• 제목/요약/키워드: 역률 개선

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전류센서리스 단위역률 3상 PWM AC/DC Boost 컨버터 (Current Sensorless Three Phase PWM AC/DC Boost Converter with Unity Power Factor)

  • 천창근;김철우
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.105-112
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    • 2003
  • AC/DC 전력변환장치로서 위상제어 컨버터나 출력전압을 제어할 수 없는 다이오드 정류기는 역률저하 및 저차고조파 발생의 문제점을 가진다. 본 논문에서는 역률개선 및 고조파 감소의 문제점을 극복하기 위하여 3상 PWM AC/DC Boost 컨버터에 대해 연구하였다. 제안한 컨버터의 특성은 입력 단에 전류 센서 없이 전압 센서만을 사용하여 입력전류의 위상을 조정하는 비교적 간단한 알고리즘으로 단위역률을 구현하였으며, 일정 주파수로 스위칭 소자를 구동시키는 정현 PWM 방식을 채용하여 불규칙한 스위칭 주파수 방식에서 나타나는 입력필터의 설계 및 스위칭 소자 선정에 대한 어려움을 극복하였다. 본 논문에서 제안한 제어알고리즘을 시뮬레이션 한 결과 부하영역 및 발전영역에서도 단위역률이 잘 이루어졌으며 DC link 단의 출력전압이 거의 리플 없이 다이나믹한 응답특성을 보였다. 또 시뮬레이션으로 얻어진 회로정수를 바탕으로 인덕터 및 커패시터의 용량을 적절한 크기로 산정하여 실험 에 적용한 결과 같은 부하조건에서 다이오드 정류기와 비교하여 역률 및 저차 고조파가 현저하게 개선되었음을 알 수 있었다.

공통형 잡음 분석을 기반으로한 고전력밀도에 적합한 브리지리스 역률보상회로 토폴로지에 관한 연구 (Study on Topologies of High Power Density Bridgeless PFC Using CM Noise Analysis)

  • 김동관;정연호;문건우
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.303-304
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    • 2016
  • 본 논문에서는 공통형 잡음 분석을 통해 고전력밀도에 적합한 브리지리스 역률보상회로에 대해 연구한다. 이를 통해, 브리지리스 역률보상회로의 EMI 특성 악화에 가장 큰 문제가 되는 공통형 잡음을 개선을 하기 위한 방법을 분석하고, 전력밀도를 저하시키지 않으면서 EMI 특성을 개선할 수 있는 브리지리스 역률보상회로 토폴로지에 대해 연구한다. 또한, 이를 바탕으로 얻어진 회로와 동일한 전력밀도 및 EMI 특성을 가지면서 실제 산업에 적용할 수 있는 브리지리스 역률보상회로를 제안한다.

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낮은 120Hz 출력 전류 리플을 갖는 역률개선 LED 구동 회로 (Power Factor Correction LED driver with small 120Hz current ripple)

  • 박현서;박재성;오동성;홍성수;한상규
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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    • pp.382-383
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    • 2011
  • 본 논문에서는 출력 LED 전류의 120Hz 저주파 리플 저감을 위한 새로운 방식의 역률개선 LED 구동 회로를 제안한다. 제안된 회로는 역률개선용 플라이백 컨버터의 출력이 LED 구동을 위한 부스트 컨버터의 입력이 되는 구조로 높은 역률 보상과 출력 LED 전류의 120Hz 리플 저감이 가능하고, 기존에 비해 저 내압 및 저 용량의 부피가 작은 링크 캐패시터를 사용 할 수 있는 장점이 있다. 또한 제안 회로는 전력평형 만족을 위해 하나의 PWM IC 만으로 플라이백 컨버터와 부스트 컨버터를 각각 DCM 및 BCM모드로 제어하여 스위치 및 다이오드의 전류 스트레스 저감이 가능한 장점이 있다. 최종적으로 시작품을 제작하여 고찰된 실험결과를 제시하여, 제안 회로의 우수성과 이론적 분석의 타당성을 검증한다.

