KR20190134442A - wireless power transfer device of fault-ride-through type using excitation potential of balancing transformer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 복수 개의 전원공급모듈이 복수 개의 트랙에 전력을 공급하는 무선 전력전송 장치에서 각 트랙에 발생하는 부하가 서로 상이한 경우에도 각 트랙에 흐르는 전류를 동일하게 밸런싱하는 폴트-라이드-쓰루 타입의 무선 전력전송 기술이다.The present invention provides a fault-ride-through type that equally balances the current flowing in each track even when the loads generated on the tracks are different from each other in a wireless power transmission device in which a plurality of power supply modules supply power to a plurality of tracks. Wireless power transfer technology.
더욱 상세하게는, 본 발명은 개별 트랙에 걸리는 부하가 서로 상이한 경우에도 각 전원공급모듈로부터의 전력이 각 트랙에 제공될 때 개별 트랙의 입력단에 장착된 트랜스포머가 각 트랙에 흐르는 전류를 동일하게 밸런싱하는 기술이다.More specifically, the present invention evenly balances the current flowing in each track by a transformer mounted at the input of each track when power from each power supply module is provided to each track even when the loads on the individual tracks are different from each other. It is a technique to do.
일반적으로 대차가 이동하면서 무선으로 전력을 공급받는 트랙은 그 설치되는 공간의 규격에 따라 복수 개 설치되며 그 복수 개의 트랙을 각각 담당하는 복수 개의 전원공급모듈(예: 인버터)이 구비될 수 있다.In general, a plurality of tracks that are wirelessly supplied with power while the truck is moved may be installed in plural according to the size of the space in which the trolleys are installed.
예컨대, [도 1]은 일반적인 패일-오버 타입의 무선 전력전송 장치를 도시한 예시도이고, [도 2]는 [도 1]에서 전원공급모듈1이 동작을 멈춘 상태를 나타낸 예시도이고, [도 3]은 [도 1]에서 제 1 트랙에 전원공급모듈1의 용량을 초과하는 부하가 걸릴 경우 그 초과 부하에 대응하는 전력 공급이 불가함을 나타낸 예시도이다.For example, [FIG. 1] is an exemplary view showing a wireless fail-over type transmission apparatus of a typical fail-over type, [FIG. 2] is an exemplary view showing a state in which the
[도 1]에서와 같이 하나의 전원공급모듈1(11)이 하나의 트랙1(10)에 전력을 공급하고, 다른 하나의 전원공급모듈2(21)는 다른 하나의 트랙2(20)에 독립적으로 전력을 공급하도록 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, one power supply module 1 (11) supplies power to one track 1 (10), and the other power supply module 2 (21) is connected to the other track 2 (20). It can be configured to supply power independently.
여기서, 각각의 전원공급모듈1,2(11,21)가 정상적으로 동작하는 경우에 스위치1,2(12,22)는 턴온 상태를 유지하고 병렬연결 스위치(30)는 턴오프 상태를 유지하도록 구성된다.Here, when each
이때, [도 2]에서와 같이 하나의 전원공급모듈1(11)이 고장으로 멈추게 되면 스위치1(12)은 턴오프되고 스위치2(22)는 턴온 상태를 유지하고 병렬연결 스위치(30)는 턴온됨에 따라 제 1,2 트랙(10,20)은 전원공급모듈2(21)로부터 전력을 공급받게 되는 소위 '패일-오버(fail-over)' 타입으로 구성된다.At this time, if one power supply module 1 (11) stops as a failure as shown in FIG. 2, switch 1 (12) is turned off and switch 2 (22) remains turned on and the parallel connection switch (30) is As turned on, the first and
[도 3]에서와 같은 패일-오버 타입의 무선 전력전송 장치에서는 각각의 전원공급모듈1,2(11,21)가 정상적으로 동작하는 경우에 하나의 트랙1(10)이 하나의 전원공급모듈1(11)로부터 공급받을 수 있는 최대 전력량(예: 10kW)을 초과할 수 없다는 단점이 있다.In the fail-over type wireless power transmission apparatus as shown in FIG. 3, when each
예컨대, 하나의 트랙1(10)에 하나의 전원공급모듈1(11)으로부터 공급받을 수 있는 최대 전력량(예: 10kW)을 초과하는 부하(예: 15kW)가 하나의 트랙1(10)에 발생하면, 즉 하나의 트랙1(10) 위에 초과 대수의 대차가 위치하는 경우 그 트랙1(10) 위의 모든 대차는 동작할 수 없게 된다.For example, a load (eg 15 kW) exceeding the maximum amount of power (eg, 10 kW) that can be supplied from one power supply module 1 (11) to one track 1 (10) occurs in one track 1 (10). In other words, when an excess number of trucks is located on one track 1 (10), all the trucks on the track 1 (10) cannot operate.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 복수 개의 전원공급모듈과 복수 개의 트랙이 구비된 무선 전력전송 장치에서 각 트랙에서 발생하는 부하가 다른 경우에도 각 트랙에 동일한 양의 전류가 흐르도록 하는 밸런싱 트랜스포머의 여기 전력을 이용한 폴트-라이드-쓰루 타입의 무선 전력전송 장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above, and an object of the present invention is to provide the same amount for each track even when the load generated in each track is different in a wireless power transmission device having a plurality of power supply modules and a plurality of tracks. The present invention provides a fault-ride-through wireless power transmission apparatus using excitation power of a balancing transformer to allow a current to flow.
