KR20170092864A - 전력변환장치용 냉각 시스템 - Google Patents

전력변환장치용 냉각 시스템 Download PDF

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KR20170092864A
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Abstract

본 발명은 전력변환장치용 냉각 시스템에 관한 것으로, 압축 공기를 발생시키는 압축기; 상기 압축기로부터 제공되는 압축 공기를 바탕으로 저온 공기를 발생시키는 보텍스 튜브; 상기 압축기와 상기 보텍스 튜브 사이에 설치되는 밸브; 전력변환장치 내에 설치되어, 상기 전력변환장치 내부의 온도를 측정하는 온도 센서; 및 상기 온도 센서에 의해 측정되는 온도를 바탕으로 상기 보텍스 튜브를 이용하여 상기 전력변환장치로 저온 공기를 공급해야 하는지를 판단하는 제어부를 포함한다.

Description

전력변환장치용 냉각 시스템{Cooling system for power converter}
본 발명은 냉각 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 보텍스 튜브를 적용하여 냉각 시스템이 안정적으로 전력변환장치를 냉각시킬 수 있도록 구현된 전력변환장치용 냉각 시스템에 관한 것이다.
산업 현장에서 사용되는 모터 구동용 인버터, 태양광 인버터, 에너지 저장 시스템(EES: Electrical energy storage) 등의 장치는 전력변환장치로서 구동 시 열을 발생시킨다.
이와 같이 전력변환장치가 구동하면서 발생되는 열은 장치의 성능 저하, 수명 감소, 동작 정지 등을 초래하기 때문에, 장치를 효율적으로 냉각시키기 위한 시스템의 개발이 지속적으로 요구되는 실정이다.
따라서, 전력변환장치를 냉각시키기 위한 다양한 냉각장치가 마련되며, 냉각장치는 송풍식과 수냉식으로 구분된다.
이때, 송풍식은 전력변환장치로부터 발생되는 열을 팬(Fan)을 이용하여 강제적으로 방열시키는 방법으로서, 팬을 구동하여 냉각핀 사이로 공기를 순환시켜 전력변환장치의 온도를 적정 온도로 유지시킨다.
전력변환장치에 설치되는 팬은 작동 환경에 따라 내구 수명이 짧아지는 경우가 있으며, 적정 교체가 이루어지지 않은 경우에, 전력변환장치가 동작하는 도중, 전력변환장치에 설치된 팬에 고장이 발생하게 된다.
이와 같이 팬에 고장이 발생하면, 전력변환장치는 일정 수준 이하로 동작하거나 정지하게 되며, 전력변환장치를 정지시킨 후 팬을 교체해야 하기 때문에 시간과 비용 손실이 발생하게 된다.
또한, 고장난 팬에 대한 적절한 조치가 이루어지지 않는 경우에 과열에 따른 시스템 고장 및 안전 사고가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 보텍스 튜브를 적용하여 냉각 시스템이 안정적으로 전력변환장치를 냉각시킬 수 있도록 구현된 전력변환장치용 냉각 시스템을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 전력을 변환하는 전력변환장치를 냉각시키기 위한 전력변환장치용 냉각 시스템에 있어서,
압축 공기를 발생시키는 압축기; 상기 압축기로부터 제공되는 압축 공기를 바탕으로 저온 공기를 발생시키는 보텍스 튜브; 상기 압축기와 상기 보텍스 튜브 사이에 설치되는 밸브; 상기 전력변환장치의 냉각을 위한 냉각수단; 및 상기 보텍스 튜브를 이용하여 상기 전력변환장치로 저온 공기를 공급해야 하는지를 판단하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 전력변환장치용 냉각 시스템은, 전력변환장치 내에 설치되어, 상기 전력변환장치 내부의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함한다.
상기 제어부는, 상기 온도 센서에 의해 측정되는 온도를 기 설정된 설정 온도와 비교하여 상기 설정 온도를 초과하는 경우, 상기 밸브로 밸브 개방신호를 전송하고, 상기 설정 온도를 초과하지 않는 경우, 상기 밸브로 밸브 폐쇄신호를 전송한다.
상기 온도 센서는, 상기 전력변환장치 내부에 위치하는 냉각 핀에 인접하여 설치되는 제 1 온도 센서, 및 상기 전력변환장치 내부에 위치하는 전력변환용 반도체 소자에 인접하여 설치되는 제 2 온도 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 제어부는 상기 제 1 온도 센서에 의해 측정되는 온도가 제 1 설정 온도를 초과하거나 상기 제 2 온도에 의해 측정되는 온도가 제 2 설정 온도를 초과하는 경우에 상기 밸브로 밸브 개방신호를 전송한다.
