KR101132102B1 - 전력 변환 장치, 파워 컨디셔너 및 발전 시스템 - Google Patents
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Abstract
Description
도 2는, 도 1의 파워 컨디셔너의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 도 1의 제 1 초퍼 회로의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 도 1의 제 2 초퍼 회로의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 도 1의 제 3 초퍼 회로의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 도 5의 각 부분의 전압 파형을 나타내는 도면이다.
도 7은, 입력 전압이 800V의 경우의 각 부분의 전압을 나타내는 도면이다.
도 8은, 입력 전압이 520V인 경우의 각 부분의 전압을 나타내는 도면이다.
도 9는, 도 1의 각 부분의 파형을 나타내는 도면이다.
도 10은, 단상 3 선의 경우의 구성도이다.
도 11은, 삼상 3 선의 경우의 구성도이다.
도 12는, 삼상 4 선의 경우의 구성도이다.
도 13은, 본 실시 형태와 종래 방식의 특성을 나타내는 도면이다.
도 14는, 도 13의 종래 방식의 구성도이다.
도 15는, 본 발명의 다른 실시 형태의 구성도이다.
도 16은, 본 발명의 또 다른 실시 형태의 구성도이다.
도 17은, 종래 예의 구성도이다.
Claims (8)
- 삭제
- 그라운드 전위를 제 1 기준 전위로 하고, 직류 전압을 제 1 주파수로 초핑하여 전압 레벨이 상기 제 1 기준 전위에 대해 정(正)측으로 변화하는 복수의 방형파 전압으로 된 제 1 방형파 전압렬을 생성하는 제 1 방형파 전압 생성기와,
상기 제 1 방형파 전압렬의 전위를 제 2 기준 전위로 하고, 상기 제 1 방형파 전압 생성기의 출력을 상기 제 1 주파수보다 높은 제 2 주파수로 초핑하여 전압 레벨이 상기 정측의 제 1 방형파 전압렬보다 저전압으로 상기 제 2 기준 전위에 대해 부(負)측으로 변화하는 복수의 방형파 전압으로 된 제 2 방형파 전압렬을 생성함과 동시에, 상기 제 1, 제 2 방형파 전압렬을 가산하는 것으로 그것들이 상기 제 1 기준 전위에 대해 그 정부(正負) 양측으로 교대로 정현파적으로 변화하는 제 3 방형파 전압렬을 형성하는 제 2 방형파 전압 생성기와,
상기 제 3 방형파 전압렬을 정현파 전압과의 차분의 정부에 따른 타이밍에 정해지는 제 3 주파수로 초핑하여 충방전 출력하는 제 3 방형파 전압 생성기와,
상기 제 3 방형파 전압 생성기의 충방전 출력을, 상기 제 3 방형파 전압렬과 상기 정현파 전압과의 차분을 보정하도록, 상기 제 3 주파수보다도 높은 PWM 주파수로 PWM 제어함과 동시에, 상기 제 3 방형파 전압렬과 상기 PWM 출력으로 상기 제 1 기준 전위에 대해 정부 양측으로 연속하여 변화하는 정현파 전압을 얻는 정현파 전압 생성기를 구비하고,
상기 제 1 방형파 전압 생성기는, 2개의 제 1, 제 2 스위치 소자를 직렬 접속하여 된 제 1 스위치 회로를 포함하고,
상기 제 1 스위치 회로는, 직류 전력원의 정부 양극간에 접속된 제 1 콘덴서에 병렬 접속되고,
상기 제 1, 제 2 스위치 소자는, 상기 제 1 주파수로 교대로 ON/OFF 되고,
상기 제 2 방형파 전압 생성기는, 제 2 콘덴서와 제 2 스위치 회로의 병렬 접속 회로를 포함하고,
상기 병렬 접속 회로의 병렬 접속 한쪽이, 상기 제 1, 제 2 스위치 소자의 직렬 접속부에 접속되고,
상기 제 2 스위치 회로는, 2개의 제 3, 제 4 스위치 소자를 직렬 접속하여 이루어지고,
상기 제 3, 제 4 스위치 소자는, 상기 제 2 주파수로 교대로 ON/OFF 되고,
상기 제 3 방형파 전압 생성기는, 제 3 스위치 회로와 제 3 콘덴서의 병렬 접속 회로를 포함하고,
상기 제 3 스위치 회로는, 2개의 제 5, 제 6 스위치 소자를 직렬 접속하여 이루어지고,
상기 제 5, 제 6 스위치 소자의 직렬 접속부가, 상기 제 3, 제 4 스위치 소자의 직렬 접속부에 접속되고,
상기 제 5, 제 6 스위치 소자는, 상기 제 3 주파수로 교대로 ON/OFF 되고,
