KR20120130738A - Closed energy combined cycle system and operation method thereof - Google Patents

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KR20120130738A
KR20120130738A KR1020120054870A KR20120054870A KR20120130738A KR 20120130738 A KR20120130738 A KR 20120130738A KR 1020120054870 A KR1020120054870 A KR 1020120054870A KR 20120054870 A KR20120054870 A KR 20120054870A KR 20120130738 A KR20120130738 A KR 20120130738A
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power supply
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KR1020120054870A
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후이 옌 차이
웬-론 쳉
치우-롱 판
티엔 츄앙
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쉔 양 테크놀로지스 엔터프라이즈 컴퍼니 리미티드
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Abstract

PURPOSE: A closed energy combined cycle system and an operation method thereof are provided to reduce resources by generating electric power with a power generating device. CONSTITUTION: A enclosed type energy combined cycle system(10) comprises an electricity storage device(12), a converter(14), a controller(16), an electric motor(18), a transmission(20), a power transmission shaft(22), a rotation speed detector(26), a generator(28) and a load(30). The electricity storage device a converter, a controller and a rotation speed detector. A driving apparatus includes an electric motor. The electricity storage device provides the low voltage power source. The converter changes the low voltage of the electricity storage device to high voltage. The controller outputs the power to the electric motor. [Reference numerals] (12) Electricity storage device; (14) Converter; (16) Controller; (18) Electric motor; (20) Transmission; (26) Rotation speed detector; (30) Load

Description

폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템 및 그 조작 방법{CLOSED ENERGY COMBINED CYCLE SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREOF}CLOSED ENERGY COMBINED CYCLE SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREOF}

본 발명은, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템 및 그 조작 방법에 관한 것으로, 상기 시스템 및 방법은, 발전기의 발전 효율을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a closed energy combined cycle system and an operation method thereof, wherein the system and method can improve power generation efficiency of a generator.

사람들의 생활 품질이 더욱 높아져, 많은 전기 제품 및 동력 설비(예를 들면, 차량, 선박 및 비행기 등)는, 생활 또는 업무 중에서 이미 사용되고 있다. 전기 제품 및 동력 설비에 사용되는 에너지는, 바로 석유, 천연 가스, 태양 에너지, 원자 에너지 등이다. 그러나, 이러한 에너지에는, 고갈의 문제가 있거나, 해결해야 할 응용 기술상의 과제가 남겨져 있거나, 혹은 사용상에 있어서 매우 큰 위험성이 있다.As people's quality of life becomes higher, many electrical appliances and power plants (e.g., vehicles, ships and airplanes, etc.) are already used in life or at work. The energy used in electrical appliances and power plants is petroleum, natural gas, solar energy, atomic energy and the like. However, such energy has a problem of exhaustion, a problem in application technology to be solved, or a great risk in use.

동력 구동 기구(예를 들면, 증기 터빈, 수력 터빈 또는 터빈 등)는, 전동축을 통해 발전 장치로 동력을 전달함으로써, 전력을 발생한다. 동력 구동 기구 또는 발전 장치 자체에 있어서는, 운전 시에 에너지 손실이 발생하며, 또한 발전 장치가 낮은 회전 속도로 운전하는 경우, 발전 장치의 발전 효율이 높지 않기 때문에, 시스템 전체의 효율이 큰 폭으로 저하한다. 따라서, 발전 장치가 일정한 전기 에너지를 발생하는 경우, 동력 구동 기구는, 발전 장치를 구동하기 위해 보다 많은 자원을 소비할 필요가 있어, 보다 많은 지구 자원 문제 및 환경 보전 문제를 초래하게 된다.A power drive mechanism (for example, a steam turbine, a hydro turbine, a turbine, etc.) produces electric power by transmitting power to a power generation apparatus through an electric shaft. In the power drive mechanism or the generator itself, energy loss occurs during operation, and when the generator is operated at a low rotational speed, the generation efficiency of the generator is not high, so the efficiency of the entire system is greatly reduced. do. Therefore, when the power generation device generates a constant electric energy, the power drive mechanism needs to consume more resources to drive the power generation device, resulting in more global resource problems and environmental conservation problems.

본 발명은, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템을 제공하여, 그 구동 기구 및 발전 장치를 높은 회전 속도로 운전시킴으로써, 구동 기구 또는 발전 장치의 운전 시의 에너지 손실을 저감시키는 동시에, 발전 장치의 발전 효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 시스템 전체의 효율이 큰 폭으로 향상한다. 따라서, 발전 장치가, 일정한 전기 에너지를 발생하는 경우, 구동 기구가 발전 장치를 구동하기 위해 소비하는 자원을 저감할 수 있는 것에 의해, 지구 자원의 소모를 유효적으로 저감 하여, 지구 환경 보전의 문제도 유효적으로 개선할 수 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a closed energy combine cycle system and operates the drive mechanism and power generator at high rotational speed, thereby reducing energy loss during operation of the drive mechanism or power generator, and generating power generation efficiency of the power generator. Since it can improve, the efficiency of the whole system improves significantly. Therefore, when the power generation device generates a constant electric energy, the resource consumed by the drive mechanism to drive the power generation device can be reduced, thereby effectively reducing the consumption of the earth's resources, and thus the problem of global environmental conservation. It can also be effectively improved.

