KR20140079607A

KR20140079607A - Apparatus for compensating momentary power failure having auto voltage control function

Info

Publication number: KR20140079607A
Application number: KR1020120147668A
Authority: KR
Inventors: 김태원; 박태준
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2014-06-27
Anticipated expiration: 2032-12-17
Also published as: KR102041290B1

Abstract

자동 전압 조정 기능을 가지는 새그 보상 장치가 제공된다. 자동 전압 조정 기능을 가지는 새그 보상 장치는, 입력단으로 입력되는 교류 입력 전압을 직류 전압으로 변환하여 제1 저장부에 저장하는 제1 컨버터; 제1 저장부에 저장된 직류 전압을 강압하여 제2 저장부에 저장하는 제2 컨버터; 제1 저장부에 저장된 직류 전압을 교류 형태의 직렬 보상 전압으로 변환하는 인버터; 및 교류 입력 전압에 직렬 보상 전압을 더하여 일정한 크기를 갖는 교류 출력 전압을 출력단에 출력하는 직렬 보상 변압기를 포함함으로써, 전압 변동에 민감한 부하나 장치가 오동작하는 것을 방지할 수 있다.A sag compensator having an automatic voltage regulation function is provided. A sag compensator having an automatic voltage regulation function includes a first converter for converting an AC input voltage input to an input terminal into a DC voltage and storing the DC voltage in a first storage unit; A second converter for reducing the DC voltage stored in the first storage unit and storing the DC voltage in the second storage unit; An inverter for converting the DC voltage stored in the first storage unit into an AC voltage of a serial compensation voltage; And a series compensation transformer for adding a series compensation voltage to the AC input voltage and outputting an AC output voltage having a predetermined magnitude to the output terminal, thereby preventing malfunctions of the unit or apparatus sensitive to voltage fluctuation.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a sag compensator having an automatic voltage regulating function,

본 발명은 자동 전압 조정 기능을 가지는 새그 보상 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a sag compensator having an automatic voltage regulation function.

일반적으로, 새그(sag)란 순간적으로 발생하는 순간 정전이나 전압 강하를 일컫는 말이며, 주로 1초 이내의 짧은 시간의 것을 뜻한다. 새그는 낙뢰, 비, 바람, 눈 등 기상에 의한 원인과 동식물 등 야생 생물에 의한 원인 등 자연 현상으로 인해 발생되는 전원공급 선로의 단락 현상에 의한 순간적인 전압 강하와, 생산 현장 내에 있는 기계 장치의 순간적인 과부하 등 인공적인 원인으로 인해 발생되는 순간적인 전압 강하가 있다.
In general, a sag is a momentary power interruption or voltage drop that usually occurs within a fraction of a second. The bird has an instantaneous voltage drop due to the short circuit of the power supply line caused by natural phenomena such as lightning, rain, wind, snow, and the causes of wildlife such as animals and plants, There is a momentary voltage drop caused by an artificial cause such as momentary overload.

이러한 순간적인 전압 강하는 특히 정밀도를 요하는 생산설비, 반도체 생산 장비 등 극미세 가공설비의 운용에 영향을 미칠 뿐만 아니라 품질 저하, 생산 감소로 인한 납기 지연 등 막대한 피해를 입히는 원인이 된다.
This instantaneous voltage drop not only affects the operation of ultra-fine processing equipment such as production equipment and semiconductor production equipment which require precision, but also causes a serious damage such as quality deterioration and delay in delivery due to production decrease.

따라서, 새그 보상 장치는 이러한 새그의 영향으로부터 생산설비의 운용을 안전하게 보호함으로서 생산 감소 및 품질 저하 등의 발생을 막아, 새그로 인한 고객의 피해를 최소화 시킬 수 있다.
Therefore, the sag compensator safely protects the operation of the production facility from the influence of the new sag compensator, thereby preventing the production decrease and the quality deterioration and minimizing the damage of the new customer.

교류 입력의 순간적인 정전 등의 이상이 발생할 경우 2ms(통상 1.2ms) 이내의 짧은 시간에 인버터를 동작시켜 교류 입력의 이상 현상을 보상해서 부하에 새그 등에 의한 영향을 방지할 필요가 있다.
It is necessary to operate the inverter within a short time of 2ms (usually 1.2ms) to compensate for anomaly in AC input to prevent the influence of sags and the like on the load.

