표제지
목차
ABSTRACT 11
제1장 서론 13
제1절 연구배경 및 동향 13
제2절 연구목적 및 내용 17
제3절 논문의 구성 19
제2장 단상-삼상 위상 변환기 유형 20
제1절 위상변환기 20
제2절 전력회로 토폴로지를 이용한 위상 변환기 22
제3장 기존의 삼상 전력 변환 시스템 25
제1절 삼상 전력변환 시스템의 토폴로지 25
1. 삼상 3선식 PWM 인버터 25
2. 삼상 4선식 4레그 PWM 인버터 32
3. 분리형 커패시터를 이용한 삼상 4선식 인버터 35
제2절 전력품질 향상을 위한 제어기 36
1. 동기좌표계 전압 제어기 36
2. 출력커패시터 전류제어를 이용한 비선형부하 보상기법 36
3. 멀티 PR 제어를 이용한 고조파 보상기법 37
4. 반복제어기를 이용한 고조파 보상기법 38
제4장 제안하는 단상-삼상 전력변환 시스템 제어기 설계 40
제1절 단상-삼상 전력변환 시스템 구성 40
1. 단상 하프 브리지 컨버터의 동작 44
2. 단상 하프 브리지 인버터의 동작 45
제2절 단상-삼상 전력변환 시스템의 제어기 48
1. 위상고정루프(Phase Looked Loop) 제어 48
2. 노치필터(Notch Filter) 59
3. 비례공진(Proportional-Resonant, PR) 제어기 62
4. 반복제어기 67
제3절 단상 하프 브리지 컨버터의 제어기 설계 69
1. 단상 하프 브리지 컨버터의 모델링 69
2. 전류제어기 설계 72
3. 전압제어기 설계 73
제4절 삼상 4선식 인버터의 제어기 설계 76
1. 단상 하프 브리지 인버터의 모델링 76
2. 전류 제어기 설계 78
3. 전압 제어기 설계 80
제5장 모의실험 및 실험 결과 82
제1절 모의 실험 82
제2절 실험 결과 90
제6장 결론 104
참고문헌 106
국문초록 112
〈표 4-1〉 필터 설계에 사용된 파라미터 61
〈표 4-2〉 단상 하프 브리지 컨버터의 파라미터 69
〈표 5-1〉 모의 실험 파라미터 82
〈그림 1-1〉 삼상 3레그 인버터 블록도 15
〈그림 1-2〉 삼상 4-레그 인버터의 블록도 16
〈그림 2-1〉 정적 위상 변환기 구조 21
〈그림 2-2〉 회전식 위상 변환기 구조 22
〈그림 2-3〉 다이오드 정류기를 적용한 단상-삼상 전력변환기의 토폴로지 22
〈그림 2-4〉 풀 브리지를 적용한 단상-삼상 전력변환기의 토폴로지 23
〈그림 2-5〉 4-레그를 이용한 단상-삼상 전력변환 시스템 23
〈그림 2-6〉 커패시터 분리형 단상-삼상 전력변환 시스템 24
〈그림 2-7〉 제안하는 단상-삼상 전력변환 시스템 24
〈그림 3-1〉 삼상 3선식 인버터의 회로 구성 25
〈그림 3-2〉 삼상 abc 좌표계, 정지 좌표계와 회전좌표계 27
〈그림 3-3〉 회전좌표계를 이용한 삼상 3선식 제어 블록도 31
〈그림 3-4〉 삼상 4선식 4-레그 인버터의 회로 구성 33
〈그림 3-5〉 삼상 4선식 4-레그 인버터의 제어 블록도 34
〈그림 3-6〉 분리형 커패시터를 이용한 삼상 4선식 인버터 회로 구성 35
〈그림 3-7〉 동기좌표계 전압 제어기 블록도 36
〈그림 3-8〉 커패시터 전류제어기 블록도 37
〈그림 3-9〉 병렬 공진 제어기 블록도 38
〈그림 3-10〉 반복제어기 블록도 39
〈그림 4-1〉 단상-삼상 4선식 전력변환 시스템의 구성도 40
〈그림 4-2〉 단상 하프 브리지 컨버터의 제어기 구성도 42
〈그림 4-3〉 삼상 인버터의 각상별 제어기 구성도 43
〈그림 4-4〉 단상 하프브리지 컨버터 회로 구성 44
〈그림 4-5〉 단상 하프브리지 컨버터의 동작 모드 (a) Vg 〉 0이고 하단 스위치가 on일 경우 on (b) Vg 〉 0 이고 하단 스위치가...[이미지참조] 45
〈그림 4-6〉 단상 하프브리지 인버터 회로 구성 46
