전향보상기를 이용한 아크용접기용 3상 PWM 컨버터와 동특성 향상

Dynamic Characteristics Improvement of Three-phase PWM Converter for Arc Welding Machine Using Feedforward Compensator

  • 구영모 (단암정보통신 연구원) ;
  • 최해용 (건국대 공대 전기공학과 박사) ;
  • 목형수 (건국대 공대 전기공학과) ;
  • 최규하 (건국대 공대 전기공학과) ;
  • 김규식 (서울시립대학교 전기전자공학부) ;
  • 원충연 (성균관대학교 전기전자 및 컴퓨터공학부)
  • 발행 : 2000.10.01

초록

일반적으로 아크용접기의 정류기로 다이오드정류기가 사용되고 있다. 이것의 문제점은 높은 고조파전류가 발생된다는 것이고 아울러 전원측의 오염문제를 야기한다. 본 논문에서는 PWM 컨버터를 사용함으로써 아크용접기의 입력특성이 개선됨을 보인다. 회로구조상 다이오드 정류기와 PWM컨버터로 대체되고 부하단에 안정적인 전력을 공급하기 위하여 직류단전압이 PI제어기에 의해 제어된다. PI 제어기가 직류단 전압제어를 위해 사용되는 경우 예측불가능한 용접부하의 특성상 높은 전압맥동성분이 발생된다. 따라서 본 논문에서는 전압제어기의 속응성을 개선하기 위하여 전향보상기가 도입되었고 이의 분석을 통하여 전압제어기의 외란으로 간주되는 부하전류의 변동이 전압의 맥동성분에 영향을 줄이는 이론적 예측을 시뮬레이션과 실험을 통해 검증한다.

Generally diode rectifier has been used as Preregulator of arc- welding machine. Its defect is the generation of high current harmonics which result In utility pollution. In this parer, using the three-phase PWM converter, the input performance of arc-welding machine is improved by increasing the input power factor. When the diode rectifier in the arc-welding machine is replaced with three-phase PWM converter, PWM converter should control DC voltage of the output side. If PI controller is used for the output DC voltage regulator, the output DC voltage has high ripple voltage due to the instantaneous load variation in the arc-welding machine. In this paper, the feedforward compensator has been introduced to reduce the DC voltage ripple. It lessens the influence of load current which is the disturbance of the output DC voltage regulator. Theoretical prediction of this analysis has been verified by comparing with experimental data

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참고문헌

  1. IEEE Trans. Indus. Elec. v.45 no.5 Current Control Technique for ThreePhase Voltage Sour PWM Converter : A Servey P.Kazmierkowski;Luigi Malesani
  2. IEEE Trans. Power Elec. v.8 no.1 A Space Vector Based Rectifier Regulator for AC/DC/AC Converters T.G.Habetler
  3. 건국대학교대학원 박사 학위 논문 순시전류 제어형 인버터 아크 용접기의 용접성능향상 및 역류개선에 관한 연구 채영민
  4. 대한용접학회지 v.16 no.1 GMA용접의 용적이행현상에 미치는 제인자의 영향 안영호;이종봉;엄동석
  5. IEEE Trans. Indus. Elec. v.46 no.3 Analysis and Design of Three Phase AC-to-DC Converts with High Power Factor and Near-Optimem Feedforward M.T.Tsai;W.I.Tsai
  6. IEEE Trans. Indus. Appl. v.27 no.2 Analysis of an AC to DC Voltage Source Converter Using PWM with Phase and Amplitude Control R.Wu;S.B.Dewan;G.R.Slemon