KR20030003606A - Hybrid PWM AC/DC converter having active power filter function in the power system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 펄스폭 변조(Hybrid Pulse Width Modulation) 교류(AC)/직류(DC) 컨버터에 관한 것으로, 특히, 전원 시스템에 있어서 AC/DC 전압 변환과 고조파 (higher harmonic) 전류를 제거할 수 있는 능동 전력 필터 기능을 갖는 복합형 펄스폭 변조 AC/DC 컨버터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a pulse width modulation (AC) / direct current (DC) converter, and more particularly, to active AC / DC voltage conversion and higher harmonic currents in power systems. The present invention relates to a complex pulse width modulated AC / DC converter having a power filter function.
산업계에 널리 사용되고 있는 다이오드 정류기, 사이리스터(thyristor) 정류기와 같은 비선형 부하는 많은 량의 고조파 전류를 전원에 발생시킨다. 이러한 고조파 전류는 전원의 품질을 저하시키는 주요 요인중 하나이다.Nonlinear loads such as diode rectifiers and thyristor rectifiers, which are widely used in the industry, generate large amounts of harmonic currents in the power supply. This harmonic current is one of the main factors that degrade the power quality.
따라서 고조파 전류를 제거하기 위해서, 기존에는 수동 전력 필터(Passive Power Filter, PPF)나 능동 전력 필터(Active Power Filter, APF) 또는 복합형 능동 전력 필터(Hybrid Active Power Filter, HAPF)를 구비한 전원 시스템이 제안되었다.Thus, to eliminate harmonic currents, power systems with passive power filters (PPFs), active power filters (APFs), or hybrid active power filters (HAPFs) have traditionally been used. This has been proposed.
수동 전력 필터를 구비한 전원 시스템은 도 1에 도시된 바와 같다. 도 1에 도시된 수동 전력 필터(101)는 비선형 부하(102)에서 발생될 것으로 예측되는 고조파 전류를 고려하여 각각의 값이 설정된 커패시터(C1, C2, C3)와 인덕터(L1, L2, L3)가 직렬로 구성된다. 이 수동 전력 필터(101)는 전압 원(E1, E2, E3)과 인덕터(L4, L5, L6)로 구성된 전원(103)과 비선형 부하(102) 사이의 접점(A1, A2, A3)에 접속된다. 따라서 전압 원(E1, E2, E3)으로부터 비선형 부하(102)로 전원이 공급될 때, 비선형 부하(102)는 고조파 전류를 포함한 전류를 유기한다. 이때 수동 전력 필터(101)의 공진 주파수를 고조파 전류의 주파수와 동일하도록 설정한다면, 고조파 전류는 수동 전력 필터(101)를 통해서만 흐르게 되므로 전압 원(E1, E2, E3)에서는 고조파 전류가 제거된 60Hz의 정상성분의 전류만이 흐르게 된다.A power supply system with a passive power filter is shown in FIG. The passive power filter 101 shown in FIG. 1 includes capacitors C1, C2, C3 and inductors L1, L2, L3, each of which is set in consideration of harmonic currents expected to be generated in the nonlinear load 102. Is configured in series. This passive power filter 101 is connected to the contacts A1, A2, A3 between the power source 103 composed of the voltage sources E1, E2, E3 and the inductors L4, L5, L6 and the nonlinear load 102. do. Thus, when power is supplied from the voltage sources E1, E2, E3 to the nonlinear load 102, the nonlinear load 102 induces a current including a harmonic current. At this time, if the resonant frequency of the passive power filter 101 is set to be the same as the frequency of the harmonic current, since the harmonic current flows only through the passive power filter 101, the harmonic current is removed from the voltage sources E1, E2, and E3 at 60 Hz. Only the current of the normal component of flows.
이러한 수동 전력 필터(101)는 커패시터(C1, C2, C3)와 인덕터(L1, L2, L3)로 구성되어 가격이 저렴하고, 설치가 간단하기 때문에 많이 사용되어 왔다. 그러나, 수동 전력 필터(101)의 주파수 특성이 전압 원(E1, E2, E3)의 임피던스에 의해서 좌우될 뿐 아니라 원하지 않는 공진이 발생하는 단점을 가지고 있다.The passive power filter 101 is composed of capacitors (C1, C2, C3) and inductors (L1, L2, L3) and has been widely used because of its low cost and simple installation. However, the frequency characteristic of the passive power filter 101 not only depends on the impedance of the voltage sources E1, E2, E3, but also has the disadvantage that unwanted resonance occurs.
