KR20110132504A - Static inverter system of train - Google Patents

Static inverter system of train Download PDF

Info

Publication number
KR20110132504A
KR20110132504A KR1020100052066A KR20100052066A KR20110132504A KR 20110132504 A KR20110132504 A KR 20110132504A KR 1020100052066 A KR1020100052066 A KR 1020100052066A KR 20100052066 A KR20100052066 A KR 20100052066A KR 20110132504 A KR20110132504 A KR 20110132504A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
unit
square wave
power supply
load
Prior art date
Application number
KR1020100052066A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101686672B1 (en
Inventor
김동섭
전지용
명관 이
Original Assignee
김동섭
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김동섭 filed Critical 김동섭
Priority to KR1020100052066A priority Critical patent/KR101686672B1/en
Publication of KR20110132504A publication Critical patent/KR20110132504A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101686672B1 publication Critical patent/KR101686672B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/003—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to auxiliary motors, e.g. for pumps, compressors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
    • B60L1/04—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits fed by the power supply line
    • B60L1/06—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits fed by the power supply line using only one supply
    • B60L1/08—Methods and devices for control or regulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/02—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit
    • B60L15/06—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit using substantially sinusoidal ac
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/18—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using bow-type collectors in contact with trolley wire
    • B60L5/22—Supporting means for the contact bow
    • B60L5/24—Pantographs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/52—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by DC-motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/53—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells in combination with an external power supply, e.g. from overhead contact lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/40—DC to AC converters
    • B60L2210/42—Voltage source inverters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PURPOSE: An auxiliary power system for an electric locomotive for distributing a load and a method for supplying auxiliary power are provided to greatly reducing the size and weight of an auxiliary power system by excluding the use of an unnecessary transformer. CONSTITUTION: An inverter unit converts a DC power supply at high pressure which is applied through a pantagraph(30) into a square wave power supply at low pressure. A square wave power supply feeding unit(120) eliminates the noise of the square wave power supply which is applied from the inverter unit. The square wave power supply feeding unit supplies the square wave power supply to an electric locomotive load which is operable with the square wave power supply. A non-square wave power supply feeding unit(130) changes the square wave power supply into a sinusoidal wave AC power source and a DC power supply. The non-square wave power supply feeding unit supplies a converted square wave power supply to the loads which is necessary for the sinusoidal wave AC power supply and the DC power supply.

Description

전동차용 부하 분산 보조전원시스템 및 보조전원 공급 방법{STATIC INVERTER SYSTEM OF TRAIN}Load balancing auxiliary power system and auxiliary power supply method for electric vehicles {STATIC INVERTER SYSTEM OF TRAIN}

본 발명은 지하철, 전철, 경전철, 고속철도, 모노레일 차량 등(이하, "전동차"라 한다)과 같이 급전시스템에 의해 동력을 전달받아 운행하는 전동차의 보조전원시스템에 대한 것으로, 특히, 보조전원시스템에 의해 전원을 공급받는 전동차 각 부하의 특성을 분석한 후, 상기 각 부하의 특성, 용도 및, 용량에 맞도록 보조전원시스템을 구성하여 불필요한 트랜스포머의 사용을 배제함으로써, 첫째, 보조전원시스템의 크기와 무게를 줄이고, 둘째, 설치, 취급, 유지 및, 보수가 용이하도록 하며, 셋째, 불필요한 전력 변환 손실을 방지하여 에너지 효율을 향상시킨 것이다.The present invention relates to an auxiliary power system of an electric vehicle that is driven by a power supply system such as a subway, a train, a light rail, a high-speed rail, a monorail vehicle (hereinafter, referred to as an "electric car"), and particularly, to an auxiliary power system. After analyzing the characteristics of each load of the electric vehicle powered by the power supply, the auxiliary power system is configured to meet the characteristics, uses, and capacities of the respective loads, thereby excluding unnecessary use of transformers. It reduces weight, secondly, facilitates installation, handling, maintenance and repair, and thirdly, improves energy efficiency by preventing unnecessary power conversion losses.

또한, 트랜스포머의 용량을 감소시켜 특수 소자의 사용을 배제하여 일반 범용 소자나 산업용 소자를 사용할 수 있도록 함으로써 제작이 용이하도록 함은 물론, 생산비용을 저감시킨 것이다.
In addition, by reducing the capacity of the transformer to eliminate the use of special devices to enable the use of general-purpose devices or industrial devices, as well as easy to manufacture, and reduced production costs.

주지하다시피 지하철, 전철, 경전철, 고속철도, 모노레일 차량 등과 같은 전동차는 선로 주변에 설치된 급전시스템에서 전원을 공급받아 운행한다.As is well known, electric cars such as subways, trains, light rails, high-speed railways, and monorail cars operate by being supplied by a power supply system installed around a track.

도2는 선로 주변에 설치된 가선(架線)(20)에 판타그래프(PANTAGRAPH)(30)를 접촉시켜 전동차(10)에 전원을 공급하는 전동차 급전시스템의 일례를 나타낸 것이다.FIG. 2 shows an example of an electric vehicle power supply system for supplying power to the electric vehicle 10 by bringing a pantgraph 30 into contact with a temporary line 20 provided around the track.

전동차 급전시스템은 전동차 추진 모터에 전원을 공급하는 주전원장치와, 추진 모터를 제외한 기타 장치, 예를 들어, 에어컨, 히터, 컴프레서, 전등 및, 제어장치 등에 전원을 공급하는 보조전원장치로 이루어진다.Electric vehicle power supply system is composed of a main power supply for supplying power to the electric vehicle propulsion motor, and an auxiliary power supply for supplying power to other devices other than the propulsion motor, for example, air conditioners, heaters, compressors, lights, and control devices.

상기 에어컨이라 함은 에어컨 컴프레서를 말하는 것이며, 상기 컴프레서라 함은 전동차 출입문 개폐와, 브레이크 작동에 필요한 공기 압력을 제공하는 컴프레서를 말한다. 이하 같다.The air conditioner refers to an air conditioner compressor, and the compressor refers to a compressor that provides air pressure necessary to open and close an electric vehicle door and brake operation. Same as below.

주전원장치는 가선(20)에 접촉된 판타그래프(30)를 통해 인가되는 통상 1,500V의 직류전원(25,000V 교류가 인가되는 구간에서는 1,500V 직류로 변환)을 DC-DC 컨버터와 VVVF(VARIABLE VOLTAGE VARIABLE FREQUENCY) 인버터를 통해 교류전원으로 변환하여 상기 추진 모터에 공급하는 기능을 수행한다.The main power supply is a DC-DC converter and VVVF (VARIABLE VOLTAGE) that converts a normal 1,500 V DC power (converted to 1,500 V DC in the section where 25,000 V AC is applied) applied through the fantagraph 30 in contact with the wire 20. VARIABLE FREQUENCY) It converts AC power through inverter and supplies it to the propulsion motor.

보조전원장치는 상기 판타그래프(30)를 통해 인가되는 고압의 직류전원을 인버터를 통해 저압의 구형파(矩形波) 전원으로 변환하고, 상기 구형파 전원을 트랜스포머를 통해 정현파(正弦波) 전원으로 파형 정형한 후, 이 정현파 교류 전원 대부분(약 80%)으로 에어컨, 히터, 컴프레서 등에 공급하고, 그 일부(약 20%)를 변환하여(AC 220V, DC 100V 등) 전등, 제어장치 및 기타 장치에 공급하는 기능을 수행한다.The auxiliary power supply converts the high voltage DC power applied through the fantagraph 30 into a low voltage square wave power through an inverter, and converts the square wave power into a sine wave power through a transformer. Then, most of this sinusoidal AC power (about 80%) is supplied to air conditioners, heaters, compressors, etc., and a part (about 20%) is converted (AC 220V, DC 100V, etc.) to lamps, controllers and other devices. It performs the function.

이를 다시 상세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in detail as follows.

도3은 종래 보조전원장치의 일례를 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 가선(20)에 접촉된 판타그래프(30)를 통해 인가되는 1,500V 직류전원을 380V 구형파 전원으로 변환하는 인버터부(50); 트랜스포머로 이루어지며 상기 인버터부(50)에서 출력되는 380V 구형파 전원을 380V 정현파 전원으로 변환하는 파형정형부(60); 교류전원변환부(71)와 직류전원변환부(72)로 이루어져 상기 파형정형부(60)에서 출력되는 380V 정현파 전원의 일부를 AC 220V, AC 75V, DC 100V, DC 24V, DC 30V 등으로 변환하는 전원변환부(70); 및, 부하부(80)로 이루어진다.Figure 3 shows an example of a conventional auxiliary power supply, as shown in the figure, the inverter unit for converting the 1,500V DC power applied through the fantagraph 30 in contact with the wire 20 to 380V square wave power ( 50); A waveform shaping unit 60 formed of a transformer for converting the 380V square wave power output from the inverter unit 50 into a 380V sine wave power; Consists of an AC power conversion unit 71 and a DC power conversion unit 72 to convert a part of the 380V sine wave power output from the waveform shaping unit 60 to AC 220V, AC 75V, DC 100V, DC 24V, DC 30V, etc. A power conversion unit 70; And a load unit 80.

이러한 종래의 보조전원장치는 상기 판타그래프(30)를 통해 인가되는 1,500V 직류전원(25,000V 교류가 인가되는 구간에서는 1,500V 직류로 변환)을 인버터부(50)의 인버터를 통해 380V 구형파(矩形波)로 변환하고, 상기 인버터부(50)에서 출력되는 380V 구형파 전원을 파형정형부(60)의 트랜스포머를 통해 380V 정현파(正弦波) 교류전원으로 변환한 후, 상기 파형정형부(60)에서 출력되는 380V 정현파 교류전원의 대부분(약 80%)을 에어컨, 히터, 컴프레서 등에 공급하고, 그 나머지(약 20%)를 상기 전원변환부(70)를 통해 AC 220V, AC 75V, DC 100V, DC 24V, DC 30V 등으로 변환하여 전등, 배터리, 제어장치 및 기타 장치에 공급하였다.The conventional auxiliary power supply device converts a 1,500 V DC power (converted to 1,500 V DC in a section where 25,000 V AC is applied) applied through the fantagraph 30 to a 380 V square wave through an inverter of the inverter unit 50. And convert the 380V square wave power output from the inverter unit 50 into a 380V sine wave AC power through a transformer of the waveform shaping unit 60, and then convert Most of the output 380V sine wave AC power (about 80%) is supplied to the air conditioner, heater, compressor, etc., the rest (about 20%) through the power conversion unit 70 AC 220V, AC 75V, DC 100V, DC It was converted to 24V, DC 30V, etc. and supplied to lamps, batteries, controllers and other devices.

그러나, 상기와 같은 종래의 보조전원장치는 상기 인버터부(50)를 통해 변환한 380V 구형파 전원 모두를 파형정형부(60)를 이루는 하나의 트랜스포머를 통해 정현파로 변환한 후 각 부하에 공급하므로 인해 첫째, 트랜스포머가 커져 제작, 이동, 설치, 운영 및, 보수가 어렵고 비용이 증가한다는 문제점이 있고, 둘째, 불필요한 전력 변환 손실을 야기해 에너지 효율을 저하시킨다는 문제점이 있으며, 셋째, 트랜스포머가 고장나면 해당 보조전원장치의 전원공급이 중단되어 다른 보조전원장치에서 전원을 공급받아야 함은 물론, 이로 인해 정상적인 전원 공급이 어렵다는 문제점 등이 있었다.However, since the conventional auxiliary power supply as described above converts all of the 380V square wave power converted through the inverter unit 50 to a sine wave through one transformer constituting the waveform shaping unit 60 and then supplies them to each load. First, there is a problem that the transformer is large, making it difficult to manufacture, move, install, operate, and repair, and increase the cost. Second, there is a problem of reducing energy efficiency by causing unnecessary power conversion loss. Third, if the transformer fails, As the power supply of the auxiliary power supply is interrupted, power must be supplied from another auxiliary power supply, and thus, there is a problem that normal power supply is difficult.

이를 다시 상세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in detail as follows.

일반적으로 10량 편성 전동차를 기준으로 할 때 통상 3개의 판타그래프와 3개의 보조전원장치가 설치되어 상기 1개의 보조전원장치가 3량 내지 4량의 객차에 전원을 공급한다.In general, three fantagraphs and three auxiliary power supplies are generally installed on the basis of a ten-car train. The one auxiliary power supply supplies power to three to four passenger cars.

보조전원장치의 용량은 전동차의 기술 발전 및 편의시설 증가와 더불어 지속적으로 증가하여 초기 90KVA에서 현재 200KVA까지 증가하는 상태이며, 이러한 종래 보조전원장치에 있어서 구형파 전원을 정형파로 정형하는 트랜스포머는 하나로 제작되어 있다.The capacity of the auxiliary power supply is continuously increasing with the development of technology and convenience facilities of electric vehicles, and it is increasing from the initial 90KVA to the current 200KVA. In this conventional auxiliary power supply, the transformer for shaping the square wave power into a square wave is manufactured as one. have.

