KR880000141B1 - 삼상유도 전동기용 삼상역률 제어장치 - Google Patents

삼상유도 전동기용 삼상역률 제어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR880000141B1
KR880000141B1 KR1019830004318A KR830004318A KR880000141B1 KR 880000141 B1 KR880000141 B1 KR 880000141B1 KR 1019830004318 A KR1019830004318 A KR 1019830004318A KR 830004318 A KR830004318 A KR 830004318A KR 880000141 B1 KR880000141 B1 KR 880000141B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase
output
operational amplifier
voltage
resistor
Prior art date
Application number
KR1019830004318A
Other languages
English (en)
Other versions
KR840007654A (ko
Inventor
조셉 놀라 프랭크
Original Assignee
내쇼날 애러노틱스 앤드 스페이스 어드미니스트레이숀
에스 네일 호슨블
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 내쇼날 애러노틱스 앤드 스페이스 어드미니스트레이숀, 에스 네일 호슨블 filed Critical 내쇼날 애러노틱스 앤드 스페이스 어드미니스트레이숀
Publication of KR840007654A publication Critical patent/KR840007654A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR880000141B1 publication Critical patent/KR880000141B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/70—Regulating power factor; Regulating reactive current or power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/26—Power factor control [PFC]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2201/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the converter used
    • H02P2201/15—Power factor Correction [PFC] circuit generating the DC link voltage for motor driving inverter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

내용 없음.

Description

삼상유도 전동기용 삼상역률 제어장치
제1도는 본 발명의 실시예에 따른 위상 검출기를 사용한 삼상역률 제어장치를 일부 블록 형태로 도시한 회로 구성도.
제2(a)도 - 제2(a)도는 전체 장치의 작동을 설명하기 위해 사용되는 파형도.
제3(a)도 - 제3(l)도는 본 발명의 위상 검출기의 작동을 설명하기 위해 사용되는 파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 12, 14 : 다이리스터 장치 60, 62, 64 : 게이트 회로
16, 18, 20 : 위상 검출기 66 : 고주파 발진기
22, 24, 26 : 램프신호 발생기 68, 70, 72 : 변성기
28 : 신호조절회로 A, B, C : 삼상선로단자
30, 32, 34 : 비교기 MA, MB, MC: 전동기입력단자
36 : 연산증폭기 A1- A6: 연산증폭기
본 발명은 일반적으로 유도 전동기용 전력 입력 제어장치에 관한 것으로, 특히 삼상유도 전동기용 삼상역를 제어장치의 위상 검출기에 관한 것이다.
"교류유도 전동기용 역률 제어장치"라는 제목의 미합중국 특허 제 4,052,648호에는 유도 전동기의 작동 역률이 전동기에 연결된 다이러스터의 제어에 의해 명령 역률 신호와 작동 역률간의 편차의 함수로서 제어되는 유도 전동기용 전력감소 장치가 공개되어 있다.
본 발명은 삼상 삼선 계통에서 선로 전압에 대한 전류의 위상각의 측정을 필요로 하는 이러한 일반적인 형태의 역률 제어장치(Power factor controller : PFC)또는 이 유형의 다른 장치에 적응될 수 있다. 전류를 측정하기 위해 잔류 또는 전압 변성기를 사용하거나, 혹은 필요한 절연을 하면서 다이리스터 전압을 감지하기위해 광학 결합기(optical couplers)를 사용하는 여러가지 안들이 공개되었다. 이들 방법은 모두 많은 비용이들고 전류의 진폭에 민감하다. 이 두번째 단점이 반드시 위상 측정자체를 방해하지는 않으나, 다양한 크기의 부품들을 한데 집어넣어야 하기 때문에 제작비가 많이 든다. 세번째 방법은 각 위상에 대해 분리된 전원을 사용하여 절연하는 것이다. 각 상으로부터 위상 정보가 PFC 내의 공동 증폭기에서 합해져야 하므로, 광학결합기(또는 동등한 절연체)가 그래도 필요하다. 따라서, 이것은 명백히 비용이 많이 드는 방법이다. 그 밖에도, 상기 모든 방법은 전류와 동기화된 구형파와 구형파의 역을 얻기 위하여 위상마다 2개의 재래식 영/교차 검출기(대표적으로 연산 증폭기와 관련된 저항들로 형성되는)를 필요로 한다.
한국 특허출원 제 489/81호에는, 전류의 위상각이 다이리스터양단의 전압을 감지하여 측정되는 단상 PFC 가 밝혀져 있다.
동 방법은 삼상 PFC에도 역시 적용될 수 있다. 그러나 단상에서는 다이리스터의 일축이 저전력 회로망 전원과 동일한 접지기준에 연결된다. 단순히 연산 증폭기의 한 입력단을 접지에 연결하고 다른 입력단을 적절한 저항을 통해 다이리스터의 높은 측에 연결하므로써, 다이리스터 양단의 전압을 감지할 수 있다.
그러나, 이 방법을 삼상역률 감지에 적용하려면 높은 공통 모드(mode)전압을 연산 증폭기에 의해 배제하거나 무시하여야 한다.
이 문제와 본 발명에 의한 해결책을 이하 상세히 설명하고자 한다.