이를 보완하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 능동 전력 필터를 구비한 전원시스템이 제안되었다. 도 2에 도시된 능동 전력 필터(200)는 능동 스위치 소자(미 도시됨)와 제어기(미 도시됨)로 구성된 인버터 스택(201)과 인덕터(L7, L8, L9)가 직렬로 구성되어 전원(103)과 비선형 부하(102) 사이의 접점(A1, A2, A3)에 접속된다. 따라서 전원이 비선형 부하(102)로 공급될 때, 비선형 부하(102)로부터 발생되는 고조파 전류에 대응되는 고조파 보상 전류를 상기 접점 쪽으로 발생시켜서, 고조파 전류가 전원(103)쪽으로 흐르는 것을 능동적으로 방지한다. 그리고, 인버터 스택(201)은 전원(103)으로부터 공급되는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 역할도 수행한다.In order to compensate for this, as shown in FIG. 2, a power supply system having an active power filter has been proposed. The active power filter 200 shown in FIG. 2 includes an inverter stack 201 composed of an active switch element (not shown) and a controller (not shown) and an inductor (L7, L8, L9) in series. It is connected to the contacts A1, A2, A3 between the 103 and the nonlinear load 102. Accordingly, when power is supplied to the nonlinear load 102, a harmonic compensation current corresponding to the harmonic current generated from the nonlinear load 102 is generated toward the contact point, thereby actively preventing the harmonic current from flowing toward the power source 103. . In addition, the inverter stack 201 also converts an AC voltage supplied from the power source 103 into a DC voltage.
그러나, 이와 같은 능동 전력 필터(200)는 모든 고조파 전류가 인버터 스택(201)내의 능동 스위치 소자를 통해서 흘러야 하기 때문에 중/대용량 AC 비선형 부하에서 발생되는 고조파 전류를 저감시키기 위해서는 인버터 스택(201)내의 스위치 소자의 용량을 그만큼 증가시켜야 하는 단점이 있다.However, such an active power filter 200 requires that all harmonic currents must flow through active switch elements in the inverter stack 201 to reduce harmonic currents generated in medium / large capacity AC nonlinear loads. There is a disadvantage that the capacity of the switch element must be increased by that amount.
따라서 도 3에 도시된 바와 같이 상기 수동 전력 필터(101)와 능동 전력 필터(200)의 장점들을 살린 복합형 능동 전력 필터를 구비한 전원 시스템이 제안되었다. 도 3에 도시된 복합형 능동 전력 필터(300)는 트랜스포머(301)를 통해 능동 전력 필터(302)와 수동 전력 필터(303)를 직렬로 연결한 구조로서, 수동 전력 필터(303)에 의해서 전압 감쇠가 크게 이루어지기 때문에 인버터 스택(304)내의 능동 스위치 소자(미 도시됨)에 인가되는 전압이 크게 줄어든다.Accordingly, as shown in FIG. 3, a power system having a hybrid active power filter utilizing the advantages of the passive power filter 101 and the active power filter 200 has been proposed. The hybrid active power filter 300 illustrated in FIG. 3 is a structure in which the active power filter 302 and the passive power filter 303 are connected in series through the transformer 301, and the voltage is generated by the passive power filter 303. Since the attenuation is large, the voltage applied to the active switch element (not shown) in the inverter stack 304 is greatly reduced.
따라서 도 2에 도시된 바와 같이 능동 전력 필터(200)만을 사용하였을 때 보다 스위치 소자의 용량을 줄일 수 있기는 하나, 이 경우에도 고조파 전류는 모두 인버터 스택(304)내의 능동 스위치 소자를 통해서 흘러야 하기 때문에, 인버터 스택(304)내의 스위치 소자의 용량을 줄이는데 여전히 어려운 문제를 갖고 있다.Therefore, as shown in FIG. 2, the capacity of the switch element can be reduced than when only the active power filter 200 is used. In this case, all harmonic currents must flow through the active switch element in the inverter stack 304. Thus, there is still a problem in reducing the capacity of the switch element in the inverter stack 304.
