KR101887092B1 - 이중 히스테리시스 전류제어기를 사용한 무변압기형 무정전전원장치 - Google Patents

이중 히스테리시스 전류제어기를 사용한 무변압기형 무정전전원장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이중 히스테리시스 전류제어기를 사용한 무변압기형 무정전전원장치 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무변압기형 무정전전원장치에 있어, 부하로 인가되는 전압(Va, Vb, Vc)을 받아 영상전류지령을 연산하는 합산제어수단; 상기 영상전류지령과 실제 영상전류를 비교하여 오차전류신호를 생성하고, 상기 오차전류신호를 설정된 값과 비교하여 영상전류제어랙의 IGBT 스위치가 선택되어 동작하도록 스위칭 신호(Sp, Sn)를 발생하는 이중 히스테리시스 제어수단; IGBT 스위치 상태를 (-1, 0, 1)로 구성하여 영상전류 제어랙의 출력전압을 (-V, 0, +V)로 구성하고, 평형부하 경우에는 영상전류 제어랙을 동작시키지 않도록 하여 상기 IGBT 스위치의 스위칭 손실이나 불필요한 전류의 흐름이 없도록, 상기 스위칭 신호(Sp, Sn)를 통해 IGBT 영상전류를 제어하는 영상전류제어랙;을 포함하는 이중 히스테리시스 전류제어기를 사용한 무변압기형 무정전전원장치 에 관한 것이다.

Description

이중 히스테리시스 전류제어기를 사용한 무변압기형 무정전전원장치 {Transformerless UPS using Dual Hystresis Current Controller}
본 발명은 이중 히스테리시스 전류제어기를 사용한 무변압기형 무정전전원장치 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무변압기형 무정전전원장치에 있어, 부하로 인가되는 전압(Va, Vb, Vc)을 받아 영상전류지령을 연산하는 합산제어수단; 상기 영상전류지령과 실제 영상전류를 비교하여 오차전류신호를 생성하고, 상기 오차전류신호를 설정된 값과 비교하여 영상전류제어랙의 IGBT 스위치가 선택되어 동작하도록 스위칭 신호(Sp, Sn)를 발생하는 이중 히스테리시스 제어수단; IGBT 스위치 상태를 (-1, 0, 1)로 구성하여 영상전류 제어랙의 출력전압을 (-V, 0, +V)로 구성하고, 평형부하 경우에는 영상전류 제어랙을 동작시키지 않도록 하여 상기 IGBT 스위치의 스위칭 손실이나 불필요한 전류의 흐름이 없도록, 상기 스위칭 신호(Sp, Sn)를 통해 IGBT 영상전류를 제어하는 영상전류제어랙;을 포함하는 이중 히스테리시스 전류제어기를 사용한 무변압기형 무정전전원장치 에 관한 것이다.
일반적으로 변압기형 무정전전원장치는 출력변압기의 결선방법을 통하여 중성선을 만들 수 있고 이로 인해 선간전압과 상전압을 구현할 수 있는데, 무변압기형 무정전전원장치도 이와 동일한 출력을 제공하기 위하여 삼상 IGBT 렉에 별도의 IGBT 렉(영상전류 제어랙)을 추가하여 중성점을 형성하는 방식을 일반적으로 채택하고 있다.
종래의 무변압기형 무정전전원장치는 변압기형에 비해 부피가 작으며 경량일 뿐 아니라 가격 경쟁력도 가지고 있으므로 적용처가 확대되고 있는 추세이지만 인버터에서 직접 얻어지는 선간전압 뿐 아니라 상전압을 요구하는 수요에는 부응하기 어려웠다.
이러한 요구에 부합하기 위해 삼상전원을 얻기 위한 인버터 랙에 영상전압 제어랙을 추가하는 방식이 많이 사용되고 있으나 전류 제어 응답성이 나빠 불필요한 스위칭 상태가 발생하고 손실이 증가하여 효율이 낮았다.