또한, 본 발명의 목적은 복수 개의 전원공급모듈과 복수 개의 트랙이 구비된 무선 전력전송 장치에서 하나의 전원공급모듈이 담당할 수 있는 대차 개수 이상이 하나의 트랙 위에서 동작하는 경우에도 복수 개의 전원공급모듈로부터 출력되는 총 전력량에서 그 트랙이 필요로 하는 전력량을 공급할 수 있는 밸런싱 트랜스포머의 여기 전력을 이용한 폴트-라이드-쓰루 타입의 무선 전력전송 장치를 제공함에 있다.In addition, an object of the present invention is to supply a plurality of power supply even when more than the number of trucks that one power supply module can operate in a wireless power transmission device having a plurality of power supply modules and a plurality of tracks operates on one track. The present invention provides a fault-ride-through type wireless power transmission apparatus using excitation power of a balancing transformer capable of supplying the amount of power required by the track from the total amount of power output from the module.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 복수의 트랙에 걸리는 서로 상이한 각각의 부하에 대응하여 복수의 트랙 각각에 흐르는 전류를 동일하게 밸런싱 하는 트랜스포머의 여기 전력을 이용한 폴트-라이드-쓰루 타입의 무선 전력전송 장치로서, 대차를 이동시키는 복수의 트랙 중 하나의 트랙(이하, '제 1 트랙'이라 함)에 연결되어 제 1 트랙에 걸리는 부하에 대응하여 제 1 트랙에 전력을 공급하는 제 1 전원공급모듈; 제 1 트랙에 인접하는 다른 하나의 트랙(이하, '제 2 트랙'이라 함)에 연결되어 제 2 트랙에 걸리는 부하에 대응하여 제 2 트랙에 전력을 공급하는 제 2 전원공급모듈; 제 1 트랙의 입력단과 제 2 트랙의 입력단에 배치되어 제 1 전원공급모듈과 제 2 전원공급모듈로부터 제 1 트랙에 공급되는 전류와 제 1 전원공급모듈과 제 2 전원공급모듈로부터 제 2 트랙에 공급되는 전류가 상호 동일하도록 밸런싱하는 트랜스포머;를 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a fault-ride-through type wireless power using an excitation power of a transformer that equally balances a current flowing through each of a plurality of tracks in response to different loads on a plurality of tracks. A transmission device, comprising: a first power supply connected to one of a plurality of tracks for moving a bogie (hereinafter referred to as a 'first track') to supply power to a first track in response to a load on the first track module; A second power supply module connected to another track adjacent to the first track (hereinafter referred to as a 'second track') to supply power to the second track in response to a load applied to the second track; Disposed at the input end of the first track and the input end of the second track to supply current to the first track from the first power supply module and the second power supply module and to the second track from the first power supply module and the second power supply module. It is configured to include; a transformer for balancing such that the current supplied to each other.
그리고, 제 1 전원공급모듈과 트랜스포머 사이에 대응하는 제 1 트랙 상에 장착되어 제 1 전원공급모듈로부터 제 1 트랙 또는 제 2 트랙에 공급되는 전력을 스위칭 온오프 제어하는 제 1 스위치; 제 2 전원공급모듈과 트랜스포머 사이에 대응하는 제 2 트랙 상에 장착되어 제 2 전원공급모듈로부터 제 1 트랙 또는 제 2 트랙에 공급되는 전력을 스위칭 온오프 제어하는 제 2 스위치;를 더 포함하여 구성될 수 있다.And a first switch mounted on a first track corresponding between the first power supply module and the transformer to switch on / off control of power supplied from the first power supply module to the first track or the second track; And a second switch mounted on a second track corresponding between the second power supply module and the transformer to switch on / off switching power supplied from the second power supply module to the first track or the second track. Can be.
또한, 제 1 전원공급모듈과 제 1 스위치 사이에 대응하는 제 1 트랙 상에 장착되는 제 1 인덕터; 제 1 스위치와 트랜스포머 사이에 대응하는 제 1 트랙에 병렬로 연결됨에 따라 제 1 인덕터와 함께 공진하는 제 1 커패시터; 제 2 전원공급모듈과 제 2 스위치 사이에 대응하는 제 2 트랙 상에 장착되는 제 2 인덕터; 제 2 인덕터와 트랜스포머 사이에 대응하는 제 2 트랙에 병렬로 연결됨에 따라 제 2 인덕터와 함께 공진하는 제 2 커패시터;를 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, a first inductor mounted on a first track corresponding between the first power supply module and the first switch; A first capacitor resonating with the first inductor as connected in parallel to a first track corresponding between the first switch and the transformer; A second inductor mounted on a second track corresponding between the second power supply module and the second switch; And a second capacitor resonating with the second inductor as connected in parallel to a second track corresponding between the second inductor and the transformer.
한편, 제 1 스위치와 트랜스포머 사이에 대응하는 제 1 트랙 상에 장착되되 제 1 인덕터와 제 1 커패시터에 대해 병렬로 연결됨에 따라 제 1 트랙의 인덕턴스와 공진하는 제 3 커패시터; 제 2 스위치와 트랜스포머 사이에 대응하는 제 2 트랙 상에 장착되되 제 2 인덕터와 제 2 커패시터에 대해 병렬로 연결됨에 따라 제 2 트랙의 인덕턴스와 공진하는 제 4 커패시터;를 더 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, a third capacitor mounted on a first track corresponding between the first switch and the transformer, the third capacitor resonating with the inductance of the first track as connected in parallel with the first inductor and the first capacitor; And a fourth capacitor mounted on a second track corresponding between the second switch and the transformer and resonating with the inductance of the second track as connected in parallel with the second inductor and the second capacitor. .
본 발명은 복수 개의 전원공급모듈과 복수 개의 트랙이 구비된 무선 전력전송 장치에서 상호 인접하는 각 트랙의 입력단에 트랜스포머를 장착함에 따라 각 트랙에서 발생하는 부하가 다른 경우에도 각 트랙에 동일한 양의 전류가 흐르도록 하여 각 트랙의 대차를 동작시킬 수 있는 장점을 나타낸다.According to the present invention, in a wireless power transmission device having a plurality of power supply modules and a plurality of tracks, a transformer is mounted at an input terminal of each track adjacent to each other even when loads generated in each track are different, so that the same amount of current is present in each track. It can be shown that the flow of each track can be operated.
