Proceedings of the KIPE Conference (전력전자학회:학술대회논문집)
The Korean Institute of Power Electronics
- Semi Annual
Domain
- Electricity/Electronics > Electric and Electronic Components
2009.11a
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본 논문은 부하전압의 크기에 따라 동작모드가 다르게 구성되는 공진형 DC/DC 컨버터의 동작 특성을 해석한다. 공진형 DC/DC 컨버터는 직류 입력전원에 연결되는 LC 공진회로, 공진회로의 캐패시터 전압이 최대일 때 부하측으로 에너지를 전달하는 공진형 컨버터로 구성되어있다. 공진형 컨버터는 공진 회로의 캐패시터 전압과 부하전압의 상대적인 크기에 따라서 2개의 동작 모드 특성을 가진다. 공진 캐패시터 전압의 최대값이 부하전압보다 작을 경우, 스위칭 회로는 부스트 인덕터를 이용하여 입력측 에너지를 부하측으로 전달한다. 반대로 큰 경우에는 스위칭 동작없이 공진 캐패시터가 부하측으로 직접 연결되어 입력측 에너지를 부하로 전달한 후, 공진 캐패시터의 잔여 에너지를 부스트 인덕터를 이용하여 부하측으로 전달한다. 공진형 DC/DC 컨버터 회로의 동작원리를 설명하고, PSPICE Simulation 및 실험을 통하여 검증하였다.
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본 논문은 단상 PWM 컨버터의 직류링크 전해커패시터의 용량을 추정하는 기법을 제안한다. 무부하 상태에서 저주파수의 교류전압성분을 직류링크에 주입하여 리플 전압 및 전력 성분을 이용하여 커패시터의 용량을 계산한다. 제안된 방법은 실험적으로 검증되며 추정된 커패시터 용량의 오차는 0.85% 이내이다.
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양방향 DC-DC컨버터는 일반적으로 아날로그방식이 사용되고 있다. 그러나 충 방전기로 사용하게 되면 모드전환 시 과도 응답특성이 좋지 않은 문제가 있다. 이에 대한 대안으로 디지털 제어기를 사용하게 되면 진보된 알고리즘들을 이용하여 시스템의 성능을 향상 시킬 수 있다. 본 본문에서는 전기이중층 콘덴서(EDLC)를 이용한 동적전압보상장치(DVR)의 양방향 충/방전 시스템을, Buck/Boost 양방향 컨버터를 이용하여 구현하고, DSP(TI사 TMS320F28335)를 이용한 디지털 제어기를 적용하였다. 모의실험 및 하드웨어를 구성하여 실험한 결과, 양방향 시스템의 과도응답특성 개선과 시스템 성능 향상을 보여준다.
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최근 화석에너지원의 고갈과 고유가 및 지구 온난화 방지를 위해 국가별로 이산화탄소 배출량을 규제하기 시작하면서 신재생 에너지의 사용에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중 연료전지가 한 부분을 차지하고 있으며, 연료전지는 친환경적이고 효율적인 에너지원으로서 근 미래의 새로운 대체 에너지로서 각광 받으며 여러 분야의 전기장치로 사용될 수 있다. 연료전지는 낮은 출력전압과 높은 출력전류를 갖는 특징이 있으며, 부하에 따라 출력전압이 변화하는 특성이 있기 때문에 연료전지의 사용을 위해서는 다양한 부하조건에서 연료전지와 연동된 승압 또는 강압형 컨버터의 제작이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 DSP를 이용하여 컨버터의 디지털 제어가 가능하며, 고정 시비율로 동작하는 LLC 공진형 컨버터를 이용한 2kW급 연료전지용 양방향 컨버터를 제안하였다. 제안한 컨버터는 양방향으로 동작하며, 에너지 저장 및 재사용을 목적으로 하고, 출력은 24V 배터리가 된다.
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가정용 연료전지의 상용화를 위해서는 시스템의 신뢰성과 경제성 향상이 중요한 문제이며, 경제성 향상은 시스템의 가격 절감과 컨버터의 효율 향상을 통해서 달성될 수 있다. 본 논문은 1kW급 가정용 연료전지 시스템을 위한 새로운 고효율 푸쉬풀 컨버터의 토폴로지를 제안한다. 제안된 컨버터는 2차측을 낮은 정격 전압을 가진 정류 다이오드를 사용한 2단 정류구조로 구성하여 다이오드의 손실을 저감시키고, 다이오드의 접합 커패시턴스와 변압기의 누설 인덕턴스의 상호작용에 의해 발생하는 공진 전압의 크기를 저감시킴으로써 스너버에서 소모되는 전력을 줄여 효율을 향상시켰다. 실험에서는 일반적인 형태의 푸쉬풀 컨버터 1차측 회로와 고주파 변압기는 공유하고, 2차측회로만 변경하는 방법으로 효율을 측정하여 비교함으로써 제안된 방식의 우수함을 증명하였다. 제안된 방식의 푸쉬풀 컨버터는 기존방식에 비해 특히 경부하에서 높은 효율을 나타내었으며, 전 부하 구간에서 효율의 변화가 크지 않아 부하가변 방식의 운전에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.
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Isolated boost converter is desirable in the dc/dc converter applications where isolation is required and a large step up is needed. In this paper, it is proposed and analyzed the isolated boost converter which can step up low input voltage to high output voltage using transformer. Instead of using a conventional scheme, the proposed converter has the reset winding for volt-sec balance of transformer. Finally, the validity of the proposed isolated boost converter is verified by simulation.
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최근 초고속 압축기와 같은 다양한 분야에서 대용량 초고속 모터 드라이브 시스템이 많이 사용되고 있다. 이러한 시스템에 사용되는 초고속 전동기는 정격 회전 속도가 수만 r/min에 이르며, 작은 인덕턴스 값을 가지는 것이 특징이다. 따라서 초고속 전동기의 고정자(Stator)에는 큰 맥동(ripple) 성분을 가지는 전류가 흐르게 되며, 이로 인해 발열, 손실등의 문제가 발생하게 된다. 본 논문에서는 결합(coupled inductor)를 이용하여 대용량 인버터를 병렬 운전하는 방법을 제안하고, 이를 통해 초고속 전동기의 고정자에 흐르는 전류 맥동의 크기를 감소시키고자 한다. 제안된 방법은 실험을 통해 그 타당성을 검증한다.
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The synchronous PI current controller has been widely used for the high performance PM synchronous drives and generally implemented using a digital signal processor. This paper describes the control characteristics of the digital PI current controller for PM synchronous drives. The stability of the current control system considering the sampling time is investigated and the effects of the mismatched decoupling terms in the discrete-time domain are also discussed. The simulation results are provided to verify the theoretic results.
