추진시스템의 5-레그 인버터 적용가능성 분석

임영설(Young-Seol Lim),신덕호(Duck-Ho Shin),이준석(June-Seok Lee),이교범(Kyo-Beum Lee) 한국철도학회 2017 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2017 No.05

본 논문에서는 철도차량의 추진시스템을 위한 5-레그 인버터의 적용가능성을 분석한다. 먼저 도시철도차량의 동작 조건을 고려하여 5-레그 인버터의 IGBT 소자를 선정하고 이를 바탕으로 손실분석을 진행한다. 5-레그 인버터의 손실분석결과를 기존 도시철도 차량의 방열설계에 반영하여 3-레그 인버터의 온도분포보다 낮은 온도분포 결과를 확인하고 이를 바탕으로 5-레그 인버터의 적용가능성을 제시한다. 또한, 5-레그 인버터 추진시스템의 신뢰도 분석을 3-레그 인버터 추진시스템과 비교하여 신뢰도 측면에서 향상됨을 확인한다. This paper analyzes applicability of five-leg inverter for the train propulsion system. First, five-leg inverter`s IGBT module is applied by considering the operation conditions of subway train. Through the results, loss analysis is implemented. Next, When reflecting the result of five-leg inverter`s loss analysis in thermal design of existing subway train, it confirms that five-leg inverter`s temperature distribution is lower than three-leg inverter`s temperature distribution and suggests the applicability of five-leg inverter. Also, When five-leg inverter`s reliability analysis is compared with three-leg inverter`s reliability analysis, the result of analysis verifies improvement in terms of reliability.

DSP를 이용한 3상 태양광 인버터의 SPWM 전력변환기술에 대한 연구

김효성(Hyo Seong Kim),유호성(Ho Sung Yoo),이유정(You Jung Lee),정훈(Hoon Jung),고윤석(Yun Seok Ko) 한국전자통신학회 2017 한국전자통신학회 논문지 Vol.12 No.6

본 논문에서는 신재생 에너지원인 태양광 발전을 위한 3상 인버터의 전력변환기술을 연구하였다. 태양광 인버터로는 정전압 공급 방식의 전압형 인버터, 제어기법으로는 SPWM 제어기법이 채택되었다. 태양광 인버터의 SPWM 제어기로는 강력한 고속 데이터 연산능력을 가지는 DSP가 채택되었으며, 배터리의 충전에 일정량의 전류를 공급하기 위해서 태양광 컨트롤러가 사용되었다. 끝으로, DSP를 주제어장치로 하는 소용량 3상 태양광 인버터 시스템이 시험, 제작되었으며, 실험을 통해서 SPWM 기반의 전력변환기능이 검증되었다. In this paper, a three phase inverter control methodology for photovoltaic generation system, which is a renewable energy source, was studied. The voltage source inverter type of the constant voltage supply type was selected as the three phase photovoltaic inverter, and SWPM method was selected as control technique. a small capacity three phase photovoltaic inverter system, which has a DSP with powerful high speed data processing ability as the main controller and a solar controller as current controller to supply a certain amount of current to charge the battery, was made and tested for SPWM function.

3kW급 옥외형 태양광 인버터의 효율개선을 위한 냉각시스템 연구

김민석(Min-Seok Kim),박의종(Eui-Jong Park),김용재(Yong-Jae Kim),오보석(Bo-Seok Oh) 한국전자통신학회 2014 한국전자통신학회 논문지 Vol.9 No.5

