KR102097581B1 - Voltage and frequency control Appartus of emergency generator - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치에 관한 것이다.
본 발명은 연료를 연소시켜 기계에너지로 출력하는 동력발생부, 동력발생부와 연결되어 기계에너지를 전달받아 변속하여 출력하는 동력변속부, 동력변속부와 연결되어, 동력변속부에서 변속된 기계에너지를 전기에너지로 변환하는 발전부, 동력발생부와 동력변속부 사이에 개재되어 동력발생부의 회전속도를 측정하는 제1센서와 동력변속부와 발전부 사이에 개재되어 발전부의 회전속도를 측정하는 제2센서 그리고 발전부에서 출력되는 전류와 전압을 측정하는 제3센서를 포함하는 센서부 및 제1센서에서 출력되는 제1속도센싱신호, 제2센서에서 출력되는 제2속도센싱신호, 제3센서에서 출력되는 전압값과 전류값을 입력받아 연산한 후, 동력발생부와 동력변속부로 출력하며 동력발생부의 작동과 동력변속부의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.The present invention relates to an emergency generator voltage and frequency control device.
The present invention is a power generation unit that outputs mechanical energy by burning fuel, and is connected to a power generation unit to receive and transmit mechanical energy to a power transmission unit that outputs power, and is connected to a power transmission unit, mechanical energy shifted by the power transmission unit. A first sensor for measuring the rotational speed of the power generation unit interposed between the power generation unit, the power generation unit and the power transmission unit converting the electric energy into electricity, A sensor unit including a second sensor and a third sensor measuring current and voltage output from the power generation unit, a first speed sensing signal output from the first sensor, a second speed sensing signal output from the second sensor, and a third sensor It includes a control unit that controls the operation of the power generating unit and the output of the power generating unit and outputs to the power generating unit and the power transmission unit after receiving and calculating the voltage and current values output from the.

Description

비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치{Voltage and frequency control Appartus of emergency generator}{Voltage and frequency control Appartus of emergency generator}

본 발명은 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상용전원이 정전되었을 때, 연료가 연소되며 발생되는 동력으로 출력되는 전기의 전압 및 주파수를 제어하는 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to an emergency generator voltage and frequency control device, and more specifically, an emergency generator voltage and frequency control device that controls the voltage and frequency of electricity output as power generated when fuel is burned when a commercial power is interrupted. It is about.

지속적으로 전기가 공급되어야 하는 곳에는 정전되었을 때를 대비해 상용전원을 공급할 수 있는 비상용 발전기와 비상용 발전기의 구동을 신속히 제어할 수 있는 시설 등이 갖추어져 있다.Where there is a need to continuously supply electricity, there are emergency generators that can supply commercial power in case of a power outage, and facilities that can quickly control the operation of emergency generators.

이러한 시설은 통상 흡기, 압축, 연소 팽창, 배기의 행정을 하나의 사이클로 동작하는 내연기관에 직결되어, 내연기관에서 출력되는 동력으로 전력을 생산하는 비상발전시스템이 된다. 현재, 이러한 비상발전시스템은 상용 전원이 정전되었을 때, 정전신호에 따라 내연기관을 가동시켜 비상용 발전기의 출력전압과 출력주파수가 기준값에 도달되었을 때, 출력되는 전력을 부하에 공급하고 있다.Such facilities are directly connected to an internal combustion engine that operates in one cycle of intake, compression, combustion expansion, and exhaust, and thus becomes an emergency power generation system that generates power from power output from the internal combustion engine. Currently, such an emergency power generation system supplies an output power to a load when an output voltage and an output frequency of an emergency generator reach a reference value by starting an internal combustion engine according to a power failure signal when a commercial power supply is interrupted.

즉, 현재의 비상발전시스템은 정상회전속도에 도달하기 전까지 부하에 전력을 공급하지 않고 무부하 상태로 작동하다가, 정상회전속도에 이르게 되었을 때 부하에 전력을 공급하고 있다.That is, the current emergency power generation system operates in a no-load state without supplying power to the load before reaching the normal rotational speed, and then supplies power to the load when the normal rotational speed is reached.

이와 같은 비상발전시스템은 내연기관과 교류발전기가 직결로 연결되어 연동하며, 내연기관의 구동속도에 따라 교류발전기의 출력 전력의 크기 및 주파수가 변동되어 부하에 적합한 양질의 전력을 출력하는데 제약이 있다.In such an emergency power generation system, the internal combustion engine and the AC generator are directly connected and interlocked, and the size and frequency of the output power of the AC generator vary according to the driving speed of the internal combustion engine, and thus there is a limitation in outputting high-quality power suitable for the load. .

그리고 비상발전시스템은 부하변동에 따라 발전기에서 큰 전력을 발생시켜야 할 때, 내연기관에 공급되는 추가연료에 의해 내연기관 내부의 압력과 온도가 급격히 상승시킨다.In addition, when a large power needs to be generated from a generator in response to load fluctuation, the emergency power generation system rapidly increases the pressure and temperature inside the internal combustion engine by the additional fuel supplied to the internal combustion engine.

이때, 비상발전시스템은 고온에 의해 내연기관의 내구성이 저하되는 문제를 비롯해 연료 연소 과정에서 질소산화물(NoX)을 다량으로 발생시키는 문제를 야기시키고 있다.At this time, the emergency power generation system is causing a problem of generating a large amount of nitrogen oxides (No X ) in the fuel combustion process, including a problem that the durability of the internal combustion engine is reduced by high temperature.

따라서, 이러한 비상발전시스템의 문제를 해결하기 위해 다양한 장치 및 설비들의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, in order to solve the problems of the emergency power generation system, it is necessary to develop various devices and facilities.

대한민국 등록특허 제10-0872909호 (2008.12.10)Republic of Korea Registered Patent No. 10-0872909 (Dec. 10, 2008)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상용전원이 정전되었을 때 신속히 연료를 연소시켜 동력을 발생시키고, 발생 된 동력을 변속하여 비상용 발전기를 일정하게 구동시켜 일정한 크기의 전압 및 주파수를 갖는 전력이 비상용 발전기에서 출력될 수 있도록 하는 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to solve this problem, and when the commercial power is interrupted, the fuel is rapidly burned to generate power, and the generated power is shifted to constantly drive the emergency generator to generate a constant voltage and It is to provide an emergency generator voltage and frequency control device that allows power having a frequency to be output from an emergency generator.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치는 연료를 연소시켜 기계에너지로 출력하는 동력발생부;The emergency generator voltage and frequency control device of the present invention for achieving the above technical problem is a power generator for burning fuel and outputting it as mechanical energy;

상기 동력발생부와 연결되어 상기 기계에너지를 전달받아 변속하여 출력하는 동력변속부;A power transmission unit connected to the power generation unit to receive and transmit the mechanical energy to output power;

상기 동력변속부와 연결되어, 상기 동력변속부에서 변속된 기계에너지를 전기에너지로 변환하는 발전부;A power generation unit connected to the power transmission unit and converting mechanical energy shifted in the power transmission unit into electrical energy;

상기 동력발생부와 상기 동력변속부 사이에 개재되어 상기 동력발생부의 회전속도를 측정하는 제1센서와 상기 동력변속부와 상기 발전부 사이에 개재되어 상기 발전부의 회전속도를 측정하는 제2센서 그리고 상기 발전부에서 출력되는 전류와 전압을 측정하는 제3센서를 포함하는 센서부; 및A first sensor interposed between the power generation unit and the power transmission unit to measure the rotational speed of the power generation unit and a second sensor interposed between the power transmission unit and the power generation unit to measure the rotational speed of the power generation unit; A sensor unit including a third sensor measuring current and voltage output from the power generation unit; And

상기 제1센서에서 출력되는 제1속도센싱신호, 상기 제2센서에서 출력되는 제2속도센싱신호, 상기 제3센서에서 출력되는 전압값과 전류값을 입력받아 연산한 후, 상기 동력발생부와 상기 동력변속부로 출력하며 상기 동력발생부의 작동과 상기 동력변속부의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.After receiving and calculating the first speed sensing signal output from the first sensor, the second speed sensing signal output from the second sensor, and the voltage and current values output from the third sensor, the power generating unit and And a control unit that outputs to the power transmission unit and controls operation of the power generation unit and operation of the power transmission unit.

