수퍼캐패시터를 이용한 권상부하 시스템의 전력 제어

Power Control of a Hoist System Using Supercapacitor

본 논문에서는 수퍼캐패시터(Supercapacitor 이하 수퍼�L)를 이용하여 엔진 발전기를 전원으로 하는 권상부하 시스템의 부하전력 분배와 회생에너지의 저장 기법을 제안한다. 대표적인 권상부하 시스템인 크레인의 경우, 크게 두가지 운전모드로 동작한다. 첫번째 운전모드는 부하를 들어올리는 동작(Hoist-Up)으로서 가속 종료시점에서 최대전력을 소모한다. 두번째 운전모드는 부하를 내리는 동작(Hoist-Down)으로서 이때 희생되는 전력은 일반적으로 저항을 통하여 소모된다. 본 논문에서는 에너지 저장장치의 하나인 수퍼�L을 이용하여 Hoist-Down 운전에서 희생되는 에너지를 저장하고 Hoist-Up 운전에서 필요한 전력을 보조하도록 하였다. 수퍼�L의 충방전을 위하여 상용 3상 인버터와 동일한 구조를 가지는 DC-DC 컨버터를 제안하였다. 또한 발전기와 수퍼캐패시터의 Load Sharing을 최적화하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 제안한 방법을 이용하면 디젤엔진 발전기의 크기를 대폭 줄일 수 있고 따라서 연비의 개선, 소음 및 공해의 감소를 기대할 수 있다. 제안한 방법의 타당성을 검증하기 위하여 시뮬레이션과 실험을 수행하였다.