AGV 로봇에 내장된 배터리용 병렬운전 전압가변형 충전기 구현에 관한 연구 :A Study on the Implementation of Voltage Variation Type Charger in Parallel Operation for AGV Robot-Embedded Battery

조정훈

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자료유형: 학위논문

저자정보: 조정훈 (단국대학교, 단국대학교 정보·지식재산대학원)

지도교수: 양 재 수

발행연도: 2020

저작권: 단국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수6

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2023

AGV 로봇의 배터리 병렬운전 기반의 전압 가변형 충전기 구현에 관한 연구

조정훈 , 이동학 , 김선명 외 1명 디지털콘텐츠학회논문지 2023.02 학술저널

2020

AGV 로봇에 내장된 배터리용 병렬운전 전압가변형 충전기 구현에 관한 연구

조정훈 정보통신학과 2020.01 학위논문

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논문의 주제는 AGV(Automatic Guided Vehicle, 무인운반차량)용 전압 가변형 충전기 구현에 관한 것으로서, AGV용 8KW 전압 가변형 충전기는 AGV의 구동장치인 DC 모터의 구동전원으로, AGV에 장착된 배터리를 충전하는 장치에 해당한다.
AGV는 모터를 구동하기 위한 배터리를 내장하고 있으며, 각각의 AGV 제조사별로 배터리 종류가 다양하다. AGV를 사용하는 산업현장에서 지속적이고 효율적으로 AGV를 사용하기 위해서는 내장된 배터리를 충전하기 위한 충전기가 필수적이며, 이에 다양한 특성의 배터리의 충전특성에 맞는 AGV 로봇내장 배터리용 전압 가변형 충전기의 설계와 구현 필요성이 매우 높다.
논문의 핵심기술은 크게 ① 대전력 전력변환 회로기술을 적용한 AGV 내장 배터리용 전압 가변형 충전기 시스템 개발 기술, ② AGV 내장 배터리용 전압 가변형 충전기 제어 회로 및 소프트웨어 기술, ③ 전력계측 및 피드백 제어기술 및 DSP 제어를 위한 펌웨어(Firmware)기술로 나눌 수 있다. 논문은 스마트 물류산업 분야에서 갈수록 확산되고 있는 AGV의 운행에 필수적인 전원공급장치 배터리 충전기를 구현하기 위해 대전력 전력변환 회로기술을 적용하여 전압(20 ~ 80V), 전류(0 ~ 100A)범위의 가변형 충전기를 구현하였으며, Local/Host의 운전방식, 충전기의 효율 90% 이상, 역률 90% 이상의 성능을 검증하였다. 또한 4단 병렬운전이 가능하고 상용화를 위한 신뢰성 수준을 확보하였다. 논문의 설계 성능은 최종 출력신호 중심의 DC/DC 출력파형을 측정하여 객관적으로 제시하였다.

This paper is to study on the implementation of voltage variation type charger in parallel operation for AGV robot-embedded battery. We objectively analyze and measure the functions and performance of voltage variation type charger for commercialization level prototype equipment.
The 8KW voltage variation type charger implemented for AGV in this paper can be operated 4 stage parallel mode and has designed the high quality characteristics system with 20~80 voltage range and 0~100A current range
The key technology of this paper has the voltage variation type charger system technology, charger control circuit and software technology, power measurement and feedback control, and firmware for DSP program control be utilized for AGV embedded battery system.
The key part of voltage variation type charger in this paper consists of 6 blocks satisfied with the battery system specifications, the operation modes have local type of self-setup function and also host type of remote-setup function. Additionally, the efficiency of 90% above and power-factor 90% above by applying high-power power-factor correction circuit for voltage variation type charger is obtained.
The voltage variation type charger implemented in this paper is controlled by DSP control algorithm such as Soft Start/Charging Sequence Control and is applied the switching circuit for Phase Shift ZVS-PWM method. Also, the paralle1 operation control for up to 4 stages is designed with CAN communication and RS-232 interface by remote control method.
By attaining reliability of battery charger system in the field, this paper is added over-current output, over-voltage output, low-voltage output, and various protective functions like protection temperature.
Through this paper for parallel operation voltage variation type charger implemented in detail, we verified and testified the circuit functions and performance in terms of design standards( or criteria) and system specification for voltage variation type charger in industrial sites.

국문초록 i
표 목 차 iv
그림목차 v
1. 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 선행 연구 2
1.3 연구 필요성 4
2. 연구 개요 8
2.1 AGV 기술 8
2.2 에너지저장(충전) 시스템 13
2.3 충전 장치의 특성 해석 15
2.4 무인반송 시스템의 구성 23
2.5 구현 기술 개요 29
3. 병렬운전 전압가변형 충전기 설계 및 구현 32
3.1 충전기 주요 기능 32
3.2 충전기 설계 규격 32
3.3 충전기 기능 구성 및 회로 배치 33
3.4 주요 회로 부품 특성 35
3.5 주요 기능별 회로 구현 방법 42
4. 실험결과 및 고찰 57
4.1 성능 및 기능검사 항목 57
4.2 세부시험 항목별 결과 및 고찰 58
5. 결론 67
참고문헌 68
Abstract 70

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