KR20190070057A - Testing bench for energy transforming apparatus used at wave power plant - Google Patents

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KR20190070057A
KR20190070057A KR1020170170525A KR20170170525A KR20190070057A KR 20190070057 A KR20190070057 A KR 20190070057A KR 1020170170525 A KR1020170170525 A KR 1020170170525A KR 20170170525 A KR20170170525 A KR 20170170525A KR 20190070057 A KR20190070057 A KR 20190070057A
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김병곤
천호정
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Abstract

According to the present invention, a testing bench for an energy conversion apparatus for wave power generation comprises: a simulation vibration unit to convert a rotary motion of a motor into a reciprocating pendulum motion simulating a waveform of a regularly generated incident wave; a test target power takeoff (PTO) unit connected to an end of the simulation vibration unit to vibrate in the same momentum corresponding to the reciprocating pendulum motion of the simulation vibration unit; and a generation load control unit electrically connected to the motor, an input side hydraulic pump, and an output side hydraulic pump to randomly control a rotation number of the motor and compare the rotation number with a discharge flow change to control a constant speed of the motor to control an operation load of a generator. A variety of information in accordance with operation of a hydraulic energy conversion apparatus of a wave power generator is analyzed to accurately test performance to incorporate test results in a real design.

Description

파력발전 에너지 변환장치용 시험벤치{TESTING BENCH FOR ENERGY TRANSFORMING APPARATUS USED AT WAVE POWER PLANT}[0001] DESCRIPTION [0002] TESTING BENCH FOR ENERGY TRANSFORMING APPARATUS USED AT WAVE POWER PLANT [

본 발명은 파력발전 에너지 변환장치용 시험벤치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파력발전기의 유압 에너지 변환장치의 가동에 따른 각종 정보를 분석하여 성능을 정확하게 테스트하여 실제 설계에 반영토록 한 파력발전 에너지 변환장치용 시험벤치에 관한 것이다.The present invention relates to a test bench for a wave power generation energy conversion apparatus, and more particularly, to a test bench for a wave power generation energy conversion apparatus, And a test bench for the apparatus.

등록특허 제10-1285856호의 "파력 발전 장치 및 그를 위한 지지 구조물을 포함하는 설비"(이하 '선행기술')를 포함한 파력발전은 해상에 발생하는 파도의 유체 에너지를 이용하여 발전하는 것으로, 예를 들면 파랑의 운동 및 위치 에너지를 이용하여 터빈을 구동하거나, 파랑에 따른 기계장치의 반복적인 운동을 통하여 전기를 생산하는 것이다.The power generation including the power generation device and the supporting structure for the power generation device (hereinafter referred to as "the prior art") of Patent No. 10-1285856 is developed using the fluid energy of the wave generated in the sea, , The turbine is driven using the motion and the potential energy of the wave, or the repetitive motion of the mechanical device according to the wave produces electricity.

이러한 파력발전의 최적지는 파고가 높고 파주기가 긴 해역이라 할 수 있다.The optimal site for such wave power generation is the sea area with high wave height and long wave period.

이러한 선행기술을 포함한 기존의 파력발전 설비들은 실제 현장에 설치하기 전에 작동 조건이나 설치 및 시공 환경을 시뮬레이션 프로그램으로 분석하여 적용하는 경우가 있다.Existing wave power generation facilities including these prior arts may be analyzed by applying a simulation program to operating conditions or installation and construction environments before actual installation in the field.

그러나, 전술한 바와 같은 시뮬레이션 프로그램에 의한 분석은 실제 파랑의 특성과 에너지 변환장치의 연성에 따른 비선형적 거동을 반영하기 어려워 정확한 분석이 힘든 한계가 있었다. However, the analysis by the above-described simulation program has difficulty in accurately analyzing it because it is difficult to reflect the nonlinear behavior depending on the characteristics of the actual wave and the ductility of the energy conversion device.

여기서, 연성에 대해 상세히 설명하자면, 파랑에너지와 유압 PTO(Power Take Off)라는 에너지 변환장치간의 각기 다른 요소들이 서로 복잡하게 연계되어 있으며, 이러한 문제들을 연계해석(interaction analysis)　또는 연성해석(coupled analysis) 라고 한다.To describe ductility in detail, the different elements between the wave energy and the energy conversion device called the hydraulic power takeoff (PTO) are interlinked with each other, and these problems are analyzed by interaction analysis or coupled analysis ).

등록특허 제10-1285856호Patent No. 10-1285856

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 파력발전기의 유압 에너지 변환장치의 가동에 따른 각종 정보를 분석하여 성능을 정확하게 테스트하여 실제 설계에 반영토록 하는 파력발전 에너지 변환장치용 시험벤치을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a test bench for a wave power generation energy conversion apparatus which analyzes various information according to operation of a hydraulic energy conversion apparatus of a wave power generator, .

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 모터의 회전운동을, 규칙적으로 생성되는 입사파(入射波)의 파형을 모사(模寫)하는 왕복 진자 운동으로 변환시키는 모사가진(模寫加振) 유닛; 상기 모사가진 유닛의 단부와 연결되어 가동되는 입력측 유압 펌프와, 상기 입력측 유압 펌프에 작동원인 오일이 수용되는 오일 탱크와, 상기 입력측 유압 펌프의 출력측으로부터 상기 오일 탱크까지 연결되는 순환 배관상에 장착되는 출력측 유압 모터를 포함하며, 상기 모사가진 유닛의 왕복 진자 운동과 대응하는 동일 운동량으로 가진시키는 시험대상 PTO(Power Take Off) 유닛; 및 상기 모터와 상기 입력측 유압 펌프 및 상기 출력측 유압 모터와 전기적으로 연결되고, 상기 입력측 유압 펌프 및 상기 출력측 유압 모터의 토출 유량 변동에 따른 전기 에너지를 생성하는 발전기를 포함하며, 상기 모터의 회전수를 랜덤으로 제어하면서 상기 입력측 유압 펌프 및 상기 출력측 유압 모터의 토출 유량 변동과 비교함에 의하여, 상기 모터를 일정 속도로 제어하여 상기 발전기의 가동 부하를 제어하는 발전부하 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 파력발전 에너지 변환장치용 시험벤치를 제공할 수 있다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a motor drive device for driving a motor, which converts a rotational motion of a motor into a reciprocating pendulum motion, in which a waveform of an incident wave generated regularly is copied, ) unit; An input side hydraulic pump connected to the end of the simulation unit and operable to operate the input side hydraulic pump; an oil tank in which the input side hydraulic pump receives the oil caused by operation; and a circulation pipe connected from the output side of the input side hydraulic pump to the oil tank A power take off unit (PTO) to be tested that includes an output side hydraulic motor and excites the same at a same amount of motion corresponding to the reciprocating motion of the simulator unit; And a generator that is electrically connected to the motor, the input side hydraulic pump and the output side hydraulic motor and generates electric energy according to a discharge flow rate variation of the input side hydraulic pump and the output side hydraulic motor, And a power load control unit for controlling the motor at a constant speed to control a moving load of the generator by comparing the output flow rate fluctuations of the input side hydraulic pump and the output side hydraulic motor while controlling the generator at random, A test bench for a power generation energy conversion device can be provided.