또한, 본 발명은 복수 개의 전원공급모듈과 복수 개의 트랙이 구비된 무선 전력전송 장치에서 상호 인접하는 각 트랙의 입력단에 트랜스포머를 장착함에 따라 하나의 전원공급모듈이 담당할 수 있는 대차 개수 이상이 하나의 트랙 위에서 동작하는 경우에도 복수 개의 전원공급모듈로부터 출력되는 총 전력량에서 그 트랙이 필요로 하는 전력량을 공급할 수 있는 장점을 나타낸다.In addition, according to the present invention, in a wireless power transmission apparatus having a plurality of power supply modules and a plurality of tracks, a transformer is mounted on an input terminal of each track adjacent to each other so that at least one truck supply module may be in charge. Even when operating on the track of the tracks of the total power output from the plurality of power supply module has the advantage that can supply the amount of power required by the track.
또한, 본 발명은 복수의 트랙 입력단에 각 트랙의 전류 밸런싱을 위한 트랜스포머를 장착함에 따라 각 트랙의 전류 제어를 위한 별도의 제어장비를 구비할 필요가 없는 장점도 나타낸다.In addition, the present invention also shows the advantage that it is not necessary to provide a separate control equipment for the current control of each track by mounting a transformer for current balancing of each track in the plurality of track input terminal.
[도 1]은 일반적인 패일-오버 타입의 무선 전력전송 장치를 도시한 예시도,
[도 2]는 [도 1]에서 전원공급모듈1이 동작을 멈춘 상태를 나타낸 예시도,
[도 3]은 [도 1]에서 제 1 트랙에 전원공급모듈1의 용량을 초과하는 부하가 걸릴 경우 그 초과 부하에 대응하는 전력 공급이 불가함을 나타낸 예시도,
[도 4]는 본 발명에 따른 밸런싱 트랜스포머의 여기 전력을 이용한 폴트-라이드-쓰루 타입의 무선 전력전송 장치를 도시한 예시도,
[도 5]는 [도 4]의 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면,
[도 6]은 제 1 트랙에 발생된 부하로부터 본 발명의 트랜스포머에 대응하여 제 1,2 트랙에 걸리는 전압의 크기를 나타낸 예시도,
[도 7]은 [도 4]에서 제 1 트랙에 발생된 부하에 대응하여 제 1,2 전원공급모듈로부터 제 1,2 트랙에 전력이 공급되는 상태를 나타낸 예시도,
[도 8]은 제 1,2 트랙에 걸리는 서로 다른 부하에 대응하여 본 발명의 트랜스포머를 통해 제 1,2 전원공급모듈로부터 제 1,2 트랙에 공급되는 서로 다른 공급전력에도 불구하고 제 1,2 트랙의 전류를 동일하게 밸런싱한 상태를 나타낸 예시도,
[도 9]는 [도 7]에서 제 2 전원공급모듈의 동작이 멈춤에 따라 제 1 전원공급모듈로부터 제 1,2 트랙에 전력이 공급되는 과정을 나타낸 예시도이다.
[도 10]은 [도 9]에서 제 1 전원공급모듈로부터 제 1,2 트랙에 공급되는 전력을 기초하여 제 1,2 트랙 각각에서 공진이 일어나는 상태를 나타낸 예시도,
[도 11]은 제 1,2 트랙에 걸리는 서로 다른 부하에 대응하여 본 발명의 트랜스포머를 통해 제 1 전원공급모듈로부터 제 1,2 트랙에 공급되는 서로 다른 공급전력에도 불구하고 제 1,2 트랙의 전류를 동일하게 밸런싱한 상태를 나타낸 예시도이다.1 is a diagram illustrating a general fail-over type wireless power transmission apparatus;
2 is an exemplary view showing a state in which the
FIG. 3 is an exemplary view showing that when a load exceeding the capacity of the
4 is an exemplary view showing a fault-ride-through type wireless power transmission apparatus using excitation power of a balancing transformer according to the present invention;
FIG. 5 is an enlarged view of a portion of FIG. 4;
6 is an exemplary view showing the magnitude of the voltage applied to the first and second tracks corresponding to the transformer of the present invention from the load generated on the first track;
7 is an exemplary view illustrating a state in which power is supplied from first and second power supply modules to first and second tracks in response to a load generated in the first track in FIG. 4;
FIG. 8 illustrates the first, second, and second power supplies supplied from the first and second power supply modules to the first and second tracks through the transformer of the present invention in response to different loads applied to the first and second tracks. An example diagram showing a state in which the currents of two tracks are equally balanced.
FIG. 9 is an exemplary view illustrating a process in which power is supplied from the first power supply module to the first and second tracks as the operation of the second power supply module is stopped in FIG. 7.
FIG. 10 is an exemplary view illustrating a state in which resonance occurs in each of the first and second tracks based on the power supplied from the first power supply module to the first and second tracks in FIG. 9.
FIG. 11 shows the first and second tracks despite different supply power supplied from the first power supply module to the first and second tracks through the transformer of the present invention in response to different loads applied to the first and second tracks. An illustration showing a state in which the currents are equally balanced.