본 발명은, 고전압을 제공하기 위한 전력 공급 기구와, 상기 전력 공급 기구에 의해 제공되는 상기 고전압으로 운전이 제어되는 구동 장치와, 상기 구동 장치에 의해 전동축을 통해 회전되어 발전하며, 발생한 전원이 상기 전력 공급 기구 및 부하에 제공되는 적어도 하나의 발전 장치를 포함하며, 상기 구동 장치가 높은 회전 속도로 상기 전동축을 회전시키며, 상기 전동축으로 적어도 하나의 발전 장치를 회전시킴으로써 발전하는, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템을 제공한다.The present invention provides a power supply mechanism for providing a high voltage, a drive device which is controlled to operate at the high voltage provided by the power supply mechanism, and is rotated and generated by an electric shaft by the drive device, and the generated power is A closed energy combine comprising a power supply mechanism and at least one power generation device provided to the load, wherein the drive device generates power by rotating the power shaft at a high rotational speed and by rotating the at least one power generator with the power shaft. To provide a de-cycle system.

본 발명에 의한 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템에 있어서, 상기 전력 공급 기구는, 저전압을 제공하기 위해 사용되며, 또한 상기 적어도 하나의 발전 장치에 의해 충전되는 축전 장치와, 상기 축전 장치에 의해 제공되는 상기 저전압을 상기 고전압으로 변환시키기 위한 변환기와, 상기 변환기에 의해 제공되는 상기 고전압을 받아 상기 구동 장치의 운전을 제어하는 제어기와, 상기 전동축의 회전 속도를 검출함으로써, 상기 제어기가 상기 구동 장치가 운전하는 회전 속도를 제어하기 위한 회전 속도 신호를 생성하는 회전 속도 검출기를 포함한다.In the closed energy combined cycle system according to the present invention, the power supply mechanism is used to provide a low voltage, and is also provided by the power storage device and the power storage device charged by the at least one power generation device. A controller for converting the low voltage into the high voltage, a controller that receives the high voltage provided by the converter to control the operation of the drive device, and detects the rotational speed of the transmission shaft, thereby causing the drive device to be driven. A rotational speed detector for generating a rotational speed signal for controlling the rotational speed of operation.

본 발명에 의한 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템에 있어서, 상기 축전 장치는, 연산(鉛酸) 전지, 니켈 수소 전지 및 리튬 전지 중 하나이다.In the closed energy combined cycle system according to the present invention, the power storage device is one of a lead-acid battery, a nickel hydride battery and a lithium battery.

본 발명에 의한 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템에 있어서, 상기 변환기는, 직류로부터 직류로의 변환기 및 직류로부터 교류로의 변환기 중 일방(一方)이다.In the closed energy combined cycle system according to the present invention, the converter is one of a DC to DC converter and a DC to AC converter.

본 발명에 의한 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템에 있어서, 상기 제어기는, 교류 서보, 직류 서보 및 주파수 변환기 중 하나이다.In the closed energy combine cycle system according to the present invention, the controller is one of an AC servo, a DC servo, and a frequency converter.

본 발명에 의한 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템에 있어서, 상기 구동 장치는, 교류 전동기, 직류 전동기, 자기 부상 모터 및 영구 자석식 모터 중 하나이다.In the closed energy combined cycle system according to the present invention, the drive device is one of an alternating current motor, a direct current motor, a magnetic levitation motor, and a permanent magnet motor.

본 발명에 의한 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템은, 상기 구동 장치와 상기 전동축 사이에 장착되며, 상기 전동축을 회전시키는 상기 구동 장치의 회전 속도를 변경하기 위한 변속기를 더 포함한다.The closed energy combine cycle system according to the present invention further includes a transmission mounted between the drive device and the drive shaft and for changing a rotational speed of the drive device for rotating the drive shaft.

본 발명에 의한 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템에 있어서, 상기 변속기는, 무단(無段) 변속기 또는 유단(有段) 변속기이다.In the closed energy combined cycle system according to the present invention, the transmission is a continuously variable transmission or a stepped transmission.

본 발명에 의한 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템에 있어서, 상기 적어도 하나의 발전 장치는, 교류 발전기 및 직류 발전기 중 일방이다.In the closed energy combined cycle system according to the present invention, the at least one power generator is one of an alternator and a direct current generator.

