KR20120085682A - 정류를 위한 전기공급장치 - Google Patents

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KR20120085682A
KR20120085682A KR20120007027A KR20120007027A KR20120085682A KR 20120085682 A KR20120085682 A KR 20120085682A KR 20120007027 A KR20120007027 A KR 20120007027A KR 20120007027 A KR20120007027 A KR 20120007027A KR 20120085682 A KR20120085682 A KR 20120085682A
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페터 발마이어
파울 마이베르크
그레고르 뒤페
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아에게 파워 솔루션즈 베.파우
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Abstract

이 발명은 3상 전류를 다펄스 직류로 정류하기 위한 전류 공급 장치(A, B)에 관한 것이며,
- 상기 전류 공급 장치(A, B)는 변압기 코어를 가진 하나 이상의 3상 교류 변압기 또는 각각 하나의 변압기 코어를 가진 3개의 단상 교류 변압기를 포함하고,
- 상기 3상 교류 변압기는 3개의 제 1의 2차측 코일들(L21, L22, L23)을 포함하며, 상기 코일들은 각각 상기 변압기 코어의 하나의 레그에 배치되거나, 또는
- 상기 3개의 단상 교류 변압기들 각각이 하나의 제 1의 2차측 코일을 포함하며, 각각의 2차측 코일이 상기 변압기 코어의 하나의 레그에 배치되고,
- 상기 전류 공급 장치(A, B)는 제 1 컨버터 밸브(D1, D2, D3)를 가진 하나 이상의 제 1 정류기를 포함하고,
- 상기 제 1 컨버터 밸브들(D1, D2, D3)은 상기 제 1의 2차측 코일들(L21, L22, L23)과 접속되어 제 1 정류기를 형성하고,
상기 전류 공급 장치(A, B)가 상기 3상 교류 변압기의 변압비 또는 상기 3개의 단상 교류 변압기들의 변압비를 변화시키는 수단들(S1, S2, S3)을 포함한다.

Description

2개 이상의 작동점을 가진 정류기 회로{Rectifier circuit with at least two operating points}
이 발명은 3상 전류를 다펄스 직류로 정류하기 위한 전류 공급 장치로서,
- 상기 전류 공급 장치는 변압기 코어를 가진 하나 이상의 3상 교류 변압기 또는 각각 하나의 변압기 코어를 가진 3개의 단상 교류 변압기를 포함하고,
- 상기 3상 교류 변압기는 3개의 제 1의 2차측 코일들을 포함하며, 상기 코일들은 각각 변압기 코어의 하나의 레그에 배치되거나, 또는 3개의 단상 교류 변압기들 각각이 하나의 제 1의 2차측 코일을 포함하며, 각각의 2차측 코일이 상기 변압기 코어의 하나의 레그에 배치되고,
- 상기 전류 공급 장치는 제 1 컨버터 밸브를 가진 하나 이상의 제 1 정류기를 포함하고,
- 상기 제 1 컨버터 밸브는 제 1의 2차측 코일과 접속되어 제 1 정류기를 형성하는
전류 공급 장치에 관한 것이다.
교과서들에 이러한 방식의 전류 공급 장치가 공지되어 있다. 예컨대, 교과서 "Grundlagen der Leistungselektronik", K. Heumann, ISBN 3-519-06110-4에는 3상 교류 변압기의 2차측 코일이 제 1 컨버터 밸브와 접속되어 M3 정류기를 형성하는 전류 공급 장치가 개시되어 있다.
교과서에 개시된 전류 공급 장치에 의해, 교류 회로로부터 전류를 직류 부하에 공급하는 것이 가능하다. 전류 공급 장치의 출력부에서 직류 전압이 탭될 수 있으며, 상기 직류 전압의 크기는 실질적으로 변압기의 변압비에 의해 결정된다. 직류 전압의 크기는 가변적이지 않다.
그러나, 상이한 상황에서 상이한 크기의 직류 전압이 공급되어야 하는 직류 부하들은 공지되어 있다. 간단한 경우, 2개의 상이한 크기를 가진 직류 전압이 직류 부하에 인가되어야 한다.
M3 정류기의 출력부에서 상이한 직류 전압을 구현하는 간단한 방식은 동일한 교과서에 개시된 제어 가능한 컨버터 밸브를 사용하는 것이다. 제어 가능한 컨버터 밸브들은 예컨대 위상 제어에 의해 작동될 수 있다. 따라서, 정류기의 출력부에서의 전압은 적어도 일정 부분에서 무단으로 조절될 수 있다.
그러나, 위상 제어에 의한 전압의 조절은 제어 가능한 컨버터 밸브를 제어하는 제어 각이 클수록, 더 많은 양의 고조파 및 그로부터 나타나는 왜곡 무효 전력으로 인해 역률이 감소된다는 단점을 갖는다.
이 발명의 과제는 높은 역률로 2개 이상의 출력 전압이 제공될 수 있도록 전술한 방식의 전류 공급 장치를 개선하는 것이다. 이 발명의 다른 과제는 정류기의 출력부에서 가능한 일정한 직류 전압을 제공하는 것이다.