상기 동력발생부는 적어도 하나의 실린더, 상기 실린더의 내부를 상하 운동하는 피스톤, 상기 피스톤과 연결되어 구동하며 상기 기계에너지를 출력하는 크랭크저널, 상기 크랭크저널의 일측에 연결되어 회전하고, 상기 제1센서에 의해 측정되는 제1회전돌기원판을 포함할 수 있다.The power generating unit, at least one cylinder, a piston that moves up and down inside the cylinder, is driven in connection with the piston and outputs the mechanical energy, rotates connected to one side of the crank journal, and rotates the first sensor It may include a first rotating projection disk measured by.

상기 제어부는 상기 발전부에서 출력되는 상기 전류와 상기 전압을 연산하여 전력값을 출력한 후, 과거전력값과 대소비교하여, 상기 과거전력값이 크면 상기 동력발생부에 공급되는 연료의 양을 증가시키고, 상기 과거전력값이 작으면 상기 동력발생부에 공급되는 연료의 양을 감소시킬 수 있다.The control unit calculates the current and the voltage output from the power generation unit, outputs a power value, and compares the power with the past power value. If the past power value is large, the amount of fuel supplied to the power generator is increased. If the past power value is small, it is possible to reduce the amount of fuel supplied to the power generating unit.

상기 동력변속부는 상기 동력발생부와 연결되어 상기 동력발생부에서 발생된 상기 기계에너지로 회전하는 제1풀리, 상기 제1풀리와 이격되어 상기 발전부와 연결되는 제2풀리, 일단에 상기 제1풀리가 연결되고 타단에 상기 제2풀리가 연결된 벨트를 포함할 수 있다.The power transmission unit is connected to the power generation unit, a first pulley rotating with the mechanical energy generated by the power generation unit, a second pulley spaced apart from the first pulley and connected to the power generation unit, the first at one end A pulley may be connected, and the second end may include a belt connected to the second pulley.

상기 제1풀리와 상기 제2풀리 중 적어도 하나는 상기 제어부에서 출력되는 신호에 대응하여 지름이 가변될 수 있다.At least one of the first pulley and the second pulley may have a variable diameter corresponding to a signal output from the control unit.

상기 발전부는 상기 동력변속부와 연결된 축에 형성되어 회동하고, 상기 제2센서에 의해 측정되는 제2회전돌기원판을 더 포함할 수 있다.The power generation unit may further include a second rotational projection disk formed and rotated on an axis connected to the power transmission unit and measured by the second sensor.

상기 제3센서는 상기 발전부에서 출력되는 상기 전기에너지 가운데 전압을 측정하는 출력전압센서와 상기 발전부에서 연결된 전선로에 흐르는 전류를 측정하는 출력전류센서를 더 포함할 수 있다.The third sensor may further include an output voltage sensor for measuring a voltage among the electric energy output from the power generation unit and an output current sensor for measuring a current flowing through a wire connected to the power generation unit.

본 발명에 따른 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치는 연료소모량이 현저히 적은 무부하 구동 상태에서부터 순간적으로 큰 부하전력을 출력해야 하는 상태에 이르기까지 제어부에서 출력되는 전기적 신호에 따라 동력변속부를 신속히 제어할 수 있다.The emergency generator voltage and frequency control device according to the present invention can rapidly control the power transmission unit according to an electrical signal output from the control unit, from a no-load driving state in which fuel consumption is remarkably small to a state in which a large load power must be instantaneously output. .

그리고 동력변속부를 제어함에 따라 동력발생부에 추가공급되는 연료의 시간을 확보하여 동력발생부의 구동속도 변화와 발전부의 구동속도 변화를 최소화시켜 크기와 주파수가 일정한 교류전력을 출력할 수 있다.In addition, by controlling the power transmission portion, the time of the fuel supplied to the power generating portion is secured to minimize the change in the driving speed of the power generating portion and the change in the driving speed of the power generating portion, thereby outputting AC power having a constant size and frequency.

또한, 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치는 양질의 교류전력을 출력하는 과정에서도 동력발생부가 질소산화물을 발생시키지 않은 온도 내에서 연료를 연소시키며 연소과정에서 질소산화물을 배출시키지 않을 수 있다.In addition, the emergency generator voltage and frequency control device may burn fuel within a temperature at which the power generating unit does not generate nitrogen oxide even in the process of outputting high-quality AC power, and may not discharge nitrogen oxide in the combustion process.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치의 계략도이다.
도 2는 도 1의 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치의 동력변속부를 도시한 도면이다.
도 3은 회전돌기원판과 회전돌기원판의 회전속도를 측정하는 센서를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2의 동력변속부를 개략적으로 도시하여 나타낸 동력변속부의 작동도이다.
도 5는 발전부에서 출력된 양질의 교류전력에 대한 파형도이다.1 is a schematic diagram of an emergency generator voltage and frequency control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a power transmission unit of the emergency generator voltage and frequency control device of FIG. 1.
3 is a perspective view showing a rotating projection disk and a sensor for measuring the rotational speed of the rotating projection disk.
FIG. 4 is a schematic view of the power transmission shown in FIG. 2 schematically.
5 is a waveform diagram of high-quality AC power output from the power generation unit.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the present embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete and the ordinary knowledge in the art to which the invention pertains. It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the invention is only defined by the claims. Throughout the specification, the same reference numerals refer to the same components.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치(1)에 대해 설명한다.Hereinafter, the emergency generator voltage and frequency control device 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치의 계략도이고, 도 2는 도 1의 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치의 동력변속부를 도시한 도면이고, 도 3은 회전돌기원판과 회전돌기원판의 회전속도를 측정하는 센서를 도시한 사시도이다.1 is a schematic diagram of an emergency generator voltage and frequency control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a power transmission portion of the emergency generator voltage and frequency control device of FIG. 1, and FIG. 3 is a rotating projection It is a perspective view showing a sensor for measuring the rotational speed of the disk and the rotating projection disk.

본 발명의 일 실시예에 따른 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치(1)는 기존발전기(A)에서 공급되던 상용전원이 차단되었을 때, 동력발생부(10)가 곧바로 구동되어 발전부(30)를 적정 회전속도로 구동시키며 적정 전력을 출력해 부하(70)에 공급할 수 있다.Emergency generator voltage and frequency control device (1) according to an embodiment of the present invention when the commercial power supplied from the existing generator (A) is cut off, the power generator 10 is driven immediately to power the generator (30) It is driven at an appropriate rotational speed and outputs appropriate power to supply it to the load 70.

