KR102326348B1 - System for Controlling Output Voltage of Multi Phase Controlled Rectifier - Google Patents

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Abstract

위상제어정류기 별로 점호각을 각각 산출함으로써, 각 위상제어기의 출력전압을 개별제어 할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템은, n개의 위상제어정류기를 이용하여 3상의 교류전압을 부하측 직류전압으로 변환하여 출력하는 전력변환장치; 각 위상제어정류기의 출력전압 지령치 및 해당 위상제어정류기로 입력되는 3상 교류전압을 기초로 각 위상제어정류기 별로 점호각을 산출하는 n개의 점호각 제어기; 및 각 위상제어정류기 별로 산출된 점호각을 기초로 해당 위상제어정류기의 스위칭 동작을 제어하기 위한 스위칭 신호를 생성하는 n개의 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The output voltage control system of a multi-phase controlled rectifier according to an aspect of the present invention, which can individually control the output voltage of each phase controller by calculating the firing angle for each phase controlled rectifier, uses 3 phase controlled rectifiers a power converter for converting the AC voltage of the phase into a DC voltage on the load side and outputting it; n firing angle controllers for calculating a firing angle for each phase control rectifier based on the output voltage command value of each phase control rectifier and the three-phase AC voltage input to the corresponding phase control rectifier; and n driving units for generating a switching signal for controlling the switching operation of the corresponding phase-controlled rectifier based on the firing angle calculated for each phase-controlled rectifier.

Description

멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템{System for Controlling Output Voltage of Multi Phase Controlled Rectifier}System for Controlling Output Voltage of Multi Phase Controlled Rectifier

본 발명은 위상정류제어기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 멀티 위상정류제어기의 출력전압 제어에 관한 것이다.The present invention relates to a phase rectification controller, and more particularly, to an output voltage control of a multi-phase rectification controller.

위상제어정류기(Phase Controlled Rectifier)는 교류를 직류로 변환하는 전력변환장치로 이용된다. 특히, 최근에는 수 MW 이상의 대용량 전원장치를 구성하기 위해 2개 이상의 위상 제어 정류기를 이용하는 방법이 제안된 바 있다. 예컨대, 제철소의 DC전동기나 유도 가열로, 핵융합용 초전도자석, 플라즈마 발생장치, 또는 가열장치 등과 같이 대전류 또는 고전압을 필요로 하는 대용량 부하를 위해 2개 이상의 위상 제어 정류기를 포함하는 대용량 전원장치가 제안된 바 있다.A phase controlled rectifier is used as a power converter that converts alternating current to direct current. In particular, recently, a method of using two or more phase-controlled rectifiers to construct a large-capacity power supply of several MW or more has been proposed. For example, a large-capacity power supply including two or more phase-controlled rectifiers is proposed for large-capacity loads that require large currents or high voltages, such as DC motors or induction furnaces in steel mills, superconducting magnets for nuclear fusion, plasma generators, or heating devices. has been

도 1에 2개의 위상제어정류기를 포함하는 전원장치의 일 예가 도시되어 있다. 제1 변압기(110a)는 계통(150)에서 공급되는 3상의 계통전압을 와이-델타 결선(Y//△)에 따라 3상의 교류전압으로 변환하여 제1 위상제어정류기(120a)로 공급한다. 제2 변압기(110b)는 계통(150)에서 공급되는 3상의 계통전압을 와이-와이 결선(Y//Y)에 따라 3상의 교류전압으로 변환하여 제2 위상제어정류기(120b)로 공급한다.1 shows an example of a power supply including two phase-controlled rectifiers. The first transformer 110a converts the three-phase grid voltage supplied from the grid 150 into a three-phase AC voltage according to the Y-delta connection (Y//Δ) and supplies it to the first phase-controlled rectifier 120a. The second transformer 110b converts the three-phase grid voltage supplied from the grid 150 into a three-phase AC voltage according to the Y-Y connection (Y//Y) and supplies it to the second phase-controlled rectifier 120b.

제1 위상제어정류기(120a)는 제1 변압기(110a)에서 공급되는 3상 교류전압을 직류전압으로 변환한다. 제2 위상제어정류기(120b)는 제2 변압기(110b)에서 공급되는 3상 교류전압을 직류전압으로 변환한다. 제어기(130)는 부하(L)의 출력전압(Vo) 및 제1 변압기(110a)의 2차측인 3상 교류전압을 기초로 제1 및 제2 위상제어정류기(120a, 120b)의 점호각(α)을 결정하고, 제1 및 제2 구동유닛(140a, 140b)은 결정된 점호각(α)을 기초로 제1 및 제2 위상제어정류기(120a, 120b)의 구동을 위한 제1 및 제2 스위칭 신호(S1~S6)를 생성한다.The first phase-controlled rectifier 120a converts the three-phase AC voltage supplied from the first transformer 110a into a DC voltage. The second phase controlled rectifier 120b converts the three-phase AC voltage supplied from the second transformer 110b into a DC voltage. The controller 130 controls the firing angles ( α) is determined, and the first and second driving units 140a and 140b are first and second for driving the first and second phase controlled rectifiers 120a and 120b based on the determined firing angle α. The switching signals S1 to S6 are generated.

상술한 종래기술에 따른 전원장치의 경우, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 각 위상제어정류기(120a, 120b)가 위상차는 존재하지만 동일한 크기를 갖는 출력전압(VΔd,VYd)을 발생시킬 수 있어야, 도 2c에 도시된 바와 같이 부하(L)측에서 이상적인 출력전압(VO)이 출력될 수 있다.In the case of the power supply device according to the prior art described above, as shown in FIGS. 2A and 2B , each of the phase control rectifiers 120a and 120b generates an output voltage (V Δd , V Yd ) having the same magnitude although a phase difference exists. As shown in FIG. 2c , the ideal output voltage V O can be output from the load L side.

하지만, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 와이-델타 결선(Y//△)된 제1 변압기(110a)의 권선비의 오차에 의해 제1 변압기(110a)의 2차측 교류전압 크기가 정상상태보다 ΔdAC 만큼 낮아진 경우에도, 제1 위상제어정류기(120a)의 출력전압(VΔd)과 제2 위상제어정류기(120b)의 출력전압(VYd)은 동일한 점호각에 의해 제어되므로, 제1 위상제어정류기(120a)의 출력전압(VΔd)은 ΔdDC 만큼 낮아질 수 밖에 없어 제1 및 제2 위상제어정류기(120a, 120b)의 출력단에서 출력전압 불평형이 발생될 수 밖에 없다.However, as shown in FIGS. 3A and 3B , the magnitude of the secondary-side AC voltage of the first transformer 110a is normal due to an error in the turns ratio of the wye-delta-connected (Y//Δ) first transformer 110a. Even when it is lowered by Δd AC than the state , the output voltage V Δd of the first phase controlled rectifier 120a and the output voltage V Yd of the second phase controlled rectifier 120b are controlled by the same firing angle, The output voltage V Δd of the first phase-controlled rectifier 120a is inevitably lowered by Δd DC, so that an output voltage imbalance is inevitable at the output terminals of the first and second phase-controlled rectifiers 120a and 120b.

이로 인해 상대적으로 높은 전압을 출력하는 위상제어정류기의 전기적 스트레스에 의한 전력손실이 증가하게 되고, 도 3c에도시된 바와 같이 부하측의 출력전압(VO)에 리플(ΔVDC)이 발생하게 되어 고조파 노이즈 발생이 증가하게 되며, 제어성능이 저하된다는 문제점이 있다.Due to this, power loss due to electrical stress of the phase-controlled rectifier outputting a relatively high voltage increases, and as shown in FIG. 3c , a ripple (ΔV DC ) is generated in the output voltage (VO ) of the load side, resulting in harmonics There is a problem in that the generation of noise increases and the control performance is deteriorated.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 위상제어정류기 별로 점호각을 각각 산출함으로써, 각 위상제어기의 출력전압을 개별제어 할 수 있는 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템을 제공하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.The present invention is to solve the above-described problem, and by calculating the firing angle for each phase-controlled rectifier, it is to provide an output voltage control system of a multi-phase controlled rectifier that can individually control the output voltage of each phase controller. characterized.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템은, n개의 위상제어정류기를 이용하여 3상의 교류전압을 부하측 직류전압으로 변환하여 출력하는 전력변환장치; 각 위상제어정류기의 출력전압 지령치 및 해당 위상제어정류기로 입력되는 3상 교류전압을 기초로 각 위상제어정류기 별로 점호각을 산출하는 n개의 점호각 제어기; 및 각 위상제어정류기 별로 산출된 점호각을 기초로 해당 위상제어정류기의 스위칭 동작을 제어하기 위한 스위칭 신호를 생성하는 n개의 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the output voltage control system of a multi-phase controlled rectifier includes: a power conversion device for converting a three-phase AC voltage into a load-side DC voltage and outputting it by using n phase-controlled rectifiers; n firing angle controllers for calculating a firing angle for each phase control rectifier based on the output voltage command value of each phase control rectifier and the three-phase AC voltage input to the corresponding phase control rectifier; and n driving units for generating a switching signal for controlling the switching operation of the corresponding phase-controlled rectifier based on the firing angle calculated for each phase-controlled rectifier.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 각 위상제어정류기로 입력되는 3상 교류전압의 위상을 반영하여 각 위상제어정류기의 점호각을 각각 산출하기 때문에, 입력측 교류전원의 크기와 위상 편차가 불평형한 환경에서도, 각 위상제어정류기의 출력전압과 전력을 균등하게 제어할 수 있다는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, since the firing angle of each phase-controlled rectifier is calculated by reflecting the phase of the three-phase AC voltage input to each phase-controlled rectifier, the size and phase deviation of the input-side AC power source are unbalanced. Also, there is an effect that the output voltage and power of each phase-controlled rectifier can be uniformly controlled.