보편적으로 무변압기형 무정전전원장치에서 선간전압과 상전압을 모두 사용하기 위해서는 영상전압을 일정하게 유지하는 제어가 필수적이다.
영상전압을 일정하게 유지하기 위한 제어의 필수 요건은 영상전류의 제어 응답성에 의존한다.
즉 불평형부하에서 발생하는 영상전류를 영상전류 제어랙에서 효과적으로 흡수할 수 있으면 부하상태에 관계없이 선간전압과 상전압은 일정하게 유지될 수 있다.
한편 히스테리시스 전류 제어기의 대표적인 단점은 스위칭 주파수가 변하는 문제가 있다.
또한 영상전류 제어랙의 IGBT 스위치 상태가 (0,1)로 주어지는 통상의 전류제어 방식에서는 영상전류 제어랙의 출력전압이 (-V, +V)로만 나타나므로 항상 전류가 주어진 전압 상태에 의해 결정되어 흐르게 되며 이는 효율적이지 못한 손실을 발생하는 요인이 된다.
따라서 전원 전압이 일정한 상태에서 제어되는 특징으로 인해 히스테리시스 전류 제어기의 단점이 드러나지 않아 효과적이고, 영상전류 제어랙의 스위치 상태를 DC 링크전압의 정극성(Positive Polarity)과 부극성(Negative Polarity)에 영전압을 추가하는 방법을 개발할 필요가 생겼다.
또한 무변압기형 무정전전원장치에서 안정적인 상전압을 공급하기 위해서는 영상전압을 일정하게 유지하는 제어가 필수적이며 이를 위해서는 빠른 응답성을 가진 영상전류 제어가 요구되었다.
왜냐하면 부하는 선간전압과 상전압을 사용할 경우 부하가 비선형이거나 불평형이 되면 상전압의 크기와 파형에 심한 왜곡이 발생하기 때문이다.
추가적으로 영상전류를 제어함에 있어 손실을 최소화하므로 고효율을 달성하여야 하고, 영상전류 제어는 경제성을 고려하여 구성이 단순하여야 하는 문제가 있었다.
따라서 부하는 통상 3상 4선 구조로서 인버터에서 공급하는 선간전압을 사용할 뿐 아니라 상전압을 사용하는 경우가 많은데 이때 부하가 비선형이거나 불평형되면 상전압의 크기와 파형에 심한 왜곡이 발생하는 문제를 해결할 필요가 발생하였다.
USP 5,343,079 STANDBY POWER SUPPLY WITH LOAD-CURRENT HARMONICS NEUTRALIZER (1994) US 2011/0141783 A1 CONTROL OF FOUR-LEG TRANFORMERLESS UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY (2011) US 6,950,321 B2 ACTIVE DAMPING CONTROL FOR L-C OUTPUT FILTERS IN THREE PHASE FOUR-LEG INVERTERS (2005) US 6,924,993 B2 METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING A STAND-ALONE 4-LEG VOLTAGE SOURCE INVERTER US 8,093,746 B2 CONTROL OF FOUR-LEG TRANSFORMERLESS UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY CN103023358A Method for calculating current reference value of three-phase four-wire grid-connected voltage source type pulse-width modulation (PWM) rectifier
Low voltage high resistance grounding system basics, C-HRG technical information and adjustment procedure, EATON, White Paper WP019001EN, Apr. 2014 Transformerless UPS systems and the 9900, Mitsubishi Electric, 12/06/2010
