Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers (전자공학회논문지)

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A New Controller of Single Phase Active Power Filter Using Rotating Synchronous Frame d-q Transformation

회전하는 동기 좌표계 d-q 변환을 이용한 단상 능동 전력 필터의 새로운 제어기

  • Kang, Min Gu (Department of Mechatronics, Gyeonggi College of Science and Technology)
  • 강민구 (경기과학기술대학교 메카트로닉스과)
  • Received : 2014.02.25
  • Accepted : 2014.05.24
  • Published : 2014.06.25
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Abstract

A New Single Phase Active Power Filter Controller is proposed using Rotating Synchronous Frame d-q transformation. Instantaneous Active Power is calculated using d-q transformation. Average Value of Instantaneous Active Power is obtained using Low Pass Filter. Because power factor is corrected, source current is in phase with source voltage. Amplitude of source current is calculated using single phase power formula. Reference signal of compensated current of Active power filter is obtained from source current reference signal minus load current. Simulation is performed using hysteresis current controller in proposed new controller. Simulation result shows that because active power filter compensates load current, source current is in phase with source voltage and source current is sinusoidal. And Hilbert transformer is builded using all pass filter.

회전하는 동기 좌표계 d-q 변환을 이용한 단상 능동 전력 필터의 새로운 제어기를 제안하였다. 힐버트 변환기를 사용하여 $90{\circ}$의 위상차를 가지는 두 개의 교류 신호를 만든다. 이 신호들을 회전하는 동기 좌표계 d-q 변환을 이용하여 기본파 성분을 직류로 변환할 수 있고 따라서 고조파 검출이 용이하다. 순시 유효 전력의 평균값을 구한다. 역률 보상을 하므로 전원 전류는 전원 전압과 동위상이다. 단상에서의 전력 공식으로부터 전원 전류의 크기를 알 수 있다. 능동 전력 필터의 보상 전류의 기준 신호는 전원 전류의 기준신호에서 부하 전류를 빼주면 구할 수 있다. 새롭게 제안된 제어기에 히스테리시스 전류 제어기를 적용하여 시뮬레이션 하였다. 능동 전력 필터가 부하전류의 고조파와 무효전력을 보상하여 전원 전류가 전원전압과 동위상이 되고 전원전류가 정현파에 가깝게 되는 것을 확인하였다. 힐버트 변환기는 전대역 여파기를 사용하여 구현하였다.

Keywords

References

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