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This paper propose a method to detect the rotor position of IPMSM(Interior permanent magnet synchronous motor) at standstill without a position sensor. The proposed method is based on current variation caused by the magnetic saturation of stator core as rotor position. By choosing an appropriate voltage vector and applying it to phase winding, it enables the algorithm to discern between a north pole and south pole, and subsequently estimates an absolute position. This method dose not depend on the model of the motor and the motor parameter.
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자동차의 조향 장치에서 연비 절감과 조향성능의 향상을 위해 연구되고 있는 전동식 파워스티어링 시스템은 기존의 유압식에 비해 소음과 진동이 발생하는 단점을 가지고 있다. 이를 감소시키기 위해 토크 리플을 줄이는 것이 관건이고, 토크 리플을 발생시키는 큰 원인 중 하나가 위치 센서 분해능 제한이다. 본 논문에서는 가격 절감을 위해 낮은 분해능의 위치 센서로 전동식 파워스티어링 시스템의 토크 리플을 저감하기 위해 위치 추정 기법을 제안하고, 실험을 통해 이를 검증하였다.
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매입형 영구자석 동기 전동기는 높은 효율과 빠른 동특성, 넓은 정출력 운전 영역 등의 장점 때문에 다양한 산업 분야에서 각광을 받고 있다. 특히 최대 효율 운전을 위해서 매입형 영구자석 동기기의 단위전류당 최대 토크(Maximum Torque Per Ampere, MTPA) 운전 방법에 대한 많은 연구들이 수행되어져 왔다. 이론적인 MTPA 운전점은 전동기의 제 정수에 의해 결정되는데, 매입형 영구자석 동기 전동기는 온도와 운전 영역에 따라 전동기제 정수의 변화가 극심하여 정확한 MTPA 운전을 하기 위해서는 전동기의 전 운전 영역에 대한 전동기 제정수를 미리 알고 있어야 한다. 실시간으로 전동기 제 정수를 추정하여 MTPA 운전점을 알아내는 방법도 제안되었으나 대부분 복잡한 비선형 방법이 적용되고 있다. 본 논문에서는 신호 주입 개념을 도입한 새로운 MTPA 운전 방법을 제안한다. 전류에 높은 주파수의 신호를 주입하여 그 주입된 신호에 의한 반응을 확인함으로 MTPA 운전점을 판별하게 된다. 이 방법은 전동기 제 정수 변동에 강인하며, 간단한 신호처리 과정만으로 MTPA 운전을 할 수 있다.
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The On Line Electric Vehicles(OLEV) that can pick up inductive power from underground coils on driving with high efficiency have been developed this year, and is now proposed in this paper. The IPS(Inductive Power Supply) system consists of power supply inverters, power supply rails, pick up modules, and a regulator. There are 3 generations of IPS have been developed so far, and the
$4^{th}$ generation IPS is being developed. The$1^{st}$ generation has been demonstrated this Feb. 27, which is equipped with mechanically auto tracking pick-up module with 1cm air gap, and showed 80% power efficiency. The$2^{nd}$ generation IPS applied to an 120kW (average)/240kW(peak) motor powered electric bus has 17cm air gap with 72% power efficiency. For the$2^{nd}$ generation IPS, the Power supply inverter has 440V, 3phase input and 200A @ 20kHz output. The test power supply rail of 240m long is segmented by 60m each, where newly developed core structure and power cable are constructed under the road covered with asphalt of 5cm thickness. The pick-up modules which consist of core, winding wire, and rectifiers are fixed to the bottom of the bus which can carry more than 40 passengers and can pick up max. 60kW. To remove parasitic component and to transfer maximum power between them resonant circuit topology is applied to the primary and secondary sides. The EMF level is below 62.5mG at 1.75m from the center of the road to meet the regulation. Several effective ways of reducing EMF levels have been developed. In addition, effective ways to solve problems related high frequency power cables buried in ground and it's proof from soil have been studied also. This development shows that the IPS system is capable of supplying enough power to the pick-up of OLEV and can reduce battery size, weight and cost, which means the IPS with OLEV is one of the best candidate for EV. -
침몰한 잠수함 승조원의 구조용으로 사용되는 구난잠수정은 주 전원과 보조전원으로 축전지가 필수적으로 사용된다. 그러나 사용 중인 축전지 모듈이나 뱅크의 일부 셀(Cell)에 불량이 발생하면 전체 축전지 뱅크의 기능이 저하되어 구난정 시스템을 적절히 운영하지 못하여 제대로 임무를 수행하지 못하거나 커다란 손실을 가져온다. 그리고 축전지에 과 충전이나 과 방전이 발생하면 축전지가 폭발하여 화재가 발생하거나 축전지 내부 구조의 파괴로 더 이상 사용 못하는 경우가 발생한다. 따라서 이와 같이 축전지에 손상을 줄 수 있는 상황을 미연에 방지하여 축전지가 최적의 동작 상태를 유지할 수 있도록 해주고 전체 시스템의 신뢰성을 향상시키기 위하여 본 논문에서는 구조잠수정용 리튬폴리머 (Lithium Polymer) 축전지 관리장치의 개발을 수행하였다. 본 논문을 통해 축전지 관리 장치(BMS : Battery Management System)의 핵심기술인 H/W 및 S/W 설계기술, 각 Cell의 전압 제어기술, SOC(State of Charge) 제어 알고리즘 도출 및 시스템 운영 기술을 구현하였으며 개발된 알고리즘과 기능은 충 방전 부하시험과 한국 선급인증시험을 통해 유효한 방식임을 확인하였다.
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최근 계속되는 유가 상승과 화석에너지의 고갈 문제, 그리고 환경에 대한 관심 증가로 인해 자동차의 연비 개선 및 배기가스 저감을 위한 친환경 저연비 자동차 기술이 요구되고 있다. 이들 중 하이브리드 차량은 화학적 에너지 저장 장치에 차량 감속 시 회생 제동을 통해 전기 에너지를 저장하고 가속 시 이 에너지를 다시 사용함으로써 연비 개선과 배기가스 저감 효과를 가져 올 수 있다. 이를 위하여 회생 제동 시에 발생하는 에너지를 저장하기 위해 배터리 또는 초고용량 커패시터가 사용 된다. 본 논문에서는 두 에너지 저장 장치의 특성을 전기적인 등가회로 모델로 표현하고 주파수 응답을 통해 온도와 SOC에 따른 각각의 회로 정수를 산출할 뿐 아니라 이 때 주파수 변화에 따른 전압과 전류의 위상차와 역률에 관하여 알아보고자한다.
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This paper presents a simulation model based on support vector regression (SVR) for flicker emission estimation from wind turbines. Training patterns are developed by varying the wind speed and network parameters that might affect the expected flicker levels. A comparison is done to the fixed speed wind turbine (WT), which leads to a conclusion that the factors mentioned above have different influences on flicker emission. The simulation results have shown that the flicker estimation is performed accurately.
