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1
입력전원을 필터링하여 노이즈 성분을 제거하는 LPF와;
상기 LPF의 출력에서 영전압을 검출하여 사각형 파형을 얻는 영전압 검출부와;
상기 영전압 검출부의 사각형 파형을 전달받아 FFT를 적용하여 기본파를 추출하여 계통전원 전압의 위상을 출력하는 마이크로 프로세서;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력계통에서의 FFT를 이용한 위상추종 시스템
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2
청구항 1에 있어서,
상기 마이크로 프로세서는,
상기 영전압 검출부의 사각형 파형에서 두 에지(포지티브 에지와 네거티브 에지) 사이의 시간을 측정하는 시간 계산부와;
상기 시간 계산부에서 측정한 시간을 이용하여 주파수를 계산하는 주파수 계산부와;
상기 주파수 계산부의 계산 결과를 입력받고, 기준 신호와 입력신호의 곱과 평균을 통하여 신호의 코사인 성분과 사인 성분의 위상차 정보를 구하고, 구해진 위상차 성분을 이용하여 계통전원 신호의 크기 및 위상정보를 구하여 출력하는 FFT 기본파 추출부;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력계통에서의 FFT를 이용한 위상추종 시스템
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3 |
3
청구항 2에 있어서,
상기 시간 계산부는,
주기(Tperiod)를 다음의 수학식에 의해 구하고,
여기서 t1 은 상기 영전압 검출부의 출력에 나오는 사각형의 신호의 포지티브 에지 타임이고, t2 는 상기 영전압 검출부의 출력에 나오는 사각형의 신호의 네거티브 에지 타임인 것을 특징으로 하는 전력계통에서의 FFT를 이용한 위상추종 시스템
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4 |
4
청구항 2에 있어서,
상기 주파수 계산부는,
주기(f)를 다음의 수학식에 의해 구하고,
여기서 Tperiod 는 상기 시간 계산부에서 출력된 주기인 것을 특징으로 하는 전력계통에서의 FFT를 이용한 위상추종 시스템
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5 |
5
청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 FFT 기본파 추출부는,
계통전원 신호의 크기와 위상차 성분을 다음의 수학식에 의해 구하고,
여기서 은 계통전원 신호의 파형 크기이고, 는 계통전원 신호의 위상차 성분이며, 는 계통전원 신호의 사인 성분이고, 는 계통전원 신호의 코사인 성분인 것을 특징으로 하는 전력계통에서의 FFT를 이용한 위상추종 시스템
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6 |
6
청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 FFT 기본파 추출부는,
동기시키고자 하는 계통 전압인 입력전원 신호()와 기준신호의 코사인 성분()을 곱하는 제 1 곱셈부와;
동기시키고자 하는 계통 전압인 입력전원 신호()와 기준신호의 사인 성분()을 곱하는 제 2 곱셈부와;
상기 제 1 곱셈부의 출력을 반주기 동안 평균하여 위상차 코사인 성분(cos(a))을 출력하는 제 1 반주기 평균 처리부와;
상기 제 2 곱셈부의 출력을 반주기 동안 평균하여 위상차 사인 성분(sin(a))을 출력하는 제 2 반주기 평균 처리부와;
상기 제 1 및 제 2 반주기 평균 처리부의 출력을 입력받아 아크탄젠트 처리를 수행하여 계통전원 신호의 파형 크기와 위상차 성분을 출력하는 아크탄젠트 처리부;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력계통에서의 FFT를 이용한 위상추종 시스템
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7 |
7
청구항 6에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 반주기 평균 처리부는,
링버퍼를 이용하여 반주기 평균 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 전력계통에서의 FFT를 이용한 위상추종 시스템
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8 |
8
