선박평형수용 정류기 최적화 설계

Abstract

본 논문에서는 선박 평형수의 전기분해 장치에 사용되는 20kW급 병렬 트랜스포머형 PSFB방식의 대전류 컨버터 개발 및 검증결과를 보고하였다. 특성 검증을 위한 시험품은 밀폐형 수냉식 모듈구조로 설계되었다. 최근 선박 평형수의 처리에 있어 다양한 방법들이 연구되고 있으나 초기설치 비용 및 유지 관리 비용의 고가, 추가 필터과정의 필요 등의 많은 단점이 보고되고 있다. 반면 전기 분해 방식은 살균 지속력이 긴 장점과 유지 관리 용이 및 상대적으로 설치 비용이 저렴하다는 장점 등으로 다른 방식대비 높은 경쟁력을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 전기분해 방식에 적합한 컨버터를 설계 하기 위해 선박 평형수 전기분해 장치에 필요한 전기적 사양을 리뷰하고 요구 사양에 적합한 회로방식을 선정하였다. 선정된 회로방식은 정상상태 동작 분석 및 시뮬레이션 해석을 통한 이론적인 검토를 실시하였으며, 설계의 타당성을 확인하기 위해 시험품의 특성 및 내구 시험을 실시 하였다. 또한 설계된 시험품는 기존 대용량 일체형 전기분해 방식의 무게 및 부피 단점을 개선하기 위해 병렬 운전이 가능한 모듈형 방식으로 설계 되었다. 최종 시험품은 80kW에서 160kW까지 병렬 구동이 가능 하도록 고안 하였다