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발전용 연료전지 시스템은 수소와 산소를 공급받아 직류전기와 열로 변화시키는 연료전지 스택, 연료전지 스택에 연료와 공기를 공급해주는 MBOP(Mechanical Balance Of Plant), 연료전지의 출력을 계통에 연계시키는 EBOP(Electrical Balance Of Plant)로 구성된다. EBOP 시스템은 병렬 연결된 1.5MW PCU(Power Conversion Unit)로 구성되며, 각 PCU는 750kW 인버터가 병렬로 구성된다. 본 논문에서는 4병렬로 구성된 3MW급 연료전지용 EBOP의 병렬제어 알고리즘을 소개한다. 제안한 병렬제어 알고리즘은 과도응답이 빠르고 순환전류가 없는 제어특성을 가진다. 그리고 시뮬레이션과 실험으로 제안한 알고리즘의 성능을 확인한다.
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Mismatch of electrical characteristics of modules in PV string invokes mismatch power loss. The mismatch occurs due to various causes such as shadow, aging, contamination, and module exchange. The concept of mismatch compensation converter(MCC) is presented in this paper to remedy the mismatch loss problem. MCC is connected to irregular modules only. MCC is composed of dc-dc converter and MPPT controller. It is noted that MPPT algorithm is employed to control MCC and is effective for maximum power available from irregular modules. The selection guide of MPPT control period is given based on the period of MPPT in PCU. The effectiveness of the MCC is verified by a prototype experiment.
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두 대 이상의 전원이 부하를 분담하는 경우 전원간의 통신이 없다면 여러 가지의 오차요인으로 인하여 문제가 생길 수 있다. 그래서 기존의 발전기 시스템은 이런 문제를 해결하기 위하여 droop제어를 수행하고 있다. 이와 마찬가지로 분산전원의 용량이 커짐에 따라 2대 이상의 분산전원이 병렬운전하여 고립된 계통에서 부하를 분담해야하는 경우 이들 간 통신이 없다면 문제가 된다. 그러나 발전기와는 달리 분산전원은 저압선로에서 전력을 공급하기 때문에 선로의 임피던스 특성에 따른 유 무효전력의 변동에 대한 분석이 필요하다. 본 논문에서는 분산전원의 병렬운전 시의 오차요인 계산하고 선로에 임피던스에 따른 유 무효전력의 변동을 분석하여 이를 시뮬레이션을 통하여 확인하고 저압선로에서의 분산전원 droop제어 방법에 대해서 연구하였다.
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급속하게 발전하는 태양광발전산업에 맞추어 태양광발전시스템의 시험단계에 필요한 태양전지의 전압-전류 특성을 가지는 태양전지 시뮬레이터는 필수적이다. 이를 위해 본 논문에서는 기존의 방법과 달리 태양전지모듈의 표준시험 조건의 출력데이터와 주요 온도별, 광량별 데이터, 관계변수만을 가지고 온도와 광량의 변화에 따른 새로운 전류, 전압곡선 추출방법을 간단한 수식을 통해 해석하고, 하드웨어를 구성하여 다양한 조건에서 태양전지의 I-V Curve를 시뮬레이션 한다. 15kW급 태양전지 시뮬레이터의 시작품을 제작하여 실험을 통해 제안된 방법의 타당성을 검증한다.
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신재생 에너지 분야에 적용되는 계통 연계형 인버터에서는 출력 전류 리플을 감소시키기 위하여 필터 인덕터가 필수적으로 사용된다. 현재 출력 인덕터로 적용될 수 있는 코아 재질로는 실리콘 함량이 2%정도인 일반 철심과 6.5% 정도인 슈퍼코아(Si 6.5%)와 Mega Flux 코아 정도가 있다. 본 논문에서는 각 코아별 특성을 살펴보고 인덕터 코아 특성 변화가 인버터의 효율 및 출력 전류의 THD에 미치는 영향을 인덕터의 값과 스위칭 주파수에 대해서 분석하였다. 또한 현재 시장에서 수요가 많은 10kW 태양광 인버터를 통하여 최적의 인덕터 설계에 대해 제시하고자 한다.
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In this paper, a novel maximum power point tracking (MPPT) for a PMSG-based variable speed wind power system is proposed using the fuzzy logic algorithm. The control algorithm is developed based on the normal hill climb searching (HCS) method, commonly used in wind energy conversion systems (WECS). The inputs of fuzzy-based controller are the derivations of DC output power and the step size of DC/DC converter duty cycles. The main advantages of the proposed MPPT method are no need to measure the wind velocity and the generator rotational speed. As such, the control algorithm is independent of turbine characteristics, achieving the fast dynamic responses with non-linear fuzzy systems. The effectiveness of the proposed MPPT strategy has been verified through the simulated results.
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This paper presents a design and analysis of torque characteristics of a two-phase SRM(Switched Reluctance Motor) for high speed blower system. To reduce the electrical frequency and core losses at high speed region, In order to reduce torque ripple and torque dead-band, variable rotor air-gap structure is adopted and the air-gap is optimized according to torque production. The optimized torque output is verified by the FEM results.
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The method for the current equalization of the rectifier diodes in LLC resonant converter is proposed. The method decreases the current difference between the rectifier diodes using the auxiliary winding of the transformer and asymmetrical pulse width modulation (APWM). The analytical reason of the current unbalance is investigated and the operation principle of the proposed method and APWM control loop are explained. The performance of the proposed method was verified on a 480-W, 400-V/24-V dc/dc converter.
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본 논문에서는 새로운 Quasi Z-소스 순간전압 Sag-Swell 보상기를 제안한다. 제안된 시스템은 Quasi Z-소스 교류-교류 컨버터를 기반으로 하며, 입력단과 출력단이 공통 접지이며, 연속적인 입력전류로 동작하는 특징을 가지고 있다. 또한 평균치 제어 기법의 단점을 보완하기 위한 방법으로 실시간 샘플링 검출기법을 이용한 알고리즘을 적용하여 샘플링 구간 동안 평균치 값을 계산해서 순간전압 변동을 검출해 내는 기법을 적용했다.
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본 연구는 다른 에너지원에 비해 출력전류가 커짐에 전압의 드랍이 심한 에너지원을 대상으로하며, 기존의 고효율특성을 갖는 공진형 컨버터가 듀티의 변화에 자유롭지못한 단점을 보안하기위해 캐패시터를 이용하여 기존의 공진형 Push-Pull 컨버터와 부분전압제어가 가능한 Boost컨버터 2대를 결합하여 입력전압의 변화에도 일정한 DClink전압이 형성되도록 하고 있다. 각각 컨버터의 출력전압은 입력전압에 따라 변동하지만 고효율을 위하여 공진형 컨버터부에서 전압할당이 크도록 구성 되었으며, 본 논문은 공진형 Push-Pull컨버터, Boost 컨버터의 동작원리 및 2대의 컨버터를 결합구성 할 경우의 전력의 분담 및 전체적인 제어원리를 다루며, 시뮬레이션을 통하여 이를 입증하고자 한다.
