KR980012814A - 컨버터 시스템의 초기충전장치 - Google Patents

Abstract

컨버터 시스템의 초기충전장치를 개시한다.

본 발명의 장치는 소정의 제어에 따라 전원공급을 차단하는 보호스위치 : 보호스위치와 직렬접속되며, 소정의 제어에 따라 턴온/턴오프되는 초기충전저항연결 스위치 : 초기충전저항연결 스위치와 직렬접속된 초기충전저항, 초기충전저항연결 스위치와 초기충전저항에 병렬접속되며, 소정의 제어에 따라 턴온되는 전원공급접촉기 ; 초기충전저항과 전원공급 접촉기에 접속되며, 교류전압을 직류전압으로 변환하는 컨버터 : 컨버터에서 변환된 직류전압을 충전하는 DC link : 시스템의 초기충전시 전원공급 접촉기를 턴오프하고 초기충전저항 연결 스위치를 턴온하며, 시스템의 정상운전시 전원공급 접촉기를 턴온하고 초기충전저항연결 스위치를 턴오프하는 제1제어부 : 및 DC link에 충전된 전압과 소정의 충전예상전압을 비교한 결과에 따라 보호스위치를 제어하는 제2제어부를 포함함을 특징으로 한다.

따라서, DC link의 충전예상전압과 실제충전전압을 비교하여 기 설정된 오차의 범위를 벗어나는 경우 공급 전원을 차단함으로써 컨버터 시스템에 과전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.

Description

컨버터 시스템의 초기충전장치

본 발명은 본 발명은 컨버터 시스템의 초기충전장치에 관한 것으로서 특히, 컨버터, 인버터, UPS 등 직류전압을 확보하는 장치에서 DC link의 실제 충전전압과 충전예상전압을 비교하여 그 결과에 따라 공급전원을 차단하는 컨버터 시스템의 초기충전장치에 관한 것이다.

오늘 사용되는 대부분의 컨버터(또는 인버터) 제품들은 용량기(Capacitor)로 구성된 DC link에 일정전압을 충전한 후 컨버터의 운전을 시작한다. 일반적인 컨버터 시스템의 경우 필수적으로 초기충전장치가 사용되는데, 초기충전장치는 전원이 인가될 때 DC link에 과도한 초기충전전류가 발생하는 것을 방지하여 전체 시스템의 안정성을 도모한다.

도1은 일반적인 컨버터 시스템의 초기충전장치를 보인 회로도로서, 수동적인 제어에 따라 공급전원(1)을 컨버터 시스템으로부터 차단하는 차단기(SW1), 차단기(SW1)에 직렬로 접속되며 제어부(2)의 제어에 따라 턴온/턴오프되는 초기충전저항연결 스위치(SW2), 초기충전저항연결 스위치(SW2)의 타측단자에 직렬로 접속된 초기충전저항(R), 차단기(SW1)와 초기충전저항(R)에 병렬접속되며 제어부(2)의 제어에 따라 턴온/턴오프되는 전원공급 접측기(CONTACTOR), 초기충전저항(R)과 전원공급 접촉기(CONTACTOR)에 접속되며 교류를 직류로 변환하는 컨버터(CONVERTOR), 컨버터(CONVERTOR)의 출력단에 접속되며 전압을 충전하는 DC link(C), DC link(C)에 접속되며 직류를 교류로 변환하는 인버터(INVERTOR)를 포함한다.

컨버터 시스템의 초기상태는 차단기(SW1)와 초기충전저항열결 스위치(SW2)와 전원공급 접촉기(CONTACTOR)가 턴오프되어 있으며, 컨버터 시스템의 동작버튼(미도시)이 눌려지면 차단기(SW1)와 초기충전저항연결 스위치(SW2)가 턴온되어 초기충전저항(R)을 통하여 DC link(C)에 전압이 충전되기 시작한다.

이때, 초기충전저항연결 스위치(SW2)가 턴온됨과 동시에 전원공급 접촉기(CONTACTOR)와 연결된 타이머(timer)가 작동하며, DC link(C)에 전압충전이 완료되면, 제어부(2)의 제어에 따라 전원공급접촉기(CONTACTOR)가 턴온되고 초기충전저항연결 스위치(SW2)가 턴오프된다. 따라서, DC link(C)에 전압충전이 적정전압이상 완료되는 시간이후 전원공급 접촉기(C07TACTOR)를 통하여 DC link(C)에 전압이 충전된다.

그러나, 사용자의 부주의로 인하여 초기충전장치의 이상을 관측하지 못한다면 DC link(C)에 초기충전전압이 제대로 공급되지 못한 채 전원공급 접촉기(CONTACTOR)로 전압이 공급되어 컨버터 시스템에 과전류가 흐르게 된다.