청구항 6에 있어서,
상기 제 1 반주기 평균 처리부는,
다음의 수학식에 의해 계통전원 신호의 코사인 성분()을 구하고,
여기서 아랫첨자 n은 지금 시점의 인터럽터 순간을 의미하며, 아랫첨자 n-1은 바로 하나 앞의 인터럽터 시점을 의미하며, N은 버퍼의 총 개수를 의미하며, SC는 코사인 성분 버퍼의 합을 의미하는 것을 특징으로 하는 전력계통에서의 FFT를 이용한 위상추종 시스템
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9 |
9
청구항 6에 있어서,
상기 제 2 반주기 평균 처리부는,
다음의 수학식에 의해 계통전원 신호의 사인 성분()을 구하고,
여기서 아랫첨자 n은 지금 시점의 인터럽터 순간을 의미하며, 아랫첨자 n-1은 바로 하나 앞의 인터럽터 시점을 의미하며, N은 버퍼의 총 개수를 의미하며, SS는 사인 성분의 버퍼의 합을 의미하는 것을 특징으로 하는 전력계통에서의 FFT를 이용한 위상추종 시스템
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10 |
10
청구항 6에 있어서,
상기 아크탄젠트 처리부는,
계통전원 신호의 크기와 위상차 성분을 다음의 수학식에 의해 구하고,
여기서 은 계통전원 신호의 파형 크기이고, 는 계통전원 신호의 위상차 성분이며, 는 계통전원 신호의 사인 성분이고, 는 계통전원 신호의 코사인 성분인 것을 특징으로 하는 전력계통에서의 FFT를 이용한 위상추종 시스템
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11 |
11
입력전원에 대해 LPF 처리를 수행하여 입력전원에 대한 필터링을 통해 노이즈 성분을 제거하는 제 1 단계와;
상기 제 1 단계에서 LPF 처리된 입력전원에서 영전압을 검출하여 사각형 파형을 얻는 제 2 단계와;
상기 제 2 단계의 사각형 파형을 전달받아 FFT를 적용하여 기본파를 추출하여 계통전원 전압의 위상을 출력하는 제 3 단계;
를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 전력계통에서의 FFT를 이용한 위상추종 방법
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12
청구항 11에 있어서,
상기 제 3 단계는,
상기 제 2 단계의 사각형 파형에서 두 에지(포지티브 에지와 네거티브 에지) 사이의 시간을 측정하는 시간 계산 단계와;
상기 시간 계산 단계에서 측정한 시간을 이용하여 주파수를 계산하는 주파수 계산 단계와;
상기 주파수 계산 단계의 계산 결과를 입력받고, 기준 신호와 입력신호의 곱과 평균을 통하여 신호의 코사인 성분과 사인 성분의 위상차 정보를 구하고, 구해진 위상차 성분을 이용하여 계통전원 신호의 크기 및 위상정보를 구하여 출력하는 FFT 기본파 추출 단계;
를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 전력계통에서의 FFT를 이용한 위상추종 방법
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13
청구항 12에 있어서,
상기 시간 계산 단계는,
주기(Tperiod)를 다음의 수학식에 의해 구하고,
여기서 t1 은 상기 제 2 단계의 출력에 나오는 사각형의 신호의 포지티브 에지 타임이고, t2 는 상기 제 2 단계의 출력에 나오는 사각형의 신호의 네거티브 에지 타임인 것을 특징으로 하는 전력계통에서의 FFT를 이용한 위상추종 방법
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14
청구항 12에 있어서,
상기 주파수 계산 단계는,
주기(f)를 다음의 수학식에 의해 구하고,
여기서 Tperiod 는 상기 시간 계산 단계에서 출력된 주기인 것을 특징으로 하는 전력계통에서의 FFT를 이용한 위상추종 방법
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15
청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 FFT 기본파 추출 단계는,
계통전원 신호의 크기와 위상차 성분을 다음의 수학식에 의해 구하고,
여기서 은 계통전원 신호의 파형 크기이고, 는 계통전원 신호의 위상차 성분이며, 는 계통전원 신호의 사인 성분이고, 는 계통전원 신호의 코사인 성분인 것을 특징으로 하는 전력계통에서의 FFT를 이용한 위상추종 방법
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