부하변동에 따른 유도가열기의 공진주파수 추종제어 = Estimation Control For Resonant Frequency Of Induction Heating System With Variable Load

국문 초록 (Abstract)

기존 대용량 고주파 유도가열기의 위상제어기는 인버터의 출력 전류 및 전압의 위상을 사용하여 공진주파수를 추종하였다. 이 방식의 경우 스위칭 서지 및 부하의 크기에 따라 위상 왜곡이 발생하여 정확한 공진주파수 추종이 불가능한 단점이 있다. 또한 기존 유도 가열기의 PWM 방식은 단펄스폭 변조를 사용하므로, 인버터의 출력 제어는 주파수 제어만이 가능하기 때문에 무효분 부하의 증가로 인한 손실이 크고 인버터 측에서의 역률이 낮다. 그리고 phase shift PWM 방식으로 PLL 제어기를 구성하는데 있어, 듀티 가변에 대한 연산회로를 포함하고 있지 않으므로 듀티 가변시 공진주파수 추종이 불가능하다.
본 논문에서는 이러한 단점들을 보완하기 위해 노이즈가 거의 없고 부가의 필터 회로가 필요 없는 공진 캐패시터의 위상을 사용하여 위상제어를 함으로써 보다 정확하게 공진주파수 추종이 가능하도록 하였다. 그리고 스위칭 오프시의 손실이 적어 부가의 스너버회로가 불필요한 phase-shift 방식의 PWM을 사용하였다. 또한 듀티 가변시 위상제어가 가능하도록 설계하여, 인버터가 항상 공진주파수를 추종함으로서 단위 역률 운전이 가능하도록 하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Phase controller of Induction Heating system for older capacity of dynasty estimated resonant frequency using phase of inverter output current and voltage. This method has impossible fault for resonant frequency estimation to using current phase. Also PWM method of older Induction Heating System use unit unipolar modulation. So, Output control of inverter possible only frequency control consequently this method. and, In composition of PLL controller for Phase Shift PWM method, older Induction Heating System is variable duty. frequency estimation of variable duty because of not include this paper calculation circuit of variable duty. This paper realize correct resonant frequency estimation as using phase of resonant capacitor without addition filter circuit and no-noise so as to improvement of these fault. And it is used PWM of phase-shift method which reduce loss of switching-off without addition of snuber. Also, it realize unit power factor operation because invertor always estimate resonant frequency with phase control in variable duty.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 국문요약 = ⅰ
• 목차 = ⅱ
• 그림차례 = ⅳ
• 제1장 서론 = 1
• 제2장 유도 가열 = 3
• 2.1 유도 가열의 원리 = 3
• 2.2 유도 가열 부하의 특성 = 7
• 제3장 제어시스템 및 제어기 = 8
• 3.1 유도가열기의 전체 시스템 = 8
• 3.2 Full-Bridge 인버터 = 9
• 3.3 유도가열기의 모델 = 11
• 3.4 기존 유도가열기의 제어기 = 15
• 3.5 제안한 유도가열기의 제어 알고리즘 = 19
• 3.6 제안한 유도가열기의 제어기 = 21
• 제4장 시뮬레이션 및 실험 = 24
• 4.1 시뮬레이션 결과 = 22
• 4.2 실험 결과 = 27
• 제5장 결론 = 33
• 참고문헌 = 34
• Abstract = 37
• 감사의 글 = 38