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태양광발전 시스템에서 사용되는 컨버터는 기존의 입출력 관계로 모델링할 수 없다. 이는 태양광 전지를 컨버터의 입력단으로 사용하여, 모델의 입력 전류와 전압이 수시로 변동하기 때문이다. 이런 오류가 있는 방법으로 모델링하여 설계한 제어기가 좋은 성능을 내기는 어렵다. 본 논문에서는 기존의 입출력 관계를 반대로 한 벅 컨버터의 새로운 모델을 제시한다. 모델링은 상태공간평균화 방법(State-Space Averaging Method)을 사용하였다.
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This paper proposed a soft switching boost converter with an auxiliary circuit, and a modified control method for reduction of switch stress. The proposed converter applies an auxiliary circuit, which is added to the conventional boost converter and used to achieve soft switching for both a main switch and an auxiliary switch. The auxiliary circuit consist of a resonant inductor and two capacitors, an auxiliary switch. The main switch is operated ZVS turn-on, turn-off also auxiliary switch is operated ZCS turn-on, ZVS turn-off. The proposed soft switching boost converter has lower switch loss and higher efficiency than conventional soft switching boost converter.
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Lee, Kook-Sun;Choy, Ick;Choi, Ju-Yeop;Song, Seung-Ho;Lee, Sang-Joon;Lee, Hyeoun-Dong;Kwon, Tae-Seok 158
HEV(Hybrid Electrical Vehicle)의 배터리와 전동기/발전기용 인버터 사이에 장착되는 양방향 컨버터는 boost/buck 동작을 수행함으로써 차량이 효율적으로 동작되도록 한다. 대표적인 단상(single-phase)의 Half bridge topology를 기준으로 효율을 분석 하였으며 효율 개선을 위하여 다상(multi-phase) 인터리빙, 소프트 스위칭 기술 등이 사용되고 있으나 여기서는 하드 스위칭 상태만 다룬다. Ideal한 컨버터의 경우 단순히 Duty비와 동작 영역에 따라서 출력 상태가 결정 되며 입력전력과 출력전력은 동일하다. 그러나 손실이 있는 경우 입/출력 전력은 동일하지 않게 되고, Duty 역시 변화 한다. 따라서 각 손실 파라미터를 Ideal한 Duty로 가정하고 구할 경우 오차가 발생한다. 또한, 스위칭 소자의 on/off시 발생하는 스위칭 손실은 실험 측정값과 계산값의 차이가 크기 때문에 이 역시 오차의 원인이 된다. 본 논문에서는 각 손실 파라미터와 입/출력 전력을 Duty에 대한 다항식으로 표현 하였다. 고차 다항식의 근을 수치 해석적으로 구하여 손실을 고려한 Duty비를 찾아 낼 수 있다. 스위칭 손실의 경우 데이터 시트에 주어진 손실 그래프를 테스트 영역까지 1차 근사하여 사용함으로써 정확한 효율 측정이 가능하도록 하였다. -
본 논문은 차세대 에너지 저장장치로 각광받는 슈퍼커패시터를 이용한 양방향 DC-DC컨버터의 구성 및 빠른 동특성을 갖는 이중 루프 PI제어기 설계를 제시하였다. 제어기는 초기 슈퍼캐패시터의 충전을 위한 정전류 제어기와 초기 충전 이후에 동작을 개시하는 전력제어기를 구성하였다. 구성된 제어기는 PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.
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본 논문은 소프트스위칭으로 동작하는 두 개의 변압기를 갖는 하프브리지 DC-DC 컨버터에 관한 것으로써, 종래의 중 대용량에 적용된 스위칭모드파워서플라이들의 단점을 개선하고, 특히 제안된 컨버터는 소프트스위칭 방식으로 동작함으로써 주 스위치의 전압/전류로 인한 스트레스를 최소화하여 시스템 전체 효율을 증가시킨다. 제안된 컨버터는 200W(25V/8A)의 프로토 타입으로 제작/설계하였고 실험을 통해 컨버터의 성능을 증명한다.
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본 논문에서는 Forward DC/DC 컨버터 설계에 있어서 출력 커패시터에 따른 제어기 설계를 제안한다. 최근 DC/DC 컨버터의 소형화로 스위칭 주파수가 고주파로 됨에 따라 출력 커패시터는 전해 커패시터에서 Tantal 커패시터와 MLCC로 대체되는 추세이다. 이에 본 논문에서는 Tantal 커패시터와 MLCC의 특성을 분석하고 각각의 출력 커패시터 특성에 따른 안정적인 제어기를 설계하였으며, 시뮬레이션과 실험을 통해서 검증하였다. 본 논문에서는 50W급 Forward DC/DC 컨버터를 제작하여 스텝응답 테스트를 통해서 제시한 설계 기법이 타당함을 검증하였다.
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본 논문에서는 대기 전력 상태에서의 효율 향상을 위한 고정 스위치 On-Time 제어 기법을 소개한다. 정격부하에서 효율이 최적화된 제어 기법들은 경부하조건에서 효율이 매우 저감된다는 한계가 있었다. 이를 해결하기 위해 Burst Mode와 같은 기법들이 연구되었으나 경부하 조건에서 여전히 효율이 크게 낮아진다는 한계가 있었다. 이를 해결하기 위해 제안된 방식을 150V 입력에 5V-3A에서 효율 최적화되도록 설계된 하드웨어 프로토타입을 이용해 경부하 조건에서 효율 향상을 실험적으로 검증하였다.
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A dc/dc converter for low voltage of battery application and fuel cell system is required to step up and regulate the low and widely variable voltage. In this paper, we have proposed a soft switching boost converter with high voltage gain using a single switch. Through the theoretical analysis and experimental result, operation modes and characteristics of the proposed topology is verified.
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본 논문은 개선된 형태의 Forward-flyback 컨버터 회로를 제안하고, 회로 동작 및 정상 상태를 분석한다. 제안된 회로는 단일 스위치와 다중 출력 변압기를 사용하여 Forward-flyback 컨버터를 구성하며, 기존의 Forward-flyback 회로보다 적은 수의 다이오드를 사용하여 회로를 구동한다. 또한 Flyback 부분의 경우 Forward 부분 출력단의 LC필터를 사용할 수 있도록 구성하여 전압 출력 특성에서의 개선 역시 얻을 수 있다. 기생소자가 없는 경우에 대하여 회로의 동작 분석이 이루어 졌으며, 실험을 통해 이를 검증하였다.