여기서, 상기 모사가진 유닛은, 상기 모터와 연결되어 상기 발전부하 제어 유닛과 전기적으로 연결되고, 상기 모터의 출력 전압과 주파수를 가변시키면서 상기 모터의 회전수를 증감시켜 상기 모터의 속도를 제어하는 모터 인버터와, 모터의 구동축과 연결되는 회전 운동부와, 상기 회전 운동부의 가장자리에 회동 가능하게 결합되는 구동전달 링크와, 상기 구동전달 링크의 단부에 회동 가능하게 결합되는 출력 링크와, 상기 출력 링크의 단부에 구비되는 구동전달 축을 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the simulation unit may include a motor connected to the motor and electrically connected to the power generation load control unit, for controlling the speed of the motor by varying the number of revolutions of the motor while varying the output voltage and frequency of the motor An output link rotatably coupled to an end of the drive transmission link; and a drive link that is rotatably coupled to an end of the drive link, And a drive transmission shaft provided in the drive shaft.

이때, 상기 시험대상 PTO 유닛은, 상기 오일 탱크의 배출 포트와 환원 포트를 서로 연결하는 순환 배관과, 상기 모사가진 유닛의 단부에 구비된 구동전달 축과 연결되어 상기 순환 배관 상에 장착되는 상기 입력측 유압 펌프의 토출측과, 상기 출력측 유압 모터의 입구측 사이의 상기 순환 배관 상에 장착되며, 상기 출력측 유압 모터측으로 오일의 흐름을 허용 또는 차단하는 제1 절환 밸브와, 상기 입력측 유압 펌프의 토출측과 상기 제1 절환 밸브 사이의 상기 순환 배관으로부터 상기 환원 포트측으로 연결되는 바이패스 배관과, 상기 바이패스 배관상에 장착되어 상기 환원 포트측을 향하는 오일의 흐름을 허용 또는 차단하는 제2 절환 밸브와, 상기 제1 절환 밸브와 상기 출력측 유압 모터의 입구측 사이의 상기 순환 배관상에 장착되어 상기 출력측 유압 모터측으로 흐르는 오일의 유량을 비례제어하여 조절하는 유량 비례제어 밸브와, 상기 출력측 유압 모터의 토출측과 상기 환원 포트 사이의 상기 순환 배관상에 장착되어 상기 출력측 유압 모터의 토출측 압력이나 부하 유량의 변동과 별도로 상기 환원 포트측으로 향하는 오일의 압력을 일정하게 유지시키는 거버너 비례제어 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.At this time, the PTO unit to be tested includes a circulation pipe for connecting the discharge port of the oil tank and the reduction port to each other, and a drive transmission shaft provided at an end of the simulation unit, A first switching valve mounted on the circulation pipe between the discharge side of the hydraulic pump and the inlet side of the output side hydraulic motor and allowing or blocking the flow of oil to the output side hydraulic motor side; A second switching valve mounted on the bypass pipe for allowing or blocking the flow of the oil toward the reducing port side, and a second switching valve disposed between the first switching valve and the second switching valve, And a second switching valve mounted on the circulation pipe between the first switching valve and the inlet side of the output side hydraulic motor, And a control unit that is mounted on the circulation pipe between the discharge side of the output side hydraulic motor and the reduction port to change the output side pressure or load flow rate of the output side hydraulic motor, And a governor proportional control valve for separately maintaining the pressure of the oil flowing toward the reduction port side at a constant level.

또한, 상기 발전부하 제어 유닛은, 상기 출력측 유압 모터와 연결되는 마그네틱 발전기와, 상기 출력측 유압 모터와 상기 마그네틱 발전기 사이에 장착되어 상기 마그네틱 발전기의 토크(torque)를 실시간으로 측정하는 토크 센서와, 상기 마그네틱 발전기와 연결되는 AC/DC 컨버터와, 상기 AC/DC 컨버터와 연결되는 인버터와, 상기 인버터와 연결되는 축전지와, 상기 마그네틱 발전기와 상기 인버터와 연결되어 상기 마그네틱 발전기의 전압과 전류와 회전수 정보를 실시간으로 저장하여 기설정값과 비교분석하며, 상기 인버터의 가동 준비와 오작동 여부를 판별하는 발전기 PLC 제어부와, 상기 토크 센서와 상기 입력측 유압 펌프와 상기 출력측 유압 모터를 포함하는 상기 시험대상 PTO 유닛과 전기적으로 연결되어 상기 시험대상 PTO 유닛으로부터 실시간으로 전달되는 오일 유량 및 상기 오일 유량의 변동 정보로부터 상기 시험대상 PTO 유닛의 성능을 분석 및 평가하는 PTO PLC 제어부와, 상기 PLC 제어부 및 상기 PTO PLC 제어부와 서버 DB를 네트워크 통신 가능하게 연결되며 관리자의 조작 입력 및 정보 저장을 수행하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The power generation load control unit may include a magnetic generator connected to the output side hydraulic motor, a torque sensor mounted between the output side hydraulic motor and the magnetic generator for measuring a torque of the magnetic generator in real time, An AC / DC converter connected to the magnetic generator, an inverter connected to the AC / DC converter, a storage battery connected to the inverter, and a control unit connected to the magnetic generator and the inverter, A generator PLC control unit for comparing the output torque of the generator with a predetermined value and comparing the torque value with a predetermined value and determining whether the inverter is prepared for operation and malfunction; To be tested in real time from the PTO unit under test A PTO PLC control unit for analyzing and evaluating the performance of the PTO unit under test from the information of the oil flow rate and the oil flow rate to be transmitted; and a control unit for controlling the PLC control unit, the PTO PLC control unit and the server DB, And a communication unit for performing input and information storage.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration, the following effects can be achieved.

우선, 본 발명은 모터의 회전운동을, 규칙적으로 생성되는 입사파(入射波)의 파형을 모사(模寫)하는 왕복 진자 운동으로 변환시키는 모사가진(模寫加振) 유닛; 모사가진 유닛의 단부와 연결되어 가동되는 입력측 유압 펌프와, 입력측 유압 펌프에 작동원인 오일이 수용되는 오일 탱크와, 입력측 유압 펌프의 출력측으로부터 오일 탱크까지 연결되는 순환 배관상에 장착되는 출력측 유압 모터를 포함하며, 모사가진 유닛의 왕복 진자 운동과 대응하는 동일 운동량으로 가진시키는 시험대상 PTO(Power Take Off) 유닛; 및 모터와 입력측 유압 펌프 및 출력측 유압 모터와 전기적으로 연결되고, 입력측 유압 펌프 및 출력측 유압 모터의 토출 유량 변동에 따른 전기 에너지를 생성하는 발전기를 포함하며, 모터의 회전수를 랜덤으로 제어하면서 입력측 유압 펌프 및 출력측 유압 모터의 토출 유량 변동과 비교함에 의하여, 모터를 일정 속도로 제어하여 발전기의 가동 부하를 제어하는 발전부하 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하여, 파력발전기의 유압 PTO의 가동에 따른 각종 정보를 분석하고 성능을 정확하게 테스트하여 실제 설계에 반영함에 도움을 줄 수 있으므로 설계와 설치 및 시공에 따른 시간과 비용의 대폭적인 절감이 가능하게 될 것이다.First, the present invention relates to a simulated excitation unit for converting the rotational motion of a motor into a reciprocating pendulum motion that simulates a waveform of an incident wave generated regularly; An input side hydraulic pump connected to the end of the simulated unit and an output side hydraulic motor mounted on a circulation pipe connected from the output side of the input side hydraulic pump to the oil tank, A power take off unit (PTO) to be tested to be excited with the same amount of exercise corresponding to the reciprocating motion of the simulated unit; And a generator electrically connected to the motor, the input side hydraulic pump and the output side hydraulic motor, and generating electric energy corresponding to the variation of the discharge flow rate of the input side hydraulic pump and the output side hydraulic motor, And a power generation load control unit for controlling the motor at a constant speed to control the operation load of the generator by comparing the variation of the discharge flow rate of the pump and the output side hydraulic motor. By analyzing information and accurately testing performance and helping to incorporate it into real-world designs, it will enable significant savings in time and costs associated with design, installation, and construction.

