WO2015190707A1 - Output voltage control device for generator without field discharge resistor - Google Patents

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WO2015190707A1
WO2015190707A1 PCT/KR2015/004706 KR2015004706W WO2015190707A1 WO 2015190707 A1 WO2015190707 A1 WO 2015190707A1 KR 2015004706 W KR2015004706 W KR 2015004706W WO 2015190707 A1 WO2015190707 A1 WO 2015190707A1
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field
field winding
generator
output voltage
breaker
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PCT/KR2015/004706
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류호선
이의택
이주현
Original Assignee
한국전력공사
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/26Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices

Definitions

  • the present application relates to the control of the output voltage of the generator.
  • the output voltage control device of the generator is an essential facility along with the speed control device.
  • the input AC power (AC power) can be varied in size by the transformer 10, the transformer 10
  • the AC power whose size is changed by the rectifier 20 may be converted into DC power Vdc. Thereafter, energy based on the DC power source Vdc may be stored in the DC link terminal 40.
  • the charging control unit 30, the current limiting resistor (R1) and the connection breaker (SW4) is connected in parallel to operate to prevent the sudden energy storage of the DC link terminal (40).
  • the generator voltage controller 80 turns the switching element Q1 on and off by a pulse width modulation (PWM) signal, and is stored in the DC link terminal 40 during the turn-on period of the switching element Q1.
  • PWM pulse width modulation
  • the field current If flowing through the field winding 60 increases due to energy, and the field current If flowing through the field winding 60 decreases during the turn-off period of the switching element Q1. That is, since the field current If is in proportion to the output voltage of the generator, the magnitude of the output voltage of the generator can be controlled by controlling the average value of the field current If flowing through the field winding 60. .
  • the battery 70 is connected in parallel to the DC link terminal 40, the energy is stored by the input AC power (AC power), and when an abnormality or shortage of the AC power (AC power) occurs AC power ( AC power) may be replaced or supplemented to supply energy to the field winding 60.
  • the field discharge resistor (R1) is configured to be connected in parallel with the field winding 60, the field breaker 50 is operated during the abnormal operation of the generator (three poles) (SW1 is connected, SW2 to SW3 are open), so that the energy stored in the field winding 60 of the generator is discharged through the field discharge resistor R2.
  • the present application provides a device for controlling the output voltage of a generator that can reduce the volume due to the field discharge resistance and can be configured at a low cost.
  • the rectifying unit for rectifying the AC power source to the DC power source;
  • a direct current link stage for storing energy based on the direct current power source rectified by the rectifier;
  • a main control unit controlling a magnitude of a field current flowing through a field winding of a generator using energy stored in the DC link terminal according to a pulse width modulation signal;
  • an auxiliary control unit for freewheeling the energy stored in the field winding to the DC link stage when the circuit breaker operation signal is applied.
  • the main control unit may include: a first freewheeling diode configured to freewheel the energy stored in the field winding to the field winding; And transmitting energy stored in the DC link terminal to the field winding at turn-on, and freewheeling the energy stored in the field winding at the turn-off to the field winding through the first freewheeling diode, thereby increasing the magnitude of the field current. It may include a switching element for controlling.
  • the auxiliary control unit may include: a second freewheeling diode configured to freewheel the energy stored in the field winding to the DC link terminal; And a field breaker configured to freewheel the energy stored in the field winding through the second freewheeling diode to the DC link terminal when the breaker operation signal is applied.
  • the output voltage control device of the generator further includes a current limiting resistor and a connection circuit breaker connected in parallel to prevent sudden energy storage of the DC link stage, wherein the connection circuit breaker and the field circuit breaker May be configured as a two-pole breaker.
  • the switching element may have a redundant structure in which two switching elements are connected in parallel.
  • the rectifying unit for rectifying the AC power source to the DC power source;
  • a direct current link stage for storing energy based on the direct current power source rectified by the rectifier;
  • a first freewheeling diode for freewheeling the energy stored in the field winding to the field winding;
  • a second freewheeling diode for freewheeling the energy stored in the field winding to the DC link stage; Transmitting energy stored in the DC link terminal to the field winding when turned on according to a pulse width modulation signal, and freewheeling the energy stored in the field winding to the field winding through the first freewheeling diode when turned off;
  • a switching element for controlling the magnitude of the field current;
  • a field breaker for freewheeling the energy stored in the field winding to the DC link terminal through the second freewheeling diode when the breaker operation signal is applied.
  • the output voltage control device when a breaker operation signal is applied, the energy stored in the field winding is freewheeled to the DC link stage, thereby reducing the volume due to the field discharge resistance, and the connection breaker and the field breaker 2
  • the output voltage control device can be configured at low cost.
  • FIG. 1 is a view showing an output voltage control device of a conventional generator.
  • 4B is a waveform diagram illustrating an operation during a turn-off period of a switching element of an output voltage control device of a generator according to one embodiment of the present invention.
  • 5B is a waveform diagram illustrating an operation when a circuit breaker operation signal is applied to a field circuit breaker of an output voltage control device of a generator according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of controlling the output voltage of a generator according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of an output voltage control device of a generator according to an embodiment of the present invention, which includes an AC power supply (AC power supply), a transformer 10, a rectifier 20, a charge control unit 30, and a DC link terminal 40. And a main control unit 210 and an auxiliary control unit 220, the main control unit 210 includes a switching element Q1 and a first freewheeling diode D1, and the auxiliary control unit 220 includes a field breaker SW5. ) And a second freewheeling diode D2.
  • FIGS. 4A to 4B illustrate one embodiment of the present invention. Is a view for explaining the operation during the turn-off period of the switching element of the output voltage control device of the generator according to Figure 5a to 5b is a circuit breaker in the field circuit breaker of the output voltage control device of the generator according to an embodiment of the present invention It is a figure for explaining the operation
  • the transformer 10 converts an input AC power (AC power) into an AC power having an appropriate size according to the turns ratio, and the converted AC power is converted into a rectifier 20 including a plurality of diodes. It may be rectified to a direct current power source (Vdc). Thereafter, energy based on the DC power supply Vdc may be stored in the DC link terminal 40 in which two capacitors C1 and C2 are connected in series.
  • AC power AC power
  • Vdc direct current power source
  • the charging control unit 30, the current limiting resistor (R1) and the connection breaker (SW6) is connected in parallel to operate to prevent the sudden energy storage of the DC link terminal 40, the connection breaker (SW6) and the field breaker ( SW5) may be a two-pole breaker (ie, connection breaker SW6 and field breaker SW5 one of the two poles of the two-pole breaker) operating simultaneously according to one CBO signal.
