KR20050085602A - System for voltage stabilization of power supply lines - Google Patents
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Abstract
Description
본 출원은 2002년 12월 16일자의 미국 가특허출원 제60/433,601호에 대한 U.S.C 119(e)조의 혜택을 주장함과 아울러, 2002년 12월 12일자의 노르웨이 특허출원 제2002 5990호에 대한 우선권을 주장한다. 이들 두 출원에 대한 전체 내용이 이 출원에 참조된다.This application claims the benefit of USC 119 (e) to U.S. Provisional Patent Application No. 60 / 433,601, filed Dec. 16, 2002, and prioritizes Norwegian Patent Application No. 2002 5990, Dec. 12, 2002. Insist. The entire contents of these two applications are referenced in this application.
본 발명은 전압 안정화에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전원선에서 발생할 수 있는 전압 변동을 보상하기 위해서 가변 인덕턴스를 이용하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to voltage stabilization, and more particularly, to a method and system using a variable inductance to compensate for voltage fluctuations that may occur in a power line.
약 선로(weak lines)라고도 불리는 전력 전송용 소형 선로(undersized lines)는 부하 요건에 비해 상대적으로 너무 작은 도선 단면적(cross section)을 가지고 있으며 또한 비교적 큰 저항을 가진다. 소형 도선으로 인한 손실로 인해 초과 전압 강하가 발생하는데, 이러한 초과 전압 강하로 선로에 연결된 전력에 대한 전압 레벨이 부적합하게 된다.Undersized lines for power transmission, also called weak lines, have relatively small cross sections and relatively large resistances to load requirements. The loss due to the small lead leads to an overvoltage drop, which results in an inadequate voltage level for the power connected to the line.
변압기는 1차측 및 2차측 권선 수 즉, 변압비(transformer ratio)에 의해 결정된 고정 전압을 공급하는 정적 장치이다. 고정 변압비 하에서는, 부하가 높으면 전압이 너무 낮고(즉, 저전압(undervoltage)), 부하가 낮으면 전압이 너무 높게 된다(즉, 과전압(overvoltage)). 부하는 항상 각 전력 소비자의 매우 가변적인 요건을 따르기 때문에, 때로는 고정 변압비의 변압기는 동적 부하에 부적합하다. A transformer is a static device that supplies a fixed voltage determined by the number of primary and secondary windings, that is, the transformer ratio. Under a fixed transformer ratio, the voltage is too low (ie undervoltage) when the load is high, and the voltage is too high (ie overvoltage) when the load is low. Since loads always follow the very variable requirements of each power consumer, sometimes fixed transformer ratio transformers are not suitable for dynamic loads.
저 전압 레벨은 선로에 전력을 공급하고 있는 변압기에서 전압을 단계적으로 증가시킴으로써 보상될 수 있다. 종래의 방법에 있어서, 전압 레벨은 전압이 수용할 수 없을 정도로 낮은 레벨에 도달하는 위치에서 각각의 상(phase)에 접속된 변압기의 부하 탭 변환기에 의해 제어된다. The low voltage level can be compensated by stepping up the voltage in the transformer that is powering the line. In the conventional method, the voltage level is controlled by a load tap converter of a transformer connected to each phase at a position where the voltage reaches an unacceptably low level.
현재, 약 선로의 문제는 종종 기존 선로를 큰 단면적 및 대응하는 낮은 저항 손실을 갖는 새로운 선로로 대체함에 의해 해소된다. Currently, the problem of weak tracks is often solved by replacing the existing tracks with new ones having large cross-sectional areas and corresponding low resistive losses.
선로를 개선하는데 현재 몇 가지 방법이 이용되고 있다. 기존 전주 위에 공간이 있는 경우, 약 선로와 병렬로 전주의 다른 쪽에 새로운 선로가 설치될 수 있다. 일단 새로운 선로가 설치되면, 이전의 선로는 접속이 차단되어 서비스로부터 제외된다. 이러한 방법은 서비스의 특별한 중단이 없이 전력 전송 시스템을 향상시킬 수 있다. 다른 방법으로, 기존 전주에 새로운 선로를 고정하기 위한 하드웨어를 설치하고, 약 선로 접속을 차단하며, 또한 신속하게 새로운 선로를 설치하는 방법이 있다. 이 방법에 의하면, 앞의 방법에 비해 서비스의 중단이 길어지게 된다. 이전의 선로를 사용할 수 없는 경우에 주로 사용되는 제3의 방법에서는, 새로운 루트가 구축된다. 그러한 구축은 새로운 전주와 새로운 도선의 설치를 포함한다. 특히, 구축이 시작되기 이전에, 새로운 루트는 지방 정부와 지주(property owner)의 승인을 받아야 될 수도 있다. Several methods are currently used to improve tracks. If there is space above the existing pole, a new track may be installed on the other side of the pole in parallel with the weak track. Once the new track is installed, the old track is disconnected and removed from service. This method can improve the power transfer system without special interruption of service. Alternatively, there is a way to install the hardware for fixing the new line to the existing pole, to disconnect the weak line, and to quickly install the new line. According to this method, the interruption of service becomes longer than the previous method. In the third method, which is often used when the previous track is unavailable, a new route is constructed. Such construction includes the installation of new poles and new conductors. In particular, before construction can begin, new routes may need to be approved by local governments and property owners.
전압 조정에 관한 다른 종래 기술의 방법에 있어서, 기계적으로 제어된 바리악(variac)(즉, 가변 변압비를 갖는 변압기)이 변압기와 연계하여 사용된다. 그러나 통상 기계적으로 제어된 바리악은 기계적 부품이 빈번한 서비스를 요하므로 더 이상 사용되지 않는다. In another prior art method of voltage regulation, a mechanically controlled variac (ie, a transformer with variable transformer ratio) is used in conjunction with the transformer. However, mechanically controlled bariacs are no longer used because mechanical components require frequent servicing.
사용자 가까이에 전기 선로를 이전(移轉)시키고 또한 사용자 가까이에 있게 되는 이전된 선로에 새로운 변압기를 접속하는 다른 방법이 현재 이용되고 있다. 이러한 방법은 또한 전기 선로를 이전하는데 필요한 넓은 작업 범위와 이와 관련한 고비용 때문에 바람직하지 못하다. Other methods are currently in use to transfer electrical lines near the user and to connect new transformers to the transferred line that are near the user. This method is also undesirable because of the large range of work required to relocate the electrical lines and the high costs associated with it.
완러스(Wanlass)의 미국특허 제3,409,822호(이하 "완러스 특허"라 한다)는 AC 즉, 부하 권선과 강자성체 철심(ferromagnetic core)에 감겨진 DC 즉, 제어 권선을 구비한 장치를 갖는 전압 조정기를 개시하고 있다. 철심의 일 부분에서, DC 발생 자속 성분과 AC 발생 자속 성분이 동일 경로를 따르지만 항상 대향 방향으로 제공된다. 그 결과 이 부분에서 자속 성분이 차감되고 상기 철심은 제한된 정도까지 최종 자속에 대응하는 투자율(透磁率)을 갖는다. 다른 부분 그러나 철심 전체는 아닌 부분에 있어서, 자속은 서로 직교한다. 예를 들어, 완러스 특허는 동일 경로에 놓인 자속(반대 부호를 가진 부합 자속)의 부가 또는 차감을 통한 철심 각부에서의 자속 제어에 기반한 전압 조정기를 개시하고 있다. 그러나 이 장치의 전력 조정 능력은 제한되는데, 이는 완러스 특허에 개시된 조정기가 철심의 비포화 영역에서 동작을 위한 수단이고 투자율 범위가 철심의 선형 영역으로 제한되기 때문이다. Wanlass U.S. Patent No. 3,409,822 (hereinafter referred to as "The Wanus Patent") is a voltage regulator having a device with AC, i.e., a DC wound around a load winding and a ferromagnetic core, i.e. a control winding. It is starting. In part of the iron core, the DC-generating magnetic flux component and the AC-generating magnetic flux component follow the same path but are always provided in opposite directions. As a result, the magnetic flux component is subtracted from this part and the iron core has a permeability corresponding to the final magnetic flux to a limited extent. In other parts, but not all of the iron core, the magnetic flux is orthogonal to each other. For example, the Wanrus patent discloses a voltage regulator based on magnetic flux control at iron core angles through the addition or subtraction of magnetic fluxes (matched magnetic fluxes) that lie in the same path. However, the device's power regulation capability is limited because the regulator disclosed in the Wanrus patent is a means for operation in the unsaturated region of the iron core and the permeability range is limited to the linear region of the iron core.
