대용량의 직류 전원을 연속적으로 얻기 위한 가장 손쉬운 방법은 상용 교류전력을 정류하여 사용하는 것이다. 이렇게 얻어진 직류 전압 원은 리플을 포함하는 문제와 허용된 법위에 있지만 전압 변동율이 존재하게 된다. DC-DC 컨버터나 인버터 제어에서 이러한 문제를 해결하기 위하여 많은 연구가 행해지고 있다. 그러나 보상제어시간이 길거나 제어나 제어 이론이 복잡하여 시스템이 복잡하게 되는 등 각각의 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 아나로그 적분기의 적분시간이 적분기 입력전압의 크기에 반비례하는 원리를 이용하여 이 펄스 변조 스위칭 컨버터를 순시 추종 제어하는 방법을 제시한다. 제안된 제어방법의 주요 특징은 정주촉수로 동작한다. 보상제어시간은 스위칭 주기를 기본단위로 추종제어 한다. 제어결과는 한 주기의 평균치로 추종 제어한다. 정상상태는 물론 과도 상태에서도 정확하게 지령치에 추종하여 제어됨을 알 수 있다.
This paper addresses the issue of current sampling in a high performance AC drive system fed by a discontinuous PWM inverter. The effect of the sampling error due to the measurement delay produced by an input stage low pass filter and an A/D converter is described in the case of discontinuous PWM. To compensate for the sampling error, a method to estimate the delay time of the whole measurement system based on the measured current is proposed and its effectiveness is verified by experimental results. The proposed algorithm can automatically estimate the system delay introduced by the low pass filter and the A/D converter at the commissioning stage. By delaying the current sampling by the estimated value, experimental results indicate that more than 50% reduction of current ripple can be achieved.
Baratam, Arundhati;Karlapudy, Alice Mary;Munagala, Suryakalavathi
Journal of Power Electronics
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제14권4호
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pp.687-694
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2014
This paper focuses on the analysis and compensation of thrust ripples in permanent magnet linear synchronous motors (PMLSM). The main drawback in PMLSMs is the presence of thrust ripples, which are mainly due to the interaction between the permanent magnets and armature slotted core. These thrust ripples reduce the performance of the drive system in high precision applications especially at low speeds. This paper analyzes thrust ripples using the discrete wavelet transform. These undesired thrust ripples are compensated by using an adaptive feed forward controller. It is observed that this novel controller reduces about 65 percent of the thrust ripples. An extensive simulation is performed through MATLAB and it is validated through experimental results using a d-SPACE system with a DS1104 control board.
This paper proposes a compensation algorithm for reducing a specific ripple component on synchronous reference frame phase locked loop (SRF-PLL) in grid-tied single-phase inverters. In general, SRF-PLL, which is based on all-pass filter to generate virtual voltage, is widely used to estimate the grid phase angle in a single-phase system. In reality, the estimated grid phase angle might be distorted because the phase difference between actual and virtual voltages is not 90 degrees. That is, the phase error is caused by the difference between cut-off frequency of all-pass filter and grid frequency under grid frequency variation. Therefore, the effects on phase angle and output current attributed to the phase error are mathematically analyzed in this paper. In addition, the proportional resonant (PR) controller is adapted to reduce the effects of phase error. The validity of the proposed algorithm is verified through several simulations and experiments.
This paper presents an effective robust predictive control scheme for the active power filter (APF) using a smith-predictor based current regulator, which show superior features when compared to proportional-integral (PI) controllers in terms of an enhanced closed-loop bandwidth and an improved current tracking accuracy. A moving average filter (MAF) is implemented using a field programmable gate array (FPGA) for signal pre-processing to eliminate the switching ripple contamination. An adaptive linear neural network (ADALINE) is used for individual harmonic estimation to achieve selective compensation purpose. The effectiveness and validity of the devised control algorithm are confirmed by extensive simulation and experimental results.
본 논문에서는 3상 계통연계형 배터리 충전기의 전류리플 발생 원인을 분석하고 보상하는 기법을 제안한다. 배터리 전류리플의 요소로는 전류 측정 시 발생하는 오차에와 데드타임에 의해 각각 기본파, 2고조파, 6고조파 성분이 발생한다. 배터리 전류의 리플 성분은 배터리 수명을 저하시키는 요소 중 하나로 리플 성분을 보상하여 그 크기를 줄이는 알고리즘이 필요하다. 배터리 전류 리플 성분의 발생은 시뮬레이션과 실험을 통해 확인하였고, 공진형 전류제어기를 사용하여 특정 고조파에 해당하는 리플 성분을 보상하여 배터리 전류의 리플을 보상하는 알고리즘을 적용하여 배터리의 리플 성분이 감소함을 확인하였다.