도 1은 일반적인 새그 보상 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a typical sag compensator.

도 1에 도시된 바와 같이, 새그 보상 장치(1)는, 저주파 변압기(10), 인버터(11) 및 수퍼 커패시터(13)로 이루어질 수 있으며, 정상적으로 전력이 공급되는 모드(Normal Mode, NM)에서는 바이패스 사이리스터(14)는 턴온되어 부하에 전력을 공급하며, 저주파 변압기(10)에 의해 감압된 전압은 인버터(11)에 의해 수퍼 커패시터(13)를 충전하게 된다.
1, the sag compensator 1 may be constituted by a low-frequency transformer 10, an inverter 11 and a supercapacitor 13. In a normal power mode (NM) in which power is normally supplied, The bypass thyristor 14 is turned on to supply power to the load and the voltage reduced by the low frequency transformer 10 is charged by the inverter 11 to the supercapacitor 13. [

이후, 계통 전력이 설정 전압 이하로 떨어질 때와 같은 계통 이상 모드(Power Failure Mode, PFM)에서는 바이패스 사이리스터(14)는 턴 오프되며, 수퍼 커패시터(13)에 의해 충전된 전압은 인버터(11)에 의해 3상 전력으로 변환된 후 다시 계통으로 방전되게 된다.
The bypass thyristor 14 is turned off and the voltage charged by the supercapacitor 13 is supplied to the inverter 11 in the power failure mode PFM such as when the system power falls below the set voltage. Phase power to be discharged to the system again.

한편, 미도시된 도면부호 15는 차단기, 17은 전류 측정기(Current Transformer, CT), MPU(Main Power Unit)(16)은 인버터(11)의 스위칭 동작을 제어하기 위한 제어기일 수 있다.
A current transformer (CT) 17 and a main power unit (MPU) 16 may be a controller for controlling the switching operation of the inverter 11.

하지만, 상술한 새그 보상 장치는 계통 전력이 설정 전압 이하로 떨어질 때 동작하게 되어 있어 정상 모드에서의 동작시에 계통 전력을 자동으로 조정하는 자동 전압 조정 기능(Auto Voltage Regulation, AVR)이 없다는 문제점이 있다. 즉, 새그 보상 장치와 자동 전압 조정기를 별개로 설치해야 하므로, 새그 보상 기능과 자동 전압 조정 기능을 모두 가진 장치를 개발할 필요성이 있다.
However, the above-described sag compensator is operated when the system power drops below the set voltage, and there is no automatic voltage regulation function (AVR) that automatically adjusts the system power at the time of operation in the normal mode have. That is, since the sag compensation device and the automatic voltage regulator must be installed separately, there is a need to develop a device having both sag compensation function and automatic voltage regulation function.

본 발명은 전압 변동에 민감한 부하나 장치가 오동작하는 것을 방지할 수 있는 자동 전압 조정 기능을 가지는 새그 보상 장치를 제공한다.
The present invention provides a sag compensation device having an automatic voltage adjustment function that can prevent a malfunctioning part or device sensitive to voltage fluctuation.