그러나 200KVA 용량을 갖는 트랜스포머는 첫째, 산업용 소자가 아니라 별도 제작하는 특수 소자여서 제작이 어렵고 비용이 많이 소요된다는 문제점이 있고, 둘째, 부피가 크고 무거워 전동차 내의 설치 공간 마련이 자유롭지 못하고 공간을 많이 차지함은 물론, 설치, 변경, 보수 시 특장차(지게차)를 사용하여 운반하여야 한다는 문제점이 있고, 셋째, 트랜스포머가 고장 등의 이유로 제 기능을 수행하지 못할 경우에는 이를 통해 공급하는 3량, 또는 4량의 전원 공급이 차단되어 다른 보조전원장치로부터 급전 받아야 한다는 문제점 및, 기능을 상실한 보조전원장치와 급전을 행하는 보조전원장치로부터 전력을 공급받는 객차의 전원 공급량이 반으로 줄어 해당 객차 각 장치의 사용이 제한된다는 문제점이 있으며, 넷째, 대용량 트랜스포머에 구형파 전원을 공급하는 인버터 용량 역시 대용량으로 설계하여야 하므로 인해 크기, 무게, 방열 대책 등 인버터 설계가 용이하지 않고 비용이 상승하게 된다는 문제점 등이 있었다.However, the transformer having a capacity of 200 KVA is a special device that is manufactured separately, not an industrial device, and thus, there is a problem in that it is difficult and expensive to manufacture. Second, because the bulky and heavy, the installation space in the electric vehicle is not free and occupies a lot of space. Of course, there is a problem that a special vehicle (forklift) should be transported during installation, modification, and repair. Third, if the transformer fails to perform its function due to a breakdown, etc., three or four power supplies are provided. The problem is that the power supply is cut off and must be supplied from another auxiliary power supply, and that the power supply of the passenger car powered by the auxiliary power supply that has lost function and the auxiliary power supply that supplies power is cut in half and the use of each device is restricted. Fourth, the square wave power supply to the large-capacity transformer Since the capacity of the inverter to be supplied must also be designed with a large capacity, there was a problem that the cost of the inverter was not easy and the cost was increased, such as size, weight, and heat dissipation measures.

한편, 상술한 바와 같이, 보조전원장치의 트랜스포머를 통해 정형된 정현파 교류전원의 약 80%는 에어컨, 히터, 컴프레서에 공급되고, 약 20%는 전등, 배터리 충전용 전원, 제어장치 및 기타 장치에 공급된다.On the other hand, as described above, about 80% of the sinusoidal AC power shaped through the transformer of the auxiliary power supply is supplied to the air conditioner, heater, and compressor, and about 20% is supplied to the light, battery charging power supply, controller and other devices. Supplied.

그러나, 보조전원장치에서 정현파 교류 전원을 공급받는 상기 에어컨이나 히터 및 컴프레서는 굳이 정현파 전원이 아니라 구형파 전원이라 하더라도 그 동작에 지장이 없다.However, the air conditioner, the heater, and the compressor, which are supplied with the sine wave AC power from the auxiliary power supply, do not interfere with the operation even if the square wave power source is not the sine wave power source.

이를 다시 설명하면 다음과 같다.This will be described as follows.

주지하다시피 전동차의 에어컨이나 히터, 컴프레서 등은 리액턴스 부하, 또는 레지스턴스 부하로 그 동작 특성상 전압과 전류 값만 맞추어주면 입력 전원 파형이 정현파 전원이 아니라 구형파 전원이라 하더라도 아무 문제없이 정상 동작한다.As is well known, air conditioners, heaters, compressors, etc. of a train are reactance loads or resistance loads, and according to their operating characteristics, only the voltage and current values are adjusted.

그러나 종래의 보조전원장치는 인버터부에서 출력되는 구형파 전원 모두를 트랜스포머를 통해 정현파 전원으로 파형 정형을 한 후 전원공급을 하므로 인해 불필요한 전력변환 손실이 발생함은 물론 트랜스포머가 커지고, 인버터 용량이 필요 이상으로 커지게 된다는 문제점 등이 있었다.However, in the conventional auxiliary power supply, since all the square wave powers output from the inverter are shaped by the sinusoidal wave power through the transformer, power is supplied, unnecessary power conversion loss occurs, and the transformer becomes large, and the inverter capacity is more than necessary. There was a problem such as to grow larger.

실질적으로 에어컨, 히터, 컴프레서에서 소비되는 전력은 약 165KVA로 보조전원장치에서 공급되는 전력의 약 80%에 해당된다.Practically, the power consumed by air conditioners, heaters, and compressors is about 165 KVA, which is about 80% of the power supplied from auxiliary power supplies.

따라서 종래의 보조전원장치의 경우 상기 165KVA에 해당하는 용량의 트랜스포머를 불필요하게 구비하여야 하였고, 이로 인해 상술한 바와 같은 문제점 등이 발생하였다.
Therefore, in the case of the conventional auxiliary power supply, the transformer having a capacity corresponding to the above 165 KVA was unnecessarily provided, and thus, the above-described problems occurred.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 보조전원시스템에 의해 전원을 공급받아 동작하는 전동차 각 부하의 특성을 분석하여 구형파 전원으로 동작이 가능한 부하와, 정현파 전원으로 동작이 가능한 부하를 구분한 후, 상기 각 부하의 특성, 용도 및, 용량에 맞도록 보조전원시스템을 구성하여 불필요한 트랜스포머의 사용을 배제함으로써, 첫째, 보조전원시스템의 크기와 무게를 줄이고, 둘째, 설치, 취급, 유지 및, 보수가 용이하도록 하고, 셋째, 불필요한 전력 변환 손실을 방지하여 에너지 효율을 향상시키며, 넷째, 특수 소자의 사용을 배제하여 제작이 용이하도록 한 "전동차용 부하 분산 보조전원시스템 및 보조전원 공급 방법"을 제공하기 위한 것이다.
An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, in particular, by analyzing the characteristics of the load of the electric vehicle operated by the power supply by the auxiliary power system to operate as a square wave power source and a sine wave power source After classifying loads that can be operated, the auxiliary power system is configured to meet the characteristics, uses, and capacities of the loads, thereby eliminating unnecessary use of transformers. First, the size and weight of the auxiliary power system are reduced. Third, it is easy to install, handle, maintain, and repair, and thirdly, to improve energy efficiency by preventing unnecessary power conversion loss, and fourth, to make it easy to manufacture by eliminating the use of special elements. And an auxiliary power supply method ".

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 “전동차용 부하 분산 보조전원시스템"의 구성1은,In order to achieve the above object, the configuration 1 of the present invention "load balancing auxiliary power system for electric vehicles" is

가선에 접촉된 판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전원을 저압의 구형파 전원으로 변환하는 인버터부;An inverter unit for converting a high voltage DC power applied through a fantagraph in contact with the wire into a low voltage square wave power;

상기 인버터부에 접속되어, 상기 인버터부에서 인가되는 구형파 전원의 노이즈를 제거한 후, 구형파 전원으로 동작이 가능한 전동차 각 부하(에어컨, 컴프레서, 히터 등)에 구형파 전원을 공급하는 구형파전원공급부; 및,A square wave power supply unit connected to the inverter unit to remove the noise of the square wave power applied from the inverter unit, and to supply square wave power to each load (air conditioner, compressor, heater, etc.) capable of operating with the square wave power source; And,

상기 인버터부에 접속되어, 상기 인버터부에서 인가되는 구형파 전원을 정현파 교류전원과 직류전원으로 변환하여 정현파 교류전원이 필요한 부하 및, 직류전원이 필요한 부하에 공급하는 비구형파전원공급부;를 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.A non-square wave power supply unit connected to the inverter unit and converting the square wave power applied from the inverter unit into a sine wave AC power source and a DC power source and supplying a load requiring sine wave AC power and a load requiring a DC power source; It is characterized by the technical configuration.

상기 인버터부는, The inverter unit,

고압의 직류전원을 저압의 3상 구형파 전원으로 변환하는 인버터회로부; 및,An inverter circuit unit for converting a high-voltage DC power supply into a low-voltage three-phase square wave power supply; And,

상기 인버터회로부의 인버팅 동작을 제어하는 인버터제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.And an inverter control unit for controlling the inverting operation of the inverter circuit unit.

인버터회로부는 스위칭 트랜지스터로 이루어져 직류전원을 3상 구형파 전원으로 변환하는 공지의 인버터회로로 구성됨이 바람직하다.The inverter circuit portion is preferably composed of a known transistor circuit consisting of a switching transistor to convert a DC power supply into a three-phase square wave power supply.

상기 인버터제어부는 마이컴으로 구성되어 상기 인버터회로부의 스위칭 동작을 제어함이 바람직하다.Preferably, the inverter control unit is configured as a microcomputer to control the switching operation of the inverter circuit unit.

인버터회로부와 인버터제어부의 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.Since the operation of the inverter circuit section and the inverter control section is well known, its detailed description is omitted.

상기 구형파전원공급부는,The square wave power supply unit,

상기 인버터부에서 출력되는 구형파 전원에 포함된 노이즈를 제거하는 필터부;로 구성됨을 특징으로 한다.And a filter unit for removing noise included in the square wave power output from the inverter unit.

상기 구형파전원공급부는,The square wave power supply unit,

상기 인버터부에서 출력되는 구형파 전원에 포함된 노이즈를 제거하는 필터부; 및,A filter unit for removing noise included in a square wave power output from the inverter unit; And,

필터부를 통과한 전원 공급을 제어하는 차단스위치부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.And a cut-off switch unit for controlling the power supply passing through the filter unit.

상기 필터부는 상기 인버터부에서 출력되는 구형파 전원의 스위칭 노이즈를 제거하는 LC필터로 구성됨이 바람직하다.The filter unit is preferably composed of an LC filter for removing the switching noise of the square wave power output from the inverter unit.

이러한 필터부는 상기 인버터부에서 출력되는 구형파 전원에 포함된 스위칭 노이즈를 제거함으로써 파형 정형 없이 부하에 인가하기 위한 것이다.
The filter unit is for applying to the load without waveform shaping by removing switching noise included in the square wave power output from the inverter unit.

상기 차단스위치부는, 소정의 제어신호(전동차 제어부에서 발생하는 제어신호, 또는 기관사가 조작하는 제어신호)에 의해 동작하는 상시 오프(OFF) 상태인 스위치(a 접점 스위치)와 상시 온(ON) 상태인 스위치(b 접점 스위치)로 구성됨이 바람직하다.The cut-off switch unit is always in the OFF state (a contact switch) and always on (ON) state of operation by a predetermined control signal (control signal generated from the vehicle control unit, or control signal operated by the engine driver) It is preferable that it is comprised with an in switch (b contact switch).

상기 비구형파전원공급부는,The non-square wave power supply unit,

상기 인버터부에 접속되어, 상기 인버터부에서 인가되는 구형파 전원을 정현파 교류전원으로 변환하는 파형정형부; 및,A waveform shaping unit connected to the inverter unit and converting a square wave power applied from the inverter unit into a sine wave AC power; And,

상기 파형정형부에서 인가되는 교류전원을 하나 이상의 직류전원, 또는 하나 이상의 교류전원으로 변환하는 전원변환부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.And a power conversion unit for converting the AC power applied from the waveform shaping unit into one or more DC power sources, or one or more AC power sources.

상기 파형정형부는 트랜스포머로 구성됨이 바람직하다.The waveform shaping unit is preferably composed of a transformer.

상기 파형정형부에서 인가되는 구형파 전원을 정현파 교류전원으로 변환할 경우에는 하나 이상의 교류전원으로 변환함을 특징으로 한다.When converting the square wave power applied from the waveform shaping unit to a sine wave AC power, it is characterized in that the conversion to one or more AC power.

즉, 파형정형부를 이루는 트랜스포머의 1차 측과 2차 측의 권선비를 달리하여 특정한 교류전원으로 변환되도록 하거나, 또는 멀티 탭을 사용하여 두 개 이상의 교류전원(예: AC220V, AC75V 등)으로 변환되도록 한다.In other words, by changing the turns ratio of the primary and secondary side of the transformer forming the waveform shaping part to be converted into a specific AC power, or to convert to two or more AC power (eg AC220V, AC75V, etc.) using a multi-tap. do.

이러한 파형정형부는 트랜스포머의 권선비를 조절하여 2차 측 전압을 설정함으로써 별도의 트랜스포머 없이 원하는 교류전원을 얻을 수 있도록 한 것이다.The waveform shaping unit adjusts the winding ratio of the transformer to set the secondary voltage so that a desired AC power can be obtained without a separate transformer.

즉, 전원변환부에서 별도의 트랜스포머를 사용하여 변환하여야 하는 교류전원 값을 파형정형부에서 파형 정형에 사용된 트랜스포머를 사용하여 얻을 수 있도록 한 것이다.In other words, the AC power value to be converted by using a separate transformer in the power conversion unit can be obtained by using the transformer used for waveform shaping in the waveform shaping unit.