이러한 비상용 발전기 전압 및 주파수 제어장치(1)는 동력발생부(10)의 연료소모량이 현저히 적은 무부하운전 상태에서 순간적으로 큰 부하전력을 출력해야 하는 상태에 이르기 까지, 제어부(50)를 이용해 동력변속부(20)를 제어할 수 있다.The emergency generator voltage and frequency control device 1 uses the control unit 50 to shift power from a no-load operation state in which the fuel consumption of the power generation unit 10 is remarkably small to a state in which a large load power needs to be instantaneously output. The part 20 can be controlled.

특히, 비상용 발전기 전압 및 주파수 제어장치(1)는 제어부(50)를 이용해 동력발생부(10)와 발전기(30) 사이를 연결하는 동력변속부(20)를 실시간으로 제어할 수 있다.In particular, the emergency generator voltage and frequency control device 1 can control in real time the power transmission unit 20 that connects between the power generator 10 and the generator 30 using the control unit 50.

이때, 동력발생부(10)에 연결된 제1회전돌기원판(16)에 저장되어 있는 회전관성에너지가 발전부(30)에 전달되어 동력발생부(10)의 회전속도가 낮아지더라도 동력발생부(10)와 발전기(30)의 구동속도를 조절해 동력발생부(10)에 연료를 추가로 공급할 수 있는 시간을 충분히 제공할 수 있다.At this time, even if the rotational inertia energy stored in the first rotating projection disk 16 connected to the power generating unit 10 is transmitted to the power generating unit 30, the rotational energy of the power generating unit 10 decreases. By controlling the driving speeds of (10) and the generator (30), it is possible to provide sufficient time to additionally supply fuel to the power generator (10).

따라서, 비상용 발전기 전압 및 주파수 제어장치(1)는 동력발생부(10)의 구동속도 저하에 따른 발전부(30)의 구동속도 저하를 방지하며 발전부(30)에서 양질의 교류전력이 출력될 수 있도록 한다.Therefore, the emergency generator voltage and frequency control device 1 prevents a decrease in the driving speed of the power generation unit 30 due to a decrease in the driving speed of the power generation unit 10, and outputs high-quality AC power from the power generation unit 30. Make it possible.

또한, 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치(1)는 동력변속부(20)로 동력발생부(10)와 발전부(30)의 구동 속도를 정밀하게 조절해 동력발생부(10)에 적은 량의 연료가 빠르게 공급되어 연료가 낮은 온도에서 빠르게 연소될 수 있도록 한다. 이를 통해, 동력발생부(10)에서 질소산화물을 배출시키지 않으며 큰 동력 즉, 큰 기계에너지를 출력할 수 있다. 그리고 출력된 기계에너지로 발전기(30)에서 큰 교류전력이 출력될 수 있도록 한다.In addition, the emergency generator voltage and frequency control device (1) is a power transmission unit 20 to precisely control the driving speed of the power generation unit 10 and the power generation unit 30, a small amount of power to the power generation unit (10) The fuel is supplied quickly so that the fuel can burn quickly at low temperatures. Through this, it is possible to output large power, that is, large mechanical energy, without discharging nitrogen oxides from the power generating unit 10. In addition, a large AC power can be output from the generator 30 with the output mechanical energy.

다시 말해, 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치(1)는 동력발생부(10)의 출력 토크는 높이지 않으면서도 출력회전 각속도만을 높여 큰 기계에너지를 안정적으로 출력하고, 출력된 기계에너지로 출력전압과 출력주파수가 일정한 교류전력이 출력될 수 있도록 한다.In other words, the emergency generator voltage and frequency control device 1 increases the angular speed of the output rotation without increasing the output torque of the power generator 10, stably outputs large mechanical energy, and outputs the output voltage to the mechanical energy. Allows AC power with a constant output frequency to be output.

아울러, 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치(1)는 부하전력량이 적을 때에는 동력발생부(10)를 발전부(30)보다 저속으로 구동시키며, 동력발생부(10)의 마찰손실을 줄여 동력발생부(10)에 공급되는 연료량 대비 많은 양의 교류전력을 생산할 수 있다.In addition, the emergency generator voltage and frequency control device 1 drives the power generating unit 10 at a lower speed than the power generating unit 30 when the load power is low, and reduces the friction loss of the power generating unit 10 to reduce the power loss. It can produce a large amount of AC power compared to the amount of fuel supplied to (10).

반면, 부하전력량이 클 때에는 동력변속부(20)를 조절하여 동력발생부(10)를 발전부(30)보다 고속으로 구동시켜 동력발생부(10)에 소량의 연료를 빠르게 연소시키며 동력발생부(10)의 구동력을 일정하게 유지하여 발전부(30)에서 큰 교류전력이 출력될 수 있도록 한다.On the other hand, when the load power is large, the power transmission unit 20 is adjusted to drive the power generation unit 10 at a higher speed than the power generation unit 30, thereby rapidly burning a small amount of fuel to the power generation unit 10 and generating power. The driving force of (10) is kept constant so that large AC power can be output from the power generation unit (30).

이와 같은 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치(1)는 연료를 연소시켜 기계에너지로 출력하는 동력발생부(10), 동력발생부(10)와 연결되어 기계에너지를 전달받아 변속하여 출력하는 동력변속부(20), 동력변속부(20)와 연결되어, 동력변속부(20)에서 변속된 기계에너지를 전기에너지로 변환하는 발전부(30), 동력발생부(10)와 동력변속부(20) 사이에 개재되어 동력발생부의 회전속도를 측정하는 제1센서(41)와 동력변속부(20)와 발전부(30) 사이에 개재되어 발전부의 회전속도를 측정하는 제2센서(42) 그리고 발전부(30)에서 출력되는 전력을 측정하는 제3센서(43)를 포함하는 센서부(40) 및 제1센서(41)에서 출력되는 제1속도센싱신호, 제2센서에서 출력되는 제2속도센싱신호, 제3센서(43)에서 출력되는 전력센싱신호를 입력받아 연산하여, 동력발생부(10)와 동력변속부(20)로 출력하며 동력발생부의 작동과 동력변속부의 작동을 제어하는 제어부(50)를 포함한다.The emergency generator voltage and frequency control device 1 is connected to a power generating unit 10 that burns fuel and outputs it as mechanical energy, and a power transmission unit that is connected to the power generating unit 10 to receive and transmit mechanical energy to output power. (20), connected to the power transmission unit 20, the power generation unit 30 that converts the mechanical energy shifted from the power transmission unit 20 into electrical energy, the power generation unit 10 and the power transmission unit 20 The first sensor 41 interposed between the first sensor 41 for measuring the rotational speed of the power generating unit, the second sensor 42 interposed between the power transmission unit 20 and the power generating unit 30 to measure the rotational speed of the power generating unit, and power generation The first speed sensing signal output from the sensor unit 40 and the first sensor 41 including the third sensor 43 measuring the power output from the unit 30, the second speed output from the second sensor The sensing signal, the power sensing signal output from the third sensor 43 is received and calculated, and the power generating unit 10 and the power transmission unit are calculated. Output to (20) and includes a control unit 50 for controlling the operation of the power generating unit and the power transmission unit.

