KR20230011906A - 안티드래깅 시스템과 풍력 발전기 세트 - Google Patents

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KR20230011906A
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리우 지밍
우 리지안
양 슈아이
왕 하이양
미아오 준
진 샤오롱
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저지앙 대학
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Abstract

본 발명은 안티드래깅 시스템과 풍력 발전기 세트를 개시하는 바, 여기서 안티드래깅 시스템은 변류기를 포함하고, 변류기는 제1 풀 브리지, 제2 풀 브리지, 직류 모선을 포함하며; 제1 풀 브리지와 제2 풀 브리지는 직류 모선을 통해 백투백으로 연결되고; 제1 풀 브리지의 교류 포트는 외부 교류 전원과 차단되며; 제1 풀 브리지의 교류 포트는 제2 풀 브리지의 교류 포트와 전기적으로 연결되고; 직류 모선은 외부 직류 전원과 전기적으로 연결되며; 제2 풀 브리지의 교류 포트는 안티드래깅 시스템의 출력단으로 사용된다. 본 발명의 안티드래깅 시스템은 강한 로딩 능력을 구비하고, 안정적인 출력 성능을 제공할 수 있다.

Description

안티드래깅 시스템과 풍력 발전기 세트
본 출원은 출원 일이 2020년 5월 20일인 중국 특허 출원 2020104328415의 우선권을 주장한다. 본 출원은 상기 중국 특허 출원의 모든 내용을 인용한다.
본 발명은 변류기 기술분야에 속하는 바, 특히 안티드래깅 시스템과 풍력 발전기 세트에 관한 것이다.
전통적인 백투백 타입의 양방향 변류기는 도 1에 도시된 바와 같다. 당해 양방향 변류기는 풀 브리지(A)와 풀 브리지(B), 직류 모선(DC Link)으로 조성되고, 풀 브리지(A)와 풀 브리지(B)는 백투백으로 설치되며, 풀 브리지(A)와 풀 브리지(B)는 동일한 소자를 구비한다. 풀 브리지(A)의 입력단은 전력망(Grid)와 전기적으로 연결되고, 풀 브리지(B)의 삼상 출력단(U, V, W)은 삼상 모터와 전기적으로 연결된다. 당해 양방향 변류기가 안티드래깅 기능을 수행할 경우, 예를 들면 삼상 모터가 저속 슈퍼 토크 조건에서 실행해야 할 경우, 당해 양방향 변류기의 인버터 전류는 이의 출력 능력을 초과하지만 정류측 전류는 이의 출력 능력보다 훨씬 작다. 이때, 인버터 전류와 정류측 전류는 매칭되지 않아 로딩 능력이 약해 별도의 기기를 추가하여 안티드래깅 기능을 수행해야 하므로 비용을 증가하게 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 종래기술 중의 변류기의 로딩 능력이 약한 단점을 극복하기 위하여 안티드래깅 시스템과 풍력 발전기 세트를 제공하는 것이다.
본 발명은 하기 기술적 해결수단을 통해 상기 기술적 과제를 해결한다:
본 발명은 안티드래깅 시스템을 제공하는 바, 안티드래깅 시스템은 변류기를 포함하고, 변류기는 제1 풀 브리지, 제2 풀 브리지, 직류 모선을 포함한다;
제1 풀 브리지와 제2 풀 브리지는 직류 모선을 통해 백투백으로 전기적으로 연결되고; 제1 풀 브리지의 교류 포트는 외부 교류 전원과 차단된다;
제1 풀 브리지의 교류 포트는 제2 풀 브리지의 교류 포트와 전기적으로 연결된다;
직류 모선은 외부 직류 전원과 전기적으로 연결된다;
제2 풀 브리지의 교류 포트는 안티드래깅 시스템의 출력단으로 사용된다.
비교적 바람직하게, 안티드래깅 시스템은 외부 접선 단자를 더 포함하고, 직류 모선은 외부 접선 단자를 통해 외부 직류 전원과 전기적으로 연결된다.
비교적 바람직하게, 변류기는 제1 풀 브리지와 병렬 연결되는 커패시터를 더 포함한다.
비교적 바람직하게, 안티드래깅 시스템은 제1 스위치 모듈을 더 포함한다;
제1 풀 브리지의 교류 포트는 제1 스위치 모듈을 통해 제2 풀 브리지의 교류 포트와 전기적으로 연결된다.
