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H-bridge 멀티-레벨 인버터의 파워Cell AVR에 관한 알고리즘
전재현(J.H.Jeon),윤홍민(H.M.Yun),김민극(M.K.KIM),이정표(J.P.Lee),장동제(D.J.Jang),나승호(S.H.Na),권봉현(B.H.Kwon) 전력전자학회 2005 전력전자학술대회 논문집 Vol.- No.-
본 논문은 멀티-레벨 H-bridge 인버터에서 입력전압 변동에 따른 AVR(Auto Voltage Regulation) 기능을 적용 그 타당성을 제안하였다. 기존의 범용 인버터에서 (V/F)로 구동되는 전동기 시스템에 있어서 인버터에 공급되는 입력 전압은 출력 주파수에 따라 출력 전압 비율을 일정하게 하고 기동에 필요한 전압을 더하여 출력하는 방식이다. 집중 제어 방식의 멀티-레벨 H-bridge 인버터에서는 Cell의 DC-Link 전압을 Master에서 받아들여서 각각의 Cell에 기준 전압값을 지령하게 된다. 그러므로 입력 전압 변동에 따른 DC-Link 전압의 변동이 발생하게 되면 상전압 Unbalance 가 발생하게 되어 부하가 원하는 출력 전압을 낼 수가 없게 된다. 또한 각각의 Cell을 제어하는 Master 제어기가 가지고 있는 문제점을 보완하여 각각의 Cell 제어기 스스로가 AVR을 수행하는 좀더 나은 방법을 제안하였다.
장한근(H.K. Jang),김효진(H.J. Kim),전재현(J.H. Jeon),윤홍민(H.M. Yun),나승호(S.H. Na) 전력전자학회 2007 전력전자학술대회 논문집 Vol.- No.-
H-Bridge Multi-Level (HBML) 고압인버터는 저압의 반도체 소자를 사용하는 단상 H-Bridge 인버터로 구성 된 셀을 직렬로 연결함으로써 정현파에 가까운 고전압을 얻을 수 있고, 입ㆍ출력 고조파가 낮아서 필터가 필요 없는 토폴로지로 산업분야에서 사용이 확대되고 있다. 본 논문은 HBML 고압인버터의 마스터 제어기와 셀 제어기의 통신 하드웨어를 병렬로 구성하여서 하나의 전압지령 값과 Angle 값으로 셀에서 PWM을 구현 할 수 있는 분산제어 방식을 제안한다. 이 방식에서 셀제어기가 전압, 전류, 주파수, 보호기능, 통신감시 정보 등 셀제어의 대부분을 담당함으로써 마스터 제어기의 부담을 줄이고, 따라서 신호선의 개수를 줄일 수 있다. 또 통신하드웨어의 종단에 마스터 제어기를 연결만 하면 마스터제어기의 2중화가 가능하므로 사용하고 있던 마스터 제어기의 고장 발생 시에 대체하여 사용할 수 있으므로 시스템의 안정성 향상에 도움을 준다. 선간전압 33레벨로 구성된 HBML 고압인버터 시험을 통해 제안된 방식의 타당성과 신뢰성을 검증한다.
윤홍민(H.M.Yun),전재현(J.H.Jeon),이정표(J.P.Lee),장동제(D.J.Jang),나승호(S.H.Na),권봉현(B.H.Kwon) 전력전자학회 2005 전력전자학술대회 논문집 Vol.- No.-
본 논문은 대용량 전력변환장치인 멀티-레벨 인버터 시스템에서 출력 전압가변이 손쉬운 HBML (H-Bridge Multi-Level) 인버터의 Master와 Cell 제어기 구성에 관한 것이다. HBML 인버터는 각각의 단위 Cell을 저압에서 사용하는 인버터로 구성하며, 구조적으로 풀-브릿지(Full-Bridge) 인버터를 캐스케이드 방식으로 연결하여 고압출력을 얻을 수 있는 토폴로지이다. 시스템에서 Master와 Cell의 제어 처리를 한곳에 집중하지 않는 분산 제어 방식을 적용하여 통신 Data를 최적화하도록 구성하고, 이를 바탕으로 두 제어기를 고성능 원-칩(One-Chip) DSP로만 설계하였다. 모든 외부 모듈을 내장한 CPU로 제어기가 구성될 경우, 외부 노이즈에 강하며, 추가되는 하드웨어 결선을 최소화할 수 있다. 본 논문에서는 HBML 인버터 출력 생성 시 반드시 요구되는 출력 PWM 동기 및 위상전이(Phase Shift)를 각 제어기 자체에 내장된 모듈만을 이용해서 구현하였다.
고압 인버터 국산화를 통한 투자비 및 에너지 절감에 관한 사례
전재현(J.H. Jeon),박종제(J.J. Park),장한근(H.K. Jang),김태범(T.B. Kim),김효진(H.J. Kim),윤홍민(H.M. Yun),나승호(S.H. Na) 전력전자학회 2009 전력전자학술대회 논문집 Vol.2009 No.1
전 세계적으로 에너지 절감에 대한 요구가 점차 증가함에 따라 가장 많은 전기 에너지를 소비하는 산업용전동기에 대한 에너지 절감에 대한 요구가 증대되고 있는 실정이다. 보통의 산업용 전동기에 인버터를 장착 할 경우 가장 에너지 절감 효과가 높은 부하는 Fan 이나 Pump 부하이다. 따라서 많은 인버터 제조업체들이 이러한 부하에 적합한 인버터를 출시하여 현장에 적용하고 있다. 또한, 국가에서 적용하는 ESCO 정책과 같은 정부 보조에 힘입어 더욱더 시장이 확대가 되고 있는 실정이다. 이에 기존의 범용인버터에 대한 에너지 절감 사례들은 많이 적용이 되어 왔으나 고압인버터가 실제 Site 에 적용이 되어 어느 정도의 에너지 절감을 가지는 사례는 알려져 있지 않은 실정이다. 이에 자사에서 개발하여 회전설비 현장에 적용한 고압 인버터가 전력비 절감은 물론 투자비 절감으로 우수한 경제성을 확보한 사례에 대하여 소개하며 그 타당성을 입증하고자 한다.
플라잉 커패시터 멀티-레벨 인버터의 커패시터 전압 균형을 이루기 위한 캐리어 비교방식을 이용한 캐리어 대칭 기법
전재현(J.H. Jeon),김태진(T.J. Kim),강대욱(D.W. Kang),현동석(D.S. Hyun) 전력전자학회 2003 전력전자학술대회 논문집 Vol.2003 No.7(2)
This paper presents a simple carrier symmetric method for the voltage balance of flying capacitors in FCMLI(flying capacitor multi-level inverter). To achieve the voltage balance of flying capacitors, the utilization of each carrier must be balanced during a half-cycle of the switching period such as PSPWM(Phase-Shifted PWM) However, the CRPWM(Carrier Redistribution PWM) method causes the fluctuation of flying capacitor voltages because the balanced utilization of carriers is not achieved. Moreover, it does not consider that the load current change has an influence on flying capacitor voltages by assuming that the current flows into the load. To overcome the drawbacks of CRPWM, It is modified by the technique that carriers of each band are disposed symmetrically at every fundamental period. Firstly, the CRPWM method is reviewed and the theory on voltage balance of flying capacitors is analyzed. The proposed method is introduced and is verified through the experiment result.<br/>