그리고 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치(1)는 동력발생부(10)의 일측에 연결된 제1회전돌기원판(16)과 발전부(30)의 일측에 연결된 제2회전돌기원판(32) 그리고 발전부(30)에서 출력되는 전압 및 전류를 측정하는 출력전압센서(43a)와 출력되는 전력의 전류를 측정하는 출력전류센서(43b)를 포함할 수 있다.In addition, the emergency generator voltage and frequency control device 1 includes a first rotating protrusion disk 16 connected to one side of the power generator 10 and a second rotating protrusion disk 32 connected to one side of the generator 30 and power generation. It may include an output voltage sensor (43a) for measuring the voltage and current output from the unit 30 and an output current sensor (43b) for measuring the current of the output power.

이하, 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치(1)가 포함하거나 포함할 수 있는 구성요소들에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, components that the emergency generator voltage and frequency control device 1 may include or may include.

동력발생부(10)는 연료를 흡입, 압축, 팽창, 배기 행정으로 연소시켜 기계에너지를 출력한다. 동력발생부(10)는 기계에너지를 출력해 동력변속부(20)로 전달한다.The power generating unit 10 outputs mechanical energy by combusting fuel through intake, compression, expansion, and exhaust strokes. The power generating unit 10 outputs mechanical energy and transmits it to the power transmission unit 20.

동력발생부(10)는 적어도 하나의 실린더(11), 실린더의 내부를 상하 이동하는 피스톤(12), 피스톤(12)과 연결어 구동하는 크랭크저널(15)을 포함할 수 있다.The power generating unit 10 may include at least one cylinder 11, a piston 12 moving up and down inside the cylinder, and a crank journal 15 driven in connection with the piston 12.

이러한 동력발생부(10)는 실린더(11) 내부에 경유, 가솔린 등의 유류를 채워 피스톤(12)을 상하 운동시켜 실린더(11) 내부에 채워진 유류의 상태를 변화시키며 발생된 기계에너지를 크랭크저널(15)로 전달하여 기계에너지를 출력할 수 있다.The power generating unit 10 is filled with oil, gasoline, and the like inside the cylinder 11 to move the piston 12 up and down to change the state of the oil filled inside the cylinder 11 and crank journal generated mechanical energy. It can be transmitted to (15) to output mechanical energy.

동력발생부(10)는 아래의 수식에 대응되는 동력을 출력할 수 있다. 동력은 P =ω*T (P: 회전동력, ω: 각속도, T: 토크)로 정의될 수 있다. 즉, 동력발생부(10)는 각속도가 일정할 때, 토크의 변화량에 비례하는 동력을 낼 수 있다.The power generating unit 10 may output power corresponding to the following equation. Power can be defined as P = ω * T (P: rotational power, ω: angular velocity, T: torque). That is, when the angular velocity is constant, the power generating unit 10 may generate power proportional to the amount of change in torque.

아울러, 동력발생부(10)는 크랭크저널(15)에 연결된 제1회전돌기원판(16)을 더 포함하여, 발생 된 동력으로 제1회전돌기원판(16)을 회전시킬 수 있다.In addition, the power generating unit 10 may further include a first rotating protrusion disk 16 connected to the crank journal 15, and rotate the first rotating protrusion disk 16 with the generated power.

제1회전돌기원판(16)은 크랭크저널(15)의 일단에 설치되어, 크랭크저널(15)의 회전에 대응하여 회전한다. 제1회전돌기원판(16)은 크랭크저널(15)이 회전하며 발생하는 힘을 동력발생부(10)의 흡입, 압축, 팽창, 배기의 각 행정과정에 일정하게 전달할 수 있다. 즉, 제1회전돌기원판(16)은 크랭크저널(15)의 각속도를 일정하게 유지시킬 수 있다.The first rotating projection disk 16 is installed at one end of the crank journal 15 and rotates corresponding to the rotation of the crank journal 15. The first rotational projection disk 16 may transmit the force generated by the rotation of the crank journal 15 to each process of suction, compression, expansion, and exhaust of the power generating unit 10. That is, the first rotating projection disk 16 can maintain the angular speed of the crank journal 15 constant.

또한, 제1회전돌기원판(16)은 부하변동이 급격히 발생하였을 때, 일시적으로 저장되어 있는 회전운동에너지를 동력변속부(20)로 신속하게 전달할 수 있다. 특히, 제1회전돌기원판(16)은 수식과 같이 E = ½*I*ω²(E: 회전운동에너지, I: 관성모멘트, ω: 각속도) 각속도 변화의 제곱에 비례하는 회전운동에너지를 저장하고 있다.In addition, the first rotating projection disk 16 can rapidly transmit the stored rotational kinetic energy to the power transmission unit 20 when a load change occurs abruptly. In particular, the first rotational projection disk 16 stores the rotational kinetic energy proportional to the square of the angular velocity change E = ½ * I * ω² (E: rotational kinetic energy, I: inertia moment, ω: angular velocity) have.

제1회전돌기원판(16)은 저장된 회전운동에너지로 동력변속부(20)와 발전부(30)를 일시적으로 구동시킬 수 있다. The first rotating projection disk 16 may temporarily drive the power transmission unit 20 and the power generation unit 30 with stored rotational kinetic energy.

제1회전돌기원판(16)은 동력발생부(10)에서 발생된 동력 만으로 발전부(30)를 안정적으로 구동시키지 못할 때, 동력변속부(20)를 통해 발전부(30)로 회전운동에너지를 전달하며 발전부(30)의 회전속도 변화를 감소시킬 수 있다.When the first rotating projection disk 16 cannot stably drive the power generation unit 30 with only the power generated by the power generation unit 10, the rotational kinetic energy is transmitted to the power generation unit 30 through the power transmission unit 20. It is possible to reduce the change in the rotational speed of the power generation unit 30 by transmitting.

이러한 제1회전돌기원판(16)은 플라이휠(Flywheel)로 형성 되어, 외주연에 복수 개의 기어치가 형성될 수 있다. 제1회전돌기원판(16)은 센서부(40)에 의해 기어치가 측정되며 동력발생부(10)의 회전속도를 파악할 수 있도록 한다. 아울러, 제1회전돌기원판(16)은 도시되어 있지는 않지만 스타터 모터에 형성된 피니언 기어와 치합되어, 스타터 모터의 구동에 의해 초기 구동될 수 있다.The first rotating projection disk 16 is formed of a flywheel, and a plurality of gear teeth may be formed on the outer periphery. The first rotational projection disk 16 measures the gear value by the sensor unit 40 and allows the rotational speed of the power generating unit 10 to be grasped. In addition, although the first rotating projection disk 16 is not shown, it is meshed with a pinion gear formed in the starter motor, and may be initially driven by driving the starter motor.

동력변속부(20)는 동력발생부(10) 구체적으로 제1회전돌기원판(16)와 연결되어 전달된 기계에너지를 연속적으로 변속해 출력한다.The power transmission unit 20 is connected to the power generating unit 10, specifically, the first rotating projection disk 16, and continuously transmits and outputs transmitted mechanical energy.