  • the battery 70 is connected to the DC link terminal 40 in parallel, and the energy is stored by the input AC power (AC power), and when an abnormality or shortage of the AC power (AC power) occurs, the AC power ( AC power) may be replaced or supplemented to supply energy to the field winding 60.
  • the main controller 210 determines the magnitude of the field current If flowing through the field winding 60 of the generator using energy stored in the DC link terminal 40 according to the pulse width modulation signal Vg (Q1). Can be controlled.
  • the main controller 210 described above is provided between the cathode of the first freewheeling diode D1 and the first freewheeling diode D1 connected in parallel to the field winding 60 and the positive terminal of the DC link terminal 40. It may include a connected switching element (Q1).
  • the switching element Q1 may include an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a field-effect transistor (FET), a gate turn-off thyristor (GTO), and a junction. It may be any one of a semiconductor switch including a bipolar junction transistor (BJT).
  • IGBT insulated gate bipolar transistor
  • FET field-effect transistor
  • GTO gate turn-off thyristor
  • BJT bipolar junction transistor
  • FIG. 2 two switching elements may have a redundant structure connected in parallel. In this case, two switching elements connected in parallel according to the pulse width modulation signal Vg (Q1) may be used. The devices can operate simultaneously. Thus, by using the switching element in a redundant structure, there is an advantage that can increase the reliability.
  • the switching element Q1 when the switching element Q1 is turned on, the energy stored in the DC link terminal 40 during the turn-on period (see Ton in FIG. 3B) is as shown in the path P1. , May be transmitted to the field winding 60 through the switching element Q1 (the field breakers SW5 and SW6 are connected).
  • Vdc may be a DC voltage of the DC link terminal
  • Lf may be an inductor of the field winding, if may be a field current
  • Rf may be an internal resistance of the field winding.
  • the energy stored in the field circle 60 during the turn-off period (see Toff in FIG. 4B) is as shown in the path P2. It may be freewheeled by the field winding 60 (in this case, the field breakers SW5 and SW6 are connected).
  • the voltage Vo between both ends of the field winding 60 is zero voltage during the turn-off period Toff by the pulse width modulation signal Vg (Q1), and the field winding 60 Due to the internal resistance, the field current If decreases to satisfy Equation 2 below.
  • Lf may be an inductor of the field winding, if may be a field current, and Rf may be an internal resistance of the field winding.
  • the magnitude of the field current If may be controlled by adjusting the duty of the pulse width modulated signal Vg (Q1) applied to the gate of the switching element Q1.
  • Equation 3 since the magnitude of the field current If is proportional to the output voltage Vt of the generator, the magnitude of the field current If flowing through the field winding 60 is controlled. By doing this, the magnitude of the output voltage of the generator can be controlled.
  • Vt K ⁇ ⁇ ⁇ N
  • Vt is the output voltage of the generator
  • K is a constant
  • is a magnetic flux is a value proportional to the field current (If)
  • N is the rotational speed of the generator.
  • the auxiliary control unit 220 may freewheel the energy stored in the field winding (60) to the DC link terminal 40.
  • the breaker operation signal (CBO) may be an operation signal that can be input manually by the operator when the main control unit 210 failure.
  • the auxiliary control unit 220 includes a field breaker SW5 connected between the anode of the first freewheeling diode D1 and the field winding 60, and the anode of the first freewheeling diode D1 and the field winding of the first freewheeling diode D1.
  • the cathode connected to the connection terminal 60 may include a second freewheeling diode D2 connected to the positive terminal of the DC link terminal 40.
  • the field breaker SW5 when the breaker operation signal CBO is applied, the field breaker SW5 is connected, and the energy stored in the field winding 60 is shown in the path P3. As described above, the field breaker SW5 may be freewheeled to the DC link terminal 40 through the second freewheeling diode D2. Accordingly, the field current If may be reduced to satisfy Equation 4 below.
  • Vdc may be a DC voltage of the DC link terminal
  • Lf may be an inductor of the field winding, if may be a field current
  • Rf may be an internal resistance of the field winding.
  • the output voltage control device when the breaker operation signal is applied, by freewheeling the energy stored in the field winding to the DC link terminal, it is possible to reduce the volume due to the field discharge resistance, the connection breaker By configuring the field circuit breaker with one 2-pole circuit breaker, the output voltage control device can be configured at low cost.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining an output voltage control method of a generator according to one embodiment of the present invention.
  • the rectifier 20 may rectify an AC power source (AC power source) into a DC power source (Vdc) (S601). DC power (Vdc) rectified by the rectifier 20 may be transmitted to the DC link terminal 40.
  • AC power source AC power source
  • Vdc DC power source
  • the DC link stage 40 may store energy based on the DC power supply Vdc rectified by the rectifying unit 20 (S602).
  • the main controller 210 determines the magnitude of the field current If flowing through the field winding 60 of the generator using energy stored in the DC link terminal 40 according to the pulse width modulation signal Vg (Q1). It can be controlled (S603).
  • the main controller 210 described above is provided between the cathode of the first freewheeling diode D1 and the first freewheeling diode D1 connected in parallel to the field winding 60 and the positive terminal of the DC link terminal 40. It may include a connected switching element (Q1).
  • the auxiliary controller 220 may freewheel the energy stored in the field winding 60 to the DC link terminal 40 (S604).
  • the breaker operation signal (CBO) may be an operation signal that can be input manually by the operator when the main control unit 210 is broken, the auxiliary control unit 220, the anode of the first freewheeling diode (D1) and (+) Terminal of the DC link terminal 40 where an anode cathode is connected to the field breaker SW5 connected between the field winding 60 and the anode of the first freewheeling diode D1 and the field winding 60. It may include a second freewheeling diode (D2) connected to.
  • the output voltage control device when the breaker operation signal is applied, by freewheeling the energy stored in the field winding to the DC link terminal, it is possible to reduce the volume due to the field discharge resistance, the connection breaker By configuring the field circuit breaker with one 2-pole circuit breaker, the output voltage control device can be configured at low cost.

