유도전동기의 스위칭 주파수대 소음 저감을 위한 실시간 RPWM 인버터

나석환,최창률,양승학,김광헌,임영철,박종건 한국조명전기설비학회 1997 조명.전기설비 Vol.11 No.6

RPWM(Random Pulse Width Modulation)은 인버터의 스위칭 주파수를 랜덤(random)하게 변화시킴으로써 고조파 및 소음의 파워 스펙트럼을 광대역에 분산시켜 사람이 불쾌하게 느낄 수 있는 전자기적 가청 소음을 줄이기 위한 PWM 기법으로써 근래에 매우 각광받고 있다. 본 연구에서는 삼각파(반성파, carrier wave)의 주파수를 랜덤하게 변화시키는 방식의 RPWM에 의한 인버터 유도전동기 구동 장치를 구성하였다. 무항실에서 실험 측정한 소음의 파워 스펙트럼으로부터, 소음원에 대한 분석과 삼각파 주파수 변화 폭에 따른 스위칭 주파수대 소음의 저감 효과를 분석하였다. 고속의 DSP TMS320C31을 사용하여 속도 제어와 더불어 RPWM이 실시간적으로 가능하도록 하여, 부하 조건이 다양하게 변화하는 구동 장치에서도 삼각파 주파수의 중심 주파수 및 대역폭을 자유롭게 변화시킴으로써 효과적으로 스위칭 주파수대 가청 소음을 저감하였다. RPWM(Random Pulse Width Modulation) techniques have been attracting an interest as an excellent reduction method of acoustic noise on the inverter drive system. Using randomly changed switching fre-quency of the inverter, the power spectrum of the electromagnetic acoustic noise can be spread out into the wide-band area. The wide band noise is much more comfortable and less annoying than the narrow-band one. This paper describes an implementationof the triangular carrier frequency modultde RPWM inverter drive system The poweer soedtrum of the noise emittde from the induction motro was measured in the anechoic chamber. The analysis of the sources for the acoustic noise and the effects of the noise reduction are confirmed by the ceasured dpectra of the noise. Real-time RPWM along with the speed control was achieved by high speed DSP(Digital Signal Processor ) TmS320C31, By changing the center frequency and the bandwidth of the carrier, theis real-time RPWM scheme can be used as an efficient switching frequency band acoustic noise reduction method for the inverter system with variant load conditions.

Random Position PWM을 이용한 유도전동기의 가청 스위칭 소음 저감

나석환,임영철 전력전자학회 1998 전력전자학회 논문지 Vol.3 No.4

RPWM(Random Pulse Width Modulation)은 인버터의 스위칭 주파수를 랜덤하게 변화 시킴으로써 전압, 전류의 고조파 및 소음의 스펙트럼을 광대역에 분산시키는 PWM 기법이다. 스위칭 주파수 또는 펄스의 위치를 랜덤하게 변화시켜 고조파의 불연속적인 이산치 성분을 넓은 영역에 분산시켜 EMI, 진동 등에 좋은 효과를 낼 수 있을 뿐만 아니라, 전력소자의 스위칭에 의해 발생하는 가청 스위칭 소음을 저감할 수 있으므로 근래에 매우 각광 받고 있다. 본 연구에서는 펄스의 위치를 랜덤하게 함으로써 가청 스위칭 소음을 저감할 수 있는 새로운 RPPWM(Random Position Pulse Width Modulation) 방식의 제안 및 구현하였다. 제안된 방식은 각 3상 펄스들의 위치를 변조 구간 내의 임의의 위치에 랜덤하게 배치함으로써 RPWM을 구현하는 방식이다. 이를 위하여 16bit 공성능 마이크로 컨트롤러의 C167을 사용하여, 공각 벡터 변조에 의하여 각 변조 구간에서의 듀티비를 구한 후, 랜덤수 발생기를 이용하여 균일한 분포로 각 상의 펄스를 배치하였다. 그리고 제안된 RPPWM을 이용하여 실험한 결고, 전압, 전류 및 소음의 스텍트럼이 광대역화 되어 전력소자의 스위칭에 의해 발생하는 전동기의 가청 스위칭 소음이 현저히 저감 됨을 확인하였다. RPWM(Random Pulse Width Modulation) is a switching technique to spread the voltage and current harmonics on wide frequency area. Using randomly changed switching frequency of the inverter, the power spectrum of the electromagnetic acoustic noise can be spread into the wide-band area. And the wide-band noise is much more comfortable and less annoying than the narrow-band one. So RPWM have been attracting an interest as an excellent reduction method of acoustic noise on the inverter drive system. In this paper a new RPPWM(Random Position PWM) is proposed and implemented. Each of three pulses is located randomly in each switching intervals. Along with the randomization of PWM pulses, the space vector modulation is processed on the C167 microcontroller also. The experimental results show that the voltage and current harmonics were spread into wide band area and that the audible switching noise was reduced by proposed RPPWM method.