상기 제어부는 상기 제 1 온도 센서에 의해 측정되는 온도 및 상기 제 2 온도 센서에 의해 측정되는 온도가 상기 제 1 및 제 2 설정 온도를 초과하지 않는 경우에 상기 밸브로 밸브 폐쇄신호를 전송한다.
상기 냉각수단은, 상기 전력변환장치 내에 설치된 냉각 핀; 및 상기 냉각 핀 사이로 공기가 순환되도록 구동되는 팬을 포함한다.
상기 제어부는, 상기 팬의 구동을 감시하고, 팬이 정상적으로 동작하지 않을 때, 상기 보텍스 튜브를 이용하여 상기 전력변환장치로 저온 공기 공급을 제어한다.
상기 제어부는, 상기 온도센서의 검출온도에 기초해서 상기 팬의 구동을 판단한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 팬이 정상적으로 구동하지 않는 경우 혹은 팬이 정상적으로 동작하더라도 전력변환장치 내 온도가 기준 온도를 초과하게 되는 경우, 보텍스 튜브를 이용하여 저온 공기를 전력변환장치 내부로 공급하게 된다.
따라서, 전력변환장치 내 온도를 기준 온도 이하로 유지할 수 있으므로, 전력변환장치의 동작을 중지시키지 않아도 된다.
또한, 팬이 정상적으로 구동하지 않더라도, 팬의 교체를 위하여 전력변환장치의 동작을 정지시키지 않아도 되므로, 전력변환장치의 안정적인 운행이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력변환장치용 냉각 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전력변환장치용 냉각 시스템의 제 1 실시 예에 따른 동작 순서를 도시한 플로우챠트이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전력변환장치용 냉각 시스템의 제 2 실시 예에 따른 동작 순서를 도시한 플로우챠트이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전력변환장치용 냉각 시스템의 제 3 실시 예에 따른 동작 순서를 도시한 플로우챠트이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 전력변환장치용 냉각 시스템의 구성 및 기능에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력변환장치용 냉각 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력변환장치용 냉각 시스템(100, 이하 '냉각 시스템')은 전력변환장치(110), 온도 센서(120), 압축기(130), 밸브(140), 보텍스 튜브(150) 및 제어부(160)를 포함하며, 상기 냉각 시스템(100)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전력변환장치(110)는 전력의 형태를 사용하는 곳에 따라 전류, 전압, 주파수 등을 변환해주는 장치로서, 예를 들면 모터 구동용 인버터, 태양광 인버터, 에너지 저장장치(Energy Storage System, ESS), 컨버터 등일 수 있다.
이때, 상기 전력변환장치(110)는 케이스(111) 내에 설치되는 냉각 핀(112), 전력변환용 반도체 소자(113) 및 팬(114)을 포함한다.
상기 팬(114)은 강제 공냉식으로 구동되어서 상기 냉각 핀(112) 사이로 공기가 순환되도록 제어한다. 상기 팬(114)은 제어부(160)의 구동 제어를 받는다. 상기 제어부(160)는 전력변환장치(110) 내부의 공기가 순환될 수 있도록 상기 팬(114)을 구동 제어하고, 상기 팬(114)의 정상동작 여부를 감시한다. 상기 팬(114)이 정상적으로 구동되면, 전력변환장치(110) 내부의 온도는 후술되는 기설정된 온도 이하에서 유지될 것이다. 만약, 상기 팬(114)이 정상 동작이 이루어지지 않은 경우에서는 상기 전력변환장치(110) 내부의 온도는 기설정된 온도 이상으로 상승되어진다.
다른 실시 형태로 상기 제어부(160)는 상기 팬(114)의 구동에 따른 피드백신호로부터 팬(114)의 정상동작 여부를 감시하는 것도 가능하다. 즉, 상기 팬(114)의 정상구동시의 동작전류 및 동작전압에 기초해서, 팬(114)의 동작상태에서 피드백되는 전류 및 전압을 감시하고, 팬의 정상동작여부를 감시하는 것도 가능하다. 상기 팬의 정상동작 여부 감시를 위한 구성은 일반적인 공지 기술을 사용하므로 자세한 언급은 생략하기로 한다.