본 발명에 의하면, 상술한 문제점을 극복하고, 특히 이러한 문제점을 일으키는 높은 공통 모드 전압을 배제하는 상술한 형태의 역률제어장치에 사용하기 위하여 위상 검출기가 마련된다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 본 발명은 삼상공급선의 각 위상 단자와 대응하는 전동기의 위상 권선 사이에 개별적으로 연결되는 다수의 전자 스위칭 장치(예컨데, 트라이액 또는 극히 상반되는 한 쌍의 실리콘 제어 정류기 같은 다이리스터소자). 각 상에서 전동기 전압과 전류를 검출하고 각 상에 대해서 전동기 전압과 전류간의 위상차에 비례하는 출력을 발생하는 위상 검출기 장치, 위상 검출기 장치의 출력들을 가산하는 가산장치, 역률명령 신호를 발생하는 역률 신호 발생장치, 및 수위칭 장치의 스위칭을 제어하기 위하여 가산장치와 역률 명령 신호에 응답하는 제어장치를 포함하는 형태의 삼상 유도 전동기용 삼상역률 제어장치를 개선하는 것이다. 역률 제어장치의 각개의 위상 검출기는 연산 증폭기를 포함하고, 그 연산 증폭기의 입력들은 해당하는 스위치 장치 양단의 전압을 감지하므로써 그 위상에 대한 전류 위상각을 감지하기 위하여 그 위상에 해당하는 전자 스위칭 장치 양단에 연결 된다. 일반적으로, 본 발명은 연산 증폭기의 출력의 스위칭이 전자 스위칭 장치 양단의 전압의 스위칭과 동기화되도록 연산 증폭기의 입출력단 사이에 정(正) 귀환을 이루는 수단을 제공하는 것이다. 이 귀한 수단은 연산 증폭기의 입출력단 사이에 연결되는 저항을 포함하는 것이 바람직하다.
더 구체적인 실시에에서, 제 2의 반전 연산 증폭기가 첫번째 언급된 연산 증폭기의 출력단에 연결된다. 또한, 제3 및 제4의 연산 증폭기들이 전자 스위칭 장치의 선로 축에 병렬로 연결되는 바, 제 3연산 증폭기의 출력단은 저항을 통하여 제2접합정에 연결되며 또 하나의 저항은 제1연산 증폭기의 출력단과 제1접합점 사이에 연결된다. 제1접합점은 또한 다이오드를 통하여 제2연산 증폭기의 출력단에 연결되고 제2합점은 다이오드를 통하여 제2연산 증폭기의 출력단에 연결된다. 역률 제어장치는 또한 각 상에 램프 발생기, 가산장치의 출력을 각상에 대한 램프 발생기의 출력과 비교하기 위해 각 상에 대해 비교기 및 각 다이오드를 통하여 제1 및 제2접합점에 연결되는 제5연산 증폭기를 포함한다.
첫번째 언급된 연산 증폭기의 입력들은 연산 증폭기의 해당 전압을 적정 수준으로 분할하기 위해 전압 분할기를 통해 전자 스위칭 장치의 선로 및 축에 제각기 연결되는 것이 바람직하다.
제1도에는 한국 특허출원 제489/81호 및 출원에서 인용한 미합중국 특허 제 4.052.648호에 기술된 형태의 삼상 역률 제어장치에 사용되는 바와같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 역률 제어장치에 사용되는 바와같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 역률 제어장치에 위상 검출기가 도시된다. 전체 장치에 대해서는 상기 출원에 상세히 설명되어 있으므로, 본 명세서에서는 비교적 간략히 설명할 것이며, 전체 장치에 대한 상세한 설명은 상기 출원을 참조하면 될 것이다.
제1도의 장치에 있어서, 삼상 전동기 (도면에는 도시되지 아니함)의 위상들은 전동기 입력 단자들(MA, MB, MC)과 이에 대응하는 실리콘 제어 정류기(SPC) 소자들(10. 12. 14)을 통하여 전형적으로 교류 60사이콜, 220 또는 440볼트를 공급하는 3개의 전력선으로 선로위상 단자들(A, B, C)에 연결되어 있다.
세개의 위상 검출기들(16. 18. 20)은 각각 전동기 단자들(MA, MB, MC)로 부터는 상 전류에 비례하는 첫번째 신호를, 삼성설로 단자들(A. B. C)로부터는 상전압에 비례하는 두번째 신호를 수신할 수 있게 연결되어 있다. 이러한 위상 검출기들은 각 위상내에서의 전류 - 위상차에 비례하는 출력 신호를 발생시킨다.
각 위상 검출기에 사용하는 회로망은 위상 검출기(16)에 대하여 제 1도에 도해한 것으로서, 이를 설명하면 다음과 같다.
선로 위상 단자들(A, B, C)도 각 위상 검출기(17. 18. 20)와 결합되어 있는 세개의 램프 발생기들(22. 24. 26)에 연결되어 있다.
각 위상 검출기(16. 18. 20)의 한 출력은 신호조절 회로(28)에 연결되고, 그 신호조절의 회로의 단일 출력은 각 비교기(30. 32. 34)에 대한 입력을 형성한다. 신호조절 회로(28)에는 연산 증폭기(36)가 포함되어 있고, 이 연산 증폭기의 반전 입력은 세개의 위상 검출기들로 부터 가산된 제어 신호를 수신할 수 있게 연결되어 위상 검출기들로 부터 가산된 제어 신호를 수신할 수 있게 연결되어 있다. 회로(28)에도 연산 증폭기(36)의 입, 출력 사이에 연결된 세개의 역 귀환 회로들이 포함되어 있는데, 이러한 회로중 하나는 커패시터(38)로 구성되고, 다른 하나는 저항(42)과 직렬로 연결된 커패시터(40)로 구성되며, 나머지 하나는 한쌍의 저항들(44. 46)과 접지된 중간 커패시러(48)로 구성되어 있다. 커패시터(38)는 구형파 귀한 제어 신호를 평활하게 만들기 위한 저주파 통과 필터를 이루고 커패시터들(40, 48)과 저항들(42. 44. 46)은 례루우프 제어 신호를 안정시키는데 필요한 진상 - 지상 - 진상 회로망을 제공한다.