또한 상술한 복합형 능동 전력 필터(300)는 도 2에서 제기된 능동 전력 필터(200)와 같이 AC를 DC로 변환시킬 수 있어 DC링크 전압에 대한 제어도 가능하다. 그러나, 도 3과 같은 복합형 능동 전력 필터(300)의 구조는 수동 전력 필터(303)에 의해서 감소되는 AC전압 크기가 약 60-80%가 되므로 능동전력 필터(302)의 입력 단에 인가되는 전압은 매우 작아진다. 따라서 DC부하(310)가 필요로 하는 전력을 공급하기 위해서는 작아진 전압 크기만큼 전류를 증가시켜야 한다. 그러나 전류를 증가시킬 경우에 수동 전력 필터(303)에 더 큰 전압 드롭(drop)이 발생되어 더 큰 전류가 요구된다. 따라서 도 3과 같은 구조의 복합형 능동 전력 필터는 중/대용량 DC부하용으로 사용하기에는 적합하지 않다.In addition, the above-described hybrid active power filter 300 may convert AC into DC as in the active power filter 200 of FIG. 2, and thus control of the DC link voltage is possible. However, the structure of the hybrid active power filter 300 as shown in FIG. 3 is applied to the input terminal of the active power filter 302 because the AC voltage reduced by the passive power filter 303 becomes about 60-80%. The voltage is very small. Therefore, in order to supply the power required by the DC load 310, the current must be increased by a smaller voltage magnitude. However, in the case of increasing the current, a larger voltage drop occurs in the passive power filter 303 and a larger current is required. Therefore, the hybrid active power filter having the structure as shown in FIG. 3 is not suitable for use for medium / large capacity DC load.
따라서 본 발명은 전원 시스템에 있어서 중/대용량 DC 부하에 적합할 뿐 아니라 AC 비선형 부하에서 발생되는 고조파 전류를 제거시킬 수 있는 능동 전력 필터 기능을 갖는 복합형 펄스폭(PWM) AC/DC 컨버터를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a complex pulse width (PWM) AC / DC converter that is not only suitable for medium / large capacity DC loads in power systems but also has an active power filter function that can eliminate harmonic currents generated by AC nonlinear loads. Its purpose is to.
상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 장치는, 펄스폭 변조 AC/DC 컨버터에 있어서, 전원이 공급될 때, 전력 계통상의 고조파 전류를 제거하는 인덕터 필터와 커패시터 필터; 커패시터 필터와 병렬로 연결되어 고조파 전류에 대해능동 전력 필터로서 동작하고, 인덕터 필터로부터 전송되는 AC 전압을 펄스폭 변조방식으로 DC전압으로 변환시키는 펄스폭 변조 컨버터를 포함하는 것이 바람직하다.In order to achieve the above objects, an apparatus according to the present invention includes a pulse width modulated AC / DC converter, comprising: an inductor filter and a capacitor filter for removing harmonic currents on a power system when a power is supplied; It is preferable to include a pulse width modulation converter connected in parallel with the capacitor filter to operate as an active power filter for harmonic currents, and convert the AC voltage transmitted from the inductor filter into a DC voltage in a pulse width modulation scheme.
도 1은 수동 전력 필터를 구비한 전원 시스템의 예이다.1 is an example of a power system with a passive power filter.
도 2는 능동 전력 필터를 구비한 전원 시스템의 예이다.2 is an example of a power supply system with an active power filter.
도 3은 복합형 능동 전력 필터를 구비한 전원 시스템의 예이다.3 is an example of a power supply system with a composite active power filter.
도 4는 본 발명에 따른 능동 전력 필터 기능을 갖는 복합형 펄스폭 변조 AC/DC 컨버터를 구비한 전원 시스템의 일 실시 예이다.4 is an embodiment of a power supply system having a complex pulse width modulated AC / DC converter with an active power filter function in accordance with the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 능동 전력 필터 기능을 갖는 복합형 펄스폭 변조 AC/DC 컨버터를 구비한 전원 시스템의 다른 실시 예이다.5 is another embodiment of a power supply system having a complex pulse width modulated AC / DC converter with an active power filter function in accordance with the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 능동 전력 필터 기능을 갖는 복합형 펄스폭(PWM) AC/DC 컨버터를 구비한 전원 시스템의 일 실시 예로서, 본 발명에 따라 제안된 복합형 펄스폭 AC/DC 컨버터(400) 및 DC 부하(410)와 도 1에 도시된 바와 동일한 전원(103), 비선형 부하(102)로 구성된다.Figure 4 is an embodiment of a power supply system having a composite pulse width (PWM) AC / DC converter having an active power filter function according to the present invention, the composite pulse width AC / DC converter proposed in accordance with the present invention ( 400 and a DC load 410, the same power source 103 as shown in FIG. 1, and a non-linear load 102. As shown in FIG.