본 발명은, 전력 공급 기구, 구동 장치 및 적어도 하나의 발전 장치를 포함하는 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템의 조작 방법을 제공하며, 상기 조작 방법은, 상기 전력 공급 기구가 고전압을 제공하여 상기 구동 장치의 운전을 제어하는 단계와, 상기 구동 장치가 높은 회전 속도로 전동축을 회전시키는 단계와, 상기 전동축으로 적어도 하나의 발전 장치를 회전시킴으로써 발전하는 단계와, 상기 적어도 하나의 발전 장치에 의해 발생한 전원을 상기 전력 공급 기구 및 부하에 제공하는 단계를 포함한다.The present invention provides a method of operating a closed energy combined cycle system including a power supply mechanism, a drive device and at least one power generation device, wherein the power supply mechanism provides a high voltage to the drive device. Controlling the driving of the motor, rotating the electric shaft at a high rotational speed, generating the electric power by rotating at least one electric power generator with the electric shaft, and power generated by the at least one electric power generator. Providing to the power supply mechanism and the load.

본 발명에 의한 조작 방법에 있어서, 상기 전력 공급 기구에서의 변환기가, 상기 전력 공급 기구에서의 축전 장치의 저전압을 상기 고전압으로 변환시킨다.In the operation method according to the present invention, the converter in the power supply mechanism converts the low voltage of the power storage device in the power supply mechanism to the high voltage.

본 발명에 의한 조작 방법에 있어서, 상기 전력 공급 기구의 회전 속도 검출기가, 상기 전동축의 회전 속도를 검출하며, 상기 전력 공급 기구에서의 제어기가, 상기 회전 속도 검출기의 상기 회전 속도 신호에 근거하여 상기 구동 장치의 운전을 제어한다.In the operation method according to the present invention, the rotational speed detector of the power supply mechanism detects the rotational speed of the transmission shaft, and the controller at the power supply mechanism is based on the rotational speed signal of the rotational speed detector. The operation of the drive device is controlled.

본 발명에 의한 조작 방법에 있어서, 상기 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템에서의 변속기는, 상기 구동 장치가 상기 전동축을 회전시키는 회전 속도를 변경한다.In the operating method according to the present invention, the transmission in the closed energy combined cycle system changes the rotational speed at which the drive device rotates the transmission shaft.

본 발명에 의한 조작 방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 발전 장치가 상기 전력 공급 기구에서의 축전 장치에 대해 충전한다.In the operation method according to the present invention, the at least one power generation device charges the power storage device in the power supply mechanism.

도 1은 본 발명의 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템의 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 변속기, 전동기 및 전동축의 연결 관계의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 또 하나의 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템의 시스템 구성도이다.
1 is a system configuration diagram of a closed energy combined cycle system of the present invention.
2 is a schematic diagram of a connection relationship between a transmission, an electric motor, and an electric shaft of the present invention.
3 is a system diagram of another closed energy combine cycle system of the present invention.

본 발명의 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템은, 전력 공급 기구, 구동 장치 및 적어도 하나의 발전 장치를 포함한다. 전력 공급 기구는, 고전압을 제공하기 위해 사용된다. 전력 공급 기구에 의해 제공되는 고전압으로 구동 장치의 운전이 제어된다. 구동 장치가 전동축을 통해 상기 적어도 하나의 발전 장치를 회전시킴으로써 발전시키며, 상기 적어도 하나의 발전 장치에 의해 발생한 전원을 전력 공급 기구 및 부하에 제공한다. 여기에서, 구동 장치가 높은 회전 속도로 전동축을 회전시키며, 전동축으로 상기 적어도 하나의 발전 장치를 회전시킴으로써 발전한다.The closed energy combine cycle system of the present invention comprises a power supply mechanism, a drive device and at least one power generation device. The power supply mechanism is used to provide a high voltage. Operation of the drive device is controlled by the high voltage provided by the power supply mechanism. A drive device generates power by rotating the at least one power generation device through a transmission shaft, and provides power to the power supply mechanism and the load generated by the at least one power generation device. Here, the drive device rotates the electric shaft at a high rotational speed, and the electric power is generated by rotating the at least one power generator with the electric shaft.

구동 장치가 전동축을 통해 상기 적어도 하나의 발전 장치를 높은 회전 속도로 회전시켜 발전시킴으로써, 높은 회전 속도의 상기 적어도 하나의 발전 장치가 보다 높은 효율로 발전할 수 있다. 이와 같이, 상기 적어도 하나의 발전 장치가 일정한 전기 에너지를 발생하는 경우, 구동 장치는, 전동축을 통해 상기 적어도 하나의 발전 장치를 회전시키기 위해 소비되는 전기 에너지를 저감할 수 있는 것에 의해, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템의 발전 효율을 향상시킨다.The driving device generates power by rotating the at least one power generating device at a high rotational speed through a transmission shaft, so that the at least one power generating device at a high rotational speed can generate higher efficiency. As described above, when the at least one power generating device generates constant electric energy, the driving device can reduce the electric energy consumed to rotate the at least one power generating device through the electric shaft, thereby closing energy. Improve the generation efficiency of the combined cycle system.