상기 온도 센서(120)는 전력변환장치(110) 내에 설치되어, 전력변환장치(110) 내의 온도를 측정하여 제어부(160)로 제공한다.
이때, 상기 온도 센서(120)는 전력변환장치(110) 내부의 온도를 측정하기 위하여 냉각 핀(112)에 인접하여 설치되는 제 1 온도 센서(121)와 전력변환용 반도체 소자(113)에 인접하여 설치되는 제 2 온도 센서(122)로 구성될 수 있다.
상기 압축기(130)는 압축 공기를 보텍스 튜브(150)로 공급하기 위해 마련되는 것으로, 압축 공기의 온도 및 압력에 따라 보텍스 튜브(150)로부터 발생되는 저온 공기 및 고온 공기의 온도가 달라질 수 있다.
따라서, 상기 압축기(130)에 의해 공급되는 압축 공기의 온도 및 압력은 냉각 시스템(100)의 용도, 설치 환경에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
상기 밸브(140)는 압축기(130)와 보텍스 튜브(150) 사이에 설치되며, 제어부(160)의 제어에 따라 개방 혹은 폐쇄되어 압축 공기의 흐름을 제어한다.
즉, 상기 밸브(140)는 제어부(160)의 제어에 따라 개방되어 압축기(130)로부터 제공되는 압축 공기가 보텍스 튜브(150)로 공급되도록 하고, 제어부(160)의 제어에 따라 폐쇄되어 압축기(130)로부터 제공되는 압축 공기가 보텍스 튜브(150)로 공급되는 것을 차단한다.
이때, 상기 압축기(130)와 보텍스 튜브(150)는 배관으로 연결되며, 상기 밸브(140)는 배관 상에 설치될 수 있다.
상기 보텍스 튜브(150)는 Ranque-Hilsch vortex tube라고 불리기도 하는 것으로, 압축기(130)로부터 공급되는 압축 공기를 분리하여 고온 공기와 저온 공기를 발생시킨다.
상기 보텍스 튜브(150)에 대한 구체적인 형상 및 설계 제반사항은 사용 목적 및 설치 환경에 따라 당업자가 적절하게 선택할 수 있는 것으로서, 본 실시 예에서는 보텍스 튜브(150)를 한정하는 것은 아니며, 기 공지되어 있는 다양한 보텍스 튜브들 중에서 선택될 수 있다.
이때, 상기 보텍스 튜브(150)로부터 발생된 저온 공기는 전력변환장치(110) 내부로 공급되어 전력변환장치(110)의 온도를 낮추는 역할을 한다.
반면, 상기 보텍스 튜브(150)로부터 발생된 고온 공기는 외부로 방출되거나, 발전기로 공급되어, 전력을 생산하는데 이용될 수 있다.
한편, 상기 보텍스 튜브(150)와 전력변환장치(110)는 배관으로 연결될 수 있다.
상기 제어부(160)는 온도 센서(120)에 의해 측정되는 온도를 수신하고, 수신한 온도를 바탕으로 보텍스 튜브(150)를 이용하여 전력변환장치(110)로 저온 공기를 공급해야하는지를 판단한다.
상기 제어부(160)는, 제 1 온도 센서(121)에 의해 측정된 온도가 제 1 설정 온도를 초과하거나 제 2 온도 센서(122)에 의해 측정된 온도가 제 2 설정 온도를 초과하는 경우에, 보텍스 튜브(150)를 이용하여 전력변환장치(110)로 저온 공기를 공급해야 하는 것으로 판단한다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 설정 온도는 적용 시스템, 설치 환경 등을 고려하여 당업자에 의해 설정될 수 있는 것으로서, 제 1 설정 온도는 80℃ ~ 100℃ 범위에서 설정될 수 있고, 제 2 설정 온도는 100℃ ~ 120℃ 범위에서 설정될 수 있다.
한편, 상기 제어부(160)는, 보텍스 튜브(150)를 이용하여 전력변환장치(110)로 저온 공기를 공급해야 하는 것으로 판단하는 경우, 밸브(140)로 밸브 개방신호를 전송한다.
따라서, 상기 밸브(140)는 제어부(160)의 밸브 개방신호를 수신함에 따라 개방되며, 이에 따라 압축기(130)로부터 제공되는 압축 공기가 밸브(140)를 거쳐 보텍스 튜브(150)로 공급된다.