그리고, 본 발명에 따른 모사가진 유닛은, 모터와 연결되어 발전부하 제어 유닛과 전기적으로 연결되고, 모터의 출력 전압과 주파수를 가변시키면서 모터의 회전수를 증감시켜 모터의 속도를 제어하는 모터 인버터와, 모터의 구동축과 연결되는 회전 운동부와, 회전 운동부의 가장자리에 회동 가능하게 결합되는 구동전달 링크와, 구동전달 링크의 단부에 회동 가능하게 결합되는 출력 링크와, 출력 링크의 단부에 구비되는 구동전달 축을 포함함으로써, 입사가진 모델의 다양한 실시예를 제공함으로써 설계 자유도를 대폭적으로 향상시켜 다양한 수요자의 요구에 적극적인 대응이 가능하게 될 것이다.The simulation unit includes a motor inverter connected to the motor and electrically connected to the power generation load control unit to control the speed of the motor by varying the number of revolutions of the motor while varying the output voltage and frequency of the motor, An output link rotatably coupled to an end portion of the drive transmission link, and a driving link provided at an end portion of the output link, wherein the drive link is rotatably coupled to an edge of the rotation portion, By including the shafts, various degrees of freedom of design can be greatly improved by providing various embodiments of incident incidence models, so that it becomes possible to actively respond to the demands of various customers.

그리고, 본 발명에 따른 시험대상 PTO 유닛은, 오일 탱크의 배출 포트와 환원 포트를 서로 연결하는 순환 배관과, 모사가진 유닛의 단부에 구비된 구동전달 축과 연결되어 순환 배관 상에 장착되는 입력측 유압 펌프의 토출측과, 출력측 유압 모터의 입구측 사이의 순환 배관 상에 장착되며, 출력측 유압 모터측으로 오일의 흐름을 허용 또는 차단하는 제1 절환 밸브와, 입력측 유압 펌프의 토출측과 제1 절환 밸브 사이의 순환 배관으로부터 환원 포트측으로 연결되는 바이패스 배관과, 바이패스 배관상에 장착되어 환원 포트측을 향하는 오일의 흐름을 허용 또는 차단하는 제2 절환 밸브와, 제1 절환 밸브와 출력측 유압 모터의 입구측 사이의 순환 배관상에 장착되어 출력측 유압 모터측으로 흐르는 오일의 유량을 비례제어하여 조절하는 유량 비례제어 밸브와, 출력측 유압 모터의 토출측과 환원 포트 사이의 순환 배관상에 장착되어 출력측 유압 모터의 토출측 압력이나 부하 유량의 변동과 별도로 환원 포트측으로 향하는 오일의 압력을 일정하게 유지시키는 거버너 비례제어 밸브를 포함함으로써, 파력발전기의 유압 PTO의 가동에 따른 각종 정보를 분석하고 성능을 정확하게 테스트하여 실제 설계에 반영함에 큰 도움을 줄 수 있게 될 것이다.The PTO unit to be tested according to the present invention includes a circulation pipe for connecting the discharge port of the oil tank and the reduction port to each other, and an input-side hydraulic pressure pipe connected to the drive transmission shaft provided at the end of the simulation- A first switching valve which is mounted on a circulation pipe between the discharge side of the pump and the inlet side of the output side hydraulic motor and which permits or blocks the flow of oil to the output side hydraulic motor side, A second switching valve mounted on the bypass pipe for allowing or blocking the flow of the oil toward the reduction port side, a second switching valve disposed on the bypass pipe for connecting the first switching valve and the inlet side of the output side hydraulic motor Which is mounted on the circulating piping between the output hydraulic motor and the output hydraulic motor, And a governor proportional control valve which is mounted on a circulation pipe between the discharge side of the output side hydraulic motor and the reduction port to keep constant the pressure of the oil directed to the reduction port side in addition to the fluctuation of the discharge side pressure or the load flow rate of the output side hydraulic motor , The hydraulic power PTO of the wave generator will analyze various information according to the operation and accurately test the performance and reflect it in the actual design.

또한, 본 발명에 따른 발전부하 제어 유닛은, 출력측 유압 모터와 연결되는 마그네틱 발전기와, 출력측 유압 모터와 마그네틱 발전기 사이에 장착되어 마그네틱 발전기의 토크(torque)를 실시간으로 측정하는 토크 센서와, 마그네틱 발전기와 연결되는 AC/DC 컨버터와, AC/DC 컨버터와 연결되는 인버터와, 인버터와 연결되는 축전지와, 마그네틱 발전기와 인버터와 연결되어 마그네틱 발전기의 전압과 전류와 회전수 정보를 실시간으로 저장하여 기설정값과 비교분석하며, 인버터의 가동 준비와 오작동 여부를 판별하는 발전기 PLC 제어부와, 토크 센서와 입력측 유압 펌프와 출력측 유압 모터를 포함하는 시험대상 PTO 유닛과 전기적으로 연결되어 시험대상 PTO 유닛으로부터 실시간으로 전달되는 오일 유량 및 오일 유량의 변동 정보로부터 시험대상 PTO 유닛의 성능을 분석 및 평가하는 PTO PLC 제어부와, PLC 제어부 및 PTO PLC 제어부와 서버 DB를 네트워크 통신 가능하게 연결되며 관리자의 조작 입력 및 정보 저장을 수행하는 통신부를 포함함으로써, 발전기의 발전효율과 발전 가동율과 발전기의 내구성 측면에서 매우 중요한 정격회전 유지가 가능하도록 부하 제어를 할 수 있다는 점에서 모터의 정속제어에 따른 실제 설계 및 시공시 내구성과 발전효율이 우수한 파력발전 설비의 제공이 가능하게 될 것이다.The power generation load control unit according to the present invention includes a magnetic generator connected to the output side hydraulic motor, a torque sensor mounted between the output side hydraulic motor and the magnetic generator for measuring the torque of the magnetic generator in real time, The AC / DC converter connected to the AC / DC converter, the inverter connected to the AC / DC converter, the battery connected to the inverter, the magnetic generator and the inverter connected to the magnetic generator to store the voltage, And is electrically connected to the PTO unit to be tested including the torque sensor, the input side hydraulic pump, and the output side hydraulic motor, and is connected to the PTO unit to be tested in real time From the information of the oil flow rate and the oil flow rate which are transmitted, A PTO PLC control unit for analyzing and evaluating performance, and a communication unit connected to the PLC control unit, the PTO PLC control unit, and the server DB in a network communication manner, In view of durability of the generator, it is possible to control the load so as to maintain the rated rotation, which is very important. Therefore, it will be possible to provide a wave generator with excellent durability and power generation efficiency during the actual design and construction according to the constant speed control of the motor.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파력발전 에너지 변환장치용 시험벤치의 전체적인 구조를 나타낸 개념도1 is a conceptual view showing the overall structure of a test bench for a wave power generation energy conversion apparatus according to an embodiment of the present invention;

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in various other forms.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.The present embodiments are provided so that the disclosure of the present invention is thoroughly disclosed and that those skilled in the art will fully understand the scope of the present invention.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.And the present invention is only defined by the scope of the claims.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.Thus, in some embodiments, well known components, well known operations, and well-known techniques are not specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.In addition, throughout the specification, like reference numerals refer to like elements, and the terms (mentioned) used herein are intended to illustrate the embodiments and not to limit the invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In this specification, the singular forms include plural forms unless the context clearly dictates otherwise, and the constituents and acts referred to as " comprising (or having) " do not exclude the presence or addition of one or more other constituents and actions .