본 발명의 제1 실시 형태에 의하면, 입력단으로 입력되는 교류 입력 전압을 직류 전압으로 변환하여 제1 저장부에 저장하는 제1 컨버터; 상기 제1 저장부에 저장된 직류 전압을 강압하여 제2 저장부에 저장하는 제2 컨버터; 상기 제1 저장부에 저장된 직류 전압을 교류 형태의 직렬 보상 전압으로 변환하는 인버터; 및 상기 교류 입력 전압에 상기 직렬 보상 전압을 더하여 일정한 크기를 갖는 교류 출력 전압을 출력단에 출력하는 직렬 보상 변압기를 포함하는 자동 전압 조정 기능을 가지는 새그 보상 장치를 제공한다.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a voltage converter comprising: a first converter for converting an AC input voltage input to an input terminal into a DC voltage and storing the DC voltage in a first storage unit; A second converter for reducing the DC voltage stored in the first storage unit and storing the DC voltage in a second storage unit; An inverter for converting the DC voltage stored in the first storage unit into an AC voltage; And a series compensation transformer for adding the series compensation voltage to the AC input voltage and outputting an AC output voltage having a predetermined magnitude to an output terminal.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 새그 보상 장치는, 새그 발생시 상기 입력단과 상기 출력단의 연결을 끊기 위한 스위치를 더 포함하며, 상기 제2 컨버터는, 새그 발생시 상기 제2 저장부에 저장된 직류 전압을 승압하여 상기 제1 저장부에 저장하며, 상기 제1 컨버터는, 새그 발생시 상기 제1 저장부에 저장된 직류 전압을 상기 교류 출력 전압으로 변환하여 상기 출력단으로 출력할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the sag compensator further includes a switch for disconnecting the input terminal and the output terminal when a sag occurs, and the second converter is configured to switch the DC voltage stored in the second storage unit And the first converter converts the DC voltage stored in the first storage unit into the AC output voltage and outputs the AC output voltage to the output terminal when the sag occurs.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 인버터는, 새그 발생시 오프될 수 있다.
According to the embodiment of the present invention, the inverter can be turned off when a sag occurs.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 새그 보상 장치는, 상기 인버터로부터 출력되는 직렬 보상 전압을 필터링하여 상기 직렬 보상 변압기에 제공하는 LC 필터부를 더 포함할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the sag compensator may further include an LC filter unit for filtering the serial compensation voltage output from the inverter and providing the filtered serial compensation voltage to the series compensation transformer.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 컨버터는, 하프 브리지 타입의 AC-DC 컨버터이며, 상기 제2 컨버터는, 하프 브리지 타입의 양방향 DC-DC 컨버터이며, 상기 인버터는, 풀브리지 타입의 DC-AC 인버터일 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the first converter is a half bridge type AC-DC converter, and the second converter is a half bridge type bidirectional DC-DC converter. The inverter includes a full bridge type DC -AC inverter.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 기존의 새그 보상 장치에 자동 전압 조정 기능을 부가함으로써, 순간 정전, 순간 전압 강하 등의 모든 계통 전압의 이상을 보상함과 동시에 출력 전압을 일정하게 유지할 수 있으며, 이를 통해 전압 변동에 민감한 부하나 장치가 오동작하는 것을 방지할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, an automatic voltage adjustment function is added to an existing sag compensator to compensate for abnormalities of all grid voltages such as instantaneous power failure, instantaneous voltage drop, etc., and at the same time, This makes it possible to prevent malfunctions which are sensitive to voltage fluctuations or malfunction of the device.

