Module-Type Switching Rectifier for Cathodic Protection of Underground and Maritime Metallic Constructions

Cathodic protection is widely used to prevent corrosion of steel materials buried in the underground and sea. As a rectifier for cathodic protection, the conventional phase-controlled rectifiers have been used so far in spite of such shortcomings as large volume, heavy weight and floor power factor. In order to overcome such disadvantages, this paper proposes a new module-type switching rectifier for cathodic protection, which is composed of two parts, namely, AC/DC converter and module- type DC/DC converter. The AC/DC converter is a single-phase IGBT PWM rectifier, thus resulting in almost unity power factor and controlled DC output voltage. The module-type DC/DC converter operates under ZVS/ZCS switching condition to permit high frequency switching operation. It enables to use high-frequency transformer for electrical isolation, thus reducing volume and weight of overall system and improving system efficiency. It should be anticipated that the proposed rectifier techniques apply to the similar technical areas.

지하매설 및 해양 금속구조물 음극방식용 모듈 타입 스위칭 정류기

음극방식은 지하매설 및 해양 금속 구조물의 부식을 방지하기 위해 가장 많이 사용되고 있는 방식법이다. 기존의 음극방식용 정류기는 SCR 위상제어 정류기로 구성되어 입련단 역율이 낮으며, 부피와 무게가 큰 단점을 지니고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 새로운 음극방식용 모듈타입 스위칭 정류기를 제안한다. 제안한 정류기 회로는 크게 두 부분, 즉 한 대로 구성된 AC/DC 컨버터부와 네 대로 구성된 Module Ttpe DC/DC 컨버터부로 되어 있다. AC/DC 컨버터는 IGBT PWM Rectifier로서 입력전압의 역률을 거의 1로 제어하고 있으며 또한 DC Link 전압을 일정하게 제어하고 있다. Module Type DC/DC 컨버터는 ZCS/ZVS 스위칭 동작을 통하여 스위칭 손실 감소와 함께 고주파 동작을 가능하게 하여, 입력측과 출력측의 전기적 절연을 위한 변압기로 고주파 변압기를 사용할 수 있게 하였다. 이로 인해 시스템의 부피와 무게를 현저히 감소시켰다. 본 논문에서 개발한 방식용 정류기 기술은 다른 유사 분야에의 적용도 가능할 것으로 기대된다.