The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.9
no.6
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pp.544-552
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2004
This paper deals with the hybrid active filter which can reduce the 11th/13th harmonics in AC network by using the single tuned filter. Since the proposed algorithm uses the detuning compensation capability of the filter, the output voltage of the proposed active power filter is changed according to the capacitance of capacitors, magnitude of harmonic current, resonance frequency and control mode. In this paper, the control characteristics and the design of hybrid active filter is investigated. A new hybrid active filter with new algorithm, which is an active filter with single tuned filter instead of double tuned filter, is proposed.
Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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2014.10a
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pp.275-277
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2014
본 논문에서는 다양한 주파수 튜닝이 가능한 직접변환방식을 이용한 Gm-C 능동필터 회로를 설계하였다. 설계된 필터는 집적회로를 튜닝하여 요구되는 기준주파수 및 대역폭과 이득을 만족시킬 수 있다. 필터에 사용된 OTA회로는 전달 트랜스컨덕턴스 값을 외부전압으로 제어할 수 있도록 설계하여 다양한 주파수대역에서 사용할 수 있다는 장점을 가진다. 설계된 필터는 ripple 전압을 최소화 하고 이득 값을 높일 수 있는 Elliptic 필터를 사용하였다. 집적화를 위하여 수동필터를 능동필터로 변환할 수 Gyrator 방식을 이용하였다. HSPICE 시뮬레이션 결과, 외부전압을 1.0V~1.9V까지 변화를 주었을 때 1.4MHz ~ 2.8MHz의 차단주파수의 조정이 가능하였고 소비전력은 4.5mW~20mW임을 측정하였다.
전력용 능동 필터를 제어하기 위해서는 보상 고조파 전류에 대한 지령치가 필요하다. 3상 전력용 능동 필터의 경우 순시전력이론을 이용하여 보상 전류 지령치를 계산할 수 있다. 하지만 단상 전력용 능동 필터의 경우에는 디지털 필터를 사용하는 것이 일반적이다. 디지털 필터의 차수가 높은 경우에는 필터의 성능이 향상되지만 높은 차수에 따르는 연산시간의 증가와 민감도 증가로 인하여 설계 조건에 부합하는 저차 디지털 필터의 설계가 필요하다. 본 논문은 제안된 notch filter 설계 기법으로 디지털 필터를 설계하고 제어루프에 필터 사용시 발생 할 수 있는 안정도 저하를 평가하고, 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 검증하였다.
전력전자 소자의 급속한 발전에 따른 비선형부하 사용의 증가는 전력계통에 고조파 전류와 전압을 증가시키게 된다. 이러한 문제는 비선형 부하의 사용 증가가 예상되는 미래에는 점점더 가속화될 것으로 보인다. 고조파 문제를 해결하기 위한 전통적인 방법인 수동필터에 의한 방법은 많은 단점을 가지고 있다. 설계의 어려움, 공진문제, 부품의 과부하, 필터성능이 시스템 임피던스에 의존한다는 점 등이 그것이다. 능동필터는 수동필터가 갖는 이러한 단점을 극복할 수는 있지만, 높은 가격과 낮은 신뢰성의 문제점을 가지고 있다. 이러한 딜레마의 해결책은 수동필터와 능동필터를 조합한 하이브리드 필터를 사용하는 것이다. 본 논문에서는 PSCAD/EMTDC를 이용하여 하이브리드 필터를 모델링하고 설계하는 방법을 제시한다.
본 연구에서는 Z-소스 네트워크를 갖는 능동전력필터 시스템을 제안하였다. 제안된 방식의 동작원리는 종전의 V-소스 능동전력필터와 동일하나, 고조파 보상 전류가 Z-소스 인버터에 의하여 발생된다는 점이 차이가 있다. 또 제안된 시스템을 서로 병렬 운전하는 경우와 종전의 능동전력필터와 병렬 운전하는 방법을 제안하였다. 제안된 시스템은 PSIM 시뮬레이션에 의하여 타당성이 입증되었다.
본 논문에서는 새로 개발된 전력품질 보상 장치의 성능을 실험실에서 효과적으로 분석하기 위해 필요한 새로운 부하모의장치를 제안하였다. 제안하는 부하 모의장치는 2대의 PWM 인버터가 직류 단을 공유한 구조로 선형과 비 선형부하를 단일기기로 시험 가능하도록 설계되어 있다. 그리고 전력품질보상기의 하나인 능동전력필터와 연계시험을 수행하였다. 본 논문에서는 제안하는 부하모의장치와 능동전력필터의 연계 특성을 분석할 목적으로 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용하여 시뮬레이션 실시하였고 또한 실적용시 타당성을 검증할 목적으로 20kVA 용량의 부하모의장치와 10kVA용량의 능동전력필터를 제작하여 실험을 실시하였다. 시뮬레이션과 하드웨어 실험결과 제안하는 부하모의장치는 능동전력필터의 다양한 보상 능력 검증에 충분히 활용가능함을 알 수 있었다.
