• 제목/요약/키워드: Harmonic Distortion

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마이크로그리드용 50kW급 PMSG 설계에 관한 연구 (A Study on Design of 50kW PMSG for Micro-grid Application)

  • 정문선;문채주;김형길;장영학;박태식
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.527-536
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    • 2014
  • 본 논문에서는 마이크로그리드 적용을 위한 50kW 풍력발전기를 설계하였으며, 발전기의 해석은 maxwell 2D 상용프로그램을 사용하였다. 특히 제안된 PMSG는 코깅토크를 줄이고자 offset과 skew를 적용하였다. 최적의 옵셋과 스큐는 2mm와 전기각 60도를 제안하였다. 부하운전시 모의결과는 평균 고조파 1.3%, 전압 322.41V, 전류 94.95A, 철손 9.73W, 와류손 73.68W, 동손 3.52kW로 나타났다. 계산된 발전기 용량은 61.56kW이며, 제안된 설계절차는 더 큰 용량의 발전기설계에 적용할 수 있다.

고조파 저감 능력을 가진 직류전철 회생인버터 시스템 (Regeneration Inverter System for DC Traction with Hormonic Reduction Capability)

  • 원충연;장수진;김용기;방효진;송상훈;안규복
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.96-104
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    • 2004
  • 본 논문에서는 전철시스템의 변전소에서 직류모선에 발생하는 잉여분의 직류전력을 교류전원 측으로 회생시킬 수 있는 직류전력 회생시스템을 제안한다. 제안된 직류 전철용 회생인버터 시스템은 인버터와 능동전력필터로 사용할 수 있다. 회생인버터 모드에서는 전철의 감속에 의해 회생되는 에너지를 재사용 할 수 있으며, 능동전력필터 모드에서는 변전소의 정류기에 의해 발생되는 고조파 왜곡을 보상하기 위해 사용할 수 있다. 전력용량과 스위칭 손실을 고려하여 시스템은 3상 PWM 인버터를 기반으로 설계되며 병렬인버터, 출력변압기와LCL필터로 구성된다.

Wind Energy Interface to Grid with Load Compensation by Diode Clamped Multilevel Inverters

  • Samuel, Paulson;Naik, M. Kishore;Gupta, Rajesh;Chandra, Dinesh
    • Journal of Power Electronics
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    • 제14권2호
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    • pp.271-281
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    • 2014
  • Fluctuating wind conditions necessitate the use of a variable speed wind turbine (VSWT) with a AC/DC/AC converter scheme in order to harvest the maximum power from the wind and to decouple the synchronous generator voltage and frequency from the grid voltage and frequency. In this paper, a combination of a three phase diode bridge rectifier (DBR) and a modified topology of the diode clamped multilevel inverter (DCMLI) has been considered as an AC/DC/AC converter. A control strategy has been proposed for the DCMLI to achieve the objective of grid interface of a wind power system together with local load compensation. A novel fixed frequency current control method is proposed for the DCMLI based on the level shifted multi carrier PWM for achieving the required control objectives with equal and uniform switching frequency operation for better control and thermal management with the modified DCMLI. The condition of the controller gain is derived to ensure the operation of the DCMLI at the fixed frequency of the carrier. The converter current injected into the distribution grid is controlled in accordance with the wind power availability. In addition, load compensation is performed as an added facility in order to free the source currents being fed from the grid of harmonic distortion, unbalance and a low power factor even though the load may be unbalanced, non-linear and of a poor power factor. The results are validated using PSCAD/EMTDC simulation studies.

Long-Lasting and Highly Efficient TRIAC Dimming LED Driver with a Variable Switched Capacitor