상기 과제는 이 발명에 따라 전류 공급 장치가 3상 교류 변압기 또는 3개의 단상 교류 변압기들의 변압비를 변화시키는 수단을 포함함으로써 해결된다. 3상 교류 변압기 또는 3개의 단상 교류 변압기의 변압비의 변화에 의해, 정류기의 출력부에서 상이한 전압이 제공될 수 있으며, 이를 위해 변압기 또는 변압기들의 2차측에, 2차측 위상 제어를 가능하게 하는 컨버터 밸브들이 필요 없다. 이로 인해, 전류 공급 장치의 작동시, 변압기 또는 변압기들의 조절된 변압비에 의해 미리 주어지는 출력 전압에 의해 높은 역률이 얻어질 수 있다.
이 발명에 따른 전류 공급 장치는
- 3상 교류 변압기가 3개의 제 1의 1차측 코일들 및 3개의 제 2의 1차측 코일들을 포함하고, 상기 코일들은 각각 하나의 제 1의 2차측 코일과 함께 하나의 레그에 배치되거나, 또는
- 3개의 단상 교류 변압기들 각각이 하나의 제 1의 1차측 코일 및 하나의 제 2의 1차측 코일을 그 변압기 코어의 레그들 중 하나의 레그에 포함하도록, 형성될 수 있다.
상기 방식의 전류 공급 장치의 변압비를 변화시키는 수단은 제어 가능한 스위치를 포함할 수 있다. 제어 가능한 스위치에 의해, 이 발명에 따른 회로 장치에서 매 제 2의 1차측 코일이
- 3상 교류 변압기의 동일한 레그 상의 또는
- 단상 교류 변압기들 중 하나의 단상 교류 변압기의 동일한 레그 상의
제 1의 1차측 코일에 대해 직접 또는 간접적으로 직렬 접속될 수 있다.
이 발명에 따른 전류 공급 장치는 3개의 제 3의 1차측 코일들을 포함할 수 있다. 제어 가능한 스위치에 의해, 매 제 3의 1차측 코일은
- 3상 교류 변압기의 동일한 레그 상의 또는
- 단상 교류 변압기들 중 하나의 단상 교류 변압기의 동일한 변압기 코어 상의
제 1의 1차측 코일 또는 제 1의 1차측 코일 및 제 2의 1차측 코일에 대해 직접 또는 간접적으로 직렬 접속될 수 있다. 이와 관련해서, 직접 직렬 접속된다는 것은 매 제 3의 1차측 코일을 통해, 동일한 레그 상의 제 1의 1차측 코일 및 경우에 따라 제 2의 1차측 코일을 통해 흐르는 전류와 동일한 전류가 흐른다는 것을 의미한다. 이와 관련해서, 간접적으로 직렬 접속된다는 것은 매 제 3의 1차측 코일을 통해, 동일한 레그 상의 제 1의 1차측 코일 및 경우에 따라 제 2의 1차측 코일을 통해 흐르는 부분 전류와 동일한 부분 전류가 흐른다는 것을 의미한다.
제 1 제어 가능한 스위치 및 제 2 제어 가능한 스위치에 의해, 이 발명에 따른 전류 공급 장치에서는 제 2의 1차측 코일 및 제 3의 1차측 코일의 병렬 접속이
- 3상 교류 변압기의 동일한 레그 상의 또는
- 단상 교류 변압기들 중 하나의 단상 교류 변압기의 동일한 변압기 코어 상의
제 1의 1차측 코일에 대해 직렬 접속될 수 있다.
전류 공급 장치는 3상 교류 변압기의 1차측으로부터 그 2차측으로 또는 3개의 단상 교류 변압기의 1차측으로부터 그 2차측으로 전송 가능한 파워를 조절할 수 있는 파워 컨트롤러들을 포함할 수 있다. 이 파워 컨트롤러들에 의해, 전류 공급 장치로부터 정류기의 출력부에 접속된 부하로 전송 가능한 파워가 조절될 수 있다.
높은 1차측 전압이 예컨대 9V 내지 15V의 낮은 2차측 전압으로 그리고 낮은 1차측 전류가 예컨대 9kA의 높은 2차측 전류로 변환되도록, 변압기 또는 변압기들의 변압비가 선택되면, 높은 전류의 세팅을 방지하기 위해 1차측에서 파워 제어가 이루어지는 것이 바람직하다.
파워 컨트롤러들은 제어 가능한 스위치를 포함할 수 있다. 제 1, 제 2 및 경우에 따라 제 3의 1차측 코일의 직렬 접속 및 경우에 따라 병렬 접속은 파워 컨트롤러들에 의해 실시될 수 있다. 파워 컨트롤러들은 3상 교류 변압기 또는 3개의 단상 교류 변압기의 변압비를 변화시키는 수단이다.
전압 장치는 파워 컨트롤러들을 예컨대 전압 시퀀스 제어 방식으로 제어할 수 있는 제어 수단을 포함할 수 있다.