본 발명의 상기 및 기타 목적, 특징 및 장점들은 이하의 첨부 도면을 참조한 설명으로부터 보다 충분히 이해될 수 있을 것이다:The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more fully understood from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings:
도 1은 단권 변압기를 도시한다.1 shows a single winding transformer.
도 2는 본 발명의 제1 실시예를 도시한다.2 shows a first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제2 실시예를 도시한다.3 shows a second embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제3 실시예를 도시한다.4 shows a third embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 실시예의 일반적인 블록도를 도시한다.5 shows a general block diagram of an embodiment according to the present invention.
도 6은 도 2의 실시예를 보다 상세하게 도시한다.6 illustrates the embodiment of FIG. 2 in more detail.
도 7은 도 6 및 도 8에 도시한 실시예를 제어하기 위한 제어 시스템을 도시한다.FIG. 7 shows a control system for controlling the embodiment shown in FIGS. 6 and 8.
도 8은 도 4의 실시예를 보다 상세하게 도시한다.8 illustrates the embodiment of FIG. 4 in more detail.
도 9는 도 3의 실시예를 보다 상세하게 도시한다.9 illustrates the embodiment of FIG. 3 in more detail.
도 10은 도 9의 실시예의 제어를 위한 제어 시스템을 도시한다. 10 shows a control system for the control of the embodiment of FIG. 9.
도 11은 본 발명의 하나의 3상 실시예를 도시한다.11 shows one three-phase embodiment of the present invention.
도 12는 도 1의 실시예의 제어를 위한 제어 시스템을 도시한다.12 shows a control system for the control of the embodiment of FIG. 1.
도 13은 본 발명의 제2의 3 상 실시예를 도시한다. Figure 13 shows a second three-phase embodiment of the present invention.
도 14는 도 13의 실시예의 제어를 위한 제어 시스템을 도시한다. 14 shows a control system for the control of the embodiment of FIG. 13.
도 15는 본 발명의 제3의 3 상 실시예를 도시한다.Figure 15 shows a third three-phase embodiment of the present invention.
도 16 내지 도 18은 도 15의 실시예의 제어를 위한 제어 시스템을 도시한다.16-18 illustrate a control system for the control of the embodiment of FIG. 15.
도 19 및 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어가능 인덕턴스를 도시한다.19 and 20 illustrate controllable inductances in accordance with one embodiment of the present invention.
본 발명은 약 선로로 인해 야기되는 문제에 대한 종래 기술의 해결책과 관련된 문제들을 다룬다. 종래 방법과는 다르게 투자율 제어가 직교 자계(orthogonal field)를 사용하여 실행되지만, 부가 또는 차감되는 병렬 자계에 의해 실행되지 않는다.The present invention addresses the problems associated with prior art solutions to the problems caused by weak tracks. Unlike conventional methods, permeability control is performed using orthogonal fields, but not by parallel magnetic fields that are added or subtracted.
본 발명의 일 측면에 있어서, 본 발명은 직렬 권선 및 병렬 권선을 갖는 단권(單券)변압기(autotransformer), 이 단권 변압기에 접속된 가변 인덕턴스 및 제어 시스템을 구비한 전력선의 전압 안정화를 위한 시스템이다. 가변 인덕턴스는 자기 철심, 제1 축선 주위에 감겨진 주 권선, 및 상기 제1 축선에 수직인 제2 축선 주위에 감겨진 제어 권선을 구비한다. 가변 인덕턴스의 주 권선 및 제어 권선이 여자(勵磁)되는 경우, 자기 철심에 직교 자속이 생성된다. 본 발명의 전압 안정화 시스템은 시스템이 접속된 전원선의 전압 변동을 자동적으로 보상한다. 일 실시예에 있어서는, 실질적으로 자기 철심 모두에서 직교 자속이 생성되며, 또한 다른 실시예에 있어서는, 자기 철심은 이방성(異方性) 자성 재료로 만들어진다.In one aspect of the invention, the invention is a system for voltage stabilization of a power line having a single winding transformer having a series winding and a parallel winding, a variable inductance and a control system connected to the single winding transformer. . The variable inductance includes a magnetic iron core, a main winding wound around a first axis, and a control winding wound around a second axis perpendicular to the first axis. When the main and control windings of the variable inductance are excited, an orthogonal magnetic flux is generated in the magnetic core. The voltage stabilization system of the present invention automatically compensates for the voltage variation of the power supply line to which the system is connected. In one embodiment, orthogonal magnetic flux is generated substantially in all of the magnetic cores, and in another embodiment, the magnetic iron cores are made of an anisotropic magnetic material.
전술한 전압 안정화 시스템의 실시예에 있어서, 제어 시스템은 제어 권선에 공급된 제어 전류를 제어하는 프로세서부, 상기 프로세서부와 전기적으로 소통하는 설정점 조정 장치 및 스위치를 구비한다. 스위치는 조정을 단속하며 또한 프로세서부와 전기적으로 소통한다. 시스템은 또한 출력 전압을 감지하는 궤환 입력을 포함하고, 이 궤환 입력은 프로세서부 및 전원선과 전기적으로 소통한다. 또한 제어 시스템은 프로세서부 및 제어 권선과 전기적으로 소통하는 정류 회로를 구비한다. In the embodiment of the voltage stabilization system described above, the control system includes a processor portion for controlling the control current supplied to the control winding, a set point adjustment device and a switch in electrical communication with the processor portion. The switch intercepts the adjustment and is also in electrical communication with the processor unit. The system also includes a feedback input for sensing the output voltage, which is in electrical communication with the processor portion and the power line. The control system also includes a rectifying circuit in electrical communication with the processor portion and the control winding.
상기 실시예의 일 변형예에 있어서, 단권 변압기의 직렬 권선은 제1 전원선과 직렬 접속되며, 또한 병렬 권선은 주 권선 및 제2 전원선과 직렬 접속된다.In one variation of the above embodiment, the series winding of the single winding transformer is connected in series with the first power supply line, and the parallel winding is connected in series with the main winding and the second power supply line.
상기 실시예의 다른 변형예에 있어서, 직렬 권선 및 주 권선은 제1 전원선과 직렬 접속되고, 주 권선은 직렬 권선의 선로측에 위치하며, 또한 병렬 권선은 제2 전원선에 직접적으로 접속된다.In another variation of this embodiment, the series winding and the main winding are connected in series with the first power supply line, the main winding is located on the line side of the series winding, and the parallel winding is directly connected to the second power supply line.
