KR0160553B1 - 영구자석형 발전기의 전압조정기 - Google Patents

영구자석형 발전기의 전압조정기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전압조정뿐만 아니라, 비정상동작시(예컨대, 과전압이나 과전류 발생시)에도 발전기와 조정기를 보호할 수 있는 영구자석형 발전기의 전압조정 기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해 본 발명은 고정자(111,112,113)와 회전자(114) 및, 상기 고정자의 각상에 연결된 다이리스터(115~117)와 다이오드(121~123)로 이루어진 정류부를 갖춘 영구자석형 발전기에 있어서, 상기 다이리스터(115~117)의 각 제어전극에 접속되어 배터리(BAT)의 전압을 검출하여 조정하려는 전압을 기준으로하여 이들 다이리스터(115~117)의 게이트를 제어하는 게이트 제어수단(201)과, 상기, 배터리(BAT)로부터의 전압을 전원전압(Vcc)으로 변환하여 각 전자소자에 공급하는 전압변환수단(204), 상기 발전기와 상기 배터리(BAT) 사이에 접속된 저항수단(206), 상기 저항수단(206)의 일단과 상기 배터리(BAT) 사이에 접속된 스위치수단(205) 및 4개의 과전류 및 과전압 경보기(202a~202d)를 갖추고서, 상기 배터리(BAT)에서의 과전압을 검출하고, 상기 저항수단(206)을 이용하여 과전류를 검출하여 게이트 제어수단(201)을 제어하기 위한 제어신호를 송출함과 더불어 이상동작을 알리며, 상기 스위치수단(205)을 차단하는 경보수단(202)을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

영구자석형 발전기의 전압조정기
제1도는 종래기술에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기를 나타낸 블록구성도.
제2도는 본 발명에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기의 전체적인 블록구성도.
제3도는 제2도의 경보부의 개략구성 및 제어상황을 나타낸 도면.
제4도는 제2도의 전압조정기의 2차경보시의 구현 회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 발전기 110 : 영구자석
111, 112, 113 : 고정자 114 : 회전자
115, 116, 117 : 다이리스터 121, 122, 123 : 다이오드
200 : 전압조정기 201 : 게이트 제어수단
202 : 경보부 202a : 1차 과전압 경보기
202b : 2차 과전압 경보기 202c : 1차 과전류 경보기
202d : 2차 과전류 경보기 203 : 경보램프/부져
204 : DC/DC컨버터 205 : 수위치수단
206 : 션트저항 207 : 부하
BAT : 배터리
본 발명은 영구자석형 발전기의 전압조정기에 관한 것으로, 특히 전압조정뿐만 아니라 비정상작동시(예컨대, 과전압이나 과전류 발생시)에 발전기와 조정기를 보호하는데 적당하도록 한 영구자석형 발전기의 전압조정기에 관한 것이다.
제1도는 종래 기술에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기를 나타낸 것이다. 제1도에 나타낸 영구자석형 발전기의 전압조정기는, 회전자(14)와 고정자(11,12,13)를 지닌 교류발전기용의 영구자석형 전압조정기로서, 제어가능한 정류부(다이리스터(15∼17))를 포함하고 있다. 이를 다이리스터(15∼17)의 제어전극(18∼20)은 제어 캐패시터(C)를 매개로 제어 트랜지스터(T)의 콜렉터에 접속되고, 또 제어 캐패시터(C)는 제어 트랜지스터(T)의 부하저항(29)에도 접속된다. 제어 트랜지스터(T)는 멀티바이브레이트(MV)의 발진에 응답하여 제어되고, 멀티바이브레이터(MV)의 동작은 정류부에 의해 전달된 DC전압에 의존한다.
상기의 구성으로 된 종래기술에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기는, 발전전압이 제너 다이오드(Z)를 도통시키는가 못시키는가에 따라 멀티바이브레이터(MV), 제어 트랜지스터(T), 제어 캐패시터(C), 다이오드(21∼23) 및 부하저항(29)의 적절한 동작으로 정류부의 다이리스터(15∼17)의 게이트를 제어하여 그들을 온/오프시킴으로써 전압조정을 하도록 되어 있다.
그렇지만 상술한 바와 같은 종래기술에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 첫 번째로, 고전압 조정을 하는 경우에 있어서, 다이오드나 트랜지스터 등의 소자선택이 어렵다.