이하, 일 실시예를 이용하여 본 발명의 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템의 구조 및 조작 방법을 설명한다.Hereinafter, the structure and operation method of the closed energy combined cycle system of the present invention will be described using one embodiment.

도 1은, 본 발명의 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템의 시스템 구성도이다. 도 1에 있어서, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템(10)은, 축전 장치(12), 변환기(14), 제어기(16), 전동기(18), 변속기(20), 전동축(22), 회전 속도 검출기(26), 발전기(28) 및 부하(30)를 포함한다. 여기에서, 축전 장치(12), 변환기(14), 제어기(16) 및 회전 속도 검출기(26)는, 본 실시예의 전력 공급 기구를 구성하고, 전동기(18)는 본 실시예의 구동 장치를 구성하며, 발전기(28)는 본 실시예의 발전 장치를 구성한다. 또 하나의 실시예에 있어서, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템은 변속기를 포함하지 않아도 된다.1 is a system configuration diagram of a closed energy combined cycle system of the present invention. In FIG. 1, the closed energy combined cycle system 10 includes a power storage device 12, a converter 14, a controller 16, an electric motor 18, a transmission 20, a transmission shaft 22, and rotation. A speed detector 26, a generator 28, and a load 30. Here, the electrical storage device 12, the converter 14, the controller 16, and the rotational speed detector 26 constitute a power supply mechanism of this embodiment, and the electric motor 18 constitutes a drive device of this embodiment. The generator 28 constitutes the power generation device of the present embodiment. In another embodiment, the closed energy combine cycle system does not have to include a transmission.

축전 장치(12)는, 저전압의 전원을 제공하기 위해 사용된다. 축전 장치(12)는, 연산 전지, 니켈 수소 전지 또는 리튬 전지 등이면 된다.The electrical storage device 12 is used to provide a low voltage power supply. The electrical storage device 12 may be a lead-acid battery, a nickel hydride battery or a lithium battery.

변환기(14)는, 축전 장치(12)의 저전압을 고전압으로 변환시켜, 변환된 전원을 제어기(16)로 전송하기 위해 사용된다. 변환기(14)는, 직류로부터 직류로의(DC-to-DC) 변환기 또는 직류로부터 교류로의(DC-to-AC) 변환기이면 된다.The converter 14 is used to convert the low voltage of the electrical storage device 12 into a high voltage, and transmit the converted power to the controller 16. The converter 14 may be a DC-to-DC converter or a DC-to-AC converter.

제어기(16)는, 변환기(14)에 의해 전송된 전원을 받는 동시에, 제어 전원을 전동기(18)로 출력함으로써 전동기(18)의 운전을 제어하며, 예를 들면, 전동기(18)가 운전하는 회전 속도를 제어한다. 여기에서, 제어기(16)는 교류 서보, 직류 서보 또는 주파수 변환기이면 되며, 전동기(18)는 교류 전동기, 직류 전동기, 자기 부상 모터 또는 영구 자석식 모터이면 된다.The controller 16 receives the power transmitted by the converter 14 and simultaneously controls the operation of the electric motor 18 by outputting control power to the electric motor 18. For example, the electric motor 18 operates. Control the rotation speed. The controller 16 may be an AC servo, a DC servo, or a frequency converter, and the electric motor 18 may be an AC motor, a DC motor, a magnetic levitation motor, or a permanent magnet motor.

도 2는, 본 발명의 변속기, 전동기 및 전동축의 연결 관계의 모식도이다. 도 1 및 도 2에 있어서, 변속기(20)는 전동기(18)와 전동축(22) 사이에 장착되어 있으며, 변속기(20)는 전동기(18)가 운전하는 높은 회전 속도를 다른 회전 속도로 변환함으로써 전동축(22)을 회전시킨다. 변속기(20)는 전동기(18)가 운전하는 높은 회전 속도를 증가시키거나, 또는 저감시킬 수 있다(본 실시예에 있어서, 변속기(20)는 전동축(22)의 회전 속도를 전동기(18)가 운전하는 높은 회전 속도보다 높게 함). 변속기(20)는, 유단 변속기 또는 무단 변속기이면 된다. 또 하나의 실시예에 있어서, 전동기(18)와 전동축(22) 사이에 변속기(20)가 장착될 필요는 없고, 전동기(18)가 전동축(22)을 직접 회전시킨다(도 1의 파선으로 도시함).2 is a schematic diagram of a connection relationship between a transmission, an electric motor, and an electric shaft of the present invention. 1 and 2, the transmission 20 is mounted between the electric motor 18 and the electric shaft 22, and the transmission 20 converts the high rotational speed at which the electric motor 18 operates into another rotational speed. This rotates the transmission shaft 22. The transmission 20 may increase or decrease the high rotational speed at which the electric motor 18 operates (in this embodiment, the transmission 20 may adjust the rotational speed of the electric shaft 22 to the electric motor 18). Higher than the high rotational speed of driving). The transmission 20 may be a stepped transmission or a continuously variable transmission. In another embodiment, the transmission 20 does not need to be mounted between the electric motor 18 and the electric shaft 22, and the electric motor 18 directly rotates the electric shaft 22 (dashed line in FIG. 1). Shown).