예를 들어, 파형정형부를 이루는 트랜스포머의 1차 측 코일과 2차 측 코일의 권선비를 조절하고, 또한 중간 탭을 인출하여 상기 인버터부에서 출력되는 380V 구형파 전원을 220V 정현파 교류전원과 75V 정현파 교류전원이 되도록 할 수 있다.For example, the winding ratio of the primary coil and the secondary coil of the transformer constituting the waveform shaping part is adjusted, and the 380V square wave power output from the inverter part is drawn out of the intermediate tap to draw 220V sine wave AC power and 75V sine wave AC power. This can be done.

상기 전원변환부는, 상기 파형정형부에서 출력되는 교류전원을 각기 다른 전압을 갖는 하나 이상의 직류전원으로 변환함을 특징으로 한단.The power conversion unit, characterized in that for converting the AC power output from the waveform shaping unit to one or more DC power having a different voltage.

상기 전원변환부는, 상기 파형정형부에서 출력되는 3상 교류전원을 직류전원으로 변환하는 3상 정류회로 및 DC-DC 컨버터로 구성됨이 바람직하다.The power conversion unit is preferably composed of a three-phase rectifier circuit and a DC-DC converter for converting the three-phase AC power output from the waveform shaping unit to a DC power.

상기 전원변환부는, 상기 파형정형부에서 출력되는 교류전원을 각기 다른 전압을 갖는 하나 이상의 교류전원 및 직류전원으로 변환함을 특징으로 한다.The power converter converts the AC power output from the waveform shaping unit into one or more AC power and DC power having different voltages.

트랜스포머를 사용하여 파형정형부에서 출력되는 교류전원을 다른 전압을 갖는 교류전원으로 변환하는 구성 및 동작이나, 상기 3상 정류회로, DC-DC 컨버터의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.The configuration and operation of converting the AC power output from the waveform shaping unit into an AC power source having a different voltage using a transformer, or the configuration and operation of the three-phase rectifier circuit and the DC-DC converter are well known. Is omitted.

이와 같이 구성된 본 발명의 기술적 사상에 의한 구성1은, 특히, 보조전원시스템에 의해 전원을 공급받아 동작하는 전동차 각 부하의 특성을 분석하여 구형파 전원으로 동작이 가능한 부하에는 파형정형부의 트랜스포머를 통한 파형 정형 없이 인버터부에서 출력되는 구형파 전원을 인가하고, 정현파 전원이 필요한 부하에는 파형정형부를 통해 구형파를 정현파로 변환하여 인가함으로써 트랜스포머의 용량 및 크기를 줄여(약 80% 감소) 종래의 문제점을 해결함에 특징이 있다.Configuration 1 according to the technical idea of the present invention configured as described above, in particular, the waveform of the waveform shaping unit transformer to the load capable of operating as a square wave power supply by analyzing the characteristics of each load of the electric vehicle operated by the power supply system supplied by the auxiliary power system Solving the conventional problems by reducing the capacity and size of the transformer (approximately 80%) by applying square wave power output from the inverter unit without shaping and applying square wave power to the sinusoidal wave to the load requiring sinusoidal wave power. There is a characteristic.

본 발명 "전동차용 부하 분산 보조전원시스템"의 구성2는,Configuration 2 of the present invention "load balancing auxiliary power system for electric cars",

판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전원을 에어컨 동작 전압인 저압의 구형파 전원으로 변환하여 전동차 에어컨에 인가하는 에어컨용전원공급부;A power supply unit for an air conditioner for converting a high-voltage DC power applied through the fantagraph into a low-voltage square wave power that is an air conditioner operating voltage and applying the same to an electric vehicle air conditioner;

판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전원을 히터 동작 전압인 저압의 구형파 전원으로 변환하여 전동차 히터에 인가하는 히터용전원공급부;A heater power supply for converting a high-voltage DC power applied through the fantagraph into a low-voltage square wave power that is a heater operating voltage and applying the same to the electric vehicle heater;

판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전원을 컴프레서 동작 전압인 저압의 구형파 전원으로 변환하여 전동차 컴프레서에 인가하는 컴프레서용전원공급부; 및,A compressor power supply unit for converting a high-voltage DC power applied through a fantagraph into a low-voltage square wave power supply that is a compressor operating voltage and applying the same to an electric vehicle compressor; And,

판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전압을 저압의 구형파 전원으로 변환하고, 상기 저압의 구형파 전원을 정현파 교류전원으로 변환한 후, 첫째, 상기 정현파 교류전원을 정현파 교류전원을 필요로 하는 부하에 공급하고, 둘째, 상기 정현파 교류전원을 직류전원으로 변환하여 직류전원을 필요로 하는 부하에 공급하는 비구형파부하용전원공급부;를 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.After converting the high voltage DC voltage applied through the fantagraph to the square wave power of the low voltage, converting the low voltage square wave power to the sinusoidal AC power, first, supplying the sinusoidal AC power to the load requiring the sinusoidal AC power. Second, a non-spherical wave load power supply unit for converting the sine wave AC power into a DC power supply to a load requiring a DC power supply;

상기 에어컨용전원공급부는,The air conditioner power supply unit,

판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전원을 에어컨 동작 전압인 저압의 구형파 전원으로 변환하는 에어컨인버터부; 및,An air conditioner inverter unit for converting a high voltage direct current power applied through a fantagraph into a low voltage square wave power source that is an air conditioner operating voltage; And,

상기 에어컨인버터부에서 인가되는 구형파 전원의 노이즈를 제거하는 에어컨필터부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.And an air conditioner filter unit for removing noise of a square wave power applied from the air conditioner inverter unit.

상기 에어컨용전원공급부는, 상기 에어컨필터부와 에어컨 사이에 접속되어 전원 공급을 제어하는 에어컨차단스위치부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The air conditioner power supply unit is connected between the air conditioner filter unit and the air conditioner;

상기 히터용전원공급부는,The heater power supply unit,

판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전원을 히터 동작 전압인 저압의 구형파 전원으로 변환하는 히터인버터부; 및,A heater inverter unit for converting a high voltage DC power applied through a fantagraph into a low voltage square wave power that is a heater operating voltage; And,

상기 히터인버터부에서 인가되는 구형파 전원의 노이즈를 제거하는 히터필터부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.And a heater filter unit for removing noise of the square wave power applied from the heater inverter unit.

상기 히터용전원공급부는, 상기 히터필터부와 히터 사이에 접속되어 전원 공급을 제어하는 히터차단스위치부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The heater power supply unit is connected between the heater filter unit and the heater is a heater blocking switch unit for controlling the power supply, characterized in that it further comprises a.

상기 컴프레서용전원공급부는,The compressor power supply unit,

판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전원을 컴프레서 동작 전압인 저압의 구형파 전원으로 변환하는 컴프레서인버터부; 및,A compressor inverter unit for converting a high voltage DC power applied through a fantagraph into a square wave power supply having a low pressure, which is a compressor operating voltage; And,

상기 컴프레서인버터부에서 인가되는 구형파 전원의 노이즈를 제거하는 컴프레서필터부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.And a compressor filter unit for removing noise of the square wave power applied from the compressor inverter unit.

상기 컴프레서용전원공급부는, 상기 컴프레서필터부와 컴프레서 사이에 접속되어 전원 공급을 제어하는 컴프레서차단스위치부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The compressor power supply unit, characterized in that further comprises a compressor cut-off switch unit connected between the compressor filter unit and the compressor to control the power supply.

상기 비구형파부하용전원공급부는,The non-square wave load power supply unit,

판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전원을 저압의 구형파 전원으로 변환하는 정현파인버터부;A sine wave inverter unit for converting a high voltage DC power applied through a fantagraph into a square wave power of low pressure;

상기 정현파인버터부에 접속되어, 상기 정현파인버터부에서 인가되는 구형파 전원을 정현파 교류전원으로 변환하는 정현파파형정형부; 및,A sinusoidal waveform shaping unit connected to the sinusoidal inverter unit and converting a square wave power applied from the sinusoidal inverter unit into a sinusoidal AC power source; And,

상기 정현파파형정형부에서 인가되는 교류전원을 하나 이상의 직류전원, 또는 하나 이상의 교류전원으로 변환하는 정현파전원변환부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.And a sinusoidal wave power converter converting an AC power applied from the sinusoidal waveform shaping unit into one or more DC power sources, or one or more AC power sources.

이와 같이 구성된 본 발명의 기술적 사상에 의한 구성2는, 특히, 전동차 각 부하의 특성 및 용량에 적합한 다수개의 전원공급부를 구성하여 구형파나 정현파, 또는 직류를 인가함으로써 트랜스포머의 크기 및 용량을 감소시키고, 인버터의 용량을 감소시켜 소형의 산업용 소자를 사용하여 보조전원시스템을 구성할 수 있음은 물론, 어느 하나의 전원공급부가 고장나더라도 다른 부하에 영향을 미치지 않게 함에 특징이 있다.Configuration 2 according to the technical concept of the present invention configured as described above, in particular, by configuring a plurality of power supply unit suitable for the characteristics and capacity of each load of the electric vehicle to reduce the size and capacity of the transformer by applying a square wave, a sine wave or a direct current, By reducing the capacity of the inverter, it is possible to configure an auxiliary power system using a small industrial device, as well as to not affect other loads even if one power supply fails.

한편, 본 발명 "전동차용 부하 분산 보조전원시스템의 전원 공급 방법"은,On the other hand, the present invention "power supply method of the load distribution auxiliary power system for electric vehicles",

추진 모터에 구동 전원을 공급하는 주전원시스템과, 추진 모터 이외의 장치에 동작 전원을 공급하는 보조전원시스템으로 이루어져, 선로 주변에 설치된 가선에 판타그래프를 접촉시켜 공급받는 전원을 변환하여 전동차 각 부하에 인가하는 전동차 급전시스템에 있어서,It consists of a main power system for supplying driving power to the propulsion motor, and an auxiliary power system for supplying operation power to devices other than the propulsion motor. In the electric vehicle power supply system to be applied,

상기 보조전원시스템의 전원 공급 방법은,The power supply method of the auxiliary power system,

보조전원시스템에 의해 전원을 공급받는 각 부하의 특성을 분석하여 구형파 전원으로 동작이 가능한 부하와, 정현파 전원이 필요한 부하로 구분한 후, 구형파 전원으로 동작이 가능한 부하에는 인버터에서 출력되는 구형파 전원을 파형 정형 없이 공급함을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.Analyze the characteristics of each load supplied by the auxiliary power system to classify the load into square wave power and the load requiring sinusoidal power, and load the square wave power output from the inverter into the load that can be operated by square wave power. Supplying without waveform shaping is characterized by its methodological construction.

상기 인버터에서 출력되는 구형파 전원을 구형파 전원으로 동작이 가능한 부하에 인가할 경우에는 상기 구형파에 실린 스위칭 노이즈를 제거하여 공급함을 특징으로 한다.When the square wave power output from the inverter is applied to a load capable of operating as a square wave power source, the switching noise carried by the square wave is removed and supplied.

상기 구형파 전원으로 동작이 가능한 부하는, 에어컨 또는, 히터 또는, 컴프레서 중 어느 하나임을 특징으로 한다.The load that can be operated by the square wave power source is characterized in that any one of an air conditioner, a heater, or a compressor.

상기 구형파 전원으로 동작이 가능한 부하에 구형파를 인가할 경우에는, 각 부하의 전원 공급 특성(전압, 전류)에 맞는 전용 인버터를 각 부하마다 각기 구성하여 전원을 인가함을 특징으로 한다.
When the square wave is applied to the load capable of operating with the square wave power source, the inverter is configured to apply power to each load by configuring a dedicated inverter corresponding to the power supply characteristics (voltage and current) of each load.

본 발명 "전동차용 부하 분산 보조전원시스템 및 보조전원 공급 방법"은, 특히, 보조전원시스템에 의해 전원을 공급받아 동작하는 전동차 각 부하의 특성을 분석하여 구형파 전원으로 동작이 가능한 부하와, 정현파 전원으로 동작하는 부하로 구분한 후, 상기 각 부하의 특성, 용도 및, 용량에 맞도록 보조전원시스템을 구성하여 불필요한 트랜스포머의 사용을 배제함으로써, 첫째, 보조전원시스템의 크기와 무게를 줄이고, 둘째, 설치, 취급, 유지 및, 보수가 용이하도록 하고, 셋째, 불필요한 전력 변환 손실을 방지하여 에너지 효율을 향상시키며, 넷째, 특수 소자의 사용을 배제시켜 용이하게 제작할 수 있게 되는 효과가 있다.
The present invention "load distribution auxiliary power system and auxiliary power supply method for electric vehicles", in particular, the load capable of operating as a square wave power supply by analyzing the characteristics of each load of the electric vehicle operated by the power supply by the auxiliary power system, sine wave power supply After subdividing them into loads operating in the same manner, the auxiliary power system is configured to meet the characteristics, uses, and capacities of the loads, thereby eliminating unnecessary use of transformers. First, the size and weight of the auxiliary power system are reduced. Third, it is easy to install, handle, maintain, and repair, and third, to prevent unnecessary power conversion loss to improve energy efficiency, and fourth, to eliminate the use of special devices can be easily produced.