비교적 바람직하게, 안티드래깅 시스템은 제2 스위치 모듈을 더 포함하고; 제1 풀 브리지의 교류 포트는 제2 스위치 모듈을 통해 외부 교류 전원과 차단된다.
비교적 바람직하게, 변류기는 양방향 변류기이다.
비교적 바람직하게, 제1 풀 브리지는 복수의 제1 양방향 스위치 유닛을 포함하고; 제2 풀 브리지는 복수의 제2 양방향 스위치 유닛을 포함하며; 제1 양방향 스위치 유닛과 제2 양방향 스위치 유닛의 정격 전류는 상이하다.
비교적 바람직하게, 제1 스위치 모듈은 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치를 포함하고; 제2 스위치 모듈은 제4 스위치, 제5 스위치, 제6 스위치를 포함한다;
제1 풀 브리지는 제1 상교류단, 제2 상교류단, 제3 상교류단을 포함한다;
제2 풀 브리지는 제1 상교류단, 제2 상교류단, 제3 상교류단을 포함한다;
외부 교류 전원은 제1 상단, 제2 상단, 제3 상단을 포함한다;
제1 풀 브리지의 제1 상교류단은 제1 스위치를 통해 제1 상단과 차단되며, 제1 풀 브리지의 제2 상교류단은 제2 스위치를 통해 제2 상단과 차단되며, 제1 풀 브리지의 제3 상교류단은 제3 스위치를 통해 제3 상단과 차단된다;
제1 풀 브리지의 제1 상교류단은 제4 스위치를 통해 제2 풀 브리지의 제1 상교류단과 전기적으로 연결되고, 제1 풀 브리지의 제2 상교류단은 제5 스위치를 통해 제2 풀 브리지의 제2 상교류단과 전기적으로 연결되며, 제1 풀 브리지의 제3 상교류단은 제6 스위치를 통해 제2 풀 브리지의 제3 상교류단과 전기적으로 연결된다.
비교적 바람직하게, 안티드래깅 시스템은 제1 측 제어기, 제2 측 제어기, 제어기 인터페이스 유닛, 제1 풀 브리지 인터페이스 유닛, 제2 풀 브리지 인터페이스 유닛을 더 포함한다;
제어기 인터페이스 유닛은 제1 측 제어기, 제2 측 제어기, 제1 풀 브리지 인터페이스 유닛, 제2 풀 브리지 인터페이스 유닛과 각각 전기적으로 연결된다;
제1 풀 브리지 인터페이스 유닛은 제1 풀 브리지와 전기적으로 연결되고, 제2 풀 브리지 인터페이스 유닛은 제2 풀 브리지와 전기적으로 연결된다;
제2 스위치 모듈을 차단할 경우, 제2 측 제어기는 제1 풀 브리지 인터페이스 유닛을 통해 제1 풀 브리지를 제어하고, 제2 풀 브리지 인터페이스 유닛을 통해 제2 풀 브리지를 제어한다.
비교적 바람직하게, 외부 교류 전원은 전력망을 포함하고, 안티드래깅 시스템의 출력단은 모터와 연결하기 위한 것다.
본 발명은 풍력 발전기 세트를 더 제공하는 바, 이는 본 발명의 안티드래깅 시스템을 포함한다.
비교적 바람직하게, 당해 안티드래깅 시스템의 변류기는 풍력 발전기 세트의 변류기이고, 풍력 발전기 세트의 캐빈 내에 설치된다.
비교적 바람직하게, 당해 안티드래깅 시스템의 변류기는 풍력 발전기 세트의 변류기이고, 풍력 발전기 세트의 타워 내에 설치된다.
본 발명이 제출한, 변류기를 포함하는 안티드래깅 시스템은 강한 로딩 능력을 가지고 안정적인 출력 성능을 제공할 수 있는 바, 특히 풍력 발전 분야에서 풍력 발전기 세트의 변류기의 안티드래깅 기능을 수행할 때의 로딩 능력을 향상시킴으로써 별도의 기기를 사용하는 것을 감소시켜 공사 비용을 저하시킨다.