도 1은 일반적인 새그 보상 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자동 전압 조정 기능을 가지는 새그 보상 장치의 회로도이다.
도 3은 순간 전압 강하시의 교류 출력 전압과 본 발명의 일 실시 형태에 따라 출력된 교류 출력 전압의 파형도이다.
도 4는 순간 정전의 교류 출력 전압과 본 발명의 일 실시 형태에 따라 출력된 교류 출력 전압의 파형도이다.
도 5는 자동 전압 조정이 되지 않은 교류 출력 전압과 본 발명의 일 실시 형태에 따라 자동 전압 조정된 교류 출력 전압의 파형도이다.1 is a block diagram of a typical sag compensator.
2 is a circuit diagram of a sag compensator having an automatic voltage regulation function according to an embodiment of the present invention.
3 is a waveform diagram of an AC output voltage at an instantaneous voltage drop and an AC output voltage output according to an embodiment of the present invention.
4 is a waveform diagram of an AC output voltage of an instantaneous blackout and an AC output voltage outputted in accordance with an embodiment of the present invention.
5 is a waveform diagram of an AC output voltage that has not been subjected to automatic voltage regulation and an AC output voltage that has been automatically regulated according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The shape and the size of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity and the same elements are denoted by the same reference numerals in the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자동 전압 조정 기능을 가지는 새그 보상 장치의 회로도이다. 한편, 도 3은 순간 전압 강하시의 교류 출력 전압과 본 발명의 일 실시 형태에 따라 출력된 교류 출력 전압의 파형도이며, 도 4는 순간 정전의 교류 출력 전압과 본 발명의 일 실시 형태에 따라 출력된 교류 출력 전압의 파형도이다. 그리고, 도 5는 자동 전압 조정이 되지 않은 교류 출력 전압과 본 발명의 일 실시 형태에 따라 자동 전압 조정된 교류 출력 전압의 파형도이다.
2 is a circuit diagram of a sag compensator having an automatic voltage regulation function according to an embodiment of the present invention. 3 is a waveform diagram of an AC output voltage at an instantaneous voltage drop and an AC output voltage output according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a graph showing an AC output voltage of an instantaneous power failure and an AC output voltage according to an embodiment of the present invention Fig. 7 is a waveform diagram of an output AC output voltage. 5 is a waveform diagram of an AC output voltage that has not been subjected to automatic voltage regulation and an AC output voltage that has been automatically regulated according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 자동 전압 조정 기능을 가지는 새그 보상 장치는, 입력단으로 입력되는 교류 입력 전압(Vi)을 직류 전압으로 변환하여 제1 저장부(C1)에 저장하는 제1 컨버터(110); 제1 저장부(C1)에 저장된 직류 전압을 강압하여 제2 저장부(C2)에 저장하는 제2 컨버터(120); 제1 저장부(C1)에 저장된 직류 전압을 교류 형태의 직렬 보상 전압으로 변환하는 인버터(130); 및 교류 입력 전압(Vi)에 직렬 보상 전압을 더하여 출력단으로 출력함으로써, 출력단으로부터 출력되는 교류 출력 전압(Vo)을 일정하게 유지하는 직렬 보상 변압기(140)를 포함할 수 있다.
2, a sag compensator having an automatic voltage regulating function includes a first converter 110 for converting an AC input voltage Vi input to an input terminal into a DC voltage and storing the DC voltage in a first storage unit C1 ); A second converter 120 for reducing the DC voltage stored in the first storage unit C1 and storing the DC voltage in the second storage unit C2; An inverter 130 for converting the DC voltage stored in the first storage unit C1 into an AC voltage of a serial compensation voltage; And a series compensation voltage transformer 140 that keeps the AC output voltage Vo output from the output terminal constant by adding the series compensation voltage to the AC input voltage Vi and outputting the series compensation voltage to the output terminal.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자동 전압 조정 기능을 가지는 새그 보상 장치를 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a sag compensating apparatus having an automatic voltage adjusting function according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 5. FIG.

도 2를 참조하면, 우선 제1 컨버터(110)는 새그가 발생되지 않은 정상 모드에서는 입력단으로 입력되는 교류 입력 전압(Vi)을 직류 전압으로 변환하여 제1 저장부(C1)에 저장함으로써, 제1 저장부(C1) 양단의 DC-링크 전압을 일정하게 유지할 수 있다. 하지만, 새그가 발생된 이상 모드에서는 제1 저장부(C1)에 저장된 직류 전압을 교류 출력 전압(Vo)으로 변환하여 출력단으로 출력할 수 있다.
Referring to FIG. 2, the first converter 110 converts an AC input voltage Vi input to an input terminal into a DC voltage in a normal mode in which no bird is generated, and stores the converted DC voltage in the first storage unit C1, 1 DC-link voltage across the storage unit C1 can be kept constant. However, the DC voltage stored in the first storage unit C1 may be converted to the AC output voltage Vo and output to the output terminal in the abnormal mode in which the bird is generated.

상술한 제1 컨버터(110)는, 하프 브리지 타입의 AC-DC 컨버터로서, 입력단으로 입력되는 교류 입력 전압(Vi)을 직류 전압으로 변환하여 제1 저장부(C1)에 저장하거나, 제1 저장부(C1)에 저장된 직류 전압을 교류 출력 전압(Vo)으로 변환할 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 일단이 입력단에 타단이 제2 컨버터(120)에 연결된 다수의 반도체 스위치 소자(G1 내지 G4)와 인덕터(L1)로 이루어질 수 있다.
The first converter 110 is a half-bridge type AC-DC converter that converts an AC input voltage Vi input to an input terminal into a DC voltage and stores it in the first storage unit C1, 2, a plurality of semiconductor switch elements G1 (G1) having one end connected to the input terminal and the other end connected to the second converter 120 can be connected to the input / To G4 and an inductor L1.