이러한 동력변속부(20)는 제어부(50)와 연결되어 동력발생부(10)와 발전부(30)와 사이에 개재된다. 이러한 동력변속부(20)는 제어부(50)의 제어에 대응해 동력발생부(10)의 구동속도를 조절하며 발전부(30)가 안정적으로 구동될 수 있도록 한다.The power transmission unit 20 is connected to the control unit 50 and is interposed between the power generation unit 10 and the power generation unit 30. The power transmission unit 20 adjusts the driving speed of the power generating unit 10 in response to the control of the control unit 50 and allows the power generation unit 30 to be stably driven.

동력변속부(20)는 동력발생부(10) 또는 제1회전돌기원판(16)과 직결되는 제1풀리(21), 제1풀리(21)와 이격되어 발전부(30)에 연결되는 제2풀리(22), 일단에 제1풀리(21)가 연결되고, 타단에 제2풀리(22)가 연결된 벨트(23)를 포함하는 구조로 형성될 수 있다.The power transmission unit 20 is spaced apart from the first pulley 21 and the first pulley 21 that are directly connected to the power generating unit 10 or the first rotating projection disk 16, and connected to the power generation unit 30. 2 pulley 22, the first pulley 21 is connected to one end, the second pulley 22 is connected to the other end may be formed of a structure including a belt 23.

동력변속부(20)는 동력발생부(10) 또는 제1회전돌기원판(16)과 직결되어 회전하는 제1풀리(21)의 회전력을 벨트를 통해 제2풀리(22)로 전달하며 동력발생부(10)에서 전달된 기계에너지를 가변하며 발전부(30)로 출력할 수 있다.The power transmission unit 20 transmits the rotational force of the first pulley 21 rotating directly connected to the power generating unit 10 or the first rotating projection disk 16 to the second pulley 22 through the belt and generating power. The mechanical energy transmitted from the unit 10 is variable and can be output to the power generation unit 30.

특히, 동력변속부(20)는 회전 속도가 서로 다른 동력변속부(10)와 발전부(30)를 연결하여, 동력변속부(10)의 구동력 및 구동속도에 대응해 발전부(30)가 작동될 수 있도록 한다.Particularly, the power transmission unit 20 connects the power transmission unit 10 and the power generation unit 30 having different rotation speeds, so that the power generation unit 30 responds to the driving force and driving speed of the power transmission unit 10. Make it work.

이러한 동력변속부(20)는 동력발생부(10)와 연결된 제1풀리(21)의 지름을 가변하며 동력발생부(10)에서 전달되는 기계에너지를 연속적으로 변속해 발전부(30)에 연결된 제2풀리(22)로 출력할 수 있다.The power transmission unit 20 is variable in the diameter of the first pulley 21 connected to the power generation unit 10 and continuously changes the mechanical energy transmitted from the power generation unit 10 to be connected to the power generation unit 30 It can be output to the second pulley (22).

따라서, 동력변속부(20)는 동력발생부(10)에서 전달된 기계에너지를 변속해 발전부(30)에 전달하며, 발전부(30)에서 동력발생부(10)로부터 전달된 기계에너지와 반비례되는 속도 및 크기의 전기에너지를 출력할 수 있도록 한다.Therefore, the power transmission unit 20 transmits the mechanical energy transmitted from the power generation unit 10 to the power generation unit 30, and the mechanical energy transmitted from the power generation unit 10 in the power generation unit 30 It is possible to output electric energy of inversely proportional speed and size.

동력변속부(20)의 제1풀리(21)와 제2풀리(22) 중 적어도 어느 하나는 제어부(50)에 의해 제어되는 유체공급부(24)에서 공급되는 유체에 의해 지름이 가변될 수 있다. 제1풀리(21)와 제2풀리(22)는 연속적으로 지름이 가변하며 기계에너지를 고르게 변속할 수 있다. 이러한 제1풀리(21)와 제2풀리(22)의 작동에 관해서는 후술하도록 한다. At least one of the first pulley 21 and the second pulley 22 of the power transmission unit 20 may be changed in diameter by the fluid supplied from the fluid supply unit 24 controlled by the control unit 50. . The first pulley 21 and the second pulley 22 are continuously variable in diameter and can evenly shift mechanical energy. The operation of the first pulley 21 and the second pulley 22 will be described later.

발전부(30)는 동력변속부(20)와 연결되어 동력변속부(20)에서 변속된 기계에너지를 전기에너지로 변환한다. 이러한 발전부(30)는 회전자와 고정자를 포함하여, 회전자가 동력변속부(20)와 연결되어 회전할 때 고정자에서 전기에너지를 출력할 수 있다.The power generation unit 30 is connected to the power transmission unit 20 to convert mechanical energy shifted from the power transmission unit 20 into electrical energy. The power generation unit 30 may include a rotor and a stator, and output electric energy from the stator when the rotor is connected to the power transmission unit 20 and rotates.

이때, 발전부(30)는 동력변속부(20)에 의해 일정한 속도로 구동되어 일정한 크기의 전압 및 주파수를 갖는 전기에너지 즉, 상용 교류전원을 출력할 수 있다. 그리고 출력되는 전기에너지는 센서부(40)에 의해 측정되어 제어부(50)로 전송될 수 있다.At this time, the power generation unit 30 may be driven at a constant speed by the power transmission unit 20 to output electrical energy having a constant voltage and frequency, that is, commercial AC power. In addition, the output electrical energy may be measured by the sensor unit 40 and transmitted to the control unit 50.

또한, 발전부(30)는 동력변속부(20)와 회전자 사이를 연결하는 축에 형성된 제2회전돌기원판(32)을 포함할 수 있다. 제2회전돌기원판(32)은 전술한 제1회전돌기원판(16)과 동일한 형상으로 형성되되, 외주연에 형성된 기어치가 센서부(40)에 의해 측정될 수 있다. 즉, 제2회전돌기원판(32)은 발전부(30)의 회전속도를 파악할 수 있도록 하는 장치가 될 수 있다.In addition, the power generation unit 30 may include a second rotating projection disk 32 formed on an axis connecting the power transmission unit 20 and the rotor. The second rotating protrusion disk 32 is formed in the same shape as the first rotating protrusion disk 16 described above, and the gear value formed on the outer periphery can be measured by the sensor unit 40. That is, the second rotating projection disk 32 may be a device that can grasp the rotational speed of the power generation unit 30.

센서부(40)는 제1회전돌기원판(16)의 회전속도를 측정하는 제1센서(41)와 제2회전돌기원판(32)의 회전속도를 측정하는 제2센서(42) 그리고, 발전부(30)에서 출력되는 전기에너지를 측정하는 제3센서(43)를 포함할 수 있다.The sensor unit 40 includes a first sensor 41 for measuring the rotational speed of the first rotating protrusion disk 16, a second sensor 42 for measuring the rotational speed of the second rotating protrusion disk 32, and power generation. It may include a third sensor 43 for measuring the electrical energy output from the unit (30).