상기 정현파 전압 생성기는, 상기 제 3 방형파 전압 생성기의 상기 병렬 접속 회로에 병렬로 접속된 제 4 스위치 회로를 포함하고,
상기 제 4 스위치 회로는, 2개의 제 7, 제 8 스위치 소자를 직렬 접속하여 이루지고,
상기 제 7, 제 8 스위치 소자를 상기 제 3 주파수보다도 높은 PWM 주파수로 PWM 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 제 1 주파수가, 상용 전원에 있어서 계통 주파수인 50Hz 또는 60Hz이고,
상기 제 2 주파수가, 제 1 주파수의 2배의 주파수인 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치. - 삭제
- 직류 전력원으로부터의 직류 전력을, 상용 전원에 계통 연계한 교류 전력에 변환하는 파워 컨디셔너에 있어서,
그라운드 전위를 제 1 기준 전위로 하고, 상기 직류 전력원으로부터의 직류 전압을 계통 주파수인 제 1 주파수로 초핑하여 전압 레벨이 상기 제 1 기준 전위에 대해 정측으로 변화하는 복수의 방형파 전압으로 된 제 1 방형파 전압렬을 생성하는 제 1 방형파 전압 생성기와,
상기 제 1 방형파 전압렬의 전위를 제 2 기준 전위로 하고, 상기 제 1 방형파 전압 생성기의 출력을 상기 제 1 주파수보다 소정배 높은 제 2 주파수로 초핑하여 전압 레벨이 상기 정측의 제 1 방형파 전압렬보다 저전압으로 상기 제 2 기준 전위에 대해 부측으로 변화하는 복수의 방형파 전압으로 된 제 2 방형파 전압렬을 생성함과 동시에, 상기 제 1, 제 2 방형파 전압렬을 가산하는 것으로 그것들이 상기 제 1 기준 전위에 대해 그 정부 양측으로 교대로 정현파적으로 변화하는 제 3 방형파 전압렬을 형성하는 제 2 방형파 전압 생성기와,
상기 제 3 방형파 전압렬을 정현파 전압과의 차분의 정부에 따른 타이밍에 정해지는 제 3 주파수로 초핑하여 충방전 출력하는 제 3 방형파 전압 생성기와,
상기 제 3 방형파 전압 생성기의 충방전 출력을, 상기 제 3 방형파 전압렬과 상기 정현파 전압과의 차분을 보정하도록, 상기 제 3 주파수보다도 높은 PWM 주파수로 PWM 제어함과 동시에, 상기 제 3 방형파 전압렬과 상기 PWM 출력으로 상기 제 1 기준 전위에 대해 정부 양측으로 연속하여 변화하는 정현파 전압을 얻음과 동시에, 이 정현파 전압을 부하측에 출력한 정현파 전압 생성기를 구비하고,
상기 제 1 방형파 전압 생성기는, 2개의 제 1, 제 2 스위치 소자를 직렬 접속하여 된 제 1 스위치 회로를 포함하고,
상기 제 1 스위치 회로는, 직류 전력원의 정부 양극간에 접속된 제 1 콘덴서에 병렬 접속되고,
상기 제 1, 제 2 스위치 소자는, 상기 제 1 주파수로 교대로 ON/OFF 되고,
상기 제 2 방형파 전압 생성기는, 제 2 콘덴서와 제 2 스위치 회로의 병렬 접속 회로를 포함하고,
상기 병렬 접속 회로의 병렬 접속 한쪽이, 상기 제 1, 제 2 스위치 소자의 직렬 접속부에 접속되고,
상기 제 2 스위치 회로는, 2개의 제 3, 제 4 스위치 소자를 직렬 접속하여 이루어지고,
상기 제 3, 제 4 스위치 소자는, 상기 제 2 주파수로 교대로 ON/OFF 되고,
상기 제 3 방형파 전압 생성기는, 제 3 스위치 회로와 제 3 콘덴서의 병렬 접속 회로를 포함하고,
상기 제 3 스위치 회로는, 2개의 제 5, 제 6 스위치 소자를 직렬 접속하여 이루어지고,
상기 제 5, 제 6 스위치 소자의 직렬 접속부가, 상기 제 3, 제 4 스위치 소자의 직렬 접속부에 접속되고,
상기 제 5, 제 6 스위치 소자는, 상기 제 3 주파수로 교대로 ON/OFF 되고,
상기 정현파 전압 생성기는, 상기 제 3 방형파 전압 생성기의 상기 병렬 접속 회로에 병렬로 접속된 제 4 스위치 회로를 포함하고,
상기 제 4 스위치 회로는, 2개의 제 7, 제 8 스위치 소자를 직렬 접속하여 이루지고,
상기 제 7, 제 8 스위치 소자를 상기 제 3 주파수보다도 높은 PWM 주파수로 PWM 제어하는 것을 특징으로 하는 파워 컨디셔너. - 삭제
- 제 5항에 있어서,
상기 제 1 주파수가, 50Hz 또는 60Hz이고,
상기 제 2 주파수가, 제 1 주파수의 2배의 주파수인 것을 특징으로 하는 파워 컨디셔너.