3상 교류 변압기는 1차측에서 삼각 결선될 수 있다. 또한, 3상 교류 변압기가 1차측에서 성형 결선되는 것도 가능하다. 1차측의 중성점은 각각 하나의 직렬 공진 회로를 통해 전류 공급 장치의 외부 도체 접속부와 접속될 수 있다.
제 1 컨버터 밸브들은 제 1의 2차측 코일과 접속되어 M3 정류기를 형성할 수 있다. 그러나, 다른 토포로지를 가진 정류기도 접속될 수 있다.
전류 공급 장치의 특별한 실시예에서, 3상 교류 변압기는 3개의 제 2의 2차측 코일들을 포함할 수 있고, 상기 코일들은 각각 변압기 코어의 하나의 레그 상에 배치된다. 이러한 방식의 전류 공급 장치는 제 2 컨버터 밸브를 가진 하나 이상의 제 2 정류기를 포함할 수 있다. 상기 제 2 컨버터 밸브들은 제 2의 2차측 코일과 접속되어, 제 2 정류기, 특히 M3 정류기를 형성할 수 있다.
제 1 컨버터 밸브를 가진 제 1의 M3 정류기 및 제 2 컨버터 밸브를 가진 제 2의 M3 정류기는 병렬 접속될 수 있다. 바람직하게는 제 1의 M3 정류기가 제 2의 M3 정류기와 접속되어 M3.2 정류기 회로를 형성한다. M3.2 정류기 회로는 상간 변압기 회로로도 공지되어 있다.
2개의 M3 정류기들의 병렬 접속에 비한 M3.2 정류기 회로의 장점은 하나의 레그 상에 배치된 2차측 코일을 통해 흐르는 전류의 180°의 위상 이동에 있다. 따라서, 6 펄스 정류기가 얻어질 수 있다. 상간 변압기 회로는 예컨대 전술한 교과서에 개시되어 있다. B6 브리지 회로에 비한 M3.2 정류기 회로의 특징 및 장점은 컨버터 밸브의 전압 부하가 동일할 때 2배의 직류에서 M3.2 정류기 회로가 1/2 직류 전압만을 공급한다는 것이다.
제 1 이 발명에 따른 전류 공급 장치 및 제 2 이 발명에 따른 전류 공급 장치로 구성된 장치가 특히 바람직한 것으로 나타났고, 상기 제 1 전류 공급 장치의 3상 교류 변압기 및 제 2 전류 공급 장치의 3상 교류 변압기는 동일한 외부 도체에 접속되고, 제 1 전류 공급 장치의 3상 교류 변압기는 1차측에서 삼각 결선되고, 제 2 전류 공급 장치의 3상 교류 변압기는 1차측에서 성형 결선된다. 1차측 삼각 결선 및 1차측 성형 결선에 의해, 회전류 변압기의 2차측에서 전류들 사이의 30°위상 이동이 이루어진다. 2개의 3상 교류 변압기에 M3.2 정류기 회로가 접속되면, 제 1 전류 공급 장치 및 제 2 전류 공급 장치로 이루어진 이 발명에 따른 장치의 출력부에서 12 펄스의 출력 전압이 얻어질 수 있다. 정류기 또는 정류기 회로의 출력부들은 바람직하게 병렬 접속된다.
이 발명에 따른 전류 공급 장치에 의해, 높은 역률로 2개 이상의 출력 전압이 제공될 수 있다. 또한, 정류기의 출력부에서 가능한 일정한 직류 전압이 제공된다.
이 발명의 다른 특징들 및 장점들은 첨부한 도면을 참고로 하는 하기의 설명에 제시된다.
도 1은 이 발명에 따른 제 1 회로 장치 및 이 발명에 따른 제 2 회로 장치로 이루어진 이 발명에 따른 장치의 회로도.
도 2는 3상 교류 변압기의 1차측 코일 및 파워 컨트롤러의 회로에 대한 제 1 실시예.
도 3는 3상 교류 변압기의 1차측 코일 및 파워 컨트롤러의 회로에 대한 제 2 실시예.
도 4는 3상 교류 변압기의 1차측 코일 및 파워 컨트롤러의 회로에 대한 제 3 실시예.
도 5는 3상 교류 변압기의 1차측 코일 및 파워 컨트롤러의 회로에 대한 제 4 실시예.
도 6은 파워 컨트롤러의 구성.
도 7은 중성선과 외부 도체를 접속하기 위한 직렬 공진 회로.
도 1을 참고로, 먼저 도면 상부 절반에 도시된 이 발명에 따른 제 1 회로 장치(A)가 설명된 다음, 이 발명에 따른 제 2 회로 장치(B) 및 도 1에 도시된 전체 장치(A, B)가 설명된다.