다른 측면에 있어서, 본 발명은 전압 안정화를 위한 방법을 포함한다. 입력 전압이 단권 변압기에 공급되고, 제어가능 인덕턴스가 단권 변압기의 적어도 하나의 권선에 직렬 접속되며, 또한 출력이 감지된다. 제어가능 인덕턴스의 자기 철심에 직교 자계들이 생성된다. 적어도 하나의 직교 자계가 조정되어 자기 철심의 투자율을 제어함으로써 감지된 출력 전압에 응답하여 전압을 조정한다. In another aspect, the invention includes a method for voltage stabilization. An input voltage is supplied to the single winding transformer, the controllable inductance is connected in series to at least one winding of the single winding transformer, and the output is sensed. Orthogonal magnetic fields are generated in the magnetic core of the controllable inductance. At least one orthogonal magnetic field is adjusted to control the magnetic permeability of the magnetic core to adjust the voltage in response to the sensed output voltage.
본 발명의 일 실시예에 따른 시스템에 있어서, 주 권선과 제어 권선 사이에는 실질적으로 변압기 작용이 생기지 않는데, 이는 2개의 자계가 철심의 모든 부분에서 직교하기 때문이다. 이러한 확장된 동작에 의해 1차수의 크기 만큼 가변 인덕턴스의 전력 조정 능력이 향상되는데, 이는 전력 조정 능력이 자성 재료의 투자율의 역에 비례하기 때문이다(투자율이 반이되면, 전력 조정은 배가된다). 따라서 본 발명은 고전력 분야에 사용될 수 있다.In the system according to one embodiment of the invention, substantially no transformer action occurs between the main winding and the control winding, since the two magnetic fields are orthogonal at all parts of the iron core. This extended operation improves the power regulation capability of the variable inductance by the order of magnitude, because the power regulation capability is proportional to the inverse of the magnetic permeability of the magnetic material (half the permeability, the power regulation is doubled). . Therefore, the present invention can be used in the high power field.
또한, 저전압 상태를 회피하기 위해 필요한 선로 전압을 증가시키는 한편 전압을 소정의 값으로 유지하기 위해 선로 전압을 조정하기 위해서 직교자속제어를 채택하는 동적 전압 증폭기 또는 전압 안정화 시스템이 약 선로를 개선하는데 아주 효율적인 대안이다. 이러한 장치는 약 선로에 접속될 수 있어서 부하 종속 전압 강하를 동적으로 보상한다. In addition, a dynamic voltage amplifier or voltage stabilization system that employs orthogonal flux control to adjust the line voltage to maintain the voltage at a predetermined value while increasing the line voltage necessary to avoid undervoltage conditions is very useful for improving the line. It is an efficient alternative. Such a device can be connected to a weak line, dynamically compensating for the load dependent voltage drop.
본 발명에 따른 시스템은 전자적으로 제어된 직교 자속 인덕턴스를 포함한다. 변압기와 더불어 이 인덕턴스는 바람직하지 못한 전압 강하를 보상하는 가변 출력 전압을 제공한다.The system according to the invention comprises an electronically controlled quadrature flux inductance. Together with the transformer, this inductance provides a variable output voltage that compensates for undesirable voltage drops.
일 실시예에 있어서, 전원선 전압 안정화 시스템은 전원선의 바람직하며 실제적인 동작 파라미터의 함수로서 제어 권선내의 전류를 제어하기 위한 제어 시스템을 구비한다. 일 변형예 있어서 동작 파라미터는 선로 전압이다. 조정 시스템은 선로 장비와 소정 값의 선로 전압(즉, 설정점)에 기초해서 가변 인덕턴스내의 제어 권선에 전력을 공급하며, 이 결과 출력 전압이 소정의 값으로 유지된다.In one embodiment, the power supply line voltage stabilization system comprises a control system for controlling the current in the control winding as a function of the desired and practical operating parameters of the power supply line. In one variant, the operating parameter is line voltage. The regulation system supplies power to the control windings within the variable inductance based on the line equipment and the line voltage (i.e., set point) of a predetermined value, as a result of which the output voltage is maintained at a predetermined value.
본 발명의 실시예들에 의해 기존의 약 선로가 에너지 사용이 증가되는 경우 간단하고 저렴한 방식으로 적당한 전압을 유지하는데 적용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 배전 변압기(distribution transformer)와 사용자 사이의 선로에 전압 안정화 시스템을 접속함으로써 적당한 전압이 유지된다. 상기 실시예의 일 변형예에 있어서, 단권 변압기는 전원전압과 직렬로 전압을 부가하여 선로 전압을 안정화시킨다. 가변 인덕턴스는 그 양단의 전압(직교 자계에 의해 인덕턴스 코어의 투자율을 변경함으로써) 또는 그 양단의 시간적 전압 총합(time voltage integral)을 조정하여 단권 변압기의 직렬 권선 양단의 전압을 조정한다.By the embodiments of the present invention, the existing weak line can be applied to maintain a suitable voltage in a simple and inexpensive manner when energy use is increased. In one embodiment, the proper voltage is maintained by connecting a voltage stabilization system to the line between the distribution transformer and the user. In one variation of this embodiment, the single winding transformer adds a voltage in series with the power supply voltage to stabilize the line voltage. The variable inductance adjusts the voltage across the series winding of a single winding transformer by adjusting the voltage across it (by changing the permeability of the inductance core by orthogonal magnetic fields) or the time voltage integral across it.
이러한 전압 안정화는 사용자 측의 장비에 대한 손상을 방지하도록 신속하게 실행되어야 하는데, 그 이유는 부하의 급속한 변화가 과도한 과전압을 유도하는 경우 위와 같은 종류의 손상이 발생하기 때문이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템에 있어서, 전압의 변화는 제어 권선의 전류의 제어에 의해 제어된다. 시스템의 낮은 관성 및 응답성에 의해 시스템이 전압 피크 및 트로프(trough)를 흡수할 수 있다.This voltage stabilization must be done quickly to prevent damage to the equipment on the user's side, as this kind of damage occurs when a rapid change in load causes excessive overvoltage. In a system according to one embodiment of the invention, the change in voltage is controlled by the control of the current in the control winding. The low inertia and responsiveness of the system allows the system to absorb voltage peaks and troughs.
단권 변압기는 직렬 권선(S)과 병렬 권선(P)을 구비한 변압기이다. 도 1은 병렬 권선(P)과 직렬 권선(S)이 직렬로 접속되어 있는 단권 변압기(T1)를 도시한다. 직렬 권선(S)은 비교적 작은 수의 권선수를 갖는 반면, 병렬 권선(P)은 비교적 큰 수의 권선수를 갖는다. 일 실시예에 있어서, 직렬 권선은 약 20의 권선수를 가지며, 또한 병렬 권선은 약 230의 권선수를 가진다. 인가 전압 V1은 직렬 권선(S)과 병렬 권선(P)의 권선수에 비례하여 분할된다. 병렬 권선(P)과 직렬 권선(S)에 포함된 총합 권선수가 N1이며 또한 병렬 권선(P)의 권선수가 N2인 경우, V1의 값(N2/N1)을 갖는 전압 V2가 병렬 권선(P)을 횡단하여 나타난다. 이 장치는 또한 가역적이기 때문에, 전압 V2가 병렬 권선(P) 양단에 인가되는 경우에 병렬 권선(P)과 직렬 권선(S) 모두를 연결하는 자속이 설정된다. 이 결과 V1=V2(N1/N2)의 전위차가 N1 권선(수)의 양단에 나타난다. The single winding transformer is a transformer having a series winding S and a parallel winding P. FIG. 1 shows a single winding transformer T1 in which a parallel winding P and a series winding S are connected in series. The series winding S has a relatively small number of turns, while the parallel winding P has a relatively large number of turns. In one embodiment, the series winding has about 20 turns, and the parallel winding has about 230 turns. The applied voltage V1 is divided in proportion to the number of turns of the series winding S and the parallel winding P. When the total number of windings included in the parallel winding P and the series winding S is N1 and the number of windings of the parallel winding P is N2, the voltage V2 having the value of V1 (N2 / N1) is the parallel winding P. Appear across. Since the device is also reversible, the magnetic flux connecting both the parallel winding P and the series winding S is set when the voltage V2 is applied across the parallel winding P. As a result, a potential difference of V1 = V2 (N1 / N2) appears at both ends of the N1 winding (male).