두 번째로, 과전압이나 과전류에 대한 보호장치가 없어서 비정상동작시(즉, 과전압이나 과전류 발생시)에 전압조정기가 파손되거나, 발전기에 과부하가 걸려 발전기의 수명이 단축될 염려가 있다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전압조정뿐만 아니라 비정상동작시(예컨대, 과전압이나 과전류 발생시)에도 발전기와 조정기를 보호할 수 있는 영구자석형 발전기의 전압조정기를 제공하는데 그 목적이 잇다.
상기한 목적을 달성하기 위해 제1발명에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기는 고정자와, 회전자 및 상기 고정자의 각 상에 연결된 다이리스터와 다이오드로 이루어진 정류부를 갖춘 영구자석형 발전기에 있어서, 상기 다이리스터의 각 제어전극에 접속되어 배터리의 전압을 검출하여 조정하려는 전압을 기준으로 하여 이들 다이리스터의 게이트를 제어하는 게이트 제어수단과, 상기 배터리로부터의 전압을 전원전압으로 변환하여 각 전자소자에 공급하는 전압변환수단, 상기 발전기와 상기 배터리 사이에 접속된 저항수단, 상기 저항수단의 일단과 상기 배터리 사이에 접속된 스위치수단 및 4개의 과전류 및 과전압 경보기를 갖추고서, 상기 배터리에서의 과전압을 검출하고, 상기 저항수단을 이용하여 과전류를 검출하여 게이트 제어수단을 제어하기 위한 제어신호를 송출함과 더불어 이상동작을 알리며, 상기 스위치수단을 차단하는 경보수단을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또, 제2발명에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기는 상기 제1발명에 있어서, 상기 경보수단에 접속되어 이상동작을 알리는 경보램프 또는 부져를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
더욱이, 제3발명에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기는 상기 제1발명 또는 제2발명에 있어서, 과전압, 과전류 경보를 1차와 2차로 나누고, 1차에서는 상기 게이트 제어수단을 통해 다이리스터를 제어하여 다시 전압조정을 하게 함과 더불어 이상동작을 경보하고, 2차에서는 상기 스위치수단을 차단하여 상기 발전기와 배터리사이를 기계적으로 단선시키도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하에서는, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기를 나타낸 전체적인 블록구성도이고, 제3도는 제2도의 경보부의 개략구성 및 제어상황을 나타낸 도면이다.
본 발명은 제2도에 나타낸 바와 같이, 주(主)로서 교류발전기(100)와 전압조정기(200)로 구성되어 있다.
교류발전기(100)는 고정자(111,112,113)와, 회전자(114) 및 상기 고정자의 각 상에 연결된 다이리스터(115∼117)와 다이오드(121∼123)로 이루어진 정류부를 포함하고 있다.
또, 전압조정기(200)는 상기 교류발전기(100)의 다이리스터(115∼117)의 각 제어전극에 접속되어 배터리(BAT)의 전압을 검출하여 조정하려는 전압을 기준으로 하여 이들 다이리스터(115∼117)의 게이트를 제어하는 게이트 제어부(201)와, 상기 배터리(BAT)로부터의 전압을 전원전압(Vcc)으로 변환하여 각 전자소자에 공급하는 DC/DC 컨버터(204), 상기 발전기(100)와 상기 배터리(BAT) 사이에 접속된 션트저항(206), 상기 션트저항(206)의 일단과 상기 배터리(BAT) 사이에 접속된 스위치수단(205), 4개의 과전류 및 과전압 경보기(202a∼202d)를 갖추고서, 상기 배터리(BAT)에서의 과전압을 검출하고, 상기 션트저항(206)을 이용하여 과전류를 검출하여 게이트 제어부(201)를 제어하기 위한 제어신호를 송출함과 더불어 이상동작을 알리며, 상기 스위치수단(205)을 차단하는 경보부(202) 및 상기 경보부(202)에 접속되어 이상동작을 알리는 경보램프 또는 부져(203)를 포함하고 있다.
상기의 구성으로 된 본 발명은, 제2도에 나타낸 바와 같이 영구자석형 발전기의 전압조정뿐만 아니라 고전압조정시에도 각종 전자소자의 선택에 어려움이 없도록 DC/DC 컨버터(204)를 사용하여 각종의 전자소자가 동작하기 적당한 전압으로 만들어 줌으로써, 전압조정기의 비정상동작으로 인한 과전류나 과전압 발생시에도 전압조정기와 발전기를 보호할 수 있다.
다시 제2도를 참조하면, 배터리(BAT)의 전압을 DC/DC 컨버터(204)가 전자소자가 동작하기 적당한 전압으로 변환한다.
게이트 제어부(201)는 배터리(BAT)의 전압을 검출하여 조정하려는 전압을 기준으로 하여 다이리스터에 게이트신호를 인가 또는 인가하지 않음으로써 발전전압을 소망하는 전압으로 조정한다.