도 1에 도시된 이 발명에 따른 제 1 회로 장치(A)는 제 1의 3상 교류 변압기를 포함하며, 상기 변압기 중 2차 측만이 명확히 도시된다. 3상 교류 변압기의 1차측 코일 대신에, 회로들(P1, P2, P3)이 도시된다. 이 회로가 어떻게 구성될 수 있는지는 도 2, 도 3, 도 4 및 도 5에 상세히 도시되며, 상기 도면들 각각은 제 1 회로 장치에 사용될 수 있는 가능한 변형예를 도시한다. 도 2, 도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 회로들(P1, P2, P3)은 각각 도 1에도 도시된 제 1 접속부(1) 및 제 2 접속부(2)를 갖는다.
회로들(P1, P2, P3)은 제 1 전류 공급 장치(A)의 3상 교류 변압기에서 삼각 결선되고, 교류 네트워크(L1, L2, L3)의 외부 도체에 접속된다.
회로들(P1, P2, P3)의 변형예들은 3상 교류 변압기의 변압기 코어의 레그 상에 배치된 제 1 회로 장치(A)의 3상 교류 변압기의 2개 이상의 1차측 코일(L11, L12, L13)을 포함한다. 즉, 회로(P1)의 1차 코일은 제 1 레그 상에, 회로(P2)의 1차 코일은 제 2 레그 상에, 그리고 1차측 코일(P3)은 제 3 레그 상에 배치된다.
도 2에 도시된 변형예에서는 3상 교류 변압기의 변압기 코어의 3개의 레그 각각에 2개의 1차측 코일들이 배치된다. 즉, 제 1의 1차 코일(L11) 및 제 2의 1차 코일(L12)이 배치된다. 제 1의, 1차측 코일(L11)은 회로들(P1, P2, P3)의 제 1 접속부와 접속되고, 노드를 통해 제 2의 1차측 코일(L12)과 접속된다. 노드는 또한 파워 컨트롤러(S1)를 통해 회로들(P1, P2, P3)의 제 2 접속부(2)와 접속된다. 제 2의 1차측 코일(L12)은 파워 컨트롤러(S2)를 통해 회로(P12, P23, P31)의 제 2 접속부(2)와 접속된다. 제 1 접속부(1) 및 제 2 접속부(2)는 도 1에 도시된 방식으로 외부 도체들(L1, L2, L3) 중 하나와 접속된다. 파워 컨트롤러들(S1, S2)은 제어 접속부를 통해 도 1에 도시된 제어부(C)와 접속된다. 제어부를 향한 접속 라인은 명확성을 위해 도 1에 도시되지 않는다.
도 3에 도시된 변형예는 3개의 1차측 코일들(L11, L12, L13)이 3상 교류 변압기의 하나의 레그 상에 배치되는 점이 도 2에 도시된 변형예와 다르다. 제 3의 1차측 코일(L13)은 파워 컨트롤러(S3)에 대해 직렬 접속된다. 이 직렬 접속은 파워 컨트롤러(S2)에 대해 병렬 접속되므로, 회로들(P1, P2, P3)의 제 2 접속부와도 접속된다.
도 2에 따른 변형예에서 1차측 코일들(L11, L12) 또는 1차측 코일들(L11, L12, L13)은 1차측 코일들(L11, L12, L13) 사이의 노드를 형성하는 하나의 중간 탭 또는 2개의 중간 탭들을 포함하는 변압기 권선 내부에 구현될 수 있다.
파워 컨트롤러(S1, S2, S3)로서, 바람직하게는 도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 반대 방향 병렬로(antiparallel) 접속된 사이리스터(Th1, Th2)를 포함하는 사이리스터 컨트롤러가 사용된다. 물론, 트라이액, IGBT 또는 다른 적합한 제어 가능한 스위치가 사용될 수 있다.
파워 컨트롤러들(S1, S2 또는 S1, S2, S3)은 완전 전도(full conduction) 방식으로 작동될 수 있다. 이들은 3상 교류 변압기의 1차측 권선 수를 전환하기 위한 제어 가능한 스위치로서 작용한다. 물론, 위상 제어된 변조가 가능한 것도 바람직하다. 이 경우, 권선 수가 변화될 수 있을 뿐만 아니라, 3상 교류 변압기에 의해 전송 가능한 파워도 변화될 수 있다. 바람직하게는 파워 컨트롤러가 예컨대 교과서 "Thyristorized Power Controller", G.K. Dubey, S.R. Doradla, A. Joshi, R.M.K. Sinha, ISBN 0-85226-190-x 섹션 5.1.4 "Sequence Control of AC Regulators" 에 개시된 바와 같이 전압 시퀀스 제어 방식으로 제어된다.
도 4에 도시된 회로들(P1, P2, P3)의 변형예에서도, 3개의 1차측 코일들(L11, L12, L13) 및 3개의 파워 컨트롤러들(S1, S2, S3)이 제공된다. 그러나, 회로의 토포로지는 도 3에 도시된 변형예의 토포로지와는 다르다. 파워 컨트롤러들(S1, S2, S3) 및 코일들(L11, L12, L13)은 파워 컨트롤러들(S2, S3)의 스위치 오프시 코일들(L11, L12, L13)이 파워 컨트롤러(S1)에 대해 직렬 접속되도록 배치된다. 파워 컨트롤러(S1)를 통해 파워가 조절될 수 있다.