Abstract

Provided is an output voltage control device for a generator without a field discharge resistor. The output voltage control device for a generator comprises: a rectifying unit for rectifying an alternating current power to a direct current power, a direct current link terminal for storing energy on the basis of the direct current power rectified by the rectifying unit, a main control unit for controlling the magnitude of a field current flowing through field windings of the generator using the energy stored in the direct current link terminal according to a pulse width modulation signal, and an auxiliary control unit for freewheeling the energy stored in the field windings to the direct current link terminal when a signal for a circuit breaker operation is applied. Therefore, the present invention can reduce the volume resulting from the field discharge resistor and configure the output voltage control device at a low cost by configuring a connection circuit breaker and a field circuit breaker as a single two-pole circuit breaker.

Description

계자 방전 저항 없는 발전기의 출력 전압 제어 장치Output voltage control device of generator without field discharge resistance
본 출원은, 발전기의 출력 전압 제어에 관한 것이다.The present application relates to the control of the output voltage of the generator.
최근 도시 지역이나 대형 빌딩 등에 디젤 발전기를 전원용으로 많이 사용하고 있다. 디젤 발전 시스템을 구축함에 있어서 발전기의 출력 전압 제어 장치는 속도 제어 장치와 함께 필수적인 설비이다.Recently, diesel generators are used for power supply in urban areas and large buildings. In constructing a diesel power generation system, the output voltage control device of the generator is an essential facility along with the speed control device.
이러한 발전기의 출력 전압 제어 장치를 설명하면, 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 입력된 교류 전원(AC 전원)은 변압기(10)에 의해 그 크기가 가변될 수 있으며, 변압기(10)에 의해 크기가 가변된 교류 전원은 정류부(20)에 의해 직류 전원(Vdc)으로 변환될 수 있다. 이후 직류 전원(Vdc)에 기초한 에너지는 직류 링크단(40)에 저장될 수 있다.Referring to the output voltage control device of such a generator, as shown by way of example in Figure 1, the input AC power (AC power) can be varied in size by the transformer 10, the transformer 10 The AC power whose size is changed by the rectifier 20 may be converted into DC power Vdc. Thereafter, energy based on the DC power source Vdc may be stored in the DC link terminal 40.
한편, 충전 제어부(30)는, 전류 제한 저항(R1) 및 연결 차단기(SW4)가 병렬 연결되어 직류 링크단(40)의 급격한 에너지 저장을 방지하도록 동작한다.On the other hand, the charging control unit 30, the current limiting resistor (R1) and the connection breaker (SW4) is connected in parallel to operate to prevent the sudden energy storage of the DC link terminal (40).
그리고, 발전기 전압 제어기(80)는, 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 신호에 의해 스위칭 소자(Q1)를 온 오프시키며, 스위칭 소자(Q1)의 턴온 구간 동안 직류 링크단(40)에 저장된 에너지에 의해 계자 권선(60)을 흐르는 계자 전류(If)가 증가하며, 스위칭 소자(Q1)의 턴 오프 구간 동안에는 계자 권선(60)을 흐르는 계자 전류(If)는 감소하게 된다. 즉, 계자 전류(If)는 발전기의 출력 전압과 비례하는 관계에 있기 때문에, 계자 권선(60)을 흐르는 계자 전류(If)의 평균값을 제어함으로써, 발전기의 출력 전압의 크기를 제어할 수 있는 것이다.The generator voltage controller 80 turns the switching element Q1 on and off by a pulse width modulation (PWM) signal, and is stored in the DC link terminal 40 during the turn-on period of the switching element Q1. The field current If flowing through the field winding 60 increases due to energy, and the field current If flowing through the field winding 60 decreases during the turn-off period of the switching element Q1. That is, since the field current If is in proportion to the output voltage of the generator, the magnitude of the output voltage of the generator can be controlled by controlling the average value of the field current If flowing through the field winding 60. .
한편, 배터리(70)는, 직류 링크단(40)에 병렬 연결되며, 입력된 교류 전원(AC 전원)에 의해 에너지가 저장되며, 교류 전원(AC 전원)의 이상 또는 부족분이 생길 경우 교류 전원(AC 전원)을 대체 또는 보충하여 계자 권선(60)에 에너지를 공급할 수 있다.On the other hand, the battery 70 is connected in parallel to the DC link terminal 40, the energy is stored by the input AC power (AC power), and when an abnormality or shortage of the AC power (AC power) occurs AC power ( AC power) may be replaced or supplemented to supply energy to the field winding 60.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 계자 권선(60)과 병렬 연결되도록 계자 방전 저항(R1)이 구성되며, 발전기의 이상 동작시 (3극) 계자 차단기(50)가 동작(SW1는 연결, SW2 내지 SW3은 개방) 함으로써, 발전기의 계자 권선(60)에 저장된 에너지는 계자 방전 저항(R2)을 통해 방전되도록 구성되어 있다.On the other hand, as shown in Figure 1, the field discharge resistor (R1) is configured to be connected in parallel with the field winding 60, the field breaker 50 is operated during the abnormal operation of the generator (three poles) (SW1 is connected, SW2 to SW3 are open), so that the energy stored in the field winding 60 of the generator is discharged through the field discharge resistor R2.
상술한 종래의 출력 전압 제어 장치에 사용되는 계자 방전 저항(R1)의 경우 발전기의 용량이 커짐에 따라 공간적으로 많은 부피를 차지하는 단점이 있다. 또한, 연결 차단기(SW4)와 계자 차단기(50)가 별도로 구성되어 있기 때문에 다수의 차단기 사용으로 인해 비용이 증가하는 문제점이 있다.In the case of the field discharge resistor (R1) used in the conventional output voltage control device described above has a disadvantage that occupies a large volume of space as the capacity of the generator increases. In addition, since the connection breaker (SW4) and the field breaker 50 is configured separately, there is a problem that the cost increases due to the use of a plurality of breakers.