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless they are defined.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파력발전 에너지 변환장치용 시험벤치의 전체적인 구조를 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing the overall structure of a test bench for a wave power generation energy conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.

참고로, 도면에서 점선은 전기적 연결 관계를, 이점 쇄선은 무선 또는 유선으로 통신 연결되는 관계를 각각 나타낸 것이다.For reference, the dotted lines in the figure represent the electrical connection relationship, and the two-dot chain line represent the wireless and wired communication connections.

우선, 본 발명은 도시된 바와 같이 모사가진(模寫加振) 유닛(100)과, 시험대상 PTO(Power Take Off) 유닛(200)과, 발전부하 제어 유닛(300)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.First, as shown in the drawing, it is understood that the structure includes a simulated excitation unit 100, a power take off unit (PTO) 200 to be tested, and a power generation load control unit 300 .

모사가진 유닛(100)은 모터(101)의 회전운동을, 규칙적으로 생성되는 입사파(入射波)의 파형을 모사(模寫)하는 왕복 진자 운동으로 변환시키는 것이다.The simulation unit 100 converts the rotational motion of the motor 101 into a reciprocating pendulum motion that simulates the waveform of an incident wave that is regularly generated.

시험대상 PTO 유닛(200)은 모사가진 유닛(100)의 단부와 연결되어 모사가진 유닛(100)의 왕복 진자 운동과 대응하는 동일 운동량으로 가진시키는 것이다.The PTO unit 200 to be tested is connected to the end of the simulation unit 100 and excites it with the same amount of exercise corresponding to the reciprocating motion of the simulator unit 100. [

시험대상 PTO 유닛(200)은 모사가진 유닛(100)의 단부와 연결되어 가동되는 입력측 유압 펌프(201)와, 입력측 유압 펌프(201)에 작동원인 오일이 수용되는 오일 탱크(203)와, 입력측 유압 펌프(201)의 출력측으로부터 오일 탱크(203)까지 연결되는 순환 배관(204)상에 장착되는 출력측 유압 모터(202)를 포함한다.The PTO unit 200 to be tested includes an input side hydraulic pump 201 connected to the end of the simulation unit 100 and an oil tank 203 for receiving oil for operation from the input side hydraulic pump 201, And an output side hydraulic motor 202 mounted on a circulation pipe 204 connected from the output side of the hydraulic pump 201 to the oil tank 203.

또한, 발전부하 제어 유닛(300)은 모터(101)와 입력측 유압 펌프(201) 및 출력측 유압 모터(202)와 전기적으로 연결되고, 입력측 유압 펌프(201) 및 출력측 유압 모터(202)의 토출 유량 변동에 따른 전기 에너지를 생성하는 발전기(301)를 포함하는 것이다.The power generation load control unit 300 is electrically connected to the motor 101 and the input side hydraulic pump 201 and the output side hydraulic motor 202 and controls the output flow rate of the input side hydraulic pump 201 and the output side hydraulic motor 202 And a generator 301 for generating electric energy according to the variation.

발전부하 제어 유닛(300)은 모터(101)의 회전수를 랜덤으로 제어하면서 입력측 유압 펌프(201) 및 출력측 유압 모터(202)의 토출 유량 변동과 비교함에 의하여, 모터(101)를 일정 속도로 제어하여 발전기(301)의 가동 부하를 제어하는 것이다.The power generation load control unit 300 compares the rotation speed of the motor 101 with the variation in the discharge flow rate of the input side hydraulic pump 201 and the output side hydraulic motor 202 while randomly controlling the rotation speed of the motor 101, So as to control the operation load of the generator 301.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention.

우선, 모사가진 유닛(100)은, 모터(101)와 연결되어 발전부하 제어 유닛(300)과 전기적으로 연결되고, 모터(101)의 출력 전압과 주파수를 가변시키면서 모터(101)의 회전수를 증감시켜 모터(101)의 속도를 제어하는 모터 인버터(102)를 구비할 수 있다.First, the simulation unit 100 is connected to the motor 101 and is electrically connected to the power generation load control unit 300. The simulator unit 100 varies the rotational frequency of the motor 101 while varying the output voltage and frequency of the motor 101 And a motor inverter 102 for controlling the speed of the motor 101 by increasing or decreasing the speed.

그리고, 모사가진 유닛(100)은, 모터(101)의 구동축(110s)과 연결되는 회전 운동부(110)와, 회전 운동부(110)의 가장자리에 회동 가능하게 결합되는 구동전달 링크(120)와, 구동전달 링크(120)의 단부에 회동 가능하게 결합되는 출력 링크(130)와, 출력 링크(130)의 단부에 구비되는 구동전달 축(140)을 포함할 수 있다.The simulation unit 100 includes a rotation unit 110 connected to the drive shaft 110s of the motor 101, a drive transmission link 120 rotatably coupled to an edge of the rotation unit 110, An output link 130 rotatably coupled to an end of the drive transmission link 120 and a drive transmission shaft 140 provided at an end of the output link 130. [

여기서, 구동전달 축(140)은 후술할 시험대상 PTO 유닛(200)의 입력측 유압 펌프(201)와 연결되는 것을 알 수 있다.Here, the drive transmission shaft 140 is connected to the input side hydraulic pump 201 of the PTO unit 200 to be tested, which will be described later.

한편, 시험대상 PTO 유닛(200)은, 오일 탱크(203)의 배출 포트(203e)와 환원 포트(203r)를 서로 연결하는 순환 배관(204)을 포함할 수 있다.On the other hand, the PTO unit 200 to be tested may include a circulation pipe 204 connecting the discharge port 203e of the oil tank 203 and the reduction port 203r to each other.

여기서, 시험대상 PTO 유닛(200)은, 모사가진 유닛(100)의 단부에 구비된 구동전달 축(140)과 연결되어 순환 배관(204) 상에 장착되는 입력측 유압 펌프(201)의 토출측과, 출력측 유압 모터(202)의 입구측 사이의 순환 배관(204) 상에 장착되며, 출력측 유압 모터(202)측으로 오일의 흐름을 허용 또는 차단하는 제1 절환 밸브(210)를 포함할 수 있다.The PTO unit 200 to be tested includes a discharge side of the input side hydraulic pump 201 connected to the drive transmission shaft 140 provided at the end of the simulation unit 100 and mounted on the circulation pipe 204, And a first switching valve 210 mounted on the circulation pipe 204 between the inlet side of the output side hydraulic motor 202 and allowing or blocking the flow of oil to the output side hydraulic motor 202 side.

이때, 시험대상 PTO 유닛(200)은, 입력측 유압 펌프(201)의 토출측과 제1 절환 밸브(210) 사이의 순환 배관(204)으로부터 환원 포트(203r)측으로 연결되는 바이패스 배관(221)을 포함할 수 있다.At this time, the PTO unit 200 to be tested has a bypass pipe 221 connected to the reduction port 203r side from the circulation pipe 204 between the discharge side of the input side hydraulic pump 201 and the first switching valve 210 .