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고압 방전 램프는 점등 후부터 정상상태에 이르기까지 방전관 내부의 온도 및 압력이 광범위하게 변화하는 복잡한 동작 특성으로 모델링이 어렵다. 이러한 특성은 램프를 구동하는 안정기의 설계에 어려움이 따른다. 램프의 구동에는 초기 점화 시 높은 점화용 전압 펄스를 필요로 한다. 점화 후에 정상상태에 다다르면 램프 전극의 소모를 줄이기 위해 교류로 구동되어야 한다. 하지만 램프를 교류로 구동하게 되면 음향 공진 현상이 발생할 수 있다. 음향 공진 현상은 램프 구동 전류의 맥동성분이 큰 경우에도 발생을 할 수 있으므로 구동 전류의 맥동 성분의 크기는 최소화 돼야 한다. 램프의 수명시간을 길게 하려면, 안정기는 램프를 정격전력으로 구동하여야 한다. 따라서 안정기에서는 정전력 제어가 필요하게 된다. 램프 전류의 극성이 변화할 때, 램프 전류는 spike전류와 중첩이 된다. 본 논문에서는 spike 전류를 저주파구형파 램프 전류의 포락범위 안에 유지하고, 고주파 스위칭시손실을 줄이기 위해 소프트 스위칭 기법을 이용한 회로 설계를 제안했다. 제안된 방법은 시뮬레이션 및 이론적 수식적 방법으로 검증 했다.
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Control of two-stage low-frequency square-wave electronic ballast with resonant ignition using a ZVS본 논문은 램프 점등을 위한 공진회로와 정상상태에서의 저주파수 구형파(low frequency square-wave) 인버터 전류 제어를 실현하는 HID 전자식 안정기에 풀브리지 인버터(FB)와 LC 필터를 제안한다. 점등은 LC필터의 공진주파수에서 풀브리지 인버터 제어에 의한 공진에 의해서 이루어지고, 점등 후에 회로는 풀브리지 제어에 의해 벅컨버터 저주파수 구형파 인버터로 동작한다. 점등이 일어나는 동안의 LC필터의 공진주파수는 (
$f_o$ =120kHz)이고, 고조파를 감소시키고 음향공명현상을 피하기 위한 벅컨버터스위칭 주파수($f_{sw}$ =50kHz)를 선택하였다. -
This paper describes development of a hardware simulator for the PMSG wind power system. The simulator consists of a realistic wind turbine model using anemometer, vector drive, induction motor. The turbine model generates torque and speed signals for a specific wind turbine with real wind speed. The torque and speed signals are scaled down to fit for the input power of 3kW PMSG. The hardware simulator was developed through computer simulations, and the operation was confirmed by experimental works.
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본 연구에서는 독립운전 검출기법의 능동적 기법 중 AFDPF 기법을 IEEE Std 929-2000에 제시된 독립운전 시험 조건하에서 위상동기기법 영점검출방식(Zero Crossing PLL)을 적용하여 독립운전 시 chopping fraction에 따른 PCC(Point of Common Coupling)의 주파수 변동 특성을 PSIM을 통하여 분석하였다
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최근 국내 신재생에너지설비의 설치가 급증하고 있다. 전국적으로 신재생에너지원의 설비가 산재되어 있음에도 불구하고 관리 및 운영 시스템은 미비한 수준이다. 따라서 사후관리 체계 구축과 설비 이용률 향상을 목적으로 가동현황을 파악하여, 신재생에너지원의 효율적인 관리와 통합 운영을 위한 시스템이 필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 통신 및 모니터링 기술기준에 제정된 공용규격에 따라 다수의 계측기와 데이터를 수집, 변환, 저장하고, 중앙서버로 데이터를 전송할 수 있는 시스템을 구현하여 더욱 효율적인 신재생에너지원의 운영을 돕는다. 본 시스템은 신재생에너지원의 계측기와 RS-232 혹은 RS-485를 이용한 하위통신을 하여 관리에 사용될 여러 정보를 수집하여 저장한다. 상위통신으로 PIRP(Platform Independent Reporting Protocol)에 맞는 데이터로 변환하여 중앙서버에 데이터를 보내게 된다. 또 한, 유저가 원한다면 중앙서버에서 과거의 데이터를 획득할 수 있도록 시스템을 구현하였다.
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본 논문은 연료전지용 전력변환 시스템 중 저주파(60Hz) 변압기를 사용하는 방식 인 Boost PCS를 대상으로 이전 연구에 진행되었던 최적설계를 바탕으로 제작된 PCS의 손실을 분석하고 컨버터부 인버터부 변압기부의 전력에 따른 효율을 분석하여 가정용 연료전지 PCS의 설계에서의 최적화 지침을 제공하고자 한다.
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본 논문에서는 매입형 영구자석 동기기 (Interior Permanent Magent Synchronous Motor)를 이용한 풍력발전 시스템에서의 효과적인 단위 전류 당 최대 토크 (Maximum Torque Per Amper) 제어를 위해 필요한 파라미터인 영구자석 회전자의 초기위치 및 동기 인덕턴스를 측정하는 방법을 보인다. IPMSM을 이용한 풍력 발전 시스템의 경우 기동 토크를 제대로 발생 시키고, 돌극성으로 나타나는 릴럭턴스 토크를 효과적으로 이용하기 위해서는 정확한 회전자의 초기위치 및 인덕턴스 값이 반드시 필요하다. 제안하는 고주파 입력 시험은 역기전력 성분이 발생하지 않아서 이때의 고정자 전류를 해석하여 모터의 회전 없이 현재의 회전자의 위치 및 인덕턴스 값을 측정할 수 있다. 실험 결과를 바탕으로 제안하는 방법의 타당성을 보인다.
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본 논문은 계통전압 불평형시 이중여자 유도형 풍력발전기 (Doubly Fed Induction Generator-DFIG)의 토크 리플 저감과 dc-link 전압의 맥동을 제거하는 기법을 제안한다. 계통전압 불평형 시 DFIG의 동적 모델링을 통해 토크 맥동 성분과 dc-link 전압 리플 성분을 수식화 한다. 유도된 수식을 기반으로 회전자 측 컨버터는 정상분과 역상분을 독립적으로 제어하는 듀얼 전류 제어기를 통해 토크 리플을 저감하며, 계통 측컨버터는 전력이론을 통해 계산된 보상 전류 지령치를 통해 cd-link 전압 맥동을 제거한다. 3kW급 풍력 발전 시스템에 제안하는 기법을 적용한 시뮬레이션 결과를 통해 타당성을 입증한다.