본 명세서 상에서 '밸런싱 트랜스포머'는 상호 인접하는 각 트랙(예: 제 1 트랙, 제 2 트랙)의 각 입력단에 배치된 상태로 제 1 트랙(100)에 흐르는 전류와 제 2 트랙(200)에 흐르는 전류가 상호 동일한 상태를 유지하도록 밸런싱하는 구성임을 나타낸다.In the present specification, the 'balancing transformer' refers to a current flowing in the
즉, '밸런싱 트랜스포머'는 상호 인접하는 제 1 트랙(100)과 제 2 트랙(200) 사이에서 제 1 트랙(100)에 흐르는 전류를 통해 제 2 트랙(200)에 전류를 여기시키고, 동시에 제 2 트랙(200)에 흐르는 전류를 통해 제 1 트랙(100)에 전류를 여기시킴에 따라 결국 제 1 트랙(100)에서 흐르는 전류와 제 2 트랙(200)에 흐르는 전류를 동일하게 밸런싱한다.That is, the balancing transformer excites the current in the
이를 구현하기 위한 본 발명을 이하에서 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.The present invention for implementing this will be described in detail below with reference to the drawings.
[도 4]는 본 발명에 따른 밸런싱 트랜스포머의 여기 전력을 이용한 폴트-라이드-쓰루 타입의 무선 전력전송 장치를 도시한 예시도이고, [도 5]는 [도 4]의 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면이고, [도 6]은 제 1 트랙에 발생된 부하로부터 본 발명의 트랜스포머에 대응하여 제 1,2 트랙에 걸리는 전압의 크기를 나타낸 예시도이다.4 is an exemplary diagram showing a fault-ride-through type wireless power transmission apparatus using excitation power of a balancing transformer according to the present invention, and FIG. 5 is an enlarged view of a portion of FIG. 6 is an exemplary diagram showing the magnitude of the voltage applied to the first and second tracks corresponding to the transformer of the present invention from the load generated on the first track.
[도 4] 내지 [도 6]을 참조하면, 본 발명은 복수의 트랙에 걸리는 서로 상이한 각각의 부하에 대응하여 복수의 트랙 각각에 흐르는 전류를 동일하게 밸런싱 하는 트랜스포머의 여기 전력을 이용한 폴트-라이드-쓰루 타입의 무선 전력전송 장치로서, 제 1 전원공급모듈(110), 제 2 전원공급모듈(210), 트랜스포머(310)를 포함하여 구성될 수 있다.4 to 6, the present invention provides a fault-ride using an excitation power of a transformer that equally balances a current flowing through each of a plurality of tracks in response to different loads on a plurality of tracks. The through-type wireless power transmission device may include a first
먼저, 본 명세서 상에서 '제 1 트랙(100)'과 '제 2 트랙(200)'은 각각 자신을 따라 이동하는 대차에 무선으로 전력을 공급하며 이를 위해 자신들은 각각 외부로부터 제공되는 교류를 흘리게 된다.First, in the present specification, the 'first track 100' and the 'second track 200' each wirelessly supply power to a trolley moving along them, and for this purpose, they each flow an AC provided from the outside. .
또한, 제 1,2 전원공급모듈(110,210), 트랜스포머(310), 제 1,2 전원공급모듈(110,210)과 트랜스포머(310)를 잇는 부분의 각 커패시터와 인덕터는 제어부의 도선이나 전기패턴에 연결될 수 있다.In addition, each of the capacitors and the inductors at the portions connecting the first and second
이때, 그 제어부의 도선이나 전기패턴은 대차에 무선으로 전력을 공급하는 '제 1,2 트랙(100,200)'과 구분된다.At this time, the conductive wire or the electric pattern of the control unit is distinguished from the 'first and
하지만, 본 발명의 각 구성에 대한 설명의 편이를 위해 본 명세서 상에서 '제 1 트랙(100)'은 [도 4]에서와 같이 제 1 전원공급모듈(110)과 연결된 상태로 제 1 스위치(120), 제 1 인덕터(130), 제 1 커패시터(140), 제 1 트랙공진 커패시터(150), 트랜스포머(310)가 연결되는 폐루프를 나타낸다.However, for convenience of description of each configuration of the present invention, the
그리고, 본 명세서 상에서 '제 2 트랙(200)'은 [도 4]에서와 같이 제 2 전원공급모듈(210)과 연결된 상태로 제 2 스위치(220), 제 2 인덕터(230), 제 2 커패시터(240), 제 2 트랙공진 커패시터(250), 트랜스포머(310)가 연결되는 폐루프를 나타낸다.In addition, in the present specification, the 'second track 200' is connected to the second
제 1 전원공급모듈(110)은 [도 4]와 [도 5]에서와 같이 대차(미도시)를 이동시키는 복수의 트랙 중 하나의 제 1 트랙(100)에 연결되어 제 1 트랙(100)에 걸리는 부하에 대응하여 제 1 트랙(100)에 전력을 공급한다.The first
제 2 전원공급모듈(210)은 [도 4]와 [도 5]에서와 같이 제 1 트랙(100)에 인접하는 다른 하나의 제 2 트랙(200)에 연결되어 제 2 트랙(200)에 걸리는 부하에 대응하여 제 2 트랙(200)에 전력을 공급한다.The second
여기서, 제 1 트랙(100)과 제 2 트랙(200)에 흐르는 전류가 동일하여야만 제 1 트랙(100) 또는 제 2 트랙(200)을 따라 이동하는 대차가 트랙전류에 비례하는 출력전압을 생성하면서 이동할 수 있다.Here, when the current flowing in the