관련 특허로는 한국공개특허 제2009-0032528(공개일: 2009년 4월 1일)For related patents, Korean Patent Publication No. 2009-0032528 (published: April 1, 2009)
본 출원은, 계자 방전 저항으로 인한 부피를 줄일 수 있으며, 적은 비용으로도 구성 가능한 발전기의 출력 전압 제어 장치를 제공한다.The present application provides a device for controlling the output voltage of a generator that can reduce the volume due to the field discharge resistance and can be configured at a low cost.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류부; 상기 정류부에 의해 정류된 직류 전원에 기초한 에너지를 저장하는 직류 링크단; 펄스폭 변조 신호에 따라 상기 직류 링크단에 저장된 에너지를 이용하여 발전기의 계자 권선을 흐르는 계자 전류의 크기를 제어하는 주 제어부; 및 차단기 동작 신호가 인가되면, 상기 계자 권선에 저장된 에너지를 상기 직류 링크단으로 프리휠링 시키는 보조 제어부를 포함하는 발전기의 출력 전압 제어 장치를 제공한다.According to one embodiment of the present invention, the rectifying unit for rectifying the AC power source to the DC power source; A direct current link stage for storing energy based on the direct current power source rectified by the rectifier; A main control unit controlling a magnitude of a field current flowing through a field winding of a generator using energy stored in the DC link terminal according to a pulse width modulation signal; And an auxiliary control unit for freewheeling the energy stored in the field winding to the DC link stage when the circuit breaker operation signal is applied.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 주 제어부는, 상기 계자 권선에 저장된 에너지를 상기 계자 권선으로 프리휠링 시키는 제1 프리휠링 다이오드; 및 턴온시 상기 직류 링크단에 저장된 에너지를 상기 계자 권선에 전달하며, 턴오프시 상기 계자 권선에 저장된 에너지를 상기 제1 프리휠링 다이오드를 통해 상기 계자 권선으로 프리휠링 시킴으로써, 상기 계자 전류의 크기를 제어하는 스위칭 소자를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the main control unit may include: a first freewheeling diode configured to freewheel the energy stored in the field winding to the field winding; And transmitting energy stored in the DC link terminal to the field winding at turn-on, and freewheeling the energy stored in the field winding at the turn-off to the field winding through the first freewheeling diode, thereby increasing the magnitude of the field current. It may include a switching element for controlling.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 보조 제어부는, 상기 계자 권선에 저장된 에너지를 상기 직류 링크단으로 프리휠링 시키는 제2 프리휠링 다이오드; 및 차단기 동작 신호가 인가되면, 상기 제2 프리휠링 다이오드를 통해 상기 계자 권선에 저장된 에너지를 상기 직류 링크단으로 프리휠링 시키는 계자 차단기를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the auxiliary control unit may include: a second freewheeling diode configured to freewheel the energy stored in the field winding to the DC link terminal; And a field breaker configured to freewheel the energy stored in the field winding through the second freewheeling diode to the DC link terminal when the breaker operation signal is applied.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 발전기의 출력 전압 제어 장치는, 상기 직류 링크단의 급격한 에너지 저장을 방지하기 위한, 병렬 연결된 전류 제한 저항 및 연결 차단기를 더 포함하며, 상기 연결 차단기 및 상기 계자 차단기는, 2극 차단기로 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the output voltage control device of the generator further includes a current limiting resistor and a connection circuit breaker connected in parallel to prevent sudden energy storage of the DC link stage, wherein the connection circuit breaker and the field circuit breaker May be configured as a two-pole breaker.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 스위칭 소자는, 2개의 스위칭 소자가 병렬 연결된 이중화 구조를 가질 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the switching element may have a redundant structure in which two switching elements are connected in parallel.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류부; 상기 정류부에 의해 정류된 직류 전원에 기초한 에너지를 저장하는 직류 링크단; 상기 계자 권선에 저장된 에너지를 상기 계자 권선으로 프리휠링 시키는 제1 프리휠링 다이오드; 상기 계자 권선에 저장된 에너지를 상기 직류 링크단으로 프리휠링 시키는 제2 프리휠링 다이오드; 펄스폭 변조 신호에 따라 턴온시 상기 직류 링크단에 저장된 에너지를 상기 계자 권선에 전달하며, 턴오프시 상기 계자 권선에 저장된 에너지를 상기 제1 프리휠링 다이오드를 통해 상기 계자 권선으로 프리휠링 시킴으로써, 상기 계자 전류의 크기를 제어하는 스위칭 소자; 및 차단기 동작 신호가 인가되면, 상기 제2 프리휠링 다이오드를 통해 상기 계자 권선에 저장된 에너지를 상기 직류 링크단으로 프리휠링 시키는 계자 차단기를 포함하는 발전기의 출력 전압 제어 장치가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, the rectifying unit for rectifying the AC power source to the DC power source; A direct current link stage for storing energy based on the direct current power source rectified by the rectifier; A first freewheeling diode for freewheeling the energy stored in the field winding to the field winding; A second freewheeling diode for freewheeling the energy stored in the field winding to the DC link stage; Transmitting energy stored in the DC link terminal to the field winding when turned on according to a pulse width modulation signal, and freewheeling the energy stored in the field winding to the field winding through the first freewheeling diode when turned off; A switching element for controlling the magnitude of the field current; And a field breaker for freewheeling the energy stored in the field winding to the DC link terminal through the second freewheeling diode when the breaker operation signal is applied.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 차단기 동작 신호가 인가되면, 계자 권선에 저장된 에너지를 직류 링크단으로 프리휠링 시키도록 함으로써, 계자 방전 저항으로 인한 부피를 줄일 수 있으며, 연결 차단기와 계자 차단기를 2극 차단기 하나로 구성함으로써, 적은 비용으로 출력 전압 제어 장치를 구성할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, when a breaker operation signal is applied, the energy stored in the field winding is freewheeled to the DC link stage, thereby reducing the volume due to the field discharge resistance, and the connection breaker and the field breaker 2 By configuring a single pole breaker, the output voltage control device can be configured at low cost.
도 1은 종래 발전기의 출력 전압 제어 장치를 도시한 도면이다.1 is a view showing an output voltage control device of a conventional generator.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 발전기의 출력 전압 제어 장치의 구성도이다.It is a block diagram of the output voltage control apparatus of the generator by one Embodiment of this invention.
도 3a는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 발전기의 출력 전압 제어 장치의 스위칭 소자의 턴온 구간시의 동작을 설명하는 흐름도이다.It is a flowchart explaining operation | movement at the time of turn-on of the switching element of the output voltage control apparatus of the generator by one Embodiment of this invention.
도 3b는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 발전기의 출력 전압 제어 장치의 스위칭 소자의 턴온 구간시의 동작을 설명하는 파형도이다.It is a wave form diagram explaining operation | movement at the time of turn-on of the switching element of the output voltage control apparatus of the generator by one Embodiment of this invention.
도 4a는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 발전기의 출력 전압 제어 장치의 스위칭 소자의 턴오프 구간시의 동작을 설명하는 흐름도이다.It is a flowchart explaining operation | movement at the time of turn-off period of the switching element of the output voltage control apparatus of the generator by one Embodiment of this invention.