도 1은 종래기술의 백투백 타입의 양방향 변류기의 구조 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1의 안티드래깅 시스템의 구조 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2의 안티드래깅 시스템의 구조 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 3의 안티드래깅 시스템의 구조 모식도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 3의 안티드래깅 시스템의 한 가지 등가 회로의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 4의 안티드래깅 시스템의 구조 모식도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 5의 풍력 발전기 세트의 구조 모식도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 6의 풍력 발전기 세트의 구조 모식도이다.
이하 실시예의 형태를 통해 본 발명을 추가로 설명하지만 이로써 본 발명을 상술한 실시예의 범위에 한정하지 않는다.
실시예 1
본 실시예는 안티드래깅 시스템을 제공하는 바, 당해 안티드래깅 시스템은 변류기를 포함한다. 도 2를 참조하면, 당해 변류기는 제1 풀 브리지(101), 제2 풀 브리지(102), 직류 모선(DC Link)을 포함한다. 제1 풀 브리지(101)와 제2 풀 브리지(102)는 직류 모선을 통해 백투백으로 전기적으로 연결, 즉 제1 풀 브리지(101)의 직류 포트는 제2 풀 브리지(102)의 직류 포트와 전기적으로 연결된다. 제1 풀 브리지(101)의 교류 포트는 외부 교류 전원(2)과 차단되고; 제1 풀 브리지(101)의 교류 포트는 제2 풀 브리지(102)의 교류 포트와 전기적으로 연결되며; 직류 모선(DC Link)은 외부 직류 전원(Vin)과 전기적으로 연결되고; 제2 풀 브리지(102)의 교류 포트는 안티드래깅 시스템의 출력단(P2)으로 사용된다.
제1 풀 브리지(101)의 교류 포트가 외부 교류 전원(2)과 전기적으로 연결되고, 제1 풀 브리지(101)의 교류 포트가 제2 풀 브리지(102)의 교류 포트와 차단되며, 제2 풀 브리지(102)의 교류 포트가 모터와 전기적으로 연결될 경우, 당해 변류기는 외부 교류 전원(2)과 모터 사이의 에너지 전달을 구현할 수 있다. 제1 풀 브리지(101)의 교류 포트가 외부 교류 전원(2)과 차단되고, 제1 풀 브리지(101)의 교류 포트가 제2 풀 브리지(102)의 교류 포트와 전기적으로 연결될 경우, 당해 변류기는 인버터로서 반 접힘 안티드래깅 구조를 이루고, 제2 풀 브리지의 교류 포트의 출력 전류는 기존의 2배로 확장되어 로딩 능력도 강화된다.
한 가지 선택적인 실시형태에서 외부 교류 전원은 전력망(Grid)이고, 안티드래깅 시스템의 출력단은 모터와 연결된다.
실시예 2
실시예 1의 기초 상에, 본 실시예는 안티드래깅 시스템을 제공한다. 도 3을 참조하면, 당해 안티드래깅 시스템의 변류기 중 제1 풀 브리지와 제2 풀 브리지는 모두 삼상 풀 브리지다. 기타 선택적인 실시형태에서, 제1 풀 브리지와 제2 풀 브리지는 모두 단상 풀 브리지, 다상 풀 브리지, 멀티레벨 풀 브리지 등이다.
당해 안티드래깅 시스템의 변류기는 제2 스위치 모듈(103)을 통해 외부 교류 전원과 차단된다. 제2 스위치 모듈(103)은 제1 스위치(K1), 제2 스위치(K2), 제3 스위치(K3)를 포함한다.
제1 풀 브리지(101)는 제1 상교류단, 제2 상교류단, 제3 상교류단을 포함하고; 제2 풀 브리지(102)는 제1 상교류단, 제2 상교류단, 제3 상교류단을 포함한다. 제1 풀 브리지의 제1 상교류단, 제2 상교류단, 제3 상교류단과 제2 풀 브리지의 제1 상교류단, 제2 상교류단, 제3 상교류단은 각각 대응되게 전기적으로 연결된다.
제1 풀 브리지(101)는 제1 브리지 암(arm), 제3 브리지 암, 제4 브리지 암을 포함하고; 제2 풀 브리지(102)는 제2 브리지 암, 제5 브리지 암, 제6 브리지 암을 포함하며; 제2 브리지 암, 제3 브리지 암, 제4 브리지 암, 제5 브리지 암, 제6 브리지 암은 모두 제1 브리지 암과 병렬 연결된다.