〈그림 4-7〉 단상 하프 브리지 인버터의 동작 모드 (a) 상단 스위치가 on 일 경우 (b) 상단 스위치가 off 일 경우... 47
〈그림 4-8〉 PLL 시스템의 제어블록도 49
〈그림 4-9〉 정상분을 이용한 삼상 PLL 제어 블록도 52
〈그림 4-10〉 전역통과 필터의 보드선도 54
〈그림 4-11〉 APF를 적용한 단상 PLL 제어블록도 55
〈그림 4-12〉 SOGI 블록도 56
〈그림 4-13〉 SOGI의 보드선도 58
〈그림 4-14〉 SOGI를 적용한 단상 PLL 제어 블록도 58
〈그림 4-15〉 설계된 노치필터의 보드선도 62
〈그림 4-16〉 Ki 값의 변화에 따른 비례공진 제어기의 주파수 응답 보드 선도[이미지참조] 64
〈그림 4-17〉 Kp 값의 변화에 따른 비례공진 제어기의 주파수 응답 보드 선도[이미지참조] 64
〈그림 4-18〉 변경된 비례 공진 제어기의 Ki 값의 변화에 따른 주파수응답에 대한 보드 선도[이미지참조] 66
〈그림 4-19〉 변경된 비례 공진 제어기의 Kp 값의 변화에 따른 주파수응답에 대한 보드 선도[이미지참조] 66
〈그림 4-20〉 반복제어기의 시스템 블록도 67
〈그림 4-21〉 단상 하프 브리지 컨버터 회로도 69
〈그림 4-22〉 단상 하프 브리지 컨버터의 제어 블록도 71
〈그림 4-23〉 단상 하프브리지 컨버터의 전류제어기 블록도 72
〈그림 4-24〉 전류제어기의 개루프 전달함수 이득 73
〈그림 4-25〉 단상 하프 브리지 인버터 회로 76
〈그림 4-26〉 단상 하프 브리지 인버터 등가 제어 블록도 78
〈그림 4-27〉 전류제어기의 등가 블록도 78
〈그림 4-28〉 전류제어기의 개루프 이득 전달함수 79
〈그림 4-29〉 단상 하프 브리지 인버터의 전압 제어 블록도 80
〈그림 4-30〉 전압제어기의 개루프 이득 전달함수 81
〈그림 5-1〉 단상-3상 인버터의 시뮬레이션 회로도 82
〈그림 5-2〉 SOGI를 이용한 위상각 추정 83
〈그림 5-3〉 DC Link 불평형 제어 84
〈그림 5-4〉 부하에 따른 출력 전압 특성 (a) 저항 부하 50% (b) 저항 부하 100% 85
〈그림 5-5〉 제어기 구성에 따른 출력 전압 특성 (a) 비선형 부하 100%에서 PR제어기 적용 출력전압 (b) 비선형 부하... 87
〈그림 5-6〉 PR제어기 적용시 부하 불평형에 따른 출력전압 특성 (a) 비선형 부하 U상100%, V상 0%, W상 0%... 88
〈그림 5-7〉 PR제어기와 반복제어기 적용 시 부하 불평형에 따른 출력 전압특성... 89
〈그림 5-8〉 실험 구성 90
〈그림 5-9〉 제작된 10kVA 시제품 91
〈그림 5-10〉 부하에 따른 입/출력 전압/전류 특성 (a) 무부하 (b) 10% 부하 (c) 30% 부하 (d) 50% 부하 (e) 70% 부하... 95
〈그림 5-11〉 부하에 따른 출력전압 특성 (a) 무부하 시 (b) 50% 부하시 96
〈그림 5-12〉 부하 불평형시 출력 전압 특성 (a) U상 0% 부하, V상 10% 부하, W상 0% 부하... 98
〈그림 5-13〉 W상 비선형 부하 30% 인가시 입력 출력 전압/전류 특성 98
〈그림 5-14〉 제어기 구성에 따른 U상 비선형 부하 30% 인가시 출력 전압 특성... 99
〈그림 5-15〉 U상 비선형 부하 30% 인가시 출력 전압 THD (a) PR 제어기 적용시 (b) PR제어기 + 반복제어기 적용시 100
〈그림 5-16〉 부하 과도 특성 시험 (a) 0% -〉 50% 부하 가변 (b) 50% -〉 0% 부하 가변 101
〈그림 5-17〉 입력 전류 및 출력 전압 특성 101
〈그림 5-18〉 입력 전류 THD 및 역률 (a) 입력 전류 THD (b) 입력 전류 역률 102
〈그림 5-19〉 출력 전압 THD 103