또한, 본 발명에 따르면 위상제어정류기의 출력전압 개별제어를 통해 각 위상제어정류기의 출력전압과 전력을 균등하게 할 수 있어, 각 위상제어정류기의 출력전압 불평형으로 인한 특정 위상제어정류기의 전력손실, 전기적 스트레스, 및 발열문제를 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to equalize the output voltage and power of each phase-controlled rectifier through individual control of the output voltage of the phase-controlled rectifier. There is an effect that it is possible to reduce electrical stress and heat generation problems.

또한, 본 발명에 따르면 각 위상제어정류기들의 출력전압과 전력이 균등해지기 때문에, 부하측 출력전압의 리플과 고조파 노이즈를 감소시킬 수 있고, 이로 인해 제어성능과 효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the output voltage and power of each phase-controlled rectifier are equalized, ripple and harmonic noise of the load-side output voltage can be reduced, thereby improving control performance and efficiency.

도 1은 2개의 위상제어정류기를 포함하는 전원장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 2는 변압기 출력측 교류전압의 평형 조건에서 도 1에 도시된 전원장치의 각 부위별 전압파형을 보여주는 그래프이다.
도 3은 변압기 출력측 교류전압의 불평형 조건에서 도 1에 도시된 전원장치의 각 부위별 전압파형을 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5는 2개의 위상제어정류기를 포함하는 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템에서의 전압파형을 보여주는 그래프이다.
1 is a view showing an example of a power supply device including two phase-controlled rectifiers.
FIG. 2 is a graph showing voltage waveforms for each part of the power supply device shown in FIG. 1 under the equilibrium condition of the AC voltage on the output side of the transformer.
FIG. 3 is a graph showing voltage waveforms for each part of the power supply device shown in FIG. 1 under an unbalanced condition of AC voltage on the output side of the transformer.
4 is a block diagram showing the configuration of an output voltage control system of a multi-phase controlled rectifier according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing the configuration of an output voltage control system of a multi-phase controlled rectifier including two phase controlled rectifiers.
FIG. 6 is a graph showing voltage waveforms in the output voltage control system of the multi-phase controlled rectifier shown in FIG. 5 .

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명의 핵심 구성과 관련이 없는 경우 및 본 발명의 기술분야에 공지된 구성과 기능에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다. 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Like reference numerals refer to substantially identical elements throughout. In the following description, detailed descriptions of configurations and functions known in the art and cases not related to the core configuration of the present invention may be omitted. The meaning of the terms described herein should be understood as follows.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.The shapes, sizes, proportions, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are illustrative and the present invention is not limited to the illustrated matters. Like reference numerals refer to like elements throughout. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.When 'including', 'having', 'consisting', etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless 'only' is used. When a component is expressed in the singular, the case in which the plural is included is included unless otherwise explicitly stated.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the components, it is interpreted as including an error range even if there is no separate explicit description.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.In the case of a description of the positional relationship, for example, when the positional relationship of two parts is described as 'on', 'on', 'on', 'beside', etc., 'right' Alternatively, one or more other parts may be positioned between the two parts unless 'directly' is used.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, 'immediately' or 'directly' when a temporal relationship is described with 'after', 'following', 'after', 'before', etc. It may include cases that are not continuous unless this is used.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present invention.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다. The term “at least one” should be understood to include all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of "at least one of the first, second, and third items" means 2 of the first, second, and third items as well as each of the first, second, or third items. It may mean a combination of all items that can be presented from more than one.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.Each feature of the various embodiments of the present invention may be partially or wholly combined or combined with each other, technically various interlocking and driving are possible, and each of the embodiments may be implemented independently of each other or may be implemented together in a related relationship. may be

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.4 is a diagram schematically showing the configuration of an output voltage control system of a multi-phase controlled rectifier according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템(400, 이하, '제어 시스템'이라 함)은 계통(410)에서 공급되는 계통전압을 직류전압으로 변환하여 부하(420)로 공급하는 전력변환장치(425) 및 전력변환장치(425)를 구동시키는 구동장치(427)를 포함한다. 전력변환장치(425)는 변압유닛(430) 및 정류유닛(440)을 포함하고, 구동장치(427)는 구동유닛(450) 및 제어기(460)을 포함한다.The output voltage control system (400, hereinafter, referred to as a 'control system') of the multi-phase control rectifier according to an embodiment of the present invention converts the grid voltage supplied from the grid 410 into a DC voltage to the load 420. It includes a driving device 427 for driving the power converter 425 and the power converter 425 to supply. The power conversion device 425 includes a transforming unit 430 and a rectifying unit 440 , and the driving device 427 includes a driving unit 450 and a controller 460 .

변압유닛(430)은 계통(410)에서 공급되는 계통전압을 델타 결선 또는 와이 결선에 따라 3상의 교류전압으로 변환하여 정류유닛(440)으로 공급한다. 일 실시예에 있어서, 변압유닛(430)은 정류유닛(440)에 포함되는 위상제어정류기의 개수와 동일한 개수의 변압기를 포함할 수 있다.The transformer unit 430 converts the grid voltage supplied from the grid 410 into a three-phase AC voltage according to the delta connection or the wye connection and supplies it to the rectification unit 440 . In an embodiment, the transformer unit 430 may include the same number of transformers as the number of phase control rectifiers included in the rectification unit 440 .

예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이 정류유닛(440)이 n개(n은 2 이상의 정수)의 위상제어정류기(440a~440n)를 포함하는 경우 변압유닛(430)은 n개의 변압기(430a~430n)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우 n개의 변압기(430a~430n)는 n개의 위상제어정류기(440a~440n)와 1:1로 연결될 수 있다.For example, when the rectifying unit 440 includes n phase-controlled rectifiers 440a to 440n (n is an integer greater than or equal to 2) as shown in FIG. 4 , the transformation unit 430 includes n transformers 430a to 430n. ) may be included. According to this embodiment, the n number of transformers 430a to 430n may be 1:1 connected to the n phase controlled rectifiers 440a to 440n.

정류유닛(440)은 변압유닛(430)에서 공급되는 3상의 교류전압을 직류전압으로 변환하여 부하(420)로 공급한다. 이를 위해, 정류유닛(440)은 n개의 위상제어정류기(440a~440n)들을 포함할 수 있다.The rectifying unit 440 converts the three-phase AC voltage supplied from the transformer unit 430 into a DC voltage and supplies it to the load 420 . To this end, the rectification unit 440 may include n phase-controlled rectifiers 440a to 440n.

일 실시예에 있어서, n개의 위상제어정류기(440a~440n)들은 서로 직렬로 연결될 수 있다. 이러한 경우 n개의 위상제어정류기(440a~440n)들 각각이 출력하는 직류전압(V1, V2, ?? , Vn)의 합이 정류유닛(440)의 출력전압(Vo)이 되므로 부하(420)에 고전압을 출력할 수 있게 된다.In an embodiment, the n phase-controlled rectifiers 440a to 440n may be connected in series with each other. In this case, the sum of the DC voltages V1, V2, ?? , and Vn output from each of the n phase control rectifiers 440a to 440n becomes the output voltage Vo of the rectifying unit 440, so A high voltage can be output.

다른 실시예에 있어서, n개의 위상제어정류기(440a~440n)들은 서로 병렬로 연결될 수 있다. 이러한 경우 n개의 위상제어정류기(440a~440n)들 각각이 출력하는 전류의 합이 정류유닛(440)의 출력전류가 되므로 부하(420)에 대전류를 출력할 수 있게 된다.In another embodiment, the n phase-controlled rectifiers 440a to 440n may be connected in parallel to each other. In this case, since the sum of the currents output by each of the n phase control rectifiers 440a to 440n becomes the output current of the rectifying unit 440 , a large current can be output to the load 420 .

구동유닛(450)은 정류유닛(440)에 포함된 각 위상제어정류기(440a~440n) 별로 각 위상제어정류기(440a~440n)의 점호각(Firing Angle)을 각각 산출하고, 각 위상제어정류기(440a~440n)별로 산출된 점호각을 기초로 각 위상제어정류기(440a~440n)를 구동시키기 위한 스위칭 신호를 생성한다. 이를 위해, 구동유닛(450)은 n개의 구동부(450a~450n)를 포함한다. 이러한 실시예에 따르는 경우 n개의 구동부(450a~450n)는 n개의 위상제어정류기(440a~440n)와 1:1로 연결된다.The driving unit 450 calculates the firing angle of each phase controlled rectifier 440a to 440n for each phase controlled rectifier 440a to 440n included in the rectification unit 440, respectively, and each phase controlled rectifier ( A switching signal for driving each of the phase control rectifiers 440a to 440n is generated based on the firing angle calculated for each 440a to 440n. To this end, the driving unit 450 includes n driving units 450a to 450n. According to this embodiment, the n driving units 450a to 450n are 1:1 connected to the n phase controlled rectifiers 440a to 440n.