도 4b는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 발전기의 출력 전압 제어 장치의 스위칭 소자의 턴오프 구간시의 동작을 설명하는 파형도이다.4B is a waveform diagram illustrating an operation during a turn-off period of a switching element of an output voltage control device of a generator according to one embodiment of the present invention.
도 5a는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 발전기의 출력 전압 제어 장치의 계자 차단기에 차단기 동작 신호가 인가되는 경우의 동작을 설명하는 흐름도이다.It is a flowchart explaining operation | movement when the circuit breaker operation signal is applied to the field circuit breaker of the output voltage control apparatus of the generator by one embodiment of the present invention.
도 5b는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 발전기의 출력 전압 제어 장치의 계자 차단기에 차단기 동작 신호가 인가되는 경우의 동작을 설명하는 파형도이다.5B is a waveform diagram illustrating an operation when a circuit breaker operation signal is applied to a field circuit breaker of an output voltage control device of a generator according to one embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 발전기의 출력 전압 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of controlling the output voltage of a generator according to one embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Shapes and sizes of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity, elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 발전기의 출력 전압 제어 장치의 구성도로, 교류 전원(AC 전원), 변압기(10), 정류부(20), 충전 제어부(30), 직류 링크단(40), 주 제어부(210) 및 보조 제어부(220)를 포함하여 구성되며, 주 제어부(210)는 스위칭 소자(Q1) 및 제1 프리휠링 다이오드(D1)를, 보조 제어부(220)는 계자 차단기(SW5) 및 제2 프리휠링 다이오드(D2)를 포함할 수 있다.2 is a configuration diagram of an output voltage control device of a generator according to an embodiment of the present invention, which includes an AC power supply (AC power supply), a transformer 10, a rectifier 20, a charge control unit 30, and a DC link terminal 40. And a main control unit 210 and an auxiliary control unit 220, the main control unit 210 includes a switching element Q1 and a first freewheeling diode D1, and the auxiliary control unit 220 includes a field breaker SW5. ) And a second freewheeling diode D2.
한편, 도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 발전기의 출력 전압 제어 장치의 스위칭 소자의 턴온 구간시의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 4a내지 도 4b는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 발전기의 출력 전압 제어 장치의 스위칭 소자의 턴오프 구간시의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 발전기의 출력 전압 제어 장치의 계자 차단기에 차단기 동작 신호가 인가되는 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이다.3A to 3B are views for explaining the operation during the turn-on period of the switching element of the output voltage control device of the generator according to the embodiment of the present invention, and FIGS. 4A to 4B illustrate one embodiment of the present invention. Is a view for explaining the operation during the turn-off period of the switching element of the output voltage control device of the generator according to Figure 5a to 5b is a circuit breaker in the field circuit breaker of the output voltage control device of the generator according to an embodiment of the present invention It is a figure for explaining the operation | movement when an operation signal is applied.
이하, 도 2 내지 도 5b를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발전기의 출력 전압 제어 장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, an output voltage control device of a generator according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 5B.
도 2에 도시된 바와 같이, 변압기(10)는 입력된 교류 전원(AC 전원)을 권선비에 따라 적절한 크기의 교류 전원으로 변환하며, 변환된 교류 전원은 다수의 다이오드들로 이루어진 정류부(20)에서 직류 전원(Vdc)으로 정류될 수 있다. 이후 직류 전원(Vdc)에 기초한 에너지는 2개의 커패시터(C1, C2)가 직렬 연결된 직류 링크단(40)에 저장될 수 있다.As shown in FIG. 2, the transformer 10 converts an input AC power (AC power) into an AC power having an appropriate size according to the turns ratio, and the converted AC power is converted into a rectifier 20 including a plurality of diodes. It may be rectified to a direct current power source (Vdc). Thereafter, energy based on the DC power supply Vdc may be stored in the DC link terminal 40 in which two capacitors C1 and C2 are connected in series.
한편, 충전 제어부(30)는, 전류 제한 저항(R1) 및 연결 차단기(SW6)가 병렬 연결되어 직류 링크단(40)의 급격한 에너지 저장을 방지하도록 동작하며, 연결 차단기(SW6) 및 계자 차단기(SW5)는 하나의 CBO 신호에 따라 동시에 동작하는 2극 차단기(즉, 연결 차단기(SW6) 및 계자 차단기(SW5)는 2극 차단기의 2개의 극들 중 하나)일 수 있다.On the other hand, the charging control unit 30, the current limiting resistor (R1) and the connection breaker (SW6) is connected in parallel to operate to prevent the sudden energy storage of the DC link terminal 40, the connection breaker (SW6) and the field breaker ( SW5) may be a two-pole breaker (ie, connection breaker SW6 and field breaker SW5 one of the two poles of the two-pole breaker) operating simultaneously according to one CBO signal.
그리고, 배터리(70)는, 직류 링크단(40)에 병렬 연결되며, 입력된 교류 전원(AC 전원)에 의해 에너지가 저장되며, 교류 전원(AC 전원)의 이상 또는 부족분이 생길 경우 교류 전원(AC 전원)을 대체 또는 보충하여 계자 권선(60)에 에너지를 공급할 수 있다.In addition, the battery 70 is connected to the DC link terminal 40 in parallel, and the energy is stored by the input AC power (AC power), and when an abnormality or shortage of the AC power (AC power) occurs, the AC power ( AC power) may be replaced or supplemented to supply energy to the field winding 60.
한편, 주 제어부(210)는, 펄스폭 변조 신호(Vg(Q1))에 따라 직류 링크단(40)에 저장된 에너지를 이용하여 발전기의 계자 권선(60)을 흐르는 계자 전류(If)의 크기를 제어할 수 있다. 상술한 주 제어부(210)는, 계자 권선(60)에 병렬 연결된 제1 프리휠링 다이오드(D1)와 제1 프리휠링 다이오드(D1)의 캐소드와 직류 링크단(40)의 (+) 단자 사이에 연결된 스위칭 소자(Q1)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the main controller 210 determines the magnitude of the field current If flowing through the field winding 60 of the generator using energy stored in the DC link terminal 40 according to the pulse width modulation signal Vg (Q1). Can be controlled. The main controller 210 described above is provided between the cathode of the first freewheeling diode D1 and the first freewheeling diode D1 connected in parallel to the field winding 60 and the positive terminal of the DC link terminal 40. It may include a connected switching element (Q1).
