This paper proposes a new double-connected 3-phase voltage source inverter with improved output voltage waveform. An auxiliary single-phase inverter injects a ripple voltage into the double- connected inverter to convert 12-step operation to 36-step operation. The KVA rating of the output phase-shifting transformer is reduced by employing a harmonic canceling reactor. The whole rectifier-inverter system including the proposed technique is introduced and the experimental results are provided.
본 논문에서는 전압원 인버터의 출력전압 파형을 개선하기 위한 새로운 이중접속 3상 전압원 인버터를 제안한다. 보조회로의 단상인버터로 리플전압을 발생시키고 이를 기존의 12-스템 인버터에 주입함으로서 12-스템 동작이 36 스템 동작으로 전환된다. 한편, 출력 측의 결합용 위상 변압기로서 커플링 리액터를 도입하여 변압기의 KVA용 량을 감소시킨다. 또한 본 방식을 포함한 전체의 정류기-인버터 시스템을 제안하고, 실험에 의해 본 방식의 타당성을 입증한다.
An effective method for reducing the harmonics in double connected modified current source inverter[MCSI] by switching taps on auto transformer is presented in this paper. The proposed system operates as like a 24 step MCSI by adding only tap changing auxiliary circuit which consists of several taps and static switching elements to the 12 step multiple inverter, which is double connected three-phase six-step MCSI with an auto transformer. The basic theories of the proposed inverter systems for analyzing the output waveforms are described. And to optimize the effectiveness of the harmonic reduction, the optimum turn ratio and the tap changing control angle of auto transformer are decided by digital simulation and its validity is verified by experiment. Although the construction of the proposed inverter is very simple, it is clarified that the output waveform of the inverter is almost the same as that of the conventional 24 step multiple inverter under the optimum condition.
A new multi-step voltage source inverter is proposed in this paper. The proposed scheme is composed of the double-connected 12-step inverter with an auxiliary circuit. The auxiliary circuit includes two voltage dividing capacitors, two switching devices and a low KVA autotransformer. The resultant system is shown to be a 24-step inverter suitable for large scale SVC applications in which the PWM method can not be employed. The design parameters are derived from the analysis of voltages and currents by means of switching functions. The simulation results verify the proposed concept.
본 논문에서는 이중접속 방식의 멀티스텝 인버터를 이용한 대용량 STATCOM에 관하여 동작원리 및 제어 방식을 기술하기로 한다. 기존의 12-스텝 인버터에 상간 변압기 및 간단한 보조회로를 이용하여 출력전압의 파형을 36-스텝으로 개선하였다. 이러한 방식의 인버터는 특히 10Mvar∼30Mvar급 전후의 STATCOM에 적용하면 경제적이다. 2KVA급 STATCOM 시작품의 실험결과로부터 제안한 방식의 타당성을 입증하였다.
본 논문에서는 기존의 12-스텝 인버터에 간단한 보조회로를 추가하여 24-스텝(또는 36-스텝)의 출력파형을 갖는 새로운 방식의 이중접속 멀티스텝 인버터를 제안한다. 제안한 인버터의 보조회로는 두 개의 전압분할용 커패시터, 두 개의 스위칭소자와 저용량의 단권변압기로 구성된다. 이 보조회로의 동작으로 24-스텝의 입·출력 파형을 얻을 수 있으며 한 개의 양방향 스위칭 소자를 추가하면 36-스텝의 파형을 얻게된다. 스위칭 함수를 이용한 전압 및 전류의 분석을 통하여 설계에 필요한 최적의 파라미터를 설정하였다. 제안한 인버터는 PWM방식을 사용할 수 없는 중용량의 SVC등에 적용하면 효과적이다. 본 방식의 타당성을 실험 및 시뮬레이션을 통하여 입증하였다.
본 논문에서는 전압원 인버터의 출력전압 파형을 개선하여 PWM방식을 사용할 수 없는 중 대용량급 모터드라이버 및 UPS, STATCOM, SVC등에 적용하기 위한 새로운 3상 전압원 24-스텝 인버터를 제안한다 보조회로로서 사용한 컨버터로 리플전압을 발생시키고 이를 기존의 12-스텝 인버터에 주입하는데 한대의 링크를 사용하면 12-스텝 동작이 24-스텝으로 전환되며 보조 변압기의 1차 권선을 2N(N=1,2,3...)으로 늘리면 12M-스텝(M=2,3,4..)으로 전환된다. 본 방식의 타당성을 실험 및 시뮬레이션을 통하여 입증하였다.
전력전자 풀파워 컨버터 기반의 직접 구동 영구자석 동기 풍력발전 그리드 연계 시스템의 토폴로지를 기반으로 풍력터빈 모델과 그리드 측 인버터 모델을 연구하고, 기계측 정류기 제어 기반의 전류 및 속도 이중 폐쇄 루프 전략과 전류 및 전압 이중 폐쇄 루프를 기반으로 한 그리드 측 인버터 제어 전략을 설계하여 2레벨 연속 이중 폐쇄 루프 완전 제어 전략을 구현했다. MATLAB/Simulink를 이용하여 시스템 시뮬레이션 모델을 구축하였고, 풍속이 단계별로 변할 때의 장치의 동작을 시뮬레이션하였으며, 그리드 전압의 동일한 위상과 양호한 정현파 특성을 갖는 그리드 연결 전류를 출력하였다. 연결된 시스템이 안정적이고 효율적으로 실행되었다. 시뮬레이션 결과 모델의 타당성과 합리성, 제어 전략의 정확성과 타당성을 검증하였다.
This paper deals with the voltage unbalance of DC link voltage in series connected two 6-step inverters with double chopper preregulator. Each output of the 6-step inverter is connected to each transformer. The secondary windings of one of the transformers is zig-zag connected and the other star connected. The secondary terminals of the two transformers are series connected which makes 12-step output voltage waveform. In this case, the characteristics of the two transformers are rather different each other. The difference results in the voltage unbalance of the two 6-step inverter input capacitor voltages which make the DC link voltage. The degree of the voltage unbalance is analysied with the variations of load power, load power factor and % impedance of the transformer.
The double excited induction motor has two sets of three-phase system : One is connected to the ac source to take care of energy convertion, and the other is to the inverter controlable frequency and/or magnitude of voltage, both of the induction mode and the synchronous mode are possible in double excitation motor, and the proposed double excitation motor can be driven as a synchronous motor by the extra three-phase input. At the synchronous mode the efficiency is improved so higher than that at induction mode or induction motor. The rating of the inverter used for speed control can be reduced upto one-fifth of that for conventional induction motor. Also the cost and maintenance fee of double excitation induction motor can be reduced compared to any other motors.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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