이를 위해, 트랜스포머(310)는 제 1 전원공모듈(110)과 제 2 전원공급모듈(210)로부터 공급되어 제 1 트랙(100)에 흐르는 전류(I제1트랙)와 제 1 전원공급모듈(110)과 제 2 전원공급모듈(210)로부터 공급되어 제 2 트랙(200)에 흐르는 전류(I제2트랙)가 상호 동일하도록 [도 4]와 [도 5]에서와 같이 제 1 트랙(100)의 입력단과 제 2 트랙(200)의 입력단에 구비된다.To this end, the
즉, 트랜스포머(310)는 제 1 트랙(100)의 입력단과 제 2 트랙(200)의 입력단에 배치되어 제 1 전원공급모듈(110)과 제 2 전원공급모듈(210)로부터 공급되어 제 1 트랙(100)에 흐르는 전류(I제1트랙)와 제 1 전원공급모듈(110)과 제 2 전원공급모듈(210)로부터 공급되어 제 2 트랙(200)에 흐르는 전류(I제2트랙)가 상호 동일하도록 밸런싱한다.That is, the
예컨대, [도 5]에서와 같이 제 1 트랙(100)에 대차가 위치하는 경우 제 1 트랙(100) 상의 전류(I제1트랙) 흐름을 방해하는 위상의 전압원(VLOAD)이 [도 5]에서와 같이 제 1 트랙(100) 상에 발생한 것으로 모델링할 수 있다.For example, as shown in FIG. 5, when the bogie is located in the
여기서, 트랜스포머(310)는 제 1,2 트랙(100,200) 간의 전류가 달라지지 않도록 제 1 트랙(100) 상의 전압원(VLOAD) 절반 크기에 대응하는 1/2VLOAD 크기의 부하를 자신에 대응하는 제 1 트랙(100) 상에 [도 5]에서와 같은 부호를 갖도록 걸어 놓는다.Here, the
이때, 트랜스포머의 특성인 1차측 전류(예: 제 1 트랙 전류)와 2차측 전류(예: 제 2 트랙 전류)의 변환비율(turn ratio)이 일대일 대응하므로 트랜스포머(310)는 자신에 대응하는 제 2 트랙(200) 상에 [도 5]에서와 같은 부호를 갖도록 1/2VLOAD 크기의 부하를 걸어 놓는다.At this time, since the turn ratio of the primary current (for example, the first track current) and the secondary current (for example, the second track current), which are characteristics of the transformer, correspond to one-to-one, the
그 결과, 제 1 트랙(100)에서는 [도 5]와 [도 6]에서와 같이 제 1 트랙(100) 상의 전압원(VLOAD)과 트랜스포머(310)에 대응하는 제 1 트랙(100) 상의 부하(1/2VLOAD)가 상쇄되어 결국 크기가 1/2VLOAD인 부하가 전압원(VLOAD)과 동일한 위상으로 형성된다.As a result, in the
그리고, 제 2 트랙(200)에서도 [도 5]와 [도 6]에서와 같이 제 2 트랙(200) 상의 전류(I제1트랙) 흐름을 방해하는 방향으로 [도 5]에서와 같은 부호를 갖는 위상의 부하(1/2VLOAD)가 형성된다.In addition, the
이와 같이, 트랜스포머(310)를 통해 [도 5]와 [도 6]에서와 같이 제 1,2 트랙(100,200)에 동일한 크기의 부하를 형성하는 밸런싱 과정을 거침에 따라 [도 8]에서와 같이 제 1 트랙(100)과 제 2 트랙(200) 상에 동일한 전류가 흐를 수 있게 된다.As such, as shown in FIG. 8, the
이를 통해, 제 1 전원공급모듈(110) 또는 제 2 전원공급모듈(210)이 모두 정상 동작하는 경우 예컨대, 제 1,2 전원공급모듈(110,210) 중 어느하나의 전원공급모듈이 제 1,2 트랙(100,200)에 공급할 수 있는 최대 전력량(10kW)을 초과하는 전력량을 제 1,2 트랙(100,200) 중 어느하나의 트랙에서 대차 이동으로 소모하는 경우에도 제 1,2 트랙(100,200) 상의 대차에 의한 총 소모 전력량이 제 1,2 전원공급단(110,210)으로부터 출력되는 총 전력량(예: 20kW)을 초과하지 않는 범위에서는 제 1,2 트랙(100,200) 상의 모든 대차가 정상 동작할 수 있다.Through this, when both the first
다른 한편, 본 발명은 [도 4]와 [도 5]를 참조하면 제 1 스위치(120), 제 2 스위치(220), 제 1 인덕터(130), 제 1 커패시터(140), 제 2 인덕터(230), 제 2 커패시터(240), 제 3 커패시터(150), 제 4 커패시터(250)를 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, the present invention is a
제 1 스위치(120)는 [도 4]에서와 같이 제 1 전원공급모듈(110)과 트랜스포머(310) 사이에 대응하는 제 1 트랙(100) 상에 장착되어 제 1 전원공급모듈(110)로부터 제 1 트랙(100) 또는 제 2 트랙(200)에 공급되는 전력을 스위칭 온오프 제어한다.The
제 2 스위치(220)는 [도 4]에서와 같이 제 2 전원공급모듈(210)과 트랜스포머(310) 사이에 대응하는 제 2 트랙(200) 상에 장착되어 제 2 전원공급모듈(210)로부터 제 1 트랙(100) 또는 제 2 트랙(200)에 공급되는 전력을 스위칭 온오프 제어한다.The
제 1 인덕터(130)는 [도 4]에서와 같이 제 1 전원공급모듈(110)과 제 1 스위치(120) 사이에 대응하는 제 1 트랙(100) 상에 장착된다.The
제 1 커패시터(140)는 [도 4]에서와 같이 제 1 스위치(120)와 트랜스포머(310) 사이에 대응하는 제 1 트랙(100)에 병렬로 연결됨에 따라 제 1 인덕터(130)와 함께 제 1 트랙(100) 상에서 공진한다.The
제 2 인덕터(230)는 [도 4]에서와 같이 제 2 전원공급모듈(210)과 제 2 스위치(220) 사이에 대응하는 제 2 트랙(200) 상에 장착된다.The
제 2 커패시터(240)는 [도 4]에서와 같이 제 2 인덕터(230)와 트랜스포머(310) 사이에 대응하는 제 2 트랙(200)에 병렬로 연결됨에 따라 제 2 인덕터(230)와 함께 제 2 트랙(200) 상에서 공진한다.The
제 3 커패시터(150)는 [도 4]에서와 같이 제 1 스위치(120)와 트랜스포머(310) 사이에 대응하는 제 1 트랙(100) 상에 장착되되 제 1 인덕터(130)와 제 1 커패시터(140)에 대해 병렬로 연결됨에 따라 제 1 트랙(100)의 인덕턴스와 공진한다.The
여기서, 제 1 트랙(100)의 인덕턴스란 현장에 설치되는 제 1 트랙(100)에 전기를 흘려줄 때 그 제 1 트랙(100) 자체에서 발생되는 인덕턴스(inductance) 성분을 나타낸다.Here, the inductance of the