Two-wire Serial Interface를 이용한 비디오 칩 설정

나석환,김종배,양승학 제어로봇시스템학회 2008 제어로봇시스템학회 국내학술대회 논문집 Vol.2008 No.10

인버터 구동 시스템을 위한 새로운 공간벡터 Random PWM기법

나석환,정영국,임영철 전력전자학회 2001 전력전자학회 논문지 Vol.6 No.6

In this paper a new space vector RPPWM(Random Position PWM) is proposed. In the propsed RPPWM each of three phase pulses is located randomly in each switching interval. Based on the Space vector modulation technique the duty ratio of the pulses is calculated Along with the randomization of the PWM pulses. we can obtain the effects of spread spectra of votlage, current as in the case of randomly changed switching frequency, To verify the validity of the proposed RPPWM simulation study was tried using Matlab/Simulink The main model described in Simulink block diagrams includes the space vector modulation block pulse position randomization block inverter block 3 phase induction motor block and so on By the simulation study, the harmonics of the output voltage and the current of inverter are predicted in different PWM methods- SVPWM, LLPWM proposed RPPWM. 본 연구에서는 펄스의 위치를 랜덤하게 함으로써 효율적은 RPWN (Random PWM)을 구현할 수 있는 새로운 공간 벡터 RPPWM(Random Position PWM)방식을 제안하였다. 제안한 방식은 마이크로 컨트롤로 적용하기 쉬운 공간벡터 변조에 의하여 각 상의 듀티비를 연산한 다음, 스위칭 순서를 유지하며 각 3상 펄스들의 위치를 변조구간내에서 임의의 위치에 랜덤하게 배치함으로써 RPWM을 구현하는 방식이다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위하여 MATLAB/SIMULINK를 이용하여 펄스위치의 랜덤화 공각벡터 변조, 인버터 및 3상 유도전동기를 포함하는 전체 시스템을 모델화하였다. 종전의 공각벡턱 PWM 그리고 제안된 RPPWM에 의한 인버터 출력 전압 전류의 고조파 성분을 시뮬레이션에 의하여 비교 검토하였으며 제안된 방법의 유용성을 입증할 수 있었다.

캐리어 주파수 변조에 의한 실시간 RPWM 구동장치

나석환(S.H. Na),최창률(C.R. Choi),양승학(S.H. Yang),임영철(Y.C. Lim),김광헌(K.H. Kim),박종건(J.K. Park) 대한전기학회 1997 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.1997 No.7