도 2에 도시한 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 직렬 권선(S)은 선로 입력(LI)으로부터 선로 출력(LU)에 이르는 제1 전원선(예를 들어, 제1상(相))과 직렬 접속되어 있다. 이 실시예에 있어서, 병렬 권선(P)은 직교 자계 가변 인덕턴스(LR)을 통해 제2 전원선(예를 들어, 제2상)(L)에 접속되어 있다. 여기서 직렬 권선(S)내의 전압은 가변 인덕턴스(LR)에 의해 병렬 권선(P)내의 전압을 변화시킴으로써 변경될 수 있다.In the first embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the series winding S is a first power line (for example, a first phase) from the line input LI to the line output LU. It is connected in series with. In this embodiment, the parallel winding P is connected to the second power supply line (for example, the second phase) L via the orthogonal magnetic field variable inductance LR. Here, the voltage in the series winding S can be changed by changing the voltage in the parallel winding P by the variable inductance LR.
도 3에 도시한 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 가변 인덕턴스(LR) 및 직렬 권선(S)은 LI로부터 LU에 이르는 제1 전원선과 직렬 접속되며, 이 경우 가변 인덕턴스는 직렬 권선(S)의 선로 측(LI)에 접속된다. 병렬 권선(P)은 제2 전원선에 접속되어 있다.In the second embodiment of the present invention shown in Fig. 3, the variable inductance LR and the series winding S are connected in series with the first power line from LI to LU, in which case the variable inductance is connected to the series winding S. It is connected to the track side (LI) of. The parallel winding P is connected to the second power supply line.
도 4에 도시한 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 가변 인덕턴스(LR) 및 직렬 권선(S)은 LI로부터 LU에 이르는 제1 전원선과 직렬 접속되며, 이 경우 가변 인덕턴스는 직렬 권선(S)의 부하 측(LU)에 접속된다. 병렬 권선은 제2 전원선(L)에 직접적으로 접속되어 있으며, 또한 선행 실시예들에 있어서, 제2상은 중성(中性) 도선이다.In the third embodiment of the present invention shown in Fig. 4, the variable inductance LR and the series winding S are connected in series with the first power line from LI to LU, in which case the variable inductance is connected to the series winding S. Is connected to the load side (LU). The parallel winding is directly connected to the second power supply line L, and in the preceding embodiments, the second phase is a neutral conductor.
본 발명의 제2 및 제3 실시예에 있어서, 가변 인덕턴스(LR)가 단권 변압기의 직렬 권선(S)으로부터의 전압과 직렬을 유지하는 시간적 전압 합을 흡수하기 때문에 제1 전원선(LI-LU)내의 전압이 변화된다.In the second and third embodiments of the present invention, the first power line LI-LU because the variable inductance LR absorbs the temporal voltage sum keeping in series with the voltage from the series winding S of the single winding transformer. The voltage in) changes.
가변 인덕턴스에 의해 흡수된 전압은 리액턴스 전압이므로, 이 전압은 전류보다 90°앞선다. 이 결과 부하 전압에 차감 또는 부가되는 전압은 부하에 의한 저항성 전류와 90°의 상차이를 갖는다. 단권 변압기에 있어서, 직렬 권선(S)과 병렬 권선(P)사이에는 암페어-회수(ampere-turn) 균형이 생긴다. 따라서 부하가 유도하는 전압이 병렬 권선(P)에 반영되어 가변 인덕턴스에서 전압 강하를 일으킨다. 전압 강하의 크기는 가변 인덕턴스의 값 및 전류의 양에 따른다.Since the voltage absorbed by the variable inductance is the reactance voltage, this voltage is 90 ° ahead of the current. As a result, the voltage subtracted from or added to the load voltage has a phase difference of 90 ° from the resistive current caused by the load. In a single winding transformer, an ampere-turn balance occurs between the series winding S and the parallel winding P. Therefore, the voltage induced by the load is reflected in the parallel winding P, causing a voltage drop in the variable inductance. The magnitude of the voltage drop depends on the value of the variable inductance and the amount of current.
일 실시예에 있어서, 단권 변압기의 병렬 권선과 병렬로 고정 인덕터가 설치되어 시스템에 의해 생성된 고주파를 감소시켜서 시스템의 제어를 안정화시킨다. 또한, 가변 인덕턴스가 사용될 수 있다. In one embodiment, a fixed inductor is installed in parallel with the parallel winding of the single winding transformer to reduce the high frequencies generated by the system to stabilize control of the system. In addition, variable inductance may be used.
제2 실시예에 있어서, 가변 인덕턴스를 통과하는 전류는 직렬 권선을 통과하는 부하 전류와 병렬 권선을 통과하는 전류의 합이 되며, 또한 제3 실시예에 있어서, 가변 인덕턴스를 통과하는 전류는 부하 전류이다. 제1 실시예에 있어서, 가변 인덕턴스를 통과하는 전류는 병렬 권선내의 전류가 된다. 이들 전류는 다른 크기를 가지므로, 특정 응용에 따라 실시예가 선택될 수 있다.In the second embodiment, the current through the variable inductance is the sum of the load current through the series winding and the current through the parallel winding, and in the third embodiment, the current through the variable inductance is the load current. to be. In the first embodiment, the current through the variable inductance is the current in the parallel winding. Since these currents have different magnitudes, the embodiment may be selected depending on the particular application.
도 5는 전압 안정화 회로 및 관련 제어 시스템(예를 들어, 조정 시스템)을 도시하는 블록도이다. 제1 전원선(LI)는 제어 시스템에 의해 제어되는 전압 안정화 회로를 통과한다. K1, K2 및 K3은 전압 안정화 회로를 네트워크에 접속하거나 네트워크로부터 분리시키는 스위치이다. 도 5에 있어서, K1은 폐쇄상태로 그리고 K2와 K3은 개방 상태로 도시되는데, 이는 전압 안정화 회로가 사용되지 않는 상태에 대응한다. 전압 안정화 회로를 사용할 때, K1 및 K2는 개방되고 K3은 폐쇄된다.5 is a block diagram illustrating a voltage stabilization circuit and associated control system (eg, regulation system). The first power supply line LI passes through a voltage stabilization circuit controlled by the control system. K1, K2 and K3 are switches that connect or disconnect the voltage stabilization circuit to the network. In Fig. 5, K1 is shown in a closed state and K2 and K3 are shown in an open state, which corresponds to a state in which no voltage stabilization circuit is used. When using the voltage stabilization circuit, K1 and K2 are open and K3 is closed.
도 6 및 도 7은 단상 전압 안정화 회로를 보다 상세하게 도시한다. T1은 단자 1-2와 3사이에 위치한 직렬 권선(S)과 단자 1-2와 4사이에 위치한 병렬 권선(P)을 구비한 단권 변압기인데, 이는 도 2에 개략적으로 도시된 본 발명의 제1 실시예에 대응한다. 6 and 7 show the single phase voltage stabilization circuit in more detail. T1 is a single winding transformer having a series winding (S) located between terminals 1-2 and 3 and a parallel winding (P) located between terminals 1-2 and 4, which is shown in FIG. Corresponds to one embodiment.
