• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.916-922
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• 2014

본 논문에서는 12-펄스정류기의 고조파 저감을 위해 12-펄스정류기의 커패시터 중앙 DC버스에 보조전원장치의 설치를 제안하였다. 그리고 이 장치에 의해 고조파가 감소되는 이론적인 배경을 다루었으며 부하전류의 크기에 따라 보조전원장치가 어떻게 제어되어야 하는지를 밝혔다. 본 논문에서 제안한 보조전원장치는 구형파 전압원을 적용함으로써 능동필터와 같은 다른 방식에 비해 시스템 구조가 간단하고 보다 저렴하다. 본 논문에서 제안하는 12-펄스정류기 고조파 저감법의 검증을 위해 소프트웨어 PSIM을 활용하였으며 제안된 방식의 유효성을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권6호
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• pp.759-769
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• 2015

본 논문에서는 12펄스 정류기의 커패시터 중앙 DC버스에 개선된 보조전원장치를 설치하는 방법을 제안하였다. 11차 및 13차 고조파가 감소하는 이론적인 배경을 다루었으며 부하전류의 크기, 전원전압의 위상 및 크기, 커패시터 전압에 따라 개선된 보조전원의 파형 및 크기가 어떻게 제어되어야 하는지를 제시하였다. 기존의 구형파 보조전원장치를 적용한 경우는 전 영역에서 고조파 왜형률이 6~60[%]로 큰 편차를 보이지만 본 눈문에서 제안하는 개선된 보조전원장치를 적용한 경우 저 부하에서 고 부하에 이르는 전 영역에서 57~71[%] 라는 안정되고 뛰어난 고조파 왜형율 저감 효과를 보인다. 특히 10[%] 부하상태에서 기존방식은 고조파 왜형율 저감 효과가 6[%]로 효과가 거의 없지만 제안된 방식은 71[%]라는 놀라운 저감성능을 보여주고 있다. 소프트웨어 PSIM을 활용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안된 방식의 유효성을 입증하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.339-348
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• 2017

철도차량용 전원창치는 추진제어용 전원장치와 보조전원장치로 구분된다. 추진제어용 전원장치는 철도차량의 추진 및 회생제동 등의 동작을 위한 것이며, 보조전원장치는 추진제어용 전원을 제외한 공기압축기, 조명기기, 차량제어전원 등의 보조전원에 사용되는 것이다. 각 전원장치는 고전압, 고전류 사양 특성에 따라 일반적으로 insulated-gate bipolar transistor (IGBT)를 스위칭 소자로 사용하고 있다. 스위칭 소자를 사용하기 위해서는 적절한 스위칭 동작을 구현하기 위한 구동회로(Gate Driver Unit, GDU)가 필수적이다. 본 논문에서는 철도차량에 적용되고 있는 IGBT용 GDU에 적용되고 있는 기술 동향을 분석하고 철도차량용 IGBT GDU 설계 시 고려사항에 대해 알아보고자 한다.

• 전력전자학회지
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• 제14권5호
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• pp.36-41
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• 2009

전기철도차량에는 대용량 추진제어 컨버터/인버터부터 소용량 스위칭 모드 전원장치에 이르기까지 철도차량의 운행에 필요한 각종 동력 및 전력을 공급하기 위한 여러 가지 형태의 전력변환장치가 사용되고 있다. 그 중 가장 대표적인 전력변환장치가 추진제어인버터와 보조전원장치이다. 전기철도차량의 성능평가는 전력변환장치의 성능평가라 할 수 있을 정도로 많은 비중을 전력변환장치가 차지하고 있다. 한국철도기술연구원은 국토해양부로부터 지정받은 성능시험기관으로서 국내 도시철도 및 철도차량의 성능평가를 수행하고 있다. 성능시험은 차량의 제작공정에 따라 부품시험, 구성품시험, 완성차시험, 예비주행 및 본선시운전의 각 단계별로 실시하고 그 시험기준으로 도시철도차량의 성능시험에관한기준 및 철도차량성능시험 시행지침이 적용된다. 성능시험기준을 근간으로 추진제어인버터와 보조전원장치의 성능시험 대한 시험항목과 시험방법에 대하여 소개한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.174-175
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• 2012

철도 분야에서도 환경 보호 및 에너지 절감을 위한 경량화 연구가 활발히 진행 되고 있다. 본 논문에서는 철도차량의 보조전원장치 경량화에 대해 설명 한다. 기존의 철도차량의 보조전원 장치는 내부 필터 리액터, 변압기 등이 중량의 상당한 부분을 차지 하고 있고, 이는 시스템 중량 저감을 위한 고민에서 가장 큰 위치를 차지 한다. 본 논문에서는 공진형 컨버터를 사용하고 스위칭 주파수를 높여 필터 리액터, 변압기 등을 경량화 하였다. 150kW급 시제품에 대한 모의해석과 실험을 통해 입증 하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.431-432
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• 2020

