• 한국철도학회논문집
• /
• 제15권2호
• /
• pp.129-134
• /
• 2012

NPC 멀티레벨 인버터는 2-레벨 인버터 방식에 비해 전력용 반도체 소자의 정격 전압과 출력전류의 고조파를 감소시킬 수 있는 장점이 있어 고압 대용량 전동기 구동시스템에 적합하다. NPC 3-레벨 인버터를 이용한 IPMSM의 속도 제어에서 일정 토크 영역에서는 최대 토크 제어, 일정 출력 영역에서는 약계자 제어 방식을 적용하였다. 제안된 시스템은 MATLAB/Simulink를 이용한 시뮬레이터를 구현하여 모의 시험 결과 분석을 통해 그 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.283-292
• /
• 2011

본 논문에서는 기존의 멀티레벨 인버터와는 달리 DC링크단에 스위치를 설치함으로써 성능을 향상시킨 새로운 형태의 H-브리지 멀티레벨 인버터를 제안한다. 제안된 방식은 계통 연계형 단상 멀티레벨 인버터로서 기존의 단상인버터에 비하여 출력 전압 파형이 정현파에 가깝고, 고압 대용량 시스템용 멀티레벨 인버터로의 확장도 용이할 뿐만 아니라 직렬연결을 통하여 간단히 전압레벨을 확장할 수 있다는 장점을 갖는다. 동일한 5레벨의 경우 기존의 H-브리지 직렬형이나 NPC형 멀티레벨 인버터는 가제어 스위치가 8개 사용되는 반면에 제안한 멀티레벨 인버터는 가제어 스위치가 6개 사용되기 때문에 회로 구성이 간단하여 신뢰도가 높고 경제적인 구현이 가능하고 스위칭 손실이 줄어서 효율이 향상되는 특징이 있다. POD 변조기법을 기반으로 하여 반송파 신호 하나만을 사용하는 새로운 PWM 방법을 제시하였으며 DC링크 커패시터 전압의 균형을 위한 스위칭 시퀀스에 대해서도 검토하였다. 제안된 토폴로지의 타당성을 시뮬레이션과 실험을 통하여 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.131-132
• /
• 2010

본 논문에서는 작은 필터 사이즈를 갖는 영전압 스위칭이 가능한 PWM 3레벨 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터의 모든 스위치의 전압 스트레스는 입력 전압의 반으로 제한되고, 2차측의 필터 앞단 전압이 3레벨 형태로 나타나 기존보다 작은 출력 필터 사이즈가 필요하다는 장점을 갖는다. 또한 두 개의 변압기로 전류를 분할함으로써 도통 손실을 줄일 수 있다. 효과를 확인하기 위해 500-600V 의 입력 전압과 60V 의 출력 전압을 갖는 500W 컨버터를 제작하여 실험하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.38-43
• /
• 2011

천연가스 액화공정은 극저온에서 운전되며 에너지 소비가 매우 크기 때문에 압축기의 에너지 소모를 최소화하는 것이 공정의 효율 측면에서 중요하다. 여러 가지 천연가스 액화공정 중 C3-MR(Propane Pre-cooled Mixed Refrigerant) 공정의 경우 순수냉매인 프로판과 혼합냉매를 사용하는 두 개의 냉각 사이클로 구성되어있다. 본 연구에서는 C3-MR 공정에서 최적의 프로판 압력 레벨을 찾기 위해 프로판 사이클을 별개로 구성하여 모사하였다. 또한, 압력 레벨에 따른 조건을 변화시켜가며 사례 연구를 수행하고 이를 통해 압축기에서 소모되는 에너지양을 비교하였다. 그 결과 압력 레벨이 높을수록 총 에너지 소모량이 감소하는 것을 확인 할 수 있었다. 압력 레벨이 3일때 보다 압력 레벨이 5일 때 에너지 소모는 약 23.7% 감소하는 값을 얻을 수 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
• /
• pp.195-197
• /
• 2018

3레벨 컨버터는 높은 입력을 갖는 어플리케이션에서 널리 사용되고 있다. 3레벨 컨버터는 스위치의 전압 스트레스를 입력전압의 절반으로 줄일 수 있다는 장점을 가지지만 경부하에서 영전압 스위칭을 할 수 없다는 단점을 갖고 있다. 이 논문에서는 경부하 조건에서도 영전압 스위칭을 할 수 있는 새로운 3레벨 컨버터를 제안한다. 또한 제안하는 컨버터는 1차측의 환류전류를 없애고, 정류단 다이오드의 전압 스트레스를 낮추어 도통손실을 저감할 수 있다. 따라서 1차측 스위치의 영전압 스위칭을 통해 경부하의 높은 효율을 달성하고, 1차측 회로와 2차측 정류단의 도통손실을 감소시켜 중부하의 높은 효율을 달성할 수 있다. 제안하는 컨버터는 입력전압 540-600V, 출력파워 750W(48V/15.625A) 조건에서 실험을 진행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
• /
• pp.235-236
• /
• 2017