제 4 커패시터(250)는 [도 4]에서와 같이 제 2 스위치(220)와 트랜스포머(310) 사이에 대응하는 제 2 트랙(200) 상에 장착되되 제 2 인덕터(230)와 제 2 커패시터(240)에 대해 병렬로 연결됨에 따라 제 2 트랙(200)의 인덕턴스와 공진한다.The
여기서, 제 2 트랙(200)의 인덕턴스란 현장에 설치되는 제 2 트랙(200)에 전기를 흘려줄 때 그 제 2 트랙(200) 자체에서 발생되는 인덕턴스(inductance) 성분을 나타낸다.Here, the inductance of the
[도 7]은 [도 4]에서 제 1 트랙에 발생된 부하에 대응하여 제 1,2 전원공급모듈로부터 제 1,2 트랙에 전력이 공급되는 상태를 나타낸 예시도이고, [도 8]은 제 1,2 트랙에 걸리는 서로 다른 부하에 대응하여 본 발명의 트랜스포머를 통해 제 1,2 전원공급모듈로부터 제 1,2 트랙에 공급되는 서로 다른 공급전력에도 불구하고 제 1,2 트랙의 전류를 동일하게 밸런싱한 상태를 나타낸 예시도이다.FIG. 7 is an exemplary view illustrating a state in which power is supplied from the first and second power supply modules to the first and second tracks in response to the load generated in the first track in FIG. 4. In response to the different loads applied to the first and second tracks, the currents of the first and second tracks are supplied despite the different supply power supplied from the first and second power supply modules to the first and second tracks through the transformer of the present invention. It is an exemplary figure which shows the same balanced state.
[도 7]을 참조하면, 제 1,2 트랙(100,200)의 부하 불균형으로 인해 제 1 트랙(100)에 '15kW'의 전력이 필요하고 제 2 트랙(200)에는 '5kW'의 전력이 필요한 경우 트랜스포머(310)의 동작으로 인해 제 1 전원공급모듈(110)로부터 공급되는 '10kW'의 전력과 제 2 전원공급모듈(210)로부터 공급되는 '10kW'의 전력으로부터 제 1 트랙(100)에 '15kW'의 전력이 공급되고 제 2 트랙(200)에는 '5kW'의 전력이 공급될 수 있다.Referring to FIG. 7, power of '15 kW 'is required for the
[도 8]을 참조하면, 제 1,2 트랙(100,200)의 부하 불균형(예: 200V, 14V)으로 인해 제 1 트랙(100)에 '15kW'의 전력이 필요하고 제 2 트랙(200)에는 '0.1kW'의 전력이 필요한 경우 트랜스포머(310)의 동작으로 인해 제 1 전원공급모듈(110)로부터 공급되는 '10kW'의 전력과 제 2 전원공급모듈(210)로부터 공급되는 '10kW'의 전력으로부터 제 1 트랙(100)에 '15kW'의 전력이 공급되고 제 2 트랙(200)에는 '0.1kW'의 전력이 공급될 수 있다.Referring to FIG. 8, due to load imbalance (eg, 200 V and 14 V) of the first and
이때, 트랜스포머(310)의 전류 밸런싱 동작으로 인해 제 1 트랙(110)에 흐르는 전류(I제1트랙)와 제 2 트랙(200)에 흐르는 전류(I제2트랙)는 예컨대 [도 8]에서와 같이 '75A'로 동일하게 제어된다.At this time, due to the current balancing operation of the
즉, 제 1 트랙(100)과 제 2 트랙(200)에 흐르는 전류(I제1트랙, I제2트랙)가 동일하여야만 제 1 트랙(100) 또는 제 2 트랙(200)을 따라 이동하는 대차가 트랙전류에 비례하는 출력전압을 생성하면서 이동할 수 있다.That is, the bogie moving along the
여기서, 트랜스포머(310)의 전류 밸런싱 동작으로 인해 제 1,2 트랙(100,200)의 부하 차이에 무관하게 제 1 트랙(110)에 흐르는 전류(I제1트랙)와 제 2 트랙(200)에 흐르는 전류(I제2트랙)가 동일함에 따라 제 1 전원공급모듈(110)과 제 2 전원공급모듈(210)은 [도 8]에서와 같이 동일한 평균전력(예: IINV1=IINV2=40A)을 공급할 수 있으므로 제품의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.Here, due to the current balancing operation of the
[도 9]는 [도 7]에서 제 2 전원공급모듈의 동작이 멈춤에 따라 제 1 전원공급모듈로부터 제 1,2 트랙에 전력이 공급되는 과정을 나타낸 예시도이고, [도 10]은 [도 9]에서 제 1 전원공급모듈로부터 제 1,2 트랙에 공급되는 전력을 기초하여 제 1,2 트랙 각각에서 공진이 일어나는 상태를 나타낸 예시도이고, [도 11]은 제 1,2 트랙에 걸리는 서로 다른 부하에 대응하여 본 발명의 트랜스포머를 통해 제 1 전원공급모듈로부터 제 1,2 트랙에 공급되는 서로 다른 공급전력에도 불구하고 제 1,2 트랙의 전류를 동일하게 밸런싱한 상태를 나타낸 예시도이다.FIG. 9 is an exemplary view illustrating a process in which power is supplied from the first power supply module to the first and second tracks as the operation of the second power supply module is stopped in FIG. 7, and FIG. 9 is an exemplary view showing a state in which resonance occurs in each of the first and second tracks based on the power supplied from the first power supply module to the first and second tracks, and FIG. Example showing a state in which the currents of the first and second tracks are equally balanced despite the different supply power supplied from the first power supply module to the first and second tracks through the transformer of the present invention in response to different loads to be applied. It is also.