반면, 상기 제어부(160)는, 제 1 온도 센서(121)에 의해 측정된 온도가 제 1 설정 온도 미만이고, 제 2 온도 센서(122)에 의해 측정된 온도가 제 2 설정 온도 미만인 경우에, 보텍스 튜브(150)를 이용하여 전력변환장치(110)로 저온 공기를 공급하지 않아도 되는 것으로 판단한다.
한편, 상기 제어부(160)는, 보텍스 튜브(150)를 이용하여 전력변환장치(110)로 저온 공기를 공급하지 않아도 되는 것으로 판단하는 경우, 밸브(140)로 밸브 폐쇄신호를 전송한다.
따라서, 상기 밸브(140)는 제어부(160)의 밸브 폐쇄신호를 수신함에 따라 폐쇄되며, 이에 따라 압축기(130)로부터 제공되는 압축 공기가 밸브(140)에 의해 차단되어 보텍스 튜브(150)로 공급되지 않는다.
한편, 본 실시 예에서는 상기 제어부(160)가 제 1 및 제 2 온도 센서(121, 122)에 의해 측정되는 온도를 바탕으로 보텍스 튜브(150)를 이용하여 전력변환장치(110)로 저온 공기를 공급해야하는지를 판단하는 것을 예로 들어 설명하였다.
하지만, 제 1 및 제 2 온도 센서(121, 122) 중 하나의 온도 센서만 설치되는 경우에도 본 발명은 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
즉, 상기 냉각 시스템(100)이 제 1 온도 센서(121)만을 구비하는 경우, 제어부(160)는 제 1 온도 센서(121)에 의해 측정되는 온도만을 바탕으로 보텍스 튜브(150)를 이용하여 전력변환장치(110)로 저온 공기를 공급해야하는지를 판단한다.
마찬가지로, 상기 냉각 시스템(100)이 제 2 온도 센서(122)만을 구비하는 경우, 제어부(160)는 제 2 온도 센서(122)에 의해 측정되는 온도만을 바탕으로 보텍스 튜브(150)를 이용하여 전력변환장치(110)로 저온 공기를 공급해야 하는지를 판단한다.
또한 상기 제어부(160)는 팬(114)의 정상동작여부를 감시하고, 팬(114)이 정상적으로 동작하지 않는 경우에서도 보텍스 튜브(150)의 저온 공기가 전력변환장치(110)로 공급될 수 있도록 제어한다. 즉, 상기 온도센서(120)에 의한 온도 감지로 보택스 튜브(150)의 제어 동작 이전에, 상기 팬(114)의 동작으로 전력변환장치(110) 내부가 냉각되야 한다. 만약 상기 팬(114)이 정상적으로 동작되지 않으면, 상기 전력변환장치(110) 내부 온도는 급격하게 상승될 우려가 있다. 이와 같이 전력변환장치(110) 내부 온도가 상승된 이후, 전력변환장치(110)로 보텍스 튜브(150)의 저온 공기가 공급되면, 이미 전력변환장치(110) 내부는 문제를 발생시킬 소지가 있게 된다. 따라서 전력변환장치(110)의 내부 온도가 상승되기 이전, 즉 팬(114)의 정상동작을 감시하고, 상기 팬(114)이 정상적으로 동작하지 않는다고 판단될 때, 미리 보텍스 튜브(150)의 저온 공기 공급을 제어하는 것이 바람직하다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 전력변환장치용 냉각 시스템의 구성에 대해서 살펴보았다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 전력변환장치용 냉각 시스템의 동작에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전력변환장치용 냉각 시스템의 제 1 실시 예에 따른 동작 순서를 도시한 플로우챠트이다.
도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전력변환장치용 냉각 시스템의 제 1 실시 예의 동작을 설명하되, 전력변환장치용 냉각 시스템(100)은 구동되어, 온도 센서(120) 및 압축기(130)는 정상적으로 동작하고 있으며, 온도 센서(120)는 제 1 온도 센서(121)로만 구성되어 있는 것으로 가정하며, 제 1 온도 센서(121)는 냉각 핀(112)에 인접하여 설치되는 것으로 가정한다.
도 2를 참조하면, 제어부(160)는 제 1 온도 센서(121)에 의해 측정된 온도를 수신하고(S210), 수신된 온도를 제 1 설정 온도와 비교하여, 제 1 설정 온도를 초과하는지를 판단한다(S220).
만약, 단계 S220에 따른 판단 결과, 수신된 온도가 제 1 설정 온도를 초과하는 경우(S220-Yes), 제어부(160)는 밸브(140)로 밸브 개방신호를 전송하고(S230), 수신된 온도가 제 1 설정 온도를 초과하지 않는 경우(S220-No), 제어부(160)는 밸브(140)로 밸브 폐쇄신호를 전송한다(S240).