바람직하게, 당해 변류기는 양방향 변류기이고, 여기서, 제1 브리지 암은 제1 양방향 스위치 유닛(T1), 제2 양방향 스위치 유닛(T2)을 포함하며, 제1 양방향 스위치 유닛(T1)과 제2 양방향 스위치 유닛(T2)은 같은 방향으로 직렬 연결되고; 제2 브리지 암은 제3 양방향 스위치 유닛(T3), 제4 양방향 스위치 유닛(T4)을 포함하며, 제3 양방향 스위치 유닛(T3)과 제4 양방향 스위치 유닛(T4)은 같은 방향으로 직렬 연결된다. 제3 브리지 암은 제5 양방향 스위치 유닛(T5), 제6 양방향 스위치 유닛(T6)을 포함하고, 제5 양방향 스위치 유닛(T5)과 제6 양방향 스위치 유닛(T6)은 같은 방향으로 직렬 연결되며; 제4 브리지 암은 제7 양방향 스위치 유닛(T7), 제8 양방향 스위치 유닛(T8)을 포함하고, 제7 양방향 스위치 유닛(T7)과 제8 양방향 스위치 유닛(T8)은 같은 방향으로 직렬 연결되며; 제5 브리지 암은 제9 양방향 스위치 유닛(T9), 제10 양방향 스위치 유닛(T10)을 포함하고, 제9 양방향 스위치 유닛(T9)과 제10 양방향 스위치 유닛(T10)은 같은 방향으로 직렬 연결되며; 제6 브리지 암은 제11 양방향 스위치 유닛(T11), 제12 양방향 스위치 유닛(T12)을 포함하고, 제11 양방향 스위치 유닛(T11)과 제12 양방향 스위치 유닛(T12)은 같은 방향으로 직렬 연결된다.
한 가지 선택적인 실시형태로서, 제1 양방향 스위치 유닛(T1), 제2 양방향 스위치 유닛(T2), 제3 양방향 스위치 유닛(T3), 제4 양방향 스위치 유닛(T4), 제5 양방향 스위치 유닛(T5), 제6 양방향 스위치 유닛(T6), 제7 양방향 스위치 유닛(T7), 제8 양방향 스위치 유닛(T8), 제9 양방향 스위치 유닛(T9), 제10 양방향 스위치 유닛(T10), 제11 양방향 스위치 유닛(T11), 제12 양방향 스위치 유닛(T12)은 모두 IGBT이다. 기타 선택적인 실시형태에서, 양방향 스위치 유닛은 SiC(탄화규소), MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터)를 포함한다.
한 가지 선택적인 실시형태로서, 제1 풀 브리지가 포함하는 양방향 스위치 유닛의 정격 전류는 제2 풀 브리지가 포함하는 양방향 스위치 유닛의 정격 전류와 상이하다. 이때, 제1 풀 브리지와 제2 풀 브리지의 로딩 능력은 상이하다.
안티드래깅 시스템은 외부 접선 단자(P3, P4)를 더 포함하되, 직류 모선(DC Link)은 외부 접선 단자(P3, P4)를 통해 외부 직류 전원(Vin)과 전기적으로 연결된다. 당해 외부 접선 단자(P3, P4)는 변류기가 휴대한 단자 일 수도 있고 변류기에 별도로 장착된 직류 모선의 단자 일 수도 있다.
실시예 3
실시예 2의 기초 상에, 본 실시예는 안티드래깅 시스템을 제공한다. 도 4를 참조하면, 당해 안티드래깅 시스템은 제1 스위치 모듈(104)을 더 포함한다. 제1 풀 브리지의 교류 포트는 제1 스위치 모듈을 통해 제2 풀 브리지의 교류 포트와 전기적으로 연결된다.
한 가지 선택적인 실시형태로서, 당해 안티드래깅 시스템은 제2 스위치 모듈(103)을 더 포함하고; 제1 풀 브리지의 교류 포트는 제2 스위치 모듈(103)을 통해 외부 교류 전원과 차단된다.
제2 스위치 모듈(103)은 제1 스위치(K1), 제2 스위치(K2), 제3 스위치(K3)를 포함하고; 제1 스위치 모듈(104)은 제4 스위치(K4), 제5 스위치(K5), 제6 스위치(K6)를 포함한다.