상술한 문제점을 해결하고자 본 발명은 각각 독립된 히스테리시스 제어수단로부터 영상전류를 제어하는 영상전류제어랙의 상부 IGBT와 하부 IGBT가 스위칭 신호를 받고, 이중 히스테리시스 전류제어기를 통하여 불필요한 구간에서의 스위칭을 억제하며, 히스테리시스 전류제어 방식의 빠른 영상전류 제어를 통하여 부하의 급변이나 불평형 부하 뿐만 아니라 비선형 부하에도 영상전압을 일정하게 유지하는 이중 히스테리시스 전류제어기를 사용한 무변압기형 무정전전원장치를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 일반적으로 부하는 통상 3상 4선 구조로서 인버터에서 공급하는 선간전압을 사용할 뿐 아니라 상전압을 사용하는 경우가 많은데 이때 부하가 비선형이거나 불평형이 되면 상전압의 크기와 파형에 심한 왜곡이 발생하는 문제를 해결하기 위하여 종래에는 별도의 영상전류제어랙을 추가하여 영상전압을 일정하게 유지하는 방식을 채택하고 있으나 본 발명은 영상전류제어랙에 스위칭 신호를 공급하는 방법을 사용하는 이중 히스테리시스 전류제어기를 사용한 무변압기형 무정전전원장치를 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 영상전류 제어랙의 IGBT 스위치 상태를 (-1, 0, 1)로 구성하여 영상전류 제어랙의 출력전압을 (-V, 0, +V)로 구성하므로 평형부하 경우에는 영상전류 제어랙을 동작시키지 않도록 하여 스위칭 손실이나 불필요한 전류의 흐름이 없어 고효율 운전이 가능한 이중 히스테리시스 전류제어기를 사용한 무변압기형 무정전전원장치를 제공하는 데 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 무변압기형 무정전전원장치에 있어, 부하로 인가되는 전압(Va, Vb, Vc)을 받아 영상전류지령을 연산하는 합산제어수단; 상기 영상전류지령과 실제 영상전류를 비교하여 오차전류신호를 생성하고, 상기 오차전류신호를 설정된 값과 비교하여 영상전류제어랙의 IGBT 스위치가 선택되어 동작하도록 스위칭 신호(Sp, Sn)를 발생하는 이중 히스테리시스 제어수단; IGBT 스위치 상태를 (-1, 0, 1)로 구성하여 영상전류 제어랙의 출력전압을 (-V, 0, +V)로 구성하고, 평형부하 경우에는 영상전류 제어랙을 동작시키지 않도록 하여 상기 IGBT 스위치의 스위칭 손실이나 불필요한 전류의 흐름이 없도록, 상기 스위칭 신호(Sp, Sn)를 통해 IGBT 영상전류를 제어하는 영상전류제어랙;을 포함한다.
상기 히스테리시스 제어수단은 상기 영상전류지령과 실제 영상전류를 통해 합산기에서 오차전류신호를 생성하여, 상부 히스테리시스 제어수단과 하부 히스테리시스 제어수단에 각각 공급한다.
상부 히스테리시스 제어수단은 영상전류제어랙의 상부 IGBT를 동작하는 스위칭 신호(Sp)를 발생하거나, 하부 히스테리시스 제어수단은 하부 IGBT를 동작하는 스위칭 신호(Sn)를 발생한다.
상기 오차전류신호가 설정된 값(Ip+)보다 크면 상부 히스테리시스 제어수단의 출력(Sp)이 '0'에서 '1'로 출력되어 영상전류제어랙의 상부 IGBT 스위치를 ON 시킨다.
상기 오차전류신호가 설정된 값(Ip-) 보다 작으면 상부 히스테리시스 제어수단의 출력(Sp)을 '1'에서 '0'로 출력하여 영상전류제어랙의 상부 IGBT 스위치를 OFF 한다.
상기 하부 히스테리시스 제어수단은 OFF 를 유지하다가, 만약 상기 오차전류신호가 설정된 값(In-) 보다 작으면 하부 히스테리시스 제어수단의 출력(Sn)이 '0'에서 '1'로 출력되어 영상전류제어랙의 하부 IGBT 스위치를 ON 하며 상기 오차전류신호가 설정된 값(In+) 보다 크면 하부 히스테리시스 제어수단의 출력(Sn)을 '1'에서 '0'으로 하여 영상전류제어랙의 하부 IGBT 스위치를 OFF 한다.