이때, 단계 S230에 따라 밸브(140)가 밸브 개방신호를 수신하면, 밸브(140)가 개방되어 압축 공기가 보텍스 튜브(150)로 공급되고(S250), 보텍스 튜브(150)가 저온 공기를 전력변환장치(110)로 공급한다(S260).
반면, 단계 S240에 따라 밸브(140)가 밸브 폐쇄신호를 수신하면, 밸브(140)가 폐쇄되어 압축 공기가 보텍스 튜브(150)로 공급되는 것이 차단되고(S270), 보텍스 튜브(150)가 저온 공기를 전력변환장치(110)로 공급하는 것이 차단된다(S280).
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전력변환장치용 냉각 시스템의 제 2 실시 예에 따른 동작 순서를 도시한 플로우챠트이다.
도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전력변환장치용 냉각 시스템의 제 2 실시 예의 동작을 설명하되, 전력변환장치용 냉각 시스템(100)은 구동되어, 온도 센서(120) 및 압축기(130)는 정상적으로 동작하고 있으며, 온도 센서(120)는 제 2 온도 센서(122)로만 구성되어 있는 것으로 가정하며, 제 2 온도 센서(122)는 전력변환용 반도체 소자(113)에 인접하여 설치되는 것으로 가정한다.
도 3을 참조하면, 제어부(160)는 제 2 온도 센서(122)에 의해 측정된 온도를 수신하고(S310), 수신된 온도를 제 2 설정 온도와 비교하여, 제 2 설정 온도를 초과하는지를 판단한다(S320).
만약, 단계 S320에 따른 판단 결과, 수신된 온도가 제 2 설정 온도를 초과하는 경우(S320-Yes), 제어부(160)는 밸브(140)로 밸브 개방신호를 전송하고(S330), 수신된 온도가 제 2 설정 온도를 초과하지 않는 경우(S320-No), 제어부(160)는 밸브(140)로 밸브 폐쇄신호를 전송한다(S340).
이때, 단계 S330에 따라 밸브(140)가 밸브 개방신호를 수신하면, 밸브(140)가 개방되어 압축 공기가 보텍스 튜브(150)로 공급되고(S350), 보텍스 튜브(150)가 저온 공기를 전력변환장치(110)로 공급한다(S360).
반면, 단계 S340에 따라 밸브(140)가 밸브 폐쇄신호를 수신하면, 밸브(140)가 폐쇄되어 압축 공기가 볼텍스 튜브(150)로 공급되는 것이 차단되고(S370), 보텍스 튜브(150)가 저온 공기를 전력변환장치(110)로 공급하는 것이 차단된다(S380).
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전력변환장치용 냉각 시스템의 제 3 실시 예에 따른 동작 순서를 도시한 플로우챠트이다.
도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전력변환장치용 냉각 시스템의 제 3 실시 예의 동작을 설명하되, 전력변환장치용 냉각 시스템(100)은 구동되어, 온도 센서(120) 및 압축기(130)는 정상적으로 동작하고 있으며, 온도 센서(120)는 제 1 및 제 2 온도 센서(121, 122)로 구성되어 있는 것으로 가정하고, 제 1 온도 센서(121)는 냉각 핀(112)에 인접하여 설치되는 것으로 가정하며, 제 2 온도 센서(122)는 전력변환용 반도체 소자(113)에 인접하여 설치되는 것으로 가정한다.
도 4를 참조하면, 제어부(160)는 제 1 및 제 2 온도 센서(121, 122)에 의해 각각 측정된 제 1 및 제 2 온도를 수신하고(S410), 수신된 제 1 및 제 2 온도와 제 1 및 제 2 설정 온도를 비교하여, 제 1 및 제 2 온도를 초과하는지를 판단한다(S420).
만약, 단계 S420에 따른 판단 결과, 수신된 제 1 또는 제 2 온도가 제 1 또는 제 2 설정 온도를 초과하는 경우(S420-Yes), 제어부(160)는 밸브(140)로 밸브 개방신호를 전송하고(S430), 수신된 제 1 및 제 2 온도가 제 1 및 제 2 설정 온도를 초과하지 않는 경우(S420-No), 제어부(160)는 밸브(140)로 밸브 폐쇄신호를 전송한다(S440).