철도차량 하부에 부착되는 전장품 무게는 차량의 바퀴 및 베어링 등 철도차량 수명에 큰 영향을 주기 때문에 경량화는 필수적이다. 본 논문에서는 철도 차량용 보조전원장치의 경량화를 위해 LLC 공진형 컨버터를 적용한 보조전원장치 시스템과 제어알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 고속스위칭을 위해 입력단 벅 컨버터를 이용하여 가선 전압을 감압시키고 이후 LLC 공진형 컨버터를 통해 인버터 입력단 전압을 제어한다. 또한, 공진형 컨버터 손실을 최소화하기 위해 ZVS(Zero Voltage Switching) 동작을 하며, 공진 탱크의 최적 설계도 제안한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 시뮬레이션 및 실험으로 검증한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.329-338
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• 2017

최근 철도차량용 보조전원장치는 시스템의 경량화를 위해 기존 60Hz 저주파 변압기를 제거하고 고주파 구동과 절연 특성을 갖는 '절연형 dc/dc 컨버터'를 적용하는 구조가 주목받고 있다. 본 논문에서는 '절연형 dc/dc 컨버터를 적용한 보조전원장치 구조'에 대해서 설명하고, 다양한 분석을 통해 보조전원장치의 고효율 및 경량화에 적합한 dc/dc 컨버터 및 구조를 제안하고자 한다. 대용량 IGBT 소자의 고주파 스위칭(경량화)을 위해 필수적인 '영전압-영전류-스위칭'특성을 갖는 '공진형 컨버터'를 활용하여 다양한 보조전원장치용 전력변환장치 구조(1-Stage와 2-Stage)를 제안하였고, 각각의 구조에 적합한 컨버터 회로를 선정한 후 설계 및 시뮬레이션을 통해 비교하였다. 1-Stage 구조의 경우 공진형 컨버터만을 사용하였고, 2-Stage 구조의 경우 공진형 컨버터와 공진형 컨버터의 입력전압 변동을 최소화하는 Pre-regulator를 적용하였다. Pre-regulator로서 감압 컨버터 또는 승압 컨버터를 각각 적용하여 서로 다른 2-Stage 구조를 구성하고 각 방식의 손실을 비교하였다. 회로에 사용되는 소자들의 전압 및 전류 스트레스를 고려하여 소자를 선정하고 시뮬레이션을 통해 동작을 검증하였으며, 손실 분석을 통해 고효율 및 경량화에 가장 적합한 구조 및 회로를 제안하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.189-191
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• 2007

본 연구에서는 고분자전해질연료전지(PEFC)를 이용하여 보조전 원용으로 사용할 수 있는 계통연계 연료전지 시스템을 개발하였다. 또한 본 연구에서 DSP(Digital Signal Processor)를 이용한 계통연계형 전력변환장치(PCS, Power Conditioning System)와 시스템 제어기의 개발도 병행하여 수행되었다. 개발된 1kW급 보조전원용 연료전지 시스템은 다양한 조건에서의 스택 성능 실험 및 BOP 연계 시험을 통해 최적의 운전점을 도출할 수 있었으며, PID(Proportional, Integral, Differential) 운전제어 방식을 통하여 시스템의 안정적인 운전 특성을 확보하였다. 향후 본 시스템은 계통연계용은 물론 독립전원용으로도 사용이 가능할 수 있도록 전력변환장치를 설계하여 적용할 예정이다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.18-23
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• 2023

스마트 센서는 IoT (Internet of Things) 서비스 구현을 위한 단말장치 역할의 핵심 구성요소이다. 본 논문에서는 스마트 센서의 전원 공급부를 에너지 하베스팅 장치를 이용하여 설계하는 방안을 연구하였다. 대표적인 에너지 하베스팅 장치인 태양전지와 압전소자를 적용하여 전원 공급부의 성능을 확인하고, 스마트 센서의 동작에 따른 전원 공급부 최적화 방안을 분석하였다. 또한 보조 전원장치인 배터리의 수명을 증가시킬 수 있는 방안을 제안하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2006년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.248-250
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• 2006

본 논문에서는 유도가열용 전원장치의 역률을 개선함으로써 효율을 극대화 시킬 수 있는 새로운 기법을 제안한다. 일반적으로 유도가열 부하의 경우 전기적인 특성상 Q(quality factor)값이 매우 크므로 인해 전원장치에서 공급되는 대부분의 전력은 위상차에 따른 무효전력이며 더불어 입력전류 고조파에 의한 무효전력도 포함되어 있다. 이러한 무효전력 성분을 보상하기 위해 유도가열용 전원장치 인버터부에 역률보상용 콘덴서를 부착하고 적절하게 운전하여 위상차에 따른 무효전력 성분을 보상할 수 있다. 또한 컨버터부에 간단한 보조회로를 추가하여 입력전류의 고조파를 제거함으로써 고조파에 의한 역률도 개선할 수 있을 뿐만 아니라 고조파로 인해 야기되는 문제도 사전에 차단할 수 있다.