본 발명에 따른 구동유닛(450)이 n개의 구동부(450a~450n)를 이용하여 각 위상제어정류기(440a~440n)별로 점호각을 각각 산출하는 이유는, 변압유닛(430)에 포함된 변압기들(430a~430n)로부터 출력되는 3상 교류전압에 불평형이 발생되는 경우 각 위상제어정류기(440a~440n)들의 점호각이 모두 동일하게 산출되면, 각 위상제어정류기(440a~440n)들의 출력전압에 전압 불평형이 발생하게 되어, 전력변환장치(400)의 부하단 직류전압에 리플성분 및 고조파 노이즈 발생이 증가하기 때문이다.The reason why the driving unit 450 according to the present invention calculates the firing angle for each phase control rectifier 440a to 440n by using the n driving units 450a to 450n is, the transformers included in the transformation unit 430 are When unbalance occurs in the three-phase AC voltage output from (430a to 430n) and the firing angles of each of the phase controlled rectifiers 440a to 440n are all calculated to be the same, the output voltage of each of the phase controlled rectifiers 440a to 440n is This is because the voltage imbalance occurs, and the generation of ripple components and harmonic noise in the DC voltage at the load end of the power converter 400 increases.

이와 같이, 본 발명은 각 구동부(450a~450n)들이 해당 구동부(450a~450n)에 연결된 위상제어정류기(440a~440n)들의 점호각을 각각 산출할 수 있기 때문에, 변압기들(430a~430n)로부터 출력되는 3상 교류전압에 불평형이 발생되는 경우에도, 각 위상제어정류기(440a~440n) 별로 산출된 점호각을 기초로 3상 교류전압의 불평형 및 각 위상제어정류기(440a~440n)들의 출력전압 불평형을 보상할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, since the respective driving units 450a to 450n can calculate the firing angles of the phase-controlled rectifiers 440a to 440n connected to the corresponding driving units 450a to 450n, respectively, from the transformers 430a to 430n. Even when unbalance occurs in the output three-phase AC voltage, the unbalance of the three-phase AC voltage based on the firing angle calculated for each phase-controlled rectifier 440a-440n and the output voltage of each phase-controlled rectifier 440a-440n inequality can be compensated for.

이를 위해, 각각의 구동부(450a~450n)들은 미리 설정된 부하측 출력전압 지령치 및 위상제어정류기(440a~440n)들의 개수를 기초로 결정된 위상제어정류기(440a~440n)의 분담전압 지령치(Vn*)를 산출하고, 각 위상제어정류기(440a~440n)들이 출력하는 직류전압(V1, V2, ??, Vn)을 기초로 각 위상제어정류기(440a~440n) 별 출력전압 지령치를 산출한다. 또한, 각 구동부(450a~450n)들은 각 위상제어정류기(440a~440n)별로 산출된 출력전압 지령치와 각 위상제어정류기(440a~440n)로 입력되는 3상 교류전압의 선간전압을 이용하여 각 위상제어정류기(440a~440n) 별로 점호각을 산출한다.To this end, each of the driving units 450a to 450n is a preset load-side output voltage command value and a shared voltage command value (Vn*) of the phase control rectifiers 440a to 440n determined based on the number of the phase control rectifiers 440a to 440n. and calculates an output voltage command value for each phase controlled rectifier 440a to 440n based on the DC voltages V1, V2, ??, and Vn output from each of the phase controlled rectifiers 440a to 440n. In addition, each of the driving units 450a to 450n uses the output voltage command value calculated for each phase control rectifier 440a to 440n and the line voltage of the three-phase AC voltage input to each phase control rectifier 440a to 440n. A firing angle is calculated for each control rectifier 440a to 440n.

각 구동부(450a~450n)들은 각 위상제어정류기(440a~440n)별로 산출된 점호각을 기초로 각 위상제어정류기(440a~440n)에 포함된 사이리스트 스택을 스위칭 시키기 위한 복수개의 스위칭 신호를 생성한다. 각 구동부(450a~450)들은 생성된 스위칭 신호에 따라 각 위상제어정류기(440a~440n)들의 동작을 제어함으로써, 각 위상제어정류기(440a~440n)들이 출력전압 지령치에 상응하는 직류전압을 출력할 수 있도록 한다.Each of the driving units 450a to 450n generates a plurality of switching signals for switching the thyrist stack included in each phase controlled rectifier 440a to 440n based on the firing angle calculated for each phase controlled rectifier 440a to 440n. do. Each of the driving units 450a to 450 controls the operation of each of the phase control rectifiers 440a to 440n according to the generated switching signal, so that each of the phase control rectifiers 440a to 440n outputs a DC voltage corresponding to the output voltage command value. make it possible

제어기(460)는 외부로부터 입력되는 부하측 출력전압 지령치(Vo*)를 기초로 각 위상제어정류기(440a~440n)의 분담전압 지령치(Vn*)를 산출하고, 산출된 분담전압 지령치(Vn*)를 각 구동부(450a~450n)들로 전달한다.The controller 460 calculates the shared voltage command value (Vn*) of each phase control rectifier (440a to 440n) based on the load-side output voltage command value (Vo*) input from the outside, and calculates the shared voltage command value (Vn*) is transmitted to each of the driving units 450a to 450n.

일 실시예에 있어서, 제어기(450)는 모든 위상제어정류기(440a~440n)들이 모두 동일한 직류전압을 출력할 수 있도록 하기 위해 부하측 출력전압 지령치(Vo*)를 위상제어정류기(440a~440n)의 개수(n)로 제산한 결과값을 위상제어정류기(440a~440n)의 분담전력 지령치(Vn*)산출할 수 있다.In one embodiment, the controller 450 sets the load-side output voltage command value Vo* of the phase control rectifiers 440a to 440n so that all of the phase control rectifiers 440a to 440n can output the same DC voltage. The divided power command value (Vn*) of the phase control rectifiers 440a to 440n may be calculated by dividing the result value by the number n.

상술한 실시예에 있어서, 제어기(460)는 부하측 출력전압 지령치(Vo*)를 외부로부터 입력 받는 것으로 기재하였지만, 변형된 실시예에 있어서 제어기(460)는 외부로부터 부하측 출력전류 지령치(Io*)를 입력받고, PI제어를 통해 부하측에 흐르는 실제 부하측 출력전류(Io) 및 부하측 출력전류 지령치(Io*)로부터 부하측 출력전압 지령치(Vo*)를 산출할 수도 있을 것이다.In the above-described embodiment, the controller 460 receives the load-side output voltage command value Vo* from the outside, but in a modified embodiment, the controller 460 receives the load-side output current command value Io* from the outside. is input, and the load-side output voltage command value (Vo*) may be calculated from the actual load-side output current (Io) and the load-side output current command value (Io*) flowing to the load side through PI control.

이하, 도 5를 참조하여, 전력변환장치가 2개의 위상제어정류기를 포함하는 경우를 예를 들어 본 발명에 따른 제어 시스템의 구성에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 5, the configuration of the control system according to the present invention will be described in more detail by taking the case where the power conversion device includes two phase-controlled rectifiers.

도 5는 2개의 위상제어정류기를 포함하는 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.5 is a block diagram showing the configuration of an output voltage control system of a multi-phase controlled rectifier including two phase controlled rectifiers.

도 5에 도시된 바와 같이, 제어 시스템(500)은 제1 변압기(530a), 제2 변압기(530b), 제1 위상제어정류기(540a), 제2 위상제어정류기(540b), 제1 구동부(550a), 제2 구동부(550b), 및 제어기(560)를 포함한다.5, the control system 500 includes a first transformer 530a, a second transformer 530b, a first phase controlled rectifier 540a, a second phase controlled rectifier 540b, a first driving unit ( 550a), a second driving unit 550b, and a controller 560 .

제1 변압기(530a)는 계통(미도시)에서 공급되는 3상의 계통전압을 와이-델타 결선(Y//△)에 따라 3상의 제1 교류전압으로 변환하여 제1 위상제어정류기(540a)로 공급한다.The first transformer 530a converts the three-phase grid voltage supplied from the grid (not shown) into a three-phase first AC voltage according to the Y-delta connection (Y//Δ) to the first phase-controlled rectifier 540a. supply

제2 변압기(530b)는 계통에서 공급되는 3상의 계통전압을 와이-와이 결선(Y//Y)에 따라 3상의 제2 교류전압으로 변환하여 제2 위상제어정류기(540b)로 공급한다.The second transformer 530b converts the three-phase grid voltage supplied from the grid into a three-phase second AC voltage according to the Y/Y connection (Y//Y) and supplies it to the second phase-controlled rectifier 540b.

이러한 실시예에 따르는 경우 제2 변압기(530b)에서 제2 위상제어정류기(540b)로 공급되는 제2 교류전압과 제1 변압기(530a)에서 제1 위상제어정류기(540a)로 공급되는 제1 교류전압 간에는 30도만큼의 위상차가 존재하게 된다.According to this embodiment, the second AC voltage supplied from the second transformer 530b to the second phase controlled rectifier 540b and the first AC voltage supplied from the first transformer 530a to the first phase controlled rectifier 540a A phase difference of 30 degrees exists between voltages.