이때, 단계 S430에 따라 밸브(140)가 밸브 개방신호를 수신하면, 밸브(140)가 개방되어 압축 공기가 보텍스 튜브(150)로 공급되고(S450), 보텍스 튜브(150)가 저온 공기를 전력변환장치(110)로 공급한다(S460).
반면, 단계 S440에 따라 밸브(140)가 밸브 폐쇄신호를 수신하면, 밸브(140)가 폐쇄되어 압축 공기가 보텍스 튜브(150)로 공급되는 것이 차단되고(S470), 보텍스 튜브(150)가 저온 온기를 전력변환장치(110)로 공급하는 것이 차단된다(S480).
상기와 같은 본 발명에 따르면, 팬이 정상적으로 구동하지 않는 경우 혹은 팬이 정상적으로 동작하더라도 전력변환장치 내 온도가 기준 온도를 초과하게 되는 경우, 보텍스 튜브를 이용하여 저온 공기를 전력변환장치 내부로 공급하게 된다.
따라서, 전력변환장치 내 온도를 기준 온도 이하로 유지할 수 있으므로, 전력변환장치의 동작을 중지시키지 않아도 된다.
또한, 팬이 정상적으로 구동하지 않더라도, 팬의 교체를 위하여 전력변환장치의 동작을 정지시키지 않아도 되므로, 전력변환장치의 안정적인 운행이 가능하다.
한편, 본 발명에 따른 전력변환장치용 냉각 시스템의 구성 및 이의 동작 방법을 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 전력변환용 냉각 시스템 110 : 전력변환장치
111 : 케이스 112 : 냉각 핀
113 : 전력변환용 반도체 소자 114 : 팬
120 : 온도 센서 121 : 제 1 온도 센서
122 : 제 2 온도 센서 130 : 압축기
140 : 밸브 150 : 보텍스 튜브
160 : 제어부

Claims (9)

  1. 전력을 변환하는 전력변환장치를 냉각시키기 위한 전력변환장치용 냉각 시스템에 있어서,
    압축 공기를 발생시키는 압축기;
    상기 압축기로부터 제공되는 압축 공기를 바탕으로 저온 공기를 발생시키는 보텍스 튜브;
    상기 압축기와 상기 보텍스 튜브 사이에 설치되는 밸브;
    상기 전력변환장치의 냉각을 위한 냉각수단; 및
    상기 보텍스 튜브를 이용하여 상기 전력변환장치로 저온 공기를 공급해야 하는지를 판단하는 제어부;
    를 포함하는 전력변환장치용 냉각 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력변환장치 내에 설치되어, 상기 전력변환장치 내부의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하는 전력변환장치용 냉각 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 온도 센서에 의해 측정되는 온도를 기 설정된 설정 온도와 비교하여 상기 설정 온도를 초과하는 경우, 상기 밸브로 밸브 개방신호를 전송하고, 상기 설정 온도를 초과하지 않는 경우, 상기 밸브로 밸브 폐쇄신호를 전송하는 전력변환장치용 냉각 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 온도 센서는, 상기 전력변환장치 내부에 위치하는 냉각 핀에 인접하여 설치되는 제 1 온도 센서, 및 상기 전력변환장치 내부에 위치하는 전력변환용 반도체 소자에 인접하여 설치되는 제 2 온도 센서 중 적어도 하나를 포함하는 전력변환장치용 냉각 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 1 온도 센서에 의해 측정되는 온도가 제 1 설정 온도를 초과하거나 상기 제 2 온도에 의해 측정되는 온도가 제 2 설정 온도를 초과하는 경우에 상기 밸브로 밸브 개방신호를 전송하는 전력변환장치용 냉각 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 1 온도 센서에 의해 측정되는 온도 및 상기 제 2 온도 센서에 의해 측정되는 온도가 상기 제 1 및 제 2 설정 온도를 초과하지 않는 경우에 상기 밸브로 밸브 폐쇄신호를 전송하는 전력변환장치용 냉각 시스템.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각수단은, 상기 전력변환장치 내에 설치된 냉각 핀; 및
    상기 냉각 핀 사이로 공기가 순환되도록 구동되는 팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치용 냉각 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 팬의 구동을 감시하고, 팬이 정상적으로 동작하지 않을 때, 상기 보텍스 튜브를 이용하여 상기 전력변환장치로 저온 공기 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치용 냉각 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 온도센서의 검출온도에 기초해서 상기 팬의 구동을 판단하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치용 냉각 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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