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인덕터를 포함하여 외부전력계통의 교류전원에 대한 고주파를 필터링하는 필터부 및 적어도 1개 이상의 IGBT 스위치를 포함하여 3상 교류전압을 직류전압으로 변환하는 3상 컨버터를 포함하고, 상기 외부전력계통으로부터 배터리를 충전하거나 상기 배터리로부터 상기 외부전력계통으로 전력을 전달하는 양방향 충전부;상기 배터리의 전압, 상기 양방향 충전부의 3상 전류 및 3상 전압을 측정하는 측정부; 및상기 측정부의 측정 결과 및 상기 양방향 충전부의 전력 전달 방향을 참조하여, 상기 인덕터의 전류를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 하이브리드형 무정전 전원장치
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제 1항에 있어서,상기 제어부는,상기 양방향 충전부가 상기 배터리를 충전하는 동작을 수행하는 경우에, 이중루프 제어를 수행하되, 강인추종제어를 이용한 내부루프 제어를 통해 상기 인덕터의 전류를 제어하고 외부루프 제어를 통해 배터리 충전 전류 또는 충전 전압을 일정하게 유지하기 위한 상기 인덕터의 전류에 대한 기준 값을 생성하고,상기 양방향 충전부가 상기 배터리를 방전하는 동작을 수행하는 경우에, 상기 외부전력계통에 전달되는 전력에 대한 기준 전력값을 설정하고, 상기 기준 전력값을 공급하기 위한 상기 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무정전 전원장치
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제 2항에 있어서,상기 양방향 충전부가 상기 배터리를 방전하는 동작을 수행하는 경우에, αβ-프레임으로 표현된 상기 외부전력계통의 순간 유효 전력 및 무효 전력이와 같이 주어지고, 는 αβ-프레임에서의 외부전력계통 전류, 는 αβ-프레임에서의 외부전력계통 전압이고,는 외부전력계통 유효 전력, 는 외부전력계통 무효 전력일 때, , 는 dq-프레임에서의 외부전력계통 전류이고, 는 dq-프레임에서의 외부전력계통 전압이고,상기 기준 전력값 을 전달하기 위한 상기 제어 신호 를 위와 같은 수식을 만족하도록 출력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무정전 전원장치
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제 2항에 있어서,상기 양방향 충전부가 상기 배터리를 충전하는 동작을 수행하는 경우에,abc-프레임에서, 상기 양방향 충전부의 내부 전류가 다음과 같은 수식을 만족하고,여기서, 이고, 은 상기 외부전력계통의 최대 출력 전압이고, 상기 3상 컨버터의 스위치는 로 주어지고, abc-축으로 표현된 역학관계는, 다음과 같이 dq-축으로 변환되어, , , , , , 이고, ω는 AC 전압 공급원의 각주파수일 때, dq-프레임에서의 인덕터 전류 및 제어 입력 신호 는이며,여기서,, 와 같이 주어지고, 상기 배터리의 전압 은 일 때, 여기서,는 컨버터 전류, 는 배터리로의 출력 전류이고,샘플링주기 h를 이용하여, 상기 양방향 충전부의 역학관계를 나타내면와 같고,여기서, , , , 이고, , 이고, 상기 외부전력계통에 공급될 상기 기준 전력값을 기반으로, 상기 기준 전력값을 공급하기 위한 상기 제어 신호를 라 하면, 와 같이 주어지고,여기서, K는 상태 피드백 이득 및 L은 적분기 이득이고,상기 제어부는,상기 내부루프 제어를 통해 위와 같은 수식을 만족하도록 상기 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무정전 전원장치
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제 4항에 있어서,외부 루프 제어의 출력 이 와 같이 주어지고,여기서, 는 배터리의 충전을 위한 기준 정전압이고, 는 배터리의 출력 전압이고, 과 가정하여,와 같이 주어질 때,여기서, 및 은 와 같은 수식을 만족하고, , 이며, 상기 배터리의 전압이 를 생성하도록 상기 제어부로 피드백되고, 상기 제어부에서는 PLL(Phased-Locked Loop)를 이용하여 상기 외부전력계통의 전압 위상각을 얻을 때, 상기 제어부는,상기 외부루프 제어를 통해 위와 같은 수식을 만족하도록 상기 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무정전 전원장치