제1 위상제어정류기(540a)는 제1 변압기(530a)에서 공급되는 3상의 제1 교류전압을 직류로 변환함으로써 제1 직류전압(V△o)을 출력한다. 구체적으로, 제1 위상제어정류기(540a)는 싸이리스터(SCR)을 이용하여 제1 교류전압을 제1 직류전압으로 변환한다. 일 실시예에 있어서, 제1 위상제어정류기(540a)는 다중 펄스 출력 구현을 위해 복수개의 싸이리스터로 구성된 싸이리스트 스택을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 위상제어정류기(540a)는 6개의 싸이리스터를 포함함으로써 6 펄스 출력을 구현할 수 있다.The first phase-controlled rectifier 540a converts the first three-phase AC voltage supplied from the first transformer 530a into DC, thereby outputting a first DC voltage V Δo. Specifically, the first phase controlled rectifier 540a converts the first AC voltage into the first DC voltage using the thyristor SCR. In one embodiment, the first phase controlled rectifier (540a) may include a thyristor stack consisting of a plurality of thyristors to implement a multi-pulse output. For example, the first phase controlled rectifier 540a may implement 6 pulse output by including 6 thyristors.

이러한, 본 발명에 따른 제1 위상제어정류기(540a)는 제1 구동부(550a)에 의해 산출된 제1 점호각의 크기에 따라 턴온 시점이 조절된다.The turn-on time of the first phase controlled rectifier 540a according to the present invention is adjusted according to the size of the first firing angle calculated by the first driving unit 550a.

제2 위상제어정류기(540b)는 제2 변압기(540b)에서 공급되는 3상의 제2 교류전압을 직류로 변환함으로써 제2 직류전압(VYo)을 출력한다. 구체적으로, 제2 위상제어정류기(540b)는 싸이리스터(SCR)을 이용하여 제2 교류전압을 제2 직류전압으로 변환한다. 일 실시예에 있어서, 제2 위상제어정류기(540b)는 다중 펄스 출력 구현을 위해 복수개의 싸이리스터로 구성된 싸이리스트 스택을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 위상제어정류기(540b)는 6개의 싸이리스터를 포함함으로써 6 펄스 출력을 구현할 수 있다.The second phase-controlled rectifier 540b converts the three-phase second AC voltage supplied from the second transformer 540b into DC to output a second DC voltage V Yo . Specifically, the second phase control rectifier 540b converts the second AC voltage into the second DC voltage using the thyristor SCR. In one embodiment, the second phase controlled rectifier (540b) may include a thyristor stack consisting of a plurality of thyristors to implement a multi-pulse output. For example, the second phase control rectifier 540b may implement 6 pulse output by including 6 thyristors.

이러한, 본 발명에 따른 제2 위상제어정류기(540b)는 제2 구동부(550b)에 의해 산출된 제2 점호각의 크기에 따라 턴온 시점이 조절된다.The turn-on time of the second phase controlled rectifier 540b according to the present invention is adjusted according to the magnitude of the second firing angle calculated by the second driving unit 550b.

제1 구동부(550a)는 제1 위상제어정류기(540a)의 제1 점호각(α)을 산출하고, 제1 점호각(α)을 기초로 제1 위상제어정류기(540a)를 구동시키기 위한 제1 스위칭 신호를 생성한다. 이를 위해, 제1 구동부(550a)는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 출력전압 지령치 산출부(552a), 제1 점호각 제어기(554a), 및 제1 게이팅 드라이버(556a)를 포함한다.A first drive section (550a) is to drive the first firing angle (α △), the first firing angle first phase-controlled rectifier (540a) on the basis of the (α △), and calculates a first phase-controlled rectifier (540a) to generate a first switching signal for To this end, the first driving unit 550a includes a first output voltage command value calculating unit 552a, a first firing angle controller 554a, and a first gating driver 556a as shown in FIG. 5 .

제1 출력전압 지령치 산출부(552a)는 부하측 직류전압 지령치(Vo*)를 기초로 산출된 제1 위상제어정류기(540a)의 분담전압 지령치(Vn*)와 제1 위상제어정류기(540a)의 실제 출력전압인 제1 직류전압(V△o)을 기초로 제1 위상제어정류기의 출력전압 지령치(V1*)를 산출한다. The first output voltage command value calculation unit 552a includes the shared voltage command value Vn* of the first phase control rectifier 540a calculated based on the load-side DC voltage command value Vo* and the first phase control rectifier 540a. An output voltage command value (V1*) of the first phase control rectifier is calculated based on the first DC voltage (V Δo), which is an actual output voltage.

이를 위해, 제1 출력전압 지령치 산출부(552a)는 제1 PI 제어기(552a_1) 및 제1 가산기(552a_2)를 포함한다.To this end, the first output voltage command value calculator 552a includes a first PI controller 552a_1 and a first adder 552a_2 .

제1 PI 제어기(552a_1)는 PI제어를 통해 제1 위상 제어기정류기(540a)의 실제 출력전압인 제1 직류전압(V△o)이 제1 위상제어정류기(540a)의 분담전압 지령치(Vn*)를 추종하기 위해 필요한 제1 보상전압(V△o*)을 산출한다. 제1 PI 제어기(552a_1)는 산출된 제1 보상전압(V△o*)을 제1 가산기(552a_2)로 전송한다.A first PI controller (552a_1) is a sharing voltage instruction value of the first phase controller rectifier (540a) the actual output voltage of the first DC voltage (V △ o) a first phase-controlled rectifier (540a) of the through PI control (Vn * ), calculates the first compensation voltage (V Δo *) required to follow. A first PI controller (552a_1) transmits the first compensating voltage (V △ o *) calculated by the first adder (552a_2).

도 5에서는 제1 출력전압 지령치 산출부(552a)가 제1 PI 제어기(552a_1)만을 이용하여 제1 보상전압(V△o*)을 산출하는 것으로 설명하였지만, 제1 출력전압 지령치 산출부(552a)는 제1 보상전압(V△o*)을 산출하기 위해 제1 PI 제어기(552a_1) 외에 리미터(Limiter)를 추가로 포함할 수도 있을 것이다.5, the first though the output voltage command value calculating section (552a) described that calculates a first compensating voltage (V △ o *) by using only the first PI controller (552a_1), the first output voltage command value calculating section (552a ) it will be also further include a limiter (limiter) in addition to a first PI controller (552a_1) to produce a first compensating voltage (V △ o *).

제1 가산기(552a_2)는 제1 PI 제어기(552_1)에서 출력되는 제1 보상전압(V△o*)과 제1 위상제어정류기(540a)의 분담전압 지령치(Vn*)를 가산하여 제1 위상제어정류기(540a)의 제1 출력전압 지령치(V1*)를 산출한다. A first adder (552a_2) is a first phase by adding the first PI controller (552_1), a first compensating voltage (V △ o *) and sharing voltage command value (Vn *) of the first phase-controlled rectifier (540a) that is output from the A first output voltage command value V1* of the control rectifier 540a is calculated.

이와 같이, 본 발명에 따르면 제1 출력전압 지령치 산출부(552a)를 통해 제1 위상제어정류기(540a)의 실제 출력전압인 제1 직류전압(V△o)이 제1 위상제어정류기(540a)가 출력해야 할 이상적인 직류전압인 분담전압 지령치(Vn*)를 추종하기 위해 요구되는 제1 보상전압(V△o*)을 산출하고, 제1 보상전압(V△o*)을 반영하여 제1 출력전압 지령치(V1*) 및 제1 점호각(α)이 결정되기 때문에, 교류전압의 불평형이 발생되는 환경에서도 제1 위상제어정류기(540a)와 제2 위상제어정류기(540b)간의 전압 및 전력 불평형이 감소되도록 할 수 있다.In this manner, the first output voltage command value computing unit the actual output voltage of the first DC voltage (V △ o) a first phase-controlled rectifier (540a) of the first phase-controlled rectifier (540a) through (552a) according to the invention the calculated first compensation voltage (V △ o *) is required so as to follow the ideal direct voltage of sharing voltage command value (Vn *) to be outputted, and reflecting the first compensating voltage (V △ o *) first Since the output voltage command value (V1*) and the first firing angle (α Δ ) are determined, even in an environment where an AC voltage imbalance occurs, the voltage between the first phase controlled rectifier 540a and the second phase controlled rectifier 540b and Power imbalance can be reduced.

제1 점호각 제어기(554a)는 제1 위상제어정류기(540a)의 제1 출력전압 지령치(V1*) 및 제1 위상제어정류기(540a)로 입력되는 제1 교류전압의 선간전압을 기초로 제1 위상제어정류기(540a)의 제1 점호각(α)을 산출한다. 이를 위해, 제1 점호각 제어기(554a)는 제1 PLL(554a_1) 및 제1 점호각 산출부(554a_2)를 포함한다.The first firing angle controller 554a is the first output voltage command value V1* of the first phase control rectifier 540a and the first line voltage of the first AC voltage input to the first phase control rectifier 540a. 1 The first firing angle α Δ of the phase controlled rectifier 540a is calculated. To this end, the first firing angle controller 554a includes a first PLL 554a_1 and a first firing angle calculating unit 554a_2 .

제1 PLL(Phase Lock Loop, 554a_1)은 제1 위상제어정류기(554a)로 입력되는 제1 교류전압의 선간전압(V△ab, V△bc, V△ca)을 기초로 제1 교류전압의 제1 위상(θ)을 검출한다. 제1 PLL(554a_1)은 검출된 제1 위상(θ)을 제1 점호각 산출부(554a_2)로 전송한다.The first PLL (Phase Lock Loop, 554a_1) is the line voltage (V) of the first AC voltage input to the first phase control rectifier 554a.△ab, V△bc, V△ca) based on the first phase (θ) of the first AC voltage) is detected. The first PLL 554a_1 is the detected first phase θ) to the first firing angle calculation unit 554a_2.