안티드래깅 시스템의 출력단은 제1 상출력단(U), 제2 상출력단(V), 제3 상출력단(W)을 포함한다. 외부 교류 전원은 제1 상단, 제2 상단, 제3 상단을 포함한다. 제1 연결단은 제1 스위치(K1)를 통해 제1 상단과 차단되고, 제2 연결단은 제2 스위치(K2)를 통해 제2 상단과 차단되며, 제3 연결단은 제3 스위치(K3)를 통해 제3 상단과 차단되고; 제1 연결단은 또 제4 스위치(K4)를 통해 제1 상출력단(U)과 연결되며, 제2 연결단은 제5 스위치(K5)를 통해 제2 상출력단(V)과 연결되고, 제3 연결단은 제6 스위치(K6)를 통해 제3 상출력단(W)과 연결되며; 제4 연결단은 제1 상출력단(U)과 연결되고, 제5 연결단은 제2 상출력단(V)과 연결되며, 제6 연결단은 제3 상출력단(W)과 연결되고; 제1 연결단은 제1 양방향 스위치 유닛(T1)과 제2 양방향 스위치 유닛(T2)의 연결단이며, 제2 연결단은 제5 양방향 스위치 유닛(T5)과 제6 양방향 스위치 유닛(T6)의 연결단이고, 제3 연결단은 제7 양방향 스위치 유닛(T7)과 제8 양방향 스위치 유닛(T8)의 연결단이며, 제4 연결단은 제3 양방향 스위치 유닛과 제4 양방향 스위치 유닛의 연결단이고, 제5 연결단은 제9 양방향 스위치 유닛(T9)과 제10 양방향 스위치 유닛(T10)의 연결단이며, 제6 연결단은 제11 양방향 스위치 유닛(T11)과 제12 양방향 스위치 유닛(T12)의 연결단이다. 즉, 제1 연결단은 제1 풀 브리지의 제1 상교류단이고, 제2 연결단은 제1 풀 브리지의 제2 상교류단이며, 제3 연결단은 제1 풀 브리지의 제3 상교류단이고; 제4 연결단은 제2 풀 브리지의 제1 상교류단이며, 제5 연결단은 제2 풀 브리지의 제2 상교류단이고, 제6 연결단은 제2 풀 브리지의 제3 상교류단이다.
한 가지 선택적인 실시형태로서, 안티드래깅 시스템의 변류기는 양방향 변류기이다. 제2 스위치 모듈(103)이 닫힐 경우, 제1 스위치 모듈(104)은 차단된다. 이때, 제1 풀 브리지(101)와 제2 풀 브리지(102)의 주요한 기능은 정류와 역변환을 구현하는 것이고, 직류 모선은 커패시터를 통해 전압 안정을 수행한다. 제1 풀 브리지(101)가 전력망(Grid)에 액세스하는 것을 예로 들면, 제2 풀 브리지(102)에 연결된 모터를 전동 장치로 하고, 제1 풀 브리지(101)의 주요 기능은 제어 가능한 정류를 구현하는 것이며, 직류 모선의 커패시터는 충전을 통해 전압을 기대치로 안정시키며; 제2 풀 브리지(102)의 주요한 기능은 역변환을 구현하는 것이고, 전기 에너지를 모터에 필요한 전기 에너지 형태로 전환시킨다. 반대로, 만약 제2 풀 브리지(102)에 연결된 모터를 발전 장치로 하면 제2 풀 브리지(102)로 제어 가능한 정류를 수행하고, 제1 풀 브리지(101)로 역변환을 수행하는 방식으로 전기 에너지를 발전 장치에서 전력망으로 되돌아가도록 한다. 따라서, 제2 스위치 모듈(103)이 닫히고, 제1 스위치 모듈(104)이 차단될 경우, 이때 당해 변류기는 전기 에너지의 양방향 유통을 구현할 수 있고, 교류 발전 시스템 및 교류 모터 속도 조절 시스템에 운용될 수 있다.