Recently, photovoltaic inverter is received attention in photovoltaic with introduction of feed-in tariff. However, this inverter has problems such as inability to respond flexible at climate change due to its opening, and decrease of efficiency and lifetime due to its abnormal operation. To solve the problem, we desire to develop the eco-inverter which has a temperature control to respond easily on the change of temperature, and use the sealed structure not to affect the environment. In addition, we derive the optimal position of cooling system which is placed inside of inverter to minimize the power consumption, and proposed the effective measure to improve the efficient of inverter by deciding the number of cooling system. 최근 태양광 발전 산업에서 가격매입제도가 도입되면서 주목받고 있는 태양광 인버터는 대부분 개방형 통풍구조로 인해 기후변화에 유연하게 대응하지 못하고 설치환경에 따라 이상동작이 발생하여 효율 및 수명이 감소하는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하고자 외부환경에 영향을 받지 않도록 밀폐형 구조를 사용하고 계절별 온도에 따른 변화에 쉽게 대응하도록 새로운 냉각시스템을 부착한 친환경 태양광 인버터를 개발하고자 한다. 또한 냉각시스템의 소비전력을 최소화 하기위해 인버터 내부에 부착한 냉각시스템의 최적 구간을 도출하고 사용 냉각장치의 개수를 결정하여 인버터 효율을 향상시키고자한다.

계통 연계 3상 인버터를 위한 LCL 필터 설계 및 EMTP-RV 시뮬레이션 연구

고윤석(Yun-Seok Ko) 한국전자통신학회 2021 한국전자통신학회 논문지 Vol.16 No.2

본 연구에서는 계통 연계 3상 인버터를 위한 LCL 필터를 설계 방법론을 연구하였다. 먼저, 대표적인 필터구조들에 대해서 3상 인버터의 계통 연계를 위한 필터로서의 적용 시 장단점을 분석하였다. 다음, 3상 인버터의 계통 연계를 위한 필터 설계 방법론들을 분석하여 그리드 연계 시 고조파 요구 조건을 만족할 수 있는 효과적인 필터 설계 방법론을 결정하였다. 그리고 설계 방법론의 유효성을 확인하기 위해서 EMTP-RV를 이용하여 3상 인버터, LCL 필터 그리고 필터의 성능을 평가하기 위한 성능 평가 시스템을 모델링 하였다. 끝으로, 하나의 3상 인버터에 대한 LCL 필터를 설계하였으며, EMTP-RV 시뮬레이션 작업을 통해 3상 인버터의 출력전류 리플의 크기가 제한됨을 확인함으로서 설계 방법론의 유효성을 검증할 수 있었다. In this study, the design methodology of LCL filter for grid-connected three-phase inverter was studied. First, the advantages and disadvantages of applying typical filter structures as a filter for grid connection of a three-phase inverter were analyzed. Next, filter design methodologies for grid connection of a three-phase inverter were analyzed, and an effective filter design methodology was determined to satisfy the harmonic requirements in grid connection. In order to verify the effectiveness of the design methodology, EMTP models such as a three-phase inverter, a three-phase LCL filter, and a performance evaluation system to evaluate the performance of the designed filter were developed using EMTP-RV. Next, an LCL filter was designed for an application example of a three-phase inverter, and the waveforms of the output voltage and outage current of the three-phase inverter were checked through EMTP-RV simulation work. In particular, the validity of the design methodology was verified by confirming that the magnitude of the current ripple was reduced to a limited magnitude through waveform analysis of the output current.