저항(52)을 거쳐 귀한 회로망에 연결되어 있는 진위차게(50)는 위상검출기들(16. 18. 20)의 출력에서 나타나는 정신호에 대하여 편차 신호나 감산 신호를 제공하도록 부(負)로 바이어스된 역률 명령 신호를 제공한다. 저항(54)은 연산 증폭기(36)의 비반전 입력과 잡지 사이에 연결되고, 커패시터(56)와 저항(58)은 +15전압 공급단자에 연결된다.
램프 발생기들(22. 24. 26.)은 각 비교기들(30. 32. 34)의 다른 입력들에 연결하여, 이러한 비교기들의 개별 출력들은 각각 세개 게이트 회로(60. 62. 64)에 대한 입력을 형성한다.
각 게이트에 대한 또다른 입력은 개별 위상 검출기(16. 18. 20)로부터 제공되고, 세번째 입력은 고주파 발진기(66)로 부터 제공된다. 게이트들 (60. 62. 64)은 전자 스위치들이며, 고주파 신호를 고주파 발진기(66)로 부터 각 변성기(68. 70. 72)의 일차 권선을 거치 해당 다이리스터에 게이트하도록 작동한다.
게이트들(60. 62. 64)의 출력은 각각 변성기들(68. 70. 72)에 연결되고, 각 변성기는 저항(74)과 다이오드(76), 저항(78)과 다이오드(80)및 저항(82)과 다이오드(84)의 조합에 의하여 본토를 형성하고 있다. 저항기 - 다이오드 조합들은 각 변압기 1차 코일 양단에 연결되어 유도 전압을 억제한다.
이제 제 1도의 위상 검출기(16)를 살펴보면, 위상 검출기(16)에는 A 위상선 전압단자(A)에 연결되어 있는 첫번째 쌍의 패딩 저항들(R1·R2)이 포함되어 있다. 저항들(R1·R2)사이의 접압점 "a"은 제 1연산 증폭기(A1)의 정의 입력단에 연결된다. 두번째 쌍의 패딩 저항들(R3·R4)은 전동기 단자(MA)에 연결되고, 이 저항들 사이의 접합점 "b"은 연산 증폭기 (A1)의 부의 입력단에 연결된다.
연산 증폭기(A1)의 "c"로 푯시된 출력단은 제2연산 증폭기(A2)의 부의 입력에 연결되고, 이 증폭기의 "d"로 표시된 출력단은 저항(R9)과 다이오드(D1)를 거쳐 신호조절 회로(28)의 접합접(29)에 연결된다. 저항 (R5)은 증폭기 (A1)의 정입력과 출력 사이에 연결된다.
저항 (R1) 및 (R2)사이의 접합점 "a"도 제 3연산 증폭기 (A3)의 부의 입력단과 제 4연산 증폭기 (A4)의 정의 입력단에 연결된다. 연산 증폭기 (A3)의 출력단 "e"는 저항 (R7)을 거쳐 저항(6)과 다이오드 (D2)사이의 접합점에 연결되고, 이 다이오드(D2)는 접합점(29)에 연결된다. 이러한 저항 - 다이오드(D4)를 거쳐 제5연산 증폭기(A5)부의 입력단에 연결된다. 연산 증폭기(A4)의 출력 "f"는 저항(R9)과 다이오드(D1)사이의 접합점에 연결되는 한편 다이오드(D3)를 거여 연산 증폭기(A5)의 부의 입력단에 연결된다.
연산 증폭기(A5)의 정의 입력단은 첫번째 저항(R10)을 거쳐 접지되고, 두번째 저항(R11)을 거쳐 정의 공급단자에 연견된다.
이제 본 장치에서 사용하는 비교기와 게이트의 구성을 살펴보면, 비교기(30)에는 도해된 바와 같이, 연산 증폭기(A6)가 포함되어 있으며, 게이프(60)에는 다이오드(D5), 저항(R12,N13)및 트랜지스터(Q1)가 도면과 같이 연견되어 있다.
연산 증폭기(A5)의 출력단은 게이프(60)의 다이오드(D5), 저항(12)紈이의 접합점에 연결된다. 램프 발생기(22)는 비교기(30)의 연산 증폭기(A6)의 부의 입력단에 연결되는 한편, 신호조절 회로(28)의 출력은 그 정의 입력단에 연결된다.
본 발명의 위상 검출기의 기능과 작동을 더 상세히 살펴보기전에, 제2(a)도 내지 제2(f)도와 관련하여 기본 장치의 전체적인 작동을 살펴보기로 한다. 제2(a)도에는 A 위상에 대한 선전압(LV)을, 부분적으로 부하가 걸려있는 위상 제어된 전동기 의 대응하는 선(또는 모우터)전류(LC)와 함께 도시하였다.
