초록
교류기기의 속도 및 토크 제어시스템에서 전력변환장치로 사용되는 싸이클로컨버터는 저속에서 토크가 크고 제어가 간단한 장점을 가지고 있다. 또한, 정류기, 직류링크부, 인버터가 설치되지 않으므로 시스템이 간단하고 대전력 시스템에 적합하다. 현재 사용되고 있는 대형선박의 추진전동기의 구동용 전력변환장치를 싸이클로컨버터로 변경하면 시스템이 간단해지므로 설치비용을 크게 감소시킬 수 있다. 하지만 기존의 싸이클로컨버터는 전력 반도체소자의 고속 스위칭에 의한 손실이 크고 출력 전압파형이 왜곡되어서 고조파 성분이 증가하게 된다. 본 논문에서는 이러한 단점을 개선하기 위해서 1차측에 위상이 다른 2개의 입력단과 2차측에 1개의 출력단으로 구성되는 상천이 필터를 설치한다. 위상이 다른 2개의 전압파형이 더해져서 2차측으로 변압됨으로써 전압파형이 정현파에 가깝게 출력된다. 그로 인해 추진전동기에 입력되는 전압파형이 개선되고 총고조파왜형율도 크게 감소한다.
Cycloconverter used as a power conversion device in the speed and torque control system of AC machines has the advantage of a simple control and a large torque at low speed. In addition, because a rectifier, a DC link, and an inverter are not installed, this system is simple and suitable for large power system. If a power conversion device, which is currently used as a propulsion motor of large vessel, is changed into cycloconverter, the system is simplified and then the installation costs can be significantly reduced. However, conventional cycloconverter has the increased harmonics because the power loss is large and the waveform of output voltage is distorted, due to the high-speed switching of power semiconductor devices. In order to improve these shortcomings, this paper describes a phase shifting filter which is composed of two inputs with different phases in the primary side and one output in the secondary one. As the voltage waveforms with two different phases are added and transformed into the secondary side, these outputs are close to sinusoidal waves. Thereby the voltage waveforms, which are applied to the propulsion motors, are improved and total harmonic distortions (THDs) are significantly reduced.