상기 오차전류신호가 상기 IGBT 스위치 작동 영역이 아닌, 설정된 값(Ip-)과 설정된 값(In+) 사이값을 가지면 각 히스테리시스 제어수단의 출력(Sp, Sn)은 모두 '0' 상태가 되고 영상전류제어랙의 어떤 IGBT 스위치도 동작하지 않는다.
상기 합산제어수단은 상기 입력된 전압(Va, Vb, Vc)을 합산기에서 합산하여 영상전압을 얻고 이 값을 기설정된 영상전압지령과 합산기에서 비교하여 오차전압을 얻고 제어기를 통하여 상기 오차전압이 0으로 수렴되도록 영상전류지령을 발생한다.
본 발명은 무정전전원장치의 출력에 변압기를 사용하지 않으면서 부하의 급변이나 불평형 부하 뿐 아니라 비선형 부하에도 영상전압을 일정하게 유지할 수 있어 소형 경량화를 실현할 뿐 아니라 가격 경쟁력도 구비하였다.
또한, 본 발명은 영상전압 제어랙을 통하여 선간전압과 상전압을 동시에 요구하는 수요자의 요구에 부합한다.
또한, 본 발명은 종래에 부하가 비선형이거나 불평형하면 상전압의 크기와 파형에 심한 왜곡이 발생하던 문제점을 해결하기 위해, 히스테리시스 전류제어 방식의 빠른 영상전류 제어를 통하여 부하의 급변이나 불평형 부하 뿐 아니라 비선형 부하에도 영상전압을 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 부하가 평형상태에 있을 경우 즉 영상전압이 '0' 전압이거나 이에 가까울 경우 영상전류제어랙을 OFF 상태로 유지하므로 불필요한 스위칭을 억제하여 스위칭 손실을 줄일 수 있을 뿐 아니라 고주파 성분을 감소하는 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 발명은 불필요한 구간에서의 스위칭 억제로 인하여 영상전류에 포함된 고조파 함유량을 줄여 EMI/EMC 대책에 효과적으로 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명에서 제안하는 무변압기형 무정전전원장치의 회로구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상전류 지령을 얻기 위한 합산제어수단 회로구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중 히스테리시스 제어수단의 제어블록도이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 순서를 보여주는 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 무변압기형 무정전전원장치로서 상용전압을 정류하거나 축전지로부터 전력을 받는 직류전원(100)이 형성되고, 상기 전원을 안정적으로 유지하기 위한 평활용 콘덴서(101)가 부가된다.
이렇게 형성된 직류전원은 풀브릿지로 구성된 삼상 인버터(110)에서 교류로 변환되고 인버터 출력에서 스위칭 고조파 성분을 제거하는 정현파 필터(120)를 거쳐 3상 4선식 부하(130)에 교류 전력이 공급된다.
이러한 삼상 출력은 제어기(102)에서 총괄적으로 이뤄지며 제어기(102)에는 출력전압, 전류 검출 뿐만 아니라 삼상전압을 검출하는 삼상검출수단과 영상전류를 검출하는 영상검출수단을 비롯하여 다양한 인터페이스가 부가되는게 일반적이므로 본 발명에서는 더 자세한 설명을 생략한다.
먼저 3상 4선식 부하(130)에 연결된 정현파필터(120) 출력인 3상 전압을 검출하여 영상전류지령을 얻는 합산제어수단(140)에 공급하여 영상전류지령(I0 *)을 얻고, 실제 영상전류(I0fb)가 이를 추종하도록 히스테리시스 제어수단(150)을 운용한다.
이때 실제 영상전류(I0fb)는 영상전류제어랙(160)과 부하(130)의 영상전압단자와 연결되어 흐르도록 구성한다.