[도 9]를 참조하면, 제 2 전원공급모듈(210)의 동작이 멈춘 경우 제 1 전원공급모듈(110)로부터 제 1,2 트랙(100,200)에 전력이 공급된다.Referring to FIG. 9, when the operation of the second
이때, [도 9]에서와 같이 제 1 스위치(120)는 턴온 상태를 그대로 유지하고 제 2 스위치(220)는 턴오프된다.In this case, as shown in FIG. 9, the
그 결과, 트랜스포머(310)의 전류 밸런싱 동작에 따라 상대적으로 적은 부하(예: 3kW)가 걸린 제 2 트랙(200)보다 상대적으로 많은 부하(예: 7kW)가 걸린 제 1 트랙(100)에 상대적으로 더 많은 전력(예: 7kW)을 공급한다.As a result, according to the current balancing operation of the
이 경우에도 트랜스포머(310)는 제 1 트랙(100)에 흐르는 전류(I제1트랙)와 제 2 트랙(200)에 흐르는 전류(I제2트랙)가 동일하도록 밸런싱한다.In this case, the
여기서, 제 2 트랙(200)으로 흐르는 전류(I제2트랙)는 트랜스포머(310)의 밸런싱 동작에 따라 제 1 트랙(100)에 흐르는 전류(I제1트랙)로부터 제 2 트랙(200)에 유기되는 전류를 나타낸다.Here, the current I second track flowing to the
이와 같이, 트랜스포머(310)의 전류 밸런싱 동작에 따라 제 1 트랙(100)에 흐르는 전류(I제1트랙)로부터 제 2 트랙(200)에도 동일한 크기의 전류(I제2트랙)가 유기되면 [도 10]에서와 같이 각각의 제 1 트랙(100)과 제 2 트랙(200)에서 공진이 일어난다.In this way, the current flowing through the first track (100) according to a current balancing operation of the transformer (310), (I first track), the
이를 통해, 제 1 트랙(100)을 이동하는 대차와 제 2 트랙(200)을 이동하는 대차는 각 트랙을 따라 정상 운행할 수 있게 된다. 여기서, 제 1,2 트랙(100,200)을 이동하는 각각의 대차는 동일한 크기의 전력을 공급받아 운행하도록 구성될 수 있기 때문에 제 1 트랙(100)과 제 2 트랙(200)에 흐르는 전류는 항상 동일한 크기를 유지해야 할 필요가 있다.As a result, the trolley for moving the
한편, [도 11]을 참조하면, 제 2 전원공급모듈(210)의 동작이 멈춘 경우 제 1,2 트랙(100,200)의 부하 불균형(예: 200V, 14V)으로 인해 제 1 트랙(100)에 '15kW'의 전력이 필요하고 제 2 트랙(200)에는 '0.1kW'의 전력이 필요할 때 트랜스포머(310)의 전류 밸런싱 동작을 통해 제 1 전원공급모듈(110)로부터 공급되는 전력으로부터 제 1 트랙(100)에 '15kW'의 전력이 공급되고 제 2 트랙(200)에는 '0.1kW'의 전력이 공급될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 11, when the operation of the second
이때, 트랜스포머(310)의 전류 밸런싱 동작으로 인해 제 1 트랙(110)에 흐르는 전류(I제1트랙)와 제 2 트랙(200)에 흐르는 전류(I제2트랙)는 예컨대 [도 11]에서와 같이 '75A'로 동일하게 제어된다.At this time, due to the current balancing operation of the
즉, 제 1 트랙(100)과 제 2 트랙(200)에 흐르는 전류(I제1트랙, I제2트랙)가 동일하여야만 제 1 트랙(100) 또는 제 2 트랙(200)을 따라 이동하는 대차가 트랙전류에 비례하는 출력전압을 생성하면서 이동할 수 있다.That is, the bogie moving along the
10 : 트랙1
11 : 전원공급모듈1
12 : 스위치1
20 : 트랙2
21 : 전원공급모듈2
22 : 스위치2
30 : 병렬연결 스위치
100 : 제 1 트랙
110 : 제 1 전원공급모듈
120 : 제 1 스위치
130 : 제 1 인덕터
140 : 제 1 커패시터
150 : 제 3 커패시터
200 : 제 2 트랙
210 : 제 2 전원공급모듈
220 : 제 2 스위치
230 : 제 2 인덕터
240 : 제 2 커패시터
250 : 제 4 커패시터
310 : 트랜스포머10:
11:
12:
20:
21:
22:
30: parallel connection switch
100: first track
110: first power supply module
120: first switch
130: first inductor
140: first capacitor
150: third capacitor
200: second track
210: second power supply module
220: second switch
230: second inductor
240: second capacitor
250: fourth capacitor
310: transformer
Claims (4)
대차를 이동시키는 복수의 트랙 중 하나의 트랙(이하, '제 1 트랙'이라 함)에 연결되어 상기 제 1 트랙에 걸리는 부하에 대응하여 상기 제 1 트랙에 전력을 공급하는 제 1 전원공급모듈(110);
상기 제 1 트랙에 인접하는 다른 하나의 트랙(이하, '제 2 트랙'이라 함)에 연결되어 상기 제 2 트랙에 걸리는 부하에 대응하여 상기 제 2 트랙에 전력을 공급하는 제 2 전원공급모듈(210);
상기 제 1 트랙의 입력단과 상기 제 2 트랙의 입력단에 배치되어 상기 제 1 전원공급모듈과 상기 제 2 전원공급모듈로부터 상기 제 1 트랙에 공급되는 전류와 상기 제 1 전원공급모듈과 상기 제 2 전원공급모듈로부터 상기 제 2 트랙에 공급되는 전류가 상호 동일하도록 밸런싱하는 트랜스포머(310);
를 포함하여 구성되는 밸런싱 트랜스포머의 여기 전력을 이용한 폴트-라이드-쓰루 타입의 무선 전력전송 장치.