  • Lee, Eun-Soo;Choi, Bo-Hwan;Nguyen, Duy Tan;Choi, Byeung-Guk;Rim, Chun-Taek
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권4호
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    • pp.1268-1276
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    • 2016
  • A triode for alternating current (TRIAC) dimming light emitting diode (LED) driver, which adopts a variable switched capacitor for LED dimming and LED power regulation, is proposed in this paper. The proposed LED driver is power efficient, reliable, and long lasting because of the TRIAC switch that serves as its main switch. Similar to previous TRIAC dimmers for lamps, turn-on timing of a TRIAC switch can be controlled by a volume resistor, which modulates the equivalent capacitance of the proposed variable switched capacitor. Thus, LED power regulation against source voltage variation and LED dimming control can be achieved by the proposed LED driver while meeting the global standards for power factor (PF) and total harmonic distortion (THD). The long life and high power efficiency of the proposed LED driver make it appropriate for industrial lighting applications, such as those for streets, factories, parking garages, and emergency stairs. The detailed analysis of the proposed LED driver and its design procedure are presented in this paper. A prototype of 80 W was fabricated and verified by experiments, which showed that the efficiency, PF, and THD at Vs = 220 V are 93.8%, 0.95, and 22.5%, respectively; 65 W of LED dimming control was achieved with the volume resistor, and the LED power variation was well mitigated below 3.75% for 190 V < Vs < 250 V.

포워드형 3선 PWM 정류기를 이용한 새로운 DC 48[V] 통신용 전원시스템의 특성 해석 (The Characteristics Analysis of New Dc 48[V] Telecommunication Power System using Forward Type three Phase Rectifier)

  • 서기영
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.34-40
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    • 2006
  • 본 논문에서는 포워드형 3상 PWM 정류기를 이용한 새로운 DC 48[V] 통신용 전원시스템을 제안하여 역률과 효율, 리플 전압의 개선에 관하여 서술하였다. 제안된 DC 48[V] 통신용 전원시스템은 각 선간에 스위치와 인덕터 그리고 콘덴서가 조합된 전력변환장치로 구성되며, 전력변환장치내의 각 스위치의 턴-온시 제어 주기내의 도통시간을 조정하여 역률 1의 정현파 전류를 얻었다. 그리고 일반적인 PWM 정류기를 포워드 형태의 PWM 정류기로 구성함으로써 스위치의 온-오프시 발생되는 피크 전류를 작게 하여 변환 효율 92.1[%]을 얻었다. 또한 고조파 입력전류 규제값(IEC61000-3-2 Class-A)을 만족하는 입력 전류를 가지며, 3상 전원의 왜곡이 중첩되는 상태에서도 출력 전압의 맥동성분을 저감시켰다.

순음청력검사기를 위한 리눅스 기반 실시간 스펙트럼 분석기 개발 (Development of Linux based Real-Time Spectrum Analyzer for Puretone Audiometer)

  • 강덕훈;신범주;전계록;왕수건
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권6호
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    • pp.2830-2839
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    • 2011
  • 순음청력검사기는 청력의 손실 여부를 측정하기 위해 사용되는 중요한 의료기기이기 때문에 IEC와 ANSI에서는 순음청력검사기와 관련된 표준을 제시하고 있다. 본 논문은 순음청력검사기가 표준을 준수하는지 검사하기 위해 개발한 리눅스 기반 실시간 스펙트럼 분석기에 대해 기술한다. 본 논문의 실시간 스펙트럼 분석기는 청력 레벨 측정뿐 아니라 IEC에서 규정하고 있는 주파수 정확도, 청력 레벨 선형성, 고조파 왜곡, 단속음, 협대역 잡음에 대한 규정 준수 여부를 판단할 수 있는 기능을 제공한다. 개발한 실시간 스펙트럼 분석기를 상용 보정 시스템과 비교하여 검증한다.

출력 전압 파형 개선을 위한 새로운 11 레벨 PWM 인버터 (A Novel 11-Level PWM Inverter for Improving Output Voltage Waveform)

  • 강필순;박성준;김철우
    • 전력전자학회논문지
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    • 제8권2호
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    • pp.99-106
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    • 2003
  • 본 논문에서는 출력 전압 파형을 개선하고 고조파 성분을 저감시키기 위한 한 방법으로 변압기 2차측을 직렬로 결합시킨 형태를 가지는 새로운 멀티 레벨 인버터를 제안한다. 제안된 11 레벨 PWM 인버터는 출력 전압의 각 레벨을 형성하기 위한 두 개의 level 인버터 모듈과 PWM 스위칭 동작을 위한 PWM 인버터 모듈, 그리고 3대의 변압기로 구성된다. 적절한 변압기의 권선비를 이용하여 직류 전원에 대한 정수비의 연속적인 출력 전압 레벨을 형성하였으며, 변압기의 직렬 결합으로 출력단의 필터용 인덕허가 필요 없는 장점을 가진다. 제안하는 PWM 인버터의 타당성을 입증하기 위해 24 [V] 직류 전원에서 220 [V] 교류 전원을 발생시킬 수 있는 인버터의 시작품을 제작하고 실험을 행하였으며, 기존의 멀티 레벨 방식을 이용한 11 레벨 PWM 인버터와 제안된 11 레벨 PWM 인버터의 비교를 통해 제안하는 인버터의 타당성을 검증하였다.

