접지전극의 형태, 크기, 재질 및 임펄스전류의 형상에 따라 변화하는 과도접지임피던스는 접지시스템의 성능에 중요한 영향을 미친다. 본 논문은 기존의 실효임펄스임피던스가 실제 과도접지임피던스를 얼마나 효과적으로 나타내고 있는가에 대한 분석과 보다 효과적인 과도접지임피던스 평가방법에 대하여 실험적인 결과를 제시하였다. 실험에 사용된 접지전극은 저항성분과 인덕턴스를 포함한 모의 접지전극과 1[m] 탄소접지봉, 9[m] 일반동봉 그리고 40[m] 매설지선이며, 가변주파수 전류와 임펄스전류에 의한 접지임피던스를 각각 측정하였다. 각각의 값을 비교 했을 때 기존의 실효임펄스임피던스의 값보다는 전압의 최대 값과 전류의 최대 값을 이용하여 과도접지임피던스를 구한 임피던스 값($Z_1$)이 등가주파수에 해당하는 가변주파수 전류에 의해 구해진 접지임피던스에 근접함을 확인하였다.
본 논문에서는 AC 센서를 사용하는 전기자전거용 탭 인덕터 부스트 컨버터 시스템을 제안한다. 일반적으로 인덕터 전류 측정을 위해서는 DC 센서를 사용한다. 왜냐하면, AC 센서를 사용하여서 인덕터 평균 전류 크기를 측정하면 평균 전류 크기가 0이기 때문에 실효성이 있는 평균 전류 크기를 측정할 수 없다. 하지만 탭 인덕터 부스트 컨버터의 경우에는 부스트 컨버터 스위치가 닫혔을 때와 열렸을 때의 인덕터값이 달라져서 AC 센서로 측정되는 인덕터 전류 크기가 0이 아니고 AC 센서 측정값과 탭 인덕터의 턴 비를 이를 이용하여 간단한 계산을 통해 인덕터에 흐르는 평균 입력 전류 크기를 계산할 수 있다. 알 수 있다. 제안되는 시스템은 프로토타입 하드웨어로 설계되었으며 본문의 실험을 통해서 검증되었다.
본 논문에서는 스마트 그리드 배전 계통에서 선로상의 고장으로부터 계통을 보호하기 위한 인공 신경 회로망을 기반으로 하는 고장 판단 방법론을 제안하였다. 제안된 방법론에서는 먼저 전류 실효값 크기를 기반으로 일반 고장 여부를 판단하고 다음, 정상 전류로 판단되는 경우 인공 신경 회로망을 기반으로 하는 normal/HIF classifier를 이용하여 고 임피던스 지락 고장 여부를 판단하도록 설계하였다. 반복적인 DSP 모듈 기반 알고리즘 검증 시험들 중에서, 실효 값 크기가 최소 동작전류보다 작은 정상 전류 파형 시험인 경우에 normal/HIF classifier가 전류 파형을 정상상태로 인식하여 부 동작하였으며, 반면에, 저 임피던스 고장의 경우는 고장 상태로 인식하여 정해진 절차에 따라 재폐로 동작을 보임으로써 제안된 방법론의 유효성을 확인할 수 있었다.
본 논문은 연속적인 입력 전류와 낮은 스위치 전압 스트레스를 갖는 플라이백 컨버터를 제안한다. 보조 권선과 직류 차단 캐패시터를 사용하여 기존 플라이백 컨버터(CFB)의 불연속적인 입력 전류의 리플을 저감시킨다. 이를 통해 입력 전류의 di/dt를 감소시켜 낮은 EMI 특성을 갖도록 한다. 그 결과 입력 필터 크기를 줄일 수 있으며 낮은 실효 입력 전류 때문에 인공위성의 캐패시터 수명을 연장 시킬 수 있다. 또한, 하나의 스위치와 다이오드를 추가하여 스위치 전압 스트레스를 감소시킨다. 그러므로 제안 회로는 스위칭 손실이 작으며, 작은 온 저항($R_{ds(on)}$)을 갖는 스위치 적용이 가능하여 도통 손실을 저감시켰다. 본 논문에서는 제안 회로의 모드 분석과 이론적인 분석을 제시한다. 제안 회로는 현재 인공위성에 사용하는 입출력 사양인 입력 전압 50 V, 출력 전압 15V, 출력 전력 100W의 사양으로 시뮬레이션을 진행하였다. 이 결과를 통해 제안 회로의 타당성을 증명한다.
AC 배전 시스템에서 부하 기기의 국제 규제는 IEC 61000-3-12로 명확히 규제되어 있다. 이 규제는 지정된 조건으로 해당 부하 기기에서 발생할 수 있는 입력전류의 고조파 성분 허용 기준을 명시한다. 언급한 규제가 하이브리드 배전 시스템의 AC 부하에 적용되었을 때, 부하의 허용된 고조파 성분에 의한 DC 링크의 전류 리플과 전압 리플을 분석하였다. 부하 조건은 3상 평형 비선형 기기이다. 부하 전류와 DC 링크 전류, 전압 리플 및 실효값의 관계를 모든 주파수 영역에서 수식으로 보였으며, 3상 정류기 시뮬레이션을 통해 검증하였다.