본 실시예에서 제공하는 안티드래깅 시스템에서, 제2 스위치 모듈(103)은 차단되고, 제1 스위치 모듈(104)은 닫긴다. 이때, 제1 풀 브리지(101)와 외부 교류 전원은 차단되고, 제1 풀 브리지(101)의 제1 상교류단, 제2 상교류단, 제3 상교류단은 제2 풀 브리지(102)의 제1 상교류단, 제2 상교류단, 제3 상교류단과 각각 대응되게 단락되어 "반 접힘” 병렬 연결을 구현한다. 반 접힘 후의 등가 회로는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 상출력단(U), 제2 상출력단(V), 제3 상출력단(W)이 삼상 모터(M)에 액세스한다. 외부 직류 전원(Vin)이 액세스된 후 안정적인 입력 전압과 에너지를 제공한다. 안티드래깅 시스템의 출력 전류는 변류기가 반 접히기 전의 2배로 확대되고, 출력 토크 능력도 상응하게 확대되어 로딩 능력도 강화된다. 설명해야 할 것은, 당해 실시예는 삼상 변류기 및 삼상 모터를 예로 들어 설명하였으나 본 발명은 변류기 및 대응하는 모터의 상수를 한정하지 않는다.
다른 선택적인 실시형태에서는, 외부 교류 전원을 정류한 후 외부 직류 전원으로 이용하여 안티드래깅 시스템에 제공할 수 있다. 예를 들면, 전력망 또는 기타 교류 급전 기기는 정류기를 통해 안티드래깅 시스템의 직류 모선에 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예 4
실시예 1의 기초 상에, 본 실시예는 안티드래깅 시스템을 제공한다. 도 6을 참조하면, 당해 안티드래깅 시스템은 제1 측 제어기(105), 제2 측 제어기(106), 제어기 인터페이스 유닛(107), 제1 풀 브리지 인터페이스 유닛(108), 제2 풀 브리지 인터페이스 유닛(109)을 더 포함한다.
제어기 인터페이스 유닛(107)은 제1 측 제어기(105), 제2 측 제어기(106), 제1 풀 브리지 인터페이스 유닛(108), 제2 풀 브리지 인터페이스 유닛(109)과 각각 전기적으로 연결되고; 제1 풀 브리지 인터페이스 유닛(108)은 제1 풀 브리지(101)와 전기적으로 연결되며, 제2 풀 브리지 인터페이스 유닛(109)은 제2 풀 브리지(102)와 전기적으로 연결된다.
구체적으로 실시할 경우, 제1 측 제어기(105), 제2 측 제어기(106)는 CPU를 이용하여 구현된다. 제어기 인터페이스 유닛(107)은 제어기 인터페이스 칩을 이용하여 구현된다. 제1 풀 브리지 인터페이스 유닛(108), 제2 풀 브리지 인터페이스 유닛(109)은 풀 브리지 인터페이스 칩을 이용하여 구현된다.
제2 스위치 모듈(103)이 닫힐 경우, 제1 측 제어기(105)는 제1 풀 브리지 인터페이스 유닛(108)을 통해 제1 풀 브리지(101)를 제어하고, 제2 측 제어기(106)는 제2 풀 브리지 인터페이스 유닛(109)을 통해 제2 풀 브리지(102)를 제어한다. 제2 스위치 모듈(103)이 차단될 경우, 제2 측 제어기(106)는 제1 풀 브리지 인터페이스 유닛(108)을 통해 제1 풀 브리지(101)를 제어하고, 제2 풀 브리지 인터페이스 유닛(109)을 통해 제2 풀 브리지(102)를 제어한다.
변류기를 안티드래깅 시스템의 인버터로 사용할 경우, 당해 변류기의 출력단은 모터와 연결되고, 제2 스위치 모듈(103)은 차단되며, 제2 측 제어기(106)는 제1 풀 브리지 인터페이스 유닛(108)을 통해 제1 풀 브리지(101)를 제어하고, 제2 풀 브리지 인터페이스 유닛(109)을 통해 제2 풀 브리지(102)를 제어한다. 즉, 제어기 인터페이스 유닛(107)에 의해 모든 제1 풀 브리지(101)의 신호를 제2 측 제어기(106)(즉 모터측 제어 CPU) 내에 접속시켜 모터측이 CPU를 제어하여 제1 풀 브리지(101)와 제2 풀 브리지(102)를 동시에 구동시킬 수 있고, 스위칭 빈도가 동일하고 스위칭 시퀀스가 동기화된다. 펄스 폭 변조 기술(Pulse Width Modulation)을 통해 펄스 시퀀스를 발생하여 각 양방향 스위치 유닛(예컨대 IGBT)을 구동함으로써 이로 하여금 상응한 교류 출력을 발생하도록 한다.