전원(103)과 비선형 부하(102)는 상술한 도 1에서와 동일하게 구성되어 동작되므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 전원(103)으로부터 발생되는 전류 Isa, Isb, Isc는 비선형 부하(102)가 소모하는 전류 ILa,ILb, ILc와 복합형 펄스폭 AC/DC 컨버터(400)에 입력되는 전류 IFa,IFb, IFc의 합이다. 따라서, IFa,IFb, IFc에 ILa,ILb, ILc의 고조파 성분의 위상과 180도 차가 나는 전류를 흘리면, 전원(103) 전류 Isa, Isb, Isc는 ILa,ILb, ILc에서 고주파 전류가 제거된 깨끗한 정현파(sinusoidal wave)가 된다.Since the power source 103 and the non-linear load 102 are configured and operated in the same manner as in FIG. 1, the detailed description thereof will be omitted. The currents I sa , I sb , and I sc generated from the power supply 103 are the currents I La , I Lb , I Lc consumed by the nonlinear load 102 and the current input to the complex pulse width AC / DC converter 400. The sum of I Fa , I Fb and I Fc . Therefore, when I Fa , I Fb , I Fc flows a current 180 degrees different from the phase of the harmonic components of I La , I Lb , I Lc , the power source 103 current I sa , I sb , I sc is I La , It becomes a clean sinusoidal wave with high frequency current removed from I Lb and I Lc .
복합형 펄스폭 AC/DC 컨버터(400)는 전원(103)과 비선형 부하(102)상의 전력 계통상의 고조파 전류를 제거하기 위한 인덕터 필터(401) 및 커패시터 필터(402), 커패시터 필터(402)와 병렬로 연결된 펄스폭 컨버터 파워 스택(PWM converter power stack)(이하 컨버터 스택이라고 약함)(403) 및 복합형 펄스폭 AC/DC컨버터(400)의 부스팅(boosting) 동작을 위한 컨버터 스택(403) 입력단의 인덕터 필터(404)로 구성된다.The complex pulse width AC / DC converter 400 includes an inductor filter 401, a capacitor filter 402, and a capacitor filter 402 for removing harmonic currents on a power system on the power supply 103 and the nonlinear load 102. PWM converter power stack (hereinafter referred to as converter stack) 403 connected in parallel and converter stack 403 input for boosting operation of hybrid pulse width AC / DC converter 400. Of inductor filters 404.
인덕터 필터(401)는 인덕터들(LF1, LF2, LF3)로 구성되고, 비선형 부하(102)에서 발생되는 고조파 전류를 보상키 위한 고조파 보상 전류인 역상 전류가 인덕터 필터(401)를 통해서 흐르게 된다. 이때 고조파 보상 전류는 컨버터 스택(403) 입력단의 인덕터 필터(404)와 커패시터 필터(402)로 분산된다. 예를 들어서, 인덕터 필터(401)와 커패시터 필터(402)의 공진 주파수가 5차 고조파 주파수(300Hz)가 되도록 설정된 경우, 5차 고조파 전류의 약 15%만이 컨버터 스택(403) 입력단의 인덕터 필터(404)로 흐르고 나머지 전류는 커패시터 필터(402)를 통해서 흐르게 된다.The inductor filter 401 is composed of inductors L F1 , L F2 , L F3 , and a reverse phase current, which is a harmonic compensation current for compensating the harmonic current generated in the nonlinear load 102, is passed through the inductor filter 401. Will flow. In this case, the harmonic compensation current is distributed to the inductor filter 404 and the capacitor filter 402 at the input of the converter stack 403. For example, when the resonant frequencies of the inductor filter 401 and the capacitor filter 402 are set to be the fifth harmonic frequency (300 Hz), only about 15% of the fifth harmonic current is the inductor filter (at the input of the converter stack 403). 404 and the remaining current flows through the capacitor filter 402.
