전력전자학회논문지 (The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics)

  • 제12권3호
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  • Pages.234-240
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  • 2007
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  • 1229-2214(pISSN)
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  • 2288-6281(eISSN)
전력전자학회 (The Korean Institute of Power Electronics)
권호 표지

SRM의 고속운전을 위한 새로운 멀티레벨 인버터의 구동특성

Performance of Multi-level Inverter for High-Speed SR Drive

  • 이동희 (경성대 전기전자메카트로닉스) ;
  • 안진우 (경성대 전기전자메카트로닉스)
  • 발행 : 2007.06.20
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초록

본 논문에서는 비대칭 컨버터에 비하여 전력소자의 수를 감소하면서도, 고속 운전에 적합한 새로운 멀티레벨 인버터를 제안한다. 제안된 인버터는 기존의 비대칭 컨버터에 비하여 전력소자의 수를 감소시킬 수 있는 특징이 있으며, SRM의 감자구간에서 휠링되는 에너지와 전원에서 공급되는 에너지를 교차적으로 활용하는 방식을 적용함으로써, C-dump 인버터에 비해 커패시터의 정격전압을 낮출 수 있는 장점이 있다. 또한, 제안된 멀티레벨 인버터의 동작 모드는 비대칭 컨버터에 비하여, 충전 레벨의 전원을 정역으로 활용하여 빠른 여자(Excitation)와 감자(Demagnetization) 모드를 가지게 되므로, 제어의 활용성이 매우 높다. 따라서, SRM의 고속 운전에 필요한 여자전류의 빠른 확립을 통하여 응답시간을 개선시키며, 토크 발생구간을 확장시킬 수 있다. 제안된 멀티레벨 인버터 구동형 SRM의 운전특성은 시뮬레이션과 실험을 통해 검증하였다.

In this paper, a novel multi-level inverter for low cost high speed switched reluctance(SR) drive is proposed. The proposed multi-level converter has reduced number of power switches and diodes than that of a conventional asymmetric converter for SRM and smaller voltage rating of the dump capacitor comparing with energy efficient c-dump converter. It can supply five operating modes that is boosted, DC-link, zero, negative bias and negative boosted voltage. The proposed multi-level converter has fast excitation and demagnetization modes of phase current, so dynamic response can be achieved. The proposed multi-level converter is verified by computer simulation and experimental results.

키워드

참고문헌

  1. 안진우, 스위치드 릴럭턴스 전동기, 오성미디어, 2004
  2. S. Vukosavic. and V.R.Stefanovic, , 'SRM inverter topologies: a comparative evaluation,' IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 27, no.6, pp.1034-1047, Nov.-Dec, 1991 https://doi.org/10.1109/28.108453
  3. M. Ehsani, J.T. Bass, T.J. Miller, and R.L. Steigerwald, 'Development of a unipolar converter for variable reluctance motor drives,' IEEE Trans. Ind. Appl., vol. IA-23, No.5, pp.545-553, May/June 1987 https://doi.org/10.1109/TIA.1987.4504944
  4. T.J.E. Miller, et al., Regenerative Unipolar Inverter for Switched Reluctance Motors Using One Switching Device per Phase, U.S. Patent No. 4684867, Aug. 4 1987
  5. R. Krishnan, and S. Lee, 'Analysis and Design of a Single Switch per Phase Inverter for Switched Reluctance Motor drives,' IEEE PESC, pp.485-492, 1994
  6. Y. H. Yoon, Y. C. Kim, S. H. Song, C. Y. Won, 'Control of C-dump Converters fed from Switched Reluctance Motors on an Automotive Application,' Journal of Power Electronics, vol.5, no.2, April 2005, pp. 120-128
  7. Jianing Liang, Dong-Hee Lee, Jin-Woo Ahn, Young-Joo An, 'A Novel 4-level Converter for High Speed SR Drive', The 37th IEEE Power Electronics Specialists Conference, TuB2-4, pp. 1478-1483, June, 2006
  8. R. M. Davis and R.J. Blake, 'Inverter drive for switched reluctance motor circuits and component ratings,' IEE Proc., pp. 126-136, 1981
  9. T.J.E. Miller, 'Converter volt-ampere requirements of the switched reluctance motor drive,' IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 21, No. 5, pp. 1136-1144, Sept. 1985 https://doi.org/10.1109/TIA.1985.349516
  10. R. M. Davis et al., Electric Power Converter Circuit, U.S. Patent No. 4563619, Jan.7, 1986
  11. S. Mir, I. Husain, and M. E. Elbuluk, 'Energy-efficient C-dump converters for switched reluctance motors,' IEEE Trans. Power Electron., vol.12, no.5, pp.912-921, Sept. 1997 https://doi.org/10.1109/63.623010
  12. P.K. Sood, Power Converter for a Switched Reluctance Motor, U.S. Patent No.5115181, May 9, 1992