2017년도 전기요금 누진세가 기존 6단계에서 3단계 구간으로 개편됨에 따라 평균적으로 요금이 낮아질 수는 있으나, 여름철 전력을 과도하게 사용할 경우 그 증가폭은 커질 수 있다. 본 논문에서는 소비전력량을 집 내부에서 간편하게 실시간으로 확인할 수 있도록 CT센서를 이용하여 소비전력량 알림시스템을 개발한다. 이를 통해 사용자는 전기사용을 조절할 수 있고, 불필요한 전기료를 절감할 수 있다. 본 시스템은 먼저 전류센서로 전류를 측정하여 emon.lib로 전압을 샘플링한 뒤 실효전류를 계산한 후 전력량, 누적시간을 구한다. 그리고 이 값들을 이용하여 소비자가 현재 누진세 적용단계를 쉽게 확인할 수 있도록LED/LCD/서보모터로 표현한다.
종래, 위상제어의 전력전자 회로는 전원에서 고주파분이 많이 포함되고 역율을 저하시키는 원인이 되었다. 그러므로, 본 연구에서는 이러한 영향을 개선시키기 위하여 Optimal PWM 방식을 제시하였다. Optimal PWM 콘버어터는 전원에서 실효 고주파분을 최소화하는 것이며, Optimal PWM 인버어터와 쌍대성이 있음을 알 수 있었다. Optimal PWM 콘버어터의 전류패턴은 Optimal PWM 인버어터의 전압패턴과 같은 스위칭패턴과 제어방법을 얻을 수 있었다. 이러한 PWM방식을 실현하기 위하여 고속 스위칭소자가 필요하게 되었다. 이전에는 강제 전류회로인 싸이리스터가 사용되었으나, 최근에 와서는 전류용 TR 또는 GTO 소자 등을 사용함으로써 이와같은 PWM 특성을 쉽게 실현할 수 있었다. 본 연구에서의 전원에서 실효 고주파 전류를 최소화하기 위한 제어방법, 회로 및 결과를 제시하였다.
본 논문에서는 태양광 발전과 계통 연계를 위한 인터페이스 회로로서 Buck-Boost 형태에 기초한 전류형 PWM 인버터를 제안한다. 제안된 전류형 PU 인버터는 두 개의 Buck-Boost토폴로지를 조합하여 구성하였으며, 입력단의 인덕터 전류를 전류 불연속 모드로 동작시켜 별도의 입력 전류의 검출 없이도 출력단을 단위 역률화 할 수 있도록 구성하였다. 결과적으로 전체 시스템의 간략화가 가능하며, 특히, 부가적인 승압 장치 없이 태양전지 발전 전압 보다 높은 실효치의 교류 출력을 얻을 수 있는 장점을 가진다. 제안하는 인버터에 대한 동작을 이론적으로 분석하고 하드웨어 구현의 타당성을 검증하기 위하여 시제품을 제작하고 실험하였다.
본 논문에서는 인덕턱스의 변화에 따른 전류 변화율을 모니터링 하여 회전자의 속도 및 위치를 추정하는 센서리스 구동방법을 제안한다. 전류의 변화율은 히스테리시스 전류제어 방법을 이용하여 인접한 두 스위치 온 타임을 비교함으로써 간단히 측정할 수 있다. 제안된 방법은 복잡한 계산이나 별도의 하드웨어를 필요치 않으므로 구현이 용이하다. 시뮬레이션과 실험 결과는 제안한 방법의 실효성을 보여준다.
본 논문에서는 저압 직류 배전 시스템에 사용되는 3-레벨 NPC DAB 컨버터의 중성점 전압 제어를 위한 향상된 스위칭 알고리즘을 제안한다. 3-레벨 NPC DAB 컨버터는 구조상 정격전압 감소를 위해 중성점을 기준으로 DC-link 단에 두 개의 캐패시터가 사용되기 때문에 중성점으로 들어오는 전류에 불균형이 발생하며 중성점 전압이 흔들리는 문제점이 나타난다. 중성점 전압이 흔들릴 경우 불균형한 전압이 변압기에 형성되며 이로 인해 전류 Offset과 실효 전류의 증가에 따른 전력 손실증가 등 전체적인 컨버터의 동작에 악영향을 준다. 따라서 본 논문에서는 3-레벨 NPC DAB 컨버터의 동작원리 및 기존 스위칭 패턴을 분석하고, 향상된 스위칭 패턴을 적용시켜 중성점 전압을 제어하는 알고리즘의 타당성을 모의시험을 통해 검증하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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