실시예 5
본 실시예는 풍력 발전기 세트를 제공한다. 도 7을 참조하면, 당해 풍력 발전기 세트는 타워(303), 임펠러(301), 캐빈(302) 및 실시예 1 내지 실시예 4 중의 임의의 한 실시예에 따른 안티드래깅 시스템을 포함한다. 안티드래깅 시스템의 변류기는 풍력 발전기 세트의 변류기이고, 상기 풍력 발전기 세트의 캐빈 내에 설치된다.
한 가지 구체적인 실시형태로서, 본 실시에의 풍력 발전기 세트의 변류기를 터닝(turning) 기어 제어에 응용할 경우, 즉 저속 슈퍼 토크에서 실행하는 상태에서, 이때, 풍력 발전기 세트 자체의 변류기를 통해 당해 변류기로 하여금 반 접힘 안티드래깅 구조에 놓여 본 발명이 제출하는 안티드래깅 시스템을 형성하도록 함으로써 로딩 능력을 향상시킬 수 있다. 더 나아가, 저속 슈퍼 토크 상태에서 실행되므로 전력망은 작은 용량의 정류기를 통해 안티드래깅 시스템에 전력을 공급할 수 있어 기기 비용을 크게 저하시킬 수 있다.
종래기술에서는 로딩 능력을 향상시키기 위하여 터닝 제어에서 흔히 별도의 변류 기기를 따로 추가해야 한다. 컨버터 기기는 부피, 질량이 크고 장착이 불편하다. 특히, 풍력 발전기 세트의 변류기를 풍력 발전기 세트의 캐빈의 내부에 설치할 경우, 타워가 높아 별도의 변류 기기를 추가할 경우 호이스팅(hoisting) 작업을 수행해야 하므로 작업이 매우 불편하다. 그러나 본 실시예의 풍력 발전기 세트는 본 발명의 안티드래깅 시스템을 통해 로딩 능력을 편리하게 증가할 수 있어 별도의 비용을 절약할 수 있다.
실시예 6
본 실시예는 풍력 발전기 세트를 제공한다. 도 8을 참조하면, 당해 풍력 발전기 세트는 타워(303), 임펠러(301), 캐빈(302) 및 실시예 1 내지 실시예 4 중의 임의의 한 실시예에 따른 안티드래깅 시스템을 포함한다.
한 가지 선택적인 실시형태로서, 상기 변류기는 상기 풍력 발전기 세트의 변류기이고, 상기 풍력 발전기 세트의 타워 내에 설치되어 장착, 작동 및 유지 보수에 편리하다.
비록 이상에서는 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하였으나 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 이러한 것들은 단지 예의 설명에 불과하며, 본 발명의 원리와 본질을 벗어나지 않는 전제 하에 이러한 실시형태에 대해 여러 가지 변경과 수정을 수행할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해 한정된다.
A: 풀 브리지 B: 풀 브리지
2: 외부 교류 전원 101: 제1 풀 브리지
102: 제2 풀 브리지 103:제2 스위치 모듈
104: 제1 스위치 모듈 105: 제1 측 제어기
106: 제2 측 제어기 107: 제어기 인터페이스 유닛
108: 제1 풀 브리지 인터페이스 유닛 109: 제2 풀 브리지 인터페이스 유닛
301: 임펠러 302: 캐빈
303: 타워

Claims (13)

  1. 안티드래깅(anti-dragging) 시스템으로서,
    변류기를 포함하고, 상기 변류기는 제1 풀 브리지, 제2 풀 브리지, 직류 모선을 포함하고;
    상기 제1 풀 브리지와 상기 제2 풀 브리지는 상기 직류 모선을 통해 백투백으로 전기적으로 연결되며; 상기 제1 풀 브리지의 교류 포트는 외부 교류 전원과 차단되며;
    상기 제1 풀 브리지의 교류 포트는 상기 제2 풀 브리지의 교류 포트와 전기적으로 연결되고;
    상기 직류 모선은 외부 직류 전원과 전기적으로 연결하기 위한 것이며;
    상기 제2 풀 브리지의 교류 포트는 상기 안티드래깅 시스템의 출력단으로 사용되는 것을 특징으로 하는 안티드래깅 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안티드래깅 시스템은 외부 접선 단자를 더 포함하되, 상기 직류 모선은 상기 외부 접선 단자를 통해 상기 외부 직류 전원과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 안티드래깅 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 변류기는, 상기 제1 풀 브리지와 병렬 연결되는 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안티드래깅 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안티드래깅 시스템은 제1 스위치 모듈을 더 포함하고;