도 6에 있어서, T4는 단자 1과 2사이에 위치한 동작 권선 즉, 주 권선(H)과 단자 3과 4사이에 위치한 제어 권선(ST)을 구비한 직교 자계 가변 인덕턴스(LR)이다. 제어가능 인덕턴스(LR)은 T1의 단자에 접속된 T4의 단자 2와 더불어 변압기(T1)의 병렬 권선(P)에 접속된다. 단자 1L1 및 1L2는 도 7에 도시한 정류 회로(U9)에 전압을 공급한다.In FIG. 6, T4 is an orthogonal magnetic field variable inductance LR with an operating winding located between terminals 1 and 2, ie a main winding H and a control winding ST located between terminals 3 and 4. FIG. Controllable inductance LR is connected to parallel winding P of transformer T1 with terminal 2 of T4 connected to the terminal of T1. The terminals 1L1 and 1L2 supply a voltage to the rectifier circuit U9 shown in FIG.
도 7은 가변 인덕턴스(T4)내의 전류를 조정하기 위한 제어 시스템을 도시한다. 이 제어 시스템은 설정점 조정 장치, 조정을 단속하는 스위치(S3), 단권 변압기(T1)의 출력 전압을 감지하는 궤환 회로(feedback circuit), 프로세서부(U8) 그리고 인덕턴스의 제어 권선에 접속을 위한 정류 회로(U9)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 설정점 조정 장치는 전위차계(R8)이고, 궤환 회로는 변압기(T7)를 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 프로세서부(U8)는 마이크로프로세서를 포함하고, 다른 실시예에 있어서, 시스템은 또한 과전압 보호 회로(U10)를 포함한다. 7 shows a control system for adjusting the current in the variable inductance T4. The control system is connected to a setpoint regulator, a switch S3 for regulating regulation, a feedback circuit for sensing the output voltage of the single winding transformer T1, a processor unit U8 and a control winding of the inductance. Rectifier circuit U9. In one embodiment, the set point adjustment device is potentiometer R8 and the feedback circuit comprises a transformer T7. In another embodiment, the processor unit U8 includes a microprocessor, and in another embodiment, the system also includes an overvoltage protection circuit U10.
보다 상세하게는, 일 실시예에 있어서, 도 7의 설정점 조정 장치는 제1 단자, 제2 단자 그리고 프로세서부(U8)의 단자 7, 11 및 10에 각각 접속된 제3 단자를 포함한다. 스위치(S3)는 프로세서부(U8)의 단자 4와 6에 각각 접속된 제1 단자와 제2 단자를 포함한다. 변압기(T7)의 1차 단자 1,2는 LU에 나타나는 출력 전압을 감지하도록 S1과 R1에 접속되어 있다. 이 실시예의 변형예에 있어서, 변압기(T7)의 1차 권선은 퓨즈에 의해 보호된다. 변압기(T7)의 2차 권선의 제1 단자와 제2 단자는 프로세서부(U8)의 단자 5와 9에 각각 접속되어 있다. More specifically, in one embodiment, the set point adjusting device of FIG. 7 includes a first terminal, a second terminal and a third terminal connected to terminals 7, 11 and 10 of the processor unit U8, respectively. The switch S3 includes a first terminal and a second terminal connected to terminals 4 and 6 of the processor unit U8, respectively. Primary terminals 1,2 of transformer T7 are connected to S1 and R1 to sense the output voltage appearing on the LU. In a variant of this embodiment, the primary winding of transformer T7 is protected by a fuse. The first terminal and the second terminal of the secondary winding of the transformer T7 are connected to terminals 5 and 9 of the processor unit U8, respectively.
일 실시예에 있어서, R1과 S1에 대응하는 단자 1L1과 1L2는 프로세서부(U8)의 입력라인에 접속되어 있다. 이 실시예의 변형예에 있어서, 1L1과 1L2에 나타나는 전압이 프로세서부(U8)에 인가되기 이전에 이 전압을 감소시키기 위해 차폐 변압기가 사용된다. 과전압 보호 장치(U10)는 1L1, 정류기 정 출력 단자 그리고 1L2에 각각 접속된 제1 단자, 제2 단자 및 제3 단자를 포함한다. 이 실시예의 변형예에 있어서, 과전압 보호 회로는 제1 단자와 제2 단자 사이에 접속된 제1 전위차계(R1), 및 제2 단자와 제3 단자 사이에 접속된 제2 전위차계(R2)를 포함한다. 과전압 보호 회로는 또한 고정 저항 R3와 R4를 포함한다. In one embodiment, the terminals 1L1 and 1L2 corresponding to R1 and S1 are connected to the input line of the processor unit U8. In a variant of this embodiment, a shielding transformer is used to reduce this voltage before the voltages appearing at 1L1 and 1L2 are applied to the processor unit U8. The overvoltage protection device U10 includes a 1L1, a rectifier constant output terminal and a first terminal, a second terminal and a third terminal respectively connected to 1L2. In a variant of this embodiment, the overvoltage protection circuit includes a first potentiometer R1 connected between the first terminal and the second terminal, and a second potentiometer R2 connected between the second terminal and the third terminal. do. The overvoltage protection circuit also includes fixed resistors R3 and R4.
일 실시예에 있어서, 도 6의 단자 L1과 L2는 또한 정류 회로(U9)의 제1 단자와 제2 단자에 접속된다. 정류 회로(U9) 출력은 단자 3T4와 4T4에서 제어 권선(ST)에 각각 접속된 정극 단자와 부극 단자를 포함한다. 이 실시예의 변형예에 있어서, 하나 이상의 저항(즉, R5, R6 및 R7)을 포함하는 저항 회로망이 부극 단자와 제어 권선(ST)에 직렬 접속되어 있다. In one embodiment, terminals L1 and L2 of FIG. 6 are also connected to the first terminal and the second terminal of rectifier circuit U9. The rectifier circuit U9 output includes a positive electrode terminal and a negative electrode terminal respectively connected to the control winding ST at terminals 3T4 and 4T4. In a variation of this embodiment, a resistance network comprising one or more resistors (ie, R5, R6 and R7) is connected in series with the negative electrode terminal and the control winding ST.
일 실시예에 있어서, 정류 회로(U9)는 4개의 다이오드(V1, V2, V3 및 V4)를 포함하는 전파(全波) 브리지 회로이다. 이 실시예의 변형예에 있어서, 다이오드(V1과 V2)는 제어 정류 다이오드 즉, 사이리스터이다. 정류 회로(U9)는 다이오드(V1)용의 제어 단자와 다이오드(V2)용의 제어 단자를 통해서 프로세서부(U8)에 접속되어 있다. 이 실시예의 또 다른 변형예에 있어서, 다이오드(V5)는 정류 회로(U9)의 정극 단자와 부극 단자 사이에 접속되어 있다. In one embodiment, the rectifier circuit U9 is a full-wave bridge circuit comprising four diodes V1, V2, V3 and V4. In a variation of this embodiment, diodes V1 and V2 are control rectifying diodes, ie thyristors. The rectifier circuit U9 is connected to the processor unit U8 through a control terminal for the diode V1 and a control terminal for the diode V2. In still another modification of this embodiment, the diode V5 is connected between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the rectifier circuit U9.