소형 태양광 인버터 디자인 개발 사례 연구

김진수,한상윤 한국기초조형학회 2022 기초조형학연구 Vol.23 No.5

이 연구 필요성은 소형 태양광 인버터는 BIPV 시스템에서 없어서는 안 될 중요한 요소이며, 소형 중심 태양광 인버터 신시장 확대에 따른 소형 인버터를 활용한 선행적 제품 가치 창출이다. 이 연구목적은 다양한 산업과의 연계 가치가 높아 산업 파급성이 극대화 됨에 따라 관련 제품에 주목하고 소비자중심의 제품 가치 창출 및 디자인 경쟁력을 높이는 디자인 컨셉 및 제안에 초첨 맞추는 것이다. 연구방법 및 내용으로는 BIPV 시스템에서 중요한 요소인 소형 태양광 인버터의 정의와 시스템 구성요소를 통해 소형 태양광 인버터의 개념을 도출하고 태양광 BIPV 시스템의 다양한 선행연구 분석을 통해전반적으로 이론적 고찰을 수행하였다. 현재 사용 중인 소형 태양광 인버터에 대한 국내외 경쟁사 27 개 업체의 40개 제품들의 국내외 경쟁사 제품 특성 및 외형 스타일, 소재, 마감, 컬러 등의 조사와 분석을 바탕으로 1차 시사점 방향을 도출하였다. 또한, 수요자 대상 수요조사를 통해 연구 현황에 대한결과를 종합하여 소형 태양광 인버터 디자인 접근 전략에 필요한 키워드를 도출하였으며, 디자인 솔루션과 시사점을 제안하였다. 본 연구 과정을 통해 도출한 디자인 컨셉은 현대적 심플, 미니멀리즘, 안정감과 간결한 곡선이라는 조형적 키워드와 메탈 금속소재의 광택과 질감을 통한 고급스러움의 CMF 디자인 키워드의 방향을 도출하였다. 소형 태양광 인버터 디자인에 컨셉 전략 및 아이데이션에서 도출된가이드라인을 적용하여 디자인의 기능, 소재, 형태, 색상 등 4개 디자인 요소 관점에서 소형 태양광인버터 디자인을 하였으며, 깔끔한 직선의 커버 형태의 간결한 느낌과 모던한 구성으로 디자인 개발을하였다. 이 연구결과로 심미성과 사용의 편의성을 가지는 소형 태양광 인버터 디자인 개발 사례 연구를 제안하였다.

SPWM 구동 방식을 이용한 단상 풀 브리지 인버터의 전압 제어에 대한 연구

고윤석(Yun Seok Ko) 한국전자통신학회 2017 한국전자통신학회 논문지 Vol.12 No.5

본 연구에서는 SPWM 구동방식의 단상 풀 브리지 인버터의 전압제어계를 설계하였다. 전압제어계는 단상 풀-브리지 인버터, 출력전압과 기준전압의 오차를 선형적으로 보상하기 위한 PI 제어기, 제어기 신호로부터 SPWM 방식을 이용하여 게이트 신호를 발생시키기 위한 PWM 구동회로, 인버터 출력 전압 파형을 정현 파형으로 필터링하기 위한 LC 필터로 구성하였다. 끝으로, EMTP-RV를 이용하여 PWM 구동방식을 기반으로 하는 단상 풀-브리지 인버터의 전압 제어계를 모델링하였고 수개의 기준전압에 대한 시뮬레이션 연구를 통해 출력전압이 정확하게 기준전압을 수렴하는 것을 확인함으로서 제어계 설계의 유효성을 확인할 수 있었다. In this study, the voltage control system of a single phase full bridge inverter was designed based on the SPWM driving method. The voltage control system consists of a single-phase full-bridge inverter, a PI controller for linearly compensating the error between the reference voltage and the output voltage, a PWM driving circuit for generating the gate signal using the SPWM method from the controller signal, and an LC filter for filtering the inverter output voltage waveform into sinusoidal waveform. Finally, the voltage control system of a single-phase full-bridge inverter based on the PWM driving method was modeled using EMTP-RV and by showing that the output voltage accurately converges the reference voltage through several simulation examples, the validity of the control system design was verified.