상술한 반도체 스위치 소자(G1 내지 G4)로는 도통(on)과 소거(off)가 가능한 반도체 소자로, 예컨대 트랜지스터, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), GTO(Gate Turn-Off thyristor) 등이 사용될 수 있다.
The semiconductor switch elements G1 to G4 are semiconductor elements capable of on and off, for example, transistors, Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs), Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs) Turn-off thyristor) may be used.

제2 컨버터(120)는 새그가 발생되지 않은 정상 모드에서는 제1 저장부(C1)에 저장된 직류 전압을 강압하여 제2 저장부(C2)에 저장할 수 있다. 하지만, 새그가 발생된 이상 모드에서는 제2 저장부(C2)에 저장된 직류 전압을 승압하여 제1 저장부(C1)에 저장할 수 있다.The second converter 120 may reduce the DC voltage stored in the first storage unit C1 and store the DC voltage in the second storage unit C2 in a normal mode in which no bird is generated. However, the DC voltage stored in the second storage unit C2 can be boosted and stored in the first storage unit C1 in the abnormal mode in which the bird is generated.

상술한 제2 컨버터(120)는, 하프 브리지 타입의 양방향 DC-DC 컨버터로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 일단이 제1 컨버터(110)에, 타단은 인버터(130)에 연결된 다수의 반도체 스위치 소자(Q1 내지 Q2)로 이루어질 수 있다.The second converter 120 described above is a half-bridge type bidirectional DC-DC converter. As shown in FIG. 2, the second converter 120 includes a plurality of semiconductors (not shown) connected at one end to the first converter 110 and at the other end to the inverter 130 And switch elements Q1 to Q2.

상술한 제1 저장부(C1)에는 높은 크기의 전압이, 제2 저장부(C2)에는 제1 저장부(C1)에 저장된 전압이 강압된 낮은 크기의 전압이 저장될 수 있다.The first storage unit C1 may store a high voltage and the second storage unit C2 may store a low voltage whose voltage stored in the first storage unit C1 is reduced.

한편, 상술한 반도체 스위치 소자(Q1 내지 Q2)로는 도통(on)과 소거(off)가 가능한 반도체 소자로, 예컨대 트랜지스터, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), GTO(Gate Turn-Off thyristor) 등이 사용될 수 있다.
The semiconductor switch elements Q1 to Q2 are semiconductor elements capable of on and off, for example, a transistor, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), a GTO (Gate Turn-Off thyristor) and the like can be used.

한편, 인버터(130)는, 새그가 발생되지 않은 정상 모드에서는 제1 저장부(C1)에 저장된 직류 전압을 교류 형태의 직렬 보상 전압으로 변환하고, 변환된 직렬 보상 전압을 직렬 보상 변압기(140)로 전달할 수 있다. 하지만, 새그가 발생된 이상 모드에서는 오프될 수 있다.Meanwhile, the inverter 130 converts the DC voltage stored in the first storage unit C1 into the AC voltage of the serial compensation voltage in the normal mode in which the DC voltage is not generated, . However, the bird can be turned off in the anomalous mode in which it occurred.

상술한 인버터(130)는, 하프 브리지 타입의 컨버터로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 일단이 제2 컨버터(120)에, 타단이 직렬 보상 변압기(140)에 연결된 다수의 반도체 스위치 소자(T1 내지 T4)로 이루어질 수 있다.
The inverter 130 described above is a half bridge type converter and includes a plurality of semiconductor switch elements T1 having one end connected to the second converter 120 and the other end connected to the series compensation transformer 140, To T4).

직렬 보상 변압기(140)는, 교류 입력 전압(Vi)에 인버터(130)로부터 출력된 직렬 보상 전압을 더하여 출력단으로 출력함으로써, 저전압시에 부족한 전압만큼 보상하여 교류 출력 전압(Vo)을 일정하게 유지할 수 있다.
The series compensation transformer 140 adds the series compensation voltage output from the inverter 130 to the AC input voltage Vi and outputs the series compensation voltage to the output terminal to compensate for the insufficient voltage at the time of the low voltage to maintain the AC output voltage Vo constant .