바이패스 배관(221)은 순환 배관(204)을 횡단하여 비상시 배출 포트(203e)측으로부터 환원 포트(203r)측으로 오일을 바로 환원시키는 연통 배관(222)과 합류된다.The bypass piping 221 joins the communication piping 222 for directly reducing the oil from the discharge port 203e side to the reduction port 203r side in the emergency traverse across the circulation piping 204. [

그리고, 시험대상 PTO 유닛(200)은, 바이패스 배관(221)상에 장착되어 환원 포트(203r)측을 향하는 오일의 흐름을 허용 또는 차단하는 제2 절환 밸브(220)를 포함할 수 있다.The PTO unit 200 to be tested may include a second switching valve 220 mounted on the bypass pipe 221 for allowing or blocking the flow of the oil toward the reducing port 203r side.

그리고, 시험대상 PTO 유닛(200)은, 제1 절환 밸브(210)와 출력측 유압 모터(202)의 입구측 사이의 순환 배관(204)상에 장착되어 출력측 유압 모터(202)측으로 흐르는 오일의 유량을 비례제어하여 조절하는 유량 비례제어 밸브(230)를 포함할 수 있다.The PTO unit 200 to be tested is mounted on the circulation pipe 204 between the first switching valve 210 and the inlet side of the output side hydraulic motor 202 to control the flow rate of the oil flowing to the output side hydraulic motor 202 side And a flow rate proportional control valve 230 for controlling the flow rate of the fluid.

또한, 시험대상 PTO 유닛(200)은, 출력측 유압 모터(202)의 토출측과 환원 포트(203r) 사이의 순환 배관(204)상에 장착되어 출력측 유압 모터(202)의 토출측 압력이나 부하 유량의 변동과 별도로 환원 포트(203r)측으로 향하는 오일의 압력을 일정하게 유지시키는 거버너 비례제어 밸브(240)를 포함할 수 있다.The PTO unit 200 to be tested is mounted on the circulation pipe 204 between the discharge side of the output side hydraulic motor 202 and the reduction port 203r to detect the fluctuation of the discharge side pressure of the output side hydraulic motor 202, And a governor proportional control valve 240 that keeps the pressure of the oil directed toward the reduction port 203r side constant.

따라서, 후술할 발전부하 제어 유닛(300)은 입력측 유압 펌프(201) 및 출력측 유압 모터(202)의 성능을 제외한 제1 절환 밸브(210)와 제2 절환 밸브(220)와 유량 비례제어 밸브(230) 및 거버너 비례제어 밸브(240)를 포함한 시험대상 PTO 유닛(200)의 성능을 평가하게 되는 것이다.Therefore, the power generation load control unit 300 to be described later is provided with the first switching valve 210, the second switching valve 220, and the flow proportional control valve (not shown) except for the performance of the input side hydraulic pump 201 and the output side hydraulic motor 202 230 and the governor-proportional-control valve 240 of the PTO unit 200 to be tested.

한편, 발전부하 제어 유닛(300)은, 출력측 유압 모터(202)와 연결되는 마그네틱 발전기(301)와, 출력측 유압 모터(202)와 마그네틱 발전기(301) 사이에 장착되어 마그네틱 발전기(301)의 토크(torque)를 실시간으로 측정하는 토크 센서(302)와, 마그네틱 발전기(301)와 연결되는 AC/DC 컨버터(303)와, AC/DC 컨버터(303)와 연결되는 인버터(304)와, 인버터(304)와 연결되는 축전지(305)를 포함할 수 있다.On the other hand, the power generation load control unit 300 includes a magnetic generator 301 connected to the output side hydraulic motor 202, and a generator 300 connected between the output side hydraulic motor 202 and the magnetic generator 301, a torque sensor 302 for measuring torque in real time, an AC / DC converter 303 connected to the magnetic generator 301, an inverter 304 connected to the AC / DC converter 303, 304 and a battery 305 connected to the battery.

그리고, 발전부하 제어 유닛(300)은, 마그네틱 발전기(301)와 인버터(304)와 연결되어 마그네틱 발전기(301)의 전압과 전류와 회전수 정보를 실시간으로 저장하여 기설정값과 비교분석하며, 인버터(304)의 가동 준비와 오작동 여부를 판별하는 발전기 PLC 제어부(310)를 포함할 수 있다.The power generation load control unit 300 is connected to the magnetic generator 301 and the inverter 304 to store the voltage, current, and rotation speed information of the magnetic generator 301 in real time, And a generator PLC control unit 310 for determining whether the inverter 304 is ready for operation and whether the inverter 304 is malfunctioning.

여기서, 발전기 PLC 제어부(310)에는 전술한 마그네틱 발전기(301)를 포함하는 발전기의 전력 계통과 관련된 계측 정보값과 기설정값의 비교분석을 위한 제어 DB(311)를 내장할 수 있다.Here, the generator PLC control unit 310 may include a control DB 311 for comparing and analyzing measurement information values related to the power system of the generator including the magnetic generator 301 described above and predetermined values.

이때, 관리자는 이러한 제어 DB(311)에 대한 접근이나 현재 마그네틱 발전기(301)의 가동율 및 축전지(305)의 전원 잔량을 실시간으로 확인하고, 제반 조작을 위한 입력이 가능하도록 제어 DB(311)와 연결된 PLC 터치 스크린 패널(312)을 이용할 수 있다.At this time, the manager checks in real time the access rate to the control DB 311, the operation rate of the magnetic generator 301 and the remaining power amount of the battery 305, and inputs the control DB 311 A connected PLC touch screen panel 312 may be used.

아울러, 발전부하 제어 유닛(300)은, 토크 센서(302)와 입력측 유압 펌프(201)와 출력측 유압 모터(202)를 포함하는 시험대상 PTO 유닛(200)과 전기적으로 연결되어 시험대상 PTO 유닛(200)으로부터 실시간으로 전달되는 오일 유량 및 오일 유량의 변동 정보로부터 시험대상 PTO 유닛(200)의 성능을 분석 및 평가하는 PTO PLC 제어부(320)를 포함할 수 있다.The power generation load control unit 300 is electrically connected to the PTO unit 200 to be tested including the torque sensor 302, the input side hydraulic pump 201 and the output side hydraulic motor 202, And a PTO PLC control unit 320 for analyzing and evaluating the performance of the PTO unit 200 to be tested from the information on the variation of the oil flow rate and the oil flow rate delivered from the PTO unit 200 in real time.

여기서, PTO PLC 제어부(320)에는 전술한 시험대상 PTO 유닛(200)의 각 구성 부품들의 가동에 따른 실시간 현황 및 계측 정보값과 기설정값의 비교분석을 위한 제어 DB(321)를 내장할 수 있다.Here, the PTO PLC control unit 320 can include a real-time status according to the operation of each component of the PTO unit 200 to be tested, and a control DB 321 for comparing and analyzing measurement information values and preset values have.

이때, 관리자는 이러한 제어 DB(321)에 대한 접근이나, 모사가진 유닛(100)과 유압적으로 연결된 시험대상 PTO 유닛(200)의 현재 가동 상태 확인이나 가동율 및 각종 계측값을 실시간으로 확인하고 제반 조작을 위한 입력이 가능하도록 발전기 PLC 제어부(310)의 PLC 터치 스크린 패널(312)을 이용할 수도 있음은 물론이다.At this time, the administrator checks in real time the access to the control DB 321, the check of the current operation state of the test object PTO unit 200 hydraulically connected to the simulation unit 100, the operation rate and various measurement values, Of course, the PLC touch screen panel 312 of the generator PLC control unit 310 may be used so that an input for operation can be performed.

