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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 호서대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
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전류원이 별도로 준비되어 있지 않고 직류 전압원을 사용하는 전기기기에서 많은 경우에 전류제어를 하여야 하는 경우가 있다. 이 경우, 히스테리시스 전류 제어방식은 원리와 구조가 간단하여 적용하기 간편한 방식이고, 과거에부터 널리 사용되었다. 그러나 스위칭 주파수가 일정하지 않고 전류 레퍼런스가 평활하거나 밴드폭이 작을 때 등에는 스위칭 주파수가 급격히 증가할 수가 있다. 또한 3상의 경우에서는 비선형 제어 특성을 갖게 되며 0 모드를 유용하게 이용하기 어렵고, 상 간에 간섭이 발생할 수 있다. 이러한 단점들을 개선하고자, 3 레벨 히스테리시스 전류제어 등과 같이 밴드폭을 2중 또는 3중으로 하여 전류 상태에 따라 스위칭 주파수를 낮추고자 하는 연구들이 수행되었다 [1-5]. 이러한 연구들은 스위칭 주파수를 감소시켜 스위치에서 발생하는 스위칭 손실을 감소시킬 수 있었지만 하드웨어와 제어 알고리즘이 복잡해져서 실제 적용하기 어렵거나 경제성을 떨어 뜨리기쉽다. 제어되는 전류의 오차를 미분하여, 미분의 음, 양에 따라 0 전압을 인가하여 스위칭 주파수를 낮추려는 경우 [1]는 에러가 급격히 변할 경우 등에는 제어에 어려움을 야기할 수 있고, 단상 멀티레벨 인버터에서 전류제어를 하고자 이중밴드 히스테리시스 전류제어 [2]를 제안한 경우도 있지만 역시 제어알고리즘 뿐 아니라 하드웨어도 복잡하게 되는 경향이 있다.
본 연구에서는 이러한 문제점들을 극복하고자, 단 상의 전류제어에 있어서, 전원 직류 링크 전압이 Vdc일 때, 부하에 인가되는 전압을 +Vdc, -Vdc 뿐 아니라 스위치의 상단 또는 하단 스위치를 오프시키는 0 모드를 추가하고, 기준 전류의 기울기를 비교하여 전류가 증가 시는 전류가 상위밴드에 이르렀을 때 -Vdc를 인가하지 않고 0 모드를 만들어 서서히 감소하게 하고, 반대로 기준전류가 감소 시에는 전류가 하위 밴드에 이르렀을 때 +Vdc가 아니라 0 모드를 만들어 전류가 급격히 증가하는 것을 막는다. 이런 알고리즘을 이용하여 전류가 증가하여야 할 때 급격히 떨어지는 것을 막고, 감소하여야 할 때 급격히 상승하는 것을 방지하여 필요없는 스위칭을 방지함으로써 히스테리시스 전류제어에서 스위칭 손실을 대폭 저감시키는 효과를 얻는데 그 목적이 있다. 이것은 다시 좀더 전류를 정밀하게 제어하고 싶을 때 밴드폭을 대폭 감소시킬 수 있는 효과가 있어, 스위칭 손실을 줄이고자 하거나, 정밀 전류제어를 요할 때 유용하게 이용될 것이다.
에너지 문제가 날로 증가되어 대체에너지 개발 및 고효율 기기의 사용이 절실히 요구되는 시점에서, 제어장치의 대부분 손실을 차지하고 있는 인버터의 스위칭 손실을 감소시킬 수 있는 기술 개발은 매우 절실하게 요구되고 있다. 제안된 방법은 시뮬레이션에서 확실한 개선 효과를 볼 수 있으며, 구조도 간단하다. 실용화 기술까지 개발되었을 때, 파급은 전류제어 경우 전 분야에 파급될 수 있어, 파급효과는 지대하리라 예상된다.
본 연구에서는 이러한 문제점들을 극복하고자, 단 상의 전류제어에 있어서, 전원 직류 링크 전압이 Vdc일 때, 부하에 인가되는 전압을 +Vdc, -Vdc 뿐 아니라 스위치의 상단 또는 하단 스위치를 오프시키는 0 모드를 추가하고, 기준 전류의 기울기를 비교하여 전류가 증가 시는 전류가 상위밴드에 이르렀을 때 -Vdc를 인가하지 않고 0 모드를 만들어 서서히 감소하게 하고, 반대로 기준전류가 감소 시에는 전류가 하위 밴드에 이르렀을 때 +Vdc가 아니라 0 모드를 만들어 전류가 급격히 증가하는 것을 막는다. 이런 알고리즘을 이용하여 전류가 증가하여야 할 때 급격히 떨어지는 것을 막고, 감소하여야 할 때 급격히 상승하는 것을 방지하여 필요없는 스위칭을 방지함으로써 히스테리시스 전류제어에서 스위칭 손실을 대폭 저감시키는 효과를 얻는데 그 목적이 있다. 이것은 다시 좀더 전류를 정밀하게 제어하고 싶을 때 밴드폭을 대폭 감소시킬 수 있는 효과가 있어, 스위칭 손실을 줄이고자 하거나, 정밀 전류제어를 요할 때 유용하게 이용될 것이다.
에너지 문제가 날로 증가되어 대체에너지 개발 및 고효율 기기의 사용이 절실히 요구되는 시점에서, 제어장치의 대부분 손실을 차지하고 있는 인버터의 스위칭 손실을 감소시킬 수 있는 기술 개발은 매우 절실하게 요구되고 있다. 제안된 방법은 시뮬레이션에서 확실한 개선 효과를 볼 수 있으며, 구조도 간단하다. 실용화 기술까지 개발되었을 때, 파급은 전류제어 경우 전 분야에 파급될 수 있어, 파급효과는 지대하리라 예상된다.
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