다른 두개의 선전압과 전류도 동일하지만, 전형적 삼상 시스템에서와 마찬가지로 120°위상차가 있다. 램프발생기(22)의 출력은 각 선전압과 동기화되어 있는데, 이는 제2(b)도에 도시된 바와같다. 도시된 트라이액 또는 두개의 역 병렬 SCR에는 전파램프가 필요하다는 것에 유의하여야 한다.
위상 검출기(16)의 출력이 제2(c)도에 도시되어 있는데, 평균치가 정이라는 것에 유의하여야 한다. 각 위상 검출기와 출력 주파수는 120HZ 이고, 세개의 출력들이 29에서 가산되면, 각 출력이 120°씩 위상차가 있기때문에, 이같이 가산된 주파수는 제2(g)도에 도시된 바와 같이, 360HZ가 된다. 이것이 귀환 신호이며, 안정을 위하여 필요한 대역폭을 얻으려면 삼상 전파 귀환이 필요하다. 제2(g)도에 도시된 귀환 신호는 제2(d)도에 도시된 오차 전압을 발생시킬 수 있도록 연산 증폭기(36)와 커패시터(38)에 의하여 여과한다.
전위차게(50)는 저항(52)을 통하여 소기의 위상각을 명령한다. 연산 증폭기(36)는 명령 및 귀환 신호들을 가산하며, 그 출력은 부하가 변화함에 따라 인가된 전동기 전압을 변화시키기 위하여 변한다.
제2(f)도를 보면, 비교기(30)의 두 입력, 즉 램프 신호와 오차 신호는 중첩된 것으로 표시되어 있다. 오차 신호가 램프 신호와 같거나 교차하는 때에는 비교기(30)는 정으로 바뀐다. 이것에 의하여 적절한 다이리스터(10)의 점호각(點弧角)이나 턴온점을 결정한다. 비교기(30)가 정으로 바뀌면, 그 출력은 게이프(60)의 다이오드(D5)에 의하여 저지되고, 이에 의하여 고주파 발진기(66)가 트랜지스터(Q1)를 작동시킬 수 있게 된다. 트랜지스터(Q1)는 변성기(68)를 전환시키고, 다이리스터(10)를 턴온한다.
이와 공일한 작동이 다른 두 위상에서도 일어나지만, 시한이 120°차이가 난다. 비교기(30)의 출력이 부인 때에는 다이오드(5)는 이 출력을 저지하지 않는다. 저항(k12)의 저항치는 저항(R13)의 저항치 보다 적기 때문에, 트랜지스터(Q1)의 베이스는 부의 상태를 유지하게 된다. 따라서, 트랜지스터(Q1)는 도통되지 않고, 다이리스터들도 오프 상태를 유지하게 된다.
전위차게(50)로 부터의 부전압(-V)은 연산 증폭기(36)의 출력을 정으로 되게하는 경향이 있다. 비교기들(30. 32. 34)에 대한 이와 같은 정입력은 비교기의 출력들을 정으로 되게 한다.
이에 의하여 해당 트랜지스터들, 즉 비교기(30)의 경우에는Q1이 대응하는 다이리스터들을 전환시켜서 작동하게 한다. 반대로 제2(g)도에 도해된 귀환 신호는 정으로 되는 신호이기 때문에, 다이리스터들을 턴 오프시키는 경향이 있다. 전위차게(50)로 부터의 명령 전압(-V)은 연산 증폭기(36)의 작용으로 귀한 전압에 의하여 영이 된다. 그 출력은 명령 전압과 귀한 신호를 영으로 하기 위하여 부하가 변함에 따라 변하게 된다.
제2(a)도는 평형 상태에 있는 장치를 도시한 것이다.
부하가 증가하면 위상각(e)이 감소하는 경향이 있다. 위상각(e)이 감소하면 위상 검출기들(16. 18. 20)의 출력 펄스의 폭이 감소한다. (제2(d)도 및 제2(a)도 참조). 이로 인하여 더 적은 정전압이 가산점(29)으로 귀환된다. 이렇게 되면, 전위차게(50)에 의하여 공급되는 명령 전압은 더 큰 효과를 가지며, 연산 증폭기(36)의 출력을 더 정으로 되게 한다. 이러한 출력 신호는 램프상의 더 높은 지점에서 램프 전압과 교차하여 점호각을 증대시키고, 이에 의하여 전동기에 인가되는 전류를 증가시킨다. 이것은 제2(a)도 및 제2(f)도에서 점선으로 표시되어 있다.
연산 증폭기(36)에 관련된 회로망에 의하여 결정되는 연산 증폭기의 이득 높기 때문에, 위상각(e)이 극소량만 변할 때에도 연산 증폭기(36)의 출력은 그 전 범위에 걸쳐 변하여서, 전동기의 전압을 중부하시 전전압으로 부터 무부하시 공칭 전압에 이르기까지 제어할 수 있다.
240볼트 표준대칭 시스템과 관련하여 본 발명의 작동을 살펴보면, 접지 신호에 대한 선간 전압은 240볼트를 √3으로 나눈 약 140볼트과 된다. 최대치는 140√2. 다시 말하면, 약 200볼트이다. 이 전압이 표준 연산 증폭기들에 적합하게 되려면, "a"점에서의 전압이 중성점에 대하여 전형적으로 10볼트 피크가 되도록, 저항(R1·R2)에 의하여 계수 20으로 강하된다.
이와 마찬가지로, 다이리스터(10)의 다른쪽 전압도 저항 (R3·R4)에 의하여 "b"점에서 계수 20으로 강화시킨다. 다이리스터(10)가 "오프"로 될때에는 그 소자 양단에 200볼트 피크챠가 있다.