도 1 및 도 2에 있어서, 변속기(20)가 전동축(22)을 회전시키는(또 하나의 실시예에 있어서, 도 1의 파선으로 도시한 바와 같이, 전동기(18)가 전동축(22)을 직접 회전시킴) 것에 의해 발전기(28)를 회전시키는 경우, 발전기(28)는 전동기(18)가 운전하는 높은 회전 속도보다 높은 회전 속도로 운전한다(또 하나의 실시예에 있어서, 발전기(28)는 전동기(18)가 운전하는 높은 회전 속도와 동일한 회전 속도로 운전함). 전동축(22)은, 발전기(28)를 회전시킴으로써 발전기(28)를 발전시키며, 발전기(28)에 의해 발생한 전력은, 부하(30)에 제공하는 동시에, 축전 장치(12)에 대해서도 충전할 수 있다. 여기에서, 발전기(28)는, 직류 발전기 또는 교류 발전기이면 된다.1 and 2, the transmission 20 rotates the electric shaft 22 (in another embodiment, as shown by the broken line in FIG. 1), the electric motor 18 is the electric shaft 22. When the generator 28 is rotated by directly rotating the generator 28, the generator 28 operates at a rotational speed higher than the high rotational speed at which the electric motor 18 operates (in another embodiment, the generator 28 ) Operates at the same rotational speed as the high rotational speed at which the electric motor 18 operates. The electric shaft 22 rotates the generator 28 to generate the generator 28, and the electric power generated by the generator 28 is supplied to the load 30 and also charged to the power storage device 12. Can be. Here, the generator 28 may be a direct current generator or an alternator.

회전 속도 검출기(26)는, 전동축(22)의 회전 속도를 검출하는 동시에 회전 속도 신호를 생성한다. 회전 속도 검출기(26)가 검출한 회전 속도 신호를 제어기(16)로 전송하고, 제어기(16)는 수신한 회전 속도 신호에 근거하여, 전동기(18)가 운전하는 운전 속도를 제어하며, 즉, 전동축(22)의 회전 속도를 간접 제어한다.The rotational speed detector 26 detects the rotational speed of the transmission shaft 22 and simultaneously generates a rotational speed signal. The rotational speed signal detected by the rotational speed detector 26 is transmitted to the controller 16, and the controller 16 controls the driving speed at which the electric motor 18 operates based on the received rotational speed signal, that is, The rotation speed of the transmission shaft 22 is indirectly controlled.

다음으로, 도 1 및 도 2를 참조하면서, 본 실시예의 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템(10)의 조작 방법에 대해 설명한다.Next, the operation method of the closed energy combined cycle system 10 of this embodiment is demonstrated, referring FIG. 1 and FIG.

우선, 변환기(14)는 축전 장치(12)의 저전압을 고전압으로 변환하는 동시에, 고전압의 전원을 제어기(16)로 전송한다.First, the converter 14 converts the low voltage of the electrical storage device 12 into a high voltage, and simultaneously transmits a high voltage power supply to the controller 16.

제어기(16)는, 회전 속도 검출기(26)의 회전 속도 신호에 근거하여, 받은 고전압의 전원에 의해 제어 전원을 발생하는 동시에, 제어 전원을 전동기(18)로 출력함으로써 전동기(18)의 운전을 제어한다(예를 들면, 전동기(18)가 운전하는 회전 속도를 제어함).The controller 16 generates control power by the high voltage power received based on the rotation speed signal of the rotation speed detector 26, and outputs the control power to the motor 18 to operate the motor 18. Control (for example, controlling the rotational speed at which the electric motor 18 operates).