여기서, 상술한 스위칭 소자(Q1)는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated gate bipolar transistor, IGBT), 전계 효과 트랜지스터 (Field-effect transistor, FET), 게이트 턴 오프 사이리스터(Gate turn-off thyristor, GTO) 및 접합형 트랜지스터(Bipolar junction transistor, BJT)를 포함하는 반도체 스위치 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 도 2에서는 하나의 스위칭 소자(Q1)를 도시하고 있으나, 2개의 스위칭 소자가 병렬 연결된 이중화 구조를 가질 수 있으며, 이 경우 펄스폭 변조 신호(Vg(Q1))에 따라 병렬 연결된 2개의 스위칭 소자는 동시에 동작할 수 있다. 이와 같이 스위칭 소자를 이중화 구조로 사용함으로써, 신뢰도를 높일 수 있는 이점이 있다.Herein, the switching element Q1 may include an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a field-effect transistor (FET), a gate turn-off thyristor (GTO), and a junction. It may be any one of a semiconductor switch including a bipolar junction transistor (BJT). In addition, although one switching element Q1 is illustrated in FIG. 2, two switching elements may have a redundant structure connected in parallel. In this case, two switching elements connected in parallel according to the pulse width modulation signal Vg (Q1) may be used. The devices can operate simultaneously. Thus, by using the switching element in a redundant structure, there is an advantage that can increase the reliability.
우선, 스위칭 소자(Q1)가 턴온되면, 직류 링크단(40)에 저장된 에너지를 계자 권선(60)에 전달할 수 있다. First, when the switching element Q1 is turned on, energy stored in the DC link terminal 40 may be transmitted to the field winding 60.
구체적으로, 도 3a에 도시된 바와 같이, 스위칭 소자(Q1)가 턴온되면, 턴온 구간(도 3b의 Ton 참조) 동안 직류 링크단(40)에 저장된 에너지는, 경로(P1)에 도시된 바와 같이, 스위칭 소자(Q1)를 통해 계자 권선(60)으로 전달될 수 있다(이때 계자 차단기(SW5, SW6)는 연결된 상태임). Specifically, as shown in FIG. 3A, when the switching element Q1 is turned on, the energy stored in the DC link terminal 40 during the turn-on period (see Ton in FIG. 3B) is as shown in the path P1. , May be transmitted to the field winding 60 through the switching element Q1 (the field breakers SW5 and SW6 are connected).
즉, 도 3b에 도시된 바와 같이, 펄스폭 변조 신호(Vg(Q1))에 의한 턴온 구간(Ton) 동안 계자 권선(60)의 양단 전압(Vo)은 직류 링크단(40)의 직류 전압(Vdc)과 같으며, 이 직류 전압(Vdc)에 의해 계자 권선(60)을 흐르는 전류는, 하기의 수학식 1을 만족하도록 증가하게 된다. 한편, 미설명된 부호 If_ref는 계자 권선(60)을 흐르는 계자 전류가 추종하여야 할 레퍼런스 값일 수 있다.That is, as shown in FIG. 3B, during the turn-on period Ton by the pulse width modulation signal Vg (Q1), the voltage Vo at both ends of the field winding 60 is changed to the DC voltage of the DC link terminal 40. Vdc), and the current flowing through the field winding 60 by this DC voltage Vdc is increased to satisfy the following equation (1). Meanwhile, if not described, if_ref may be a reference value to be followed by the field current flowing through the field winding 60.
[수학식 1][Equation 1]
Figure PCTKR2015004706-appb-I000001
Figure PCTKR2015004706-appb-I000001
여기서, Vdc는 직류 링크단의 직류 전압, Lf는 계자 권선의 인덕터, if는 계자 전류, Rf는 계자 권선의 내부 저항일 수 있다.Here, Vdc may be a DC voltage of the DC link terminal, Lf may be an inductor of the field winding, if may be a field current, and Rf may be an internal resistance of the field winding.
한편, 스위칭 소자(Q1)가 턴오프되면, 계자 권선(60)에 저장된 에너지를 제1 프리휠링 다이오드(D1)를 통해 계자 권선(60)으로 프리휠링 시킬 수 있다.Meanwhile, when the switching element Q1 is turned off, energy stored in the field winding 60 may be freewheeled into the field winding 60 through the first freewheeling diode D1.
구체적으로, 도 4a에 도시된 바와 같이, 스위칭 소자(Q1)가 턴오프되면, 턴오프 구간(도 4b의 Toff 참조) 동안 계자 원선(60)에 저장된 에너지는 경로(P2)에 도시된 바와 같이, 계자 권선(60)으로 프리휠링될 수 있다(이때 계자 차단기(SW5, SW6)은 연결된 상태임). Specifically, as shown in FIG. 4A, when the switching element Q1 is turned off, the energy stored in the field circle 60 during the turn-off period (see Toff in FIG. 4B) is as shown in the path P2. It may be freewheeled by the field winding 60 (in this case, the field breakers SW5 and SW6 are connected).
즉, 도 4b에 도시된 바와 같이, 펄스폭 변조 신호(Vg(Q1))에 의한 턴오프 구간(Toff) 동안 계자 권선(60)의 양단 전압(Vo)은 영 전압이며, 계자 권선(60) 내부 저항으로 인해 계자 전류(If)는 하기의 수학식 2를 만족하도록 감소하게 된다. That is, as shown in FIG. 4B, the voltage Vo between both ends of the field winding 60 is zero voltage during the turn-off period Toff by the pulse width modulation signal Vg (Q1), and the field winding 60 Due to the internal resistance, the field current If decreases to satisfy Equation 2 below.
[수학식 2][Equation 2]
Figure PCTKR2015004706-appb-I000002
Figure PCTKR2015004706-appb-I000002
여기서, Lf는 계자 권선의 인덕터, if는 계자 전류, Rf는 계자 권선의 내부 저항일 수 있다.Here, Lf may be an inductor of the field winding, if may be a field current, and Rf may be an internal resistance of the field winding.
이와 같이, 스위칭 소자(Q1)의 게이트에 인가되는 펄스폭 변조 신호(Vg(Q1))의 듀티를 조절함에 의해 계자 전류(If)의 크기를 제어할 수 있다. As such, the magnitude of the field current If may be controlled by adjusting the duty of the pulse width modulated signal Vg (Q1) applied to the gate of the switching element Q1.