또한, 발전부하 제어 유닛(300)은, PLC 제어부 및 PTO PLC 제어부(320)와 서버 DB(306)를 조작 단말(307)을 통하여 네트워크 통신 가능하게 연결되며 관리자의 조작 입력 및 정보 저장을 수행하는 통신부(330)를 포함할 수 있다.The power generation load control unit 300 is connected to the PLC control unit and the PTO PLC control unit 320 and the server DB 306 via the operation terminal 307 in a network-communicable manner, And a communication unit 330.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파력발전 에너지 변환장치용 시험벤치의 작용 및 효과에 대하여 다음과 같이 살펴보고자 한다.Hereinafter, the operation and effect of a test bench for a wave power generation energy conversion apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described as follows.

우선, 본 발명은 모터(101)의 회전운동을, 규칙적으로 생성되는 입사파의 파형을 모사하는 왕복 진자 운동으로 변환시키는 모사가진 유닛(100); 모사가진 유닛(100)의 단부와 연결되어 가동되는 입력측 유압 펌프(201)와, 입력측 유압 펌프(201)에 작동원인 오일이 수용되는 오일 탱크(203)와, 입력측 유압 펌프(201)의 출력측으로부터 오일 탱크(203)까지 연결되는 순환 배관(204)상에 장착되는 출력측 유압 모터(202)를 포함하며, 모사가진 유닛(100)의 왕복 진자 운동과 대응하는 동일 운동량으로 가진시키는 시험대상 PTO 유닛(200); 및 모터(101)와 입력측 유압 펌프(201) 및 출력측 유압 모터(202)와 전기적으로 연결되고, 입력측 유압 펌프(201) 및 출력측 유압 모터(202)의 토출 유량 변동에 따른 전기 에너지를 생성하는 발전기(301)를 포함하며, 모터(101)의 회전수를 랜덤으로 제어하면서 입력측 유압 펌프(201) 및 출력측 유압 모터(202)의 토출 유량 변동과 비교함에 의하여, 모터(101)를 일정 속도로 제어하여 발전기(301)의 가동 부하를 제어하는 발전부하 제어 유닛(300)을 포함하는 것을 특징으로 하여, 파력발전기의 유압 PTO의 가동에 따른 각종 정보를 분석하고 성능을 정확하게 테스트하여 실제 설계에 반영함에 도움을 줄 수 있으므로 설계와 설치 및 시공에 따른 시간과 비용의 대폭적인 절감이 가능하게 될 것이다.First, the present invention includes a simulator unit 100 for converting a rotational motion of a motor 101 into a reciprocating pendulum motion simulating a waveform of an incident wave generated regularly; An input side hydraulic pump 201 connected to the end of the simulation unit 100 and an oil tank 203 for receiving an oil attributable to the operation of the input side hydraulic pump 201 and an output side of the input side hydraulic pump 201 And an output side hydraulic motor 202 mounted on a circulation pipe 204 connected to the oil tank 203. The PTO unit to be tested to be excited with the same amount of motion corresponding to the reciprocating motion of the simulator unit 100 200); And a generator electrically connected to the motor 101 and the input side hydraulic pump 201 and the output side hydraulic motor 202 and generating electrical energy in accordance with variations in the discharge flow rate of the input side hydraulic pump 201 and the output side hydraulic motor 202, The motor 101 is controlled at a constant speed by randomly controlling the rotation speed of the motor 101 and comparing the rotation speed of the motor 101 with the variation in the discharge flow rate of the input side hydraulic pump 201 and the output side hydraulic motor 202. [ And a power generation load control unit (300) for controlling the operation load of the generator (301). The power supply load control unit (300) analyzes the various information according to the operation of the hydraulic PTO of the wave generator and accurately tests the performance, This will help to save a great deal of time and money on design, installation and construction.

그리고, 본 발명에 따른 모사가진 유닛(100)은, 모터(101)와 연결되어 발전부하 제어 유닛(300)과 전기적으로 연결되고, 모터(101)의 출력 전압과 주파수를 가변시키면서 모터(101)의 회전수를 증감시켜 모터(101)의 속도를 제어하는 모터 인버터(304)(102)와, 모터(101)의 구동축(110s)과 연결되는 회전 운동부(110)와, 회전 운동부(110)의 가장자리에 회동 가능하게 결합되는 구동전달 링크(120)와, 구동전달 링크(120)의 단부에 회동 가능하게 결합되는 출력 링크(130)와, 출력 링크(130)의 단부에 구비되는 구동전달 축(140)을 포함함으로써, 입사가진 모델의 다양한 실시예를 제공함으로써 설계 자유도를 대폭적으로 향상시켜 다양한 수요자의 요구에 적극적인 대응이 가능하게 될 것이다.The simulated excitation unit 100 according to the present invention is connected to the motor 101 and is electrically connected to the power generation load control unit 300. The simulated excitation unit 100 varies the output voltage and frequency of the motor 101, A motor rotator 110 connected to the drive shaft 110s of the motor 101 and a motor 110 for controlling the speed of the motor 101 by controlling the speed of the motor 101, An output link 130 rotatably coupled to an end of the drive transmission link 120 and a drive transmission shaft 130 provided at an end of the output link 130. [ 140), various degrees of freedom of design can be greatly improved by providing various embodiments of incident incidence models, so that it becomes possible to positively respond to demands of various customers.

그리고, 본 발명에 따른 시험대상 PTO 유닛(200)은, 오일 탱크(203)의 배출 포트(203e)와 환원 포트(203r)를 서로 연결하는 순환 배관(204)과, 모사가진 유닛(100)의 단부에 구비된 구동전달 축(140)과 연결되어 순환 배관(204) 상에 장착되는 입력측 유압 펌프(201)의 토출측과, 출력측 유압 모터(202)의 입구측 사이의 순환 배관(204) 상에 장착되며, 출력측 유압 모터(202)측으로 오일의 흐름을 허용 또는 차단하는 제1 절환 밸브(210)와, 입력측 유압 펌프(201)의 토출측과 제1 절환 밸브(210) 사이의 순환 배관(204)으로부터 환원 포트(203r)측으로 연결되는 바이패스 배관(221)과, 바이패스 배관(221)상에 장착되어 환원 포트(203r)측을 향하는 오일의 흐름을 허용 또는 차단하는 제2 절환 밸브(220)와, 제1 절환 밸브(210)와 출력측 유압 모터(202)의 입구측 사이의 순환 배관(204)상에 장착되어 출력측 유압 모터(202)측으로 흐르는 오일의 유량을 비례제어하여 조절하는 유량 비례제어 밸브(230)와, 출력측 유압 모터(202)의 토출측과 환원 포트(203r) 사이의 순환 배관(204)상에 장착되어 출력측 유압 모터(202)의 토출측 압력이나 부하 유량의 변동과 별도로 환원 포트(203r)측으로 향하는 오일의 압력을 일정하게 유지시키는 거버너 비례제어 밸브(240)를 포함함으로써, 파력발전기의 유압 PTO의 가동에 따른 각종 정보를 분석하고 성능을 정확하게 테스트하여 실제 설계에 반영함에 큰 도움을 줄 수 있게 될 것이다.The PTO unit 200 to be tested according to the present invention includes a circulation pipe 204 connecting the discharge port 203e of the oil tank 203 and the reduction port 203r to each other, Is connected to the drive transmission shaft 140 provided at the end and is disposed on the circulation pipe 204 between the discharge side of the input side hydraulic pump 201 mounted on the circulation pipe 204 and the inlet side of the output side hydraulic motor 202 And a circulation pipe 204 between the discharge side of the input side hydraulic pump 201 and the first switching valve 210. The first switching valve 210 is connected to the output side hydraulic motor 202, A second switching valve 220 mounted on the bypass pipe 221 for allowing or blocking the flow of oil toward the reducing port 203r side, And on the circulation pipe 204 between the first switching valve 210 and the inlet side of the output side hydraulic motor 202 A flow rate proportional control valve 230 for controlling the flow rate of the oil flowing toward the output side hydraulic motor 202 side in proportion to the flow rate of the oil flowing through the circulation pipe 204 between the discharge side of the output side hydraulic motor 202 and the reduction port 203r And a governor proportional control valve (240) which keeps the pressure of the oil directed to the reduction port (203r) side separately from the pressure of the discharge side hydraulic motor (202) mounted or the load flow rate of the output side hydraulic motor (202) It will be able to analyze the various information according to the operation and accurately test the performance, and it will help to reflect it in the actual design.

