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선박 평형수 처리용 위상천이 풀 브리지 컨버터에 관한 연구

Title
선박 평형수 처리용 위상천이 풀 브리지 컨버터에 관한 연구
Other Titles
A Study on the Phase-Shift Full-Bridge Converter for BWTS
Author
박은규
Advisor(s)
김희준
Issue Date
2017-08
Publisher
한양대학교
Degree
Master
Abstract
본 논문은 최근 해양 생태계 파괴의 주범이 되고 있는 선박 평형수의 처리 방법 중 전기분해방식에 적용되는 위상천이 풀 브리지(phase-shift full-bridge)컨버터에 관한 연구이다. 전기분해 방식의 선박 평형수 처리 방법은 강력한 전기분해의 특성이 적용되어야 하므로 전극에 고전압 대전류의 펄스형 전원이 인가되어야 한다. 이러한 특성을 만족하기 위하여 본 연구에서는 전력 변환부의 토폴로지로서 영전압 스위칭(zero-voltage switching)에 의한 고효율의 특성을 갖는 위상천이 풀 브리지 컨버터를 선정하였으며, 대전류 특성을 구현하기 위하여 전력 변환부의 병렬운전을 수행하였다. 전력 제어부의 설계는 이득보상 설계기법으로 주제어기를 설계하고 Matlab 시뮬레이션을 통해 제어성능을 검증하였다. 전기분해 방식의 평형수 처리를 위한 26kW(130V/200A)급 위상천이 풀 브리지 컨버터를 설계하였으며 설계의 타당성을 검증하기 위하여 우선 PSIM 툴을 이용한 시뮬레이션을 수행하였다. 그리고 검증된 결과를 기반으로 시작품을 설계 및 제작하였다. 제작된 시작품은 실험을 통해 동작의 유효성을 검증하였고, 전기분해 방식의 전원장치로서의 타당성에 대한 분석을 진행 하였다. 그 결과로서 전 입력 및 전 부하 범위에서 영전압 스위칭 동작을 확인하였으며 이로 인해 최대 93.15%의 고효율을 달성하였다. 끝으로 제작된 컨버터의 대전류 성능을 확인하기 위하여 이 컨버터 4대의 병렬운전을 성공적으로 수행하였으며 이로써 100㎾급의 해수 처리용 전기분해 방식의 전원시스템을 구현하였다.
URI
http://dcollection.hanyang.ac.kr/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000000102184http://hdl.handle.net/20.500.11754/32984
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GRADUATE SCHOOL OF ENGINEERING[S](공학대학원) > RAILROAD SYSTEM ENGINEERING(철도시스템공학과) > Theses (Ph.D.)
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