도 1 은 본 발명 "전동차용 부하 분산 보조전원시스템"의 구성을 나타낸 블록도,
도 2 는 종래 전동차 급전시스템의 구성을 나타낸 도면,
도 3 은 종래 보조전원시스템의 구성을 나타낸 구성도,
도 4 는 본 발명 "전동차용 부하 분산 보조전원시스템"의 다른 구성을 나타낸 블록도,
도 5 는 본 발명에 "전동차용 부하 분산 보조전원시스템"의 실시예를 나타낸 회로블록도,
도 6 은 본 발명 본 발명 "전동차용 부하 분산 보조전원시스템"의 다른 구성을 나타낸 블록도,
도 7 은 본 발명에 "전동차용 부하 분산 보조전원시스템"의 다른 실시예를 나타낸 회로블록도,
도 8 은 본 발명 "전동차용 부하 분산 보조전원시스템의 전원 공급 방법"을 나타낸 흐름도,
도 9 는 본 발명 "전동차용 부하 분산 보조전원시스템의 전원 공급 방법"을 나타낸 다른 흐름도.1 is a block diagram showing the configuration of the invention "load balancing auxiliary power system for electric vehicles",
2 is a view showing the configuration of a conventional electric vehicle power supply system,
3 is a configuration diagram showing the configuration of a conventional auxiliary power system;
Figure 4 is a block diagram showing another configuration of the "load balancing auxiliary power system for the present invention",
5 is a circuit block diagram showing an embodiment of the "load balancing auxiliary power system for electric vehicles" in the present invention;
Figure 6 is a block diagram showing another configuration of the present invention "load balancing auxiliary power system for electric vehicles",
7 is a circuit block diagram showing another embodiment of the "load balancing auxiliary power system for electric vehicles" in the present invention;
8 is a flowchart illustrating the present invention "power supply method of a load balancing auxiliary power system for a train";
9 is another flow chart showing the present invention "power supply method of a load balancing auxiliary power system for electric vehicles".

상기와 같이 구성된 본 발명 "전동차용 부하 분산 보조전원시스템 및 보조전원 공급 방법"의 기술적 사상을 실시예들을 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.The technical idea of the present invention configured as described above, "a load balancing auxiliary power system and an auxiliary power supply method for a vehicle" will be described in detail with reference to embodiments.

설명을 함에 있어서 동일, 또는 유사한 구성 및 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 명칭 및 부호를 사용한다.
In the description, the same or similar names and symbols are used for components having the same or similar components and functions.

<실시예1>Example 1

본 실시예1은 하나의 인버터를 사용하여 본 발명의 기술적 사상을 구현한 것을 나타낸 것으로, 본 발명의 기술적 사상에 따른 구성1에 대한 실시예이다.The present embodiment 1 shows the implementation of the technical idea of the present invention by using one inverter, and is an embodiment of the configuration 1 according to the technical idea of the present invention.

본 실시예1에 있어서 구형파전원공급부는 필터부와 차단스위치부로 구성한 것을 예로 하여 설명한다.In the first embodiment, the square wave power supply unit will be described with an example consisting of a filter unit and a cutoff switch unit.

또한, 본 실시예1에 있어서 비구형파전원공급부의 파형정형부는 트랜스포머의 1차 측 코일과 1차 측 코일의 권선비를 조절하고, 중간 탭을 내어 AC 220V와 AC75V를 출력하는 것을 예로 하여 설명하고, 전원변환부는 상기 파형정형부에서 출력되는 교류전원을 변환하여 DC 100V를 생성하고, 상기 DC 100V 전원을 DC-DC 컨버터를 통해 DC 30V 전원과 DC 24V 전원을 생성하는 것을 예로 하여 설명한다.In addition, in the first embodiment, the waveform shaping unit of the non-square wave power supply unit adjusts the winding ratio between the primary coil and the primary coil of the transformer, and outputs AC 220V and AC75V by outputting an intermediate tap. The power converter converts the AC power output from the waveform shaping unit to generate a DC 100V, and the DC 100V power will be described as an example of generating a DC 30V power source and a DC 24V power source through a DC-DC converter.

또한, 본 실시예에서는 판타그래프를 통해 DC 1,500V 전원이 인가되는 것을 예로 하여 설명한다.In the present embodiment, a DC 1,500 V power is applied through the fantagraph.

상기와 같이 본 실시예1을 구성한 이유는, 본 발명의 구성1에 따른 다른 실시예들은 본 실시예1로부터 용이하게 알 수 있기 때문이다.The reason why the first embodiment is configured as described above is that other embodiments according to the first embodiment of the present invention can be easily understood from the first embodiment.

이하, 본 실시예1의 구성에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the first embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도4와 도5에서 도시되는 바와 같이, 인버터부(110)와 구형파 구동 부하부(140) 사이에 구형파전원공급부(120)를 접속하고, 상기 인버터부(110)와 정현파 및 직류 구동 부하부(150) 사이에 비구형파전원공급부(130)를 접속하며, 상기 인버터부(110)에 판타그래프(30)를 통해 공급되는 DC 1,500V가 인가되도록 접속하여 본 실시예1을 구성한다.First, as shown in FIGS. 4 and 5, the square wave power supply unit 120 is connected between the inverter unit 110 and the square wave driving load unit 140, and the inverter unit 110 and the sinusoidal wave and direct current driving load are connected to each other. The non-square wave power supply unit 130 is connected between the units 150, and the inverter unit 110 is connected such that DC 1,500 V supplied through the fantagraph 30 is applied to the inverter unit 110.

상기 인버터부(110)는 인버터회로부(111)와 인버터제어부(112)로 구성하고, 구형파전원공급부(120)는 필터부(121) 출력단에 차단스위치부(122)를 접속하여 구성하며, 비구형파전원공급부(130)는 파형정형부(131) 출력단에 전원변환부(132)를 접속하여 구성한다.The inverter unit 110 includes an inverter circuit unit 111 and an inverter control unit 112, and the square wave power supply unit 120 is configured by connecting the cutoff switch unit 122 to an output terminal of the filter unit 121. The power supply unit 130 is configured by connecting the power conversion unit 132 to the output terminal of the waveform shaping unit 131.

상기 인버터부(110)의 인버터회로부(111)는 인버터제어부(112)의 제어를 받아 3상의 구형파 전원을 생성하는 스위칭 트랜지스터로 구성하며, 상기 인버터제어부(112)는 마이컴으로 구성한다.The inverter circuit unit 111 of the inverter unit 110 is composed of a switching transistor for generating a three-phase square wave power under the control of the inverter control unit 112, the inverter control unit 112 is composed of a microcomputer.

상기 구형파전원공급부(120)의 필터부(121)는 상기 인버터부(110)의 인버팅 동작 시 발생한 스위칭 노이즈를 제거하도록 코일(L1, L2, L3)과 콘덴서(C1, C2, C3)를 각 전원선에 접속하여 LC 필터는 구성한다.The filter unit 121 of the square wave power supply unit 120 may include coils L1, L2, L3 and capacitors C1, C2, and C3 to remove switching noise generated during the inverting operation of the inverter unit 110. The LC filter is constructed by connecting to a power line.

상기 차단스위치부(122)는 상시 오프 되는 스위치(SW1, SW2, SW3)와 상시 온 되는 스위치(SW4, SW5, SW6)를 각 전원선에 접속하여 외부에서 인가되는 제어신호(전동차 제어부에서 발생하는 제어신호, 또는 기관사가 조작하는 제어신호)에 의해 구형파 구동 부하부(140)로의 전원 공급을 제어하도록 구성한다.The cutoff switch unit 122 connects the switches SW1, SW2, SW3 that are always off and the switches SW4, SW5, SW6 that are always on to each power line to generate a control signal applied from the outside (the vehicle control unit A control signal or a control signal operated by an engineer) to control the power supply to the square wave driving load unit 140.

상기 구형파 구동 부하부(140)는 구형파 전원을 인가하여도 정상 동작이 되는 부하로 에어컨, 히터, 컴프레서를 말한다.The square wave driving load unit 140 refers to an air conditioner, a heater, and a compressor that are normally operated even when a square wave power is applied.

상기 파형정형부(131)는 트랜스포머의 권선비를 조절하고 중간 탭을 내어 인버터부(110)에서 인가되는 구형파 전원을 교류전원으로 파형 정형함과 동시에 AC 220V와 AC 75V 전원이 출력되도록 구성한다.The waveform shaping unit 131 is configured to adjust the winding ratio of the transformer and take out the intermediate tap to shape the waveform of the square wave power applied from the inverter unit 110 to the AC power and to output AC 220V and AC 75V power.

상기 전원변환부(132)는 상기 파형정형부(131)에서 출력되는 AC 75V를 DC 100V로 변환하는 3상 정류 회로부(132a)와, 상기 3상 정류 회로부(132a)에서 출력되는 DC 100V 전원을 DC 30V 전원으로 변환하는 DC-DC 컨버터(132b)와, 상기 3상 정류 회로부(132c)에서 출력되는 DC 100V 전원을 DC 24V 전원으로 변환하는 DC-DC 컨버터(132c)로 구성한다.The power conversion unit 132 is a three-phase rectifier circuit unit 132a for converting the AC 75V output from the waveform shaping unit 131 into a DC 100V and the DC 100V power output from the three-phase rectifier circuit unit 132a. The DC-DC converter 132b converts the DC 30V power supply, and the DC-DC converter 132c converts the DC 100V power output from the three-phase rectifier circuit 132c into a DC 24V power supply.

상기 정현파 및 직류 구동 부하부(150)는 AC 220V 구동 부하부(151), DC 100V 구동 부하부(152), DC 30V 구동 부하부(153) 및, DC 24V 구동 부하부(154)로 구성한다.The sinusoidal wave and the DC driving load part 150 include an AC 220V driving load part 151, a DC 100V driving load part 152, a DC 30V driving load part 153, and a DC 24V driving load part 154. .

상기 AC 220V 구동 부하부(151)는 220V 정현파 교류 전원으로 동작하는 부하로 단상콘센트, 순환펌프, LCD 계시기, LED 계시기, 제상기 및 팬 등을 말하고, DC 100V 구동 부하부(152)는 DC 100V로 동작하는 부하로 객실등, 방송장치, 출입문제어기, 차외표시등, 제동제어장치, 로직제어용전원, 추진장치제어전원, TCMS, CCTV, 운전실등, 통신장치, 배기팬, 화제감지기, 비상표시등 등을 말한다.The AC 220V driving load unit 151 is a load operated by a 220V sine wave AC power source, and refers to a single phase outlet, a circulation pump, an LCD display device, an LED display device, a defroster, and a fan, and the DC 100V driving load unit 152 is a DC 100V. As a load that operates as a room, broadcasting equipment, access trouble breaker, off-road indicator, brake control device, logic control power supply, propulsion device control power supply, TCMS, CCTV, cab light, communication device, exhaust fan, fire detector, emergency indicator Etc.

또한, 상기 DC 30V 구동 부하부(153)는 DC 30V로 동작하는 부하로 응축기팬, 증발기팬 등을 말하며, DC 24V 구동 부하부(154)는 후미등, 전조등, 미등, TCMS 모니터 등을 말한다.In addition, the DC 30V driving load unit 153 refers to a condenser fan, an evaporator fan, and the like, which operates at a DC 30V, and the DC 24V driving load unit 154 refers to a tail light, a headlight, a taillight, a TCMS monitor, and the like.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예1의 동작 및 작용 효과를 첨부된 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and the effect of the first embodiment configured as described above will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 가선(20)에 접촉된 판타그래프(30)를 통해 급전되는 DC 1,500V 직류전원이 인버터부(110)에 인가되면, 상기 인버터부(110)는 인가되는 1,500V 고압의 직류전원을 380V의 구형파 전원으로 변환하게 된다.First, when a DC 1,500 V DC power supplied through the fantagraph 30 in contact with the wire 20 is applied to the inverter unit 110, the inverter unit 110 applies a 1,500 V high-voltage DC power applied to 380 V. Is converted into a square wave power supply of.

즉, 상기 인버터제어부(112)의 제어에 따라 상기 인버터회로부(111)의 스위칭 트랜지스터를 동작시켜 380V의 3상 구형파 전원을 생성하게 된다.That is, under the control of the inverter control unit 112, the switching transistor of the inverter circuit unit 111 is operated to generate a three-phase square wave power source of 380V.

상기 인버터제어부(112)와 인버터회로부(111)를 통해 직류전원을 3상 구형파 전원으로 변환하는 인버팅 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.Since the inverting operation of converting the DC power into the three-phase square wave power through the inverter control unit 112 and the inverter circuit unit 111 is well known, a detailed description thereof will be omitted.