제1 점호각 산출부(554a_2)는 제1 PLL(554a_1)로부터 입력되는 제1 위상(θ)과 제1 가산기(552a_2)로부터 입력되는 제1 출력전압 지령치(V1*)를 미리 정해진 점호각 산출 알고리즘에 입력하여 제1 위상제어정류기(540a)의 제1 점호각(α)을 산출한다. 일 예로, 제1 점호각 산출부(554a_2)는 아래의 수학식 1을 이용하여 제1 점호각(α)을 산출할 수 있다. The first firing angle calculator 554a_2 calculates the first phase θ input from the first PLL 554a_1 and the first output voltage command value V1* input from the first adder 552a_2 at a predetermined firing angle. The first firing angle α Δ of the first phase controlled rectifier 540a is calculated by input to the calculation algorithm. As an example, the first firing angle calculator 554a_2 may calculate the first firing angle α Δ using Equation 1 below.

Figure 112019135544714-pat00001
Figure 112019135544714-pat00001

수학식 1에서, α△는 제1 점호각을 나타내고, V1*는 제1 출력전압 지령치를 나타내며, k1은 제1 위상제어정류기(540a)가 출력할 수 있는 최대출력전압을 나타내는 것으로서, k1은 아래의 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.In Equation 1, αΔ represents the first firing angle, V1* represents the first output voltage command value, k 1 represents the maximum output voltage that the first phase control rectifier 540a can output, and k 1 may be defined as in Equation 2 below.

Figure 112019135544714-pat00002
Figure 112019135544714-pat00002

수학식 2에서 VLL1은 제1 위상제어정류기(540a)로 입력되는 제1 교류전압의 실효치를 나타낸다.In Equation 2, V LL1 represents an effective value of the first AC voltage input to the first phase-controlled rectifier 540a.

이와 같이, 본 발명에 따르면 제1 점호각 산출부(554a_2)가 제1 위상제어정류기(540a)가 연결된 제1 변압기(530a)에서 출력되는 제1 교류전압의 제1 위상(θ)을 반영하여 제1 점호각(α)을 산출하기 때문에, 제1 변압기(530a)의 권선비 오차 등에 의해 교류전압 불평형이 발생하더라도 제1 점호각 (α)을 통해 이러한 불평형이 보상될 수 있어 결과적으로 제1 위상제어정류기(540a)의 출력전압을 제2 위상제어정류기(540b)의 출력전압과 균등하게 제어할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the first firing angle calculator 554a_2 reflects the first phase θ Δ of the first AC voltage output from the first transformer 530a to which the first phase control rectifier 540a is connected. the first point because it calculates the firing angle (α △), the AC voltage is unbalanced, even if generated by a turns ratio error of the first transformer (530a) as a result can be this unbalance compensation on a first firing angle (α △) The output voltage of the first phase-controlled rectifier 540a can be equally controlled with the output voltage of the second phase-controlled rectifier 540b.

제1 게이팅 드라이버(556a)는 제1 위상제어정류기(540a)의 제1 점호각(α)을 기초로 제1 위상제어정류기(540a)의 스위칭 동작을 제어하기 위한 복수개의 제1 스위칭 신호(S1~S6)를 생성한다.First gating driver (556a) includes a first firing angle a plurality of first switching signal for controlling switching operation of the first phase-controlled rectifier (540a) on the basis of the (α △) of the first phase-controlled rectifier (540a) ( S1 to S6) are created.

제1 게이팅 드라이버(556a)는 제1 점호각(α)에 따라 생성된 복수개의 스위칭 신호를 제1 위상제어정류기(540a)에 포함된 싸이리스터들의 게이트 단자에 각각 인가함으로써 제1 위상제어정류기(540a)를 구동시킴으로써, 제1 위상제어정류기(540a)가 제1 출력전압 지령치(V1*)에 상응하는 직류전압을 출력할 수 있도록 한다.The first gating driver 556a applies a plurality of switching signals generated according to the first firing angle α Δ to the gate terminals of the thyristors included in the first phase control rectifier 540a, respectively. By driving the 540a, the first phase controlled rectifier 540a can output a DC voltage corresponding to the first output voltage command value V1*.

제2 구동부(550b)는 제2 위상제어정류기(540b)의 제2 점호각을 산출하고, 제2 점호각(αY)을 기초로 제2 위상제어정류기(540b)를 구동시키기 위한 제2 스위칭 신호를 생성한다. 이를 위해, 제2 구동부(550b)는 도 5에 도시된 바와 같이 제2 출력전압 지령치 산출부(552b), 제2 점호각 제어기(554b), 및 제2 게이팅 드라이버(556b)를 포함한다.The second driving unit 550b calculates the second firing angle of the second phase controlled rectifier 540b, and a second switching for driving the second phase controlled rectifier 540b based on the second firing angle α Y generate a signal To this end, the second driving unit 550b includes a second output voltage command value calculating unit 552b, a second firing angle controller 554b, and a second gating driver 556b as shown in FIG. 5 .

제2 출력전압 지령치 산출부(552b)는 부하측 직류전압 지령치(Vo*)를 기초로 산출된 제2 위상제어정류기(540b)의 분담전압 지령치(Vn*)와 제2 위상제어정류기(540b)의 실제 출력전압인 제2 직류전압(VYO)을 기초로 제2 위상제어정류기(540b)의 출력전압 지령치(V2*)를 산출한다. The second output voltage command value calculation unit 552b includes the shared voltage command value Vn* of the second phase control rectifier 540b calculated on the basis of the load-side DC voltage command value Vo* and the second phase control rectifier 540b. The output voltage command value V2* of the second phase control rectifier 540b is calculated based on the second DC voltage V YO which is the actual output voltage.

이를 위해, 제2 출력전압 지령치 산출부(552b)는 제2 PI 제어기(552b_1) 및 제2 가산기(552b_2)를 포함한다.To this end, the second output voltage command value calculator 552b includes a second PI controller 552b_1 and a second adder 552b_2.

제2 PI 제어기(552b_1)는 PI제어를 통해 제2 위상 제어기정류기(540b)의 실제 출력전압인 제2 직류전압(VYO)이 제2 위상제어정류기(540b)의 분담전압 지령치(Vn*)를 추종하기 위해 필요한 제2 보상전압(VYO*)을 산출한다. 제2 PI 제어기(552b_1)는 산출된 제2 보상전압(VYO*)을 제2 가산기(552b_2)로 전송한다. The second PI controller 552b_1 has the second DC voltage (V YO ), which is the actual output voltage of the second phase controller rectifier 540b, through the PI control, the shared voltage command value (Vn*) of the second phase control rectifier 540b. Calculate the second compensation voltage (V YO *) required to follow . The second PI controller 552b_1 transmits the calculated second compensation voltage V YO * to the second adder 552b_2 .

도 5에서는 제2 출력전압 지령치 산출부(552b)가 제2 PI 제어기(552b_1)만을 이용하여 제2 보상전압(VYO*)을 산출하는 것으로 설명하였지만, 제2 출력전압 지령치 산출부(552b)는 제2 보상전압(VYO*)을 산출하기 위해 제2 PI 제어기(552b_1) 외에 리미터를 추가로 포함할 수도 있을 것이다.In FIG. 5 , it has been described that the second output voltage command value calculation unit 552b calculates the second compensation voltage V YO * using only the second PI controller 552b_1 , but the second output voltage command value calculation unit 552b may further include a limiter in addition to the second PI controller 552b_1 to calculate the second compensation voltage (V YO *).

제2 가산기(552b_2)는 제2 PI 제어기(552b_1)에서 출력되는 제2 보상전압(VYO*)과 제2 위상제어정류기(540b)의 분담전압 지령치(Vn*)를 가산하여 제2 위상제어정류기(540b)의 제2 출력전압 지령치(V2*)를 산출한다. The second adder 552b_2 adds the second compensation voltage V YO * output from the second PI controller 552b_1 and the shared voltage command value Vn* of the second phase control rectifier 540b to control the second phase A second output voltage command value V2* of the rectifier 540b is calculated.

이와 같이, 본 발명에 따르면 제2 출력전압 지령치 산출부(552b)를 통해 제2 위상제어정류기(540b)의 실제 출력전압인 제2 직류전압(VYO)이 제2 위상제어정류기(540b)가 출력해야 할 이상적인 직류전압인 분담전압 지령치(Vn*)를 추종하기 위해 요구되는 제2 보상전압(VYO*)을 산출하고, 제2 보상전압(VYO*)을 반영하여 제2 출력전압 지령치(V2*) 및 제2 점호각(αY)이 결정되기 때문에, 교류전압의 불평형이 발생되는 환경에서도 제1 위상제어정류기(540a)와 제2 위상제어정류기(540b)간의 전압 및 전력 불평형이 감소되도록 할 수 있다. As described above, according to the present invention, the second DC voltage V YO which is the actual output voltage of the second phase controlled rectifier 540b through the second output voltage command value calculating unit 552b is the second phase controlled rectifier 540b Calculate the second compensation voltage (V YO *) required to follow the shared voltage command value (Vn*), which is the ideal DC voltage to be output, and reflect the second compensation voltage (V YO *) to the second output voltage command value Since (V2*) and the second firing angle α Y are determined, the voltage and power imbalance between the first phase controlled rectifier 540a and the second phase controlled rectifier 540b even in an environment where an AC voltage imbalance occurs. can be made to decrease.