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풍력발전기가 계통에 연계되어 유효전력이 출력되면 PCC의 전압이 변동하며, 이러한 전압변동은 풍력발전기 출력에 비례한다. 전압변동의 발생요인은 전원에서 PCC지점까지의 선로 등가 임피던스의 크기와 풍력발전기 출력 전류의 곱의 형태로 표현 된다. 이러한 전압변동은 무효전력의 공급으로 억제할 수 있으며 필요로 하는 무효전력량은 풍력발전기 출력량에 비례한다. 이를 검증하는 방안으로 삽시도의 계통을 바탕으로 PSCAD/EMTDC 시뮬레이션과 실측데이터를 활용하였다.
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In this paper, a systematical controller design method for a twostage grid-connected photovoltaic power conditioning system is proposed. For a pre-stage boost converter to achieve the stable operation in the entire region of solar array, the digital resistive current mode controller is used. This algorithm is very simple to implement with a digital controller and there is no power stage parameter dependency in the controller design. For a post-stage single-phase full-bridge inverter, a PI controller with a feedforward compensation for the inner current control is employed. Furthermore, in case that the operating point of the solar array under varying environmental conditions is higher than the required voltage for the inverter current control, the bypass mode for the boost converter is possible for the more efficient operation. The proposed control scheme is validated through the experiment of the prototype two-stage power conditioning system hardware with a 200W solar array.
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Jung, Hoon-Young;Ji, Young-Hyok;Kim, Jae-Hyung;Lee, Su-Won;Won, Chung-Yuen;Kim, Jin-Uk;Lee, Byoung-Kuk 209
A digital grid synchronization technique is needed for distributed generation system to make output current sinusoidal even if the grid voltage is distorted by harmonics. In this paper, a digital grid synchronization technique based on adaptive notch filter is proposed. The analysis of proposed technique is performed through the consideration of grid synchronization technique based on PLL and FLL, and the validity of the proposed method was confirmed by simulation results. -
In this paper, we have proposed a Parallel Resonant Soft Switching Inverter based on Delta-Modulation Method. The conventional full-bridge inverter generates switching losses due to the hard switching. The proposed inverter operates soft switching using a DC-link switch and resonant circuit. So, all of the switches in the proposed inverter operates soft switching. Therefore the proposed inverter can reduce not only switching loss but also capacity and size of passive devices due to the resonant elements. The validity of the proposed inverter is verified thorough the theoretical analysis and simulation.
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태양전지 어레이(PV-array)로부터 발전되는 DC 전력을 AC로 변환시켜 계통으로 발전시키는 역할을 하는 태양광 발전 시스템용 PCS의 스위칭 회로 Topology로는 일반적으로 3상 풀브리지 회로가 사용된다. 이러한 3상 풀브리지 회로 시스템의 수명예측을 위해 DC link 단의 커패시터의 커패시턴스를 계산하여 커패시턴스의 감소정도를 이용하여 전체 시스템의 수명을 예측하게 된다. 이러한 커패시터의 상태를 추정하기 위해서는 시스템을 정지시킨 후 커패시터를 분리하여 커패시턴스를 측정하는 방법, 특정 주파수의 전류(일반적으로 저주파)를 주입하고 주입한 전류의 주파수에 해당하는 전류 및 전압을 검출하여 capacitance 연산하는 방식등이 이용된다. 시스템을 정지시킨 후 커패시터를 분리하여 커패시턴스를 측정하는 방법은 번거로우며, 전류 주입을 이용한 방식은 불필요한 고조파 전류가 계통으로 침투하는 단점을 가진다. 그러므로 본 연구에서는 모듈타입 PCS 이용시 계통으로 고조파 침투가 없는 비침투 커패시턴스 계산 알고리즘을 제안한다.
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3상 인버터의 PWM 구동시 인버터 파워모듈의 IGBT와 Diode에서는 도통 손실 및 스위칭 손실이 발생하며 이러한 손실은 소자의 정션 온도를 증가시킨다. 하이브리드 차량(HEV)의 경우 다양한 주행 조건에서 IGBT와 Diode가 제한 온도를 초과하지 않도록 해야한다. 본 연구에서는 순시 전압 및 전류에 대한 3상PWM 인버터의 손실을 계산하고 열모델을 통해 소자의 온도를 파악함으로써 하이브리드 차량의 성능 예측에 활용하였다. 열모델은 파워모듈 각 상의 IGBT와 Diode 사이의 상호 열전달을 고려하였으며 시험 결과와 시뮬레이션 결과 비교를 통해 열모델의 타당성을 살펴보았다. 제안된 모델을 통해 다양한 주행 조건에서 하이브리드 차량의 성능 분석을 실시하였다.
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본 논문에서는 전압형 3상 ZSI(Z-source Inverter)의 입력전압과 커패시터 충전전압을 검출하고 ZSI의 기본 정의를 이용해 지령전압에 대한 변조지수(Modulation Index)를 결정하는 방법과 출력전압 제어가 가능한 변형된 SVM(공간벡터 변조방식)으로 구성된 알고리즘을 소개한다. 제안된 알고리즘은 ZSI의 이득과 변조지수의 정의를 이용한 간단한 방법으로 변조지수를 변화시켜 출력전압을 일정하게 유지하는 방법이다. PSIM을 통하여 타당성을 입증하였다.
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본 논문에서는 전류형 인버터(CSI)와 전압형 인버터(VSI)를 조합하여 유도성 부하에 정현파 전류를 공급하는 시스템에서, LC 소자를 추가함으로써 전압형 인버터의 VA rating을 줄일 수 있는 방법을 제안하였다. 전력제어용 스위칭 소자인 SCR은 대용량인 장점이 있는 반면에 턴오프 제어가 되지 않고, 비선형 특성으로 인해 고조파가 발생한다. 이러한 단점을 개선하기 위해 전압형 인버터를 사용하여, SCR를 OFF하고 부하에 정현파 전압/전류를 제공한다. 또한, 출력단에 수동 LC 필터를 추가하여 전압원 인버터의 VA rating을 저감시키는 구조를 연구하고 이를 Psim을 이용한 시뮬레이션을 통해 검증하였다.