상기 입력전원변환부는 가선(20)으로부터 AC 25,000V 교류전원이 인가될 때 이를 DC 1,500V로 변환하는 전원변환회로 및, 판타그래프(30)를 통해 인가되는 DC 1,500V의 극성을 변환하여 상기 인버터부(110)에 일정한 극성의 전원이 입력되도록 하는 극성자동변환 회로 등으로 구성된다.The input power converting unit converts the polarity of DC 1,500V applied through the power conversion circuit and DC 1,500V when the AC 25,000V AC power is applied from the wire 20, and the fantagraph 30 to the inverter And a polarity automatic conversion circuit for inputting power of a certain polarity to the unit 110.

한편, 상기 인버터부(110)에서 변환된 380V 3상 구형파 전원은 구형파전원공급부(120)와 비구형파전원공급부(130)를 통해 구형파 구동 부하부(140)와 정현파 및 직류 구동 부하부(150)에 인가된다.On the other hand, the 380V three-phase square wave power converted by the inverter unit 110 through the square wave power supply unit 120 and the non-square wave power supply unit 130, the square wave driving load unit 140 and the sine wave and DC driving load unit 150 Is applied to.

이를 다시 설명하면 다음과 같다.This will be described as follows.

먼저, 상기 인버터부(110)에서 출력되는 380V 3상 구형파 전원은 LC 필터로 이루어진 필터부(121)에 인가되어 인버터부(110)의 인버팅 동작 시 발생한 스위칭 노이즈를 제거한 후, 차단스위치부(122)를 통해 구형파 구동 부하부(140)에 인가된다.First, the 380V three-phase square wave power output from the inverter unit 110 is applied to the filter unit 121 formed of an LC filter to remove switching noise generated during the inverting operation of the inverter unit 110, and then the cutoff switch unit ( It is applied to the square wave driving load unit 140 through 122.

즉, 필터부(121)를 통해 고전압의 스위칭 노이즈를 제거한 후 차단스위치부(122)를 통해 구형파 구동 부하부(140)를 이루는 에어컨, 히터, 컴프레서에 인가하게 된다.That is, the high voltage switching noise is removed through the filter unit 121 and then applied to the air conditioner, the heater, and the compressor constituting the square wave driving load unit 140 through the cutoff switch unit 122.

상기 필터부(121)를 통해 스위칭 노이즈를 제거하는 이유는, 스위칭 노이즈가 구형파 구동 부하부(140)의 부하에 악영향을 미치는 것을 차단하기 위한 것이다.The reason for removing the switching noise through the filter unit 121 is to prevent the switching noise from adversely affecting the load of the square wave driving load unit 140.

즉, 종래 보조전원장치의 경우에는 파형정형부(60)를 이루는 트랜스포머의 리액턴스 특성을 이용하여 스위칭 노이즈를 제거하였으나 본 발명의 구형파전원공급부(120)는 상기 스위칭 노이즈를 제거할 트랜스포머를 사용하지 않으므로 필터부(121)의 LC 필터를 통해 스위칭 노이즈를 제거하는 것이다.That is, in the conventional auxiliary power supply device, switching noise is removed by using the reactance characteristics of the transformer constituting the waveform shaping unit 60, but the square wave power supply unit 120 of the present invention does not use a transformer to remove the switching noise. The switching noise is removed through the LC filter of the filter unit 121.

상기 차단스위치부(122)는 운전자의 조작, 또는 외부 제어신호에 의해 온/오프 되는 것으로, 항시 오프 되는 스위치와 상기 온 되는 스위치를 직렬 접속하여 구성함으로써, 이상 상황 발생시 운전자의 조작, 또는 외부 제어신호에 의해 구형파 구동 부하부(140)에 인가되는 전원공급을 차단하기 위한 것이다.The cutoff switch unit 122 is turned on / off by a driver's operation or an external control signal, and is configured by serially connecting a switch that is always off and the switch that is turned on, so that the driver's operation or external control occurs when an abnormal situation occurs. To cut off the power supply applied to the square wave driving load unit 140 by the signal.

이하, 비구형파전원공급부(130)의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the non-square wave power supply unit 130 will be described.

상기 인버터부(110)에서 출력되는 380V 3상 구형파 전원은 파형정형부(131)에 인가되어 3상 교류전원으로 변환되게 된다.The 380V three-phase square wave power output from the inverter unit 110 is applied to the waveform shaping unit 131 to be converted into three-phase AC power.

이때, 상술한 바와 같이, 상기 파형정형부(131)를 이루는 트랜스포머의 권선비를 조절하고, 탭을 내어 상기 파형정형부(131)는 AC 220V 교류전원과 AC 75V 교류전원을 출력하게 된다.In this case, as described above, the winding ratio of the transformer forming the waveform shaping unit 131 is adjusted, and the tab shaping unit 131 outputs an AC 220V AC power source and an AC 75V AC power source by taking out a tab.

상기 파형정형부(131)에서 출력되는 AC 220V 3상 교류전원은 AC 220V 구동 부하부(151)에 인가되어 상기 AC 220V 구동 부하부(151)를 이루는 각 부하, 즉, 단상콘센트, 순환펌프, LCD 계시기, LED 계시기, 제상기 및 팬 등에 AC 220V 교류전원을 공급하게 된다.The AC 220V three-phase AC power output from the waveform shaping unit 131 is applied to the AC 220V driving load unit 151 to form each load constituting the AC 220V driving load unit 151, that is, a single phase outlet, a circulating pump, It will supply AC 220V AC power to LCD timepiece, LED timepiece, defroster and fan.

상기 파형정형부(131)에서 출력되는 AC 75V 교류전원은 3상 정류 회로부(132a)에 인가되어 DC 100V 직류전원으로 변환된 후, DC 100V 구동 부하부(152), 즉, 객실등, 방송장치, 출입문제어기, 차외표시등, 제동제어장치, 로직제어용전원, 추진장치제어전원, TCMS, CCTV, 운전실등, 통신장치, 배기팬, 화제감지기, 비상표시등 등에 공급된다.The AC 75V AC power output from the waveform shaping unit 131 is applied to the three-phase rectifier circuit unit 132a and converted into a DC 100V DC power source, and then the DC 100V driving load unit 152, that is, a room, a broadcasting device, and the like. It is supplied to access trouble breaker, off-road indicator, brake control device, logic control power supply, propulsion device control power supply, TCMS, CCTV, cab light, communication device, exhaust fan, fire alarm, emergency light.

또한, 상기 3상 정류 회로부(132a)에서 출력되는 DC 100V 직류전원은 DC 30V용 DC-DC 컨버터(132b)에 인가되어 DC 30V 직류전원으로 변환된 후, DC 30V 구동 부하부(153), 즉, 응축기 팬, 증발기 팬 등에 공급된다.In addition, the DC 100V DC power output from the three-phase rectifying circuit unit 132a is applied to the DC 30V DC-DC converter 132b and converted into a DC 30V DC power source, followed by the DC 30V driving load unit 153. , Condenser fan, evaporator fan and so on.

마찬가지로, 상기 3상 정류 회로부(132a)에서 출력되는 DC 100V 직류전원은 DC 24V용 DC-DC 컨버터(132c)에 인가되어 DC 24V 직류전원으로 변환된 후, DC 24V 구동 부하부(154), 즉, 후미등, 전조등, 미등, TCMS 모니터 등에 공급된다. Similarly, the DC 100V DC power output from the three-phase rectifying circuit unit 132a is applied to the DC-DC converter 132c for DC 24V and converted into a DC 24V DC power source, and then, the DC 24V driving load unit 154, that is, , Taillight, headlight, taillight, TCMS monitor, etc.

도면 중 미설명 부호 C4 ~ C6, D1 ~ D6은 상기 3 상 정류 회로부(132a)를 이루는 정류 콘덴서와 다이오드를 나타낸 것이다.In the drawings, reference numerals C4 to C6 and D1 to D6 represent rectifier capacitors and diodes constituting the three-phase rectifier circuit 132a.

상기 트랜스포머로 이루어진 파형정형부(131)의 구성 및 동작, DC-DC 컨버터(131b, 132c)의 구성 및 동작과, 3상 정류 회로부(132a)의 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.The configuration and operation of the waveform shaping unit 131 made of the transformer, the configuration and operation of the DC-DC converters 131b and 132c, and the operation of the three-phase rectifying circuit unit 132a are well known, and thus detailed description thereof is omitted. do.

도8은 상기 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.8 is a flowchart schematically showing the above process.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예1은, 구형파로 동작 가능한 부하인 에어컨, 히터, 컴프레서에는 인버터부에서 출력되는 구형파 전원(스위칭 노이즈가 제거된 전원)을 공급하고, 정현파 교류전원이 필요한 부하(정현파 구동 부하 및 직류 구동 부하)에는 파형정형부를 통해 구형파를 정현파로 변환하여 공급함으로써, 상기 파형정형부를 이루는 트랜스포머의 용량을 크기를 종래 대비 20%로 획기적으로 줄여 종래 보조전원장치가 가지고 있는 문제점을 해소시킨 것이다.
As described above, in the first embodiment, an air conditioner, a heater, and a compressor, which are loads capable of operating as a square wave, are supplied with a square wave power output (power source from which switching noise is removed) and an sine wave AC power source is required. The sine wave driving load and the DC driving load) convert the square wave into a sine wave through the waveform shaping unit, thereby dramatically reducing the capacity of the transformer forming the waveform shaping section to 20% compared to the conventional one, thereby reducing the problem of the conventional auxiliary power supply. It is resolved.

<실시예2>Example 2

본 실시예2는 보조전원시스템에 의해 전원을 공급받는 전동차 각 부하의 용량 및 특성에 맞는 다수 개의 전원공급부를 구성한 것으로 본 발명의 기술적 사상에 따른 구성2에 대한 실시예이다.Embodiment 2 is a configuration of a plurality of power supply units suitable for the capacity and characteristics of each load of the electric vehicle powered by the auxiliary power system is an embodiment of the configuration 2 according to the technical idea of the present invention.

본 실시예2에 있어서는, 구형파로 동작 가능한 부하 인 에어컨, 히터, 컴프레서에 적합한 전원공급부를 각기 구성하고, 정현파 교류전원 및 직류전원으로 구동되는 부하에 적합한 전원공급부를 구성한 것을 예로 하여 설명한다.In the second embodiment, a power supply unit suitable for an air conditioner, a heater, and a compressor that is a load capable of operating as a square wave is configured, and a power supply unit suitable for a load driven by a sine wave AC power source and a DC power source is described as an example.

즉, 에어컨용전원공급부, 히터용전원공급부, 컴프레서용전원공급부 및, 비구형파부하용전원공급부를 구성한 것을 예로 하여 설명한다.That is, the configuration of the air conditioner power supply unit, the heater power supply unit, the compressor power supply unit, and the non-spherical wave load power supply unit will be described as an example.

본 실시예2에 있어서 비구형파부하용전원공급부는 실시예1과 마찬가지로 파형 정형을 수행하는 정현파파형정형부의 트랜스포머를 통해 AC 220V 교류전원과 AC 75V 교류전원을 생성하는 것을 예로 하여 설명한다.In the second embodiment, the non-square wave load power supply unit generates an AC 220V AC power source and an AC 75V AC power source through a transformer of a sinusoidal waveform shaping unit that performs waveform shaping as in the first embodiment.

이와 같이 본 실시예2를 구성한 이유는, 본 발명의 구성2에 따른 다른 실시예들은 본 실시예2로부터 용이하게 알 수 있기 때문이다.The reason why the second embodiment is constituted as described above is that other embodiments according to the second embodiment of the present invention can be easily understood from the second embodiment.

이하, 본 실시예2의 구성에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the second embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도6과 도7에서 도시되는 바와 같이, 에어컨(214)에 전원을 공급하는 에어컨용전원공급부(210)와, 히터(224)에 전원을 공급하는 히터용전원공급부(220)와, 컴프레서(234)에 전원을 공급하는 컴프레서용전원공급부(230) 및, 정현파 교류전원이나 직류전원으로 동작하는 부하에 전원을 공급하는 비구형파부하용전원공급부(240)를 DC 1,500V 공급 단자에 접속하여 본 실시예2를 구성한다.First, as shown in FIGS. 6 and 7, a power supply unit 210 for supplying power to the air conditioner 214, a power supply unit 220 for supplying power to the heater 224, and a compressor Compressor power supply 230 for supplying power to 234, and non-square wave load power supply 240 for supplying power to a load operated by a sine wave AC power or DC power supply to the DC 1,500V supply terminal This Embodiment 2 is comprised.