전동축(22)의 회전이, 정지일 때, 또는 제어기(16)에 의해 설정된 높은 회전 속도에 도달하지 않을 때, 회전 속도 검출기(26)는 전동축(22)의 정지 또는 낮은 회전 속도를 검출함으로써 생성된 회전 속도 신호를 제어기(16)로 전송한다. 정지 또는 낮은 회전 속도의 회전 속도 신호는, 제어기(16)에 의해 미리 설정된 높은 회전 속도의 수치보다 낮기 때문에, 제어기(16)는, 예를 들면, 전동기(18)로 출력하는 제어 전원을 높임으로써, 전동기(18)가 운전하는 회전 속도를 증가시킨다. 회전 속도가 증가한 전동기(18)는, 전동축(22)을 회전시키도록 변속기(20)를 구동하여, 전동축(22)의 회전 속도를 증가시킨다(또 하나의 실시예에 있어서, 도 1의 파선으로 도시한 바와 같이, 전동기(18)가 전동축(22)을 직접 회전시킴). 상기의 조작 단계에서 반복하여 조작하여, 제어기(16)에 의해 설정된 높은 회전 속도에 도달하도록, 전동축(22)의 회전 속도를 서서히 조정한다.When the rotation of the transmission shaft 22 is at a standstill or does not reach the high rotation speed set by the controller 16, the rotation speed detector 26 detects the stop or low rotation speed of the transmission shaft 22 by The generated rotational speed signal is transmitted to the controller 16. Since the rotational speed signal of the stop or low rotational speed is lower than the value of the high rotational speed preset by the controller 16, the controller 16 increases the control power output to the electric motor 18, for example, , Increases the rotational speed at which the electric motor 18 operates. The electric motor 18 with the increased rotational speed drives the transmission 20 to rotate the transmission shaft 22, thereby increasing the rotational speed of the transmission shaft 22 (in another embodiment, as shown in FIG. As shown by the broken line, the electric motor 18 directly rotates the electric shaft 22). By repeatedly operating in the above operation step, the rotation speed of the transmission shaft 22 is gradually adjusted to reach the high rotation speed set by the controller 16.

여기에서, 전동기(18)와 전동축(22) 사이에 변속기(20)가 장착되며, 변속기(20)의 변속 기능에 의해, 전동축(22)의 회전 속도를 전동기(18)가 운전하는 높은 회전 속도의 배수로 할 수 있다. 전동축(22)의 회전 속도를 증가시켜, 높은 회전 속도의 전동축(22)이 발전기(28)를 회전시킴으로써, 발전기(28)가 보다 우수한 발전 효율을 얻을 수 있다. 또한, 전동기(18) 및 발전기(28)는 높은 회전 속도로 운전하기 때문에, 전동기(18) 및 발전기(28) 자체의 운전 손실이 저감한다.Here, the transmission 20 is mounted between the electric motor 18 and the transmission shaft 22, and the high speed which the motor 18 drives the rotational speed of the transmission shaft 22 by the transmission function of the transmission 20 is carried out. It can be a multiple of the rotation speed. By increasing the rotational speed of the transmission shaft 22 and rotating the generator 28 of the high-speed rotation shaft 22, the generator 28 can obtain more excellent power generation efficiency. In addition, since the motor 18 and the generator 28 operate at a high rotational speed, the operating loss of the motor 18 and the generator 28 itself is reduced.

높은 회전 속도의 전동축(22)이 발전기(28)를 회전시킴으로써, 발전기(28)가 발전한다. 발전기(28)에 의해 발생한 전력은, 부하(30)에 공급할 수 있는 동시에, 축전 장치(12)에 대해 충전할 수 있다.The generator 28 generates power when the high-speed electric shaft 22 rotates the generator 28. The electric power generated by the generator 28 can be supplied to the load 30 and can be charged to the power storage device 12.

축전 장치(12)는, 변환기(14) 및 제어기(16)를 통해, 제어 전원을 전동기(18)에 공급하며, 또한 발전기(28)가 발전함으로써 축전 장치(12)에 대해 충전한다. 이와 같이, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템(10)의, 전기 에너지로부터 운동 에너지로의 변환, 및 운동 에너지로부터 전기 에너지로의 변환과 같은 에너지 리사이클을 달성할 수 있다.The electrical storage device 12 supplies control power to the electric motor 18 through the converter 14 and the controller 16, and also charges the electrical storage device 12 by generating the generator 28. As such, energy recycling, such as conversion of electrical energy to kinetic energy, and conversion of kinetic energy to electrical energy, of the closed energy combine cycle system 10 can be achieved.

본 실시예에 있어서, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템(10)은, 차량, 선박, 비행기 또는 주택 단지 등의 전력 공급 설비에 사용되어도 되며, 전동기(18)는 높은 회전 속도로 발전기(28)를 구동함으로써, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템(10)은 보다 높은 발전 효율을 얻을 수 있다.In the present embodiment, the closed energy combined cycle system 10 may be used for power supply facilities such as vehicles, ships, airplanes or residential complexes, and the electric motor 18 operates the generator 28 at a high rotational speed. By driving, the closed energy combine cycle system 10 can obtain higher power generation efficiency.

도 3은, 본 발명의 또 하나의 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템의 시스템 구성도이다. 도 1의 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템(10)의 구조와 비교하여, 도 3의 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템(40)의 구조의 차이점은, 도 3에 있어서, 전동축(22)이 복수의 발전기(281, 282, 283, 284)를 회전시키며, 이들 발전기(281, 282, 283, 284)에 의해 발생한 전원이 버스(38)로 전송되어, 축전 장치(12) 및 부하(30)가 버스(38)로부터 전원을 수전(受電)하는 것이다.3 is a system configuration diagram of another closed energy combined cycle system of the present invention. Compared with the structure of the closed energy combine cycle system 10 of FIG. 1, the structure of the closed energy combine cycle system 40 of FIG. 3 is different from that of the transmission shaft 22 in FIG. 3. The generators 281, 282, 283, and 284 are rotated, and the power generated by these generators 281, 282, 283, and 284 is transmitted to the bus 38, so that the power storage device 12 and the load 30 The power is received from the bus 38.