이에 반해, 파워 컨트롤러(S1)가 스위치 오프되고 2개의 파워 컨트롤러들(S2, S3)이 작동되면, 제 2의 1차측 코일(L12)은 파워 컨트롤러(S2)에 대해 직렬 접속되고, 제 3의 1차측 코일(L13)은 파워 컨트롤러(S3)에 대해 직렬 접속된다. 직렬 회로들(L12, S2) 및 (L13, S3)은 병렬 접속되고 제 1의 1차측 코일(L11)에 대해 직렬 접속된다. 이 경우, 파워 컨트롤러들(S2, S3)은 전송될 파워를 조절하기 위해 동기로 작동될 수 있다.
제 3 변형예에서도 1차측 권선 수 및 경우에 따라 파워를 조절하기 위해, 파워 컨트롤러들이 완전 전도 방식으로 제어 가능한 스위치로서, 위상 제어된 변조 방식으로 또는 전압 시퀀스 제어 방식으로 작동될 수 있다.
도 5에 도시된, 회로들(P1, P2, P3)의 제 4 변형예에서, 제 1의 1차측 코일(L11), 제 2의 1차측 코일(L12), 제 1 파워 컨트롤러(S1), 제 2 파워 컨트롤러(S2) 및 제 3 파워 컨트롤러(S3)는 제 1 파워 컨트롤러(S1)의 제어시 제 1의 1차측 코일(L11)만이, 제 2 파워 컨트롤러(S2)의 제어시 제 2의 1차측 코일(L12)만이 3상 교류 변압기의 1차측으로부터 2차측으로 전기 에너지를 전송하기 위해 사용되도록 결선된다. 이에 반해, 제 3 파워 컨트롤러(S3)가 제어되면, 1차측 전류가 2개의 1차측 코일들(L11, L12)을 통해 흐른다. 1차측 코일들(L11, L12)이 상이하게 설계되면, 변압비를 바꾸기 위한 수단으로서 2개의 1차측 코일들과 3개의 파워 컨트롤러(S1, S2, S3)를 포함하는 회로(P1, P2, P3)의 제 4 변형예에 의해 3상 교류 변압기의 3개의 변압비가 조절될 수 있다.
제 4 변형예에서도 1차측 권선 수 및 경우에 따라 파워를 조절하기 위해, 파워 컨트롤러들(S1, S2, S3)이 완전 전도 방식으로 제어 가능한 스위치로서, 위상 제어된 변조 방식으로 또는 전압 시퀀스 제어 방식으로 작동될 수 있다.
제 1 전류 공급 장치의 3상 교류 변압기의 2차측은 제 1 레그, 제 2 레그 및 제 3 레그 상에 각각 2개의 코일, 즉 각각 하나의 제 1의 2차측 코일(L21, L22, L23) 및 제 2의 2차측 코일(L21', L22', L23')을 포함한다. 제 1 레그 상에 코일들(L21, L21')이, 제 2 레그 상에 코일들(L22, L22')이 그리고 제 3 레그 상에 코일들(L23, L23')이 배치된다.
제 1의 2차측 코일들(L21, L22, L23)은 성형 결선된다. 중성점에 접속되지 않은, 제 1의 2차측 코일들(L21, L22, L23)의 접속부들은 각각 하나의 제 1 컨버터 밸브(D1, D2, D3)와 접속된다. 컨버터 밸브들은 다이오드들(D1, D2, D3)이며, 상기 다이오드들의 캐소드들은 제 1의 2차측 코일들(L21, L22, L23)의 접속부들과 접속되며, 상기 다이오드들의 애노드들은 함께 안내된다. 제 1의 2차측 코일들(L21, L22, L23)과 컨버터 밸브들(D1, D2, D3)은 결선되어 제 1의 M3-정류기를 형성한다.
제 2의 2차측 코일들(L21', L22', L23')은 성형으로 결선된다. 중성점에 접속되지 않은, 제 2의 2차측 코일들(L21', L22', L23')의 접속부들은 각각 하나의 제 2 컨버터 밸브(D1', D2', D3')와 접속된다. 컨버터 밸브들은 다이오드들(D1', D2', D3')이며, 상기 다이오드들의 캐소드들은 제 2의 2차측 코일들(L21', L22', L23')의 접속부들과 접속되며, 상기 다이오드들의 애노드들은 함께 안내된다. 제 1의 2차측 코일들(L21', L22', L23') 및 컨버터 밸브들(D1', D2', D3')은 결선되어 제 2의 M3 정류기를 형성한다.