상기 에어컨용전원공급부(210)는 에어컨인버터부(211)와 에어컨필터부(212)와 에어컨차단스위치부(213)로 구성하고, 히터용전원공급부(220)는 히터인버터부(221)와 히터필터부(222)와 히터차단스위치부(223)로 구성하고, 컴프레서용전원공급부(230)는 컴프레서인버터부(231)와 컴프레서필터부(232)와 컴프레서차단스위치부(233)로 구성하며, 비구형파부하용전원공급부(240)는 정현파인버터부(241)와 정현파파형정형부(242)와 정현파전원변환부(243)로 구성한다.The air conditioner power supply unit 210 includes an air conditioner inverter unit 211, an air conditioner filter unit 212, and an air conditioner cutoff switch unit 213, and the heater power supply unit 220 includes a heater inverter unit 221 and a heater. The filter 222 and the heater cutoff switch 223, the compressor power supply 230 is composed of a compressor inverter 231, a compressor filter 232 and a compressor cutoff switch 233, The non-square wave load power supply unit 240 includes a sinusoidal inverter unit 241, a sinusoidal waveform shaping unit 242, and a sinusoidal wave power converting unit 243.

상기 에어컨인버터부(211)와, 히터인버터부(221)와, 컴프레서인버터부(231)와, 정현파인버터부(241) 각각은 인버팅 동작을 수행하는 인버터회로부(211a, 221a, 231a, 241a)와 상기 인버터회로부(211a, 221a, 231a, 241a)의 동작을 제어하는 인버터제어부(211b, 221b, 231b, 241b)로 구성한다.Each of the air conditioner inverter unit 211, the heater inverter unit 221, the compressor inverter unit 231, and the sine wave inverter unit 241 performs an inverting operation. And inverter control units 211b, 221b, 231b, and 241b for controlling the operation of the inverter circuit units 211a, 221a, 231a, and 241a.

상기 에어컨필터부(212)와, 히터필터부(222)와, 컴프레서필터부(232) 각각은, 각각의 인버터부(211, 221, 231)에서 출력되는 구형파 전원에 실린 스위칭 노이즈를 제거하는 LC 필터로 구성한다.Each of the air conditioner filter unit 212, the heater filter unit 222, and the compressor filter unit 232 includes an LC for removing switching noise carried by the square wave power output from the respective inverter units 211, 221, and 231. We configure with filter.

상기 에어컨차단스위치부(213)와, 히터차단스위치부(223)와, 컴프레서스위치부(233) 각각은 상시 오프 되는 스위치(SW11~SW13, SW21~SW23, SW31~SW33)와, 상시 온 되는 스위치(SW14~SW16, SW24~SW26, SW34~SW36)를 도7에서 도시되는 바와 같이 직렬 접속하여 구성한다.Each of the air conditioner cutoff switch 213, the heater cutoff switch 223, and the compressor switch 233 is always switched off (SW11 to SW13, SW21 to SW23, SW31 to SW33), and the switch is always on (SW14 to SW16, SW24 to SW26, and SW34 to SW36) are connected in series as shown in FIG.

상기 정현파파형정현부(242)는 트랜스포머의 권선비를 조절하고 탭을 내어 AC 220V와 AC 75V의 교류전원을 출력하도록 구성하고, 정현파전원변환부(243)는 3상 정류 회로부(243a)와 30V용 DC-DC 컨버터(243b)와 24V용 DC-DC 컨버터(243c)로 구성한다.The sinusoidal waveform sinusoidal part 242 is configured to adjust the winding ratio of the transformer and output the AC power of AC 220V and AC 75V by tapping the transformer, and the sinusoidal wave power conversion unit 243 is for the three-phase rectifier circuit portion 243a and 30V It consists of a DC-DC converter 243b and a 24V DC-DC converter 243c.

상기 정현파 및 직류 구동 부하부(244)는 AC 220V 구동 부하부(244a), DC 100V 구동 부하부(244b), DC 30V 구동 부하부(244c), DC 24V 구동 부하부(244d)로 구성한다.The sinusoidal wave and the DC driving load part 244 include an AC 220V driving load part 244a, a DC 100V driving load part 244b, a DC 30V driving load part 244c, and a DC 24V driving load part 244d.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예2의 동작 및 작용 효과를 첨부된 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and the effect of the second embodiment configured as described above will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 상기 에어컨용전원공급부(210)의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.First, the operation of the air conditioner power supply unit 210 will be described.

가선(20)에 접촉된 판타그래프(30)를 통해 급전되는 DC 1,500V 직류전원(AC 25,000V 교류전원이 인가되는 구간에서는 DC 1,500V 직류전원으로 변환)은 에어컨인버터부(211)에 인가되어 상기 에어컨인버터부(211)를 이루는 에어컨인버터제어부(211b)의 제어에 따라 에어컨인버터회로부(211a)의 스위칭 트랜지스터를 동작시켜 380V의 3상 구형파 전원을 생성하게 된다.DC 1,500V DC power supplied through the fantagraph 30 in contact with the wire 20 (converted to DC 1,500V DC power in the section where AC 25,000V AC power is applied) is applied to the air conditioning inverter unit 211 is Under the control of the air conditioner inverter control unit 211b constituting the air conditioner inverter unit 211, the switching transistor of the air conditioner inverter circuit unit 211a is generated to generate a three-phase square wave power source of 380V.

이후, 상기 380V 3상 구형파 전원은 LC 필터(L11~L13, C11~C13)로 이루어진 에어컨필터부(212)에 인가되어 에어컨인버터부(210)의 인버팅 동작 시 발생한 스위칭 노이즈를 제거한 후, 에어컨차단스위치부(213)의 스위치(SW11~SW16)를 통해 에어컨(214)에 인가되어 에어컨(214)에 동작 전원을 공급하게 된다.Thereafter, the 380V three-phase square wave power is applied to the air conditioner filter unit 212 including the LC filters L11 to L13 and C11 to C13 to remove switching noise generated during the inverting operation of the air conditioner inverter unit 210. It is applied to the air conditioner 214 through the switches SW11 to SW16 of the cutoff switch unit 213 to supply operating power to the air conditioner 214.

즉, 에어컨인버터부(211)에 인가되는 DC 1,500V 전원을 380V 구형파 전원으로 변환하여 스위칭 노이즈를 제거한 후 에어컨차단스위치부(213)를 통해 에어컨(214)에 동작 전원을 공급하게 된다.That is, after the switching noise is removed by converting the DC 1,500V power applied to the air conditioner inverter unit 211 into a 380V square wave power source, the operating power is supplied to the air conditioner 214 through the air conditioner cut-off switch unit 213.

참고로, 1량의 전동차에는 통상 3개에서 4개의 에어컨이 설치되어 있으며, 상기 에어컨 1개의 용량은 약 6.5KVA이다. For reference, one to four electric vehicles are usually installed three to four air conditioners, the capacity of one air conditioner is about 6.5KVA.

따라서, 상기 에어컨인버터부(211)의 용량은 약 7KVA, 또는 1량 기준으로 약 30KVA, 또는 4량을 기준으로 120KVA로 설계한다.Therefore, the air conditioner inverter 211 has a capacity of about 7 KVA, or about 30 KVA based on one quantity, or about 120 KVA based on four quantities.

7KVA 용량의 인버터, 또는 30KVA 용량의 인버터 및, 120KVA 용량의 인버터는 그 크기가 소형이며, 산업용으로 용이하게 구입 및 설계 할 수 있어 설치 공간을 많이 차지하고 않고 경량이라 전동차에 용이하게 장착, 운영, 유지 및, 보수할 수 있게 된다.The 7KVA or 30KVA inverter and the 120KVA inverter are small in size and can be easily purchased and designed for industrial use. And it becomes possible to repair.

상기 히터용전원공급부(220)의 히터인버터부(221)와, 히터필터부(222) 및, 히터차단스위치부(223)의 동작이나, 상기 컴프레서용전원공급부(230)의 컴프레서인버터부(231)와, 컴프레서필터부(232) 및, 컴프레서차단스위치부(233)의 동작은, 상기 에어컨용전원공급부(210)의 에어컨인버터부(211)와, 에어컨필터부(212) 및, 에어컨차단스위치부(213)의 동작과 비슷하므로 그 상세한 설명은 생략한다.The operation of the heater inverter unit 221 of the heater power supply unit 220, the heater filter unit 222, and the heater cutoff switch unit 223, or the compressor inverter unit 231 of the compressor power supply unit 230. ), The compressor filter unit 232, and the compressor cutoff switch unit 233 operate in accordance with the air conditioner inverter unit 211, the air conditioner filter unit 212, and the air conditioner cutoff switch of the power supply unit 210 for the air conditioner. Since the operation is similar to that of the unit 213, a detailed description thereof will be omitted.

다만, 히터(224) 1개의 용량은 4.2KVA이고, 컴프레서(234)의 용량은 5.5KVA이므로 히터인버터부(221)와 컴프레서인버터부(231)의 용량만 더 작게 설계한다. However, since the capacity of one heater 224 is 4.2KVA and the capacity of the compressor 234 is 5.5KVA, only the capacity of the heater inverter unit 221 and the compressor inverter unit 231 is designed to be smaller.

이하, 비구형파부하용전원공급부(240)의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the non-square wave load power supply unit 240 will be described.

가선(20)에 접촉된 판타그래프(30)를 통해 급전되는 DC 1,500V 직류전원(AC 25,000V 교류전원이 인가되는 구간에서는 DC 1,500V 직류전원으로 변환)은 정현파인버터부(241)에 인가되어 상기 정현파인버터부(241)를 이루는 정현파인버터제어부(241b)의 제어에 따라 정현파인버터회로부(241a)의 스위칭 트랜지스터를 동작시켜 380V의 3상 구형파 전원을 생성하게 된다.DC 1,500V DC power supplied through the fantagraph 30 in contact with the wire 20 (converted to DC 1,500V DC power in the section where AC 25,000V AC power is applied) is applied to the sinusoidal inverter unit 241, Under the control of the sinusoidal inverter control unit 241b constituting the sinusoidal inverter unit 241, a switching transistor of the sinusoidal inverter circuit unit 241a is operated to generate a 380V three-phase square wave power source.

상기 정현파인버터부(241)에서 출력되는 380V 3상 구형파 전원은 정현파파형정형부(242)에 인가되어 3상 정현파 전원으로 변환되게 된다.The 380V three-phase square wave power output from the sinusoidal inverter unit 241 is applied to the sinusoidal waveform shaping unit 242 to be converted into a three-phase sine wave power.

이때, 상기 정현파파형정형부(242)를 이루는 트랜스포머의 권선비를 조절하고, 탭을 내어 상기 정현파파형정형부(242)는 AC 220V 교류전원과 AC 75V 교류전원을 출력하게 된다.At this time, the winding ratio of the transformer constituting the sinusoidal waveform shaping unit 242 is adjusted, and the tab sinusoidal waveform shaping unit 242 outputs an AC 220V AC power source and an AC 75V AC power source by taking out a tab.

상기 정현파파형정형부(242)에서 출력되는 AC 220V 3상 교류전원은 AC 220V 구동 부하부(244a)에 인가되어, 상기 AC 220V 구동 부하부(244a)를 이루는 각 부하, 즉, 단상콘센트, 순환펌프, LCD 계시기, LED 계시기, 제상기 및 팬 등에 AC 220V 교류전원을 공급하게 된다.The AC 220V three-phase AC power output from the sinusoidal waveform shaping unit 242 is applied to the AC 220V driving load unit 244a, ie, each load constituting the AC 220V driving load unit 244a, that is, a single phase outlet and a circulation circuit. It supplies AC 220V AC power to pumps, LCD timepieces, LED timepieces, defrosters and fans.

상기 정현파파형정형부(242)에서 출력되는 AC 75V 교류전원은 3상 정류 회로부(243a)에 인가되어 DC 100V 직류전원으로 변환된 후, DC 100V 구동 부하부(244b), 즉, 객실등, 방송장치, 출입문제어기, 차외표시등, 제동제어장치, 로직제어용전원, 추진장치제어전원, TCMS, CCTV, 운전실등, 통신장치, 배기팬, 화제감지기, 비상표시등 등에 공급된다.The AC 75V AC power output from the sinusoidal waveform shaping unit 242 is applied to the three-phase rectifier circuit unit 243a and converted into a DC 100V DC power source, followed by a DC 100V driving load unit 244b, that is, a room, etc. It is supplied to devices, access control devices, out-of-door indicators, brake control devices, logic control power supplies, propulsion device control power supplies, TCMS, CCTV, cab lights, communication devices, exhaust fans, fire detectors, and emergency indicator lights.

또한, 상기 3상 정류 회로부(243a)에서 출력되는 DC 100V 직류전원은 DC 30V용 DC-DC 컨버터(243b)에 인가되어 DC 30V 직류전원으로 변환된 후, DC 30V 구동 부하부(244c), 즉, 응축기 팬, 증발기 팬 등에 공급된다.In addition, the DC 100V DC power output from the three-phase rectifier circuit part 243a is applied to the DC 30V DC-DC converter 243b and converted into a DC 30V DC power source, that is, the DC 30V driving load part 244c, that is, , Condenser fan, evaporator fan and so on.

마찬가지로, 상기 3상 정류 회로부(243a)에서 출력되는 DC 100V 직류전원은 DC 24V용 DC-DC 컨버터(243c)에 인가되어 DC 24V 직류전원으로 변환된 후, DC 24V 구동 부하부(244d), 즉, 후미등, 전조등, 미등, TCMS 모니터 등에 공급된다. Similarly, the DC 100V DC power output from the three-phase rectifier circuit portion 243a is applied to the DC-DC converter 243c for DC 24V and converted into a DC 24V DC power supply, that is, the DC 24V driving load portion 244d, that is, , Taillight, headlight, taillight, TCMS monitor, etc.