일반적으로 도 7의 제어 시스템은 단권 변압기(T1)의 출력 전압에 대한 변화에 응답하여 제어 권선(ST)에 공급된 전력을 조정함으로써 제어가능 인덕터(T4)의 주 권선(H)을 가로질러 발생한 전압 강하를 자동적으로 조정한다. 소정의 출력 전압을 나타내는 설정점은 설정점 조정 장치(R8)를 통해 설정된다. 궤환 회로는 프로세서부(U8)에 단권 변압기(T1) 출력 전압의 표시를 제공한다. 프로세서부(U8)는 설정점과 궤환 전압을 비교해서 정류 회로(U9)의 동작을 제어함으로써 정류기 출력 단자에 공급된 전력을 조정한다. 일 실시예에 있어서, 정류 회로(U9)의 출력은 DC전류이다. In general, the control system of FIG. 7 occurs across the main winding H of the controllable inductor T4 by adjusting the power supplied to the control winding ST in response to a change in the output voltage of the single winding transformer T1. Automatically adjust the voltage drop. The set point representing the predetermined output voltage is set via the set point adjusting device R8. The feedback circuit provides an indication of the output voltage of the single winding transformer T1 to the processor unit U8. The processor unit U8 adjusts the power supplied to the rectifier output terminal by controlling the operation of the rectifier circuit U9 by comparing the set point and the feedback voltage. In one embodiment, the output of rectifier circuit U9 is a DC current.
인덕턴스(LR)는 단권 변압기(T1)의 병렬 권선(P)에 직렬 접속된 6에 도시한 본 발명의 제1 실시예는 T1의 병렬 권선에 걸리는 전압에 의해 구현된다. 입력 단자 X1과 출력 단자 X1:7 사이의 선로 전압 LI-LU을 가진 변압기에 의해 직렬 접속된 인덕턴스(T4)에 의해서 상기 전압이 조정된다. 따라서 X1:7과 X1:10 상의 R과 S로부터 부하에 공급되는 전압은 증가한다. 궤환 신호와 설정점 사이의 차이가 크면, 조정기는 인덕턴스(T4)에 대한 제어 전류를 증가시킴으로써 전압 강하를 보상하는 부가 전압을 증가시킨다. 역으로, 부가 전압이 너무 높으면, 선로 전압에 부가된 전압을 하향 조정함으로써 전력을 감소시킨다. 따라서 부하에 공급된 출력 전압은 설정점 전압과 대략 같은 레벨로 유지된다.The first embodiment of the present invention shown in 6, whose inductance LR is connected in series with the parallel winding P of the single winding transformer T1, is realized by the voltage across the parallel winding of T1. The voltage is regulated by an inductance T4 connected in series by a transformer with a line voltage LI-LU between input terminal X1 and output terminal X1: 7. Thus, the voltage supplied to the load from R and S on X1: 7 and X1: 10 increases. If the difference between the feedback signal and the set point is large, the regulator increases the additional voltage to compensate for the voltage drop by increasing the control current for inductance T4. Conversely, if the added voltage is too high, the power is reduced by adjusting the voltage added to the line voltage down. Therefore, the output voltage supplied to the load is maintained at about the same level as the setpoint voltage.
도 8은 처음에 도 4를 참조하여 개괄적으로 기술한 본 발명의 제3 실시예를 보다 상세히 도시한다. 도 8에 있어서, T1은 단자 1-2와 3사이에 위치한 직렬 권선(S)과 단자 1-2와 4사이에 위치한 병렬 권선(P)을 구비한 단권 변압기이다. 이 회로와 관련한 제어 시스템은 도 7에 도시되어 있다. FIG. 8 illustrates in more detail a third embodiment of the present invention initially outlined with reference to FIG. 4. In FIG. 8, T1 is a single winding transformer having a series winding S located between terminals 1-2 and 3 and a parallel winding P located between terminals 1-2 and 4. FIG. The control system associated with this circuit is shown in FIG.
T4는 단자 1과 2사이에 위치한 주 권선(H)과 단자 3과 4사이에 위치한 제어 권선(ST)을 구비한 직교 자계 가변 인덕턴스이다. 인덕턴스(T4)의 단자 1은 단자 T3에서 직렬 권선(S)의 출력 단자에 연결되며, 또한 도 7의 제어 정류 회로(U9)의 정극 및 부극단자로부터 도 8의 제어 권선(ST)의 단자 3과 4에 제어 전류가 공급된다. 도 8의 전압 안정화 회로의 단자 R과 S로부터의 출력 전압이 도 7의 변압기(T)의 단자 2와 1에 궤환 접속된다. 이러한 접속에 의해 도 7의 정류기 조정기(U8)에 궤환 신호(feedback signal)가 공급된다. 일 실시예에 있어서, 설정점 조정은 전위차계(R8)를 통해서 이루어질 수 있다. 도 8의 정류기(U9)에의 전압 입력은 도 7의 단자 X1:2와 X1:4로부터 공급된다. T4 is an orthogonal magnetic field variable inductance with a main winding (H) located between terminals 1 and 2 and a control winding (ST) located between terminals 3 and 4. The terminal 1 of the inductance T4 is connected to the output terminal of the series winding S at the terminal T3 and is also the terminal 3 of the control winding ST of FIG. 8 from the positive and negative terminals of the control rectifying circuit U9 of FIG. 7. Control currents are supplied to and 4. Output voltages from terminals R and S of the voltage stabilization circuit of FIG. 8 are feedback-connected to terminals 2 and 1 of the transformer T of FIG. By this connection, a feedback signal is supplied to the rectifier regulator U8 of FIG. In one embodiment, the set point adjustment may be made via potentiometer R8. The voltage input to the rectifier U9 of FIG. 8 is supplied from terminals X1: 2 and X1: 4 of FIG.
인덕턴스(LR)가 단권 변압기(T1)의 직렬 권선(S)의 부하측에 그리고 이 권선의 출력과 직렬 접속된 전압 시스템에 있어서, 선로에 직렬 설치된 인덕턴스(T4)에 걸리는 제어가능한 유도 전압 강하를 통해 T1으로부터의 점증 출력 전압(출력 선로 전압)을 조정함으로써 안정화가 구현된다.In a voltage system in which the inductance LR is connected to the load side of the series winding S of the single winding transformer T1 and in series with the output of the winding, a controllable induced voltage drop across the inductance T4 installed in series on the line is provided. Stabilization is achieved by adjusting the incremental output voltage (output line voltage) from T1.
궤환 신호와 설정점 사이의 차이가 크면(예를 들면, 큰 저전압), 조정기는 인덕턴스 T4에 대한 제어 전류를 증가시킴으로써 인덕턴스에 걸리는 전압 강하를 감소시켜서 전압을 증가시키고 전압 강하를 보상한다. 역으로, 부가 전압이 너무 크면(예를 들면, 과전압), 인덕턴스(T4)에 공급된 전력은 감소된다. 이 결과 인덕턴스(T4)에 걸리는 전압 강하가 감소하고, 부하에 공급된 전압이 감소되며, 또한 출력 전압이 설정점 전압으로 유지된다.If the difference between the feedback signal and the set point is large (e.g., a large low voltage), the regulator increases the control current for inductance T4, thereby reducing the voltage drop across the inductance, thereby increasing the voltage and compensating for the voltage drop. Conversely, if the additional voltage is too large (e.g., overvoltage), the power supplied to inductance T4 is reduced. As a result, the voltage drop across the inductance T4 is reduced, the voltage supplied to the load is reduced, and the output voltage is maintained at the set point voltage.