히스테리시스 제어수단(150)은 영상전류지령(I0 *)과 실제 영상전류(I0fb)를 비교하여 두 값의 차가 일정 밴드 내에서 유지되어, 영상전류제어랙(160)의 스위치가 동작하도록 스위칭 신호(Sp, Sn)를 발생한다.
본 발명에서는 여기서의 히스테리시스 제어수단(150)을 이중 히스테리시스로 구성하여 영상전압이 오차전압 범위 내에 있을 때는 스위칭 신호(Sp, Sn)를 차단하여 영상전류제어랙(160)이 휴지상태가 되도록 운용한다.
도 2는 도 1의 합산제어수단(140)의 상세 회로구성도로서 부하(130)로 인가되는 전압(Va, Vb, Vc)을 받아 영상전류지령(I0 *)을 연산한다.
먼저 입력된 삼상 전압(Va, Vb, Vc)으로부터 영상전압을 얻기 위한 합산기(141)에서 합산하여 영상전압(V0)을 얻고 기설정된 영상전압지령(V0 *)과 상기 영상전압(V0)을 비교하는 합산기(142)에서 비교하여 오차전압(ΔV0)을 얻고 오차전압으로부터 영상전류지령을 얻기 위한 비례적분 제어기(143)를 통하여 오차전압(ΔV0)이 0으로 수렴되도록 영상전류지령(I0 *)을 발생한다.
이때 기설정된 영상전압지령(V0 *)은 통상 '0'으로 설정한다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 제어기(143)는 일반적으로 비례적분제어기를 사용하지만 출력응답안정성을 위해 미분항을 첨가한 비례미분적분제어기를 사용할 수도 있다.
도 3은 본 발명에서 제안하는 이중 히스테리시스 제어수단(150)의 내부 구성도이다.
도 2의 합산제어수단(140)에서 얻어진 영상전류지령(I0 *)과 실제 영상전류(I0fb)를 비교하여 실제 영상전류(I0fb)가 영상전류지령(I0 *)을 추종하도록 제어한다.
입력된 두 신호 영상전류지령(I0 *)과 실제 영상전류(I0fb)를 영상전류지령과 영상전류를 비교하는 합산기(151)에서 오차전류신호(ΔI0)를 얻고 이 신호를 영상전류를 제어하는 영상전류제어랙(160)의 상부 IGBT를 제어하는 상부 히스테리시스 제어수단(152)와 영상전류제어랙(160)의 하부 IGBT를 제어하는 하부 히스테리시스 제어수단(153)에 각각 공급한다.
상부 히스테리시스 제어수단(152)은 영상전류제어랙(160)의 상부 IGBT를 동작하는 스위칭 신호(Sp)를 발생하며 하부 히스테리시스 제어수단(153)은 하부 IGBT를 동작하는 스위칭 신호(Sn)를 발생한다.
만약 오차전류신호(ΔI0)가 설정된 값 Ip + 보다 크면 상부 히스테리시스 제어수단(152)의 출력(Sp)이 '0'에서 '1'로 출력되어 영상전류제어랙(160)의 상부 IGBT 스위치를 ON 시키다가 오차전류신호(ΔI0)가 설정된 값 Ip- 보다 작으면 상부 히스테리시스 제어수단(152)의 출력(Sp)을 '1'에서 '0'로 출력하여 영상전류제어랙(160)의 상부 IGBT 스위치를 OFF 한다.
이때 하부 히스테리시스 제어수단(153)은 OFF 를 유지하며 만약 오차전류신호(ΔI0)가 설정된 값 In- 보다 작으면 하부 히스테리시스 제어수단(153)의 출력(Sn)이 '0'에서 '1'로 출력되어 영상전류제어랙(160)의 하부 IGBT 스위치를 ON 하며 오차전류신호(ΔI0)가 설정된 값 In+ 보다 크면 하부 히스테리시스 제어수단(153)의 출력(Sn)을 '1'에서 '0'으로 하여 영상전류제어랙(160)의 하부 IGBT 스위치를 OFF 한다.