경보부(202)에서는 배터리(BAT)에서의 과전압을 검출하고, 발전기와 배터리 사이의 션트저항(206)을 이용하여 과전류를 검출하여 다이리스터의 게이트를 제어하는 게이트 제어수단(201)을 제어하기 위한 제어신호를 송출함과 더불어 경보램프 또는 부져(203)를 통해 이상동작을 알리며, 또한 발전기와 배터리 사이의 스위치수단(205)를 차단한다.
다음에는 제3도를 참조하면서 비정상동작시의 처리방법에 대해 설명한다.
본 발명에 있어서는, 비정상동작시의 처리방법은 과전압과 과전류를 1차, 2차 경보로 나누었다. 1차 경보시는 게이트 제어부(201)를 통한 다이리스터(115∼117)의 게이트 제어와 경보램프 및 부져(203)를 통해 경보하며, 2차 경보시는 발전기와 배터리 사이의 접속을 기계적으로 끊어 버림으로써, 발전기가 무리한 상태 즉 과부하상태로 되지 않도록 보호한다. 한편, 이 도면에서 참조부호 202a∼202d는 1차, 2차 과전류 및 과전압 경보기를 나타내고 있다.
제4도는 제2도의 전압조정기의 2차경보시의 구현 회로도이다. 이 제4도에 나타낸 2차경보시의 구현 회로도를 참조하여 과전압과 과전류의 2차 경보시에는 발전기와 배터리 사이를 기계적으로 단선시켜 주어야 한다.
즉, 2차 과전압, 과전류가 되면, 2차 신호(하이)가 C1과 R1 사이의 노드에 입력되어 Q1을 온시키고 Q2를 오프시켜 전자스위치(magnetic contactor)를 개방하여 발전기와 배터리 사이를 단선시킨다. 이때, 2차 신호는 로우상태로 되어 Q1을 오프시키고 Q2를 온시키는 반복동작을 일으키는 문제가 발생하지만, 본 발명에서는 이러한 문제를 방지하기 위해 주요하게 C1, R1과 C2, R3를 이용하여 RC시정수를 크게 설정하여 지연을 주었다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 영구자석형 발전기의 전압조정기에 의하면, 발전전압을 DC/DC컨버터를 사용하여 각종 전자소자의 동작에 적당한 전압으로 만들어 줌으로써, 전압조정뿐만 아니라 비정상동작시(예컨대, 과전압이나 과전류 발생시)에도 발전기와 조정기를 보호할 수 있게 된다.

Claims (3)

  1. 고정자(111,112,113)와, 회전자(114) 및 상기 고정자의 각 상에 연결된 다이리스터(115~117)와 다이오드(121~123)로 이루어진 정류부를 갖춘 영구자석형 발전기에 있어서, 상기 다이리스터(115~117)의 각 제어전극에 접속되어 배터리(BAT)의 전압을 검출하여 조정하려는 전압을 기준으로하여 이들 다이리스터(115~117)의 게이트를 제어하는 게이트 제어수단(201)과, 상기 배터리(BAT)로부터의 전압을 전원전압(Vcc)으로 변환하여 각 전자소자에 공급하는 전압변환수단(204), 상기 발전기와 상기 배터리(BAT) 사이에 접속된 저항수단(206), 상기 저항수단(206)의 일단과 상기 배터리(BAT) 사이에 접속된 스위치수단((205) 및 4개의 과전류 및 과전압 경보기(202a~202d)를 갖추고서, 상기 배터리(BAT)에서의 과전압을 검출하고, 상기 저항수단(206)을 이용하여 과전류를 검출하여 게이트 제어수단(201)을 제어하기 위한 제어신호를 송출함을 더불어 이상동작을 알리며, 상기 스위치수단(205)을 차단하는 경보수단(202)을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 영구자석형 발전기의 전압조정기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 경보수단(202)에 접속되어 이상동작을 알리는 경보램프 또는 부져(203)를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 영구자석형 발전기의 전압조정기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 과전압, 과전류 경보를 1차와 2차로 나누고, 1차에서는 상기 게이트 제어수단(201)을 통해 다이리스터(115~17)를 제어하여 다시 전압조정을 하게 함과 더불어 이상동작을 경보하고, 2차에서는 상기 스위치수단(205)를 차단하여 상기 발전기와 배터리(BAT) 사이를 기계적으로 단선시키도록 한 것을 특징으로 하는 영구자석형 발전기의 전압조정기.
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