즉, 하기의 수학식 3에서 설명된 바와 같이, 계자 전류(If)의 크기는 발전기의 출력 전압(Vt)과 비례 관계에 있으므로, 계자 권선(60)을 흐르는 계자 전류(If)의 크기를 제어함으로써, 발전기의 출력 전압의 크기를 제어할 수 있다.That is, as described in Equation 3 below, since the magnitude of the field current If is proportional to the output voltage Vt of the generator, the magnitude of the field current If flowing through the field winding 60 is controlled. By doing this, the magnitude of the output voltage of the generator can be controlled.
[수학식 3][Equation 3]
Vt = K ×φ×NVt = K × φ × N
여기서, Vt는 발전기의 출력 전압이며, K는 상수, φ는 자속으로 계자 전류(If)에 비례하는 값이며, N은 발전기의 회전 속도를 의미한다.Here, Vt is the output voltage of the generator, K is a constant, φ is a magnetic flux is a value proportional to the field current (If), N is the rotational speed of the generator.
한편, 보조 제어부(220)는, 차단기 동작 신호(Circuit Breaker Operatiom CBO)가 인가되면, 계자 권선(60)에 저장된 에너지를 직류 링크단(40)으로 프리휠링 시킬 수 있다. 여기서, 차단기 동작 신호(CBO)는 주 제어부(210)의 고장시 운전원이 수동으로 입력할 수 있는 동작 신호일 수 있다. On the other hand, when the breaker operation signal (Circuit Breaker Operatiom CBO) is applied, the auxiliary control unit 220 may freewheel the energy stored in the field winding (60) to the DC link terminal 40. Here, the breaker operation signal (CBO) may be an operation signal that can be input manually by the operator when the main control unit 210 failure.
상술한 보조 제어부(220)는, 제1 프리휠링 다이오드(D1)의 애노드와 계자 권선(60) 사이에 연결된 계자 차단기(SW5)와, 애노드가 제1 프리휠링 다이오드(D1)의 애노드와 계자 권선(60)의 연결단에 연결되며 캐소드는 직류 링크단(40)의 (+) 단자에 연결된 제2 프리휠링 다이오드(D2)를 포함할 수 있다.The auxiliary control unit 220 includes a field breaker SW5 connected between the anode of the first freewheeling diode D1 and the field winding 60, and the anode of the first freewheeling diode D1 and the field winding of the first freewheeling diode D1. The cathode connected to the connection terminal 60 may include a second freewheeling diode D2 connected to the positive terminal of the DC link terminal 40.
구체적으로, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 차단기 동작 신호(CBO)가 인가되면, 계자 차단기(SW5)가 연결되며, 계자 권선(60)에 저장된 에너지는, 경로(P3)에 도시된 바와 같이, 계자 차단기(SW5) - 제2 프리휠링 다이오드(D2)를 통해 직류 링크단(40)으로 프리휠링될 수 있다. 이에 따라 계자 전류(If)는 하기의 수학식 4를 만족하도록 감소할 수 있다.Specifically, as shown in FIGS. 5A and 5B, when the breaker operation signal CBO is applied, the field breaker SW5 is connected, and the energy stored in the field winding 60 is shown in the path P3. As described above, the field breaker SW5 may be freewheeled to the DC link terminal 40 through the second freewheeling diode D2. Accordingly, the field current If may be reduced to satisfy Equation 4 below.
[수학식 4][Equation 4]
Figure PCTKR2015004706-appb-I000003
Figure PCTKR2015004706-appb-I000003
여기서, Vdc는 직류 링크단의 직류 전압, Lf는 계자 권선의 인덕터, if는 계자 전류, Rf는 계자 권선의 내부 저항일 수 있다.Here, Vdc may be a DC voltage of the DC link terminal, Lf may be an inductor of the field winding, if may be a field current, and Rf may be an internal resistance of the field winding.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 차단기 동작 신호가 인가되면, 계자 권선에 저장된 에너지를 직류 링크단으로 프리휠링 시키도록 함으로써, 계자 방전 저항으로 인한 부피를 줄일 수 있으며, 연결 차단기와 계자 차단기를 2극 차단기 하나로 구성함으로써, 적은 비용으로 출력 전압 제어 장치를 구성할 수 있다.As described above, according to one embodiment of the present invention, when the breaker operation signal is applied, by freewheeling the energy stored in the field winding to the DC link terminal, it is possible to reduce the volume due to the field discharge resistance, the connection breaker By configuring the field circuit breaker with one 2-pole circuit breaker, the output voltage control device can be configured at low cost.
한편, 도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발전기의 출력 전압 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.6 is a flowchart for explaining an output voltage control method of a generator according to one embodiment of the present invention.
이하에서는 도 2 내지 도 6을 참조하여 발전기의 출력 전압 제어 방법을 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 2와 관련하여 중복된 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a method of controlling an output voltage of a generator will be described with reference to FIGS. 2 to 6. However, description of overlapping parts with respect to FIG. 2 will be omitted for simplicity of the invention.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 우선 정류부(20)는 교류 전원(AC 전원)을 직류 전원(Vdc)으로 정류할 수 있다(S601). 정류부(20)에 의해 정류된 직류 전원(Vdc)은 직류 링크단(40)으로 전달될 수 있다.2 to 6, first, the rectifier 20 may rectify an AC power source (AC power source) into a DC power source (Vdc) (S601). DC power (Vdc) rectified by the rectifier 20 may be transmitted to the DC link terminal 40.
다음, 직류 링크단(40)은, 정류부(20)에 의해 정류된 직류 전원(Vdc)에 기초한 에너지를 저장할 수 있다(S602).Next, the DC link stage 40 may store energy based on the DC power supply Vdc rectified by the rectifying unit 20 (S602).
다음, 주 제어부(210)는, 펄스폭 변조 신호(Vg(Q1))에 따라 직류 링크단(40)에 저장된 에너지를 이용하여 발전기의 계자 권선(60)을 흐르는 계자 전류(If)의 크기를 제어할 수 있다(S603). 상술한 주 제어부(210)는, 계자 권선(60)에 병렬 연결된 제1 프리휠링 다이오드(D1)와 제1 프리휠링 다이오드(D1)의 캐소드와 직류 링크단(40)의 (+) 단자 사이에 연결된 스위칭 소자(Q1)를 포함할 수 있다.Next, the main controller 210 determines the magnitude of the field current If flowing through the field winding 60 of the generator using energy stored in the DC link terminal 40 according to the pulse width modulation signal Vg (Q1). It can be controlled (S603). The main controller 210 described above is provided between the cathode of the first freewheeling diode D1 and the first freewheeling diode D1 connected in parallel to the field winding 60 and the positive terminal of the DC link terminal 40. It may include a connected switching element (Q1).