하나의 레그 상에 배치된 제 1의 2차측 코일들(L21, L22, L23) 및 동일한 레그 상에 배치된 제 2의 2차측 코일들(L21', L22', L23')은 180°위상 이동되고, 제 1의 M3 정류기 및 제 2의 M3 정류기의 중성점들은 초크(Lk)를 통해 서로 접속된다. 초크(Lk)는 상간 변압기라고도 하며 중간 탭을 갖는다. 상기 중간 탭은 제 1 전류 공급 장치(A)의 출력부의 네거티브 접속부(A-)와 접속된다. 제 1 전류 공급 장치(A)의 포지티브 접속부(A+)는 제 1 및 제 2 컨버터 밸브들(D1, D2, D3, D1', D2', D3')의 캐소드와 접속된다. 제 1의 M3 정류기 및 제 2의 M3 정류기는 상기 방식으로, 참고 문헌에서 상간 변압기 회로라고도 하는 M3.2 정류기를 형성한다.
도 1의 하부 절반에 도시된 제 2 전류 공급 장치(B)는 상부 절반에 도시된 제 1 전류 공급 장치에 상당히 상응한다. 제 2 전류 공급 장치(B)는 특히 제 1 전류 공급 장치(A)의 3상 교류 변압기에 상응하는 3상 교류 변압기를 포함한다. 따라서, 회전류 변압기를 형성하는 부품들은 동일하게 표시된다. 제 2 전류 공급 장치(B)의 변압기의 2차측, 즉 제 1 및 제 2 코일(L21, L22, L23, L21', L22', L23')은 컨버터 밸브(D1, D2, D3, D1', D2', D3') 및 초크(Lk)와 접속되어 제 1 회로 장치의 3상 교류 변압기의 2차측과 같은 M3.2 정류기를 형성한다. 2개의 M3.2 정류기의 출력부들은 병렬 접속된다.
또한, 제 2 전류 공급 장치(B)의 3상 교류 변압기의 1차측 상의 회로들(P1, P2, P3)은 제 1 전류 공급 장치(A)의 3상 교류 변압기의 1차측과 똑같이 형성된다. 다만, 차이점은 회로들(P1, P2, P3)이 배치되는 방식이다. 제 1 전류 공급 장치(A)에서 회로들(P1, P2, P3)은 삼각 결선되는 한편, 제 2 전류 공급 장치(B)에서 회로들(P1, P2, P3)은 성형 결선된다. 이는 제 2 전류 공급 장치(B)의 3상 교류 변압기의 2차측 상에서 제 1 전류 공급 장치(A)의 3상 교류 변압기의 2차측에 비해 30°이동된 전류 및 전압을 야기한다.
이는 전체 장치(A, B)의 출력부(A+, A-)에 12 펄스 직류 전압이 인가되게 한다.
회로들(P1, P2, P3)의 성형 결선은 도 1에 도시된 바와 같이 중성선 없이 구현될 수 있다. 물론, 중성점(N)이 외부 도체(L1, L2, L3)와 접속될 수도 있다. 이는 고조파에 의한 시스템 섭동을 방지하기 위해, 바람직하게 도 7에 도시된 바와 같이 초크들(L1s, L2s, L3s) 및 커패시터들(C1s, C2s, C3s)로 이루어진 직렬 공진 회로를 통해 이루어진다. 커패시터들(C1s, C2s, C3s)에 대해 병렬로 옴 저항들(R1s, R2s, R3s)이 접속될 수 있다.
A, B 전류 공급 장치
C 제어 수단
D1, D2, D3 컨버터 밸브
L1, L11, L12, L13, L21, L22, L23 코일
Th1, Th2 제어 가능한 스위치

Claims (15)

  1. 3상 전류를 다펄스 직류로 정류하기 위한 전류 공급 장치(A, B)로서,
    - 상기 전류 공급 장치(A, B)는 변압기 코어를 가진 하나 이상의 3상 교류 변압기 또는 각각 하나의 변압기 코어를 가진 3개의 단상 교류 변압기를 포함하고,
    - 상기 3상 교류 변압기는 3개의 제 1의 2차측 코일들(L21, L22, L23)을 포함하며, 상기 코일들은 각각 상기 변압기 코어의 하나의 레그에 배치되거나, 또는
    - 상기 3개의 단상 교류 변압기들 각각이 하나의 제 1의 2차측 코일을 포함하며, 각각의 2차측 코일이 상기 변압기 코어의 하나의 레그에 배치되고,
    - 상기 전류 공급 장치(A, B)는 제 1 컨버터 밸브(D1, D2, D3)를 가진 하나 이상의 제 1 정류기를 포함하고,
    - 상기 제 1 컨버터 밸브들(D1, D2, D3)은 상기 제 1의 2차측 코일들(L21, L22, L23)과 접속되어 제 1 정류기를 형성하는,
    전류 공급 장치(A, B)에서,
    상기 전류 공급 장치(A, B)가 상기 3상 교류 변압기의 변압비 또는 상기 3개의 단상 교류 변압기들의 변압비를 변화시키는 수단들(S1, S2, S3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 공급 장치(A, B).