이는 컨버터 스택(403)으로 인가되는 고조파 전류량이 그 만큼 줄어드는 것을 의미한다. 이에 따라 고조파 전류를 저감시키기 위하여 컨버터 스택(403)내에 구비되는 스위치 소자의 용량을 증가시키는 정도가 그만큼 줄어들게 된다. 따라서 DC부하(410)와 비선형 부하(102)의 용량이 같은 경우에도 복합형 PWM AC/DC 컨버터(400)는 컨버터 스택(403)내의 스위치 소자의 용량을 증가시키지 않고서 AC/DC 전압 변환 및 능동 전력 필터로서의 역할을 동시에 수행할 수 있다.This means that the amount of harmonic current applied to the converter stack 403 is reduced by that amount. Accordingly, the degree of increasing the capacity of the switch element provided in the converter stack 403 to reduce the harmonic current is reduced by that much. Therefore, even when the DC load 410 and the nonlinear load 102 have the same capacitance, the hybrid PWM AC / DC converter 400 converts AC / DC voltage and actives without increasing the capacity of the switch element in the converter stack 403. Can serve as a power filter at the same time.
또한, 전원(103)으로부터 공급되는 60Hz 전압의 약 95%가 커패시터 필터(402)에 인가되고, 약 5%만이 인덕터 필터(401)에 인가되기 때문에, 컨버터 스택(403) 입력단의 인덕터 필터(404)로 인가되는 AC 전압은 전원 전압과 거의 같은 크기가 된다. 따라서 복합형 PWM AC/DC 컨버터(400)는 DC 부하(410)가 중/대용량인경우에도 DC 부하(410)가 필요로 하는 전력을 공급할 수 있다.In addition, since about 95% of the 60 Hz voltage supplied from the power supply 103 is applied to the capacitor filter 402 and only about 5% is applied to the inductor filter 401, the inductor filter 404 at the input of the converter stack 403. The AC voltage applied to) is about the same size as the power supply voltage. Therefore, the hybrid PWM AC / DC converter 400 may supply power required by the DC load 410 even when the DC load 410 is medium / large capacity.
컨버터 스택(403)은 다이오드와 트랜지스터로 구성된 능동 스위치 소자들로 구성된다. 이러한 컨버터 스택(403)이 하이 임피던스(high impedance) 상태이면, 복합형 PWM AC/DC 컨버터(400)는 인덕터 필터(401)와 커패시터 필터(402)만을 이용하여 수동 전력 필터와 같이 고조파 전류를 제거하는 동작을 수행하게 된다. 상기 컨버터 스택(403)의 하이 임피던스는 예를 들어 컨버터 스택(403)의 DC 링크 전압(Vdc)이 충분히 높아진 상태에서 내부의 스위칭 소자들을 모두 오프(off)시키거나, 컨버터 스택(403)을 부가적인 스위치(No Fuse Braker(NFB), MC(Magnet Contactor))(미 도시됨)를 이용해서 전기적으로 분리한 경우를 들 수 있다.The converter stack 403 is composed of active switch elements composed of diodes and transistors. When the converter stack 403 is in a high impedance state, the hybrid PWM AC / DC converter 400 removes harmonic currents like the passive power filter using only the inductor filter 401 and the capacitor filter 402. To perform the operation. The high impedance of the converter stack 403 may turn off all internal switching elements, for example, in a state where the DC link voltage V dc of the converter stack 403 is sufficiently high, or the converter stack 403 may be turned off. An example of the electrical separation may be performed using an additional switch (No Fuse Braker (NFB), Magnetic Contactor (MC) (not shown)).