도 9는 본 발명의 제2 실시예를 보다 상세히 도시한다. 여기서, T1은 단자 1-2와 3사이에 위치한 직렬 권선을 구비한 단권 변압기이다. 병렬 권선(P)은 단자 1-2와 4사이에 위치한다. 이 실시예는 도 3에 개략적으로 도시한 실시예에 대응하고, 해당 제어 시스템은 도 10에 도시한다. 9 illustrates in more detail a second embodiment of the present invention. Here, T1 is a single winding transformer with a series winding located between terminals 1-2 and 3. The parallel winding P is located between terminals 1-2 and 4. This embodiment corresponds to the embodiment shown schematically in FIG. 3, and the corresponding control system is shown in FIG. 10.
T4는 단자 1과 2사이에 위치한 주 권선(H)과 단자 3과 4사이에 위치한 제어 권선(ST)을 구비한 가변 인덕턴스이다. 제어가능 인덕턴스의 단자 T4:2는 단자 T1:1-2에서 직렬 권선(S)에 접속되어 있다. 병렬 권선(P)은 또한 단자 T1:2에 접속되어 있다. 도 10은 제어 정류 회로(U9)의 정극 및 부극으로부터 도 9의 제어 권선(ST)상의 단자 3과 4로 제어 전류가 공급되는 방법을 도시한다. 전압 안정화 회로의 단자 R과 S로부터의 출력 전압이 변압기(T7)의 단자 2와 1에 궤환 접속된다. 이러한 접속에 의해 정류기 조정기(U8)에 궤환 신호가 공급된다. 일 실시예에 있어서, 설정점 조정은 전위차계(R8)를 통해서 이루어질 수 있다. 정류기(U9)에의 전압 입력은 도 9의 단자 X1:2와 X1:4로부터 공급된다. T4 is a variable inductance with a main winding (H) located between terminals 1 and 2 and a control winding (ST) located between terminals 3 and 4. Terminals T4: 2 of the controllable inductance are connected to the series winding S at terminals T1: 1-2. The parallel winding P is also connected to the terminals T1: 2. FIG. 10 shows how the control current is supplied from the positive and negative electrodes of the control rectifier circuit U9 to terminals 3 and 4 on the control winding ST of FIG. 9. Output voltages from terminals R and S of the voltage stabilization circuit are feedback-connected to terminals 2 and 1 of the transformer T7. By this connection, a feedback signal is supplied to the rectifier regulator U8. In one embodiment, the set point adjustment may be made via potentiometer R8. The voltage input to the rectifier U9 is supplied from terminals X1: 2 and X1: 4 of FIG.
전압 조정기 접속은 직렬 권선(S)의 선로측에 접속된 한편 이 권선과 직렬 접속된 인덕턴스(LR)을 포함한다. 이 실시예에 있어서, 선로에 직렬 설치된 인덕턴스(T4)에 걸리는 전압 강하의 조정을 통한 단권 변압기의 조정을 거쳐서 안정화가 구현된다.The voltage regulator connection comprises an inductance LR connected to the line side of the series winding S while in series with the winding. In this embodiment, stabilization is realized through the adjustment of the single winding transformer through the adjustment of the voltage drop across the inductance T4 installed in series on the line.
설정점의 값이 궤환 신호의 값을 훨씬 상회하면(즉, 저전압), 조정기는 인덕턴스(T4)에 대한 제어 전류를 증가시킴으로써 인덕턴스에 걸리는 전압 강하를 감소시켜 전압 강하를 보상한다.If the value of the set point far exceeds the value of the feedback signal (ie, low voltage), the regulator compensates for the voltage drop by reducing the voltage drop across the inductance by increasing the control current for the inductance T4.
역으로, 과전압 상태가 나타나면, 제어 권선에 공급된 전력이 감소되어 인덕턴스에 걸리는 전압 강하를 증가시켜서 부하에 공급된 출력 전압을 설정점 전압과 거의 같게 유지한다. Conversely, when an overvoltage condition occurs, the power supplied to the control winding is reduced to increase the voltage drop across the inductance, keeping the output voltage supplied to the load approximately equal to the setpoint voltage.
따라서 지금까지 기술한 단상에 대한 해결책에 대해 3상 실시예는, 출력 전압과 기준 전압(즉, 설정점)간의 비교에 기초한 동일한 기술적 전압 조정 방법에 토대를 두고 있다.Thus, for the single phase solution described so far, the three phase embodiment is based on the same technical voltage regulation method based on the comparison between the output voltage and the reference voltage (ie, the set point).
도 11 및 도 12는 도 3에 도시한 본 발명의 제2 실시예에 따른 해결책에 대한 3상 실시예를 도시한다. 도 11에 있어서, 인덕턴스(T4, T5 및 T6)의 제어 권선(ST)은 직렬로 접속된 것으로 도시되므로 도 12의 제어 회로를 통해 동일하게 조정된다. 도 12는 전술한 조정 시스템에 대응하는 조정 시스템을 도시한다. 이 조정 시스템은 설정점 조정 저항(R8), 조정기를 단속하는 스위치(S3), 상 RS로부터 전압 궤환을 위한 변압기(T7), 프로세서부(U8)(즉, 리액터 조정기), 다이오드 정류기(U9) 및 과전압 보호 회로(U10)를 구비한다.11 and 12 show a three-phase embodiment of the solution according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. In Fig. 11, the control windings ST of the inductances T4, T5 and T6 are shown to be connected in series so that they are equally adjusted via the control circuit of Fig. 12. 12 shows an adjustment system corresponding to the above-described adjustment system. The regulation system comprises a set point regulating resistor (R8), a switch (S3) that intercepts the regulator, a transformer (T7) for voltage feedback from the phase RS, a processor unit (U8) (i.e., a reactor regulator), a diode rectifier (U9). And an overvoltage protection circuit U10.
조정 시스템(점 3T4 및 4T4)의 출력으로부터 전류 신호가 가변 리액턴스(T4)에 공급된다. 이 실시예의 변형예에 있어서, 각 상에 대한 각각의 조정이 또한 가능하다. The current signal is supplied to the variable reactance T4 from the output of the regulation system (points 3T4 and 4T4). In a variant of this embodiment, individual adjustments to each phase are also possible.
도 13 및 도 14는 도 8의 단상 해결 방법의 3 상 실시예를 도시하는데, 여기서 인덕턴스(T4, T5 및 T6)(도 13)의 제어 권선은 직렬 접속되어 동일하게 조정된다. 이 실시예의 변형예에 있어서, 각 상에 대한 각각의 조정이 또한 가능하다. 도 14는 부하에 공급된 전압을 조정하기 위해 사용된 대응 제어 회로를 도시한다.13 and 14 show a three phase embodiment of the single phase solution of FIG. 8 wherein the control windings of inductances T4, T5 and T6 (FIG. 13) are connected in series and are equally adjusted. In a variant of this embodiment, individual adjustments to each phase are also possible. 14 shows a corresponding control circuit used to adjust the voltage supplied to the load.