  2. 제 1항에서,
    - 상기 3상 교류 변압기가 3개의 제 1의 1차측 코일들(L11) 및 3개의 제 2의 1차측 코일들(L12)을 포함하고, 상기 코일들은 각각 상기 제 1의 2차측 코일들 중 하나의 제 1의 2차측 코일(L1)과 함께 상기 변압기 코어의 하나의 레그에 배치되거나, 또는
    - 상기 3개의 단상 교류 변압기들 각각이 하나의 제 1의 1차측 코일 및 하나의 제 2의 1차측 코일을 그 변압기 코어의 레그들 중 하나의 레그에 포함하고,
    상기 3상 교류 변압기 또는 상기 3개의 단상 교류 변압기의 변압비를 변화시키는 수단들(S1, S2, S3)은 제어 가능한 스위치(Th1, Th2)를 포함하고,
    상기 제어 가능한 스위치(Th1, Th2)에 의해, 매 제 2의 1차측 코일(L12)이
    - 상기 3상 교류 변압기의 동일한 레그 상의 또는
    - 상기 단상 교류 변압기들 중 하나의 단상 교류 변압기의 동일한 변압기 코어 상의
    상기 제 1의 1차측 코일(L11)에 대해 직접 또는 간접적으로 직렬 접속될 수 있는 것을 특징으로 하는 전류 공급 장치(A, B).
  3. 제 2항에서,
    상기 전류 공급 장치(A, B)는 3개의 제 3의 1차측 코일들(L13)을 포함하고, 상기 제어 가능한 스위치(Th1, Th2)에 의해, 매 제 3의 1차측 코일(L13)은
    - 상기 3상 교류 변압기의 동일한 레그 상의 또는
    - 상기 단상 교류 변압기들 중 하나의 단상 교류 변압기의 동일한 변압기 코어 상의
    상기 제 1의 1차측 코일(L11) 또는 상기 제 1의 1차측 코일(L11) 및 상기 제 2의 1차측 코일(L12)에 대해 직접 또는 간접적으로 직렬 접속될 수 있는 것을 특징으로 하는 전류 공급 장치(A, B).
  4. 제 3항에서,
    상기 제어 가능한 스위치들(Th1, Th2)에 의해, 상기 제 2의 1차측 코일(L12)과 상기 제 3의 1차측 코일(L13)의 병렬 접속이
    - 상기 3상 교류 변압기의 동일한 레그 상의 또는
    - 상기 단상 교류 변압기들 중 하나의 단상 교류 변압기의 동일한 변압기 코어 상의
    상기 제 1의 1차측 코일(L11)에 대해 직렬 접속될 수 있는 것을 특징으로 하는 전류 공급 장치(A, B).
  5. 제 2항 또는 제 3항에서,
    상기 전류 공급 장치(A, B)는 상기 3상 교류 변압기의 1차측으로부터 그 2차측으로 또는 상기 3개의 단상 교류 변압기의 1차측으로부터 그 2차측으로 전송 가능한 파워를 조절할 수 있는 파워 컨트롤러들(S1, S2, S3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 공급 장치(A, B).
  6. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에서, 상기 파워 컨트롤러들(S1, S2, S3)은 상기 제어 가능한 스위치들(Th1, Th2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 공급 장치(A, B).
  7. 제 5항 또는 제 6항에서, 상기 전류 공급 장치(A, B)는 상기 파워 컨트롤러들(S1, S2, S3)을 전압 시퀀스 제어 방식으로 제어할 수 있는 제어 수단(C)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 공급 장치(A, B).
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에서, 상기 3상 교류 변압기는 1차측에서 삼각 결선되는 것을 특징으로 하는 전류 공급 장치(A).
  9. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에서, 상기 3상 교류 변압기는 1차측에서 성형 결선되는 것을 특징으로 하는 전류 공급 장치(B).
  10. 제 9항에서, 일차측 중성점(N)이 각각 하나의 직렬 공진 회로를 통해 상기 전류 공급 장치(A)의 상기 외부 도체 접속부(L1, L2, L3)와 접속되는 것을 특징으로 하는 전류 공급 장치(A).
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에서, 상기 제 1 컨버터 밸브들(D1, D2, D3)은 상기 제 1의 2차측 코일(L21, L22, L23)과 접속되어 M3 정류기를 형성하는 것을 특징으로 하는 전류 공급 장치(A, B).
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에서,
    - 상기 3상 교류 변압기는 각각 상기 변압기 코어의 하나의 레그에 배치된 3개의 제 2의 2차측 코일들(L21'; L22'; L23')을 포함하고,
    - 상기 전류 공급 장치는 제 2 컨버터 밸브들(D1', D2', D3')을 가진 하나 이상의 제 2 정류기를 포함하고,
    - 상기 제 2 컨버터 밸브들(D1', D2', D3')은 상기 제 2의 2차측 코일들(L21'; L22'; l23')과 접속되어 상기 제 2 정류기를 형성하는 것을 특징으로 하는 전류 공급 장치(A, B).
