Current Control of 12-pulse Dual Converter for High Current Coil Power Supply

High current coil power supply for superconductivity coil of tokamak requires fast dynamics performance of di/dt and smooth change over of current direction. To meet the specification high performance DSP-based controller Is designed for 12-pulse thyristor dual converter with interphase transformer(IPT). Not only the total current of Y and $\Delta$ converter units but also the difference for those should be regulated fast and accurately. Proportional and integral controller is designed for current difference control and the controller output is compensated to $\Delta$ converter. The source voltage phase angle detection and gate pulse generation algorithm are implemented in software for higher reliability of current control. The current error Is reduced by selection of appropriate initial gating angle during the transient of change over of current direction between thyristor converters.

대전류 코일 전원 공급장치를 위한 12펄스 듀얼 컨버터의 전류제어

토카막 장치의 초전도 코일에 사용되는 전원 공급장치는 초대형급(20kA) 직류 전원 공급기로서 빠른 전류제어 응답성과 매우 작은 정상상태 리플이 필수적이다. 특히 역전류 공급이 가능한 회생형 컨버터의 운전중 전류 방향이 바뀌는 순간에도 전류기준값을 잘 추종하는 것이 중요하다. 이러한 조건들을 만족시키기 위하여 입력측에 2중 출력($\Delta$, Y)를 갖는 변압기와 출력단에 상간변압기(interphase transformer, IPT)를 이용한 12펄스 싸이리스터 듀얼 컨버터를 설계, 제작하였다. 각 컨버터에서 출력되는 전류의 합이 부하전류 지령치를 따르도록 제어하는 동시에 차 전류의 평균값이 영이 되도록 함으로써 각 컨버터의 부하 분담율을 일정하게 하여 상간 변압기의 포화를 방지한다. 대전류 코일 전류 공급장치의 양방향 전류 제어 성능을 높이기 위하여 위상각 검출 및 게이팅 지연각 구현을 디지털화하고 컨버터 전류방향 정역절환시 초기 응답특성을 개선하는 방법을 제안하였다. 또한 시뮬레이션과 실부하 전류실험을 통해 제안된 제어기의 동작성능을 확인하였다.