IT기기를 위한 안정된 마이너스 전압 생성에 관한 연구

이현창 중소기업융합학회 2021 융합정보논문지 Vol.11 No.3

본 논문에서는 IT기기를 가동하기 위해 필요한 마이너스 전원을 저렴한 buck 소자를 이용해 안정된 방법으 로 생성할 수 있는 inverter회로의 구성방법을 제시하였다. 이를 위해 기존의 buck 소자를 이용해 inverter 회로 를 구성했을 경우의 문제점에 관해 살펴보고, 이러한 문제점을 방지할 수 있는 원리를 분석하고 해결할 수 있는 회로를 제시하였다. 제시한 방법의 효과를 입증하기 위해 실험회로를 구성하고 실험을 진행한 결과, 기존의 과전류 방지회로에 의한 inverter회로의 기동에 비해 과전류현상 없이 안정된 기동이 이루어짐을 확인하였다. 이에 따라 IT 기기에 사용되는 각종 아날로그 신호 처리를 위한 소자들을 편전원으로 구성하기 위한 수많은 주변소자들이 모두 생략될 수 있으면서도 회로의 성능을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. In this paper, a method of constructing an inverter circuit that can generate negative voltage required to operate an IT device in a stable using an inexpensive buck device is presented. To do this, the problem of constructing the inverter circuit using the existing buck device was examined, the principle that could prevent this problem was analyzed, and a circuit that could solve this problem was presented. In order to prove the effectiveness of the proposed method, the experimental circuit was constructed and the experiment was conducted. Compared to the operation of the inverter circuit by the existing overcurrent prevention circuit, it was confirmed that the stable operation was performed without an overcurrent phenomenon. Accordingly, it is expected that the performance of the circuit can be greatly improved while a number of peripheral devices for configuring the devices for processing various analog signals used in IT devices as a single power supply can be omitted.

3상 인버터의 계통 연계를 위한 동기화 방법론에 대한 연구

임병석(Byeong-Seok Lim),이준성(Joon-Seong Lee),웬황난(Hoang-Nhan Nguyen),잔반탄(Van-Thanh Tran),고윤석(Yun-Seok Ko) 한국전자통신학회 2019 한국전자통신학회 논문지 Vol.14 No.5

분산 전원의 계통 연계를 위해서는 연계 전에 분산 전원 출력전압을 계통전압과 동기화시켜야 하는데, 전압의 크기, 위상 그리고 주파수를 일치시키는 문제이기 때문에 쉽지 않다. 본 연구에서는 3상 인버터의 계통 연계를 위한 벡터제어 기반의 동기화 알고리즘을 개발하였다. 하나의 3상 전압형 인버터를 설계, 제작하여 개발된 알고리즘의 유효성을 검증하였다. 3상 인버터의 주제어장치는 DSP 기반으로 개발되었고, 계통의 전기적인 레벨은 실험실에서 실험이 가능한 전기적 레벨로 하였다. 그리고 실험을 통하여 3상 인버터의 출력전압이 계통전압을 추종하여 동기화를 이루는 것을 보임으로서 제시된 알고리즘이 계통 연계를 위한 동기화 알고리즘으로 활용될 수 있음을 확인될 수 있었다. For the power grid-connection of distributed generation, the output voltage of the distributed generation must be synchronized with the grid voltage before the grid-connection. In this paper, a vector control based synchronization algorithm was developed for grid linkage of three-phase inverters. A three-phase voltage inverter was designed and fabricated to verify the effectiveness of the developed algorithm. The main controller of the three-phase inverter was developed based on DSP, and the electrical level of the system was set to an electrical level that can be tested in the laboratory. Throughout the experiments, it was confirmed that the proposed algorithm could be used as a synchronization algorithm for grid-connection by showing that the output voltage of the three-phase inverter is synchronized with the grid voltage.

전기 자동차용 고성능 및 고신뢰성 인버터 개발

김일한(Ilhan Kim),이선우(Seonwoo Lee),홍찬욱(Chanook Hong),양천석(Chunsuk Yang),김경서(Kyungseo Kim) 한국자동차공학회 2009 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2009 No.11