3次元 空間 電流座標에 의한 電力分析과 能動電力필터의 性能評價用 시뮬레이터 開發

나석환,최찬학,정영국,정화균 여수대학교 1993 論文集 Vol.7 No.-

The definition of traditional 2-DS power factor current and co-ordinate did not represent clearly relation to power facter in circuit with nonlinear thyristor loads. A new simulator for performance evaluation of Active Power Filter (APF) by 3-D space current co-ordinate applicale to general power system have not been developed, because reserchers were merely interested in improvement of source current waveforms by using APF or its simulator. Moreover, There was not APF simulator with power analysis capability which was developed for the better. Current was decomposed by active, reactive, distortion, by digital correlation signal proccessing techique based on Nowomiejski theory. Therefore, A new 3-D space current co-ordinate composited by 3 current components was defined in this paper. A new 3-D space current co-ordinate was shown state and location of current vector by trajectories with 3-D co-ordinate rotation. It evidently has excellent performance not only performsance evaluation method of APF but alse evaluation method of general power system, not conventional domain but other domain. By proposed 3-D soace co-ordinate, space power factor is derived, the true state of physical meaning is proved, new distortion factor was proposed, this study was proved true state of appropriation throughout development of simulator for APF performance evaluation with power analysis capability.

새로운 2상 랜덤 펄스 위치 PWM기법

魏昔吾,鄭榮國,羅碩煥,任永徹 전력전자학회 2002 전력전자학회 논문지 Vol.7 No.2

In this paper, a new two-phase space vector RPWM(Random PWM) is proposed. In the proposed RPWM, each of two-phase PWM pulses is located randomly in each switching interval. Based on the space vector modulation technique, the duty ratio of the pulses is calculated. Along with the randomization of the PWM pulses, we can obtain the effects of spread spectra of inverter output voltage, d.c link current and audible switching acoustic noise as in the case of randomly changed switching frequency. To verify the validity of the proposed two-phase RPWM scheme, the experiment based on the C167 micro-controller was executed. The performance of the proposed scheme was compared with traditional PWM schemes experimentally. 본 연구에서는 각 상의 PWM 펄스를 개별적으로 랜덤하게 위치시킬 수 있는 새로운 2상 공간벡터 RPWM (Random PWM) 기법을 제안하고 있다. 제안된 방식은 각 2상 펄스들을 변조 구간 내에서 임의의 위치에 랜덤하게 배치하고 이를 기준으로 한 인버터 스위칭에 의해 고조파의 스펙트럼을 광대역화 하는 RPWM 기법이다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위하여, 16비트 고성능 마이크로 콘트롤러 C167 기반의 실험을 수행하였다. 제안된 2상 RPWM에 의한 인버터 출력 선간 전압과 직류 링크 전류의 고조파 스펙트럼 및 모터의 가청 스위칭 소음 저감효과를 종전의 방식과 비교 검토하였으며, 제안된 방법의 우수성을 입증할 수 있었다.

모터 구동 장치의 가청 스위칭 소음 저감을 위한 2상 및 3상 랜덤 펄스 위치 PWM기법의 성능 비교

위석오,정영국,나석환,임영철 전력전자학회 2002 전력전자학회 논문지 Vol.7 No.3

In this paper, a comparative study on the performance of two-phase and three-phase randomized pulse position PWM scheme for mitigation of audible switching acoustic noise in motor drives is done. In the randomized pulse position PWM, each of two-phase or three-phase PWM pulses is located randomly in each switching interval. Simulation and experimental efforts were executed to investigate the spread effects of power spectra of inverter output voltage, waveforms of ripple current and audible switching acoustic noise. As results, two-phase RPWM scheme is more effective from the viewpoint of switching loss and ease of implementation while the three-phase RPWM scheme is more effective from the viewpoint of the spread effects of power spectra. Also, from the view point of the audible switching acoustic noise in motor drives, two-phase and three-phase RPWM schemes are nearly the same. 본 연구에서는 모터 구동 장치로부터 발생되는 가청 스위칭 소음을 저감하기 위한 2상 및 3상 랜덤 펄스 위치 PWM기법의 성능을 비교하고 있다. 랜덤 펄스 위치 PWM기법은 2상 또는 3상 펄스들을 변조 구간내의 임의의 위치에 랜덤하게 배치하고 인버터 스위칭에 의하여 고조파의 스펙트럼을 광역화하는 RPWM기법이다. 시뮬레이션과 실험에 의하여 인버터 출력 전압의 고조파 스펙트럼과 맥동 전류 파형 그리고 모터의 가청 스위칭 소음의 저감 효과를 비교 검토하였다. 스위칭 손실 및 연산시간 그리고 구현의 용이성에서 3상 RPWM보다는 2상 RPWM이 양호하며, 고조파의 광대역화 측면에서는 3상 RPWM이 보다 좋은 성능을 지니고 있음을 알 수 있었다. 또한 가청 스위칭 소음저감은 2상 RPWM과 3상 RPWM이 거의 유사한 성능을 갖고 있음이 확인되었다.