도면 중 미설명 부호 C41 ~ C43, D41 ~ D46은 상기 3 상 정류 회로부(243a)를 이루는 정류 콘덴서와 다이오드를 나타낸 것이다.In the drawings, reference numerals C41 to C43 and D41 to D46 represent rectifier capacitors and diodes constituting the three-phase rectifier circuit 243a.

도9는 상기 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.9 is a flowchart schematically showing the above process.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예2는, 특히, 구형파로 동작 가능한 부하인 에어컨, 히터 및, 컴프레서의 용량 및 전원 특성에 맞는 전용의 전원공급부를 통해 상기 에어컨, 히터 및, 컴프레서에 구형파 전원을 인가시켜 동작시키고, 정현파 교류전원 및 직류전원으로 동작하는 부하에는 정형파파형정형부를 통해 구형파 전원을 정현파로 변환한 후 정현파 교류전원을 공급하거나, 또는 직류전원을 공급함으로써, 트랜스포머의 용량 및 종래 대비 약 20%로 획기적으로 줄임은 물론, 인버터의 용량 역시 줄임으로써 종래 보조전원장치가 가지고 있는 문제점을 해소시킨 것이다.As described above, in the second embodiment, the square wave power is supplied to the air conditioner, the heater, and the compressor through a dedicated power supply unit suitable for the capacity and power characteristics of the compressor, the air conditioner and the heater being a load capable of operating as a square wave. The load is operated by applying sine wave AC power and DC power, and converts the square wave power into sine wave through the sinusoidal wave shaping unit and supplies sine wave AC power or DC power to In addition to significantly reduced to about 20%, the capacity of the inverter is also reduced to solve the problem of the conventional auxiliary power supply.

그러나, 상기의 실시예들에 있어서는 판타그래프를 통해 입력되는 직류전압을 DC 1,500V로 하고, 인버터부를 통해 출력되는 구형파 전압을 380V로 가정하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.However, in the above embodiments, the DC voltage input through the fantagraph is assumed to be DC 1,500V and the square wave voltage output through the inverter unit is assumed to be 380V, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto. Put it.

예를 들어, DC 750V가 입력되거나 그 이외의 전압이 입력되도록 할 수 있음은 물론, 상기 인버터부에서 출력되는 전압도 440V 구형파 전원, 또는 220V 구형파 전원이 되도록 할 수 있음을 밝혀둔다.For example, DC 750V may be input or other voltages may be input, and the voltage output from the inverter may also be a 440V square wave power supply or a 220V square wave power supply.

또한, 상기의 실시예들에 있어서는 구형파를 정현파로 변환하는 파형정형부에서 트랜스포머를 통해 파형 정형을 할 시 상기 트랜스포머의 권선비 및 탭을 이용하여 상기 파형정형부에서 AC 220V 교류전원과 AC 75V 교류전원이 출력되는 것을 예로 하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.Further, in the above embodiments, when the waveform shaping is performed through the transformer in the waveform shaping unit for converting the square wave into the sine wave, the AC 220V AC power source and the AC 75V AC power source are used in the waveform shaping unit by using the winding ratio and the tap of the transformer. This output has been described as an example, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

즉, 파형정형부에서는 단순하게 파형 정형만 하고 전원변환부에서 상기 파형정형부에서 출력되는 교류전원을 특정의 교류전원 및 직류전원으로 변환할 수 있음을 밝혀둔다.That is, the waveform shaping unit simply turns on the waveform shaping, and the power converter converts the AC power output from the waveform shaping unit into a specific AC power source and DC power source.

또한, 상기의 실시예들에 있어서는 구형파로 동작 가능한 부하를 에어컨(정확히는 에어컨 컴프레서), 히터, 컴프레서 인 것으로 하여 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.In addition, in the above embodiments, the technical idea of the present invention has been described in that the load capable of operating as a square wave is an air conditioner (exactly an air conditioner compressor), a heater, and a compressor, but the technical idea of the present invention is not limited thereto. .

또한, 상기의 실시예2에 있어서는 에어컨용전원공급부와 히터용전원공급부를 별도로 구성하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.In addition, although the power supply unit for the air conditioner and the power supply unit for the heater are separately configured in the second embodiment, the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

즉, 에어컨과 히터는 동시에 사용되지 않는 것으로, 상기 에어컨과 히터에 전원을 공급하는 전원공급부를 하나로 구성할 수 있음을 밝혀둔다.
That is, the air conditioner and the heater are not used at the same time, it turns out that it can be configured as a power supply unit for supplying power to the air conditioner and the heater.

10: 열차 20: 가선
30: 판타그래프 40: 입력전원변환부
50: 인버터부 60: 파형정형부
70: 전원변환부 71: 교류전원변환부
72: 직류전원변환부 80: 부하부
100: 보조전원시스템 110: 인터버부
111: 인버터회로부 112: 인버터제어부
120: 구형파전원공급부 121: 필터부
122: 차단스위치부 130: 비구형파전원공급부
131: 파형정형부 132: 전원변환부
132a: 3상 정류 회로부 132b: DC-DC 컨버터(30V용)
132c: DC-DC 컴버터(24V용) 140: 구형파 구동 부하부
150: 정현파 및 직류 구동 부하부 151: AC 220V 구동 부하부
152: DC 100V 구동 부하부 153: DC 30V 구동 부하부
154: DC 24V 구동 부하부
200: 보조전원시스템 210: 에어컨용전원공급부
211: 에어컨인버터부 211a: 에어컨인버터회로부
211b: 에어컨인버터제어부 212: 에어컨필터부
213: 에어컨차단스위치부 214: 에어컨
220: 히터용전원공급부 221: 히터인버터부
221a: 히터인버터회로부 221b: 히터인버터제어부
222: 히터필터부 223: 히터차단스위치부
224: 히터 230: 컴프레서용전원공급부
231: 컴프레서인버터부 231a: 컴프레서인버터회로부
231b: 컴프레서인버터제어부 232: 컴프레서필터부
233: 컴프레서차단스위치부 240: 비구형파부하용전원공급부
241: 정현파인버터부 241a: 정현파인버터회로부
241b: 정현파인버터제어부 242: 정현파파형정형부
243: 정현파전원변환부 243a: 3상 정류 회로부
243b: DC-DC 컨버터(30V용) 243c: DC-DC 컴버터(24V용)
244: 정현파 및 직류 구동 부하부 244a: AC 220V 구동 부하부
244b: DC 100V 구동 부하부 244c: DC 30V 구동 부하부
244d: DC 24V 구동 부하부10: train 20: highway
30: fantagraph 40: input power conversion unit
50: inverter unit 60: waveform shaping unit
70: power conversion unit 71: AC power conversion unit
72: DC power conversion unit 80: load unit
100: auxiliary power system 110: interlock unit
111: inverter circuit section 112: inverter control section
120: square wave power supply unit 121: filter unit
122: disconnect switch 130: non-square wave power supply
131: waveform shaping unit 132: power conversion unit
132a: three-phase rectifying circuit section 132b: DC-DC converter (for 30V)
132c: DC-DC converter (for 24 V) 140: square wave driving load part
150: sinusoidal wave and DC drive load portion 151: AC 220V drive load portion
152: DC 100V driving load section 153: DC 30V driving load section
154: DC 24V drive load
200: auxiliary power system 210: air conditioner power supply
211: air conditioner inverter section 211a: air conditioner inverter circuit section
211b: air conditioner inverter control unit 212: air conditioner filter unit
213: air conditioner cut off switch unit 214: air conditioner
220: power supply for the heater 221: heater inverter unit
221a: heater inverter circuit unit 221b: heater inverter control unit
222: heater filter unit 223: heater cutoff switch unit
224: heater 230: compressor power supply
231: compressor inverter circuit 231a: compressor inverter circuit
231b: compressor inverter control unit 232: compressor filter unit
233: compressor cutoff switch unit 240: power supply for non-spherical wave load
241: sinusoidal inverter portion 241a: sinusoidal inverter circuit portion
241b: sinusoidal inverter control unit 242: sinusoidal waveform shaping unit
243: sine wave power converter 243a: three-phase rectifier circuit
243b: DC-DC converter (for 30V) 243c: DC-DC converter (for 24V)
244: sine wave and DC drive load portion 244a: AC 220V drive load portion
244b: DC 100V driving load part 244c: DC 30V driving load part
244d: DC 24V drive load

Claims (23)