인버터(inverter)는 고전압 배터리(battery)로부터 에너지를 공급받아 전동기를 제어하는 장치로써, 전기자동차 구동력 제어를 위한 전기 동력전달장치(electric powertrain)의 핵심장치이다. 이러한 전기 자동차용 인버터는 가혹환경 조건에서 고신뢰성을 보장하여야 하며, 차량의 최적 구동을 위하여 전동기를 고속 및 고효율로 제어할 필요가 있다. 본 논문에서는 전기 자동차용 인버터의 출력밀도(power density) 향상, 고신뢰성 확보 및 전동기 최적 제어를 위한 최적 수냉기구 개발 결과와 자동차용 사양(automotive spec.)의 고신뢰성 하드웨어 개발 결과 그리고 전동기의 고효율/고속 제어 기술 개발 결과를 소개한다. 또한 본 논문의 인버터 개발 결과를 적용한 유럽 전기 자동차 전문 메이커의 성공적인 NEV(Neighborhood Electric Vehicle) 개발 사례에 대하여도 다룬다.

인버터식 X선장치의 성능평가 시 비접속형 측정기의 유용성

강세식(Se-Sik Kang),김창수(Chang-Soo Kim),고성진(Sung-Jin Ko) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2008 방사선기술과학 Vol.31 No.2

  목 적: 임상에서 인버터식 X선장치의 사용이 보편화됨에 따라 이에 대한 보다 정확하고 간편한 성능평가 방법이 요구되고 있다. 따라서 최근 국내에 소개되어 사용되고 있는 X-Ray Multi-Function Test Device(model : Xi (unfors)-prestige)를 이용한 성능평가의 유용성을 확인하고자 한다.<BR>  방 법: 인버터식 X선장치의 성능 평가시 접속형 측정장비로 널리 활용되고 있는 Dynalyzer Ⅲ를 이용한 성능평가를 기준으로 하여 비접속형 측정장비인 X-Ray Multi-Function Test Device(model: Xi(unfors)-prestige)의 성능평가를 비교 분석하여 그 유용성을 검토하였다.<BR>  결 과: 두 측정기에 대한 X선 출력선량은 큰 차이 없이 측정되었으며 촬영조건 등의 변화에 따라서 접속형인 Dynalyzer Ⅲ가 약간 증가된 값으로 측정되었으며 출력의 재현성은 두 측정기 모두 성능평가 합격 기준 0.05 이하인 0.002 이하로, 직선성은 합격기준인 0.1 이하로 평가되었다. 촬영조건의 정확도에서는 관전압은 1.8과 2, 관전류는 2.01과 2.3, 촬영시간은 T>0.01sec에서 ±10% 이하로 나타났다. 모두 성능평가 기준의 허용범위에 있는 것으로 나타났다.<BR>  결 론: X-Ray Multi-Function Test Device(model: Xi(unfors)-prestige) 측정기를 이용한 인버터식 X선장치의 X선 출력의 재현성, 직선성과 촬영조건의 정확도에 대한 성능평가의 유용성을 확인하였다.   Purpose: As the demand of a simple and precise method increases to evaluate the performance of the inverter type x-ray unit, we evaluated the usefulness of the recently-introduced X-ray Multi-Function Test Device (model: Xi (unfors)-prestige).<BR>  Method: We compared the performance of X-ray Multi-Function Test Device (XMFTD) which is non-invasive type device with the performance of Dynalyzer Ⅲ that has been most widely used invasive type measure device.<BR>  Result: X -ray output dose was increased a little in the XMFTD, but both devices were below the performance evaluation standard, 0.002 in the output reproducibility. Linearity of XMFTD were below 0.1 which means that Dynalyzer Ⅲ showed more excellency in linearity. As for the accuracy of exposure factor, 1.8 and 2 tube voltage, 2.01 and 2.3 tube current were measured. The exposure time was also measured by 0.01 sec ±lO%. Both devices were within the acceptance of performance evaluation standard.<BR>  Cooclusion: We proved the usefulness of X-ray Multi-Function Test Device (model: Xi (unfors)-prestige) to evaluate the performance on reproducibility and linearity of X-ray output and accuracy of exposure factor of inverter type unit.