제2 점호각 제어기(554b)는 제2 위상제어정류기(540b)의 제2 출력전압 지령치(V2*) 및 제2 위상제어정류기(540b)로 입력되는 제2 교류전압의 선간전압을 기초로 제2 위상제어정류기(540b)의 제2 점호각을 산출한다. 이를 위해, 제2 점호각 제어기(554b)는 제2 PLL(554b_1) 및 제2 점호각 산출부(554b_2)를 포함한다.The second firing angle controller 554b is the second output voltage command value V2* of the second phase control rectifier 540b and the second phase control rectifier 540b based on the line voltage of the second AC voltage input to the second phase control rectifier 540b. 2 Calculate the second firing angle of the phase controlled rectifier 540b. To this end, the second firing angle controller 554b includes a second PLL 554b_1 and a second firing angle calculating unit 554b_2 .

제2 PLL(554b_1)은 제2 위상제어정류기(554b)로 입력되는 제2 교류전압의 선간전압(VYab, VYbc, VYca)을 기초로 제2 교류전압의 제2 위상(θY)을 검출한다. 제2 PLL(554b_1)은 검출된 제2 위상(θY)을 제2 점호각 산출부(554b_2)로 전송한다.The second PLL (554b_1) is the line voltage of the second AC voltage input to the second phase control rectifier (554b) (V Yab , V Ybc , Based on V Yca ), the second phase θ Y of the second AC voltage is detected. The second PLL 554b_1 transmits the detected second phase θ Y to the second firing angle calculator 554b_2 .

제2 점호각 산출부(554b_2)는 제2 PLL(554b_1)로부터 입력되는 제2 위상(θY)과 제2 가산기(552b_2)로부터 입력되는 제2 출력전압 지령치(V2*)를 미리 정해진 점호각 산출 알고리즘에 입력하여 제2 위상제어정류기(540b)의 제2 점호각(αY)을 산출한다. 일 예로, 제2 점호각 산출부(554b_2)는 아래의 수학식 3을 이용하여 제2 점호각(αY)을 산출할 수 있다.The second firing angle calculator 554b_2 calculates the second phase θ Y input from the second PLL 554b_1 and the second output voltage command value V2* input from the second adder 552b_2 at a predetermined firing angle. The second firing angle α Y of the second phase controlled rectifier 540b is calculated by input to the calculation algorithm. As an example, the second firing angle calculator 554b_2 may calculate the second firing angle α Y using Equation 3 below.

Figure 112019135544714-pat00003
Figure 112019135544714-pat00003

수학식 3에서, αY 는 제2 점호각을 나타내고, V2*는 제2 출력전압 지령치를 나타내며, k2는 제2 위상제어정류기(540b)가 출력할 수 있는 최대출력전압을 나타내는 것으로서, k2는 아래의 수학식 4와 같이 정의될 수 있다.In Equation 3, α Y represents the second firing angle, V2* represents the second output voltage command value, k 2 represents the maximum output voltage that the second phase control rectifier 540b can output, and k 2 can be defined as in Equation 4 below.

Figure 112019135544714-pat00004
Figure 112019135544714-pat00004

수학식 4에서 VLL2은 제2 위상제어정류기(540b)로 입력되는 제2 교류전압의 실효치를 나타낸다.In Equation 4, V LL2 represents an effective value of the second AC voltage input to the second phase controlled rectifier 540b.

이와 같이, 본 발명에 따르면 제2 점호각 산출부(554b_2)가 제2 위상제어정류기(540b)가 연결된 제2 변압기(530b)에서 출력되는 제2 교류전압의 제2 위상(θY)을 반영하여 제2 점호각(αY)을 산출하기 때문에, 제2 변압기(530b)의 권선비 오차 등에 의해 교류전압 불평형이 발생하더라도 제2 점호각 (αY)을 통해 이러한 불평형이 보상될 수 있어 결과적으로 제2 위상제어정류기(540b)의 출력전압을 제1 위상제어정류기(540a)의 출력전압과 균등하게 제어할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the second firing angle calculator 554b_2 reflects the second phase θ Y of the second AC voltage output from the second transformer 530b to which the second phase control rectifier 540b is connected. and second firing angle due to calculate the (α Y), the second AC voltage is unbalanced, even if generated by a turns ratio error of the transformer (530b) the second firing angle as a result there is such imbalance can be compensated by the (α Y) It is possible to control the output voltage of the second phase controlled rectifier 540b to be equal to the output voltage of the first phase controlled rectifier 540a.

제2 게이팅 드라이버(556b)는 제2 위상제어정류기(540b)의 제2 점호각(αY)을 기초로 제2 위상제어정류기(540b)의 스위칭 동작을 제어하기 위한 복수개의 제2 스위칭 신호(S1~S6)를 생성한다.Second gating driver (556b) of the second firing angle (α Y) a plurality of second switching signal for controlling switching operation of the second phase-controlled rectifier (540b) on the basis of the second phase-controlled rectifier (540b) ( S1 to S6) are created.

제2 게이팅 드라이버(556b)는 제2 점호각(αY)에 따라 생성된 복수개의 제2 스위칭 신호를 제2 위상제어정류기(540b)에 포함된 싸이리스터들의 게이트 단자에 각각 인가하여 제2 위상제어정류기(540b)를 구동시킴으로써, 제2 위상제어정류기(540b)가 제2 출력전압 지령치(V2*)에 상응하는 직류전압을 출력할 수 있도록 한다.The second gating driver 556b applies a plurality of second switching signals generated according to the second firing angle α Y to the gate terminals of the thyristors included in the second phase control rectifier 540b, respectively, to obtain a second phase By driving the control rectifier 540b, the second phase control rectifier 540b can output a DC voltage corresponding to the second output voltage command value V2*.

제어기(560)는 상술한 분담전압 지령치(Vn*)를 산출하고, 산출된 분담전압 지령치(Vn*)를 제1 및 제2 출력전압 지령치 산출부(552a, 552b)로 공급한다. 이를 위해, 제어기(560)는 도 5에 도시된 바와 같이, 전압제어부(562), 전류제어부(564), 및 스위칭부(566)를 포함할 수 있다.The controller 560 calculates the above-described shared voltage command value Vn*, and supplies the calculated shared voltage command value Vn* to the first and second output voltage command value calculation units 552a and 552b. To this end, the controller 560 may include a voltage control unit 562 , a current control unit 564 , and a switching unit 566 as shown in FIG. 5 .

먼저, 전압제어부(562)는 외부로부터 부하측 직류전압 지령치(Vo*)가 입력되면, 입력된 부하측 직류전압 지령치(Vo*)를 위상제어정류기(540a, 540b)의 개수로 제산함으로써 분담전압 지령치(Vn*)를 산출한다. 도 5에서는 2개의 위상제어정류기(540a, 540b)가 포함되므로 전압제어부(562)는 부하측 직류전압 지령치(Vo*)를 2로 제산함으로써 분담전압 지령치(Vn*)를 산출할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 전압제어부(562)는 전압 분배부로 구현될 수 있다.First, when the voltage control unit 562 receives the load-side DC voltage command value Vo* from the outside, the input load-side DC voltage command value Vo* is divided by the number of the phase control rectifiers 540a and 540b to divide the shared voltage command value ( Vn*) is calculated. In FIG. 5, since two phase-controlled rectifiers 540a and 540b are included, the voltage controller 562 divides the load-side DC voltage command value Vo* by 2 to calculate the shared voltage command value Vn*. In an embodiment, the voltage controller 562 may be implemented as a voltage divider.

전류제어부(564)는 외부로부터 부하측 출력전류 지령치(Io*)가 입력되면, PI제어를 통해 부하측 출력전류 지령치(Io*)와 실제 부하측 출력전류(Io)를 기초로 부하측 직류전압 지령치(Vo*)를 산출한다. 이를 위해, 전류제어부(564)는 부하측(L)에 흐르는 전류를 센싱함에 의해 부하측 출력전류(Io)를 획득할 수 있다. 전류제어부(564)는 산출된 부하측 직류전압 지령치(Vo*)를 위상제어정류기(540a, 540b)의 개수로 제산함으로써 분담전압 지령치(Vn*)를 산출한다. 이를 위해, 전류제어부(564)는 도 5에 도시된 바와 같이, PI제어기(564a) 및 전압분배부(564b)로 구현될 수 있다. 도 5에 도시하지는 않았지만, 전류제어부(564)는 부하측 직류전압 지령치(Vo*)를 산출하기 위해 리미터를 추가로 포함할 수도 있다.When the load-side output current command value (Io*) is input from the outside, the current control unit 564 receives the load-side output current command value (Io*) and the actual load-side output current (Io) based on the load-side output current command value (Vo*) through the PI control. ) is calculated. To this end, the current controller 564 may acquire the load-side output current Io by sensing the current flowing through the load-side L. The current control unit 564 calculates the shared voltage command value Vn* by dividing the calculated load-side DC voltage command value Vo* by the number of phase control rectifiers 540a and 540b. To this end, the current controller 564 may be implemented as a PI controller 564a and a voltage divider 564b, as shown in FIG. 5 . Although not shown in Figure 5, the current control unit 564 may further include a limiter to calculate the load-side DC voltage command value (Vo*).

