KR20240095871A - Contactless power supply with automatic release of overload condition - Google Patents
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Abstract
본 발명은 과부하 상태 자동조절식 비접촉 전원장치에 관한 것으로서, 트랙에 설치되는 HFI(High Frequency Inverter); 상기 대차에 설치되는 레귤레이터; 상기 레귤레이터의 출력을 전달받아 대차모터를 가속시키고 최종속도를 유지시키면서 구동시키는 모터 구동부; 상기 모터 구동부에 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 지령값을 연산하여 전달시키는 모션 컨트롤러;를 포함하여 구성되어, 상기 HFI의 출력전류가 과부하 상태에 도달되면 출력전류를 감소 제어시키고, 상기 모션 컨트롤러는 상기 AC/AC 인버터의 출력전류 감소에 의해 상기 DC/DC 컨버터의 입력전압 Vdc_in이 감소되면, 이에 연동되는 상기 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 제한값을 연산하여 상기 모터 구동부로 전달시킴으로써, 과부하 상태를 능동 해소시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하여, 트랙의 HFI 고장에 의한 페일오버 중 과부하 또는 전기적으로 분리된 트랙에서 특정 트랙으로 대차가 몰려 해당 트랙의 HFI에 과부하가 발생되는 경우 각 대차에서 능동적으로 과부하를 해소시키는 과부하 상태 자동조절식 비접촉 전원장치를 제공하는 이점이 있다.The present invention relates to an automatically regulated non-contact power supply under overload conditions, comprising: a High Frequency Inverter (HFI) installed on a track; A regulator installed on the bogie; a motor drive unit that receives the output of the regulator to accelerate the bogie motor and drive it while maintaining the final speed; It is configured to include a motion controller that calculates and transmits the driving acceleration and final speed command value of the bogie motor to the motor driving unit, and controls the output current of the HFI to be reduced when the output current of the HFI reaches an overload state, and the motion controller When the input voltage Vdc_in of the DC/DC converter decreases due to a decrease in the output current of the AC/AC inverter, the driving acceleration and final speed limit value of the bogie motor linked thereto are calculated and transmitted to the motor driving unit, thereby preventing an overload condition. It is characterized by active resolution.
According to the present invention, when overload occurs during failover due to HFI failure of a track or when trucks are concentrated on a specific track from an electrically separated track and the HFI of the track is overloaded, the overload is automatically relieved in each bogie. There is an advantage in providing a regulated non-contact power supply.
Description
본 발명은 과부하 상태 자동조절식 비접촉 전원장치에 관한 것으로서, 트랙 케이블(트랙 케이블)에 전류를 공급하는 High Frequency Inverter(HFI)와 트랙 케이블로부터 비접촉식으로 전원을 공급받는 커플러(coupler)와 이 공급받은 전력을 직류로 변환하여 모터 구동부에 전력을 공급하는 레귤레이터(Regulator)를 포함하여 구성되는 시스템에서, 과부하 발생 시 시스템을 정지시키지 않고 모션 컨트롤러(motion controller)가 레귤레이터의 입력 전압을 감지하여 모터 구동부의 출력을 자동으로 감소시킴으로써 과부하 상태를 자동 해소시키는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatically regulated non-contact power supply under overload conditions, which includes a High Frequency Inverter (HFI) that supplies current to a track cable, a coupler that receives power in a non-contact manner from the track cable, and a power supply supplied from the track cable. In a system that includes a regulator that converts power into direct current and supplies power to the motor drive unit, the motion controller detects the input voltage of the regulator and detects the input voltage of the motor drive unit without stopping the system in the event of an overload. This relates to a device that automatically relieves overload conditions by automatically reducing output.
트랙을 따라 움직이는 이송대차에 비접촉으로 전력을 전달하는 무선 전력전송장치(이하 '비접촉 전력전송장치')는 기계적인 접촉이 없어서 분진(particle)이 생기지 않으며 속도를 빠르게 할 수 있는 장점 때문에 반도체, LCD, 제조라인 등 클린룸 환경에서 OHT(Overhead Hoist Transport) 장치 등으로 많이 사용되고 있다.A wireless power transmission device (hereinafter referred to as a 'non-contact power transmission device'), which transmits power non-contactly to a transport truck moving along a track, does not generate particles due to no mechanical contact and has the advantage of fast speed, making it suitable for semiconductors, LCDs, and LCDs. , It is widely used as an OHT (Overhead Hoist Transport) device in clean room environments such as manufacturing lines.
반도체, LCD, 제조라인에는 비접촉 전력전송장치로부터 전력을 받아서 움직이는 OHT 등과 같은 수 많은 종류의 이송장치들이 돌아가고 있는데, 이와 같은 이송장치에 전력공급이 중단되면 막대한 손실로 이어지므로 비접촉 전력전송장치에 대한 신뢰성은 매우 크게 요구되고 있다.Numerous types of transfer devices such as OHT that receive power from non-contact power transmission devices are running in semiconductor, LCD, and manufacturing lines. If the power supply to such a transfer device is interrupted, it will lead to enormous losses, so non-contact power transmission devices are required. Reliability is in great demand.
상기 비접촉 전력전송장치를 이루는 트랙에는 고주파 전류를 흘려주는 교류전원장치가 설치되며, 하나의 트랙에는 여러 대의 이송대차가 주행하게 된다.An AC power device that flows high-frequency current is installed on the track that forms the non-contact power transmission device, and several transfer trucks run on one track.
따라서, 상기 교류전원공급장치가 고장이 나면 해당 트랙을 주행하는 모든 이송대차가 정지되는 문제점이 있다.Therefore, if the AC power supply device fails, there is a problem in that all transfer trucks traveling on the corresponding track are stopped.
상기 교류전원공급장치는 High Frequency Inverter(이하 'HFI')로 정의되며, 일반적으로 HFI는 상기 트랙에 설치된 트랙 케이블에 전류를 일정하게 유지시키는 제어를 수행하며, 출력전력은 모터 구동부의 소모전력에 의해 결정되므로 출력전력 제어를 별도로 수행할 수는 없다.The AC power supply device is defined as a High Frequency Inverter (hereinafter 'HFI'). In general, HFI performs control to maintain a constant current in the track cable installed on the track, and the output power is determined by the power consumption of the motor drive unit. Since it is determined by the output power, output power control cannot be performed separately.
따라서, 종래기술방식에서는 트랙을 주행하는 대차에서 설정값 이상의 전력이 소모될 경우, 시스템 보호를 위해 전체 대차의 구동을 제한시켜야 하였다.Therefore, in the prior art method, when power is consumed more than a set value in a bogie running on a track, the operation of all bogies must be restricted to protect the system.
종래기술방식에서는 이를 위하여 HFI의 과부하 상황이 발생되면 통신 시스템을 통해 모터 구동부의 출력을 일괄적으로 제한하거나, 정상적인 동작을 위해서 HFI의 용량을 충분히 크게 설계하고 있다.In the prior art method, when an overload situation of the HFI occurs, the output of the motor drive unit is collectively limited through a communication system, or the capacity of the HFI is designed to be sufficiently large for normal operation.
도 6과 도 7은 HFI의 과부하가 발생될 수 있는 대표적인 예시를 보여준다.Figures 6 and 7 show representative examples where HFI overload may occur.
도 6은 HFI#2가 고장 났을 경우 Fail-over system을 통해 HFI#1이 두 개의 트랙에 모두 전력을 공급하는 경우로서, HFI가 전력을 공급하는 대차의 수가 증가되므로 과부하가 발생할 수 있는 문제점이 있다.Figure 6 shows a case where HFI #1 supplies power to both tracks through a fail-over system when HFI #2 breaks down. As the number of bogies to which HFI supplies power increases, there is a problem that overload may occur. there is.
대한민국 등록특허 10-1017407 '패일오버 기능이 구비된 무선 전력전송장치'는 도 6에 관한 선행기술로서, 독립된 2개의 급전트랙을 따라 움직이는 각각의 이송대차에 비접촉으로 전력을 전달하는 비접촉식 전력전송장치에서 각각의 급전트랙에 교류전원을 인가하는 독립된 2개의 교류전원 공급부 중 하나가 고장으로 작동되지 않는 경우에 정상 교류전원을 스위칭으로 병렬 연결시켜 독립된 2개의 급전트랙을 움직이는 이송대차의 연속적인 가동이 가능하게 하는 장치이다.Republic of Korea Patent No. 10-1017407 'Wireless power transmission device with failover function' is a prior art related to FIG. 6, and is a non-contact power transmission device that transmits power non-contactly to each transport truck moving along two independent feed tracks. In the event that one of the two independent AC power supplies that applies AC power to each feed track does not operate due to a failure, the normal AC power is connected in parallel by switching to enable continuous operation of the transfer truck that moves the two independent feed tracks. It is a device that makes it possible.
종래기술방식의 경우, 2개의 급전트랙에 1개의 교류전원이 인가됨에 따라 과부하에 의한 작동 불능 상태 및 전체 시스템 고장을 가져오는 문제점이 있다.In the case of the prior art method, there is a problem of causing inoperability due to overload and failure of the entire system as one AC power is applied to two feed tracks.
도 6의 경우, 이와 같이 과부하로 인한 시스템 정지를 방지하기 위해 통신을 통해 모든 대차의 출력을 특정 값으로 일괄 제한하는 방법이 사용되는데, 대차의 큰 출력은 가속 시 발생하므로 결국 전체 대차의 속도를 제한하여 자동화 시스템의 효율을 크게 저하시키는 문제점이 있다. In the case of Figure 6, in order to prevent system stoppage due to overload, a method is used to collectively limit the output of all bogies to a specific value through communication. Since the large output of the bogies occurs during acceleration, it ultimately reduces the speed of the entire bogie. There is a problem that greatly reduces the efficiency of the automation system due to limitations.
도 7은 여러 개의 케이블이 교차부를 통해 연결되어 있는 경우로서, 트랙은 전기적으로 분리되어 있지만, 대차는 트랙을 넘어 이동 가능하므로, 특정 트랙으로 대차가 몰릴 경우 해당 트랙의 HFI에 과부하가 발생할 수 있다. Figure 7 shows a case where several cables are connected through an intersection, and the tracks are electrically separated, but the bogie can move beyond the track, so if the bogie is driven to a specific track, an overload may occur in the HFI of that track. .
도 7의 경우에는 과부하를 방지하기 위해 하나의 케이블에 이동하는 대차의 수를 제한하게 되는데 이것 또한 자동화 시스템의 효율을 저하시키게 되는 문제점이 있다.In the case of Figure 7, the number of carts moving on one cable is limited to prevent overload, but this also has the problem of reducing the efficiency of the automation system.
즉, HFI의 출력은 해당 트랙 위에 있는 모든 대차의 출력의 합에 의해 결정되는데, 상기 종래기술방식에 의하면, HFI 자체적으로 출력을 제한할 수 있는 방법이 없는 문제점이 있다.In other words, the output of the HFI is determined by the sum of the outputs of all bogies on the track, but according to the prior art method, there is a problem in that there is no way to limit the output of the HFI itself.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 트랙의 HFI 고장에 의한 페일오버 중 과부하 또는 전기적으로 분리된 트랙에서 특정 트랙으로 대차가 몰려 해당 트랙의 HFI에 과부하가 발생되는 경우 각 대차에서 능동적으로 과부하를 해소시키는 과부하 상태 자동조절식 비접촉 전원장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is intended to solve the above-described problem, and when overload occurs during failover due to HFI failure of a track or when trucks are concentrated on a specific track from an electrically separated track and the HFI of the track is overloaded, each bogie actively The purpose is to provide a non-contact power supply that automatically regulates overload conditions to relieve overload.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 트랙을 주행하는 대차에 전원을 전달하는 비접촉 전원장치로서, 상기 트랙에 권선되는 트랙 케이블; HFI 제어기, AC 전원이 입력되면 상기 HFI 제어기의 제어에 따라 주파수 변환된 AC 전원을 출력시키는 AC/AC 인버터, 상기 AC 컨버터의 출력을 전달받아 상기 트랙 케이블로 공진 주파수 출력을 전달시키는 1차측 공진탱크로 이루어진 HFI(High Frequency Inverter); 상기 대차에 권선되어, 상기 트랙 케이블로부터 전원을 공급받는 커플러(coupler); 상기 커플러에 순차 연결되는 2차측 공진탱크, AC/DC 컨버터, DC/DC 컨버터 및 상기 DC/DC 컨버터의 입력전압 Vdc_in을 전달받아 출력전압을 제어시키는 레귤레이터 제어기로 형성되어, 상기 커플러로 입력되는 AC 전력를 모터 구동입력 DC 전력으로 변환하여 출력시키는 레귤레이터; 상기 레귤레이터의 출력을 전달받아 대차모터를 가속시키고 최종속도를 유지시키면서 구동시키는 모터 구동부; 상기 모터 구동부에 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 지령값을 연산하여 전달시키는 모션 컨트롤러;를 포함하여 구성되어, 상기 HFI 제어기는 상기 AC/AC 인버터의 출력전류가 과부하 상태에 도달되면, 상기 AC/AC 인버터의 출력전류를 감소 제어시키고, 상기 모션 컨트롤러는 상기 AC/AC 인버터의 출력전류 감소에 의해 상기 DC/DC 컨버터의 입력전압 Vdc_in이 감소되면, 이에 연동되는 상기 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 제한값을 연산하여 상기 모터 구동부로 전달시킴으로써, 상기 HFI가 과부하 상태 도달시, 상기 트랙을 주행하는 복수 개의 대차 가속도와 최종 속도가 자동 감소제어되면서 과부하 상태를 해소시키는 것을 특징으로 하는 과부하 상태 자동조절식 비접촉 전원장치를 기술적 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a non-contact power supply device that transmits power to a bogie traveling on a track, comprising: a track cable wound around the track; HFI controller, AC/AC inverter that outputs frequency-converted AC power under the control of the HFI controller when AC power is input, primary side resonance tank that receives the output of the AC converter and transmits the resonance frequency output to the track cable HFI (High Frequency Inverter) consisting of; A coupler wound around the bogie and supplied with power from the track cable; It is formed with a secondary side resonance tank, an AC/DC converter, a DC/DC converter, and a regulator controller that receives the input voltage Vdc_in of the DC/DC converter and controls the output voltage, which are sequentially connected to the coupler, and is input to the coupler. A regulator that converts power into motor drive input DC power and outputs it; a motor drive unit that receives the output of the regulator to accelerate the bogie motor and drive it while maintaining the final speed; It is configured to include a motion controller that calculates and transmits the driving acceleration and final speed command value of the bogie motor to the motor driving unit, and when the output current of the AC/AC inverter reaches an overload state, the HFI controller The motion controller controls the output current of the AC inverter to decrease, and when the input voltage Vdc_in of the DC/DC converter decreases due to the decrease in the output current of the AC/AC inverter, the driving acceleration and final speed of the bogie motor are linked to this. By calculating a limit value and transmitting it to the motor drive unit, when the HFI reaches an overload state, the acceleration and final speed of a plurality of bogies traveling on the track are automatically reduced and controlled to relieve the overload state. Non-contact power supply is the technical point.
본 발명에서 상기 모션 컨트롤러는 상기 모터 구동부에서 현재 속도를 전달받아 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 제한값을 피드백 연산하는 것을 특징으로 하는 과부하 상태 자동조절식 비접촉 전원장치로 되는 것이 바람직하다.In the present invention, the motion controller is preferably an overload state automatically regulated non-contact power supply device that receives the current speed from the motor drive unit and performs feedback calculations on the driving acceleration of the bogie motor and the final speed limit value.
또한, 상기 모션 컨트롤러는 상기 HFI가 정상부하 상태일 때의 대차모터 구동 가속도와 최종 속도값이 내장되고, 상기 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 제한값과 비교하는 비교기가 포함되어, 두 값 중 작은 값을 상기 모터 구동부로 출력시키는 것을 특징으로 하는 과부하 상태 자동조절식 비접촉 전원장치로 되는 것이 바람직하다.In addition, the motion controller has a built-in bogie motor driving acceleration and final speed value when the HFI is in a normal load state, and includes a comparator that compares the bogie motor driving acceleration and final speed limit value, and the smaller of the two values is included. It is desirable to use an automatically adjustable non-contact power supply device in an overload state, characterized in that it outputs to the motor driving unit.
또한, 상기 모션 컨트롤러는 상기 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도의 최소값이 내장되어 과부하 상태 도달시 상기 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 제한값이 상기 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도의 최소값 보다 작으면 상기 HFI 제어기에 작동 정지 명령을 전달하여 페일오버 기능이 수행되게 하는 것을 특징으로 하는 과부하 상태 자동조절식 비접촉 전원장치로 되는 것이 바람직하다.In addition, the motion controller has a built-in minimum value of the driving acceleration and final speed of the bogie motor, and when the overload state is reached, if the driving acceleration and final speed limit value of the bogie motor is less than the minimum value of the driving acceleration and final speed of the bogie motor, It is preferred that the overload condition automatically regulated non-contact power supply is characterized in that a failover function is performed by transmitting a stop operation command to the HFI controller.
또한, 상기 HFI 제어기는 상기 AC/AC 인버터의 출력전류 최소값이 내장되어 과부하 상태 도달시 상기 AC/AC 인버터의 출력전류 감소 제어값이 상기 출력전류 최소값 보다 작으면 작동 정지하여 페일오버 기능이 수행되게 하는 것을 특징으로 하는 과부하 상태 자동조절식 비접촉 전원장치로 되는 것이 바람직하다.In addition, the HFI controller has a built-in minimum output current value of the AC/AC inverter, and when an overload state is reached, if the output current reduction control value of the AC/AC inverter is less than the output current minimum value, it stops operating and performs a failover function. It is desirable to use an automatically regulated non-contact power supply in overload conditions.
상기한 본 발명에 의하여, 트랙의 HFI 고장에 의한 페일오버 중 과부하 또는 전기적으로 분리된 트랙에서 특정 트랙으로 대차가 몰려 해당 트랙의 HFI에 과부하가 발생되는 경우 각 대차에서 능동적으로 과부하를 해소시키는 과부하 상태 자동조절식 비접촉 전원장치를 제공하는 이점이 있다.According to the above-described present invention, when an overload occurs during failover due to HFI failure of a track or when trucks are concentrated on a specific track from an electrically separated track and the HFI of the track is overloaded, the overload is actively relieved in each bogie. There is an advantage in providing a state-adjustable non-contact power supply.
도 1은 본 발명의 구성도
도 2는 본 발명의 제어 블록도
도 3은 도 4의 제어 블록도에 의해 인버터 출력전력값에 따라 트랙 전류를 변동하는 일실시예의 제어블록도
도 4는 본 발명에서 트랙전류 지령값 생성기의 특성 그래프
도 5는 본 발명에서 구동부 가속도 제한값 생성기의 특성 그래프
도 6은 비접촉 전원장치에서 Fail-over system의 동작으로 인한 과부하 발생 예시도
도 7은 비접촉 전원장치에서 다수의 Vehicle이 하나의 Track cable에 집중되어 발생한 과부하 발생 예시도
도 8은 서로 다른 트랙으로 대차 이동시 트랙 케이블과 커플러 구조를 도시한 단면도1 is a configuration diagram of the present invention
Figure 2 is a control block diagram of the present invention
Figure 3 is a control block diagram of an embodiment of changing the track current according to the inverter output power value according to the control block diagram of Figure 4.
Figure 4 is a characteristic graph of the track current command value generator in the present invention.
Figure 5 is a characteristic graph of the driving unit acceleration limit value generator in the present invention.
Figure 6 is an example of overload occurring due to the operation of the fail-over system in a non-contact power supply.
Figure 7 is an example of overload occurring when multiple vehicles are concentrated on one track cable in a non-contact power supply.
Figure 8 is a cross-sectional view showing the track cable and coupler structure when moving the bogie to different tracks.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. The present invention will be reviewed below with reference to the drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technology or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. will be.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of the functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator, so the definitions should be made based on the content throughout the specification explaining the present invention.
이하의 도 1은 본 발명의 구성도이며, 도 2는 본 발명의 제어 블록도이며, 도 3은 도 4의 제어 블록도에 의해 인버터 출력전력값에 따라 트랙 전류를 변동하는 일실시예의 제어블록도이며, 도 4는 본 발명에서 트랙전류 지령값 생성기의 특성 그래프이며, 도 5는 본 발명에서 구동부 가속도 제한값 생성기의 특성 그래프이며, 도 6은 비접촉 전원장치에서 Fail-over system의 동작으로 인한 과부하 발생 예시도이며, 도 7은 비접촉 전원장치에서 다수의 Vehicle이 하나의 Track cable에 집중되어 발생한 과부하 발생 예시도이며, 도 8은 서로 다른 트랙으로 대차 이동시 트랙 케이블과 커플러 구조를 도시한 단면도이다.Figure 1 below is a configuration diagram of the present invention, Figure 2 is a control block diagram of the present invention, and Figure 3 is a control block diagram of an embodiment of changing the track current according to the inverter output power value according to the control block diagram of Figure 4. Figure 4 is a characteristic graph of the track current command value generator in the present invention, Figure 5 is a characteristic graph of the driving unit acceleration limit value generator in the present invention, and Figure 6 is an overload due to the operation of the fail-over system in the non-contact power supply. Figure 7 is an example of an overload occurring when multiple vehicles are concentrated on one track cable in a non-contact power supply, and Figure 8 is a cross-sectional view showing the structure of the track cable and coupler when the vehicle is moved to different tracks.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 크게 트랙(1); 트랙 케이블(20), HFI 제어기(11), AC/AC 인버터(12), 1차측 공진탱크(14)로 이루어진 HFI(10)(High Frequency Inverter); 대차(2); 커플러(30), 2차측 공진탱크(41), AC/DC 컨버터(42), DC/DC 컨버터(49) 및 레귤레이터 제어기(48)로 형성되는 레귤레이터(40); 모터 구동부(70); 모션 컨트롤러(50);를 포함하여 구성된다.As shown in the drawing, the present invention largely includes a track (1); HFI (10) (High Frequency Inverter) consisting of a track cable (20), HFI controller (11), AC/AC inverter (12), and primary side resonance tank (14); Bogie (2); A regulator 40 formed of a coupler 30, a secondary resonance tank 41, an AC/DC converter 42, a DC/DC converter 49, and a regulator controller 48; Motor driving unit 70; It is configured to include a motion controller 50.
본 발명은 트랙(1)을 주행하는 대차(2)에 전원을 전달하는 비접촉 전원장치로서, 상기 트랙 케이블은 트랙에 권선되는 전원을 공급한다.The present invention is a non-contact power supply device that transmits power to a bogie (2) running on a track (1), and the track cable supplies power wound on the track.
본 발명이 주로 공장 천장에 설치된 레일을 따라 FOUP(Front Opening Unified Pod)에 담긴 웨이퍼를 생산 공정별 제조 설비에 운반하는 OHT(Overhead Hoist Transfer)에 사용된다.The present invention is mainly used in OHT (Overhead Hoist Transfer), which transports wafers contained in FOUP (Front Opening Unified Pod) along rails installed on the factory ceiling to manufacturing facilities for each production process.
상기 OHT(Overhead Hoist Transfer)는 사람의 개입 없이 반도체 제작 공정 사이를 스스로 이동하는 장치로, 반도체 공정에서는 스마트팩토리 도입에 따라 널리 사용되고 있다.The OHT (Overhead Hoist Transfer) is a device that moves between semiconductor manufacturing processes on its own without human intervention, and is widely used in the semiconductor process with the introduction of smart factories.
상기 AC/AC 인버터(12)는 AC 전원이 입력되면 상기 HFI 제어기(11)의 제어에 따라 주파수 변환된 AC 전원을 출력시키는 회로부이며, 상기 1차측 공진탱크(14)를 통과하여 상기 트랙 케이블(20)로 전원을 공급하며, 이와 같은 장치는 HFI(10)(High Frequency Inverter)로 널리 알려져 있다.The AC/AC inverter 12 is a circuit unit that outputs frequency-converted AC power under the control of the HFI controller 11 when AC power is input, and passes through the primary side resonance tank 14 to transmit the track cable ( 20), and such a device is widely known as HFI (10) (High Frequency Inverter).
본 발명에서 상기 HFI 제어기(11)는 도 4에서 보여지는 바와 같이 상기 AC/AC 인버터(12)의 출력전류를 전달받아 과부하 상태에 도달되면, 상기 AC/AC 인버터(12)의 출력전류를 감소 제어시킨다.In the present invention, the HFI controller 11 receives the output current of the AC/AC inverter 12 as shown in FIG. 4 and reduces the output current of the AC/AC inverter 12 when an overload state is reached. Control it.
이를 위하여 본 발명의 HFI(10)에는 상기 AC/AC 인버터(12)의 출력전류를 측정하는 제1 전류센서(13), 상기 1차측 공진탱크(14)의 출력전류를 측정하는 제2 전류센서(15)가 포함되는 것이 바람직하다.For this purpose, the HFI (10) of the present invention includes a first current sensor (13) that measures the output current of the AC/AC inverter (12) and a second current sensor that measures the output current of the primary resonance tank (14). It is desirable that (15) is included.
상기 커플러(30)는 상기 대차(2)에 권선되어, 상기 트랙 케이블(20)로부터 전원을 공급받는다.The coupler 30 is wound around the bogie 2 and receives power from the track cable 20.
즉, 상기 트랙 케이블(20)과 상기 커플러(30)는 트랜스포머의 1차 권선과 2차 권선에 해당되는 것으로서, 비접촉 전원 공급장치를 구성한다.That is, the track cable 20 and the coupler 30 correspond to the primary and secondary windings of the transformer and constitute a non-contact power supply device.
상기 레귤레이터(40)는 상기 커플러(30)에 순차 연결되는 2차측 공진탱크(41), AC/DC 컨버터(42), DC/DC 컨버터(49) 및 상기 DC/DC 컨버터(49)의 입력전압 Vdc_in을 전달받아 출력전압을 제어시키는 레귤레이터 제어기(48)로 형성되며, 상기 커플러(30)로 입력되는 AC 전력를 모터 구동입력 DC 전력으로 변환하여 출력시킨다.The regulator 40 is a secondary side resonance tank 41, an AC/DC converter 42, a DC/DC converter 49, and the input voltage of the DC/DC converter 49, which are sequentially connected to the coupler 30. It is formed as a regulator controller 48 that receives Vdc_in and controls the output voltage, and converts the AC power input to the coupler 30 into DC power as a motor drive input and outputs it.
상기 모터 구동부(70)는 상기 레귤레이터(40)의 출력을 전달받아 대차모터를 가속시키고 최종속도를 유지시키면서 구동시키는 회로부이다.The motor driving unit 70 is a circuit unit that receives the output of the regulator 40, accelerates the bogie motor, and drives it while maintaining the final speed.
상기 모션 컨트롤러(50)는 상기 모터 구동부(70)에 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 지령값을 연산하여 전달시키는 회로부로서, 상기 레귤레이터 제어기(48)로 부터 DC/DC 컨버터(49)의 입력전압 Vdc_in을 전달받아 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 지령값을 연산한다.The motion controller 50 is a circuit unit that calculates and transmits the driving acceleration and final speed command value of the bogie motor to the motor driving unit 70, and calculates and transmits the input voltage of the DC/DC converter 49 from the regulator controller 48. Receives Vdc_in and calculates the driving acceleration and final speed command value of the bogie motor.
따라서, 상기 DC/DC 컨버터(49)의 입력전압 Vdc_in 또는 출력전압을 측정하는 전압센서(44, 46)를 포함하는 것이 바람직하다. Therefore, it is desirable to include voltage sensors 44 and 46 that measure the input voltage Vdc_in or the output voltage of the DC/DC converter 49.
상기한 바와 같이 상기 HFI 제어기(11)는 도 4에서 보여지는 바와 같이 상기 AC/AC 인버터(12)의 출력전류가 과부하 상태에 도달되면, 상기 AC/AC 인버터(12)의 출력전류를 감소 제어시키게 된다.As described above, the HFI controller 11 controls the output current of the AC/AC inverter 12 to decrease when the output current of the AC/AC inverter 12 reaches an overload state as shown in FIG. 4. It will be done.
따라서, 상기 AC/AC 인버터(12)의 출력전류 감소에 의해 상기 DC/DC 컨버터(49)의 입력전압 Vdc_in이 감소된다.Accordingly, the input voltage Vdc_in of the DC/DC converter 49 is reduced due to a decrease in the output current of the AC/AC inverter 12.
상기 모션 컨트롤러(50)는 상기 DC/DC 컨버터(49)의 입력전압 Vdc_in이 감소되면, 도 5에서 보여지는 바와 같이 이에 연동되는 상기 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 제한값을 연산하여 상기 모터 구동부(70)로 전달시킴으로써, 상기 HFI(10)가 과부하 상태 도달시, 상기 트랙(1)을 주행하는 복수 개의 대차 가속도와 최종 속도가 자동 감소제어되면서 과부하 상태를 해소시키게 된다.When the input voltage Vdc_in of the DC/DC converter 49 decreases, the motion controller 50 calculates the driving acceleration and final speed limit of the bogie motor linked thereto, as shown in FIG. 5, and operates the motor driver ( 70), when the HFI (10) reaches an overload state, the acceleration and final speed of a plurality of bogies traveling on the track (1) are automatically reduced and controlled to relieve the overload state.
이를 위하여 상기 모터 구동부는 대차모터의 현재 속도를 엔코더를 통해 전달받아 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 제한값을 피드백 연산한다.To this end, the motor driving unit receives the current speed of the bogie motor through an encoder and feedback calculates the driving acceleration of the bogie motor and the final speed limit value.
이와 같은 본 발명에 의하면, 트랙(1)에 복수 개의 대차(2)가 동시에 가속되어 일시적인 과부하게 발생되는 경우, 각 대차(2)가 가속도를 능동 제한 운전하게 되므로, 일시적인 과부하 상태를 해소시킨다.According to the present invention, when a plurality of bogies 2 accelerate simultaneously on the track 1 and a temporary overload occurs, each bogie 2 operates to actively limit acceleration, thereby resolving the temporary overload state.
상기 가속도의 제한은 최종속도로의 도달 시간을 일시적으로 늦추는 일시적 기능제한이 되므로, 대부분의 경우에서 각 대차는 정상적인 최종속도 도달시간을 가지는 정상운전을 할 수 있는 이점이 있다.Since the acceleration limit is a temporary functional limit that temporarily delays the time to reach the final speed, in most cases, each bogie has the advantage of being able to operate normally with a normal time to reach the final speed.
상기 모션 컨트롤러(50)에는 또한, 도 5에서 보여지는 바와 같이 상기 HFI가 정상부하 상태일 때의 b 구간과 같이 대차모터 구동 가속도와 최종 속도값이 내장되어 속도 제한되게 하고, 상기 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 제한값과 비교하는 비교기가 포함되어, a 구간에서는 두 값 중 작은 값을 상기 모터 구동부로 출력시키게 한다.As shown in FIG. 5, the motion controller 50 also has a built-in bogie motor driving acceleration and final speed value as in section b when the HFI is in a normal load state to limit the speed, and drives the bogie motor. A comparator is included to compare the acceleration and the final speed limit value, and in section a, the smaller of the two values is output to the motor drive unit.
또한, 상기 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도의 최소값이 내장되어 과부하 상태 도달시 상기 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 제한값이 상기 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도의 최소값 보다 작으면 상기 HFI 제어기에 작동 정지 명령을 전달하여 페일오버 기능이 수행되게 하는 것이 바람직하다.In addition, the minimum values of the driving acceleration and final speed of the bogie motor are built-in, and when the overload state is reached, if the driving acceleration and final speed limit value of the bogie motor is less than the minimum value of the driving acceleration and final speed of the bogie motor, the HFI controller is activated. It is desirable to transmit a stop command so that the failover function is performed.
종래기술방식의 경우, 트랙(1)의 과부하를 방지하기 위해 대차(2)의 속도를 전체적으로 제한하여 운전 상태를 유지하거나, 트랙(1) 내 진입하는 대차(2)의 수를 제한하여 운전하는데, 실제 필드에서 발생되는 과부하는 많은 수의 대차가 동시에 가속하는 경우에만 발생을 하므로 과부하가 발생하는 빈도가 높지 않다. In the case of the prior art method, in order to prevent overload of the track (1), the overall speed of the bogie (2) is limited to maintain the driving state, or the number of bogies (2) entering the track (1) is limited to operate. , Overload that occurs in the actual field only occurs when a large number of bogies accelerate simultaneously, so the frequency of overload occurrence is not high.
따라서, 본 발명과 같이 많은 수의 대차(2)가 동시에 가속되는 경우만 각 대차에서 가속도를 능동 제한할 수 있으면 종래기술방식과 달리 그 외의 대부분의 경우에는 정상적인 운전을 할 수 있는 이점이 있다.Therefore, as in the present invention, if the acceleration of each bogie can be actively limited only when a large number of bogies (2) are accelerated simultaneously, unlike the prior art method, there is an advantage in that normal operation can be performed in most other cases.
이하, 이에 대하여 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.Below, we will look at this in more detail.
도 1은 본 발명의 비접촉식 전원공급장치 구성도이다. 1 is a configuration diagram of a non-contact power supply device of the present invention.
HFI(10)는 트랙 케이블(20)에 전류를 공급하는 기능을 하는 시스템으로, 전력계통의 전압으로부터 고주파의 전압을 생성하는 AC/AC 인버터(12)와 비접촉 방식의 전력공급을 원활히 하기 위한 1차측 공진탱크(14), HFI 제어기(11)로 구성된다. HFI (10) is a system that functions to supply current to the track cable (20), and is used to facilitate non-contact power supply with the AC/AC inverter (12), which generates high-frequency voltage from the voltage of the power system. It consists of a vehicle side resonance tank (14) and an HFI controller (11).
대차(2)와 같이 이동하는 커플러(30)는 트랙 케이블(20)에 흐르는 전류로부터 레귤레이터(40)에 전력을 공급하게 된다. The coupler 30, which moves together with the bogie 2, supplies power to the regulator 40 from the current flowing in the track cable 20.
레귤레이터(40)는 커플러(30)으로부터 공급받은 전력을 직류전압으로 변경하여 대차의 모터 구동부(70)에 공급하는 역할을 한다. The regulator 40 serves to convert the power supplied from the coupler 30 into direct current voltage and supply it to the motor drive unit 70 of the bogie.
ESM(60)은 에너지 저장장치로 대차가 정지할 때 발생하는 에너지를 흡수하거나 레귤레이터(40)의 출력이 부족할 때 추가로 모터 구동부(70)에 전력을 공급하는 기능을 하며 시스템에 따라 생략될 수 있다. The ESM (60) is an energy storage device that absorbs energy generated when the cart stops or provides additional power to the motor drive unit (70) when the output of the regulator (40) is insufficient and may be omitted depending on the system. there is.
모션 컨트롤러(50)는 상위 시스템과 통신하여 대차에 운전 명령을 전달하게 된다. The motion controller 50 communicates with the higher-level system and delivers driving commands to the bogie.
본 발명의 제어 방식은 다음과 같다. The control method of the present invention is as follows.
HFI(10)가 트랙 케이블(20)에 일정 전류를 인가하면 DC/DC 컨버터의 입력 커패시터(43)에 걸리는 전압은 일정한 범위내에서 유지된다. When the HFI (10) applies a certain current to the track cable (20), the voltage applied to the input capacitor (43) of the DC/DC converter is maintained within a certain range.
DC/DC 컨버터(49)는 입력전압 Vdc_in을 모터 구동부(70)에 적절한 전압으로 변경하여 모터 구동부(70)에 공급한다. The DC/DC converter 49 changes the input voltage Vdc_in to a voltage appropriate for the motor driver 70 and supplies it to the motor driver 70.
이하, 도 2, 도 3과 함께 상세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, it will be examined in detail together with FIGS. 2 and 3.
도 2, 도 3은 본 발명의 각 제어블록에서 실행되는 제어 구성을 보여주는 블록도이다. Figures 2 and 3 are block diagrams showing the control configuration executed in each control block of the present invention.
HFI 제어 블록(100)은 트랙 케이블(20)에 흐르는 전류를 제어하는 기능을 하는 블록으로, 인버터 출력전력 연산기(101)는 검출된 인버터 출력 전류와 계산된 인버터 출력 전압을 이용하여 AC/AC 인버터(12)의 소비전력을 연산할 수 있다. The HFI control block 100 is a block that functions to control the current flowing in the track cable 20, and the inverter output power calculator 101 uses the detected inverter output current and calculated inverter output voltage to control the AC/AC inverter. The power consumption in (12) can be calculated.
트랙전류지령 생성기(102)는 이렇게 연산된 소비전력을 이용하여 트랙전류지령값을 생성한다. The track current command generator 102 generates a track current command value using the calculated power consumption.
도 3는 인버터 출력전력값에 따라 트랙 전류를 변동하는 일례를 보여주는 것으로서, 인버터 출력전력이 일정범위보다 커지면 트랙전류 지령치를 감소시킨다. Figure 3 shows an example of changing the track current according to the inverter output power value, and when the inverter output power becomes greater than a certain range, the track current command value is reduced.
트랙전류 지령치가 생성되면 트랙전류제어기(103)은 전류제어기 기능을 수행하고 PWM 신호를 HFI에 인가하여 트랙전류가 지령치에 수렴하도록 제어한다. When the track current command value is generated, the track current controller 103 performs a current controller function and applies a PWM signal to the HFI to control the track current to converge to the command value.
트랙 케이블(20)에 전류가 인가하면 이 전류크기에 비례하여 커플러(30)에 교류전압이 생성된다. When current is applied to the track cable 20, an alternating current voltage is generated in the coupler 30 in proportion to the size of the current.
이 교류전압은 AC/DC 컨버터를 통해 직류전압으로 변환되며, 전압센서를 통해 검출된 전압 신호는 레귤레이터 제어기(48)과 모션 컨트롤러(50)에 전달된다.This alternating current voltage is converted to direct current voltage through an AC/DC converter, and the voltage signal detected through the voltage sensor is transmitted to the regulator controller 48 and the motion controller 50.
레귤레이터 제어블록(200)은 입력전압 Vdc_in 전압이 생성되면 레귤레이터 starting sequence(201)를 통해 레귤레이터(40)를 동작시키고, 출력 전압을 일정하게 제어하는 전압제어기(203)를 수행시키는 것을 보여준다. The regulator control block 200 shows that when the input voltage Vdc_in voltage is generated, the regulator 40 is operated through the regulator starting sequence 201 and the voltage controller 203 that constantly controls the output voltage is performed.
모션 컨트롤러 제어블록(300)에서는 검출된 입력전압 Vdc_in 전압이 모션 컨트롤러(50)에 전달되고, 모터 구동부 가속도 제한치 생성기(301)는 입력전압 Vdc_in 전압 크기에 따라 가속도 제한치를 생성하는 것을 보여준다. In the motion controller control block 300, the detected input voltage Vdc_in voltage is transmitted to the motion controller 50, and the motor driver acceleration limit generator 301 generates an acceleration limit value according to the magnitude of the input voltage Vdc_in voltage.
도 4에서 보여지는 바와 같이 입력전압 Vdc_in 전압이 특정 범위보다 작아지면 가속도 제한치의 값이 작아진다. As shown in FIG. 4, when the input voltage Vdc_in voltage becomes smaller than a certain range, the acceleration limit value becomes smaller.
이렇게 생성된 가속도 제한치는 가속도 지령 명령값과 비교기(302)를 통해 두 값 중에 더 작은 값이 가속도 지령값이 된다. The acceleration limit value generated in this way is passed through the acceleration command command value and the comparator 302, and the smaller of the two values becomes the acceleration command value.
속도 제어기(303)는 모터 구동부(70)에서 전달된 엔코더 펄스를 이용하여 현재 속도를 계산하고, 가속도 지령값과 최종 속도 목표값을 이용하여 속도 프로파일을 생성하여 현재 속도가 이 속도 프로파일을 수렴하도록 속도 제어기(303)을 수행한다.The speed controller 303 calculates the current speed using the encoder pulse transmitted from the motor driver 70, creates a speed profile using the acceleration command value and the final speed target value, and allows the current speed to converge on this speed profile. Performs speed controller 303.
상기 가속도의 감소는 대차모터의 토크 감소를 의미하므로, 모터의 출력이 감소되게 된다. The decrease in acceleration means a decrease in torque of the bogie motor, so the output of the motor is reduced.
가속도가 감소되면 대차모터로 구동되는 대차가 목표속도에 도달하는 시간이 증가되게 되지만, 이를 통해 HFI(10)가 과부하로 정지하는 것을 방지할 수 있으며, 가속구간에 있는 대차의 수가 감소한다면 가속도 제한값을 정상값으로 다시 복귀되므로, 대차은 정상 운전된다. If the acceleration is reduced, the time for the bogie driven by the bogie motor to reach the target speed increases, but this can prevent the HFI (10) from stopping due to overload, and if the number of bogies in the acceleration section decreases, the acceleration limit value Since it returns back to the normal value, the bogie operates normally.
요약하면, HFI(10)에 과부하가 발생하면 도 4와 같이 HFI(10)의 트랙 케이블(20)에 흐르는 전류를 감소시키고, 이에 따라 레귤레이터(40)의 입력전압이 감소한다. In summary, when an overload occurs in the HFI (10), the current flowing through the track cable (20) of the HFI (10) is reduced as shown in FIG. 4, and the input voltage of the regulator (40) is reduced accordingly.
이 감소된 입력전압 Vdc_in을 이용하여 모터 구동부(70)의 출력을 감소시켜 HFI(10)의 출력을 감소시키며, 과부하 상황이 해제되면 시스템은 정상상태로 복귀된다.This reduced input voltage Vdc_in is used to reduce the output of the motor driver 70 to reduce the output of the HFI 10, and when the overload situation is resolved, the system returns to the normal state.
이상과 같이 본 발명은 트랙 전류값의 변경을 통한 DC/DC 컨버터 입력전압 Vdc_in의 조정을 통해 대차의 가속도를 제한하며, 이에 의해 HFI의 출력을 감소시키는 것을 특징으로 한다. As described above, the present invention is characterized in that the acceleration of the bogie is limited by adjusting the DC/DC converter input voltage Vdc_in by changing the track current value, thereby reducing the output of the HFI.
따라서 본 발명은, 도 6과 같이 대차의 수가 증가한 상황에서도 많은 대차가 동시에 가속되는 상황에서만 선별적으로 출력을 제한하며, 그렇지 않은 상황에서는 모든 대차가 정상적으로 가동되는 특징이 있다.Therefore, the present invention has the characteristic of selectively limiting output only in situations where many bogies accelerate simultaneously even when the number of bogies increases as shown in FIG. 6, and in other situations, all bogies operate normally.
또한 본 발명에 의하면, 도 7과 같이 특정 트랙에 일시적으로 대차가 몰리는 것을 방지하기 위해 한 트랙에서 운영 가능한 대차 수를 과도하게 제한할 필요가 없으므로 시스템의 운용 효율을 향상 시킬 수 있는 특징이 있다. In addition, according to the present invention, there is no need to excessively limit the number of bogies that can be operated on one track in order to prevent trucks from temporarily concentrating on a specific track as shown in FIG. 7, so there is a feature that can improve the operating efficiency of the system.
또한, HFI의 과부하 상태가 아닌, 대차가 트랙간 교차로를 지날 때 발생되는 DC/DC 컨버터 입력전압 Vdc_in 저하 상황에서도 자동으로 대차의 최대 가속도가 제한되어 대차가 정지하는 상황을 방지할 수 있는 효과도 있다. In addition, even in a situation where the DC/DC converter input voltage Vdc_in decreases, which occurs when the bogie passes an intersection between tracks, rather than an overload condition of the HFI, the maximum acceleration of the bogie is automatically limited, preventing the bogie from stopping. there is.
이에 대하여 도 8과 함께 살펴보면, 도 8은 트랙 케이블(20)과 커플러(30)가 에너지가 전달되는 구조를 보여주는 도면으로서, 정상적으로 트랙 케이블(20)이 커플러를 지나는 경우(a)와 교차로를 지날 때 1개 선의 트랙 케이블(20)만 커플러를 지나는 경우(b)를 보여준다. Regarding this, looking at it together with FIG. 8, FIG. 8 is a diagram showing the structure in which energy is transmitted between the track cable 20 and the coupler 30. The case (a) where the track cable 20 normally passes through the coupler and the case when it passes through the intersection (a) This shows a case (b) where only one track cable (20) passes through the coupler.
1개 선의 트랙 케이블만 커플러를 지나는 경우(b) 트랙 케이블(20)에 의해 생성된 자속은 반으로 줄어들고 따라서 커플러에 출력되는 전압도 반으로 줄어들게 된다. When only one track cable passes through the coupler (b), the magnetic flux generated by the track cable 20 is reduced by half, and thus the voltage output to the coupler is also reduced by half.
이런 경우 모터 구동부가 정상적인 출력을 소비하면 레귤레이터의 입력부 전압이 반으로 감소하였으므로 두배의 전류가 발생하여 과전류 에러가 발생할 수 있다. In this case, when the motor drive unit consumes normal output, the voltage at the input part of the regulator is reduced by half, so twice the current is generated, which may cause an overcurrent error.
본 발명의 모션 컨트롤러 제어블록(300)에 포함된 모터 구동부 가속도 제한치 생성기(301)는 레귤레이터의 입력 전압을 기준으로 가속도 지령값을 제한하므로 이런 과부하 에러를 방지할 수 있는 효과가 있다. The motor driver acceleration limit generator 301 included in the motion controller control block 300 of the present invention limits the acceleration command value based on the input voltage of the regulator, thereby preventing such overload errors.
따라서, 본 발명은 이런 동작을 위해 과부하가 발생하는 경우에만 선별적으로 대차의 가속도를 제한하는 알고리즘에 관한 것으로 가속도 제한치를 계산하여 통신으로 명령을 주는 방식이 아니라 전압 정보를 이용하여 자동으로 대차의 가속도를 제한하는 방식이다. Therefore, the present invention relates to an algorithm that selectively limits the acceleration of the bogie only when an overload occurs for this operation. Rather than calculating the acceleration limit value and giving a command through communication, the present invention automatically uses voltage information to control the acceleration of the bogie. This is a method of limiting acceleration.
이와 같은 본 발명의 방식은 순간적으로 발생하는 과부하를 통신시스템을 통해 일괄제한하는 종래기술방식의 기술적 한계를 극복하게 하는 이점이 있다.This method of the present invention has the advantage of overcoming the technical limitations of the prior art method of collectively limiting overload that occurs momentarily through a communication system.
이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.The drawings shown above for explanation of the present invention are one embodiment of the present invention, and as shown in the drawings, it can be seen that various types of combinations are possible to realize the gist of the present invention.
따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and as claimed in the following claims, anyone skilled in the art can make various changes without departing from the gist of the invention. It will be said that the technical spirit of the present invention exists to the extent possible.
1 : 트랙 2 : 대차
10 : HFI 11 : HFI 제어기
12 : AC/AC 인버터 13 : 제1 전류센서
14 : 1차측 공진탱크 15 : 제2 전류센서
20 : 트랙 케이블 30 : 커플러
40 : 레귤레이터 41 : 2차측 공진탱크
42 : AC/DC 컨버터 44, 46 : 전압센서
48 : 레귤레이터 제어기 49 : DC/DC 컨버터
50 : 모션 컨트롤러 60 : ESM
70 : 모터 구동부1: Track 2: Bogie
10: HFI 11: HFI controller
12: AC/AC inverter 13: 1st current sensor
14: Primary resonance tank 15: Second current sensor
20: track cable 30: coupler
40: Regulator 41: Secondary resonance tank
42: AC/DC converter 44, 46: voltage sensor
48: Regulator controller 49: DC/DC converter
50: Motion Controller 60: ESM
70: motor driving unit
Claims (5)
상기 트랙에 권선되는 트랙 케이블;
HFI 제어기, AC 전원이 입력되면 상기 HFI 제어기의 제어에 따라 주파수 변환된 AC 전원을 출력시키는 AC/AC 인버터, 상기 AC 컨버터의 출력을 전달받아 상기 트랙 케이블로 공진 주파수 출력을 전달시키는 1차측 공진탱크로 이루어진 HFI(High Frequency Inverter);
상기 대차에 권선되어, 상기 트랙 케이블로부터 전원을 공급받는 커플러(coupler);
상기 커플러에 순차 연결되는 2차측 공진탱크, AC/DC 컨버터, DC/DC 컨버터 및 상기 DC/DC 컨버터의 입력전압 Vdc_in을 전달받아 출력전압을 제어시키는 레귤레이터 제어기로 형성되어, 상기 커플러로 입력되는 AC 전력를 모터 구동입력 DC 전력으로 변환하여 출력시키는 레귤레이터(regulator);
상기 레귤레이터의 출력을 전달받아 대차모터를 가속시키고 최종속도를 유지시키면서 구동시키는 모터 구동부;
상기 모터 구동부에 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 지령값을 연산하여 전달시키는 모션 컨트롤러;를 포함하여 구성되어,
상기 HFI 제어기는 상기 AC/AC 인버터의 출력전류가 과부하 상태에 도달되면, 상기 AC/AC 인버터의 출력전류를 감소 제어시키고,
상기 모션 컨트롤러는 상기 AC/AC 인버터의 출력전류 감소에 의해 상기 DC/DC 컨버터의 입력전압 Vdc_in이 감소되면, 이에 연동되는 상기 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 제한값을 연산하여 상기 모터 구동부로 전달시킴으로써,
상기 HFI가 과부하 상태 도달시, 상기 트랙을 주행하는 복수 개의 대차 가속도와 최종 속도가 자동 감소제어되면서 과부하 상태를 해소시키는 것을 특징으로 하는 과부하 상태 자동조절식 비접촉 전원장치.It is a non-contact power device that transmits power to a bogie running on a track,
a track cable wound around the track;
HFI controller, AC/AC inverter that outputs frequency-converted AC power under the control of the HFI controller when AC power is input, primary side resonance tank that receives the output of the AC converter and transmits the resonance frequency output to the track cable HFI (High Frequency Inverter) consisting of;
A coupler wound around the bogie and supplied with power from the track cable;
It is formed with a secondary side resonance tank, an AC/DC converter, a DC/DC converter, and a regulator controller that receives the input voltage Vdc_in of the DC/DC converter and controls the output voltage, which are sequentially connected to the coupler, and is input to the coupler. A regulator that converts power into motor drive input DC power and outputs it;
a motor drive unit that receives the output of the regulator to accelerate the bogie motor and drive it while maintaining the final speed;
It is configured to include a motion controller that calculates and transmits the driving acceleration and final speed command value of the bogie motor to the motor driving unit,
The HFI controller controls the output current of the AC/AC inverter to decrease when the output current of the AC/AC inverter reaches an overload state,
When the input voltage Vdc_in of the DC/DC converter decreases due to a decrease in the output current of the AC/AC inverter, the motion controller calculates the driving acceleration and final speed limit value of the bogie motor linked thereto and transmits them to the motor driving unit. ,
When the HFI reaches an overload state, the acceleration and final speed of a plurality of bogies traveling on the track are automatically reduced and controlled to relieve the overload state.
상기 모터 구동부에서 현재 속도를 전달받아 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 제한값을 피드백 연산하는 것을 특징으로 하는 과부하 상태 자동조절식 비접촉 전원장치.The method of claim 1, wherein the motion controller
An automatically regulated non-contact power supply device in an overload state, characterized in that it receives the current speed from the motor drive unit and performs a feedback calculation on the driving acceleration of the bogie motor and the final speed limit value.
상기 HFI가 정상부하 상태일 때의 대차모터 구동 가속도와 최종 속도값이 내장되고,
상기 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 제한값과 비교하는 비교기가 포함되어,
두 값 중 작은 값을 상기 모터 구동부로 출력시키는 것을 특징으로 하는 과부하 상태 자동조절식 비접촉 전원장치.The method of claim 1, wherein the motion controller
The bogie motor driving acceleration and final speed values when the HFI is in a normal load state are built-in,
A comparator is included to compare the driving acceleration of the bogie motor with the final speed limit value,
An automatically regulated non-contact power supply device in an overload state, characterized in that the smaller of the two values is output to the motor drive unit.
상기 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도의 최소값이 내장되어
과부하 상태 도달시
상기 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도 제한값이 상기 대차모터의 구동 가속도와 최종 속도의 최소값 보다 작으면
상기 HFI 제어기에 작동 정지 명령을 전달하여 페일오버 기능이 수행되게 하는 것을 특징으로 하는 과부하 상태 자동조절식 비접촉 전원장치.The method of claim 1, wherein the motion controller
The minimum values of the driving acceleration and final speed of the bogie motor are built-in.
When overload condition is reached
If the driving acceleration and final speed limit value of the bogie motor is less than the minimum value of the driving acceleration and final speed of the bogie motor,
An automatically regulated non-contact power supply device in an overload state, characterized in that a failover function is performed by transmitting a stop operation command to the HFI controller.
상기 AC/AC 인버터의 출력전류 최소값이 내장되어
과부하 상태 도달시 상기 AC/AC 인버터의 출력전류 감소 제어값이 상기 출력전류 최소값 보다 작으면
작동 정지하여 페일오버 기능이 수행되게 하는 것을 특징으로 하는 과부하 상태 자동조절식 비접촉 전원장치.The method of claim 1, wherein the HFI controller
The minimum output current of the AC/AC inverter is built-in.
When an overload condition is reached, if the output current reduction control value of the AC/AC inverter is less than the minimum output current value,
An overload condition automatically regulated non-contact power supply, characterized in that it stops operating and performs a failover function.
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