즉, 초기충전저항(R)이 단락된 경우 초기 과전류 방지기능을 수행하지 못하므로 시스템의 안정성에 문제를 야기시키고, 최악의 경우 시스템이 파괴될 수 있다. 또한, DC link(C)의 불량시 설계자가 의도한 일정전압(이하, 충전예상전압이라 칭함)을 확보하지 못한 채 컨버터 시스템의 정상운전을 도모하여 컨버터 시스템이 정상적으로 작동하지 못하고, 결과적으로 컨버터 시스템의 성능과 수명을 단축시키게 된다.

또한, 컨버터 시스템의 정상운전중 DC link(C)의 과부족 충전으로 인하여 컨버터 시스템의 안정적으로 작동되지 못하고 다른 장비에도 악영향을 미치게 되는 경우가 발생한다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 DC link의 실제 충전전압과 충전예상전압을 비교하여 그 결과에 따라 공급전원을 차단하는 컨버터 시스템의 초기충전장치를 공하는 데에 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 초기충전장치의 이상이나 기타 외란이 발생하는 경우 자체회로의 이상유무를 알리는 컨버터 시스템의 초기충전장치를 제공하는 데에 있다.

도1은 일반적인 컨버터 시스템의 초기충전장치를 보인 회로도,

도2는 본 발명에 의한 컨버터 시스템의 초기충전장치를 보인 회로도이다,

도3a는 본 발명에 의한 컨버터 시스템에서 초기충전 보호방법을 보인 플로우차트이다, 도3b는 본 발명에 의한 컨버터 시스템의 정상운전시 전원공급 과부족으로 인한 오동작 방지방법을 보인 플로우차트이다.

도2는 본 발명에 의한 컨버터 시스템의 초기충전장치를 보인 회로도로서, 일측단이 공급전원(21)에 연결되며 제2제어부(37)의 제어에 따라 턴온/턴오프되는 보호스위치(23), 보호스위치(23)의 타측단과 초기충전저항(27)의 일측단 사이에 접속되며 제1제어부(35)와 제어에 따라 턴온/턴오프되는 초기충전저항연결 스위치(25), 보호스위치(23)의 타측단과 초기충전저항(27)의 타측단에 사이에 접속되며 제1제어부(35)의 제어에 따라 턴온/턴오프되는 전원공급 접촉기(26), 초기충전저항(27)의 타측단과 전원공급 접촉기(26)의 타측단에 접속되며 교류를 직류로 변환하는 컨버터(29), 컨버터(29)의 출력단에 접속되며 전압을 충전하는 DC link(31), DC link(31)의 충전전압과 충전예상전압을 비교하여 보호스위치(23)의 턴온/턴오프를 제어하는 제2제어부(37) 및 DC link(31)에 접속되며 직류를 교류로 변환하는 인버터(33)를 포함한다.

도3a는 컨버터 시스템의 초기충전시 제2제어부(37)의 플로우차트이며, 제3B도는 DC link(31)에 충전이 완료된 후 컨버터 시스템 운전시 제2제어부(37)의 플로우차트이다.

도1의 구성에 의하여, 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

컨버터 시스템의 초기상태는 보호스위치(23)와 초기충전저항연결 스위치(25)와 전원공급 접촉기(26)가 턴오프되어 있으며, 컨버터 시스템의 동작버튼(미도시)이 눌려지면 보호스위치(23)와 초기충전저항연결 스위치(25)가 턴온되어 초기충전저항(27)을 통하여 DC link(31)에 전압이 충전되기 시작한다.

이때, 초기충전저항연결 스위치(25)가 턴온됨과 동시에 전원공급 접촉기(26)와 연결된 타이머(timer)가 작동하며, DC link(31)에 전압충전이 완료되면 제1제어부(35)의 제어에 따라 전원공급 접촉기(26)가 턴온되고 초기충전저항연결 스위치(25)가 턴오프된다. 따라서, DC link(31)에 전압충전이 적정전압이상 완료되는 시간이후 전원공급 접촉기(26)를 통하여 DC link(31)에 전압이 충전된다.

제2제어부(37)는 DC link(31)의 충전된 전압을 측정하여, 기 설정된 충전예상전압과의 차이를 계산한 후 그 결과에 따라 보호스위치(23)와 턴온/턴오프를 제어한다.

도1 내지 도3b를 결부시켜 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

도3a는 컨버터 시스템의 초기충전시 제2제어부(37)의 플로우차트로서, DC link(31)의 충전예상전압(A)을 계산하는 제1단계와, DC link(31)의 실제충전전압(B)을 계측하는 제2단계와, DC link의 충전예상전압(A)과 실측된 충전전압(B)의 오차(C)를 계산하는 제3단계와, 계산된 오차(C)가 기 설정된 오차의 범위를 벗어나는 경우 보호스위치(23)를 턴오프하는 제4단계와, 계산된 오차(C)가 기 설정된 오차의 범위 내에 있고 초기충전이 완료되지 않으면 제1단계를 수행하는 제5단계를 포함한다.

