• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.20 no.1
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• pp.43-54
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• 2017

This paper analyzes the performance of two three-leg inverters and a five-leg inverter and proposes the optimal operation conditions in applying the five-leg inverter for the train propulsion system. The five-leg inverter offers a saving of two switches compared with the standard two three-leg inverters and it is possible to control two three-phase motors independently by using a control board. All of these features lead to a potential reduction in capital cost and miniaturization of system. In this paper, first, the analysis of the existing motor control method and PWM method for two-traction motor drive of urban railway is implemented. Next, the operation principle and performance of five-leg inverter is introduced. Through the analysis, when it applies the same motor control method and the same PWM method for three-leg inverter and five-leg inverter, the characteristic of motor's speed and torque is compared.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.10 no.4
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• pp.339-346
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• 2005

It is complex to realize the reference voltage vector by the space vector PWM method in three-leg two-phase inverter In this paper a new PWM technique for three-leg two-phase inverter fed two-phase induction motor is poroposed assuming that three-leg two-phase inverter is equivalent circuit for 'four-leg two-phase inverter with the connected two windings'. From assumption, six sectors are decreased to four sectors, and simple sinusoidal PWM method instead of SVPWM is applied to three-leg two-phase inverter. Also, the switching pattern to determine the switching periods at each sector is proposed. Practical verification of theoretical predictions is presented to confirm the capabilities of the new techniques.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.116-117
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• 2014

본 논문에서는 3상 IPM을 사용하여 2상 유도전동기를 위한 2레그형 인버터를 설계하였다. 3상 IPM은 6개의 스위칭 소자를 내장하고 있어서 이중 4개는 2레그형 인버터로 사용하고, 나머지 2개는 역률제어 회로에 이용할 수 있다. 이렇게 하면 하드웨어의 추가를 최소화하면서 역률제어 기능을 갖는 2레그형 인버터를 구현할 수 있다. 2레그형 인버터에서는 반드시 직류링크에 2개의 커패시터를 직렬로 연결하는데, 입력 전원의 반주기 마다 각각의 커패시터에 충방전 동작이 수행된다. 이러한 동작으로 인해 2개의 커패시터에 전압 불균형이 발생할 수 있고 커패시터 용량이 서로 다를 경우에는 이 전압 리플이 더욱 커지게 되며, 이것은 전동기에 불평형 전류를 공급하게 되어 전동기의 토크리플을 발생시킨다. 본 논문에서는 직류링크의 전압 불균형 문제가 전동기에 미치는 영향을 분석하고, 이러한 전압 불균형을 보상하여 전동기의 토크리플을 제거하고 동작특성을 개선하는 방법을 제안하며, 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이를 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.260-262
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• 2013

본 논문에서는 2상 유도전동기의 가변속장치인 3-레그 2상 인버터의 PWM 방식을 공간벡터제어 방식으로 제안하였다. 기존의 3-레그 인버터의 PWM방식은 전형적인 SVPWM 방식을 적용하여 PWM 방식이 복잡하다. 본 논문에서는 3상 PWM 옵셋전압방식을 응용하여 2상 인버터에 적용하여 기존의 공간 벡터(space vector) PWM(SVPWM) 방식방식을 단순화 시킨 것이다. 제안된 3-레그 인버터의 PWM방식에 대한 타당성을 확인하기 위해 모의 실험과 실험이 실행되었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.393-394
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• 2017

유도전동기는 속도 제어가 어렵기 때문에 이를 위한 고가의 벡터제어 인버터가 널리 사용되어 왔다. 이 때문에 최근에는 이를 저가화하기 위하여 제어 알고리즘이 단순하고 구현이 용이한 직접토크제어 방식에 대한 연구가 이루어지고 있다. 한편으로 소용량의 저전력 응용 분야에서는 기계적으로 구조가 단순하고 가격이 저렴한 2상 유도전동기를 적용하려는 노력이 활발해지고 있다. 2상 유도전동기용 인버터의 대표적인 토폴로지는 3상 IPM 소자를 그대로 이용할 수 있는 3레그형이다. 그러나, 3레그형 인버터에서는 출력 전압 벡터가 비대칭 육각형의 형태로 나타나므로 2상 유도전동기에 이러한 직접토크제어 방식을 적용하면 전동기의 발생 토크에 리플이 증가하는 문제가 있다. 본 논문에서는 3레그형 인버터를 사용하는 2상 유도전동기에 직접토크제어 방식을 적용하고 이때 문제가 되는 전동기의 토크 리플을 저감하는 방법에 관하여 연구하였으며, 이것의 유효성은 시뮬레이션을 통하여 유효성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.11a
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• pp.210-211
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• 2016