따라서, "a"점에서는 "b"점에서 보다 10볼트 더 높은 전압이 흐르고, 증폭기(A1)가 이러한 전압과 동기적으로 스위칭되는 데에는 문제가 없다. 그러나. 다이리스터(10)가 "온"으로 되어 있고 전류를 도통하는 데에는 그 소자 양단의 전압은 전형적으로 단지 1볼트이다. 따라서, 선로측의 최대치는 200볼트인데 반하여 전동기측의 최대치는 199볼트이다. 그러므로, 이 1볼트차를 찾아내어 199볼트 공통 모드 최대치를 배제하여야 한다.
저항(R1, R2, R3, R4)의 값이 정확하여 각 저항 패드가 정확히 20대 1이라면, "a"점은 10.0볼트로 "b"점은 이보다 50밀리 볼트가 낮은 9.950볼트로 강화될 것이다. 이것은 연산 증폭기(A1)가 다이리스터 양단 전압과 동기적으로 스위치되기에 적당하다. 그러나, 저항기들은 완전하지 못하며, 대개 1%의 공차가 있다. 따라서, 최악의 경우에는 "b"점이 실제로 "a"점 보다 4% 더 높아서 "a"점은 9.8볼트인데 "b"점이 10.2볼트로 되는 경우가 있을 수 있다. 저항 허용 공차에서 0.4볼트의 공통 모드 오차는 필요한 신호의 0.05볼트 보다 훨씬 더 큰 것이기 때문에, 연산 증폭기(A1)는 다이리스터(10)에 가하여 지는 전압과 동기적으로 전환되지 아니한다.
이러한 작동을 제3(a)도 내지 제3(e)도와 관련하여 고찰하면 가장 이해가 잘될 것이다. 여기에서, 제3(a)도는 제2(a)도와 마찬가지로, 선간 전압을 도시한 것이다. 전류와 전압은 위에서 말한 바와 같이, 제3(a)도에 도시되어 있으므로, 전류의 위상을 검출하려면, 제3도(b)도에 도시된 증폭기(A1)의 출력은 제3(b)도에 도시된 다이리스터 전압과 동기적으로 스위치 되어야 한다. 위에서 말한 문제는 증폭기(A1)의 출력과 그 정입력 사이에 저항(R5)을 연결하면 제거된다. 이것은 정 귀환으로서, 다이리스터(10)가 작동하는 동안 증폭기(A1)가 적당한 극성으로 래치(latch)된채 유지되게 한다. 저항(R2)의 값에 대한 저항(R5)의 값의 비율에 의하여 결정되는 증폭기의 정의 입력단으로 0.5볼트를 귀환할 수 있는 값을 가진다.
제3(b)도를 보면, 다이리스터들은 "0"점과 "m"점에서 턴 오프되고, 그 소자 양단에 인가되는 전압이 급속히 상승한다.
이 전압은 선로 전압에서 전동기 전압을 맨것과 같으며, 대개 50볼트 이상이 된다. 제1도에서 "a"점의 전압 200/20, 즉 10볼트가 되고, "b"점에서는 200 - 50/20. 즉 7.5볼트가 된다. 이 2.5볼트의 편차는 증폭기(A1)로 부터 귀환되는 0.5볼트보다 더 크고, 증폭기(A1)를 제3(d)도에 도시된 바와같이, 정의 방향으로 전환시킨다. 다이리스터들은 "n"에서 온으로 전환되고, "n"에서 "o"(또는 "n"에서 "m")에 이르는 사이에는 제3(d)도에 도시된 바와같이 그 전압 강하가 낮다(대개 1볼트). 이 사이에는 저항기의 부정합으로 인하여 증폭기(A1)의 입력에 가하여지는 공통 모드 오차는 0.40볼트 정도로 될 수 있다.
그러나, 이러한 전압은 증폭기(A1)를 부의 방향으로 전환시키지 못한다. 이러한 관계로, 증폭기(A1)는 "m"점에서 정의 방향으로 전환되고, "n"에서 "o"까지의 사이에는 증폭기(A1)의 출력으로 부터 그 정의 입력단으로 공급되는 +0.5볼트에 의하여 정이 방향에 래치된 상태로 유지된다. 다이러스터들은 "o"에서 다시 오프 바뀌고, 부전압은 +0.5볼트의 정 귀환을 압도하고 증폭기(A1)를 부의 방향으로 전환시키기에 충분한 정도 이상으로 상승한다.
그 다음에, 증폭(A1)는 또 다시 "m"점에서 정의 방향으로 전환될 때까지는 부의 상태로 유지된다. 따라서, 증폭기(A1)는 제3(d)도에 도시된 바와같이, 다이리스터들에 가하여지는 전압과 동기적으로 전환된다.
다이리스터에 가하여지는 전압을 도시한 제3(c)도를 보면, 여기에서는 시간 간격중 100%가 도통된다. 이러한 상황하에서는 다이리스터에 가하여지는 전압이 크게 상승하지 아니하기 때문에, "a"점과 "b"점 사이에 전압차는 증폭기(
Figure kpo00001
1)를 다이리스터 전압과 동기적으로 전환시킬 정도로 충분하지 아니하다. 따라서, 증폭기(A1)는 양극 또는 음극 상태에 배치된 상태로 유지된다.
이것은 본 발명의 역률 제어장치에 있어서는 크게 중요하지 아니하더라도, 다른 시스템들에 있어서는 매우 중요한 것일 수 있으며, 이것은 쉽게 피할 수 있다.