또한, 본 발명에 따른 발전부하 제어 유닛(300)은, 출력측 유압 모터(202)와 연결되는 마그네틱 발전기(301)와, 출력측 유압 모터(202)와 마그네틱 발전기(301) 사이에 장착되어 마그네틱 발전기(301)의 토크를 실시간으로 측정하는 토크 센서(302)와, 마그네틱 발전기(301)와 연결되는 AC/DC 컨버터(303)와, AC/DC 컨버터(303)와 연결되는 인버터(304)와, 인버터(304)와 연결되는 축전지(305)와, 마그네틱 발전기(301)와 인버터(304)와 연결되어 마그네틱 발전기(301)의 전압과 전류와 회전수 정보를 실시간으로 저장하여 기설정값과 비교분석하며, 인버터(304)의 가동 준비와 오작동 여부를 판별하는 발전기 PLC 제어부(310)와, 토크 센서(302)와 입력측 유압 펌프(201)와 출력측 유압 모터(202)를 포함하는 시험대상 PTO 유닛(200)과 전기적으로 연결되어 시험대상 PTO 유닛(200)으로부터 실시간으로 전달되는 오일 유량 및 오일 유량의 변동 정보로부터 시험대상 PTO 유닛(200)의 성능을 분석 및 평가하는 PTO PLC 제어부(320)와, PLC 제어부 및 PTO PLC 제어부(320)와 서버 DB(306)를 네트워크 통신 가능하게 연결되며 관리자의 조작 입력 및 정보 저장을 수행하는 통신부(330)를 포함함으로써, 발전기의 발전효율과 발전 가동율과 발전기의 내구성 측면에서 매우 중요한 정격회전 유지가 가능하도록 부하 제어를 할 수 있다는 점에서 모터의 정속제어에 따른 실제 설계 및 시공시 내구성과 발전효율이 우수한 파력발전 설비의 제공이 가능하게 될 것이다.The power generation load control unit 300 according to the present invention includes a magnetic generator 301 connected to the output side hydraulic motor 202 and a magnetic generator 301 mounted between the output side hydraulic motor 202 and the magnetic generator 301 DC converter 303 connected to the magnetic generator 301, an inverter 304 connected to the AC / DC converter 303, and an AC / DC converter 303 connected to the AC / DC converter 303. The torque sensor 302 measures the torque of the AC / A battery 305 connected to the magnetic generator 301 and the inverter 304 to store the voltage, current, and rotational speed information of the magnetic generator 301 in real time, A generator PLC control unit 310 for determining whether the inverter 304 is ready for operation and a malfunction, and a PTO unit 200 for testing including a torque sensor 302, an input side hydraulic pump 201 and an output side hydraulic motor 202 And is electrically connected to the PTO unit 200 to be tested A PTO PLC control unit 320 for analyzing and evaluating the performance of the PTO unit 200 to be tested from the information of the oil flow rate and the oil flow rate transmitted to the PTO unit 300 and the PTO PLC control unit 320 and the server DB 306 And a communication unit 330 connected to the network so as to communicate with each other through the network and performing the operation input and information storage by the manager. Thus, the load can be controlled so as to maintain the rated rotation, which is very important in terms of power generation efficiency, power generation operation rate and durability of the generator It will be possible to provide a wave power generation facility with excellent durability and power generation efficiency in actual design and construction according to the constant speed control of the motor.

이상과 같이 본 발명은 파력발전기의 유압 에너지 변환장치의 가동에 따른 각종 정보를 분석하여 성능을 정확하게 테스트하여 실제 설계에 반영토록 하는 파력발전 에너지 변환장치용 시험벤치을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.As described above, the present invention is to provide a test bench for a wave power generation energy conversion apparatus that accurately analyzes the performance of the hydraulic energy conversion apparatus of the wave power generator, .

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.It will be apparent to those skilled in the art that many other modifications and applications are possible within the scope of the basic technical idea of the present invention.

100...모사가진 유닛
101...모터
101s...구동축
102...모터 인버터
110...회전 운동부
120...구동전달 링크
130...출력 링크
140...구동전달 축
200...시험대상 PTO 유닛
201...입력측 유압 펌프
202...출력측 유압 모터
203...오일 탱크
203e...배출 포트
203r...환원 포트
204...순환 배관
210...제1 절환 밸브
220...제2 절환 밸브
221...바이패스 배관
230...유량 비례제어 밸브
240...거버너 비례제어 밸브
300...발전부하 제어 유닛
301...발전기
302...토크 센서
303...AC/DC 컨버터
304...인버터
305...축전지
306...서버 DB
310...발전기 PLC 제어부
311...제어 DB
312...PLC 터치 스크린 패널
320...PTO PLC 제어부
330...통신부100 ... Simulated unit
101 ... motor
101s ... drive shaft
102 ... motor inverter
110 ... rotation part
120 ... drive transmission link
130 ... output link
140 ... drive transmission shaft
200 ... PTO unit to be tested
201 ... input side hydraulic pump
202 ... Output side hydraulic motor
203 ... oil tank
203e ... exhaust port
203r ... reduction port
204 ... circulation piping
210 ... first switching valve
220 ... 2nd switching valve
221 ... Bypass piping
230 ... Flow proportional control valve
240 ... Governor proportional control valve
300 ... Generation load control unit
301 ... generator
302 ... Torque sensor
303 ... AC / DC Converter
304 ... Inverter
305 ... battery
306 ... server DB
310 ... generator PLC controller
311 ... control DB
312 ... PLC touch screen panel
320 ... PTO PLC controller
330 ... communication unit

Claims (4)

