Ka, Dong-Hoon;Ahn, Tae-Young;Bong, Sang-Cheol;Kim, Don-Sik
Proceedings of the KIPE Conference
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2008.06a
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pp.58-60
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2008
본 논문에서는 영전압 스위칭 풀브릿지 DC-DC 컨버터의 회로방식에 대한 전력변환 효율 특성을 빠르고 효과적으로 분석 할 수 있는 방법에 대해 보고한 것이다. 먼저 기존회로에서 내부손실이 없는 이상적인 등가회로를 유도하고 스위칭 동작 파형을 이용하여 주요부분에 대한 전류의 실효값을 유도하였다. 이상적인 등가회로에 내부손실 저항을 삽입하고 전류의 실효값으로부터 주요소자의 전도손실을 계산하여 컨버터의 전력변환손실과 효율을 예측할 수 있도록 하였다. 해석 방법의 타당성을 검토하기 위해서 입력전압 400V, 출력전압 12V, 최대전력 720W의 시험용 회로를 구성하여 해석 결과와 비교 하였다.
최근 계속되는 유가 상승과 화석에너지의 고갈 문제, 그리고 환경에 대한 관심 증가로 인해 자동차의 연비 개선 및 배기가스 저감을 위한 친환경 자동차 기술로 전기자동차에 대한 연구 활동이 활발하게 진행 중이다. 전기자동차에서 동력을 발생시키는 대용량 전동기는 큰 토크 발생에 필요한 전류를 받아들이기 위하여 내부적으로 이중 권선을 갖도록 구성되어 있고, 인버터 전력소자는 대용량 소자를 사용하거나 병렬로 구성하여 전동기 1상의 전류를 감당하도록 되어 있다. 본 논문에서는 전동기의 이중 권선에 인버터의 전력회로를 병렬로 구성하여 6선 3상으로 연결함으로써 전동기에 인가되는 인버터의 PWM 스위칭 주파수를 기존보다 낮게 사용하더라도 스위칭 소음, 전류의 맥동 및 손실을 줄일 수 있는 방법을 제안하였다.
Phase Shifted PWM은 각각의 셀이 동일한 스위칭 주파수로 PWM을 수행하므로 전압지령의 크기와 관계없이 셀 간의 전력은 동일하나, 각 셀 출력 전압의 위상이 다르므로 무부하 운전이나 부하의 급변동 시 발생하는 회생이 특정 셀에 집중되고 전압지령과 실제 출력전압 사이의 위상 차이가 존재하는 단점을 가지고 있다. 반면 기존 Level Shifted PWM은 전압지령의 크기에 따라 각 셀 간의 스위칭 조건이 다르고 동일 전력 분배가 되지 않는 문제를 가지고 있어 이를 개선하는 Level Shifted PWM 방법에 대해서는 이미 연구가 진행된 상태이다. 본 논문에서는 제어기가 분산화된 H-브릿지 멀티레벨 인버터에 각 셀의 스위칭 조건을 동일하게 유지하는 Level Shifted PWM을 적용하기 위해서 전압지령을 보정하는 방법을 사용하였고 시뮬레이션과 시험을 통해 제어기가 분산화된 H-브릿지 멀티레벨 인버터에 적용 가능함을 증명하였다.
최근 전력수요가 늘어남에 따라 전력공급의 부족 현상이 빈번히 발생하고 있다. 이런 문제점의 예방책으로써 Energy Storage System (ESS)가 고려되고 있으며, 그 중 가정용 ESS는 3kW 정도의 용량이 선호되고 있다. 이러한 레벨의 용량을 갖는 ESS는 40~50V의 공칭전압으로 설계하는 것이 일반적이다. 3kWh 급 가정용 ESS를 220V 교류 계통과 연계하기 위해 계통 연계 인버터는 낮은 ESS의 배터리 전압을 승압하여야 한다. 이 때, 인버터의 AC 출력 전압을 증가하는 방법으로 상용주파수의 변압기를 사용하는 방법을 생각할 수 있다. 이때 LC필터는 변압기의 1차 측 또는 2차 측에 설치 될 수 있다. 후자의 경우 Power Conditioning System (PCS)에 의한 스위칭 주파수의 구형파를 상용변압기에 통과시킬 때 변압기 내의 기생성분들이 나타나는 현상으로 인하여 출력효율이 낮아지게 된다. 본 논문에서는 가정용 ESS의 스위칭 파형에 따른 상용 변압기의 특성에 대하여 연구한다.
산업용 인버터에서 출력전압은 소자의 전압강하와 데드타임에 의해 왜곡이 발생되며, 이로 인해 출력 전류의 품질을 저하시키고 전동기 축 토크의 진동을 유발한다. 이러한 현상을 방지하기 위해서는 출력전류에 따라 출력전압을 보상하여야 한다. 하지만 임의의 스위칭 주파수에서 측정된 전압왜곡량으로 보상량을 결정할 경우, 스위칭 주파수가 변경되면 전압 왜곡이 커지게 된다. 따라서, 소자의 전압강하와 데드타임에 의한 전압 왜곡은 스위칭 주파수에 따라 적절히 변경되어야 한다. 본 연구에서는 인버터 전력소자의 전압강하량과 데드타임량을 개별 측정하여 보상하는 방법을 제시하였고, 그 유효성을 실험을 통해 검증하였다.