도 15 내지 도 18은 도 6의 단상 해결 방법의 3상 실시예를 도시한다. 도 15에는 인덕턴스(T4, T5 및 T6)가 도시되어 있다. 이들 인덕턴스(T4, T5 및 T6) 각각은 각각의 조정 회로에 의해 조정된다. 이 3상 실시예에 있어서, 직렬 권선(S)내의 전압이 공급 변압기로부터 선로(도시 않음)로 벡터적으로 상 전압에 부가되기 때문에 상 시퀀스(phase sequence)가 중요하다. 점 1과 3 사이에는 직렬 권선이 위치하는 반면에, 점 2와 4 사이에는 병렬 권선이 위치한다. 각 상 T1, T2 및 T3에 대한 단권 변압기가 또한 도 15에 도시된다. 가변 인덕턴스(T4)는 상 R-S(X1:7 그리고 X1:10)로부터 공급된 궤환 신호에 응답하여 T1에 대한 전압을 조정한다. 가변 인덕턴스(T5)는 상 S-T(X1:12 그리고 X1:14)로부터 공급된 궤환 신호에 응답하여 T2에 대한 전압을 조정한다. 가변 인덕턴스(T6)는 상 T-R(X1:14 그리고 X1:10)로부터 공급된 궤환 신호에 응답하여 T3에 대한 전압을 조정한다. 이러한 방식으로 각 상에 대한 선로 전압이 서로 독립적으로 조정될 수 있다.15 to 18 show a three phase embodiment of the single phase solution of FIG. Inductances T4, T5 and T6 are shown in FIG. Each of these inductances T4, T5, and T6 is adjusted by respective adjustment circuits. In this three-phase embodiment, the phase sequence is important because the voltage in the series winding S is added to the phase voltage vectorly from the supply transformer to the line (not shown). A series winding is located between points 1 and 3, while a parallel winding is located between points 2 and 4. A single winding transformer for each phase T1, T2 and T3 is also shown in FIG. 15. The variable inductance T4 adjusts the voltage for T1 in response to the feedback signal supplied from phases R-S (X1: 7 and X1: 10). The variable inductance T5 adjusts the voltage for T2 in response to the feedback signal supplied from phases S-T (X1: 12 and X1: 14). The variable inductance T6 adjusts the voltage for T3 in response to the feedback signal supplied from phases T-R (X1: 14 and X1: 10). In this way the line voltages for each phase can be adjusted independently of each other.
도 16은 설정점 조정 장치 R8에 의해 설정된 설정점으로 표시된 소정 전압에 응답해서 수행되는 T4를 이용한 T1의 전압 조정을 도시하고 있다. 출력 신호(도 16의 우측 하부 참조)가 T4의 점 3과 4에 인가된다. 설정점 조정 장치(R10)에 응답해서 수행되는 T5를 이용한 T2의 대응 조정이 도 17에 도시된다. T6를 이용한 T3에서의 전압 조정이 도 18에 도시된다.FIG. 16 shows the voltage adjustment of T1 using T4 performed in response to the predetermined voltage indicated by the set point set by the set point adjusting device R8. The output signal (see lower right in FIG. 16) is applied to points 3 and 4 of T4. Corresponding adjustment of T2 using T5 performed in response to the set point adjustment device R10 is shown in FIG. The voltage regulation at T3 using T6 is shown in FIG. 18.
전술한 3상 시스템은 병렬 권선의 델타(delta) 접속을 보여준다. 그러나 다른 접속 또한 이용될 수 있다. 예를 들어 병렬 권선은 3상 시스템에 대한 공지의 접속 구조인 성형(즉, Y자 모양 회로) 구성으로 접속될 수 있다.The three phase system described above shows a delta connection of the parallel windings. However, other connections may also be used. For example, the parallel windings can be connected in a molded (ie, Y-shaped circuit) configuration, which is a known connection structure for three-phase systems.
도 19는 제어가능 인덕터(T4)의 실시예를 도시하는데, 이 제어가능 인덕터(T4)는 제1 파이프 소자(101) 그리고 제1 파이프 소자(101)에 감겨진 주 권선(H)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 제어가능 인덕터는 또한 자기 종단 결합기(105, 106)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 제어가능 인덕터(T4)는 이방성 재료로 만들어진다. 이 실시예의 변형예에 있어서, 이방성 재료는 방향성(grain oriented) 이방성 재료이다. 방향성 재료가 사용되는 경우에, 방향성 방향(GO) 및 수평 방향(TD)이 정의될 수 있다. 19 shows an embodiment of a controllable inductor T4, which comprises a first pipe element 101 and a main winding H wound around the first pipe element 101. . In one embodiment, the controllable inductor also includes magnetic termination couplers 105, 106. In one embodiment, controllable inductor T4 is made of anisotropic material. In a variant of this embodiment, the anisotropic material is a grain oriented anisotropic material. If a directional material is used, the directional direction GO and the horizontal direction TD can be defined.
도 20에 도시된 바와 같이, 제어가능 인덕터(T4)는 또한 제2 파이프 소자(102)를 구비하고 있다. 제어 권선(ST)이 제2 파이프 소자, 및 주 권선(H)이 감겨진 제1 축선에 수직인 제2 축선주위에 감겨진다. 이 실시예의 변형예에 있어서, 제2 파이프 소자(102)는 제1 파이프 소자(101)내에 동심적으로 위치한다. 종단 결합기(105,106)는 각기 제1 파이프 소자(101)의 종단을 제2 파이프 소자(102)의 대응 종단에 접속한다. 이 실시예의 변형예에 있어서, 자기 철심은 제1 파이프 소자(101), 제2 파이프 소자(102) 그리고 종단 결합기(105,106)에 의해 형성된다.As shown in FIG. 20, the controllable inductor T4 also has a second pipe element 102. The control winding ST is wound around the second pipe element and the second axis perpendicular to the first axis on which the main winding H is wound. In a variant of this embodiment, the second pipe element 102 is located concentrically in the first pipe element 101. The end couplers 105 and 106 connect the ends of the first pipe element 101 to the corresponding ends of the second pipe element 102 respectively. In a variant of this embodiment, the magnetic iron core is formed by the first pipe element 101, the second pipe element 102 and the termination couplers 105, 106.
도 20에 도시한 실시예에 있어서, 제1 축선(M)은 제2 축선(L)에 상대적인 환상 축선이다. 이 실시예에 있어서, 제2 축선(L)은 제2 파이프 소자(102)의 중심에 위치한 선형 축선이다. In the embodiment shown in FIG. 20, the first axis M is an annular axis relative to the second axis L. As shown in FIG. In this embodiment, the second axis L is a linear axis located at the center of the second pipe element 102.
동작에 있어서, 도 19와 도 20의 제어가능 인덕터(T4)는 2개의 직교 자속을 발생시킨다. 제1 자계 Hf와 제1 자속 Bf는 주 권선(H)이 여자되는 경우 생성된다. 제1 자계 Hs와 제1 자속 Bs는 제어 권선(ST)이 여자되는 경우 생성된다. 이 실시예의 변형예에 있어서, 자계 Hf와 Hs는 사실상 자기 철심 모두에서 서로 직교하며, 또한 자속 Bf와 Bs는 사실상 자기 철심 모두에서 서로 직교한다.In operation, the controllable inductor T4 of FIGS. 19 and 20 generates two orthogonal magnetic fluxes. The first magnetic field H f and the first magnetic flux B f are generated when the main winding H is excited. First magnetic field H s of the first magnetic flux Bs are generated when the control winding (ST) women. In a variant of this embodiment, the magnetic fields H f and H s are orthogonal to each other in virtually all magnetic cores, and the magnetic fluxes B f and B s are orthogonal to each other in virtually all magnetic cores.
여기에 기술된 것들에 대한 변형, 수정 및 다른 구현이 청구된 본 발명의 사상과 범위를 이탈하지 않으면서도 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자들에 의해 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 선행하는 예시적 설명에 의해 정의되지 않으며, 그 대신 다음에 기재된 청구범위의 사상과 범위에 의해서 정의되어야 한다.Modifications, modifications, and other implementations to those described herein can be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as claimed. Accordingly, the present invention should not be defined by the preceding exemplary description, but should instead be defined by the spirit and scope of the claims set forth below.
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