스위칭부(566)는 외부로부터 입력되는 값에 따라 전압제어부(562) 및 전류제어부(564) 중 어느 하나를 선택한다. 구체적으로, 스위칭부(566)는 외부로부터 출력압 지령치(Vo*)가 입력되면 전압제어부(562)를 선택하고, 외부로부터 부하측 출력전류 지령치(Io*)가 입력되면 전류제어부(564)를 선택할 수 있다.The switching unit 566 selects any one of the voltage control unit 562 and the current control unit 564 according to a value input from the outside. Specifically, the switching unit 566 selects the voltage control unit 562 when the output pressure command value Vo* is input from the outside, and selects the current control unit 564 when the load-side output current command value Io* is input from the outside. can

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 제1 및 제2 구동부(550a, 550b)가 제1 및 제2 위상제어정류기(540a, 540b)의 제1 및 제2 점호각을 각각 산출하기 때문에 제1 및 제2 변압기(530a, 543b)로부터 출력되는 3상 교류전압에 불평형이 발생되는 경우에도, 3상 교류전압의 불평형과 제1 및 제2 위상제어정류기(540a, 540b)의 출력전압 불평형을 보상할 수 있고, 이로 인해 부하측 출력전압에서 리플 및 고조파 노이즈 성분을 제거할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the first and second driving units 550a and 550b calculate the first and second firing angles of the first and second phase controlled rectifiers 540a and 540b, respectively. Even when unbalance occurs in the three-phase AC voltage output from the second transformers 530a and 543b, the unbalance of the three-phase AC voltage and the output voltage unbalance of the first and second phase control rectifiers 540a and 540b can be compensated. Therefore, it is possible to remove ripple and harmonic noise components from the load-side output voltage.

도 6에 본 발명에 따른 제어 시스템에서의 전압파형이 도시되어 있다. 도 6a에 도시된 바와 같이 와이-델타(Y-Δ)결선된 제1 변압기(540a)의 권선비의 오차에 따라 선간전압의 크기가 정상상태에 비해 ΔdAC 만큼 낮아지더라도, 제1 위상제어정류기(540a)가 제1 위상제어정류기(540a)에 대해 산출된 제1 점호각(α)에 의해 제어된다. 이에 따라, 도 3b에 도시된 전압파형과 비교할 때, 제1 위상제어정류기(540a)의 출력전압에서 발생하였던 ΔdDC 만큼의 전압이 보상됨을 알 수 있고, 이로 인해 제1 위상제어정류기(540a)의 출력전압과 제2 위상제어정류기(540b)의 출력전압의 합으로 정의되는 부하측 출력전압(Vo)의 전압피크값 또한 일정하게 유지됨을 알 수 있다.6 shows a voltage waveform in the control system according to the present invention. As shown in FIG. 6A, even if the magnitude of the line voltage is lowered by Δd AC compared to the normal state according to the error in the turns ratio of the first transformer 540a connected with the Y-delta (Y-Δ) connection, the first phase controlled rectifier The 540a is controlled by the first firing angle α Δ calculated for the first phase controlled rectifier 540a. Accordingly, as compared with the voltage waveform shown in FIG. 3b , it can be seen that the voltage as much as Δd DC generated in the output voltage of the first phase controlled rectifier 540a is compensated, and thereby the first phase controlled rectifier 540a It can be seen that the voltage peak value of the load-side output voltage Vo, which is defined as the sum of the output voltage of , and the output voltage of the second phase-controlled rectifier 540b, is also maintained constant.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the above-described present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

400: 제어 시스템 410: 계통
420: 부하 430: 변압유닛
440: 정류유닛 450: 구동유닛
460: 제어기
400: control system 410: system
420: load 430: transformer unit
440: rectification unit 450: drive unit
460: controller

Claims (15)