3-레벨 중성점 다이오드 클램프(NPC) 컨버터는 high-power medium voltage(MV)에서 많이 응용된다. 하지만 3-레벨 중성점 다이오드 클램프(NPC) 컨버터는 각 스위치 소자에서 손실이 불균형하게 발생하게 되어 스위치 소자 간 성능이 불균형하게 된다. 따라서 본 논문에서는 단상 3-레벨 중성점 다이오드 클램프(NPC) 컨버터의 기존 모델 예측 제어의 스위칭 패턴을 분석 및 스위칭 순환방식을 이용한 효율적인 스위칭 상태를 갖는 모델 예측 제어를 제안한다. 이를 통해 PI 제어기 기반의 펄스 폭 변조 방법과 기존 모델 예측 제어 방법의 손실 비교를 통하여 제안하는 모델 예측 제어 성능을 검증한다.
The Q-switching the shutter or the different optical science element puts in within the laser light resonator and the storehouse departs from the within the resonator it loses the mortar and the reversal distribution which when is sufficient creates from within the active medium, opens the shutter instantaneously and it is to do to be made to emit with the light where the energy which is accumulated within the resonator is strong very. Like this Q-switching of laser resonator--It decreases factor increasing suddenly to make. To method of Laser Q-switching mechanical switching methods, electro-optic switching methods and switching by saturable absorber methods, acousto-optic switching method etc. 4 kind are being used on a large scale. In these people the conversion which is electric in compliance with the effect which is electrooptics is widely being used the Q-switching pulse of short pulse width because being it will be able to create. Consequently, Pockel cell where it has the quality of electrooptics effect) the Q-it is become known that it is suitable it uses with switch. From the research which it sees FET and one-chip microprocessor where it is a switching element and pulse transfomer to plan and produce pockel cell Q-switch driving gears, pulse style Nd: It applied in YAG Laser system and it investigated and researched the operating characteristic of the Q-switch. Also, the Q-switch leads and Nd where it is output: YAG with forecast in compliance with a theoretical calculation it comes to buy laser beam side politics it compared and laser beam qualities which had become Q-switching it analyzed.
In this paper, the Variable Structure System(VSS) theory with new continuous switching dynamic equation is used to design an automatic controller for the active nutation damping in momentum bias stabilized spacecraft. In the application of VSS theory to a linearized multivariable system with the nutation damping systems, there exist some disadvantages such as how to determine the switching gains and how to reduce the chattering phenomina and reaching phase in input and state trajectories. To solve these drawbacks, this paper presents the continuous switching dynamic equation instead of the discontinuous switching logics to obtain the sliding mode. The new design approach is much simpler than the VSS theory. And there do not exist chattering phenomina in this method because the obtained control inputs are continuous. Simultaneously the reaching phase is reduced by a suitable choice of design factor.
Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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v.11
no.9
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pp.793-800
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2001
This paper deals with a new design methodology for a switching-type fuzzy-model-based controller in continuous and discrete-time system. Takagi-Sugeno (TS) fuzzy model is employed to design the switching-type fuzzy-model-based controller. A switching-type fuzzy-model-based controller is constructed based on the spirit of “divide and conquer”. The global system which has several rules in divided into several subsystems and then, a solution is found at each subsystem. The global solution is determined by a conjunction of the solutions of each subsystem. The design conditions are formulated in terns of linear matrix inequalities (LMIs), which guarantee the stabilization of a given TS fuzzy system. Simulation examples are included for ensuring the proposed control method.
본 논문에서는 3상 듀얼 액티브 브리지 (3P-DAB) 컨버터의 경부하 조건에서 전력 변환 효율을 향상시키기 위한 효과적인 스위칭 알고리즘을 제안한다. 3P-DAB 컨버터는 교차배치 (Interleave) 구조로 인한 작은 필터 크기와 낮은 전도 손실을 얻을 수 있고, 추가적인 회로없이 소프트 스위칭이 가능하며 양방향 전력 흐름에서의 무절체 제어로 인해 고전력 애플리케이션에서 널리 사용되는 토폴로지 중 하나이다. 그러나 3P-DAB의 위상천이 방법(SPS)을 이용한 제어 방식의 경우 경부하 조건에서 영전압 스위칭(ZVS)의 실패 가능성이 높기때문에 효과적이지 않다. 본 논문에서는 SPS 제어 알고리즘과 비대칭 시비율 변조법 (Asymmetrical Pulse Width Modulation; APWM)을 연쇄적으로 사용하여, 경부하에서 스위치의 ZVS 영역을 넓히고자 한다. 3-kW의 3상 DAB 컨버터의 시작품을 구현하고 실험을 통해 제안된 방법의 효율성을 검증 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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