본 논문에서는 저압 직류 배전 시스템에 사용되는 3-레벨 NPC DAB 컨버터의 중성점 전압 제어를 위한 향상된 스위칭 알고리즘을 제안한다. 3-레벨 NPC DAB 컨버터는 구조상 정격전압 감소를 위해 중성점을 기준으로 DC-link 단에 두 개의 캐패시터가 사용되기 때문에 중성점으로 들어오는 전류에 불균형이 발생하며 중성점 전압이 흔들리는 문제점이 나타난다. 중성점 전압이 흔들릴 경우 불균형한 전압이 변압기에 형성되며 이로 인해 전류 Offset과 실효 전류의 증가에 따른 전력 손실증가 등 전체적인 컨버터의 동작에 악영향을 준다. 따라서 본 논문에서는 3-레벨 NPC DAB 컨버터의 동작원리 및 기존 스위칭 패턴을 분석하고, 향상된 스위칭 패턴을 적용시켜 중성점 전압을 제어하는 알고리즘의 타당성을 모의시험을 통해 검증하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
• /
• pp.307-308
• /
• 2015

본 논문은 3-레벨 T-type 인버터의 새로운 중성점 전압 제어 기법을 제안한다. 3-레벨 T-type 인버터는 dc-link 전압을 커패시터 2개로 나누어 사용하며 두 커패시터간의 전압 차이로 인해 출력 전압의 왜곡을 야기한다. 공간 벡터 변조 기법으로 P-type과 N-type 전압 벡터의 스위칭 시간을 조절함으로써 복잡한 수학적 모델링 없이 중성점 전압을 제어하는 간단한 방식을 제안하였다. 제안된 중성점 제어 알고리즘을 설명하고, 10kW급 3-레벨 T-type 인버터 시제품을 제작하여 본 논문에서 제안하는 방식에 대한 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.131-132
• /
• 2016

3-레벨 중성점 다이오드 클램프(NPC) 컨버터는 high-power medium voltage(MV)에서 많이 응용된다. 하지만 3-레벨 중성점 다이오드 클램프(NPC) 컨버터는 각 스위치 소자에서 손실이 불균형하게 발생하게 되어 스위치 소자 간 성능이 불균형하게 된다. 따라서 본 논문에서는 단상 3-레벨 중성점 다이오드 클램프(NPC) 컨버터의 기존 모델 예측 제어의 스위칭 패턴을 분석 및 스위칭 순환방식을 이용한 효율적인 스위칭 상태를 갖는 모델 예측 제어를 제안한다. 이를 통해 PI 제어기 기반의 펄스 폭 변조 방법과 기존 모델 예측 제어 방법의 손실 비교를 통하여 제안하는 모델 예측 제어 성능을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
• /
• pp.180-182
• /
• 2019

본 논문에서는 옵셋 전압을 이용한 3레벨 인버터의 불연속 PWM 방법을 제안한다. 스위칭 상태에 따른 3레벨 인버터의 출력전압을 벡터공간에서 도시하여 전압 변조 지수에 따른 DC 레일 및 중성단 클램핑 가능 영역을 분석한다. 이를 바탕으로, 3상 전압 지령 크기를 입력으로 받아 중성단의 클램핑 가능 여부를 판별하고 원하는 지점으로 클램핑 시켜주는 옵셋 전압 생성부를 제안한다. 제안된 방법은 공간 벡터 전압 변조 방식에 비해 간단하며, 기존 2레벨 인버터의 불연속 PWM 방식을 기반으로 하므로 구현에 용이하다. 시뮬레이션 및 실험으로 이론의 타당성 및 효과를 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
• /
• pp.287-288
• /
• 2019

본 논문에서는 태양광 발전 시스템에 적용되는 단상 및 3-레벨 부스트 컨버터의 특성을 비교 분석 및 구현한다. 기존의 전통적인 단상 부스트 컨버터와 3-레벨 부스트 컨버터를 전력밀도와 효율 측면에서 비교 분석하고 이를 Simulation 및 20kW급 프로토 타입 구현을 통해 검증한다. 실험을 통해 3-레벨 부스트 컨버터가 단상 부스트 컨버터에 비해 0.5% 높은 효율과 17% 높은 전력밀도를 가지는 것을 확인하였다.