본 발명의 실시 형태에 의하면, 새그 보상 장치는, 새그 발생시 입력단과 출력단의 연결을 끊기 위한 스위치(170)를 더 포함할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the sag compensator may further include a switch 170 for disconnecting the input terminal and the output terminal when the sag occurs.

상술한 스위치(170)는, SCR(Silicon Controlled Rectifier)을 포함하며, 새그가 발생되지 않은 정상 모드에서는 온되어 입력단과 출력단을 연결시키며, 새그가 발생된 이상 모드에서는 오프됨으로써, 제1 컨버터(110)에서 변환된 교류 출력 전압(Vo)이 출력단을 통해 출력되도록 할 수 있다.
The switch 170 includes a Silicon Controlled Rectifier (SCR). The switch 170 is turned on in a normal mode in which a bird is not generated, connects the input terminal and the output terminal, and is turned off in an abnormal mode in which the bird is generated. ) May be outputted through the output terminal.

한편, 도 2의 미설명된 부호 160은 교류 입력 전압(Vi)의 전자파를 제거하기 위한 EMI(ElectroMagnetic Interference) 필터이며, Ci는 교류 입력 전압(Vi)의 노이즈를 제거하기 위한 입력 커패시터이다. 그리고, 도면부호 140은 인버터(130)로부터 출력된 직렬 보상 전압을 필터링하기 위한 L-C 필터를 의미한다. 또한, 상술한 제1 저장부(C1) 및 제2 저장부(C2)는 수퍼 커패시터를 포함할 수 있다.
2, an EMI (ElectroMagnetic Interference) filter 160 for removing electromagnetic waves of the AC input voltage Vi, and Ci is an input capacitor for removing noise of the AC input voltage Vi. Reference numeral 140 denotes an LC filter for filtering the serial compensation voltage output from the inverter 130. In addition, the first storage unit C1 and the second storage unit C2 may include a supercapacitor.

한편, 도 3은 순간 전압 강하시의 교류 출력 전압과 본 발명의 일 실시 형태에 따라 출력된 교류 출력 전압의 파형도로, (a)는 순간 전압 강하시의 교류 출력 전압의 파형도이며, (b)는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 출력된 교류 출력 전압의 파형도이다.FIG. 3 is a waveform diagram of the AC output voltage at the time of the instantaneous voltage drop and the AC output voltage output according to the embodiment of the present invention, (a) is a waveform diagram of the AC output voltage at the instantaneous voltage drop, ) Is a waveform diagram of an AC output voltage output according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 순간 전압 강하가 발생된 경우(300)에 약간의 신호 왜곡 후에 정상적인 교류 출력 전압(Vo)이 나오는 것을 알 수 있다.
As shown in FIG. 3, when the instantaneous voltage drop occurs (300), it can be seen that a normal AC output voltage (Vo) appears after a slight signal distortion.

또한, 도 4는 순간 정전의 교류 출력 전압과 본 발명의 일 실시 형태에 따라 출력된 교류 출력 전압의 파형도로, (a)는 순간 정전시의 교류 출력 전압의 파형도이며, (b)는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 출력된 교류 출력 전압의 파형도이다.4 is a waveform diagram of the AC output voltage of the instantaneous blackout and the AC output voltage outputted in accordance with the embodiment of the present invention, (a) is a waveform diagram of the AC output voltage at the momentary power failure, (b) Fig. 8 is a waveform diagram of an output AC output voltage according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 순간 정전이 발생된 경우(400)에도 약간의 신호 왜곡 후에 정상적인 교류 출력 전압(Vo)이 나오는 것을 알 수 있다.
As shown in FIG. 4, when the instantaneous power failure occurs (400), it is found that a normal AC output voltage Vo appears after a slight signal distortion.