션트 저항을 이용하여 3상 인버터의 전류를 측정하는 방법은 가격 경쟁력이 우수하여 다양한 산업 분야에서 응용되고 있다. 본 논문에서는 시스템의 원가를 절감하기 위해 2개의 레그-션트 저항을 이용하여 3상 인버터의 상 전류를 측정하는 방법을 제안하고 측정이 가능한 영역에 대하여 분석한다. 2개의 레그-션트 저항을 이용할 경우 기존 3개의 레그-션트 저항을 이용했을 때보다 시스템의 가격이 감소할 뿐만 아니라 레그-션트 저항에서 발생하는 손실이 감소하여 전체 인버터의 효율이 증가한다는 장점이 있다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.11a
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• pp.217-218
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• 2011

이 논문은 SVPWM으로 구동하는 3상 2레벨 인버터에 레그-션트저항(Leg-Shunt Resistor)을 이용한 전류 검출방식의 전류 검출영역 확장 방법을 제안한다. 레그-션트 저항을 이용한 전류 검출방식은 션트저항이 인버터 아래쪽 IGBT 이미터(Emitter)단에 있기 때문에 PWM 스위칭 상태에 따라 전류 검출영역이 제한된다. 이 논문에서는 레그-션트저항 전류 검출방식의 전류 검출가능영역을 정의하고 전류 검출이 어려운 부분에서도 전류를 검출을 하는 방법을 제안한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.271-272
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• 2016

본 논문에서는 ESS 구성을 위한 고효율 3-레벨 양방향 인버터를 제안한다. 제안된 인버터는 저주파 레그와 고주파 레그로 구성되어, dc-link 전압과 계통간의 양방향 전력 변환을 수행한다. 제안된 인버터는 3-레벨의 전압을 제공하며 기존 풀브리지 타입의 2-레벨 인버터에 비해 고조파 성분이 적고 필터의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 소자들에 걸리는 전압 스트레스가 낮고 동작 중에 스위칭 소자의 바디 다이오드를 사용하지 않기 때문에 도통 손실과 스위칭 손실을 최소화 할 수 있다. 따라서 제안하는 양방향 인버터는 기존 2-레벨 인버터 대비 높은 계통 전류 품질과 높은 효율을 제공한다. 최종적으로 시제품을 제작하여 제안하는 양방향 인버터의 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.104-105
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• 2014

본 논문에서는 가전제품과 같은 저전력 응용분야에 효과적으로 적용이 가능한 2상 유도전동기 벡터제어 인버터를 제안한다. 현재까지 이 분야에서는 가격이 저렴하지만 속도제어가 용이하지 않은 단상 유도전동기를 사용해왔다. 2상 유도전동기 벡터제어는 3상 유도전동기 벡터제어에 버금가는 우수한 제어 성능을 가지고 있으면서도 좌표변환이 불필요하여 제어기의 부담을 줄일 수 있고, 전체 시스템을 저가격으로 구현할 수 있으므로 이러한 저전력 응용분야에서 단상 유도전동기에 대한 훌륭한 대안이 될 수 있다. 본 논문에서는 360[W]급의 소용량 2상 유도전동기를 위한 3레그형 2상 벡터제어 인버터를 설계하였고, 실험을 통하여 시스템의 유효성을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.419-420
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• 2020

본 논문에서는 전자기 교반 시스템용 2 상 직교하는 전원 공급 장치의 출력 전류 정상상태 오차를 줄일 수 있는 제어 기법을 제안하다. 2 상 직교하는 전원 공급 장치는 단상 풀브리지 인버터 2 대 대신 3 상 전압원 인버터 1 대를 사용하여 인버터의 레그 숫자가 줄어들고 인버터 스위치의 도통 손실이 감소한다. 본 논문에서는 회전 좌표계로의 변환(dq 변환)을 통해 출력전류 정상상태 오차를 0 으로 제어하는 기법을 제안한다. 본 논문에서는 제안하는 제어 기법의 유효성은 시뮬레이션을 통해 검증하였다.