만약 오차전류신호(ΔI0)가 Ip- 와 In+ 사이값을 가지면 각 히스테리시스 제어수단(152, 153)의 출력(Sp, Sn)은 모두 '0' 상태가 되고 영상전류제어랙(160)의 어떤 IGBT 스위치도 동작하지 않는다.
이러한 히스테리시스 제어수단(152, 153) 등을 이용한 구성은 부하가 평형상태에 있을 경우 즉 영상전압이 '0' 전압이거나 이에 가까울 경우 영상전류제어랙(160)을 OFF 상태로 유지하므로 불필요한 스위칭을 억제하여 스위칭 손실을 줄일 수 있을 뿐 아니라 고주파 성분을 감소하는 효과를 얻을 수 있다.
이하 도 4 내지 도 6를 참고하여 본 발명의 일실시예를 자세히 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 본 발명은 합산제어수단이 Va, Vb, Vc를 합산하여 V0를 생성한다(S101).
그리고 V0값을 기설정된 V0 *과 합산기에서 비교하여 ΔV0을 생성한다(S102).
계속하여 제어기를 통하여 ΔV0이 0으로 수렴되도록 I0 *을 발생한다(S103).
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명은 히스테리시스 제어수단이 합산제어수단에서 얻어진 I0 *과 I0fb를 비교한다(S201).
그리고 I0fb가 I0 *을 추종하도록 제어한다(S202).
또한 I0 *과 I0fb를 합산기에서 ΔI0를 얻고(S203), ΔI0를 상부 및 하부 히스테리시스 제어수단에 각각 공급한다(S204).
계속하여 상부 히스테리시스 제어수단은 상부 IGBT를 동작하는 Sp를 발생하거나, 하부 히스테리시스 제어수단은 하부 IGBT를 동작하는 Sn를 발생시킨다(S205, S206).
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 ΔI0가 설정된 값 Ip+ 보다 크면 상부 히스테리시스 제어수단의 출력(Sp)이 '0'에서 '1'로 출력하여(S301), 영상전류제어랙의 상부 IGBT 스위치를 ON시킨다(S302).
또한 ΔI0가 설정된 값 Ip- 보다 작으면 상부 히스테리시스 제어수단의 출력(Sp)을 '1'에서 '0'로 출력하여(S303), 영상전류제어랙의 상부 IGBT 스위치를 OFF시킨다(S304).
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명은 ΔI0가 설정된 값 In- 보다 작으면 하부 히스테리시스 제어수단의 출력(Sn)이 '0'에서 '1'로 출력하여(S401), 영상전류제어랙의 하부 IGBT 스위치를 ON시킨다(S402).
그리고 ΔI0가 설정된 값 In+ 보다 크면 하부 히스테리시스 제어수단의 출력(Sn)을 '1'에서 '0'으로 출력하여(S403), 영상전류제어랙의 하부 IGBT 스위치를 OFF 시킨다(S404).
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명은 ΔI0가 Ip - 와 In+ 사이값을 가지면 각 히스테리시스 제어수단(152, 153)의 출력(Sp, Sn)은 모두 '0' 상태인 경우(S501), 영상전류제어랙의 어떤 IGBT 스위치도 동작하지 않도록 제어한다(S502).