여기서, 제1센서(41)는 동력발생부(10)의 하우징으로부터 제1회전돌기원판(16)의 기어치에 근접하게 고정 설치되고, 제2센서(42)는 발전부(30)의 하우징으로부터 제2회전돌기원판(32)의 기어치에 근접하게 고정 설치되어 각 회전돌기원판(16, 32)의 기어치 개수에 대응하는 전기적 펄스를 생성해 제어부(50)로 전송할 수 있다. 일례로, 제1센서(41)와 제2센서(42)는 100개의 기어치로 형성된 제1회전돌기원판(16)과 제2회전돌기원판(32)이 초당 한 바퀴를 회전하면 100Hz의 전기적 펄스 신호 즉, 제1속도센싱신호, 제2속도센싱신호를 생성해 제어부(50)로 전송할 수 있다. 이와 같은 제1센서(41)와 제2센서(42)는 제어부(50)로 전기적 신호를 전달하는 회전속도측정센서가 될 수 있다.Here, the first sensor 41 is fixedly installed close to the gear value of the first rotating projection disk 16 from the housing of the power generating unit 10, and the second sensor 42 is the housing of the power generation unit 30 It is fixedly installed close to the gear value of the second rotating projection disk 32 from can generate an electrical pulse corresponding to the number of gear teeth of each rotating projection disk (16, 32) can be transmitted to the control unit 50. In one example, the first sensor 41 and the second sensor 42 are 100 pulses when the first rotational projection disk 16 and the second rotational projection disk 32 formed by 100 gear teeth rotate one revolution per second. Signals, that is, a first speed sensing signal and a second speed sensing signal may be generated and transmitted to the control unit 50. The first sensor 41 and the second sensor 42 may be rotational speed measurement sensors that transmit electrical signals to the controller 50.

제3센서(43)는 발전부(30)에서 연장된 전선로(31)에 연결되어 전선을 흐르는 전류와 전선의 저항에 인가되는 전압을 측정하고, 전류센싱신호 및 전압센싱신호를 생성할 수 있다. 일례로, 제3센서(43)는 발전부(30)에서 출력되는 전기에너지 가운데 전류값을 측정하는 출력전압센서(43a)를 포함하여, 일영역이 개방된 전선로(31)에 사이에 저항이 연결된 출력전압센서(43a)를 개재하여 전압값을 측정할 수 있다.The third sensor 43 is connected to the electric line 31 extending from the power generation unit 30 to measure the current flowing through the electric wire and the voltage applied to the resistance of the electric wire, and can generate a current sensing signal and a voltage sensing signal. have. As an example, the third sensor 43 includes an output voltage sensor 43a for measuring a current value among electric energy output from the power generation unit 30, and the resistance between the electric wires 31 with one area open The voltage value can be measured through the connected output voltage sensor 43a.

또한, 제3센서(43)는 발전부(30)에서 출력되는 전기에너지 가운데 전류를 측정하는 출력전류센서(43b)를 포함하여, 일영역이 개방된 전선로의 양단에 출력전류센서(43b)의 양단을 접촉시켜, 전선로(31)를 흐르는 전류값을 측정할 수 있다. 또한, 측정된 전압값과 전류값을 연산하여 현재의 전력을 생성할 수 있다.In addition, the third sensor 43 includes an output current sensor 43b for measuring the current among electric energy output from the power generation unit 30, and the output current sensor 43b is provided at both ends of an open line. By contacting both ends, the current value flowing through the electric wire 31 can be measured. In addition, it is possible to generate the current power by calculating the measured voltage and current values.

아울러, 제3센서(43)는 저항과 역률보상콘덴서를 포함하여, 일영역이 개방된 전선로(31)에 접촉시켜 발전부(30)에서 출력되는 전력의 전류를 진상(進相)시킴으로써 발전부(30)에서 출력되는 전력의 유효전력을 높이며 전류 및 전압을 측정할 수 있다.In addition, the third sensor 43 includes a resistor and a power factor compensation capacitor, and generates electricity by advancing a current of electric power output from the power generation unit 30 by contacting an open line 31 with one region open. The active power of the power output from the unit 30 is increased, and current and voltage can be measured.

제어부(50)는 센서부(40)에서 측정되어 전송한 제1속도센싱신호, 제2속도센싱신호를 연산한다. 특히, 제어부(50)는 제1속도센싱신호, 제2속도센싱신호 및 전류 및 전압을 실시간으로 검출해 전력을 산출하며, 산출된 현재전력값과 과거전력값를 비교하여 동력발생부(10)에 공급되는 연료량을 조절할 수 있다.The control unit 50 calculates the first speed sensing signal and the second speed sensing signal measured and transmitted by the sensor unit 40. In particular, the control unit 50 calculates power by detecting the first speed sensing signal, the second speed sensing signal and the current and voltage in real time, and compares the calculated current power value and the past power value to the power generating unit 10 The amount of fuel supplied can be adjusted.

일례로, 제어부(50)는 전력값을 실시간으로 수신하여, 과거의 전력값이 현재의 전력값보다 크면 동력변속부(20)의 제1풀리(21)의 유효지름은 짧고, 제2풀리(22)의 유효지름은 넓어지도록 한다. 따라서, 동력발생부(10)의 캠샤프트(13)가 빠르게 구동되도록 하여 동력발생부(10)에 소량의 연료를 자주 공급되도록 하며, 동력발생부(10)의 구동속도를 높인다.In one example, the control unit 50 receives the power value in real time, if the past power value is greater than the current power value, the effective diameter of the first pulley 21 of the power transmission unit 20 is short, and the second pulley ( The effective diameter of 22) should be widened. Therefore, the camshaft 13 of the power generating unit 10 is driven quickly so that a small amount of fuel is frequently supplied to the power generating unit 10, and the driving speed of the power generating unit 10 is increased.

반면, 현재의 전력값이 크면 동력변속부(20)의 제1풀리(21)의 유효지름은 넓어지도록 하고, 제2풀리(22)의 유효지름은 짧아지도록 한다. 따라서, 동력발생부(10)의 캠샤프트(13)가 천천히 구동되도록 하여 동력발생부(10)에 소량의 연료만이 공급되도록 할 수 있다. On the other hand, if the current power value is large, the effective diameter of the first pulley 21 of the power transmission unit 20 is widened, and the effective diameter of the second pulley 22 is shortened. Therefore, the camshaft 13 of the power generating unit 10 can be driven slowly so that only a small amount of fuel is supplied to the power generating unit 10.

이러한 제어부(50)는 동력발생부(10), 동력변속부(20), 자동절체스위치(60)등을 제어하며 동력발생부(10)에서 출력된 기계에너지가 양질의 전기에너지로 변환되어 부하(70)에 안정적으로 공급될 수 있도록 한다.The control unit 50 controls the power generating unit 10, the power transmission unit 20, the automatic transfer switch 60, and the mechanical energy output from the power generating unit 10 is converted into high-quality electrical energy and loaded. It is to be stably supplied to (70).

특히, 제어부(50)는 제2스위치(B)가 개방되었을 때, 자동절체스위치(60)를 신속히 단락시켜 발전부(30)와 부하(70) 간에 안정적인 전기에너지의 이동경로를 형성할 수 있다.In particular, when the second switch (B) is opened, the control unit 50 can short-circuit the automatic transfer switch 60 quickly to form a stable electric energy movement path between the power generation unit 30 and the load 70. .