가선에 접촉된 판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전원을 저압의 구형파 전원으로 변환하는 인버터부;
상기 인버터부에 접속되어, 상기 인버터부에서 인가되는 구형파 전원의 노이즈를 제거한 후, 구형파 전원으로 동작이 가능한 전동차 각 부하(에어컨, 컴프레서, 히터)에 구형파 전원을 공급하는 구형파전원공급부; 및,
상기 인버터부에 접속되어, 상기 인버터부에서 인가되는 구형파 전원을 정현파 교류전원과 직류전원으로 변환하여 정현파 교류전원이 필요한 부하 및, 직류전원이 필요한 부하에 공급하는 비구형파전원공급부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.An inverter unit for converting a high voltage DC power applied through a fantagraph in contact with the wire into a low voltage square wave power;
A square wave power supply unit connected to the inverter unit for removing noise of the square wave power applied from the inverter unit and supplying square wave power to each load (air conditioner, compressor, heater) capable of operating with the square wave power source; And,
A non-square wave power supply unit connected to the inverter unit and converting the square wave power applied from the inverter unit into a sine wave AC power source and a DC power source and supplying a load requiring sine wave AC power and a load requiring a DC power source; Load balancing auxiliary power system for an electric vehicle. 제 1 항에 있어서, 상기 인버터부는,
고압의 직류전원을 저압의 3상 구형파 전원으로 변환하는 인버터회로부; 및,
상기 인버터회로부의 인버팅 동작을 제어하는 인버터제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.The method of claim 1, wherein the inverter unit,
An inverter circuit unit for converting a high-voltage DC power supply into a low-voltage three-phase square wave power supply; And,
Inverter control unit for controlling the inverting operation of the inverter circuit unit; load distribution auxiliary power system for a vehicle characterized in that it comprises a. 제 1 항에 있어서, 상기 구형파전원공급부는,
상기 인버터부에서 출력되는 구형파 전원에 포함된 노이즈를 제거하는 필터부;로 구성됨을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.The method of claim 1, wherein the square wave power supply unit,
And a filter unit for removing noise included in the square wave power output from the inverter unit. 제 3 항에 있어서, 상기 구형파전원공급부는,
상기 필터부와 구형파 구동 부하 사이에 접속되어 전원 공급을 제어하는 에어컨차단스위치부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.The method of claim 3, wherein the square wave power supply unit,
And an air conditioner cut-off switch unit connected between the filter unit and the square wave driving load to control a power supply. 제 1 항에 있어서, 상기 비구형파전원공급부는,
상기 인버터부에 접속되어, 상기 인버터부에서 인가되는 구형파 전원을 정현파 교류전원으로 변환하는 파형정형부; 및,
상기 파형정형부에서 인가되는 교류전원을 하나 이상의 직류전원, 또는 하나 이상의 교류전원으로 변환하는 전원변환부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.The non-square wave power supply unit according to claim 1,
A waveform shaping unit connected to the inverter unit and converting a square wave power applied from the inverter unit into a sine wave AC power; And,
And a power conversion unit for converting the AC power applied from the waveform shaping unit into one or more DC power sources, or one or more AC power sources. 제 5 항에 있어서, 상기 파형정형부에서 인가되는 구형파 전원을 정현파 교류전원으로 변환할 경우에는 하나 이상의 교류전원으로 변환함을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.6. The load distribution auxiliary power supply system for electric vehicles according to claim 5, wherein when the square wave power applied by the waveform shaping unit is converted into a sine wave AC power, it is converted into at least one AC power. 제 5 항에 있어서, 상기 전원변환부는, 상기 파형정형부에서 출력되는 교류전원을 각기 다른 전압을 갖는 하나 이상의 직류전원으로 변환함을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.The load distribution auxiliary power supply system of claim 5, wherein the power conversion unit converts the AC power output from the waveform shaping unit into one or more DC power sources having different voltages. 제 5 항에 있어서, 상기 전원변환부는, 상기 파형정형부에서 출력되는 교류전원을 각기 다른 전압을 갖는 하나 이상의 교류전원 및 직류전원으로 변환함을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.6. The load distribution auxiliary power system of claim 5, wherein the power conversion unit converts the AC power output from the waveform shaping unit into one or more AC power and DC power having different voltages. 판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전원을 에어컨 동작 전압인 저압의 구형파 전원으로 변환하여 전동차 에어컨에 인가하는 에어컨용전원공급부;
판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전원을 히터 동작 전압인 저압의 구형파 전원으로 변환하여 전동차 히터에 인가하는 히터용전원공급부;
판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전원을 컴프레서 동작 전압인 저압의 구형파 전원으로 변환하여 전동차 컴프레서에 인가하는 컴프레서용전원공급부; 및,
판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전압을 저압의 구형파 전원으로 변환하고, 상기 저압의 구형파 전원을 정현파 교류전원으로 변환한 후, 첫째, 상기 정현파 교류전원을 정현파 교류전원을 필요로 하는 부하에 공급하고, 둘째, 상기 정현파 교류전원을 직류전원으로 변환하여 직류전원을 필요로 하는 부하에 공급하는 비구형파부하용전원공급부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.A power supply unit for an air conditioner for converting a high-voltage DC power applied through the fantagraph into a low-voltage square wave power that is an air conditioner operating voltage and applying the same to an electric vehicle air conditioner;
A heater power supply for converting a high-voltage DC power applied through the fantagraph into a low-voltage square wave power that is a heater operating voltage and applying the same to the electric vehicle heater;
A compressor power supply unit for converting a high-voltage DC power applied through a fantagraph into a low-voltage square wave power supply that is a compressor operating voltage and applying the same to an electric vehicle compressor; And,
After converting the high voltage DC voltage applied through the fantagraph to the square wave power of the low voltage, converting the low voltage square wave power to the sinusoidal AC power, first, supplying the sinusoidal AC power to the load requiring the sinusoidal AC power. And secondly, a non-spherical wave load power supply unit for converting the sine wave AC power into a DC power supply and supplying the load to a load requiring the DC power. 제 9 항에 있어서, 상기 에어컨용전원공급부는,
판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전원을 에어컨 동작 전압인 저압의 구형파 전원으로 변환하는 에어컨인버터부; 및,
상기 에어컨인버터부에서 인가되는 구형파 전원의 노이즈를 제거하는 에어컨필터부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.The air conditioner power supply of claim 9,
An air conditioner inverter unit for converting a high voltage direct current power applied through a fantagraph into a low voltage square wave power source that is an air conditioner operating voltage; And,
And an air conditioner filter unit for removing noise of the square wave power applied from the air conditioner inverter unit. 제 10 항에 있어서, 상기 에어컨용전원공급부는, 상기 에어컨필터부와 에어컨 사이에 접속되어 전원 공급을 제어하는 에어컨차단스위치부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.The auxiliary power distribution system of claim 10, wherein the air conditioner power supply unit further comprises an air conditioner cut-off switch unit connected between the air conditioner filter unit and the air conditioner to control power supply. 제 9 항에 있어서, 상기 히터용전원공급부는,
판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전원을 히터 동작 전압인 저압의 구형파 전원으로 변환하는 히터인버터부; 및,
상기 히터인버터부에서 인가되는 구형파 전원의 노이즈를 제거하는 히터필터부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.10. The method of claim 9, wherein the power supply for the heater,
A heater inverter unit for converting a high voltage DC power applied through a fantagraph into a low voltage square wave power that is a heater operating voltage; And,
And a heater filter unit for removing noise of the square wave power applied from the heater inverter unit. 제 12 항에 있어서, 상기 히터용전원공급부는, 상기 히터필터부와 히터 사이에 접속되어 전원 공급을 제어하는 히터차단스위치부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.The auxiliary electric power distribution system of claim 12, wherein the heater power supply unit further comprises a heater cutoff switch unit connected between the heater filter unit and the heater to control power supply. 제 9 항에 있어서, 상기 컴프레서용전원공급부는,
판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전원을 컴프레서 동작 전압인 저압의 구형파 전원으로 변환하는 컴프레서인버터부; 및,
상기 컴프레서인버터부에서 인가되는 구형파 전원의 노이즈를 제거하는 컴프레서필터부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.The compressor power supply of claim 9,
A compressor inverter unit for converting a high voltage DC power applied through a fantagraph into a square wave power supply having a low pressure, which is a compressor operating voltage; And,
And a compressor filter unit for removing noise of a square wave power applied from the compressor inverter unit. 제 14 항에 있어서, 상기 컴프레서용전원공급부는, 상기 컴프레서필터부와 컴프레서 사이에 접속되어 전원 공급을 제어하는 컴프레서차단스위치부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.15. The load distribution auxiliary power supply system of claim 14, wherein the compressor power supply unit further comprises a compressor cutoff switch unit connected between the compressor filter unit and the compressor to control power supply. 제 9 항에 있어서, 상기 비구형파부하용전원공급부는,
판타그래프를 통해 인가되는 고압의 직류전원을 저압의 구형파 전원으로 변환하는 정현파인버터부;
상기 정현파인버터부에 접속되어, 상기 정현파인버터부에서 인가되는 구형파 전원을 정현파 교류전원으로 변환하는 정현파파형정형부; 및,
상기 정현파파형정형부에서 인가되는 교류전원을 하나 이상의 직류전원, 또는 하나 이상의 교류전원으로 변환하는 정현파전원변환부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.10. The method of claim 9, wherein the non-square wave load power supply,
A sine wave inverter unit for converting a high voltage DC power applied through a fantagraph into a square wave power of low pressure;
A sinusoidal waveform shaping unit connected to the sinusoidal inverter unit and converting a square wave power applied from the sinusoidal inverter unit into a sinusoidal AC power source; And,
And a sinusoidal wave power converter converting an AC power applied from the sinusoidal waveform shaping unit into one or more DC power sources, or one or more AC power sources. 제 16 항에 있어서, 상기 정현파파형정형부에서 인가되는 구형파 전원을 정현파 교류전원으로 변환할 경우에는 하나 이상의 교류전원으로 변환함을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.17. The load distribution auxiliary power supply system according to claim 16, wherein the square wave power applied by the sinusoidal waveform shaping unit is converted into at least one AC power when the square wave power is converted into a sine wave AC power. 제 16 항에 있어서, 상기 정현파전원변환부는, 상기 파형정형부에서 출력되는 교류전원을 각기 다른 전압을 갖는 하나 이상의 직류전원으로 변환함을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.The load distribution auxiliary power supply system of claim 16, wherein the sinusoidal wave power converter converts the AC power output from the waveform shaping unit into one or more DC power sources having different voltages. 제 16 항에 있어서, 상기 정현파전원변환부는, 상기 파형정형부에서 출력되는 교류전원을 각기 다른 전압을 갖는 하나 이상의 교류전원 및 직류전원으로 변환함을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템.The load distribution auxiliary power supply system of claim 16, wherein the sinusoidal wave power converter converts the AC power output from the waveform shaping unit into one or more AC power and DC power having different voltages. 추진 모터에 구동 전원을 공급하는 주전원시스템과, 추진 모터 이외의 장치에 동작 전원을 공급하는 보조전원시스템으로 이루어져, 선로 주변에 설치된 가선에 판타그래프를 접촉시켜 공급받는 전원을 변환하여 전동차 각 부하에 인가하는 전동차 급전시스템에 있어서,
상기 보조전원시스템의 전원 공급 방법은,
보조전원시스템에 의해 전원을 공급받는 각 부하의 특성을 분석하여 구형파 전원으로 동작이 가능한 부하와, 정현파 전원이 필요한 부하로 구분한 후, 구형파 전원으로 동작이 가능한 부하에는 인버터에서 출력되는 구형파 전원을 파형 정형 없이 공급함을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템의 전원 공급 방법.It consists of a main power system for supplying driving power to the propulsion motor, and an auxiliary power system for supplying operation power to devices other than the propulsion motor. In the electric vehicle power supply system to be applied,
The power supply method of the auxiliary power system,
Analyze the characteristics of each load supplied by the auxiliary power system to classify the load into square wave power and the load requiring sinusoidal power, and load the square wave power output from the inverter into the load that can be operated by square wave power. A power supply method for a load balancing auxiliary power system for an electric vehicle, characterized by supplying waveforms without shaping. 제 20 항에 있어서, 상기 인버터에서 출력되는 구형파 전원을 구형파 전원으로 동작이 가능한 부하에 인가할 경우에는 상기 구형파에 실린 스위칭 노이즈를 제거하여 공급함을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템의 전원 공급 방법.21. The method of claim 20, wherein when the square wave power output from the inverter is applied to a load capable of operating as a square wave power source, the switching noise carried by the square wave is removed to supply power to the load distribution auxiliary power system for an electric vehicle. Way. 제 20 항에 있어서, 상기 구형파 전원으로 동작이 가능한 부하는, 에어컨 또는, 히터 또는, 컴프레서 중 어느 하나임을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템의 전원 공급 방법.21. The method of claim 20, wherein the load capable of operating with the square wave power source is any one of an air conditioner, a heater, or a compressor. 제 20 항에 있어서, 상기 구형파 전원으로 동작이 가능한 부하에 구형파를 인가할 경우에는, 각 부하의 전원 공급 특성에 맞는 전용 인버터를 각 부하마다 각기 구성하여 전원을 인가함을 특징으로 하는 전동차용 부하 분산 보조전원시스템의 전원 공급 방법.21. The load for an electric vehicle according to claim 20, wherein when a square wave is applied to a load capable of operating with the square wave power supply, a dedicated inverter suitable for power supply characteristics of each load is configured to apply power to each load. Power supply method of distributed auxiliary power system.
KR1020100052066A 2010-06-02 2010-06-02 Static inverter system of train KR101686672B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100052066A KR101686672B1 (en) 2010-06-02 2010-06-02 Static inverter system of train

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100052066A KR101686672B1 (en) 2010-06-02 2010-06-02 Static inverter system of train

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110132504A true KR20110132504A (en) 2011-12-08
KR101686672B1 KR101686672B1 (en) 2016-12-15

Family

ID=45500504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100052066A KR101686672B1 (en) 2010-06-02 2010-06-02 Static inverter system of train

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101686672B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101355806B1 (en) * 2013-04-01 2014-01-28 디앤아이테크놀러지(주) Electronic apparatus for controlling heating device of railroad cars
KR20200051184A (en) * 2018-11-05 2020-05-13 한국철도기술연구원 Method of calculating the capacity of onboard energy storage system according to propulsion inverter cooling system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62268303A (en) * 1986-05-15 1987-11-20 Fuji Electric Co Ltd Auxiliary power circuit for rolling stock
KR19980049618U (en) * 1996-12-30 1998-10-07 추호석 Auxiliary Power Supply for Electric Vehicles
JP3225018B2 (en) * 1998-03-05 2001-11-05 株式会社東芝 Power supply for vehicles

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62268303A (en) * 1986-05-15 1987-11-20 Fuji Electric Co Ltd Auxiliary power circuit for rolling stock
KR19980049618U (en) * 1996-12-30 1998-10-07 추호석 Auxiliary Power Supply for Electric Vehicles
JP3225018B2 (en) * 1998-03-05 2001-11-05 株式会社東芝 Power supply for vehicles

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101355806B1 (en) * 2013-04-01 2014-01-28 디앤아이테크놀러지(주) Electronic apparatus for controlling heating device of railroad cars
KR20200051184A (en) * 2018-11-05 2020-05-13 한국철도기술연구원 Method of calculating the capacity of onboard energy storage system according to propulsion inverter cooling system

Also Published As

Publication number Publication date
KR101686672B1 (en) 2016-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107878228B (en) Novel auxiliary power supply system and method capable of realizing emergency running of motor train unit
JP5918788B2 (en) Railway vehicle drive system and train system equipped with the same
CN108621797B (en) Rail vehicle and power supply system and variable frequency air conditioning system thereof
CN204586527U (en) Train auxiliary power system
RU2422299C1 (en) Power supply system of electric train with asynchronous traction drive
CN204605546U (en) A kind of traction convertor power circuit
AU2007202301A1 (en) System and process for power supply to a railway vehicle, converter, control unit, and air-conditioning unit for the system
CN102196938A (en) Propulsion control device for electric car
CN103723044B (en) A kind of city railway vehicle auxiliary power supply system
CN105216637B (en) EMUs electric power system, external method of supplying power to and EMUs
JP5777412B2 (en) Air-conditioning power supply system for multi-power rail vehicles
CN206106981U (en) Dual mode power supply electricelectric moves cold -stored commodity circulation car
CN109808617A (en) A kind of train and train power supply control method
EP1356981A2 (en) Power supply device for railway carriages and/or drive units
CN109367398A (en) DC auxiliary power system
CN201833893U (en) Electric transmission system for subway shunting
CN208835750U (en) A kind of comprehensive direct current system
US9236791B2 (en) Systems and methods for distributing power in a vehicle
KR20110132504A (en) Static inverter system of train
CN109301811A (en) A kind of comprehensive direct current system
CN113306395A (en) Rail transit vehicle and auxiliary power supply device and method of hybrid power system of rail transit vehicle
KR20110132505A (en) Static inverter system of train
CN111660811B (en) Rail vehicle equipped with power storage body
CN207535708U (en) A kind of achievable EMU is met an urgent need the novel auxiliary power supply system of traveling
CN209454733U (en) A kind of EMU bidirectional power supply circuit and EMU

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191001

Year of fee payment: 4