그러나, 컨버터 스택(403)의 상태가 하이 임피던스(high impedance)상태가 아닌 경우에 컨버터 스택(403)은 인덕터 필터(404)와 함께 능동 전력 필터 역할을 수행하면서 AC 전압을 DC로 변환하는 동작을 수행하게 된다. 이와 같이 컨버터 스택(403)이 능동 전력 필터로서 동작할 경우에, 인덕터 필터(401)에서 발생되는 고조파 전류를 제거하기 위한 고조파 보상 전류는 컨버터 스택(403)의 입력단의 인덕터 필터(404)를 통해 컨버터 스택(403)으로부터 발생되는 고조파 보상 전류와 커패시터 필터(402)로부터 발생되는 전류를 모두 포함한 전류가 된다. 컨버터 스택(403), 컨버터 스택(403)의 입력단의 인덕터 필터(404), 커패시터 필터(402) 및 인덕터 필터(401)를 이용하여 발생되는 고조파 보상 전류는 비선형 부하(102)에서 발생되는 고조파 전류와 역상(180도) 성분의 전류가 되어서 고조파 성분만 볼때 전원(103)쪽에 흐르는 전류는 0이 된다.However, when the state of the converter stack 403 is not a high impedance state, the converter stack 403 works together with the inductor filter 404 to convert an AC voltage into DC while acting as an active power filter. Will be performed. When the converter stack 403 operates as an active power filter as described above, the harmonic compensation current for removing the harmonic current generated in the inductor filter 401 is transmitted through the inductor filter 404 of the input terminal of the converter stack 403. The current includes both the harmonic compensation current generated from the converter stack 403 and the current generated from the capacitor filter 402. The harmonic compensation current generated by using the converter stack 403, the inductor filter 404, the capacitor filter 402, and the inductor filter 401 at the input of the converter stack 403 is a harmonic current generated at the nonlinear load 102. The current flowing in the reverse phase (180 degree) component becomes zero and the current flowing toward the power source 103 becomes zero when only the harmonic component is viewed.
커패시터 필터(402)에 포함되어 있는 커패시터(CF1, CF2, CF3)에 걸린 전압 Vca, Vcb, Vcc은 AC/DC 컨버터 동작을 위한 3상 전압원(three-phase voltage source)으로서 사용된다.The voltages Vca, Vcb, Vcc applied to the capacitors C F1 , C F2 , C F3 included in the capacitor filter 402 are used as three-phase voltage sources for AC / DC converter operation.
DC 부하(410)는 단순한 DC부하부터 전동기 구동용 인버터와 같이 회생을 포함한 양방향 중/대용량 전력을 요구하면서 빠른 동적 특성을 갖는 전력기기까지 대부분의 DC부하가 이에 해당된다.The DC load 410 corresponds to most DC loads, ranging from simple DC loads to power devices having fast dynamic characteristics while requiring bi-directional medium / large capacity power such as regenerative motor drive.
도 5는 본 발명에 따른 능동 전력 필터 기능을 갖는 복합형 펄스폭 변조 AC/DC 컨버터를 구비한 전원 시스템의 다른 실시 예로서, 도 4의 실시 예와 거의 동일하고, 수동 전력 필터 역할을 수행하는 도 4에서의 인덕터 필터(401)의 위치에 커패시터 필터(501)가 설치되어 있고 도 4에서의 커패시터 필터(402)의 위치에 인덕터 필터(502)가 설치되어 수동 전력 필터와 같은 역할을 수행하고, 커패시터 필터(501)와 인덕터 필터(502) 사이의 접점과 컨버터 스택(505)의 입력단의 인덕터 필터(504)사이에 트랜스포머(503)가 구비되도록 구성된 경우이다. 트랜스포머(503)는 컨버터 스택(505)에 구비되어 있는 스위치 소자(미 도시됨)의 용량에 가장 적합한 AC 전압이 공급될 수 있도록 커패시터 필터(501)와 인덕터 필터(504) 사이의 전압과 전류비를 조정해 주는 역할을 수행한다.5 is another embodiment of a power supply system having a complex pulse width modulated AC / DC converter having an active power filter function according to the present invention, which is substantially the same as the embodiment of FIG. 4, and serves as a passive power filter. The capacitor filter 501 is installed at the position of the inductor filter 401 in FIG. 4 and the inductor filter 502 is installed at the position of the capacitor filter 402 in FIG. 4 to serve as a passive power filter. In this case, the transformer 503 is provided between the contact point between the capacitor filter 501 and the inductor filter 502 and the inductor filter 504 of the input terminal of the converter stack 505. The transformer 503 has a voltage and current ratio between the capacitor filter 501 and the inductor filter 504 so that an AC voltage most suitable for the capacity of the switch element (not shown) included in the converter stack 505 can be supplied. It plays a role in coordinating.
본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술하는 청구범위로 정해질 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and variations of the present invention can be made by those skilled in the art within the spirit of the present invention. Therefore, the scope of claims in the present invention will not be defined within the scope of the detailed description will be defined by the claims below.