마지막으로, 보조 제어부(220)는, 차단기 동작 신호(CBO)가 인가되면, 계자 권선(60)에 저장된 에너지를 직류 링크단(40)으로 프리휠링시킬 수 있다(S604). 여기서, 차단기 동작 신호(CBO)는 주 제어부(210)의 고장시 운전원이 수동으로 입력할 수 있는 동작 신호일 수 있으며, 상술한 보조 제어부(220)는, 제1 프리휠링 다이오드(D1)의 애노드와 계자 권선(60) 사이에 연결된 계자 차단기(SW5)와, 제1 프리휠링 다이오드(D1)의 애노드와 계자 권선(60)의 연결단에 애노드가 캐소드는 직류 링크단(40)의 (+) 단자에 연결된 제2 프리휠링 다이오드(D2)를 포함할 수 있다.Lastly, when the breaker operation signal CBO is applied, the auxiliary controller 220 may freewheel the energy stored in the field winding 60 to the DC link terminal 40 (S604). Here, the breaker operation signal (CBO) may be an operation signal that can be input manually by the operator when the main control unit 210 is broken, the auxiliary control unit 220, the anode of the first freewheeling diode (D1) and (+) Terminal of the DC link terminal 40 where an anode cathode is connected to the field breaker SW5 connected between the field winding 60 and the anode of the first freewheeling diode D1 and the field winding 60. It may include a second freewheeling diode (D2) connected to.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 차단기 동작 신호가 인가되면, 계자 권선에 저장된 에너지를 직류 링크단으로 프리휠링 시키도록 함으로써, 계자 방전 저항으로 인한 부피를 줄일 수 있으며, 연결 차단기와 계자 차단기를 2극 차단기 하나로 구성함으로써, 적은 비용으로 출력 전압 제어 장치를 구성할 수 있다.As described above, according to one embodiment of the present invention, when the breaker operation signal is applied, by freewheeling the energy stored in the field winding to the DC link terminal, it is possible to reduce the volume due to the field discharge resistance, the connection breaker By configuring the field circuit breaker with one 2-pole circuit breaker, the output voltage control device can be configured at low cost.
본 출원은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술 적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.The present application is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings. It is intended that the scope of the invention be defined by the appended claims, and that various forms of substitution, modification, and alteration can be made without departing from the spirit of the invention as set forth in the claims. Will be self-explanatory.

Claims (4)

  1. 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류부;Rectifier for rectifying AC power to DC power;
    상기 정류부에 의해 정류된 직류 전원에 기초한 에너지를 저장하는 직류 링크단;A direct current link stage for storing energy based on the direct current power source rectified by the rectifier;
    펄스폭 변조 신호에 따라 상기 직류 링크단에 저장된 에너지를 이용하여 발전기의 계자 권선을 흐르는 계자 전류의 크기를 제어하는 주 제어부; 및A main control unit controlling a magnitude of a field current flowing through a field winding of a generator using energy stored in the DC link terminal according to a pulse width modulation signal; And
    차단기 동작 신호가 인가되면, 상기 계자 권선에 저장된 에너지를 상기 직류 링크단으로 프리휠링 시키는 보조 제어부를 포함하고,When the breaker operation signal is applied, the auxiliary control unit for freewheeling the energy stored in the field winding to the DC link stage,
    상기 주 제어부는,The main control unit,
    차단기 동작 신호가 인가되지 않으면 상기 계자 권선에 저장된 에너지를 상기 계자 권선으로 프리휠링 시키고, 차단기 동작 신호가 인가되면 상기 계자 권선에 저장된 에너지를 상기 직류 링크단으로 프리휠링 시키는 제1 프리휠링 다이오드를 포함하고,And a first freewheeling diode to freewheel the energy stored in the field winding to the field winding when the breaker operation signal is not applied, and to freewheel the energy stored in the field winding to the DC link stage when the breaker operation signal is applied. and,
    상기 보조 제어부는,The auxiliary control unit,
    상기 계자 권선에 저장된 에너지를 상기 직류 링크단으로 프리휠링 시키는 제2 프리휠링 다이오드; 및A second freewheeling diode for freewheeling the energy stored in the field winding to the DC link stage; And
    차단기 동작 신호가 인가되면, 상기 제1 프리휠링 다이오드 및 상기 제2 프리휠링 다이오드를 통해 상기 계자 권선에 저장된 에너지를 상기 직류 링크단으로 프리휠링 시키는 하나의 계자 차단기를 포함하는 발전기의 출력 전압 제어 장치.When the circuit breaker operation signal is applied, the output voltage control device of the generator including a field breaker for freewheeling the energy stored in the field winding to the DC link through the first freewheeling diode and the second freewheeling diode .
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 주 제어부는,The main control unit,
    턴온시 상기 직류 링크단에 저장된 에너지를 상기 계자 권선에 전달하며, 턴오프시 상기 계자 권선에 저장된 에너지를 상기 제1 프리휠링 다이오드를 통해 상기 계자 권선으로 프리휠링 시킴으로써, 상기 계자 전류의 크기를 제어하는 스위칭 소자를 더 포함하는 발전기의 출력 전압 제어 장치.Controlling the magnitude of the field current by transmitting energy stored in the DC link stage to the field winding at turn-on, and freewheeling the energy stored in the field winding at the turn-off to the field winding through the first freewheeling diode. An output voltage control device for a generator further comprising a switching element.
  3. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 발전기의 출력 전압 제어 장치는,The output voltage control device of the generator,
    상기 직류 링크단의 급격한 에너지 저장을 방지하기 위한, 병렬 연결된 전류 제한 저항 및 연결 차단기를 더 포함하며,Further comprising a parallel connected current limiting resistor and a breaker for preventing sudden energy storage of the DC link stage,
    상기 연결 차단기 및 상기 계자 차단기는, 2극 차단기로 구성되는 발전기의 출력 전압 제어 장치.The connection breaker and the field breaker, the output voltage control device of the generator consisting of a two-pole breaker.
  4. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 스위칭 소자는,The switching device,
    2개의 스위칭 소자가 병렬 연결된 이중화 구조를 가지는 발전기의 출력 전압 제어 장치.An output voltage control device of a generator having a redundant structure in which two switching elements are connected in parallel.
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