항생제를 이용한 Bifidobacteria의 선택배지

이정준,신명수,나석환,배형석,백영진 한국산업미생물학회 1994 한국미생물·생명공학회지 Vol.22 No.3

Bifidobacteria가 lactobacilli, streptococci와 혼합되어 있는 유제품으로부터 bifidobacteria의 계수를 위해 bifidobacteria의 선택배지를 개발하였다. 항생제를 포함하는 이 선택배지는 bifidobacteria의 성장에는 영향이 없으면서 다른 유산균의 10^5 cfu/㎖ 이하의 농도를 성장억제시킬 수 있었다. 다른 유산균의 10^5 cfu/㎖ 농도를 성장억제시키기 위해서는 1.0∼2.0 ㎍/㎖의 tetracycline을 BL 한천배지에 첨가해야 하는 것으로 나타났다. Neomycin과 paromomycin을 각각 25 ㎍/㎖의 농도로 1.0 ㎍/㎖의 tetracycline과 혼합하여 BL 한천배지에 첨가할 경우에는, 다른 유산균의 10^6 cfu/㎖ 농도를 성장억제시킬수 있었으나 bifidobacteria의 colony 형성율도 약간 감소하는 것으로 나타났다. 1.0 ㎍/㎖의 tetracycline을 첨가한 BL 한천배지를 bifidobacteria의 선택배지로 사용하면 L. casei, L. acidophilus 그리고 S. salivarius subsp. thermophilus가 bifidobacteria에 비해 1∼10^5배 많은 농도 차이로 존재하는 경우에도 bifidobacteria의 선택적 계수가 가능하였다. Selective agar media were constructed for the counting of bifidobacteria in dairy products containing bifidobacteria, lactobacilli and streptococci. This media containing antibiotics inhibited the growth of lactobacilli and streptococci at less than 10^5 cfu/㎖, but had no influence on the recovery of bifidobacteria. In order to inhibit the growth of 10^5 cfu/㎖ of lactobacilli and streptococci, the addition of 1.0-2.0 ㎍/㎖ of tetracycline in BL agar medium was needed. When 25 ㎍/㎖ of neomycin and paromomycin were mixed with 1.0 ㎍/㎖ of tetracycline in BL agar medium, it was able to inhibit the growth of 10^6 cfu/㎖ of lactobacilli and streptococci but had a little negative effect on the recovery of colonies of bifidobacteria. The results revealed that the BL agar medium containing 1.0 ㎍/㎖ of tetracycline was suitable to count the cell number of bifidobacteria selectively in the presence of a 1 to 10^5-fold excess of L. casei, L. acidophilus and S. salivarius subsp. thermophilus.

메밀 추출물의 이상 침전 개선 효과에 관한 연구

윤성준,조남지,나석환,김영호,김영모,Yoon, Seong-Jun,Cho, Nam-Ji,Na, Seog-Hwan,Kim, Young-Ho,Kim, Young-Mo 동아시아식생활학회 2006 동아시아식생활학회지 Vol.16 No.6

The aim of this study was to identify the onuses of abnormal precipitation in buckwheat extracts and to suggest the preventive solutions. Abnormal precipitation was formed by the coagulations of small round droplets, and increased when poor quality or old buckwheat used. It was found that, unlike poor quality buckwheat, extracts made from fresh buckwheat showed almost no saccharifying enzyme activity and a lower number of microorganisms. The addition of branched starch to the extracts restricted the occurrence of abnormal precipitation and microorganisms and imparted stability to the extracts.