새로운 정류방식을 이용한 전기추진선박의 고조파 저감 = Harmonic Reduction of Electric Propulsion Ship using New Rectification Scheme

국문 초록 (Abstract)

현재 대형선박에서 다이오드 정류기를 이용한 AC-DC 전력변환장치를 주로 사용하고 있으며 이는 총고조파왜형율을 줄이기 위하여 다중펄스를 출력할 수 있는 상치환변압기가 추가적으로 설치되어야 한다. 이 경우 상치환변압기의 설치로 인해 공간적, 경제적 손실이 발생한다. 본 논문에서는 LNG 운반선 등과 같은 대형선박에서 현재 운용중인 다이오드 정류기를 대신하여 SCR, IGBT등의 소자를 이용하는 새로운 능동형 정류방식을 제안하여 저전압 전원의 이용이 가능하고 전력선 부하에 의해 발생하는 고조파 발생을 줄이며 또한, 기존의 방식에서 사용하는 상치환변압기를 제거하여 경제적인 이점도 얻고자 하였다. 현재 대형선박에서 운용중인 전기추진시스템에 제안한 시스템을 시뮬레이션 한 결과, 추진전동기 입력 전류 및 전압 파형에 포함된 총고조파왜형율이 개선됨을 나타내었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Currently, the AC-to-DC power conversion system using diode rectifiers is mainly used in large vessels. Also, to reduce the total harmonic distortion(THD) of current and voltage, this system requires an additional phase-shifting transformer which can be powered multi-pulses. In this case, due to the installation of the transformer, the spatial or economic loss occurs. This paper presents a novel active rectification scheme using silicon controlled rectifier(SCR) or insulated gate bipolar transistor(IGBT) devices on behalf of the diode rectifiers which are currently operating in large vessels such as LNG Carrier(LNGC). The proposed system can use the low voltage source and reduce current and voltage harmonics generated by nonlinear loads connected to the power distribution bus and save economic costs by removing the phase-shifting transformers which are used in conventional system. Computer simulations are performed under the electric propulsion system which is operating in current large vessel. The results are shown in support of the improvement of THD included in the current and voltage wave forms of propulsion motor.

참고문헌 (Reference)

1 David Gritter, "Variable Speed Electric Drive Options for Electric Ships" 347-354, 2005

2 F.C. Lee, "The state of the art power electronics technologies and future trends" 2 : 1188-1193, 2001

3 S. Bernet, "Recent developments of high power converters for industry and traction applications" 15 : 1102-1117, 2000

4 Derk A. Paice, "Power Electronic Converter Harmonics-Multipulse Methods for Clean Power" IEEE Press 1996

5 BIN WU, "High-Power Converters and AC Drives" IEEE Press/Wiley-Interscience 2006