- 직류 전력원과,
상기 직류 전력원에 접속된 파워 컨디셔너를 구비하고,
상기 직류 전력원에서 발전된 직류 전력을, 상기 파워 컨디셔너로 교류 전력으로 변환하여 상용 전원에 연계하는 발전 시스템에 있어서,
상기 파워 컨디셔너는,
그라운드 전위를 제 1 기준 전위로 하고, 상기 직류 전력원으로부터의 직류 전압을, 계통 주파수인 제 1 주파수로 초핑하여 전압 레벨이 상기 제 1 기준 전위에 대해 정측으로 변화하는 복수의 방형파 전압으로 된 제 1 방형파 전압렬을 생성하는 제 1 방형파 전압 생성기와,
상기 제 1 방형파 전압렬의 전위를 제 2 기준 전위로 하고, 상기 제 1 방형파 전압 생성기의 출력을 상기 제 1 주파수보다 소정배 높은 제 2 주파수로 초핑하여 전압 레벨이 상기 정측의 제 1 방형파 전압렬보다 저전압으로 상기 제 2 기준 전위에 대해 부측으로 변화하는 복수의 방형파 전압으로 된 제 2 방형파 전압렬을 생성함과 동시에, 상기 제 1, 제 2 방형파 전압렬을 가산하는 것으로 그것들이 상기 제 1 기준 전위에 대해 그 정부 양측으로 교대로 정현파적으로 변화하는 제 3 방형파 전압렬을 형성하는 제 2 방형파 전압 생성기와,
상기 제 3 방형파 전압렬을 정현파 전압과의 차분의 정부에 따른 타이밍에 정해지는 제 3 주파수로 초핑하여 충방전 출력시키는 제 3 방형파 전압 생성기와,
상기 제 3 방형파 전압 생성기의 충방전 출력을, 상기 제 3 방형파 전압렬과 상기 정현파 전압과의 차분을 보정하도록, 상기 제 3 주파수보다도 높은 PWM 주파수로 PWM 제어함과 동시에, 상기 제 3 방형파 전압렬과 상기 PWM 출력으로 상기 제 1 기준 전위에 대해 정부 양측으로 연속하여 변화하는 정현파 전압을 얻음과 동시에, 이 정현파 전압을 부하측에 출력하는 정현파 전압 생성기를 구비하고,
상기 제 1 방형파 전압 생성기는, 2개의 제 1, 제 2 스위치 소자를 직렬 접속하여 된 제 1 스위치 회로를 포함하고,
상기 제 1 스위치 회로는, 직류 전력원의 정부 양극간에 접속된 제 1 콘덴서에 병렬 접속되고,
상기 제 1, 제 2 스위치 소자는, 상기 제 1 주파수로 교대로 ON/OFF 되고,
상기 제 2 방형파 전압 생성기는, 제 2 콘덴서와 제 2 스위치 회로의 병렬 접속 회로를 포함하고,
상기 병렬 접속 회로의 병렬 접속 한쪽이, 상기 제 1, 제 2 스위치 소자의 직렬 접속부에 접속되고,
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상기 제 3, 제 4 스위치 소자는, 상기 제 2 주파수로 교대로 ON/OFF 되고,
상기 제 3 방형파 전압 생성기는, 제 3 스위치 회로와 제 3 콘덴서의 병렬 접속 회로를 포함하고,
상기 제 3 스위치 회로는, 2개의 제 5, 제 6 스위치 소자를 직렬 접속하여 이루어지고,
상기 제 5, 제 6 스위치 소자의 직렬 접속부가, 상기 제 3, 제 4 스위치 소자의 직렬 접속부에 접속되고,
상기 제 5, 제 6 스위치 소자는, 상기 제 3 주파수로 교대로 ON/OFF 되고,
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상기 제 4 스위치 회로는, 2개의 제 7, 제 8 스위치 소자를 직렬 접속하여 이루지고,
상기 제 7, 제 8 스위치 소자를 상기 제 3 주파수보다도 높은 PWM 주파수로 PWM 제어하는 것을 특징으로 하는 발전 시스템.
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