제1도로 부터, 증폭기(A1)의 출력은 증폭기(A2)에 의하여 반전된다는 것을 알 수 있다(제3(e)도 참조). 그외에도, "a"점에서 검출된 선전압은 연산 증폭기(A4)에 의하여 영점검출 및 구형화되고, 연산 증폭기(A3)에 의하여 반전 및 구형화된다. 이에 대응하는 증폭기(A1) 및 (A3)의 출력 "c" 및 "e"는 각각 저항(R6) 및 (R7)를 통하여 가산되어 출력 "g"를 공급하며, 그 출력의 파형은 제3(h)도에 도시된 바와 같다.
이와 마찬가지로 증폭기(A2) 및 (A4)의 출력 "d" 및 "f"는 각각 저항기(R8)및 (R9)를 통하여 가산되어 출력 "h"를 공급하는데, 그 파형을 도시하면 제3(f)도와 같다. 출력 "g"및 "h"는 "K"지점에서 다이오드(D1)및 (D2)에 의하여 "오어(OR)"되어 PFC의 한 위상의 위상각 귀환신호를 제공한다.
이러한 신호를 도시하면 제3(j)도와 같다. 여기에서 이 동일 신호는 다이리스터들이 100%의 충격계수로 턴온되는 것을 방지하며, 증폭기(A1)를 이 신호와 동기적으로 전환시키기에 충분한 전압이 다이리스터 양단에 유지되게 한다.
제3(b)도를 다시보면, 점호각 "n"이 "m"과 일치하기 위하여 진전되는 경우에는 다이리스터는 100% 전도성으로 되어, 전류가 계속하여 흐르게 된다. 앞의 반주기로 부터 계속하여 흐르는 전류가 다이리스터들은 "on" 상태에 유지하기 때문에, 점호각을 "m"점 넘어서까지 진전시킬 필요가 없다. 다이리스터들을 작동시킬 필요가 없는 기간은 제3(j)도에 도해된 위상각 표시 신호에 해당하는 점에 유의하여야 한다. 이 신호는 다이오드(D3) 및 (D4)를 이용하여 "g"점과 "h"점에서 신호들을 "오어(OR)" 시킴으로써 제1도의 "1"점에서 다시 말하면 증폭기(A5)에의 입력에서 다시 발생된다. 제3(k)도에 도시된 바와같이, 증폭기(A5)의 출력은 저항기들(R10·R11)에 의하여 형성된 전압 분할기에 의하여 그 정 입력에 공급된 정의 바이어스 때문에, 통산적으로 정이된다. 간격(e) 동안에 (제3(a)도 및 제3(j)도 참조). 증폭기(A5)의 반전 입력에서의 전압이 이 바이어스를 초과하여, 증폭기(A5)로 하여금 부로 전환하게 한다(제3(k)도 참조). 증폭기(A5)의 출력단은 게이트(60)의 다이오드(D5)와 저항기(R12)사이에 접속되고 비교기(30)의 출력과 "오어"된다. 비교기(30)는 그 출력이 낮을 때에는 다이리스터의 구동을 저지하기 때문에, 증폭기(A5)의 저출력도 다이리스터들의 작동을 저지한다. 다이리스터는 증폭기(A5)가 제3(k)도에 도시된 "p"점에서 정으로 전환될때지는 점호될 수 없다.
증폭기들의 스위칭 속도가 한정되어 있기 때문에, "p"점은 실제로 다이리스터의 턴 오프 점"m" 및 "o"(제3(b)도)보다 더 늦게 (대개 10 내지 20마이크로초우)생긴다. 따라서, 다이리스터는 100% 점호되지 못하고, 제3(1)도에 표시된 단기간 동안 오프상태로 있게 된다. 이 짧은 시간은 전동기의 전부하 동작에는 중대한 영향을 주지 아니하나, 다이리스터들에 가하여지는 전압이 증폭기(A1)에 인가되는 래챙 바이어스를 압도하여, 이를 다이리스터 전압과 동기적으로 스위칭 할 수 있는 수준까지 상승시킨다.
위의 설명은 전동기의 B 위상과 C 위상에 대하여도 마찬가지이다.
위에서 말한 다이리스터들은 도시된 바와 같이 트라이액 또는 역 병렬의 (반대 극성의)SCR 들로 될 수 있으며, 도해한 실시에는 240볼트 이상 또는 이하의 선전압에도 적용할 수 있다.

Claims (3)

  1. 삼상 전원의 각 위상단자와 전동기의 대응하는 위상권선 사이에 각각 연결된, 다수의 전자스위칭 장치들(10. 12. 14), 전자스위칭 장치 양단의 전압 및 그 위상의 전류위상각을 감지하도록 입력단이 그 위상에 대응하는 전자스위칭 장치들 각각의 양단에 연결된, 연산증폭기(A1)을 포함하는 장치로 구성된 위상검출기 장치들(16. 18. 20).
    상기 위상검출기 장치들의 출력에 연결된 가산 장치(29).