상기에서는 본 발명에 따른 이중 히스테리시스 전류제어기를 사용한 무변압기형 무정전전원장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
100 : 직류전원
101 : 평활용 콘덴서
102 : 삼상 인버터 제어기
110 : 풀브릿지로 구성된 삼상 인버터
120 : 정현파 필터
130 : 3상 4선식 부하
140 : 합산제어수단
141 , 142 : 합산기
143 : 비례적분 제어기
150 : 히스테리시스 제어수단
151 : 합산기
152 : 상부 히스테리시스 제어수단
153 : 하부 히스테리시스 제어수단
160 : 영상전류제어랙

Claims (5)

  1. 무변압기형 무정전전원장치에 있어서,
    입력된 삼상 전압으로부터 영상전압을 얻기 위한 합산기에서 합산하여 영상전압을 얻고 기설정된 영상전압지령과 상기 영상전압을 비교하는 합산기에서 비교하여 오차전압을 얻고 오차전압으로부터 영상전류지령을 얻기 위한 비례적분 제어기를 통하여 오차전압이 0으로 수렴되도록 영상전류지령을 발생시키는 합산제어수단;
    상기 영상전류지령과 실제 영상전류를 비교하여 오차전류신호를 생성하고, 상기 오차전류신호를 설정된 값과 비교하여 영상전류제어랙의 IGBT 스위치가 선택되어 동작하도록 스위칭 신호(Sp, Sn)를 발생하는 이중 히스테리시스 제어수단;
    상기 IGBT 스위치 상태를 (-1, 0, 1)로 구성하여 영상전류 제어랙의 출력전압을 (-V, 0, +V)로 구성하고, 평형부하 경우에는 영상전류 제어랙을 동작시키지 않도록 하여 상기 IGBT 스위치의 스위칭 손실이나 불필요한 전류의 흐름이 없도록, 상기 스위칭 신호(Sp, Sn)를 통해 IGBT 영상전류를 제어하는 영상전류제어랙;을 포함하고,
    상기 히스테리시스 제어수단은 상기 영상전류지령과 실제 영상전류를 통해 합산기에서 오차전류신호를 생성하여, 상부 히스테리시스 제어수단과 하부 히스테리시스 제어수단에 각각 공급하며,
    상부 히스테리시스 제어수단은 영상전류제어랙의 상부 IGBT를 동작하는 스위칭 신호(Sp)를 발생하고, 하부 히스테리시스 제어수단은 하부 IGBT를 동작하는 스위칭 신호(Sn)를 발생하는 것을 특징으로 하는 이중 히스테리시스 전류제어기를 사용한 무변압기형 무정전전원장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오차전류신호가 설정된 값(Ip+)보다 크면 상부 히스테리시스 제어수단의 출력(Sp)이 '0'에서 '1'로 출력되어 영상전류제어랙의 상부 IGBT 스위치를 ON 시키고,
    상기 오차전류신호가 설정된 값(Ip-) 보다 작으면 상부 히스테리시스 제어수단의 출력(Sp)을 '1'에서 '0'로 출력하여 영상전류제어랙의 상부 IGBT 스위치를 OFF 하고,
    상기 하부 히스테리시스 제어수단은 OFF 를 유지하다가, 만약 상기 오차전류신호가 설정된 값(In-) 보다 작으면 하부 히스테리시스 제어수단의 출력(Sn)이 '0'에서 '1'로 출력되어 영상전류제어랙의 하부 IGBT 스위치를 ON 하며 상기 오차전류신호가 설정된 값(In+) 보다 크면 하부 히스테리시스 제어수단의 출력(Sn)을 '1'에서 '0'으로 하여 영상전류제어랙의 하부 IGBT 스위치를 OFF 하는 것을 특징으로 하는 이중 히스테리시스 전류제어기를 사용한 무변압기형 무정전전원장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 오차전류신호가 상기 IGBT 스위치 작동 영역이 아닌, 설정된 값(Ip-)과 설정된 값(In+) 사이값을 가지면 각 히스테리시스 제어수단의 출력(Sp, Sn)은 모두 '0' 상태가 되고 영상전류제어랙의 어떤 IGBT 스위치도 동작하지 않는 것을 특징으로 하는 이중 히스테리시스 전류제어기를 사용한 무변압기형 무정전전원장치.
  5. 삭제
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