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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이준석
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 단국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수18
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본 논문에서는 비엔나 정류기의 직류단 중성점 (NP)에서 발생하는 전압 불평형을 억제할 수 있는 예측 전압 기반 고효율/고신뢰성 순시적 클램핑 불연속 변조 기법 (Discontinuous Pulse-Width Modulation Method)을 제안한다. 비엔나 정류기는 3레벨 단방향 전력전달 컨버터 토폴로지로, 대전력 시스템 및 단위 역률 제어 (PFC) 시스템에 최적화된 토폴로지이다. 하지만 비엔나 정류기는 각 레그와 직류단 중성점이 연결되어 있다는 구조적 특성으로 인해 직류단 중성점 측으로 전류가 흐르게 되고, 이는 직류단 중성점에서 발생하는 DC/AC 전압 불평형의 원인이 된다. 본 논문에서는 직류단 중성점에서 발생하는 전압 불평형을 전압 벡터도를 기반으로 분석하고, 해당 분석을 기반으로 하여 제어주기마다 중성점 AC 불평형을 억제할 수 있는 상전압 지령을 선정하여 P, O, N 상태로 고정시키며, 상전압 지령의 선택 기준은 수학적으로 계산된 예측 전압을 기반으로 한다. 이를 통해 제안 기법은 전압 센서의 정확성과 상관없이 직류단 중성점 AC 불평형을 억제할 수 있다. 또한, 직류단 중성점 DC 불평형을 보상하기 위한 상하단 전압 (Vtop, Vbottom)을 고려한 변조 기법을 추가적으로 제시하였다. 추가적으로 순시적 클램핑 불연속 PWM 기법을 적용했을 때 발생하는 스위칭 손실 증가를 억제하기 위한 개선된 PWM 동작 시퀀스를 제시하였다. 제안한 기법들의 타당성과 효용성은 시뮬레이션과 실험을 통해 검증하였다.
목차
Ⅰ. 서론1.1 연구의 배경 및 필요성1.2 연구의 목적 및 내용1.3 논문의 구성Ⅱ. 비엔나 정류기의 동작 특성2.1 비엔나 정류기의 분류2.1.1 NPC형 비엔나 정류기2.1.2 T-NPC형 비엔나 정류기2.1.3 단일 스위치 기반 비엔나 정류기2.2 비엔나 정류기의 동작 특성2.2.1 비엔나 정류기의 영전류 왜곡 현상2.2.2 비엔나 정류기의 직류단 중성점 전압 불평형 발생Ⅲ. 비엔나 정류기의 제어 기법3.1 히스테리시스 동작 기반 전류 제어 기법3.2 캐리어 기반 PWM 제어 알고리즘3.3 비엔나 정류기의 캐리어 기반 연속 PWM 기법3.3.1 영전류 왜곡 현상 보상을 위한 오프셋 전압 주입 기법3.3.2 직류단 중성점 AC 불평형 성분 보상 기법3.3.3 직류단 중성점 DC 불평형 성분 보상 기법3.4 비엔나 정류기의 캐리어 기반 불연속 PWM 기법3.4.1 IR 충족을 고려한 비엔나 정류기의 불연속 PWM 기법3.4.2 직류단 중성점 불평형 보상이 가능한 개선 불연속 PWM 기법Ⅳ. 비엔나 정류기의 중성점 전압 불평형 억제를 위한 전압 예측 기반 DPWM 제어 기법4.1 오프셋 전압을 기반으로 하는 직류단 중성점 전압 불평형 억제를 위한 불연속 PWM 기법4.2 신뢰성 개선을 위한 직류단 중성점 불평형 전압 예측4.3 직류단 중성점 DC 불평형 보상이 가능한 개선 변조 기법4.4 스위칭 손실 증가를 방지 가능한 개선 PWM 시퀀스Ⅴ. 시뮬레이션 및 실험 결과5.1 시뮬레이션 환경 및 결과5.2 실험 환경5.3 실험 결과참고문헌Abstract
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