85 0

작은 DC-링크 커패시터를 갖는 3-레벨 NPC 인버터를 위한 새로운 중성점 전압 제어에 관한 연구

Title
작은 DC-링크 커패시터를 갖는 3-레벨 NPC 인버터를 위한 새로운 중성점 전압 제어에 관한 연구
Other Titles
A Study on Novel Neutral-Point Voltage Control for 3-Level NPC Inverter with Small DC-Link Capacitor
Author
구남준
Advisor(s)
김래영
Issue Date
2018-08
Publisher
한양대학교
Degree
Doctor
Abstract
본 논문에서는 3-레벨 NPC 인버터 시스템의 소신호 모델을 이용하여 작은 DC-링크 커패시터를 갖는 3-레벨 NPC 인버터를 위한 스위칭 전략과 중성점 전압 제어 방법을 제안한다. 3-레벨 NPC 인버터 회로는 DC-링크의 중성점이 클램프 다이오드를 통해 각 상과 연결되는 구조적 특징이 있다. 이러한 특별한 구조로 인해 중성점에 전류가 흐르게 되고 저주파 전압 변동과 DC-링크 전압의 불평형 같은 고유의 문제점이 발생된다. DC-링크 커패시터의 전체 커패시턴스가 작을수록 이러한 문제는 더욱 악화되어 인버터 시스템의 성능을 저하시킨다. 따라서 작은 DC-링크 커패시터를 사용하기 위해서는 저주파 전압 변동을 거의 0으로 저감시켜야 하고 스위칭 주기 동안의 커패시터 전압의 순시 변동값도 제한해야 한다. 제안한 방법에서는 DC-링크 전압의 불균형 상태와 전류의 크기에 따라 3개의 상 중 단 1개의 상을 선택하여 중성점 전압을 제어한다. 매 제어주기마다 DC-링크 전압의 불균형을 가장 빠르게 보상할 수 있는 한 개의 상전류를 판별하여 해당 상의 O 상태 듀티 비를 조정하고 나머지 2개의 상은 스위치 상태 변환을 위한 최소한의 O 상태 스위칭을 한다. 한 제어 주기동안 3개의 상이 모두 차례대로 O 상태 스위칭을 하는 기존 방법은 각 상전류가 서로 다른 극성을 가지기 때문에 중성점 전압의 저주파 전압 변동이 필연적으로 유발되지만 제안한 방법은 단 1개의 상을 이용하여 중성점 전압을 신속하게 제어하고 각 상의 최소 O 상태 듀티 값을 직접 조정하기 때문에 저주파수 전압 변동의 크기를 저감시키고 스위칭 주기 동안 커패시터 전압의 변동 크기를 제한하는데 매우 효과적이다. 본 논문에서는 3-레벨 NPC 인버터 시스템의 소신호 모델을 유도하고 출력 전류 제어기와 중성점 전압 제어기를 설계한다. 각 상의 P, O, N 상태 듀티 비는 전류 제어기의 출력값과 중성점 전압 제어기의 출력값을 이용하여 듀티 비에 대한 소신호 모델의 연립 방정식을 풀어 결정한다. 제안한 스위칭 전략과 중성점 전압 제어 방법에 대한 타당성을 검증하기 위해 55uF의 DC-링크 커패시터를 사용한 4kW 급 3-레벨 NPC 인버터에 대한 시뮬레이션과 실험을 수행하였으며, 기존 방법과의 비교를 통해 그 성능을 검증하였다.
URI
http://dcollection.hanyang.ac.kr/common/orgView/000000107517http://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/75869
Appears in Collections:
GRADUATE SCHOOL[S](대학원) > ELECTRICAL ENGINEERING(전기공학과) > Theses (Ph.D.)
Files in This Item:
There are no files associated with this item.
Export
RIS (EndNote)
XLS (Excel)
XML


qrcode

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

BROWSE