먼저, 초기충전전압이 DC link(31)에 충전되기 시작하면 컨버터 시스템에서는 DC link(31)에 충전된 전압(B)을 측정하며, BC link(31)의 충전예상전압(A)을 계산한다. (300) 300단계를 수행한 후 DC link(31)의 충전예상전압(A)과 DC link(31)에 충전된 실제충전전압(B)의 차이(C=A-B)를 계산한다.(302)

302단계에서 계산한 오차(C)와 기 설정된 오차를 비교하여(304), 302단계에서 계산한 오차(C)가 설정오차의 범위를 벗어나면 제2도에 도시된 초기충전장치가 제대로 작동하지 못한 것으로 판단하여, 보호스위치(23)를 턴오프함으로써 컨버터 시스템으로부터 전원전압(21)을 차단한다.(306)

302단계에서 계산한 오차(C)가 설정오차의 범위에 있으면, 타이머에 의한 초기충전 설정시간이 완료되었는지에 따라 초기충전이 완료되었는지 여부를 판단한다.(308) 초기충전이 완료되면 프로그램을 종료하고. 그렇지않으면 300단계를 수행한다.

도3b는 DC link(31)에 충전이 완료된 후 컨버터 시스템 운전시 제2제어부(37)의 플로우차트로서, DC link(31)의 충전예상전압(A)을 계산하는 제1단계와, DC link(31)의 실제충전전압(B)을 계측하는 제2단계와, DC link의 충전예상전압(A)과 실측된 충전전압(B)의 절대오차(C')를 계산하는 제3단계와, 계산된 절대오차(C')가 기 설정된 오차의 범위를 벗어나는 경우 보호스위치(23)를 턴오프하는 제4단계를 포함한다.

초기충전이 완료되면 DC link(31)의 충전전압(B)을 측정하며, DC link(31)의 충전예상전압(A)을 계산한다.(400) 400단계률 수행한 후 DC link(31)의 충전예상전압(A)과 DC link(31)에 충전된 실제충전전압(B)의 차이(C=A-B)계산한다.(402)

402단계에서 계산한 절대오차(C')와 기 설정된오차를 비교하여(404), 402단계에서 계산한 절대오차(C')가 설정오차의 범위를 벗어나면 컨버터 시스템의 이상으로 판단하여, 보호스위치(23)를 턴오프함으로써 컨버터 시스템으로부터 전원전압(21)을 차단한 후(406) 프로그램을 종료한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 컨버터 시스템의 초기충전장치는 DC link의 충전예상전압(A)과 실제충전전압(B)을 비교하여 기 설정된 오차의 범위를 벗어나는 경우 공급전원을 차단함으로써 컨버터 시스템에 과전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다. 또한, 공급전원을 차단함과 동시에 비프 음을 발생함으로써 초기충전장치에 이상이 있음을 알릴 수 있다.

상술한 바와같이 본 발명은 컨버터 시스템에 전원공급을 차단하고, 초기충전장치의 이상유무를 사용자에게 알림으로써 컨버터 시스템의 안정성을 도모하여 제품의 수명을 연장시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 소정의 제어에 따라 전원공급을 차단하는 보호스위치, 상기 보호스위치와 직렬접속되며, 소정의 제어에 따라 턴온/턴오프되는 초기충전저항연결 스위치: 상기 초기충전저항연결 스위치와 직렬접속된 초기충전저항: 상기 초기충전저항연결 스위치와 상기 초기충전저항에 병렬접속되며, 소정의 제어에 따라 턴온되는 전원공급 접촉기: 상기 초기충전저항과 상기 전원공급 접촉기에 접속되며, 교류전압을 직류전압으로 변환하는 컨버터: 상기 컨버터에서 변환된 직류전압을 충전하는 DC link: 시스템의 초기충전시 상기 전원공급 접촉기를 턴오프하고 상기 초기충전저항연결 스위치를 턴온하며, 시스템의 정상운전시 상기 전원공급 접촉기를 턴온하고 상기 초기충전저항 스위치를 턴오프하는 제1제어부: 및 상기 DC link에 충전된 전압과 소정의 충전예상전압을 비교하여 그 결과에 따라 상기 보호스위치를 제어하는 제2제어부를 포함하는 컨버터 시스템의 초기충전장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2제어부의 제어에 따라 자체회로의 이상유무를 알리는 알람기를 더 포함함을 특징으로 하는 컨버터 시스템의 초기충전장치.

   ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.