Abstract
Recently, the use of transformer-less UPS has increased to improve the efficiency of UPS. However, transformer-less UPS is required in three-phase four-wire input IGBT PWM rectifier and the existing three-phase three-wire PFC algorithm cannot be applied in the three-phase four-wire system due to the neutral current problem of UPS input. To control the three-phase four-wire input IGBT PWM rectifier, there are two existing algorithms: 3D SVM and single phase control method. These two algorithms have advantages/disadvantages in controlling the rectifier. The single phase control method is unstable for controlling the rectifier and the 3D SVM method has a problem that must increase the L value of the input-side inductor considerably. Therefore, this paper proposes digital single phase control technology and another new algorithm considering the d-q control, to improve the characteristics of the existing control algorithm. In addition, this paper performed a simulation and experiment based on the proposed control algorithm. The simulation results showed that the proposed technology can control three-phase four-wire IGBT PWM rectifier in a stable manner and can also reduce the neutral current. The proposed algorithm is a useful tool for controlling the three-phase four-wire IGBT PWM rectifier.
최근 UPS의 효율을 높이기 위하여 무변압기형 UPS의 사용이 증가되고 있다. 하지만 무변압기형 UPS는 입 출력 구조상 문제로 인해 3상4선식의 IGBT PWM 정류기가 필요하며 이는 기존의 3상3선식 PWM 정류기의 PFC 제어기법으로는 중성선 전류 문제로 동작이 되지 않으므로 3상4선식 PWM 정류기의 특성에 맞는 적절한 PWM 제어기법이 요구되고 있다. 3상4선식 IGBT PWM 정류기의 제어를 위한 제어기법으로는 각상 개별제어 기법과 3D SVM 기법이 있지만 두 방식 모두 장단점이 존재한다. 각상 개별제어 기법은 제어가 불안정하고 3D SVM 기법은 입력 측 인덕터의 L값이 상당히 커져야하는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 기존의 각상 개별제어 방식과 d-q 제어 알고리즘을 접목시켜 동기좌표계상에서 직류로 제어하는 3상4선식 IGBT PWM 정류기 제어기법을 제안하였다. 또한 본 논문에서 제안한 3상4선식 IGBT의 PWM 정류기 제어 알고리즘을 바탕으로 시뮬레이션과 실험을 수행 하였다. 시뮬레이션을 수행한 결과, 3상4선식 IGBT PWM 정류기를 안정적으로 제어하고 중성선 전류를 줄일 수 있어, 본 논문에서 제안한 방식의 유효성을 확인하였다.