마지막으로, 도 5는 자동 전압 조정이 되지 않은 교류 출력 전압과 본 발명의 일 실시 형태에 따라 자동 전압 조정된 교류 출력 전압의 파형도로, (a)는 자동 전압 조정이 되지 않은 교류 출력 전압의 파형도이며, (b)는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 출력된 교류 출력 전압의 파형도이다.5 is a waveform diagram of an AC output voltage not subjected to automatic voltage regulation and an AC output voltage adjusted in accordance with an embodiment of the present invention, FIG. 5A is a waveform diagram of an AC output voltage (B) is a waveform diagram of an AC output voltage output according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 새그가 발생되지 않은 정상 모드에서 자동 전압 조정 기능이 잘 수행되고 있음을 알 수 있다.
As shown in FIG. 5, it can be seen that the automatic voltage regulation function is performed well in a normal mode in which no bird is generated.

상술한 구성에 있어 새그가 발생된 이상 모드에서 제1 저장부(C1) 및 제2 저장부(C2)에 저장된 전압이 모두 방전되기 전에 교류 입력 전압(Vi)이 정상으로 복귀되면 스위치(170)가 온되어 새그가 발생되지 않은 정상 모드(자동 전압 조정 모드)로 전환될 수 있다. 하지만, 새그가 발생된 이상 모드에서 제1 저장부(C1) 및 제2 저장부(C2)에 저장된 전압이 모두 방전되는 경우에는 셧다운될 수 있다.
In the above-described configuration, when the AC input voltage Vi returns to normal before all the voltages stored in the first storage unit C1 and the second storage unit C2 are discharged in the abnormal mode in which the bird is generated, (Automatic voltage regulation mode) in which no new voltage is generated. However, when all the voltages stored in the first storage unit C1 and the second storage unit C2 are discharged in the abnormal mode in which the bird is generated, they can be shut down.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 기존의 새그 보상 장치에 자동 전압 조정 기능을 부가함으로써, 순간 정전, 순간 전압 강하 등의 모든 계통 전압의 이상을 보상함과 동시에 출력 전압을 일정하게 유지할 수 있으며, 이를 통해 전압 변동에 민감한 부하나 장치가 오동작하는 것을 방지할 수 있다.
As described above, according to one embodiment of the present invention, an automatic voltage adjustment function is added to an existing sag compensator to compensate for the abnormality of all grid voltages such as instantaneous power failure and instantaneous voltage drop, So that it is possible to prevent malfunctions which are sensitive to voltage fluctuations or malfunction of the device.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자동 전압 조정 기능을 가지는 새그 보상 장치의 동작 원리를 (a) 새그가 발생되지 않은 정상 모드와, (b) 새그가 발생된 이상 모드로 구분하여 설명한다. 다만, 위에서 설명된 사항과 중복된 부분에 대한 설명은 생략한다.
Hereinafter, with reference to FIG. 2, the operation principle of a sag compensator having an automatic voltage regulation function according to an embodiment of the present invention will be described with reference to (a) ) The bird is classified into the abnormal mode in which it occurred. However, the description of the overlapping parts with those described above will be omitted.

(a) (a) 새그가Bird he 발생되지Not happening 않은 정상 모드(자동 전압 조정 Normal mode (automatic voltage adjustment 모드mode ))

우선, 스위치(170)는 온 상태로, 입력단으로 입력되는 교류 입력 전압(Vi)은 EMI 필터(160)와 입력 커패시터(Ci)를 통해 출력단으로 출력될 수 있다.
First, the switch 170 is turned on, and the AC input voltage Vi input to the input terminal can be output to the output terminal through the EMI filter 160 and the input capacitor Ci.

이때, 제1 컨버터(110)는 입력단으로 입력되는 교류 입력 전압(Vi)을 직류 전압으로 변환하여 제1 저장부(C1)에 저장함으로써, 제1 저장부(C1) 양단의 DC-링크 전압을 일정하게 유지할 수 있다. 다음, 제2 컨버터(120)는 제1 저장부(C1)에 저장된 직류 전압을 강압하여 제2 저장부(C2)에 저장할 수 있다.
The first converter 110 converts the AC input voltage Vi input to the input terminal into a DC voltage and stores the DC voltage in the first storage unit C1 so that the DC link voltage across the first storage unit C1 It can be kept constant. Next, the second converter 120 can reduce the direct current voltage stored in the first storage unit C1 and store it in the second storage unit C2.