상술한 본 발명에 의하면, 일반적인 PWM 컨버터와 소용량 고조파 필터만을 이용하여 주요 하드웨어의 추가 없이 고조파 전류를 저감시키는 전력 필터 역할과 중/대용량 DC부하 전력 공급을 위한 AC/DC전압 변환 역할을 동시에 수행할 수 있고, 하나의 장치로 구현하여 약 50%의 설치 및 운용 비용 절감 효과를 가져올 수 있다.According to the present invention described above, by using only a general PWM converter and a small-capacity harmonic filter, it is possible to simultaneously perform the role of a power filter to reduce harmonic currents without the addition of major hardware and the AC / DC voltage conversion for supplying medium / large capacity DC loads. It can be implemented in one device, which can reduce installation and operation costs by about 50%.
Claims (4)
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020092283A (en) * | 2002-10-29 | 2002-12-11 | 구성회 | A voltage control system of an electric heating |
| KR20030066035A (en) * | 2002-02-04 | 2003-08-09 | 삼성전자주식회사 | Parallel Hybrid Active Power Filter |
| KR101021687B1 (en) * | 2008-12-24 | 2011-03-17 | 포스코파워 주식회사 | Emergency power supply apparatus using fuel cell |
| WO2012030186A2 (en) * | 2010-09-02 | 2012-03-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Power converter in resonance power transmission system, and resonance power transmission apparatus |
| EP3633836A1 (en) * | 2018-10-02 | 2020-04-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Electronic inductor circuit |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02100116A (en) * | 1988-10-06 | 1990-04-12 | Fuji Electric Co Ltd | Power unit without power failure |
| KR950011202A (en) * | 1993-10-28 | 1995-05-15 | 사또 후미오 | Electric vehicle controller |
| JPH0884476A (en) * | 1994-09-09 | 1996-03-26 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Multiplex rectifier |
| JPH1014108A (en) * | 1996-06-25 | 1998-01-16 | Railway Technical Res Inst | Parallel-type active filter |
| KR20020074245A (en) * | 2001-03-19 | 2002-09-30 | 주식회사 파웰 | High efficiency soft-switching AC-DC boost converter using coupled inductor and energy recovery circuit having power factor correction function |
-
2001
- 2001-07-03 KR KR1020010039532A patent/KR20030003606A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02100116A (en) * | 1988-10-06 | 1990-04-12 | Fuji Electric Co Ltd | Power unit without power failure |
| KR950011202A (en) * | 1993-10-28 | 1995-05-15 | 사또 후미오 | Electric vehicle controller |
| JPH0884476A (en) * | 1994-09-09 | 1996-03-26 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Multiplex rectifier |
| JPH1014108A (en) * | 1996-06-25 | 1998-01-16 | Railway Technical Res Inst | Parallel-type active filter |
| KR20020074245A (en) * | 2001-03-19 | 2002-09-30 | 주식회사 파웰 | High efficiency soft-switching AC-DC boost converter using coupled inductor and energy recovery circuit having power factor correction function |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030066035A (en) * | 2002-02-04 | 2003-08-09 | 삼성전자주식회사 | Parallel Hybrid Active Power Filter |
| KR20020092283A (en) * | 2002-10-29 | 2002-12-11 | 구성회 | A voltage control system of an electric heating |
| KR101021687B1 (en) * | 2008-12-24 | 2011-03-17 | 포스코파워 주식회사 | Emergency power supply apparatus using fuel cell |
| WO2012030186A2 (en) * | 2010-09-02 | 2012-03-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Power converter in resonance power transmission system, and resonance power transmission apparatus |
| WO2012030186A3 (en) * | 2010-09-02 | 2012-06-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Power converter in resonance power transmission system, and resonance power transmission apparatus |
| KR101314145B1 (en) * | 2010-09-02 | 2013-10-04 | 삼성전자주식회사 | Power Converter in Resonance Power Transmission System, and Resonance Power Transmission Apparatus |
| US9553456B2 (en) | 2010-09-02 | 2017-01-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Power converter in resonance power transmission system, and resonance power transmission apparatus |
| EP3633836A1 (en) * | 2018-10-02 | 2020-04-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Electronic inductor circuit |
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