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UPS 동작제어 시스템과 방법

전문가 제언: ○ 컴퓨터, 방송통신기기, 플랜트 계측설비, 관제?관리 시스템, 비상전원 등 전기전자시스템에서 전원전압이나 주파수 변동, 순간정전, 서지 및 노이즈 등의 간헐적인 전원교란에 의해 예기치 않은 문제가 발생하여 막대한 피해를 입는 경우가 많다. 이러한 문제로부터 시스템을 안전하게 보호할 수 있도록 신뢰성 있는 UPS를 설계하는 일은 무엇보다 중요하다.

○ 본 발명의 UPS 구성은 교류출력, 역률개선 전력단, 역률개선 전력단에 연결된 DC 버스, 인버터 전력단, 충전기 전력단 및 제어시스템 등을 기본으로 갖추고 있다. 제어시스템은 교류출력에 공급된 순간전력의 차이 및 누적된 순간전력의 차이를 결정하고, 그 차이를 분석하여 DC 버스의 전압을 조정하도록 구성하였다.

○ 청구범위는 35개항으로 기술되어 있다. 제어시스템에서 전압루프제어기를 사용한 피드포워드(feedforward) 전압루프제어와 부하전력 모니터를 사용한 피드백(feedback) 부하전력 감시제어를 모두 도입하고, DC 버스전압 오차와 순간부하전력 변동을 이용하여 DC 버스전압을 제어하는 점에 주목할 필요가 있다.

○ 부하시스템에 안정된 전원공급을 위해 UPS는 상용 교류전원의 전압과 주파수의 변동에 관계없이 항상 일정한 전압 및 주파수를 가진 양질의 교류전력을 생성하고, 축전지와 충전기를 설치하여 완전 무정전의 이상적인 교류전력을 얻을 수 있게 설계해야 한다. 또한 전력효율을 높이기 위해 고조파 규격과 요구 역률을 만족하면서 순간전압 변동을 빠르고 정확하게 검출 및 제어할 수 있는 동적응답을 지닌 시스템을 구현하는 새로운 하드웨어 및 운전제어 알고리즘을 개발하는 노력을 계속해야 한다.

○ UPS의 일차적인 기능은 교류 전원의 연속성을 보장하는 것이다. 직류 접속점(link)에 전기 에너지 축전 장치를 가지는 UPS에 적용하는 안전요구사항과 부하 전력의 연속성을 확보하여 전원의 질을 개선하는 단상, 삼상 1000 V 이하의 연속 동작형 교류 변환 시스템에 대한 성능 및 시험 등에 대한 국가표준과 국제규격을 만족하도록 설계해야 한다.

저자: American Power Conversion Corporation
자료유형: 특허정보