Kim Chan-Ki;Ryu Byeong-Woo;Park Jong-Kwang;Jung Gil-Jo;Ryew Hong-Woo
Proceedings of the KIPE Conference
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2003.11a
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pp.46-50
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2003
본 논문은 새로운 HVDC 필터의 구조에 대하여 제안한다. 제안된 방법은 수동필터와 능동필터로 구성된 필터이고, HVDC에서 발생하는 고조파 중에서 가장 우세한 고조파인 11차와 13차를 제거하기 위한 목적으로 설계를 하였다. 또한 11차와 13차 고조파 제거를 위하여 하나의 수동필터만을 사용하였으므로 기존의 시스템에 비하여 경제적 이점이 있다. 제안한 방법은 PSCAD/EMTDC를 사용하여 이를 입증하였다.
계통연계형 인버터는 출력 전류의 고조파 저감을 위해 L 또는 LCL 필터를 사용된다. L필터에 비해 LCL 필터가 동일 인덕턴스로 높은 고조파 저감 효과를 가지기 때문에 일반적으로 LCL 필터를 이용하지만, 시스템에 공진이 발생하기 때문에, 이를 해결하기 위해 다양한 댐핑 기법과 함께 사용되어왔다. 특히, 능동 댐핑 기법은 추가적인 수동소자가 필요 없기 때문에, 수동 댐핑 기법에 비해 손실이 적다는 장점이 있으나, 추가적인 센싱회로가 필요하다는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 추가적인 센서가 필요없는 3상 계통연계 인버터용 LCL 필터의 능동 댐핑 기법을 제안한다. 일반적인 계통연계 인버터에서 센싱받는 계통전압과 계통전류를 이용하여 캐패시터 전류를 계산하고, 이를 전류제어 루프에 보상함으로써 가상 저항 능동 댐핑 기법을 구현하고, 시뮬레이션을 통해 검증한다.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.15
no.1
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pp.75-85
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2010
In this paper, a Z-source hybrid active power filter is proposed to compensate the harmonics and reactive power in power distribution system. The proposed system is composed of a 7th harmonics-tuned passive filter and an active power filter with a Z-source inverter topology, while voltage source PWM inverter or current source PWM inverter are applied as the power converter topology of conventional active power filters. The Z-source impedance network along with shoot through capability would ensure a constant DC voltage across the DC link. A polymer electrolyte membrane fuel cell is employed as an compensation DC energy source of the proposed system and its equivalent R-L-C circuit is modeled for simulation. As the compensation and control algorithm of the proposed system, the current synchronous detection algorithm is applied. The simulation analysis by PSIM is performed under the three-phase 220V/60Hz voltage source and 25A nonlinear diode loads. The effectiveness of the proposed the system is verified in the steady and transient states.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.4
no.1
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pp.26-34
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1999
According to increase of nonlinear power electronics equipment, active power filters have been researched and developed for many years to compensate harmonic disturbances and reactive power. However the commercial of active power filter is being proceeded slowly, because the cost of active power filter compared to the passive filter for harmonic and reactive power compensation is expensive. Especially, the use of DSP (Digital Signal Processing) chip, which is frequently used to control 3-phase active power filter, is a factor of increasing the cost of active power filters. On the other hand, the use of only analog controller makes the controller's circuits much more complicate and depreciates the flexibilities of controller. In this paper, a controller with low cost for 5[kVA] 3-phase active power filter system is designed. To reduce the expense of active filter system, the presented controller is composed of digital control part using Intel 80C196KC $\mu$P and analog control part using hysteresis controller for current control. Characteristic analysis of designed controller for active filter system is performed by computer simulation and compensating characteristics of the designed controller are verified by experiment.tegy can apply to the vector control, leading to better output torque capability in the ac motor drive system. This strategy is that in the overmodulation range, the d-axis output current is given a priority to regulate the flux well, instead the q-axis output curent is sacrificed. Therefore, the vector control even in the overmodulation PWM operation can be achieved well. For this purpose, the d-axis output voltage of a current controller to control the flux is conserved. the q-axis output voltage to control the torque is controlled to place the reference voltage vector on the hexagon boundary in case of the overmodulation. The validity of the proposed overall scheme is confirmed by simulation and experiments for a 22[kW] induction motor drive system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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