입력-결합 전류 제한 링 발진기와 하드웨어 효율적인 레벨 시프터를 적용한 저전력 안테나 스위치 컨트롤러 IC (A Low Power Antenna Switch Controller IC Adopting Input-coupled Current Starved Ring Oscillator and Hardware Efficient Level Shifter)

  • 임동구
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권1호
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    • pp.180-184
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    • 2013
  • 이 논문에서는 (SOI) CMOS 공정을 이용한 저전력 안테나 스위치 컨트롤러 IC가 설계되었다. 제안 된 컨트롤러는 전력 수용능력과 고조파 왜곡 성능을 향상시키기 위하여 입력 신호에 따라 안테나 스위치를 구성하는 FET소자의 게이트 단자와 바디 단자에 +VDD, GND 그리고 -VDD에 해당하는 3 가지 상태의 로직 레벨을 제공한다. 또한, 입력-결합 전류제한 링 발진기와 하드웨어 효율적인 레벨 시프터를 적용함으로서 전력소모와 하드웨어 복잡도를 크게 감소시켰다. 제안 된 회로는 +2.5 V 전원을 공급받으며 송신 모드에서 135 ${\mu}A$를 소모하며 10 ${\mu}s$의 빠른 start-up 시간을 달성하였고, 전체 면적은 $1.3mm{\times}0.5mm$로 설계되었다.

CMOS 아날로그 전류모드 곱셈기의 선형성과 동적범위 향상을 위한 회로설계 기법에 관한 연구 (A Study on Circuit Design Method for Linearity and Range Improvement of CMOS Analog Current-Mode Multiplier)

  • 이대니얼주헌;김형민;박소연;노태민;김성권
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.479-486
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    • 2020
  • 이 논문에서는 아날로그 전류모드 인공지능 프로세서에서 핵심 디바이스 중에 하나인 아날로그 전류 모드 곱셈기 회로의 선형성과 동적범위 향상을 위한 설계 기법을 소개한다. 제안하는 회로는 4 quadrant Translinear loop를 NMOS 트랜지스터만으로 구성하여, 트랜지스터의 물리적 Mismatch를 최소화하는 설계로 0.35㎛ CMOS 공정에서 117㎛ × 109㎛로 구현가능하였으며, 최대 전고조파왜율 0.3% 의 선형성을 확보할 수 있었다. 제안한 아날로그 전류모드 곱셈기는 전류모드 인공지능 프로세서의 핵심 회로로 유용할 것으로 기대된다.

전압제어 유도 전동기를 위한 최적 PWM 스위칭 방법 (An Optimized PWM Switching Strategy for an Induction Motor Voltage Control)

  • 한상수;추순남
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.922-930
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    • 2009
  • 유도 전동기를 전압 제어하기 위한 최적 PWM 스위칭 방법을 제시하려한다. 전압 인버터의 공간 벡터 변조 방식은 DC-버스 이용을 향상시키고 정류 손실을 감소시키기 때문에 디지털 구현의 경우 특히 선호하는 PWM 방법이다. 유도 전동기 전압 제어를 위한 최적 PWM 스위칭 방법은 제시한 최적 PWM 알고리즘을 사용하여 두 개의 활성 전압 벡터(active voltage vector)와 하나의 영 전압 벡터(zero voltage vector)로 구성하였다. 선택된 스위칭 순차 열은 변조 지수(modulation index)와 운송파(carrier wave) 주기의 함수로 정의 된다. 순차 열은 인버터 스위칭 손실과 전류 리플 값을 기준으로 사용하여 선택된다. 실험 결과 중 저 전력용으로 사용할 경우 스위칭 주파수를 증가시킴에 따라 고조파 왜곡이 감소하고 동특성이 좋아짐을 확인할 수 있었다.