단계와;
    감소된 선간 입력신호를 정류하는 단계와;
    정류 감소된 선간 입력신호에 대응하는 에너지를 저장 유닛에 저장하는 단계와;
    순간전압강하를 탐지하는 단계와;
    인버터 절환장치를 사용하여, 탐지된 순간전압강하에 대한 저장 에너지를 가진 교정신호를 발생하는 단계와;
    출력 승압 변압기가 전기를 통하게 정지형 바이패스 스위치를 개방하는 단계; 및
    출력 승압 변압기를 사용하여 교정 신호의 전압을 증가시키는 단계를 포함하 는 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제48항에 있어서, 상기 감소된 선간 전압은 조정 모듈의 전압 정격과 대체로 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 제48항에 있어서, 로드에 증가 전압을 가진 교정신호를 제공하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 동적 순간전압강하 교정장치는:
    (a)입력 터미널과;
    (b)상기 입력 터미널과 전기통신을 하고 그리고 중성-선 전압을 가진 제1동작신호를 로드에 제공하는 출력 터미널과;
    (c)증가된 선간 입력신호를 조정 모듈에 제공하도록 중성-선 전압을 가진 제2동작신호와 중성-선 전압을 가진 제3동작신호를 횡단하여 얻어진 선간 전압을 증가하는 강압 변압기와;
    (d)증가된 선간 입력신호를 정류하는 정류기와, 정류 증가된 선간 압력에 대응하는 에너지를 저장하는 저장 유닛, 및 저장 에너지를 사용하여 적어도 순간전압강하의 일 부분 중에 교정신호를 발생시키는 인버터 절환장치를 가진, 입력 터미널과 출력 터미널 사이에 연결된 조정 모듈과;
    (e)조정 모듈과 전기통신을 하고 교정 신호의 전압을 감소시키데 사용되는 출력 벅크 변압기; 및
    (f)입력 터미널 및 출력 터미널과 전기통신 하는 바이패스 스위치를 포함하며;
    (f')상기 바이패스 스위치는 강압 변압기와 출력 벅크 변압기가 우회되도록 정상 동작상태 동안에는 폐쇄 위치에 있는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  52. 제51항에 있어서, 상기 출력 벅크 변압기는 자동 변압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  53. 제51항에 있어서, 상기 중성-선 전압은 대략 240V를 갖는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  54. 제51항에 있어서, 출력 벅크 변압기의 1차 권선은 조정 모듈을 횡단하여 연결되고 그리고 출력 벅크 변압기의 2차 권선은 조정 모듈과 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
  55. 제51항에 있어서, 강압 변압기의 1차 권선은 제2AC버스라인과 제3AC버스라인을 횡단하여 연결되고, 그리고 강압 변압기의 2차 권선은 제1AC버스라인과 조정 모듈을 횡단하여 연결되는 것을 특징으로 하는 동적 순간전압강하 교정장치.
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