n개의 위상제어정류기를 이용하여 3상 교류전압을 부하측 직류전압으로 변환하여 출력하는 전력변환장치;
각 위상제어정류기의 출력전압 지령치 및 해당 위상제어정류기로 입력되는 상기 3상 교류전압을 기초로 각 위상제어정류기 별로 점호각을 산출하는 n개의 점호각 제어기;
상기 각 위상제어정류기 별로 산출된 점호각을 기초로 해당 위상제어정류기의 스위칭 동작을 제어하기 위한 스위칭 신호를 생성하는 n개의 게이팅 드라이버; 및
상기 전력변환장치의 부하측 직류전압 지령치 및 상기 전력변환장치의 출력전류 지령치 중 적어도 하나를 기초로 상기 각 위상제어정류기의 분담전압 지령치를 산출하는 제어기;를 포함하고,
상기 제어기는,
상기 부하측 직류전압 지령치를 상기 위상제어정류기의 개수로 제산하여 상기 각 위상제어정류기의 분담전압 지령치를 산출하는 전압제어부;
PI제어를 통해 상기 출력전류 지령치 및 상기 전력변환장치의 실제 출력전류를 기초로 상기 부하측 직류전압 지령치를 산출하고, 상기 산출된 부하측 직류전압 지령치를 상기 위상제어정류기의 개수로 제산하여 상기 각 위상제어정류기의 분담전압 지령치를 산출하는 전류제어부; 및
외부로부터 상기 출력전류 지령치가 입력되면 상기 전류제어부를 선택하고, 외부로부터 상기 부하측 직류전압 지령치가 입력되면 상기 전압제어부를 선택하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템.
a power converter for converting a 3-phase AC voltage into a load-side DC voltage and outputting it using n phase-controlled rectifiers;
n firing angle controllers for calculating a firing angle for each phase control rectifier based on the output voltage command value of each phase control rectifier and the three-phase AC voltage input to the corresponding phase control rectifier;
n gating drivers for generating a switching signal for controlling a switching operation of the corresponding phase-controlled rectifier based on the firing angle calculated for each of the phase-controlled rectifiers; and
A controller for calculating the shared voltage command value of each phase control rectifier based on at least one of a load-side DC voltage command value of the power conversion device and an output current command value of the power conversion device;
The controller is
a voltage control unit dividing the load-side DC voltage command value by the number of the phase control rectifiers to calculate a shared voltage command value of each phase control rectifier;
The load-side DC voltage command value is calculated based on the output current command value and the actual output current of the power conversion device through PI control, and the calculated load-side DC voltage command value is divided by the number of the phase control rectifiers to control each phase a current control unit for calculating a shared voltage command value of the rectifier; and
and a switching unit that selects the current control unit when the output current command value is input from the outside, and selects the voltage control unit when the load-side DC voltage command value is input from the outside.
제1항에 있어서,
상기 n개의 점호각 제어기는
제1 위상제어정류기에서 출력되는 제1 출력전압을 기초로 산출된 제1 출력전압 지령치 및 상기 제1 위상제어정류기로 입력되는 3상의 제1 교류전압을 기초로 제1 점호각을 산출하는 제1 점호각 제어기; 및
제2 위상제어정류기에서 출력되고 상기 제1 출력전압과 다른 전압레벨의 제2 출력전압을 기초로 산출된 제2 출력전압 지령치 및 상기 제2 위상제어정류기로 입력되는 3상의 제2 교류전압을 기초로 제2 점호각을 산출하는 제2 점호각 제어기를 포함하고,
상기 n개의 게이팅 드라이버는
상기 제1 점호각을 기초로 상기 제1 위상제어정류기의 스위칭 동작을 제어하기 위한 제1 스위칭 신호를 생성하는 제1 게이팅 드라이버; 및
상기 제2 점호각을 기초로 상기 제2 위상제어정류기의 스위칭 동작을 제어하기 위한 제2 스위칭 신호를 생성하는 제1 게이팅 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템.
According to claim 1,
The n firing angle controllers are
The first output voltage command value calculated based on the first output voltage output from the first phase control rectifier and the first firing angle for calculating the first firing angle based on the first AC voltage of the three phases input to the first phase control rectifier firing angle controller; and
Based on a second output voltage command value output from the second phase-controlled rectifier and calculated based on a second output voltage of a voltage level different from the first output voltage, and a three-phase second AC voltage input to the second phase-controlled rectifier a second firing angle controller for calculating a second firing angle with
The n gating drivers are
a first gating driver for generating a first switching signal for controlling a switching operation of the first phase controlled rectifier based on the first firing angle; and
and a first gating driver generating a second switching signal for controlling a switching operation of the second phase-controlled rectifier based on the second firing angle.
제1항에 있어서,
상기 n개의 점호각 제어기는 3개 이상의 점호각 제어기를 포함하고, 상기 3개 이상의 점호각 제어기는 해당 점호각 제어기에 대응되는 위상제어정류기 별로 서로 다른 값을 갖는 점호각을 산출하고,
상기 n개의 게이팅 드라이버는 3개 이상의 게이팅 드라이버를 포함하고, 상기3개 이상의 게이팅 드라이버는 상기 서로 다른 점호각을 기초로 해당 게이팅 드라이버가 연결된 위상제어정류기의 스위칭 동작을 제어하기 위한 스위칭 신호를 각각 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템.
According to claim 1,
The n number of firing angle controllers include three or more firing angle controllers, and the three or more firing angle controllers calculate a firing angle having a different value for each phase control rectifier corresponding to the corresponding firing angle controller,
The n gating drivers include three or more gating drivers, and the three or more gating drivers generate a switching signal for controlling the switching operation of the phase-controlled rectifier to which the corresponding gating driver is connected based on the different firing angles, respectively. The output voltage control system of the multi-phase control rectifier, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 전력변환장치의 부하측 직류전압 지령치를 기초로 산출된 상기 각 위상제어정류기의 분담전압 지령치와 상기 각 위상제어정류기의 실제 출력전압을 기초로 상기 각 위상제어정류기의 출력전압 지령치를 산출하는 n개의 출력전압 지령치 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템.
According to claim 1,
Based on the shared voltage command value of each phase-controlled rectifier calculated based on the load-side DC voltage command value of the power conversion device and the actual output voltage of each phase-controlled rectifier, the output voltage command value of each phase control rectifier is calculated based on n The output voltage control system of the multi-phase control rectifier, characterized in that it further comprises an output voltage command value calculation unit.
제4항에 있어서,
상기 출력전압 지령치 산출부는,
상기 각 위상제어정류기 별로 상기 각 위상제어정류기의 실제 출력전압이 상기 각 위상제어정류기의 분담전압 지령치를 추종하기 위해 필요한 보상전압을 산출하는 PI제어기; 및
상기 각 위상제어정류기의 보상전압과 상기 각 위상제어정류기의 분담전압 지령치를 가산하여 상기 각 위상제어정류기의 출력전압 지령치를 산출하는 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템.
5. The method of claim 4,
The output voltage command value calculation unit,
a PI controller for calculating a compensation voltage necessary for the actual output voltage of each of the phase-controlled rectifiers to follow the shared voltage command value of each of the phase-controlled rectifiers for each of the phase-controlled rectifiers; and
and an adder for calculating the output voltage command value of each phase control rectifier by adding the compensation voltage of each phase control rectifier and the shared voltage command value of each phase control rectifier; .
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 점호각 제어기는,
상기 각 위상제어정류기로 입력되는 상기 3상 교류전압의 선간전압을 기초로 상기 3상 교류전압의 위상을 검출하는 PLL(Phase Lock Loop): 및
미리 정해진 점호각 산출 알고리즘에 상기 각 위상제어정류기의 3상 교류전압의 위상과 상기 각 위상제어정류기의 출력전압 지령치를 입력하여 상기 각 위상제어정류기의 점호각을 산출하는 점호각 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템.
According to claim 1,
The firing angle controller is
A PLL (Phase Lock Loop) for detecting the phase of the three-phase AC voltage based on the line voltage of the three-phase AC voltage input to each of the phase-controlled rectifiers: And
A firing angle calculation unit for calculating the firing angle of each phase control rectifier by inputting the phase of the three-phase AC voltage of each phase control rectifier and the output voltage command value of each phase control rectifier to a predetermined firing angle calculation algorithm The output voltage control system of a multi-phase control rectifier, characterized in that it.
제1항에 있어서,
상기 전력변환장치는,
3상의 계통전압을 와이-델타 결선에 따라 3상의 제1 교류전압으로 변환하는 제1 변압기;
상기 3상의 제1 교류전압을 직류로 변환하여 제1 직류전압을 출력하는 제1 위상제어정류기;
상기 3상의 계통전압을 와이-와이 결선에 따라 3상의 제2 교류전압으로 변환하는 제2 변압기; 및
상기 3상의 제2 교류전압을 직류로 변환하여 제2 직류전압을 출력하는 제2 위상제어정류기를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템.
According to claim 1,
The power converter is
a first transformer for converting the three-phase grid voltage into a three-phase first AC voltage according to the wye-delta connection;
a first phase controlled rectifier for converting the first AC voltage of the three phases into DC and outputting a first DC voltage;
a second transformer for converting the three-phase grid voltage into a three-phase second AC voltage according to the Y-Wye connection; and
and a second phase controlled rectifier that converts the three-phase second AC voltage into DC and outputs a second DC voltage.
제9항에 있어서,
상기 제1 및 제2 위상제어정류기는 서로 직렬로 연결되어 상기 제1 직류전압과 상기 제2 직류전압을 합산한 값이 상기 부하측 직류전압으로 출력되는 것을 특징으로 하는 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템.
10. The method of claim 9,
The first and second phase controlled rectifiers are connected in series to each other, and the sum of the first DC voltage and the second DC voltage is output as the load-side DC voltage. system.
제9항에 있어서,
상기 점호각 제어기는,
상기 제1 교류전압의 선간전압을 기초로 상기 제1 교류전압의 제1 위상을 검출하는 제1 PLL: 및
미리 정해진 점호각 산출 알고리즘에 상기 제1 위상과 상기 제1 위상제어정류기의 제1 출력전압 지령치를 입력하여 상기 제1 위상제어정류기의 제1 점호각을 산출하는 제1 점호각 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템.
10. The method of claim 9,
The firing angle controller is
A first PLL for detecting a first phase of the first AC voltage based on the line voltage of the first AC voltage; And
Comprising a first firing angle calculator for calculating the first firing angle of the first phase controlled rectifier by inputting the first phase and the first output voltage command value of the first phase controlled rectifier to a predetermined firing angle calculation algorithm The output voltage control system of a multi-phase control rectifier, characterized in that it.
제11항에 있어서,
상기 전력변환장치의 부하측 직류전압 지령치 및 상기 전력변환장치의 출력전류 지령치 중 적어도 하나를 기초로 상기 제1 및 제2 위상제어정류기의 분담전압 지령치를 산출하는 제어기;
상기 제1 위상제어정류기의 제1 출력전압이 상기 분담전압 지령치를 추종하기 위해 필요한 제1 보상전압을 산출하는 제1 PI제어기; 및
상기 제1 보상전압과 상기 분담전압 지령치를 가산하여 상기 제1 출력전압 지령치를 산출하고, 상기 제1 출력전압 지령치를 상기 제1 점호각 산출부에 입력하는 제1 가산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템.
12. The method of claim 11,
a controller for calculating a shared voltage command value of the first and second phase control rectifiers based on at least one of a load-side DC voltage command value of the power conversion device and an output current command value of the power conversion device;
a first PI controller for calculating a first compensation voltage required for the first output voltage of the first phase-controlled rectifier to follow the shared voltage command value; and
and a first adder for calculating the first output voltage command value by adding the first compensation voltage and the shared voltage command value, and inputting the first output voltage command value to the first firing angle calculation unit. Output voltage control system of multi-phase control rectifier.
제9항에 있어서,
상기 점호각 제어기는,
상기 제2 교류전압의 선간전압을 기초로 상기 제2 교류전압의 제2 위상을 검출하는 제2 PLL: 및
미리 정해진 점호각 산출 알고리즘에 상기 제2 위상과 상기 제2 위상제어정류기의 제2 출력전압 지령치를 입력하여 상기 제2 위상제어정류기의 제2 점호각을 산출하는 제2 점호각 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템.
10. The method of claim 9,
The firing angle controller is
a second PLL for detecting a second phase of the second AC voltage based on the line voltage of the second AC voltage; And
Comprising a second firing angle calculator for calculating the second firing angle of the second phase controlled rectifier by inputting the second phase and the second output voltage command values of the second phase controlled rectifier to a predetermined firing angle calculation algorithm The output voltage control system of a multi-phase control rectifier, characterized in that it.
제13항에 있어서,
상기 전력변환장치의 부하측 직류전압 지령치 및 상기 전력변환장치의 출력전류 지령치 중 적어도 하나를 기초로 상기 제1 및 제2 위상제어정류기의 분담전압 지령치를 산출하는 제어기;
상기 제2 위상제어정류기의 제2 출력전압이 상기 분담전압 지령치를 추종하기 위해 필요한 제2 보상전압을 산출하는 제2 PI제어기; 및
상기 제2 보상전압과 상기 분담전압 지령치를 가산하여 상기 제2 출력전압 지령치를 산출하고, 상기 제2 출력전압 지령치를 상기 제2 점호각 산출부에 입력하는 제2 가산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템.
14. The method of claim 13,
a controller for calculating a shared voltage command value of the first and second phase control rectifiers based on at least one of a load-side DC voltage command value of the power conversion device and an output current command value of the power conversion device;
a second PI controller for calculating a second compensation voltage required for the second output voltage of the second phase-controlled rectifier to follow the shared voltage command value; and
and a second adder for calculating the second output voltage command value by adding the second compensation voltage and the shared voltage command value, and inputting the second output voltage command value to the second firing angle calculator. Output voltage control system of multi-phase control rectifier.
제9항에 있어서,
상기 게이팅 드라이버는,
상기 제1 위상제어정류기의 제1 점호각을 기초로 상기 제1 위상제어정류기에 포함된 제1 사이리스트 스택의 스위칭 동작을 제어하기 위한 복수개의 제1 스위칭 신호를 생성하는 제1 게이팅 드라이버; 및
상기 제2 위상제어정류기의 제2 점호각을 기초로 상기 제2 위상제어정류기에 포함된 제2 사이리스트 스택의 스위칭 동작을 제어하기 위한 복수개의 제2 스위칭 신호를 생성하는 제2 게이팅 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 위상제어정류기의 출력전압 제어 시스템.
10. The method of claim 9,
The gating driver is
a first gating driver for generating a plurality of first switching signals for controlling a switching operation of a first thyrist stack included in the first phase controlled rectifier based on a first firing angle of the first phase controlled rectifier; and
and a second gating driver for generating a plurality of second switching signals for controlling a switching operation of a second thyrist stack included in the second phase controlled rectifier based on a second firing angle of the second phase controlled rectifier The output voltage control system of the multi-phase control rectifier, characterized in that.
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