본 논문은 Modular Scalable Inverter System(MSIS)에서 두 인버터 간에 캐리어 위상차로 인해 순환전류가 발생할 시 고주파 전압 보상을 이용한 순환전류 저감기법을 제안한다. MSIS는 인버터를 병렬로 구성하여 전력용량을 증가시키고 필요에 따라 선택적으로 사용하여 효율을 높인다. 하지만 병렬 인버터 구조에서는 필연적으로 순환전류가 발생하여 고주파 전압 보상을 이용하여 두 인버터가 동일한 스위칭 패턴을 출력하게 하여 주파수 성분의 순환전류를 저감한다. 제안한 방법의 유효성은 600W IPMSM를 부하로 한 MSIS 축소 모델에서 시뮬레이션을 통해 검증하였다.
본 논문에서는 연료전지 시스템을 위한 Z-소스 인버터로 구성된 병렬운전 연료전지 시스템의 순환전류 감쇄 방안을 검토하였다. PWM 방식으로는 Carrier phase shifted SPWM을 적용하였으며, 이 방식은 출력 전류의 고조파 성분을 줄일 수 있는 장점을 갖는다. 그러나 이 기법을 Z-소스 인버터로 구성된 병렬운전 시스템에 적용하는 경우 추가적으로 순환전류가 발생한다. Z-소스 인버터로 구성된 병렬운전 시스템이 동작 시 발생하는 순환전류를 감소시키며, 부하전류에 낮은 고조파 성분을 가질 수 있도록 커플링된 순환전류 리액터를 사용하였다. 순환전류 리액터를 상호 커플링시킴으로써 순환전류를 추가적으로 감소시킬 수 있다. 이에 대한 적합성을 시뮬레이션과 실험을 통해 입증하였다.
본 연구는 파쇄처리 순환골재를 사용한 콘크리트의 특성을 검토하기 위하여 순환골재의 흡수율별 단위시멘트량 및 물시멘트비를 변화시켜 콘크리트의 특성에 미치는 영향을 검토하였다. 실험결과 물시멘트비가 높은 저강도 배합에서는 파쇄처리 순환골재를 사용한 콘크리트와 쇄석 콘크리트의 압축강도가 동등한 수준으로 나타나 순환골재의 부착모르타르 영향이 작은 것으로 나타났다. 그러나, 물시멘트비가 낮은 고강도 배합에서는 파쇄처리 순환골재를 사용한 콘크리트가 부착모르타르의 영향으로 쇄석을 사용한 콘크리트보다 약 40%의 압축강도저하를 나타내었다. 한편, 흡수율 7%인 순환골재의 건조수축량은 재령 10주에서 흡수율 1%인 쇄석의 $-310{\times}10^{-6}$보다 2배 증가된 $-700{\times}10^{-6}$을 나타내어 콘크리트용 골재로의 재활용시 건조수축에 대한 검토가 선행되어야 할 것으로 사료된다. 또한 단위시멘트량 $450kg/m^3$인 부배합 콘크리트의 압축강도는 흡수율 3%인 순환골재 사용시 쇄석 사용 콘크리트와 동등하게 나타난 반면, 흡수율 7%인 순환골재를 사용한 경우에는 쇄석 사용 콘크리트에 비해 약 7%정도 낮게 나타났다. 그러나, 단위시멘트량 $350kg/m^3$인 일반배합 콘크리트의 압축강도는 쇄석 사용 콘크리트에 비해 압축강도 저하가 현저하게 나타났다.