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Kim, Hyung-Woon;Kim, Jin-Young;Cho, Won-Woo;Kim, In-Dong;Nho, Eui-Cheol;Bae, Sang-Bum;Goh, Gang-Woo;Kang, Bu-Nyung 231
The plating equipment, water treatment system, electrolysis facility, etc need the high current and high power rectifier for their original purposes. So the paper investigates the applicable types of rectifiers and carries out their comparisons, and also suggest the practical design guidelines for a suitable candidate rectifier for low voltage high current high power applications. -
Kim, Hyeong-Su;Hwang, Tai-Sik;Kim, Wang-Rae;Jung, Woo-Taik;Lim, Chang-Jin;Kim, Yun-Hyun;Kim, Kwang-Seob 234
EBOP(Electrical Balance of Plant)는 직류의 연료전지의 출력을 전력전자기술을 이용해 계통전원에 연계 가능한 교류로 변환해주는 일련의 시스템을 칭한다. 포스콘에서는 용융탄산염 연료 전지(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC)를 이용한 3MW 발전용 연료전지 EBOP 시스템을 개발하였으며, 국제규격(IEEE std.1547, UL1741)에 준하는 시험을 통해 성능검증을 완료함으로써 MW급 EBOP 시스템의 국산화에 성공하였다. -
This paper presents a new developed 160kV-120kW Class MPC (magnetic pulse compressor) power supply for DeNOx, DeSOx system. The circuit consists of N-series connected CCPS (capacitor charging power supply) and MPC Tank. The MPC power supply developed compared to the conventional LC resonant type has many advantage, it was verified reliability of a product by module, simulator and tank connection test. Now, the developed MPC power supply is installed POSCO sintering plant for DeSOx, DeNOx system.
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현재 미국에서는 전기화재를 예방하기 위한 AFCI(Arc Fault Circuit Interrupter) 설치가 법으로 제정되어 보급되고 있으며 이에 대한 기준인 UL1699가 제정되어 있다. 본 논문에서는 UL1699의 규정에 기반한 직렬아크발생장치를 통하여 여러 가정용 부하에서 발생시킨 아크의 전류파형들을 주파수영역과 이산 웨이블렛을 이용하여 분석해보고 그에 따른 검출 알고리즘을 제안하고자 한다.
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In this paper, wireless remote controller for welderss are implemented using RF communication. It can be used for general welding power sources. Sometimes, wireless remote controllers for welders are needed because welding torches are far away from welding sources in the case of big ship-building or big tank constructions. In order to use the wireless remote controllers, digital cpu-based welding systems are essential for digital interfaces. But, in this paper, using digital resistors makes wireless remote controllers be easily applied to digital or analog welders. To demonstrate the practical significance of our results, some experimental results are presented.
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본 논문에서는 장력 검출 장치(로드셀, 댄서 등) 가장착되어 있는 생산 설비에서 강선, 강판, 제지, 섬유, 비닐 등과 같은 소재의 장력을 정밀하게 제어하기 위한 인버터의 장력 제어 전용 PID 제어기와 직경 또는 소재의 두께를 실시간으로 추정하여 인버터의 출력 주파수를 보정하는 추정기를 제안한다. 본 논문에서 제안된 방법을 다양한 용량(0.37kW~160kW) 대의 인버터에 탑재하여 실제 부하에 적용함으로써 산업 현장에서 요구하는 수준이상의 우수한 제어 성능을 나타냄을 확인하였다.
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In this paper, we present a study on the 50kW class power station development using lithium-polymer battery. The 50kW class power station purposes to compensate for peak load using 326[V] lithium-polymer battery bank. The output voltage is 380[V] in three-phase, peak load compensation is controlled based on load power. Finally, a 50kW power station system is built to verify the experiment.
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This paper proposes a new loss minimization controller (LMC) for induction motor drive. The proposed LMC presents a strategy to minimize the total power losses of induction motor (IM), which is based on simplified equivalent circuit and simplified model of IM. The proposed controller using the field oriented control (FOC) method is to determine an optimal rotor flux for obtaining the minimum total power losses and higher efficiency. Simulation and experimental results are given to validate the effectiveness of the proposed method.
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다양한 유무선 통신기술을 이용한 원격검침시스템 (AMR : Automatic Meter Reading)이 본격적인 사업단계에 들어섰으나, 인프라에 대한 기본적인 보안대책마저도 전무한 실정이다. 특히 외부 통신망을 이용할 경우 전력인프라의 보안취약성은 수많은 해커들의 표적이 되기에 충분하다. 이를 위해서는 각 기기들을 안전하게 인증, 관리하고 데이터를 보호해야 하지만 수많은 저사양 기기들을 원격으로 자동 인증, 관리하는 것은 쉽지 않다. 본 연구에서는 광범위 지역에 설치될 저사양 검침기기들을 자동으로 인증, 관리하며, 데이터보호 및 이를 위한 보안키 관리 메커니즘을 제시하고자 한다.
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에너지 자원의 고갈과 환경 문제들이 화두가 되면서 전 세계적으로 에너지의 효율적인 활용을 위해 관심이 집중되고 있다. 이러한 상황에서 에너지 자원을 전적으로 수입에 의존하고 있는 우리나라는 전력의 수급안정 및 소비 절약을 위해 수요관리가 무엇보다 중요한 실정이다. 이미 수요관리의 중요성을 인지하고 여러 방법을 통하여 전력수요를 관리해 오고 있으나 아직까지는 많은 문제가 따르는 상황이다. 수요관리의 한 방법으로 하계기간에 전력소모량의 가장 큰 비중을 차지하는 에어컨의 피크시간대 제어를 통하여 수요를 조절하는 방법이 있다. 기존에 운영되던 원격에어컨 제어 방식은 제어가 단 방향 통신이라는 점과 별도의 통-신비용이 부담되는 등 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 PLC 통합검침 인프라를 통한 양방향 원격에어컨 제어 시스템을 구현하여 전력수요의 효율적인 관리의 방법에 대해 제안하고자 한다.
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일반적으로, 단위 배터리간의 직/병렬 연결을 통해 구성되는 팩은 이를 구성하는 각 배터리간의 상이한 전기화학적 특성으로 인해 전압 불균형이 존재한다. 이러한 전압 불균형은 팩의 노화 및 성능을 저하시키는 원인이 된다. 이러한 전압불균형을 없애기 위해 전압과 State of Charge(SOC)를 이용한 밸런싱 회로가 폭넓게 연구되고 있다. 하지만, 이러한 연구는 대체적으로, 다른 특성을 가지는 단위 배터리로 구성되는 팩의 밸런싱 방법이다. 따라서, 동일하고 균일한 특성을 갖는 배터리들을 미리 선별하여 팩을 구성한다면, 밸런싱의 전반적인 효율증대가 기대된다. 본 논문에서는 최적의 전압 밸런싱을 위한 스크리닝(Screening)의 새로운 방법을 연구하였다. 용량과 모델 파라미터(Lumped resistance;
$R_{Diff}$ )를 스크리닝의 척도로 고려하였고, 전압 불균형을 최대한 줄이기 위해 용량, 모델 파라미터의 순으로 스크리닝을 진행하였다. 또한, 전압패턴인식을 이용한 판별법을 통해 제안된 스크리닝 방법을 검증하였다. -
we proposed a grid connected peak load compensation system with high discharge current characteristics based on lithium polymer battery for development of the next generation power-station. The lithium polymer battery has faster discharge current characteristics than conventional battery, so that can compensate high active power demanded by load in a short time using the low capacity battery bank. Therefore, it is possible to control power leveling of grid by measuring storage energy of battery and active power which is needed from load. The validity of proposed system was verified through the simulation and experiment.