    역률명령신호 발생장치(50) 및 역률 명령신호와 가산장치(29)의 출력에 응답하는 스위칭 제어 장치등으로 구성되어, 상기 연산증폭기의 입출력 사이에 정귀환을 제공하는 저항(R5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼상유도 전동기용 삼상역률 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위상 검출기 장치(16. 18. 20)가 제1연산증폭기(A1)의 출력에 연결된 제2의 반전 연산증폭기(A2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼상유도 전동기용 삼상역률 제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 전자스위칭 장치의 선로측에 병렬로 연결된 제3(A3)과 제4(A4)연산증폭기, 상기 제3연산 증폭기(A3)의 출력과 제1접합점(g)사이에 연결된 저항 (R7), 상기 제연산층폭기(A2)의 출력과 제2접합점(h)사잉에 연결된 저항(R9), 상기 제1연산증폭기(A1)의 출려고가 상기 제1접합점(g)사이에 연결된 저항(R6), 상기 제 1접합점(g)과 상기 제2연산 증폭기(A2)의 출력에 연결된 점(k)사이에 연결된 다이오드(D2), 상기 제2접합점(h)과 상기 제2연산 증폭기(A2)의 출력에 연결된 점(k)사이에 연결된 다이오드(D1), 비교기의 출력에 연결된 제5연산증폭기(A5), 및 상기 제5연산 증폭기의 한 입력과 상기 제1과 제2접합점(g. h)사이에 각각 연결된 다이오드(D3. D4)등을 상기 위상검출기 장치들(16. 18. 20).
    각각의 위상에 대해 연결된 램프발생기(22) 및 각각의 위상에 대해 상기 램프발생기의 출력과 상기 가산장치의 출력에 각각 연결된 비교기(30)로 구성된 것을 특징으로 하는 삼상유도 전동기용 삼상역률 제어장치.
KR1019830004318A 1982-12-16 1983-09-14 삼상유도 전동기용 삼상역률 제어장치 KR880000141B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/450,166 US4459528A (en) 1982-12-16 1982-12-16 Phase detector for three-phase power factor controller
US82-450166 1982-12-16
US450166 1982-12-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR840007654A KR840007654A (ko) 1984-12-08
KR880000141B1 true KR880000141B1 (ko) 1988-03-12

Family

ID=23787038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019830004318A KR880000141B1 (ko) 1982-12-16 1983-09-14 삼상유도 전동기용 삼상역률 제어장치

Country Status (15)

Country Link
US (1) US4459528A (ko)
EP (1) EP0113951B1 (ko)
JP (1) JPS59172994A (ko)
KR (1) KR880000141B1 (ko)
AT (1) ATE21602T1 (ko)
AU (1) AU546056B2 (ko)
CA (1) CA1196681A (ko)
DE (1) DE3365453D1 (ko)
HK (1) HK28087A (ko)
IE (1) IE54715B1 (ko)
IL (1) IL69605A (ko)
IN (1) IN159745B (ko)
MX (1) MX154549A (ko)
NZ (1) NZ205429A (ko)
PH (1) PH20564A (ko)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0381789B1 (de) * 1989-02-07 1994-04-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von ein- oder mehrphasigen Wechselstromstellern
US4916370A (en) * 1989-04-26 1990-04-10 Allen-Bradley Company, Inc. Motor stoppage apparatus and method using back emf voltage
US4978897A (en) * 1990-04-26 1990-12-18 Allen-Bradley Company, Inc. Motor controller with an improved stopping technique
US5115387A (en) * 1990-08-14 1992-05-19 Polyspede Electronics Corporation Circuitry and method of protecting thyristors
US5670858A (en) * 1991-06-03 1997-09-23 Condyne Technology, Inc. Single-phase induction motor safety controller
US5329223A (en) * 1992-06-26 1994-07-12 Green Technologies, Inc. Ideal voltage controller for conserving energy in inductive loads
US5444359A (en) * 1992-06-26 1995-08-22 Green Technologies, Inc. Load sensitive variable voltage motor controller
DE4225231C1 (de) * 1992-07-30 1993-12-02 Alfred Dipl Ing Krumpe Sanftan- und Auslaufsteuerung für Drehstromasynchronmotoren
US5637975A (en) * 1992-10-16 1997-06-10 Pummer; Alexander C. Power factor corrector for A.C. induction motors
US5304911A (en) * 1992-12-14 1994-04-19 Energy Consortium Inc Power control system for an A.C. induction motor
US5469045A (en) * 1993-12-07 1995-11-21 Dove; Donald C. High speed power factor controller
US7315151B2 (en) * 1995-01-11 2008-01-01 Microplanet Inc. Method and apparatus for electronic power control
US5747972A (en) * 1995-01-11 1998-05-05 Microplanet Ltd. Method and apparatus for electronic power control
US5861775A (en) * 1997-01-16 1999-01-19 Ford Global Technologies, Inc. Signal conditioning circuit for low amplitude, high common mode voltage input signals
US5821726A (en) * 1997-01-21 1998-10-13 Power Efficiency Corp. Balanced and synchronized phase detector for an AC induction motor controller
US20020145400A1 (en) * 2001-04-10 2002-10-10 Cashatt Jerry D. Motor load controller for AC induction motors
US7038423B2 (en) * 2004-05-07 2006-05-02 Bay Controls, Inc. Apparatus and method for ride through for AC induction motors
US7378821B2 (en) * 2005-08-01 2008-05-27 Enviro World Technologies, Inc Method and apparatus using VAR measurements to control power input to a three-phase induction motor circuit
JP4839844B2 (ja) * 2006-01-12 2011-12-21 日産自動車株式会社 電力変換器の制御方法およびそれを用いたハイブリッド電力変換システム
US7768221B2 (en) 2006-06-02 2010-08-03 Power Efficiency Corporation Method, system, and apparatus for controlling an electric motor
US7911173B2 (en) 2007-03-14 2011-03-22 Power Efficiency Corporation Open loop method for controlling power
US8810190B2 (en) 2007-09-14 2014-08-19 The Powerwise Group, Inc. Motor controller system and method for maximizing energy savings