    상기 제1 풀 브리지의 교류 포트는 상기 제1 스위치 모듈을 통해 상기 제2 풀 브리지의 교류 포트와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 안티드래깅 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 안티드래깅 시스템은 제2 스위치 모듈을 더 포함하고; 상기 제1 풀 브리지의 교류 포트는 상기 제2 스위치 모듈을 통해 상기 외부 교류 전원과 차단되는 것을 특징으로 하는 안티드래깅 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변류기는 양방향 변류기인 것을 특징으로 하는 안티드래깅 시스템.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제1 풀 브리지는 복수의 제1 양방향 스위치 유닛을 포함하고; 상기 제2 풀 브리지는 복수의 제2 양방향 스위치 유닛을 포함하며; 상기 제1 양방향 스위치 유닛과 상기 제2 양방향 스위치 유닛의 정격 전류는 상이한 것을 특징으로 하는 안티드래깅 시스템.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 스위치 모듈은 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치를 포함하고; 상기 제2 스위치 모듈은 제4 스위치, 제5 스위치, 제6 스위치를 포함하며;
    상기 제1 풀 브리지는 제1 상교류단, 제2 상교류단, 제3 상교류단을 포함하고;
    상기 제2 풀 브리지는 제1 상교류단, 제2 상교류단, 제3 상교류단을 포함하며;
    상기 외부 교류 전원은 제1 상단, 제2 상단, 제3 상단을 포함하고;
    상기 제1 풀 브리지의 제1 상교류단은 상기 제1 스위치를 통해 상기 제1 상단과 차단되며, 상기 제1 풀 브리지의 제2 상교류단은 상기 제2 스위치를 통해 상기 제2 상단과 차단되고, 상기 제1 풀 브리지의 제3 상교류단은 상기 제3 스위치를 통해 상기 제3 상단과 차단되며;
    상기 제1 풀 브리지의 제1 상교류단은 상기 제4 스위치를 통해 상기 제2 풀 브리지의 제1 상교류단과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 풀 브리지의 제2 상교류단은 상기 제5 스위치를 통해 상기 제2 풀 브리지의 제2 상교류단과 전기적으로 연결되며, 상기 제1 풀 브리지의 제3 상교류단은 상기 제6 스위치를 통해 상기 제2 풀 브리지의 제3 상교류단과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 안티드래깅 시스템.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안티드래깅 시스템은 제1 측 제어기, 제2 측 제어기, 제어기 인터페이스 유닛, 제1 풀 브리지 인터페이스 유닛, 제2 풀 브리지 인터페이스 유닛을 더 포함하고;
    상기 제어기 인터페이스 유닛은 상기 제1 측 제어기, 상기 제2 측 제어기, 상기 제1 풀 브리지 인터페이스 유닛, 상기 제2 풀 브리지 인터페이스 유닛과 각각 전기적으로 연결되며;
    상기 제1 풀 브리지 인터페이스 유닛은 상기 제1 풀 브리지와 전기적으로 연결되고, 상기 제2 풀 브리지 인터페이스 유닛은 상기 제2 풀 브리지와 전기적으로 연결되며;
    상기 제2 스위치 모듈을 차단할 경우, 상기 제2 측 제어기는 상기 제1 풀 브리지 인터페이스 유닛을 통해 상기 제1 풀 브리지를 제어하고, 상기 제2 풀 브리지 인터페이스 유닛을 통해 상기 제2 풀 브리지를 제어하는 것을 특징으로 하는 안티드래깅 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 교류 전원은 전력망을 포함하고, 상기 안티드래깅 시스템의 상기 출력단은 모터와 연결되는 것을 특징으로 하는 안티드래깅 시스템.
  11. 풍력 발전기 세트로서,
    제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 안티드래깅 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기 세트.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 변류기는 상기 풍력 발전기 세트의 변류기이고, 상기 풍력 발전기 세트의 캐빈 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기 세트.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 변류기는 상기 풍력 발전기 세트의 변류기이고, 상기 풍력 발전기 세트의 타워 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기 세트.
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