본 논문은 Modular Scalable Inverter System에서 큰 부피를 차지하는 인덕터를 저감하기 위한 방법을 제안한다. 최근 전력분야에서는 모듈형 전력변환 시스템을 사용함으로써 다양한 시스템에 필요한 전력을 공급하여 효율을 증가시키고 신뢰성을 높이는 방법들이 대두되고 있다. 하지만 모듈을 병렬로 사용하는 경우에는 모듈 간에 흐르는 순환 전류가 발생하게 된다. 이런 순환전류는 부하로 전력을 공급하지 않기 때문에 시스템 효율을 떨어트리고 전류제어 및 부하 분담을 방해한다. 따라서 병렬형 인버터에는 출력에 순환전류 저감을 위한 인덕터를 사용해야 한다는 단점이 있다. 모듈형 전력변환 장치에서 큰 크기의 출력 인덕터는 시스템 사이즈를 늘리고 비용을 증가시키고 전력밀도가 낮아지게 된다. 따라서 GaN HEMT (Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor) 기반 인버터와 순환전류 저감 알고리즘을 사용하여 고속 스위칭을 함으로써 동일한 순환전류 저감 성능을 확보하지만 출력 인덕터의 크기를 줄이는 방안을 제시한다.
수산양식장에서 양식 후 버려지는 패각을 이용하여 인의 제거실험을 하였다. 연속식 실험에서 재순환 하지 않은 경우와 비교할 때 300% 재순환에서는 제거율이 45%정도 증가하였다. 황산알루미늄을 주입한 후 인의 제거율을 비교했을 때 인 제거율이 93%로써 약 70%가 증가하였다. 이에 재순환율의 증가와 응집제의 주입으로 인의 제거율이 크게 향상됨을 알 수 있었다.
Topex/poseidon 위성의 자료를 통하여 남인도양의 암스테르담- 크호제트- 케르겔른 지역에 대한 표층 순환과 해수면 변화의 시ㆍ공간적인 해석을 쉽게 수행 할 수 있었다. 각 지역에서의 시ㆍ공간적인 변화 특성들을 보면, 암스테르담지역은 서쪽으로 전파하는 로쓰비파가 존재한다. 이때 이 파는 동쪽으로 전파하는 남극순환해류의 영향을 받는다. 1993년 늦가을에서 초겨울 동안에 분지의 동부지역에서 해수면이 급격히 떨어졌다. 이곳은 남극순환해류(아규라스순환반류전선과 아열대전선)의 북부에서 발전하는 시계방향(cyclonic)의 와동류가 예외적으로 강하게 북쪽으로 상승했다가 이어서 급격히 남쪽으로 하강했던 것과 관련된다. 쌩뽈지역은 5cm 정도의 해수면 진동과 함께 약 130일 정도의 주기성을 보였다. 서쪽으로 전파하는 신호인 자유 표면의 진동이 실제로 조사되었다.
본 논문에서는 연료 전지 시스템을 위한 Z-소스 인버터로 구성된 병렬 운전 시스템을 제시 하였다. PWM 방식으로는 Carrier phase shifted SPWM을 적용하였으며 이 방식은 출력 전류의 고조파 성분을 줄일 수 있는 장점을 갖는다. 그러나 이 기법을 Z-소스 인버터로 구성된 병렬 운전 시스템에 적용하는 경우 추가적으로 순환 전류를 발생한다. Z-소스 인버터로 구성된 병렬 운전 시스템이 동작 시 발생하는 순환 전류를 감소시키며, 부하전류에 낮은 고조파 성분을 가질 수 있도록 커플링된 순환 전류 리액터를 사용하였다. 이에 대한 적합성을 시뮬레이션을 통해 입증하였다.
당사가 개발한 무변압기형 UPS는 정상 운전동작시에는 인버터 출력전압 고조파 함유율을 최소화하고 순환부하시험 동작시에는 인버터 출력전류 고조파 함유율을 최소화시킬 수 있는 출력필터가 필요하다. 그래서 본 연구에서는 이러한 두 설계조건을 만족하도록 하는 출력필터 설계절차를 설명하였고 그 설계절차의 타당성을 확인하기 위해서 설계된 인버터 출력필터를 적용한 3상 10kVA UPS 시제품을 제작하여 순환부하시험을 통하여 그 성능을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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