여기서, 자동절체스위치(60)는 발전부(30)에서 출력되는 교류 전력이 부하(70)에 신속히 전달될 수 있도록 2개의 실리콘 제어 정류소가(SCR: Silicon Controller Rectifier, 미도시)가 역병렬로 접속된 반도체 소자를 포함할 수 있다.Here, the automatic transfer switch 60 has two silicon control rectifiers (SCR: Silicon Controller Rectifier, not shown) in reverse parallel so that AC power output from the power generation unit 30 can be quickly transferred to the load 70. It may include a connected semiconductor element.

아울러, 부하(70)에서 소비하는 전력량이 일정할 때, 제어부(50)는 동력발생부(10)와 동력변속부(20)를 일정하게 구동시키며 발전부(30)의 회전 속도를 유지시켜, 발전부(30)에서 전압과 주파수 변동이 없는 교류전력이 출력될 수 있도록 한다.In addition, when the amount of power consumed by the load 70 is constant, the control unit 50 drives the power generation unit 10 and the power transmission unit 20 constantly and maintains the rotational speed of the power generation unit 30, The generator 30 allows AC power without voltage and frequency fluctuation to be output.

이러한 제어부(50)는 연산회로, 제어회로를 포함하여 수신값을 해독하여 연산, 연산된 값을 이용해 제어 동작을 수행시킬 수 있는 마이크로 프로세싱 유닛(Micro processing unit)으로 형성될 수 있다.The control unit 50 may be formed as a micro processing unit capable of decoding a received value, including a calculation circuit and a control circuit, and performing a control operation using the calculated and calculated values.

아울러, 제어부(50)는 자동절체스위치(60)와 부하(70)간에 흐르는 전력의 전압 및 주파수의 크기를 제어하는 전력변환장치 즉, 교류를 직류로 변환하는 컨버터, 직류를 저장하는 커패시터, 커패시터에 저장된 직류를 교류로 변환하는 인버터를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 제어부(50)는 발전부(30)에서 출력되는 전력의 전압 및 주파수를 부하(70)의 정격전압 및 주파수에 맞게 조정하여 부하(70)에 인가한다.In addition, the control unit 50 is a power conversion device that controls the magnitude of the voltage and frequency of power flowing between the automatic transfer switch 60 and the load 70, that is, a converter that converts AC to DC, a capacitor that stores DC, and a capacitor It may further include an inverter for converting the direct current stored in AC. The control unit 50 adjusts the voltage and frequency of the power output from the power generation unit 30 according to the rated voltage and frequency of the load 70 and applies it to the load 70.

이하, 도 4를 참조하여, 도 2의 동력변속부의 작동도에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 4, the operation diagram of the power transmission unit of FIG. 2 will be described in detail.

동력변속부(20)의 제1풀리(21)는 동력발생부(10) 또는 동력발생부(10)에 연결된 제1회전돌기원판(16)에 직결되어 작동된다.The first pulley 21 of the power transmission unit 20 is operated directly connected to the power generating unit 10 or the first rotating projection disk 16 connected to the power generating unit 10.

이때, 제1풀리(21)는 제어부(50)에 의해 지름이 제어되며 상황에 따라 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 넓어지거나, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 짧아지면서 동력발생부(10)에서 발생된 기계에너지를 가변하여 제2풀리(22)로 전달할 수 있다. 또한, 제2풀리(22)는 제어부(50)에 의해 지름이 제어되며 발전부(30)가 일정한 회전속도로 구동되도록 하여, 발전부(30)에서 일정한 전압과 주파수를 갖는 전기에너지가 출력될 수 있도록 할 수 있다.At this time, the diameter of the first pulley 21 is controlled by the control unit 50 and widens as shown in Fig. 4 (a) or shortens as shown in Fig. 4 (b) depending on the situation. The mechanical energy generated in the generator 10 can be varied and transferred to the second pulley 22. In addition, the diameter of the second pulley 22 is controlled by the control unit 50 so that the power generation unit 30 is driven at a constant rotational speed, so that electric energy having a constant voltage and frequency is output from the power generation unit 30. I can do it.

이러한 제1풀리(21)와 제2풀리(22)의 지름은 발전부(30)에서 출력되는 전기에너지의 양에 대응하여 변경될 수 있다.The diameters of the first pulley 21 and the second pulley 22 may be changed corresponding to the amount of electrical energy output from the power generation unit 30.

일례로, 발전부(30)에서 출력되는 전기에너지의 양이 적을 때, 제어부(50)에 의해 제1풀리(21)의 지름이 길어지고(L1), 제2풀리(22)의 지름이 짧아지거나 일정하게 유지될 수 있다. 특히, 제1풀리(21)의 지름이 제2풀리(22)의 지름보다 상대적으로 길게 될 때, 제1풀리(21)는 발전부(30)에 비해 동력발생부(10)를 상대적으로 천천히 구동되도록 하여 동력발생부(10)의 마찰손실을 줄일 수 있다.For example, when the amount of electric energy output from the power generation unit 30 is small, the diameter of the first pulley 21 is increased by the control unit 50 (L1), and the diameter of the second pulley 22 is short. It can be lost or kept constant. Particularly, when the diameter of the first pulley 21 becomes relatively longer than the diameter of the second pulley 22, the first pulley 21 relatively slows the power generating section 10 compared to the power generation section 30. The friction loss of the power generating unit 10 can be reduced by being driven.

이때, 제2풀리(22)는 동력발생부(10) 보다 빠르게 발전부(30)를 구동시키며 동력발생부(10)에 공급되는 연료 대비 많은 양의 교류전력을 생산할 수 있도록 한다.At this time, the second pulley 22 drives the power generation unit 30 faster than the power generation unit 10 and allows a large amount of AC power to be produced compared to fuel supplied to the power generation unit 10.

한편, 발전부(30)에서 출력되는 전기에너지의 양이 많을 때, 제어부(50)에 의해 제1풀리(21)의 지름이 좁아지고 제2풀리(22)의 지름이 제1풀리(21)의 지름 이상으로 길어지도록 해 제2풀리(22)와 연결된 발전부(30)에서 큰 교류전력이 출력될 수 있도록 한다. 이때, 제1풀리(21)는 동력발생부(10)에서 소량의 연료를 빠르게 연소시킬 수 있도록 해, 연료 연소 과정에서 질소산화물이 발생 되지 않도록 할 수 있다.On the other hand, when the amount of electrical energy output from the power generation unit 30 is large, the diameter of the first pulley 21 is narrowed by the control unit 50 and the diameter of the second pulley 22 is the first pulley 21 It is longer than the diameter of the second pulley 22 so that a large AC power can be output from the power generation unit 30 connected to. At this time, the first pulley 21 allows the power generator 10 to quickly burn a small amount of fuel, so that nitrogen oxides are not generated in the fuel combustion process.

반면, 제2풀리(22)의 지름이 제1풀리(21)의 지름 이상이 되었을 때, 제2풀리(22)는 제1풀리(21)보다 저속으로 구동하며 발전부(30)를 구동시킨다. 이때, 발전부(30)는 동력발생부(10)보다 상대적으로 천천히 구동하며, 큰 교류전력을 일정하게 출력할 수 있다.On the other hand, when the diameter of the second pulley 22 becomes greater than or equal to the diameter of the first pulley 21, the second pulley 22 drives at a lower speed than the first pulley 21 and drives the power generation unit 30. . At this time, the power generation unit 30 is driven relatively slowly than the power generation unit 10, it is possible to output a large AC power constant.