US8698447B2 (en) 2007-09-14 2014-04-15 The Powerwise Group, Inc. Energy saving system and method for devices with rotating or reciprocating masses
WO2009055447A1 (en) * 2007-10-23 2009-04-30 Power Efficiency Corporation Electric motor control algorithm with bypass relay
CN202133722U (zh) 2007-11-13 2012-02-01 艾默生环境优化技术有限公司 三相检测模块
US7638966B1 (en) 2008-09-03 2009-12-29 Alexander Pummer Voltage control and power factor correction in AC induction motors
KR101533560B1 (ko) * 2008-09-22 2015-07-09 삼성전자 주식회사 3상 역률 보상 장치 및 그 제어방법
US9767934B2 (en) 2009-04-13 2017-09-19 Terrapower, Llc Method, system, and apparatus for the thermoelectric conversion of gas cooled nuclear reactor generated heat
WO2011031603A1 (en) 2009-09-08 2011-03-17 The Powerwise Group, Inc. Energy saving system and method for devices with rotating or reciprocating masses
US8698446B2 (en) 2009-09-08 2014-04-15 The Powerwise Group, Inc. Method to save energy for devices with rotating or reciprocating masses
US9470727B2 (en) * 2010-12-08 2016-10-18 Landis+Gyr Inc. Detection of magnetic fields using leading power factor
US8093858B1 (en) 2011-03-01 2012-01-10 International Controls And Measurements Corp. AC line voltage conditioner and controller
US9712056B1 (en) * 2016-01-19 2017-07-18 Goodrich Corporation Three-phase power switching for ungrounded wye circuits

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4052648A (en) * 1976-07-19 1977-10-04 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Power factor control system for ac induction motors
DE2658959A1 (de) * 1976-12-24 1978-07-06 Hartmann & Braun Ag Schaltungsanordnung zur messung des phasenverschiebungswinkels
WO1980002895A1 (en) * 1979-05-25 1980-12-24 Scott & Fetzer Co Power factor controller for induction motor
JPS6042717B2 (ja) * 1980-04-22 1985-09-24 三菱電機株式会社 誘導電動機用電力制御装置
US4384243A (en) * 1980-06-20 1983-05-17 Vectrol, Inc. Energy saving motor controller
US4388578A (en) * 1980-07-07 1983-06-14 Cynex Manufacturing Corporation Power factor controller
IN157249B (ko) * 1980-09-26 1986-02-15 Nat Res Dev
NO156190C (no) * 1980-10-23 1987-08-05 Nasa Effektfaktor-styreinnretning.
US4404511A (en) * 1980-10-23 1983-09-13 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Motor power factor controller with a reduced voltage starter

Also Published As

Publication number Publication date
IL69605A (en) 1986-09-30
JPS59172994A (ja) 1984-09-29
AU546056B2 (en) 1985-08-15
AU1866783A (en) 1984-06-21
PH20564A (en) 1987-02-18
ATE21602T1 (de) 1986-09-15
IE832022L (en) 1984-06-16
IE54715B1 (en) 1990-01-17
EP0113951B1 (en) 1986-08-20
CA1196681A (en) 1985-11-12
IL69605A0 (en) 1983-11-30
HK28087A (en) 1987-04-16
KR840007654A (ko) 1984-12-08
IN159745B (ko) 1987-06-06
DE3365453D1 (en) 1986-09-25
NZ205429A (en) 1985-11-08
EP0113951A1 (en) 1984-07-25
US4459528A (en) 1984-07-10
JPS6222359B2 (ko) 1987-05-18
MX154549A (es) 1987-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR880000141B1 (ko) 삼상유도 전동기용 삼상역률 제어장치
JPS5943919B2 (ja) 交流誘導電動機用力率制御装置
US3444457A (en) Voltage regulator system utilizing a center-tapped inductor
US4114010A (en) Test circuit and method for matching an induction load to a solid state power supply
US3134068A (en) Power supply for developing a regulated direct current signal from a three-phase supply
US3254293A (en) Electrical apparatus
US2456938A (en) Regulating system
GB2046962A (en) Apparatus and method for providing signals indicative of the magnitude and angular position of the motor flux of an ac induction motor
US3319153A (en) Automatic voltage control circuit employing electronic tap charger
US2972058A (en) Alternating current generator systems
US3676766A (en) Multiphase alternating current regulation system for transformer-coupled loads
US3716718A (en) Loss of phase detector for a polyphase power system
US3706024A (en) Tap changing apparatus having a gate control tripper
US3071720A (en) Controlled power rectifier system
US4039866A (en) Thyristor control apparatus
US2495783A (en) Load balancing system
US4389607A (en) Synchronous motor control device
JPS5972934A (ja) 高誘導性負荷用交流電源
US3427471A (en) Phase angle detector
US3351843A (en) Electrical apparatus
JP2719745B2 (ja) 直流電源装置の並列運転装置
US3078408A (en) Capacitor charging magnetic amplifier
US3293448A (en) Pulse-forming circuit
US1902462A (en) Electrical control system
JPH02294269A (ja) 電源装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
G160 Decision to publish patent application
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 19910306

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee