KR0160553B1 - Permanentmagnet type generator's voltage regulator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전압조정뿐만 아니라, 비정상동작시(예컨대, 과전압이나 과전류 발생시)에도 발전기와 조정기를 보호할 수 있는 영구자석형 발전기의 전압조정 기를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a voltage regulator of a permanent magnet generator capable of protecting a generator and a regulator even in abnormal operation (for example, during overvoltage or overcurrent).
이를 위해 본 발명은 고정자(111,112,113)와 회전자(114) 및, 상기 고정자의 각상에 연결된 다이리스터(115~117)와 다이오드(121~123)로 이루어진 정류부를 갖춘 영구자석형 발전기에 있어서, 상기 다이리스터(115~117)의 각 제어전극에 접속되어 배터리(BAT)의 전압을 검출하여 조정하려는 전압을 기준으로하여 이들 다이리스터(115~117)의 게이트를 제어하는 게이트 제어수단(201)과, 상기, 배터리(BAT)로부터의 전압을 전원전압(Vcc)으로 변환하여 각 전자소자에 공급하는 전압변환수단(204), 상기 발전기와 상기 배터리(BAT) 사이에 접속된 저항수단(206), 상기 저항수단(206)의 일단과 상기 배터리(BAT) 사이에 접속된 스위치수단(205) 및 4개의 과전류 및 과전압 경보기(202a~202d)를 갖추고서, 상기 배터리(BAT)에서의 과전압을 검출하고, 상기 저항수단(206)을 이용하여 과전류를 검출하여 게이트 제어수단(201)을 제어하기 위한 제어신호를 송출함과 더불어 이상동작을 알리며, 상기 스위치수단(205)을 차단하는 경보수단(202)을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.To this end, the present invention, in the permanent magnet generator having a stator (111, 112, 113) and the rotor 114, and a rectifier consisting of the thyristors (115 ~ 117) and diodes (121 ~ 123) connected to each of the stator Gate control means 201 connected to the respective control electrodes of the thyristors 115 to 117 to control the gates of the thyristors 115 to 117 based on the voltage to be detected and adjusted by the voltage of the battery BAT; A voltage converting means 204 for converting the voltage from the battery BAT into a power supply voltage Vcc and supplying it to each electronic element, resistance means 206 connected between the generator and the battery BAT, Equipped with a switch means 205 connected between one end of the resistance means 206 and the battery BAT and four overcurrent and overvoltage alarms 202a to 202d to detect an overvoltage in the battery BAT and By using the resistance means 206, the overcurrent is detected To inform the unusual operation, with also a control signal transmission control means for controlling the gate 201, is characterized in that having been made in the alarm means 202 to block the switch means (205).
Description
제1도는 종래기술에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기를 나타낸 블록구성도.1 is a block diagram showing a voltage regulator of a permanent magnet generator according to the prior art.
제2도는 본 발명에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기의 전체적인 블록구성도.2 is a block diagram of the overall voltage regulator of the permanent magnet generator according to the present invention.
제3도는 제2도의 경보부의 개략구성 및 제어상황을 나타낸 도면.3 is a diagram showing a schematic configuration and control situation of the alarm unit of FIG.
제4도는 제2도의 전압조정기의 2차경보시의 구현 회로도이다.4 is a circuit diagram of the second alarm of the voltage regulator of FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
100 : 발전기 110 : 영구자석100: generator 110: permanent magnet
111, 112, 113 : 고정자 114 : 회전자111, 112, 113: stator 114: rotor
115, 116, 117 : 다이리스터 121, 122, 123 : 다이오드115, 116, 117: Thyristor 121, 122, 123: Diode
200 : 전압조정기 201 : 게이트 제어수단200: voltage regulator 201: gate control means
202 : 경보부 202a : 1차 과전압 경보기202: alarm unit 202a: primary overvoltage alarm
202b : 2차 과전압 경보기 202c : 1차 과전류 경보기202b: secondary overvoltage alarm 202c: primary overcurrent alarm
202d : 2차 과전류 경보기 203 : 경보램프/부져202d: Secondary overcurrent alarm 203: Alarm lamp / buzzer
204 : DC/DC컨버터 205 : 수위치수단204: DC / DC converter 205: male position means
206 : 션트저항 207 : 부하206: shunt resistor 207: load
BAT : 배터리BAT: Battery
본 발명은 영구자석형 발전기의 전압조정기에 관한 것으로, 특히 전압조정뿐만 아니라 비정상작동시(예컨대, 과전압이나 과전류 발생시)에 발전기와 조정기를 보호하는데 적당하도록 한 영구자석형 발전기의 전압조정기에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage regulator of a permanent magnet generator, and more particularly, to a voltage regulator of a permanent magnet generator that is suitable for protecting the generator and the regulator during abnormal operation (for example, in the event of overvoltage or overcurrent) as well as voltage regulation. .
제1도는 종래 기술에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기를 나타낸 것이다. 제1도에 나타낸 영구자석형 발전기의 전압조정기는, 회전자(14)와 고정자(11,12,13)를 지닌 교류발전기용의 영구자석형 전압조정기로서, 제어가능한 정류부(다이리스터(15∼17))를 포함하고 있다. 이를 다이리스터(15∼17)의 제어전극(18∼20)은 제어 캐패시터(C)를 매개로 제어 트랜지스터(T)의 콜렉터에 접속되고, 또 제어 캐패시터(C)는 제어 트랜지스터(T)의 부하저항(29)에도 접속된다. 제어 트랜지스터(T)는 멀티바이브레이트(MV)의 발진에 응답하여 제어되고, 멀티바이브레이터(MV)의 동작은 정류부에 의해 전달된 DC전압에 의존한다.1 shows a voltage regulator of a permanent magnet generator according to the prior art. The voltage regulator of the permanent magnet generator shown in FIG. 1 is a permanent magnet voltage regulator for an alternator having a rotor 14 and stators 11, 12, and 13, and is controllable. 17)). The control electrodes 18-20 of the thyristors 15-17 are connected to the collector of the control transistor T via the control capacitor C, and the control capacitor C is loaded with the control transistor T. It is also connected to the resistor 29. The control transistor T is controlled in response to the oscillation of the multivibration MV, and the operation of the multivibrator MV depends on the DC voltage delivered by the rectifier.
상기의 구성으로 된 종래기술에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기는, 발전전압이 제너 다이오드(Z)를 도통시키는가 못시키는가에 따라 멀티바이브레이터(MV), 제어 트랜지스터(T), 제어 캐패시터(C), 다이오드(21∼23) 및 부하저항(29)의 적절한 동작으로 정류부의 다이리스터(15∼17)의 게이트를 제어하여 그들을 온/오프시킴으로써 전압조정을 하도록 되어 있다.The voltage regulator of the permanent magnet generator according to the related art having the above-described structure may include a multivibrator (MV), a control transistor (T), and a control capacitor (C) depending on whether or not the generation voltage conducts the zener diode (Z). By controlling the diodes 21 to 23 and the load resistors 29, the voltage is controlled by controlling the gates of the rectifiers' thyristors 15 to 17 and turning them on and off.
그렇지만 상술한 바와 같은 종래기술에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the voltage regulator of the permanent magnet generator according to the prior art as described above has the following problems.
즉, 첫 번째로, 고전압 조정을 하는 경우에 있어서, 다이오드나 트랜지스터 등의 소자선택이 어렵다.That is, first, in the case of high voltage adjustment, it is difficult to select elements such as diodes and transistors.
두 번째로, 과전압이나 과전류에 대한 보호장치가 없어서 비정상동작시(즉, 과전압이나 과전류 발생시)에 전압조정기가 파손되거나, 발전기에 과부하가 걸려 발전기의 수명이 단축될 염려가 있다.Second, since there is no protection against overvoltage or overcurrent, the voltage regulator may be damaged during abnormal operation (i.e., when overvoltage or overcurrent occurs), or the generator may be overloaded, which may shorten the life of the generator.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전압조정뿐만 아니라 비정상동작시(예컨대, 과전압이나 과전류 발생시)에도 발전기와 조정기를 보호할 수 있는 영구자석형 발전기의 전압조정기를 제공하는데 그 목적이 잇다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems described above, and provides a voltage regulator of the permanent magnet generator that can protect the generator and the regulator not only in the voltage adjustment but also in abnormal operation (for example, in the event of overvoltage or overcurrent). The purpose is to.
상기한 목적을 달성하기 위해 제1발명에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기는 고정자와, 회전자 및 상기 고정자의 각 상에 연결된 다이리스터와 다이오드로 이루어진 정류부를 갖춘 영구자석형 발전기에 있어서, 상기 다이리스터의 각 제어전극에 접속되어 배터리의 전압을 검출하여 조정하려는 전압을 기준으로 하여 이들 다이리스터의 게이트를 제어하는 게이트 제어수단과, 상기 배터리로부터의 전압을 전원전압으로 변환하여 각 전자소자에 공급하는 전압변환수단, 상기 발전기와 상기 배터리 사이에 접속된 저항수단, 상기 저항수단의 일단과 상기 배터리 사이에 접속된 스위치수단 및 4개의 과전류 및 과전압 경보기를 갖추고서, 상기 배터리에서의 과전압을 검출하고, 상기 저항수단을 이용하여 과전류를 검출하여 게이트 제어수단을 제어하기 위한 제어신호를 송출함과 더불어 이상동작을 알리며, 상기 스위치수단을 차단하는 경보수단을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the voltage regulator of the permanent magnet generator according to the first invention of the permanent magnet generator having a stator, a rotor and a rectifier consisting of a diode and a diode and a thyristor connected to each phase of the stator, Gate control means connected to the respective control electrodes of the thyristors to control the gates of these thyristors based on the voltages to be detected and adjusted, and converting the voltages from the batteries into power supply voltages for each electronic element. A voltage conversion means for supplying, resistance means connected between the generator and the battery, switch means connected between one end of the resistance means and the battery, and four overcurrent and overvoltage alarms to detect the overvoltage in the battery And controlling the gate control means by detecting an overcurrent using the resistance means. In addition to transmitting a control signal for the purpose of notifying the abnormal operation, it characterized in that the alarm means for blocking the switch means.
또, 제2발명에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기는 상기 제1발명에 있어서, 상기 경보수단에 접속되어 이상동작을 알리는 경보램프 또는 부져를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the voltage regulator of the permanent magnet generator according to the second invention, in the first invention, characterized in that it further comprises an alarm lamp or a buzzer connected to the alarm means to inform the abnormal operation.
더욱이, 제3발명에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기는 상기 제1발명 또는 제2발명에 있어서, 과전압, 과전류 경보를 1차와 2차로 나누고, 1차에서는 상기 게이트 제어수단을 통해 다이리스터를 제어하여 다시 전압조정을 하게 함과 더불어 이상동작을 경보하고, 2차에서는 상기 스위치수단을 차단하여 상기 발전기와 배터리사이를 기계적으로 단선시키도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the voltage regulator of the permanent magnet generator according to the third invention divides the overvoltage and overcurrent alarms into primary and secondary in the first or second invention, and in the first, the thyristor is divided through the gate control means. In addition to controlling the voltage again and alarming the abnormal operation, and in the secondary is characterized in that the mechanical disconnection between the generator and the battery by blocking the switch means.
이하에서는, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating an embodiment of the present invention in detail.
제2도는 본 발명에 따른 영구자석형 발전기의 전압조정기를 나타낸 전체적인 블록구성도이고, 제3도는 제2도의 경보부의 개략구성 및 제어상황을 나타낸 도면이다.2 is an overall block diagram showing the voltage regulator of the permanent magnet generator according to the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration and control of the alarm unit of FIG.
본 발명은 제2도에 나타낸 바와 같이, 주(主)로서 교류발전기(100)와 전압조정기(200)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the present invention mainly comprises an alternator 100 and a voltage regulator 200. As shown in FIG.
교류발전기(100)는 고정자(111,112,113)와, 회전자(114) 및 상기 고정자의 각 상에 연결된 다이리스터(115∼117)와 다이오드(121∼123)로 이루어진 정류부를 포함하고 있다.The alternator 100 includes stators 111, 112, and 113, a rotor 114, and a rectifier including die thyristors 115 to 117 and diodes 121 to 123 connected to respective phases of the stator.
또, 전압조정기(200)는 상기 교류발전기(100)의 다이리스터(115∼117)의 각 제어전극에 접속되어 배터리(BAT)의 전압을 검출하여 조정하려는 전압을 기준으로 하여 이들 다이리스터(115∼117)의 게이트를 제어하는 게이트 제어부(201)와, 상기 배터리(BAT)로부터의 전압을 전원전압(Vcc)으로 변환하여 각 전자소자에 공급하는 DC/DC 컨버터(204), 상기 발전기(100)와 상기 배터리(BAT) 사이에 접속된 션트저항(206), 상기 션트저항(206)의 일단과 상기 배터리(BAT) 사이에 접속된 스위치수단(205), 4개의 과전류 및 과전압 경보기(202a∼202d)를 갖추고서, 상기 배터리(BAT)에서의 과전압을 검출하고, 상기 션트저항(206)을 이용하여 과전류를 검출하여 게이트 제어부(201)를 제어하기 위한 제어신호를 송출함과 더불어 이상동작을 알리며, 상기 스위치수단(205)을 차단하는 경보부(202) 및 상기 경보부(202)에 접속되어 이상동작을 알리는 경보램프 또는 부져(203)를 포함하고 있다.In addition, the voltage regulator 200 is connected to each control electrode of the thyristors 115 to 117 of the alternator 100 and detects and adjusts the voltage of the battery BAT based on the voltages to be adjusted. A gate control unit 201 for controlling the gates of ˜117, a DC / DC converter 204 for converting a voltage from the battery BAT into a power supply voltage Vcc, and supplying the same to each electronic device, and the generator 100. ) And a shunt resistor 206 connected between the battery BAT, a switch means 205 connected between one end of the shunt resistor 206 and the battery BAT, four overcurrent and overvoltage alarms 202a through. 202d, detects an overvoltage in the battery BAT, detects an overcurrent using the shunt resistor 206, sends a control signal for controlling the gate controller 201, and performs abnormal operation. An alarm unit 202 for notifying and blocking the switch means 205; An alarm lamp or a buzzer 203 connected to the alarm unit 202 to notify of abnormal operation is included.
상기의 구성으로 된 본 발명은, 제2도에 나타낸 바와 같이 영구자석형 발전기의 전압조정뿐만 아니라 고전압조정시에도 각종 전자소자의 선택에 어려움이 없도록 DC/DC 컨버터(204)를 사용하여 각종의 전자소자가 동작하기 적당한 전압으로 만들어 줌으로써, 전압조정기의 비정상동작으로 인한 과전류나 과전압 발생시에도 전압조정기와 발전기를 보호할 수 있다.According to the present invention having the above structure, as shown in FIG. 2, the DC / DC converter 204 is used to make it possible to select not only various voltages of the permanent magnet generator, but also high voltages. By making the voltage suitable for the electronic device to operate, it is possible to protect the voltage regulator and the generator even in the event of overcurrent or overvoltage caused by abnormal operation of the voltage regulator.
다시 제2도를 참조하면, 배터리(BAT)의 전압을 DC/DC 컨버터(204)가 전자소자가 동작하기 적당한 전압으로 변환한다.Referring back to FIG. 2, the voltage of the battery BAT is converted by the DC / DC converter 204 into a voltage suitable for the electronic device to operate.
게이트 제어부(201)는 배터리(BAT)의 전압을 검출하여 조정하려는 전압을 기준으로 하여 다이리스터에 게이트신호를 인가 또는 인가하지 않음으로써 발전전압을 소망하는 전압으로 조정한다.The gate controller 201 adjusts the generated voltage to a desired voltage by applying or not applying a gate signal to the thyristor based on the voltage to be detected and adjusted based on the voltage of the battery BAT.
경보부(202)에서는 배터리(BAT)에서의 과전압을 검출하고, 발전기와 배터리 사이의 션트저항(206)을 이용하여 과전류를 검출하여 다이리스터의 게이트를 제어하는 게이트 제어수단(201)을 제어하기 위한 제어신호를 송출함과 더불어 경보램프 또는 부져(203)를 통해 이상동작을 알리며, 또한 발전기와 배터리 사이의 스위치수단(205)를 차단한다.The alarm unit 202 detects the overvoltage in the battery BAT, and detects the overcurrent using the shunt resistor 206 between the generator and the battery to control the gate control means 201 for controlling the gate of the thyristor. In addition to sending out a control signal to inform the abnormal operation through the alarm lamp or buzzer 203, and also cuts off the switch means 205 between the generator and the battery.
다음에는 제3도를 참조하면서 비정상동작시의 처리방법에 대해 설명한다.Next, a processing method in abnormal operation will be described with reference to FIG.
본 발명에 있어서는, 비정상동작시의 처리방법은 과전압과 과전류를 1차, 2차 경보로 나누었다. 1차 경보시는 게이트 제어부(201)를 통한 다이리스터(115∼117)의 게이트 제어와 경보램프 및 부져(203)를 통해 경보하며, 2차 경보시는 발전기와 배터리 사이의 접속을 기계적으로 끊어 버림으로써, 발전기가 무리한 상태 즉 과부하상태로 되지 않도록 보호한다. 한편, 이 도면에서 참조부호 202a∼202d는 1차, 2차 과전류 및 과전압 경보기를 나타내고 있다.In the present invention, the processing method in abnormal operation divides the overvoltage and the overcurrent into the primary and secondary alarms. In the first alarm, the gate control of the thyristors 115 to 117 through the gate control unit 201 and the alarm lamp and the buzzer 203 are alarmed. In the second alarm, the connection between the generator and the battery is mechanically disconnected. By throwing away, the generator is protected from overload, that is, overload. In this figure, reference numerals 202a to 202d denote primary, secondary overcurrent, and overvoltage alarms.
제4도는 제2도의 전압조정기의 2차경보시의 구현 회로도이다. 이 제4도에 나타낸 2차경보시의 구현 회로도를 참조하여 과전압과 과전류의 2차 경보시에는 발전기와 배터리 사이를 기계적으로 단선시켜 주어야 한다.4 is a circuit diagram of the second alarm of the voltage regulator of FIG. Referring to the implementation circuit diagram of the secondary alarm shown in FIG. 4, the secondary alarm of overvoltage and overcurrent should be mechanically disconnected between the generator and the battery.
즉, 2차 과전압, 과전류가 되면, 2차 신호(하이)가 C1과 R1 사이의 노드에 입력되어 Q1을 온시키고 Q2를 오프시켜 전자스위치(magnetic contactor)를 개방하여 발전기와 배터리 사이를 단선시킨다. 이때, 2차 신호는 로우상태로 되어 Q1을 오프시키고 Q2를 온시키는 반복동작을 일으키는 문제가 발생하지만, 본 발명에서는 이러한 문제를 방지하기 위해 주요하게 C1, R1과 C2, R3를 이용하여 RC시정수를 크게 설정하여 지연을 주었다.That is, when the secondary overvoltage and overcurrent occur, the secondary signal (high) is input to the node between C1 and R1 to turn on Q1 and turn off Q2 to open a magnetic contactor to disconnect the generator and the battery. . At this time, the secondary signal goes low to cause a repetitive operation of turning off Q1 and turning on Q2. However, in the present invention, RC correction is mainly performed using C1, R1, C2, and R3 to prevent such a problem. A large number was set for the delay.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 영구자석형 발전기의 전압조정기에 의하면, 발전전압을 DC/DC컨버터를 사용하여 각종 전자소자의 동작에 적당한 전압으로 만들어 줌으로써, 전압조정뿐만 아니라 비정상동작시(예컨대, 과전압이나 과전류 발생시)에도 발전기와 조정기를 보호할 수 있게 된다.As described above, according to the voltage regulator of the permanent magnet generator of the present invention, by using the DC / DC converter to make the voltage suitable for the operation of various electronic devices, not only voltage adjustment but also abnormal operation (for example, overvoltage Generators and regulators can be protected.
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| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20040809 Year of fee payment: 7 |
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