이러한 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치(1)는 제어부(50)를 통해 부하전력량이 적을 때와 부하전력량이 클 때 각각에 맞게 동력변속부(20)를 정밀하게 제어하여 질소산화물 배출 없이 일정한 크기의 전압 및 일정한 주기의 주파수를 갖는 양질의 교류전력을 출력할 수 있다.The emergency generator voltage and frequency control device 1 precisely controls the power transmission unit 20 according to each time when the load power is small and when the load power is large through the control unit 50, so that a constant size without emission of nitrogen oxides is generated. It is possible to output high-quality AC power having a voltage and a constant periodic frequency.

그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 일정한 크기의 전압 및 일정한 주기의 주파수를 갖는 전력을 발전기(30)에서 생산해 부하(70)에 공급할 수 있다.And, as shown in FIG. 5, power having a constant voltage and a constant frequency may be produced by the generator 30 and supplied to the load 70.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, a person skilled in the art to which the present invention pertains may be implemented in other specific forms without changing the technical concept or essential features of the present invention. You will understand. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

1: 발전기제어설비
10: 동력발생부 11: 실린더
12: 피스톤 13: 캠샤프트
14: 캠 15: 크랭크저널
16: 제1회전돌기원판 20: 동력변속부
21: 제1풀리 22: 제2풀리
23: 벨트 24: 유체공급부
30: 발전부 31: 전선로
32: 제2회전돌기원판 40: 센서부
50: 제어부 60: 자동절체스위치
70: 부하 A: 기존발전기
B: 제2스위치1: Generator control facility
10: power generation unit 11: cylinder
12: piston 13: camshaft
14: Cam 15: Crank Journal
16: First rotating projection disk 20: Power transmission
21: first pulley 22: second pulley
23: belt 24: fluid supply
30: power generation unit 31: electric line
32: second rotating projection disk 40: sensor unit
50: control unit 60: automatic transfer switch
70: load A: conventional generator
B: Second switch

Claims (7)

연료를 연소시켜 기계에너지로 출력하는 동력발생부;
상기 동력발생부와 연결되어 상기 기계에너지를 전달받아 변속하여 출력하는 동력변속부;
상기 동력변속부와 연결되어, 상기 동력변속부에서 변속된 기계에너지를 전기에너지로 변환하는 발전부;
상기 동력발생부와 상기 동력변속부 사이에 개재되어 상기 동력발생부의 회전속도를 측정하는 제1센서와 상기 동력변속부와 상기 발전부 사이에 개재되어 상기 발전부의 회전속도를 측정하는 제2센서 그리고 상기 발전부에서 출력되는 전류와 전압을 측정하는 제3센서를 포함하는 센서부; 및
상기 제1센서에서 출력되는 제1속도센싱신호, 상기 제2센서에서 출력되는 제2속도센싱신호, 상기 제3센서에서 출력되는 전압값과 전류값을 입력받아 연산한 후, 상기 동력발생부와 상기 동력변속부로 출력하며 상기 동력발생부의 작동과 상기 동력변속부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 제3센서는 상기 발전부에서 출력되는 전압을 측정하는 출력전압센서와 상기 발전부에서 연결된 전선로에 흐르는 전류를 측정하는 출력전류센서 및 저항과 역률보상콘덴서를 포함하여, 일영역이 개방된 상기 전선로에 접촉되어 상기 발전부에서 출력되는 전류를 진상(進相)시키고,
상기 발전부는 상기 동력변속부와 연결된 축에 형성되어 회동하고, 상기 제2센서에 의해 측정되는 제2회전돌기원판을 더 포함하는 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치.A power generator that burns fuel and outputs it as mechanical energy;
A power transmission unit connected to the power generation unit to receive and transmit the mechanical energy to output power;
A power generation unit connected to the power transmission unit and converting mechanical energy shifted in the power transmission unit into electrical energy;
A first sensor interposed between the power generation unit and the power transmission unit to measure the rotational speed of the power generation unit and a second sensor interposed between the power transmission unit and the power generation unit to measure the rotational speed of the power generation unit; A sensor unit including a third sensor measuring current and voltage output from the power generation unit; And
After receiving and calculating the first speed sensing signal output from the first sensor, the second speed sensing signal output from the second sensor, and the voltage and current values output from the third sensor, the power generating unit and Output to the power transmission unit includes a control unit for controlling the operation of the power generation unit and the operation of the power transmission unit,
The third sensor includes an output voltage sensor for measuring the voltage output from the power generation unit, an output current sensor for measuring the current flowing in the electric line connected to the power generation unit, and a resistance and power factor compensation capacitor. The current outputted from the power generation unit in contact with the electric line is advanced.
The power generation unit is formed on an axis connected to the power transmission unit and rotates, the emergency generator voltage and frequency control device further comprises a second rotating projection disk measured by the second sensor. 제1항에 있어서,
상기 동력발생부는 적어도 하나의 실린더, 상기 실린더의 내부를 상하 운동하는 피스톤, 상기 피스톤과 연결되어 구동하며 상기 기계에너지를 출력하는 크랭크저널, 상기 크랭크저널의 일측에 연결되어 회전하고, 상기 제1센서에 의해 측정되는 제1회전돌기원판을 포함하는 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치.According to claim 1,
The power generating unit is at least one cylinder, a piston that moves up and down inside the cylinder, a crank journal that is driven in connection with the piston and outputs the mechanical energy, rotates connected to one side of the crank journal, and rotates the first sensor Emergency generator voltage and frequency control device comprising a first rotating projection disk measured by. 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 발전부에서 출력되는 상기 전류와 상기 전압을 연산하여 전력값을 출력한 후, 과거전력값과 대소비교하여, 상기 과거전력값이 크면 상기 동력발생부에 공급되는 연료의 양을 증가시키고, 상기 과거전력값이 작으면 상기 동력발생부에 공급되는 연료의 양을 감소시키는 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치.According to claim 1,
The control unit calculates the current and the voltage output from the power generation unit, outputs a power value, and compares the power to the past power value. If the past power value is large, the amount of fuel supplied to the power generating unit is increased. And, if the past power value is small, the emergency generator voltage and frequency control device for reducing the amount of fuel supplied to the power generator. 제1항에 있어서,
상기 동력변속부는 상기 동력발생부와 연결되어 상기 동력발생부에서 발생된 상기 기계에너지로 회전하는 제1풀리, 상기 제1풀리와 이격되어 상기 발전부와 연결되는 제2풀리, 일단에 상기 제1풀리가 연결되고 타단에 상기 제2풀리가 연결된 벨트를 포함하는 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치.According to claim 1,
The power transmission unit is connected to the power generation unit, a first pulley rotating with the mechanical energy generated by the power generation unit, a second pulley spaced apart from the first pulley and connected to the power generation unit, the first at one end Emergency generator voltage and frequency control device including a pulley is connected and the second pulley is connected to the belt. 제4항에 있어서,
상기 제1풀리와 상기 제2풀리 중 적어도 하나는 상기 제어부에서 출력되는 신호에 대응하여 지름이 가변되는 비상용발전기 전압 및 주파수 제어장치.According to claim 4,
At least one of the first pulley and the second pulley is an emergency generator voltage and frequency control device having a variable diameter in response to a signal output from the control unit. 삭제delete 삭제delete
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