본 논문에서는 중계기의 군 지연 및 이득 변동 특성을 포함한 비선형 위성 채널에서 다중 레벨 QAM 방식을 적용한 OFDM 기반 시스템에 대하여 성능을 분석하였다. 일반적인 OFDM을 적용하는 경우와 반송파 간섭 OFDM을 적응하는 경우를 부가 백색 가우시안 잡음 환경에서 지정된 위성 채널의 비선형 정도에 대하여 적용한 QAM 방식에 따른 BER 성능을 비교하여 성능 개선 정도를 제시하였다. 36MHz 대역폭의 중계기 채널에 120Mbps 전송률의 정보를 QPSK, 8QAM, 16QAM, 32QAM, 64QAM을 사용하여 전송하는 경우에 대하여 위성 채널의 특성을 통상적인 경우와 최악 조건의 경우로 나누어 모의실험을 적용하였다. 모의실험 결과를 통하여 통상적인 채널 환경에서 고차 레벨의 QAM을 적용하는 경우에 반송파 간섭 OFDM에 의한 개선 정도가 이득 변동 특성보다는 성능 열화에 상대적으로 심각한 영향을 미치는 군 지연과 고출력 증폭기의 비선형 특성에 의한 개선 정도가 두드러지게 나타남을 확인할 수 있었다. 아울러 최악의 조건의 경우에 32QAM 이상의 QAM-OFDM을 적용하는 경우에는 채널 부호화나 비선형 특성의 보상 방법과 같은 추가의 기법이 필요함을 알 수 있었다.
디지털 제어 방식으로 구동되는 모든 교류 전동기 벡터제어시스템의 근간을 이루는 전류 측정에 관한 문제를 다룬다. 일반적인 펄스폭 변조 방식 교류 전동기 구동 시스템에서 전동기 전류에 포함된 인버터 스위칭 노이즈를 없애기 위하여 저역 통과 필터를 사용하는데 이러한 필터는 필연적으로 측정된 신호의 시간 지연을 유발하게 된다. 따라서 샘플링한 전류값에는 기본파 성분 뿐만아니라 고조파 리플 성분이 포함된다. 본 논문에서는 3상 대칭 펄스폭 변조시 기준 전압 벡터의 위치에 다른 전류 샘플링 오차를 해석적으로 구하고 이러한 샘플링 오차를 최소화하기 위한 기법을 제안한다. 제안된 지연 보상 샘플링 기법을 사용하면 정상 상태 전류 측정 오차를 최소화할 수 있고 보다 정확한 토오크 제어가 가능하게 됨을 시뮬레이션과 실험을 통해 보였다.
본 논문에서는 유도전동기 벡터제어 인버터에서 상전류를 검출할 때 발생하는 측정 오차를 실시간으로 보상하는 방법을 제안한다. 전류측정에 오프셋 오차와 변환이득 오차가 포함될 경우의 3상 유도전동기 토크 방정식을 유도하여 이러한 측정 오차들이 전동기의 토크 리플을 유발하는 것을 보였으며, 이러한 토크 리플을 제거할 수 있는 방법을 제시하였다. 특히, 본 논문에서는 전동기의 운전 상태에서 실시간으로 변환이득 오차에 의한 토크 리플을 제거하는 방법을 제안하였다. 이를 200[W]급 3상 유도전동기의 벡터제어 인버터에 적용하여 컴퓨터 시뮬레이션 및 실험을 수행함으로써 제안된 방법의 유효성을 검증하였으며, 그 결과 전류측정에서 변환이득 오차가 있더라도 전동기의 토크가 상당히 제거되는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 temperature/voltage에 둔감한 triple-mode CMOS DC-DC Converter를 제안한다. 제안된 triple-mode DC-DC converter는 단일 배터리의 수명에 따른 전압변화(3.3-5.5V)로부터 일정 또는 다양한 출력전압(0.6-2.2V)을 생성한다. 제안된 triple-mode CMOS DC-DC converter는 Pulse Width Modulator(PWM) 모드, Pulse Frequency Modulator(PPM) 모드, 그리고 Low Drop-Out(LDO) 모드, 이렇게 세 가지 모드로 동작한다. 또한, 제안된 회로는 temperature/voltage 변화에 의한 칩의 오동작을 방지하기 위해 temperature/voltage 변화에 둔감한 저 전력 1MHz CMOS ring oscillator를 사용한다. 제안된 triple-mode DC-DC converter는 단일 입력 전원소스(3.3-5.5V)에서 출력 전압(0.6-2.2V)을 생성하며, 출력 전압 ripple은 PWM mode에서 10mv, PFM mode에서 15mV, 그리고 LDO mode에서는 4mV 이하이다. 또한, 제안된 회로의 효율은 PWM mode에서 93% 이상이며, $-25-80^{\circ}C$의 온도변화에도 각 모드에서의 출력 전압 레벨의 오차는 단지 0.8% 이하로 유지한다 제안된 회로의 검증을 위해 CMOS $0.35{\mu}m$ 공정을 이용한 시뮬레이션 및 칩 테스트를 수행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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