모터의 회전운동을, 규칙적으로 생성되는 입사파(入射波)의 파형을 모사(模寫)하는 왕복 진자 운동으로 변환시키는 모사가진(模寫加振) 유닛;
상기 모사가진 유닛의 단부와 연결되어 가동되는 입력측 유압 펌프와, 상기 입력측 유압 펌프에 작동원인 오일이 수용되는 오일 탱크와, 상기 입력측 유압 펌프의 출력측으로부터 상기 오일 탱크까지 연결되는 순환 배관상에 장착되는 출력측 유압 모터를 포함하며, 상기 모사가진 유닛의 왕복 진자 운동과 대응하는 동일 운동량으로 가진시키는 시험대상 PTO(Power Take Off) 유닛; 및
상기 모터와 상기 입력측 유압 펌프 및 상기 출력측 유압 모터와 전기적으로 연결되고, 상기 입력측 유압 펌프 및 상기 출력측 유압 모터의 토출 유량 변동에 따른 전기 에너지를 생성하는 발전기를 포함하며, 상기 모터의 회전수를 랜덤으로 제어하면서 상기 입력측 유압 펌프 및 상기 출력측 유압 모터의 토출 유량 변동과 비교함에 의하여, 상기 모터를 일정 속도로 제어하여 상기 발전기의 가동 부하를 제어하는 발전부하 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 파력발전 에너지 변환장치용 시험벤치.
A simulated excitation unit that converts the rotational motion of the motor into a reciprocating pendulum motion that simulates the waveform of an incident wave generated regularly;
An input side hydraulic pump connected to the end of the simulation unit and operable to operate the input side hydraulic pump; an oil tank in which the input side hydraulic pump receives the oil caused by operation; and a circulation pipe connected from the output side of the input side hydraulic pump to the oil tank A power take off unit (PTO) to be tested that includes an output side hydraulic motor and excites the same at a same amount of motion corresponding to the reciprocating motion of the simulator unit; And
And a generator that is electrically connected to the motor, the input side hydraulic pump and the output side hydraulic motor and generates electric energy according to a discharge flow rate variation of the input side hydraulic pump and the output side hydraulic motor, And a power load control unit for controlling the motor at a constant speed to thereby control a movable load of the generator by comparing the output flow rate variation of the input side hydraulic pump and the output side hydraulic motor while controlling the generator Test bench for energy conversion device.
청구항 1에 있어서,
상기 모사가진 유닛은,
상기 모터와 연결되어 상기 발전부하 제어 유닛과 전기적으로 연결되고, 상기 모터의 출력 전압과 주파수를 가변시키면서 상기 모터의 회전수를 증감시켜 상기 모터의 속도를 제어하는 모터 인버터와,
모터의 구동축과 연결되는 회전 운동부와,
상기 회전 운동부의 가장자리에 회동 가능하게 결합되는 구동전달 링크와,
상기 구동전달 링크의 단부에 회동 가능하게 결합되는 출력 링크와,
상기 출력 링크의 단부에 구비되는 구동전달 축을 포함하는 것을 특징으로 하는 파력발전 에너지 변환장치용 시험벤치.
The method according to claim 1,
The simulation unit may include:
A motor inverter connected to the motor and electrically connected to the power generation load control unit for controlling the speed of the motor by increasing or decreasing the number of revolutions of the motor while varying the output voltage and frequency of the motor;
A rotating portion connected to a drive shaft of the motor,
A drive transmission link rotatably coupled to an edge of the rotatable portion,
An output link rotatably coupled to an end of the drive transmission link,
And a drive transmission shaft provided at an end of the output link.
청구항 1에 있어서,
상기 시험대상 PTO 유닛은,
상기 오일 탱크의 배출 포트와 환원 포트를 서로 연결하는 순환 배관과,
상기 모사가진 유닛의 단부에 구비된 구동전달 축과 연결되어 상기 순환 배관 상에 장착되는 상기 입력측 유압 펌프의 토출측과, 상기 출력측 유압 모터의 입구측 사이의 상기 순환 배관 상에 장착되며, 상기 출력측 유압 모터측으로 오일의 흐름을 허용 또는 차단하는 제1 절환 밸브와,
상기 입력측 유압 펌프의 토출측과 상기 제1 절환 밸브 사이의 상기 순환 배관으로부터 상기 환원 포트측으로 연결되는 바이패스 배관과,
상기 바이패스 배관상에 장착되어 상기 환원 포트측을 향하는 오일의 흐름을 허용 또는 차단하는 제2 절환 밸브와,
상기 제1 절환 밸브와 상기 출력측 유압 모터의 입구측 사이의 상기 순환 배관상에 장착되어 상기 출력측 유압 모터측으로 흐르는 오일의 유량을 비례제어하여 조절하는 유량 비례제어 밸브와,
상기 출력측 유압 모터의 토출측과 상기 환원 포트 사이의 상기 순환 배관상에 장착되어 상기 출력측 유압 모터의 토출측 압력이나 부하 유량의 변동과 별도로 상기 환원 포트측으로 향하는 오일의 압력을 일정하게 유지시키는 거버너 비례제어 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 파력발전 에너지 변환장치용 시험벤치.
The method according to claim 1,
The PTO unit to be tested,
A circulation pipe connecting the discharge port of the oil tank and the reduction port,
And a control unit that is mounted on the circulation pipe between the discharge side of the input side hydraulic pump and the inlet side of the output side hydraulic motor that is connected to a drive transmission shaft provided at an end of the simulation unit and mounted on the circulation pipe, A first switching valve for allowing or blocking the flow of oil to the motor side,
A bypass pipe connected from the circulation pipe between the discharge side of the input side hydraulic pump and the first switching valve to the reduction port side,
A second switching valve mounted on the bypass pipe for allowing or blocking the flow of oil toward the reduction port side,
A flow rate proportional control valve mounted on the circulation pipe between the first switching valve and the inlet side of the output side hydraulic motor to proportionally control and adjust the flow rate of the oil flowing to the output side hydraulic motor side;
A governor proportional control valve which is mounted on the circulation pipe between the discharge side of the output side hydraulic motor and the reduction port and which keeps the pressure of the oil directed to the reduction port side constant independently of the discharge side pressure or the load flow rate of the output side hydraulic motor, And a test bench for a wave power generation energy conversion device.
청구항 1에 있어서,
상기 발전부하 제어 유닛은,
상기 출력측 유압 모터와 연결되는 마그네틱 발전기와,
상기 출력측 유압 모터와 상기 마그네틱 발전기 사이에 장착되어 상기 마그네틱 발전기의 토크(torque)를 실시간으로 측정하는 토크 센서와,
상기 마그네틱 발전기와 연결되는 AC/DC 컨버터와,
상기 AC/DC 컨버터와 연결되는 인버터와,
상기 인버터와 연결되는 축전지와,
상기 마그네틱 발전기와 상기 인버터와 연결되어 상기 마그네틱 발전기의 전압과 전류와 회전수 정보를 실시간으로 저장하여 기설정값과 비교분석하며, 상기 인버터의 가동 준비와 오작동 여부를 판별하는 발전기 PLC 제어부와,
상기 토크 센서와 상기 입력측 유압 펌프와 상기 출력측 유압 모터를 포함하는 상기 시험대상 PTO 유닛과 전기적으로 연결되어 상기 시험대상 PTO 유닛으로부터 실시간으로 전달되는 오일 유량 및 상기 오일 유량의 변동 정보로부터 상기 시험대상 PTO 유닛의 성능을 분석 및 평가하는 PTO PLC 제어부와,
상기 PLC 제어부 및 상기 PTO PLC 제어부와 서버 DB를 네트워크 통신 가능하게 연결되며 관리자의 조작 입력 및 정보 저장을 수행하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파력발전 에너지 변환장치용 시험벤치.
The method according to claim 1,
The power generation load control unit includes:
A magnetic generator connected to the output side hydraulic motor,
A torque sensor mounted between the output side hydraulic motor and the magnetic generator for measuring a torque of the magnetic generator in real time,
An AC / DC converter connected to the magnetic generator,
An inverter connected to the AC / DC converter,
A storage battery connected to the inverter,
A generator PLC controller connected to the magnetic generator and the inverter for storing the voltage, current, and rotational speed information of the magnetic generator in real time, comparing the current with the preset value, and determining whether the inverter is ready for operation and malfunction;
From the torque sensor, the input oil pressure pump, and the output side oil pressure motor, and from the oil flow rate and the oil flow rate variation information transmitted in real time from the test subject PTO unit to the test subject PTO unit, A PTO PLC control unit for analyzing and evaluating the performance of the unit,
And a communication unit connected to the PLC control unit, the PTO PLC control unit, and the server DB so as to be able to communicate with each other in a network, and to perform an operation input and information storage by an administrator.
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