A fault-ride-through type wireless power transmission apparatus using excitation power of a transformer that equally balances current flowing through each of a plurality of tracks in response to different loads applied to a plurality of tracks.
A first power supply module connected to one track (hereinafter, referred to as a “first track”) of the plurality of tracks for moving the bogie to supply power to the first track in response to a load applied to the first track ( 110);
A second power supply module connected to another track adjacent to the first track (hereinafter referred to as a 'second track') and supplying power to the second track in response to a load applied to the second track; 210);
A current provided to the first track from the first power supply module and the second power supply module, the first power supply module and the second power supply disposed at an input end of the first track and an input end of the second track; A transformer (310) for balancing the currents supplied from the supply module to the second track to be equal to each other;
Fault-ride through type wireless power transmission apparatus using excitation power of a balancing transformer configured to include.
상기 제 1 전원공급모듈과 상기 트랜스포머 사이에 대응하는 상기 제 1 트랙 상에 장착되어 상기 제 1 전원공급모듈로부터 상기 제 1 트랙 또는 상기 제 2 트랙에 공급되는 전력을 스위칭 온오프 제어하는 제 1 스위치(120);
상기 제 2 전원공급모듈과 상기 트랜스포머 사이에 대응하는 상기 제 2 트랙 상에 장착되어 상기 제 2 전원공급모듈로부터 상기 제 1 트랙 또는 상기 제 2 트랙에 공급되는 전력을 스위칭 온오프 제어하는 제 2 스위치(220);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 밸런싱 트랜스포머의 여기 전력을 이용한 폴트-라이드-쓰루 타입의 무선 전력전송 장치.
The method according to claim 1,
A first switch mounted on the first track corresponding between the first power supply module and the transformer to switch on / off control of power supplied from the first power supply module to the first track or the second track 120;
A second switch mounted on the second track corresponding to the second power supply module and the transformer to switch on / off control of power supplied from the second power supply module to the first track or the second track; 220;
A fault-ride-through type wireless power transmission apparatus using excitation power of a balancing transformer, characterized in that the configuration comprising a.
상기 제 1 전원공급모듈과 상기 제 1 스위치 사이에 대응하는 상기 제 1 트랙 상에 장착되는 제 1 인덕터(130);
상기 제 1 스위치와 상기 트랜스포머 사이에 대응하는 상기 제 1 트랙에 병렬로 연결됨에 따라 상기 제 1 인덕터와 함께 공진하는 제 1 커패시터(140);
상기 제 2 전원공급모듈과 상기 제 2 스위치 사이에 대응하는 상기 제 2 트랙 상에 장착되는 제 2 인덕터(230);
상기 제 2 인덕터와 상기 트랜스포머 사이에 대응하는 상기 제 2 트랙에 병렬로 연결됨에 따라 상기 제 2 인덕터와 함께 공진하는 제 2 커패시터(240);
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 밸런싱 트랜스포머의 여기 전력을 이용한 폴트-라이드-쓰루 타입의 무선 전력전송 장치.
The method according to claim 2,
A first inductor (130) mounted on the first track corresponding between the first power supply module and the first switch;
A first capacitor 140 resonating with the first inductor as connected in parallel to the first track corresponding between the first switch and the transformer;
A second inductor 230 mounted on the second track corresponding between the second power supply module and the second switch;
A second capacitor (240) resonating with the second inductor as connected in parallel to the second track corresponding between the second inductor and the transformer;
A fault-ride-through type wireless power transmission apparatus using excitation power of a balancing transformer, characterized in that the configuration further comprises.
상기 제 1 스위치와 상기 트랜스포머 사이에 대응하는 상기 제 1 트랙 상에 장착되되 상기 제 1 인덕터와 상기 제 1 커패시터에 대해 병렬로 연결됨에 따라 상기 제 1 트랙의 인덕턴스와 공진하는 제 3 커패시터(150);
상기 제 2 스위치와 상기 트랜스포머 사이에 대응하는 상기 제 2 트랙 상에 장착되되 상기 제 2 인덕터와 상기 제 2 커패시터에 대해 병렬로 연결됨에 따라 상기 제 2 트랙의 인덕턴스와 공진하는 제 4 커패시터(250);
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 밸런싱 트랜스포머의 여기 전력을 이용한 폴트-라이드-쓰루 타입의 무선 전력전송 장치.The method according to claim 3,
A third capacitor 150 mounted on the first track corresponding between the first switch and the transformer and resonating with the inductance of the first track as connected in parallel with the first inductor and the first capacitor ;
A fourth capacitor 250 mounted on the second track corresponding between the second switch and the transformer and resonating with the inductance of the second track as connected in parallel to the second inductor and the second capacitor ;
A fault-ride-through type wireless power transmission apparatus using excitation power of a balancing transformer, characterized in that the configuration further comprises.
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