한편, 인버터(130)는, 제1 저장부(C1)에 저장된 직류 전압을 교류 형태의 직렬 보상 전압으로 변환하고, 변환된 직렬 보상 전압을 직렬 보상 변압기(140)로 전달할 수 있으며, 직렬 보상 변압기(140)는, 교류 입력 전압(Vi)에 인버터(130)로부터 출력된 직렬 보상 전압을 더하여 출력단으로 출력함으로써, 저전압시에 부족한 전압만큼 보상하여 교류 출력 전압(Vo)을 일정하게 유지할 수 있다.
Meanwhile, the inverter 130 may convert the DC voltage stored in the first storage unit C1 into a serial compensation voltage of the AC type, transfer the converted serial compensation voltage to the serial compensation transformer 140, The inverter 140 can add the series compensation voltage output from the inverter 130 to the AC input voltage Vi and output it to the output terminal so that the AC output voltage Vo can be kept constant by compensating for the insufficient voltage at the time of the low voltage.

(b) (b) 새그가Bird he 발생된Generated 이상 More than 모드mode

우선, 스위치(170)는 오프 상태로 전환되며, 따라서 입력단으로 입력되는 교류 입력 전압(Vi)은 출력단으로 출력되지 않는다. 또한, 인버터(130) 역시 오프 상태로 전환될 수 있다.
First, the switch 170 is turned off, so that the AC input voltage Vi input to the input terminal is not output to the output terminal. In addition, inverter 130 may also be turned off.

이때, 제2 컨버터(120)는 제2 저장부(C2)에 저장된 직류 전압을 승압하여 제1 저장부(C1)에 저장할 수 있다. 이후 제1 컨버터(110)는 제1 저장부(C1)에 저장된 직류 전압을 교류 출력 전압(Vo)으로 변환하여 출력단으로 출력할 수 있다.
At this time, the second converter 120 can boost the DC voltage stored in the second storage unit C2 and store it in the first storage unit C1. Then, the first converter 110 converts the DC voltage stored in the first storage unit C1 into the AC output voltage Vo and outputs it to the output terminal.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be self-evident.

1: 새그 보상 장치 10: 저주파 변압기
11: 인버터 13: 수퍼 커패시터
14: 바이패스 사이리스터 15: 차단기
16: Main Power Unit 17: 전류 측정기
110: 제1 컨버터 120: 제2 컨버터
130: 인버터 140: 직렬 보상 변압기
150: L-C 필터 160: EMI 필터
170: 스위치 C1: 제1 저장부
C2: 제2 저장부1: Sag compensator 10: Low frequency transformer
11: inverter 13: supercapacitor
14: bypass thyristor 15: breaker
16: Main Power Unit 17: Current meter
110: first converter 120: second converter
130: inverter 140: serial compensation transformer
150: LC filter 160: EMI filter
170: switch C1: first storage unit
C2: second storage unit

Claims

A first converter for converting an AC input voltage input to an input terminal into a DC voltage and storing the DC voltage in a first storage unit;
A second converter for reducing the DC voltage stored in the first storage unit and storing the DC voltage in a second storage unit;
An inverter for converting the DC voltage stored in the first storage unit into an AC voltage; And
And a series compensation transformer for adding the series compensation voltage to the AC input voltage and outputting an AC output voltage having a predetermined magnitude to an output terminal.

The method according to claim 1,
The sag compensator may further include a switch for disconnecting the input terminal and the output terminal when a sag occurs,
The second converter boosts the DC voltage stored in the second storage unit when the sag occurs and stores the boosted DC voltage in the first storage unit,
Wherein the first converter converts the DC voltage stored in the first storage unit into the AC output voltage when the sag occurs, and outputs the converted AC output voltage to the output terminal.

3. The method of claim 2,
The inverter is turned off when a sag occurs.

3. The method of claim 2,
The sag compensator comprises:
And an LC filter unit filtering the series compensation voltage output from the inverter and providing the filtered series compensation voltage to the series compensation transformer.

The method according to claim 1,
The first converter is an AC-DC converter of a half bridge type,
The second converter is a half-bridge type bidirectional DC-DC converter,
Wherein the inverter is a full bridge type DC-AC inverter.