도 3의 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템(40)의 조작 방법은, 도 1의 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템(10)의 조작 방법과 동일하므로, 여기서, 그 조작 방법에 대한 설명을 생략한다.Since the operation method of the closed energy combine cycle system 40 of FIG. 3 is the same as the operation method of the closed energy combine cycle system 10 of FIG. 1, the description of the operation method is abbreviate | omitted here.

본 발명의 이점은, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템을 제공하여, 그 전동기 및 발전기를 높은 회전 속도로 운전시킴으로써, 전동기 또는 발전기가 운전시의 에너지 손실을 저감시키는 동시에, 발전기의 발전 효율을 향상시킬 수 있는 것에 의해, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템 전체의 효율이 큰 폭으로 향상한다. 따라서, 발전기가 일정한 전기 에너지를 발생하는 경우, 전동기가 발전기를 구동하기 위해 소비하는 자원을 저감할 수 있는 것에 의해, 지구 자원의 소모를 유효적으로 감소하는 동시에, 지구 환경 보전의 문제도 유효적으로 개선할 수 있다.An advantage of the present invention is to provide a closed energy combine cycle system to operate the motor and generator at high rotational speed, thereby reducing the energy loss during operation of the motor or generator, and improving the power generation efficiency of the generator. This greatly improves the efficiency of the entire closed energy combine cycle system. Therefore, when the generator generates a constant electric energy, by reducing the resources consumed by the electric motor to drive the generator, it is possible to effectively reduce the consumption of the earth's resources and also to effectively protect the environment. This can be improved.

바람직한 구체예 및 예시적인 도면을 참조하여, 상기에서 본 발명을 설명하였지만, 그들은 발명을 제약하는 것으로 간주되어서는 안된다. 당업자가 그 실시형태 및 구체예의 내용에 대해 각종 수정, 생략 및 변경을 행하는 경우 중 어느 경우에 있어서도, 본 발명이 주장하는 청구범위로부터 일탈하지 않는다.While the invention has been described above with reference to preferred embodiments and exemplary drawings, they should not be considered as limiting the invention. In any case where a person skilled in the art makes various modifications, omissions, and changes in the content of the embodiments and specific examples, they do not depart from the claims claimed by the present invention.

10 : 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템
12 : 축전 장치
14 : 변환기
16 : 제어기
18 : 전동기
20 : 변속기
22 : 전동축
26 : 회전 속도 검출기
28 : 발전기
30 : 부하
38 : 버스
40 : 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템
281 : 발전기
282 : 발전기
283 : 발전기
284 : 발전기
10: closed energy combine cycle system
12: power storage device
14: converter
16: controller
18: electric motor
20: transmission
22: electric shaft
26: rotational speed detector
28: generator
30: load
38: the bus
40: Closed Energy Combine Cycle System
281: generator
282: Generator
283: generator
284: generator

Claims (14)