  13. 제 12항에서, 상기 제 2 컨버터 밸브들(D1', D2', D3')은 상기 제 2의 2차측 코일들(L21', L22', L23')과 접속되어 하나의 M3 정류기를 형성하는 것을 특징으로 하는 전류 공급 장치(A, B).
  14. 제 13항에서, 제 1의 M3 정류기가 제 2의 M3 정류기와 접속되어 하나의 M3.2 정류기 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 전류 공급 장치(A, B).
  15. 제 8항 및 제 11항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 따른 제 1 전류 공급 장치(A) 및 제 9항 및 제 10항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 따른 제 2 전류 공급 장치(B)로 이루어진 장치에서,
    상기 제 1 전류 공급 장치(A)의 상기 3항 교류 변압기 및 상기 제 2 전류 공급 장치(B)의 상기 3상 교류 변압기는 병렬 접속되고, 상기 정류기 또는 상기 정류기 회로의 출력부들은 병렬 접속되는 것을 특징으로 하는 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018199666A1 (ko) * 2017-04-26 2018-11-01 공주대학교 산학협력단 3상 변압기 및 이를 이용한 다단 정류기

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2698800B1 (de) * 2012-08-16 2014-10-08 AEG Power Solutions GmbH Stromversorgungsanordnung mit einem Transformator mit einem Transformatorkern mit im Polygon angeordneten Schenkeln
DE102014217300A1 (de) * 2014-08-29 2016-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zum Anschließen einer Bahnstromversorgung für eine Bahnstrecke an ein dreiphasiges Versorgungsnetz
CN107078642B (zh) * 2016-05-13 2020-04-03 华为技术有限公司 谐振dc-dc转换器
CN106168634A (zh) * 2016-08-03 2016-11-30 新奥泛能网络科技股份有限公司 一种供电装置及配电装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2085123A (en) * 1933-06-16 1937-06-29 Westinghouse Electric & Mfg Co Transformer system
GB727553A (en) * 1952-10-21 1955-04-06 Westinghouse Electric Int Co Improvements in or relating to systems for supplying electric power to an x-ray generator from a source of voltage
SU115294A1 (ru) * 1957-05-09 1957-11-30 Рейхель Карл Трехфазный трансформатор пол рассе ни , в частности, дл сварочных выпр мителей
GB1171953A (en) * 1967-02-03 1969-11-26 English Electric Co Ltd Improvements in Static Invertor Control Circuits
US3535617A (en) * 1968-02-02 1970-10-20 Lincoln Electric Co Power source including alternating current transformer having output voltage adjustable in small increments
US3845437A (en) * 1973-05-17 1974-10-29 Allis Chalmers Series-multiple transformer having non-integer series-parallel voltage ratio
JPS6041536B2 (ja) * 1977-03-04 1985-09-17 株式会社日立製作所 高調波除去装置
SU860239A1 (ru) * 1980-01-04 1981-08-30 Северо-Западный Заочный Политехнический Институт Преобразователь переменного тока в посто нный
SU1142878A1 (ru) * 1983-06-24 1985-02-28 Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Силовой Полупроводниковой Техники Завода "Электровыпрямитель" Регулируемый преобразователь переменного напр жени в посто нное
JP2581687B2 (ja) * 1987-03-19 1997-02-12 三菱電機株式会社 整流器用変圧器
JP2718958B2 (ja) * 1988-10-07 1998-02-25 富士電機株式会社 電解用サイリスタ整流装置
CN2202609Y (zh) * 1993-07-10 1995-07-05 徐振越 多用途硅整流弧焊机
NL1000914C2 (nl) * 1995-08-01 1997-02-04 Geb Zuid Holland West Nv Werkwijze en inrichting voor continue instelling en regeling van een transformatoroverzetverhouding, alsmede transformator voorzien van een dergelijke inrichting.
US6256213B1 (en) * 1999-06-23 2001-07-03 Avionic Instruments, Inc. Means for transformer rectifier unit regulation
JP3645767B2 (ja) * 1999-11-25 2005-05-11 日本電気エンジニアリング株式会社 直流電源装置及びシステム
US6841976B1 (en) * 2001-12-19 2005-01-11 Kalyan Sen Multi-line power flow transformer for compensating power flow among transmission lines
US7112946B2 (en) * 2004-07-27 2006-09-26 Owen Donald W Transformer with selectable input to output phase angle relationship
CN200990560Y (zh) * 2006-12-12 2007-12-12 乳源瑶族自治县东阳光化成箔有限公司 一种宽电压范围供电装置
JP2008278714A (ja) * 2007-05-07 2008-11-13 Fuji Electric Systems Co Ltd 整流回路
CN201805356U (zh) * 2010-09-14 2011-04-20 保定天威集团(江苏)五洲变压器有限公司 调压式整流变压器
CN102647093A (zh) * 2012-05-02 2012-08-22 广西柳州特种变压器有限责任公司 一种新型双电源有载调压整流变压器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018199666A1 (ko) * 2017-04-26 2018-11-01 공주대학교 산학협력단 3상 변압기 및 이를 이용한 다단 정류기

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Publication number Publication date
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