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This paper proposes a simple starting method to arrange the rotor position of the blushless DC motor (BLDC) without additional sensors and any information of motor parameters. Both the stator current and time period for arranging the rotor position can be easily adjusted by modulating a pulse width of switching devices. Using the proposed method, it is demonstrated experimentally that the BLDC starts up very smoothly.
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Because few signals are generated using low resolution position sensor at low speed, rotor position estimation is difficult in drum washing machine application. Besides, inertia of water and drum affect the initial operation load up to two times of rated load. Therefore overcurrent can be occurred at initial operation. In this paper, IPMSM vector control for drum washing machine is proposed by applying I/F initial operating method and sensorless control. And we verify the performance through experiment.
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최근 화석연료의 연소로 인해 발생되는 이산화탄소에 의한 환경오염이 크게 대두가 되고 있으며, 특히나 내연기관 자동차의 배출가스는 이산화탄소의 배출량이 매우 높은 실정이다. 따라서 정부에서는 친환경자동차 분야를 하나의 성장사업으로 선정하였으며, 이에 대한 많은 연구 개발이 진행 중에 있다. 본 논문에서는 출퇴근용으로 사용할 수 있는 근거리 전기자동차용 10kW급 BLDC 모터 제어기 개발에 대하여 제안을 한다. 제안된 근거리 전기자동차용 10kW급 BLDC 모터 드라이브 제어기는 한정된 공간 및 배터리 전원에서도 고토크, 고출력, 고효율, 경량화의 장점을 가지도록 개발을 하였다. 또한, BLDC 모터는 회전자 위치 정보가 필수적으로 요구되기 때문에 다양한 위치 센서를 사용할 수 있도록 홀센서, 엔코더, 레졸버를 사용할 수 있도록 모터제어기를 개발 하였다. 제안된 방식의 타당성 검증을 위해 PSIM을 이용하여 시뮬레이션 수행하였으며, 10kW급 BLDC 모터 드라이브 제어기를 제작하여 성능을 검증하였다.
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Hybrid 급전시스템은 신재생에너지와 상용전원에서 전원을 공급받아 사용자에게 DC 및 AC 전력을 공급해주는 시스템으로 상용전원의 효율을 향상시키고 신재생에너지의 사용 편의성을 올리며 가정에 AC와 DC를 동시에 공급하는데 주목적이 있다. 본 논문을 통해 DC 및 AC 동시 배전을 위해 가정용 부하의 특성을 분석하고 시스템의 동작특성을 해석한다.
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본 논문은 AC LED에 적합한 Digital Dimmer에 관한 연구이다. PWM 방식을 이용하여 조광 범위를 0~100% 되게 하였을 뿐만 아니라 AC LED를 상용 전원에 연결하여 사용 시 발생하는 플리커 문제를 플리커 개선 알고리즘을 추가하여 해결하였다.
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This paper deals with a parallel processing uninterruptible power supply (UPS) for sudden voltage fluctuation in computer applications to integrate power quality improvement, load voltage stabilization and UPS. To reduce the complexity, cost and number of power conversions, which results in higher efficiency, only one voltage-controlled voltage source inverter (VCVSI) is used. The system provides sinusoidal voltage at the fundamental value of 220V/60Hz for the load during abnormal utility power conditions or grid failure. Also, the system can be operated to mitigate the harmonic current and voltage demand from nonlinear loads and provide voltage stabilization for loads when sudden voltage fluctuation occur, such as sag and swell. System operation simulation demonstrates that the system protects against outages caused by abnormal utility power conditions and sudden voltage fluctuations and changes.
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본 연구에서는 배전계통의 전압 및 전류 품질을 통합적으로 개선할 수 있는 수동필터 연계형 Z-소스 전력품질 보상 시스템을 제안한다. 제안된 시스템의 주안점은 전압의 변동을 보상하는 직렬형 인버터와 고조파를 보상하는 병렬형 인버터에 각각 Z-소스 토폴로지를 적용하는 것이다. 전압 sag와 swell이 발생하는 과도상태에서 제안된 시스템의 성능을 검증하기 위하여 PSIM시뮬레이션을 하여 타당성을 입증하였다.
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In this paper, a shunt active power filter (SAPF) has been used to eliminate the harmonic distortion and to improve the power quality of three-phase grid-connected power conditioning system (PCS). The adopted control strategy in active power filter system is based on the instantaneous reactive power theory (P-Q theory). Based on the theoretical analysis, the overall system of three-phase grid-connected with non-linear load PCS has been built and modeled using PSCAD
$^{(R)}$ /EMTDC$^{TM}$ . The simulation results are shown to verify the high effective performance of the implemented SAPF in power system and to verify the reasonableness of the system structure. -
Ac-dc 싸이리스터 컨버터에서 전류기준값의 부호가 변화할 경우에 적분항 초기값을 통해 전류제어 과도특성을 개선하는 연구가 있었다. 이 논문에서는 전류기준값의 기울기에 변화가 있을 때 그 변화를 일으키기 위한 전압을 계산하고 그 값을 점호각
$\alpha$ 로 환산하여 시스템에 적용시켜 변곡점 부근에서의 전류제어 특성을 개선하는 방법을 제시하였다. 또한 전류기준값에 노이즈가 포함된 경우 LPF 유/무에 따른 특성변화와 노이즈가 포함되지 않은 경우 LPF 유/무에 따른 특성변화를 관찰하였다. -
In this paper, a novel anti-islanding method of DC-AC single phase inverter is proposed. The inverter injects a little harmonic current with the output current of a PCS(Power Conditioning System). When the islanding condition is occurred, the voltage harmonic components appear on the output voltage of the PCS due to the injection of a little harmonic current. So, the PCS detects the voltage harmonic components using the Goertzel algorithm, and then the PCS decides that the islanding condition is occurred. When the PCS recognizes the islanding condition, the PCS are stopped. The proposed a novel anti-islanding method is analyzed, and its validity is proven through simulation.
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Phase Locked Loop(PLL) 시스템은 UPS, 전력용 능동필터, PWM 정류기 등 여러 전력변환 장비에서 사용되어 왔다. 특히 계통에 연계된 능동 전력변환 시스템은 계통과의 동기화를 위해 위상각의 정확한 정보가 필요하며 PLL 시스템을 사용하여 측정한다. 실제 계통의 위상각과 추출된 위상각 사이의 오차는 기준 전류나 전압에 더 큰 고조파를 야기한다. 본 논문은 계통 고장에 강인한 PLL 시스템의 제어기를 제안한다.