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인덕터를 포함하여 외부전력계통의 교류전원에 대한 고주파를 필터링하는 필터부 및 적어도 1개 이상의 IGBT 스위치를 포함하여 3상 교류전압을 직류전압으로 변환하는 3상 컨버터를 포함하고, 외부전력계통으로부터 배터리를 충전하거나 배터리로부터 외부전력계통으로 전력을 전달하는 양방향 충전부가 양방향으로 충전을 제어하는 방법으로서,배터리의 전압, 양방향 충전부의 3상 전류 및 3상 전압을 측정하는 과정; 및측정된 배터리의 전압 및 양방향 충전부의 전력 전달 방향을 참조하여, 상기 양방향 충전부의 필터부에 포함된 인덕터의 전류를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어하는 과정을 포함하는 하이브리드형 무정전 전원장치의 무정전 전원 공급 방법
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제 6항에 있어서,상기 제어하는 과정은,상기 양방향 충전부가 상기 배터리를 충전하는 동작을 수행하는 경우에, 이중루프 제어를 수행하되, 강인추종제어를 이용한 내부루프 제어를 통해 상기 인덕터의 전류를 제어하고 외부루프 제어를 통해 배터리 충전 전류 또는 충전 전압을 일정하게 유지하기 위한 상기 인덕터의 전류에 대한 기준 값을 생성하고,상기 양방향 충전부가 상기 배터리를 방전하는 동작을 수행하는 경우에, 상기 외부전력계통에 전달되는 전력에 대한 기준 전력값을 설정하고, 상기 기준 전력값을 공급하기 위한 상기 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무정전 전원장치의 제어 방법
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제 7항에 있어서,상기 양방향 충전부가 상기 배터리를 방전하는 동작을 수행하는 경우에, αβ-프레임으로 표현된 상기 외부전력계통의 순간 유효 전력 및 무효 전력이와 같이 주어지고, 는 αβ-프레임에서의 외부전력계통 전류, 는 αβ-프레임에서의 외부전력계통 전압이고,는 외부전력계통 유효 전력, 는 외부전력계통 무효 전력일 때, , 는 dq-프레임에서의 외부전력계통 전류이고, 는 dq-프레임에서의 외부전력계통 전압이고,상기 제어하는 과정은,상기 기준 전력값 을 전달하기 위한 상기 제어 신호 를 위와 같은 수식을 만족하도록 출력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무정전 전원장치의 제어 방법
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제 7항에 있어서,상기 양방향 충전부가 상기 배터리를 충전하는 동작을 수행하는 경우에,abc-프레임에서, 상기 양방향 충전부의 내부 전류가 다음과 같은 수식을 만족하고,여기서, 이고, 은 상기 외부전력계통의 최대 출력 전압이고, 상기 3상 컨버터의 스위치는 로 주어지고, abc-축으로 표현된 역학관계는, 다음과 같이 dq-축으로 변환되어, , , , , , 이고, ω는 AC 전압 공급원의 각주파수일 때, dq-프레임에서의 인덕터 전류 및 제어 입력 신호 는이며,여기서,, 와 같이 주어지고, 상기 배터리의 전압 은 일 때, 여기서,는 컨버터 전류, 는 배터리로의 출력 전류이고,샘플링주기 h를 이용하여, 상기 양방향 충전부의 역학관계를 나타내면와 같고,여기서, , , , 이고, , 이고, 상기 외부전력계통에 공급될 상기 기준 전력값을 기반으로, 상기 기준 전력값을 공급하기 위한 상기 제어 신호를 라 하면, 와 같이 주어지고,여기서, K는 상태 피드백 이득 및 L은 적분기 이득이고,상기 제어하는 과정은,상기 내부루프 제어를 통해 위와 같은 수식을 만족하도록 상기 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무정전 전원장치의 제어 방법
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제 9항에 있어서,외부 루프 제어의 출력 이 와 같이 주어지고,여기서, 는 배터리의 충전을 위한 기준 정전압이고, 는 배터리의 출력 전압이고, 과 가정하여,와 같이 주어질 때,여기서, 및 은 와 같은 수식을 만족하고, , 이며, 상기 제어하는 과정은,상기 배터리의 전압이 를 생성하도록 피드백되고, PLL(Phased-Locked Loop)를 이용하여 상기 외부전력계통의 전압 위상각을 얻을 때, 상기 외부루프 제어를 통해 위와 같은 수식을 만족하도록 상기 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무정전 전원장치의 제어 방법
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