고전압을 제공하기 위한 전력 공급 기구와,
상기 전력 공급 기구에 의해 제공되는 상기 고전압으로 운전이 제어되는 구동 장치와,
상기 구동 장치에 의해 전동축을 통해 회전되어 발전하며, 발생한 전원이 상기 전력 공급 기구 및 부하에 제공되는 적어도 하나의 발전 장치를 포함하며,
상기 구동 장치가 높은 회전 속도로 상기 전동축을 회전시키며, 상기 전동축으로 적어도 하나의 발전 장치를 회전시킴으로써 발전하는, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템.
A power supply mechanism for providing a high voltage,
A driving device in which operation is controlled at the high voltage provided by the power supply mechanism;
Rotation is generated through the electric shaft by the drive device for generating power, wherein the generated power is provided to the power supply mechanism and the load includes at least one power generation device,
A closed energy bind cycle system, wherein the drive device rotates the power shaft at a high rotational speed and generates power by rotating at least one power generator with the power shaft.
제 1 항에 있어서,
상기 전력 공급 기구는,
저전압을 제공하기 위해 사용되며, 또한 상기 적어도 하나의 발전 장치에 의해 충전되는 축전 장치와,
상기 축전 장치에 의해 제공되는 상기 저전압을 상기 고전압으로 변환시키기 위한 변환기와,
상기 변환기에 의해 제공되는 상기 고전압을 받아 상기 구동 장치의 운전을 제어하는 제어기와,
상기 전동축의 회전 속도를 검출함으로써, 상기 제어기가 상기 구동 장치가 운전하는 회전 속도를 제어하기 위한 회전 속도 신호를 생성하는 회전 속도 검출기를 포함하는, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템.
The method of claim 1,
The power supply mechanism,
A power storage device used to provide a low voltage, and also charged by the at least one power generation device;
A converter for converting the low voltage provided by the power storage device to the high voltage;
A controller which receives the high voltage provided by the converter and controls the operation of the driving device;
And a rotational speed detector for generating a rotational speed signal for controlling the rotational speed at which the drive device operates by detecting the rotational speed of the transmission shaft.
제 2 항에 있어서,
상기 축전 장치는, 연산(鉛酸) 전지, 니켈 수소 전지 및 리튬 전지 중 하나인, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템.
The method of claim 2,
The power storage device is one of a lead-acid battery, a nickel hydride battery and a lithium battery.
제 2 항에 있어서,
상기 변환기는, 직류로부터 직류로의 변환기 및 직류로부터 교류로의 변환기 중 일방(一方)인, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템.
The method of claim 2,
The converter is one of a direct current to direct current converter and a direct current to alternating current converter.
제 2 항에 있어서,
상기 제어기는, 교류 서보, 직류 서보 및 주파수 변환기 중 하나인, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템.
The method of claim 2,
The controller is one of an alternating current servo, a direct current servo, and a frequency converter.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 장치는, 교류 전동기, 직류 전동기, 자기 부상 모터 및 영구 자석식 모터 중 하나인, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템.
The method of claim 1,
The drive device is a closed energy combined cycle system, which is one of an alternating current motor, a direct current motor, a magnetic levitation motor, and a permanent magnet motor.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 장치와 상기 전동축 사이에 장착되며, 상기 전동축을 회전시키는 상기 구동 장치의 회전 속도를 변경하기 위한 변속기를 더 포함하는, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템.
The method of claim 1,
And a transmission mounted between the drive device and the drive shaft, the transmission for changing a rotational speed of the drive device for rotating the drive shaft.
제 7 항에 있어서,
상기 변속기는, 무단(無段) 변속기 또는 유단(有段) 변속기인, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템.
The method of claim 7, wherein
The transmission is a closed energy combined cycle system, a stepless transmission or a stepped transmission.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 발전 장치는, 교류 발전기 및 직류 발전기 중 일방인, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템.
The method of claim 1,
The at least one power generating device is one of an alternator and a direct current generator, closed energy combined cycle system.
전력 공급 기구, 구동 장치 및 적어도 하나의 발전 장치를 포함하는 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템의 조작 방법으로서,
상기 전력 공급 기구가 고전압을 제공하여 상기 구동 장치의 운전을 제어하는 단계와,
상기 구동 장치가 높은 회전 속도로 전동축을 회전시키는 단계와,
상기 전동축으로 적어도 하나의 발전 장치를 회전시킴으로써 발전하는 단계와,
상기 적어도 하나의 발전 장치에 의해 발생한 전원을 상기 전력 공급 기구 및 부하에 제공하는 단계를 포함하는, 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템의 조작 방법.
A method of operating a closed energy combined cycle system comprising a power supply mechanism, a drive device and at least one power generation device,
Controlling the operation of the driving device by providing a high voltage to the power supply mechanism;
The drive unit rotating the transmission shaft at a high rotational speed,
Generating power by rotating at least one power generating device with the transmission shaft;
Providing power generated by the at least one power generation device to the power supply mechanism and the load.
제 10 항에 있어서,
상기 전력 공급 기구에서의 변환기가, 상기 전력 공급 기구에서의 축전 장치의 저전압을 상기 고전압으로 변환시키는, 조작 방법.
11. The method of claim 10,
And a converter in the power supply mechanism converts the low voltage of the power storage device in the power supply mechanism to the high voltage.
제 10 항에 있어서,
상기 전력 공급 기구에서의 회전 속도 검출기가, 상기 전동축의 회전 속도를 검출하여 회전 속도 신호를 생성하며, 상기 전력 공급 기구에서의 제어기가, 상기 회전 속도 검출기의 상기 회전 속도 신호에 근거하여 상기 구동 장치의 운전을 제어하는, 조작 방법.
11. The method of claim 10,
The rotational speed detector in the power supply mechanism detects the rotational speed of the transmission shaft to generate a rotational speed signal, and the controller in the power supply mechanism drives the drive based on the rotational speed signal of the rotational speed detector. Operation method for controlling the operation of the device.
제 10 항에 있어서,
상기 폐쇄형 에너지 컴바인드 사이클 시스템에서의 변속기가, 상기 전동축을 회전시키는 상기 구동 장치의 회전 속도를 변경하는, 조작 방법.
11. The method of claim 10,
And a transmission in said closed energy combined cycle system changes the rotational speed of said drive device for rotating said transmission shaft.
제 10 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 발전 장치가, 상기 전력 공급 기구에서의 축전 장치에 대해 충전하는, 조작 방법.
11. The method of claim 10,
And the at least one power generation device charges the power storage device in the power supply mechanism.
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