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단상유도성 부하와 직렬 연결된 MERS 효과검증 (Effective Compensation Method of Power Factor at Induction Load Using MERS(MAGNETIC ENERGY RECOVERY SWITCH))

  • 이동근;최동욱;고광철
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2197-2198
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    • 2006
  • 본 논문은 역률개선 효과가 있는 MERS(Magnetic Enery recovery switch)를 사용하여 에너지 효율에서의 결과를 입증하고자 한다. 전원과 유도성부하에 직렬 연결된 MERS는 Full Bridge와 비슷한 구성으로 전력용 MOSFET(or IGBT) SWITCH 4개와 전해 DC콘덴서 1개로 구성되어진다. MERS의 콘덴서는 부하와 콘덴서의 리액턴스, $X_C<X_L$을 만족하는 콘덴서의 용량을 선택하고 콘덴서에 충전된 전압에 의해 부하의 유도계수를 보상하여 역률을 1로 추종하며 개선된다. 이때 스위치는 전원 전압에 대해 zero-voltage switching 과 zero-current switching을 하게 된다. 만약 부하가 변하더라도 $X_C<X_L$을 만족한다면 자동적으로 역률은 1에 맞추어지게 된다

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단상유도성 부하와 직렬 연결된 MERS 효과검증 (Effective Compensation Method of Power Factor at Induction Load Using MERS(MAGNETIC ENERGY RECOVERY SWITCH))

  • 이동근;최동욱;고광철
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.565-566
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    • 2006
  • 본 논문은 역률개선 효과가 있는 MERS(Magnetic Energy recovery switch)를 사용하여 에너지 효율에서의 결과를 입증하고자 한다. 전원과 유도성부하에 직렬 연결된 MERS는 Full Bridge와 비슷한 성으로 전력용 MOSFET(or IGBT) SWITCH 4개와 전해 DC콘덴서 1개로 성되어진다. MERS의 콘덴서는 부하와 콘덴서의 리액턴스, $X_{c}{<}X_{L}$ 을 만족하는 콘덴서의 용량을 선택하고 콘덴서에 충전된 전압에 의해 부하의 유도계수를 보상하여 역률을 1로 추종하며 개선된다. 이때 스위치는 전원 전압에 대해 zero-voltage switching 과 zero-current switching을 하게 된다. 만약 부하가 변하더라도 $X_{c}{<}X_{L}$을 만족한다면 자동적으로 역률은 1에 맞추어지게 된다

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동기전동기의 안정도 개선을 위한 퍼지 여자제어 시스템에 관한 연구 (Fuzzy Excitation Control System for the Stability Improvement of Synchronous Motor)

  • 이준탁;이관태;김경엽
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2004년도 추계학술대회 학술발표 논문집 제14권 제2호
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    • pp.447-452
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    • 2004
  • 동기전동기를 처음 기동시킬 때는 유도전동기와 같이 동작하게 된다. 회전자가 고정자 자계에 거의 도달하였을 때 M 전류를 투입하게 되면, 회전자의 여자코일에 동기화 토크가 발생하게 된다. 그러나 동기화 토크의 부족은 회전자의 첫 동요 시, 회전자 각의 불안정을 야기하게 된다. 동기화 토크는 신속 정확한 동작 제어에 의해 회복될 수 있다. 더욱이 역률 100%의 안정도로 동작하기에는 어려운 부분이 있다. 그러므로 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 퍼지 추론 기법을 이용한 여자 전류 제어 시스템을 제안하였다. 그 주된 원리는 다양한 부하 조건하에서 부하각과 역률 100%의 동작점을 추정하고, 퍼지 추론 기법에 의해 여자 전류를 제어하는 것이다. 제안된 퍼지 제어기는 각종 특수 동작 명령어로 사용되는 마이크로프로세서형 PLC(Programmable Logic Controller)를 사용하여 구현되었으며, 전기자 전류를 감지하는 제어전압 보상기, 비교기, 그리고 쵸퍼회로로 구성된 기존의 제어기에 비해 성능이 우수하다. 이는 일련의 실험을 통해 역률 100%에서의 개선된 안정적인 동작이 가능함을 보여주었다.

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단상유도성 부하와 직렬 연결된 MERS 효과검증 (Effective Compensation Method of Power Factor at Induction Load Using MERS(MAGNETIC ENERGY RECOVERY SWITCH))

  • 이동근;최동욱;고광철
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1231-1232
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    • 2006
  • 본 논문은 역률개선 효과가 있는 MERS(Magnetic Enery recovery switch)를 사용하여 에너지 효율에서의 결과를 입증하고자 한다. 전원과 유도성부하에 직렬 연결된 MERS는 Full Bridge와 비슷한 구성으로 전력용 MOSFET(or IGBT) SWITCH 4개와 전해 DC콘덴서 1개로 구성되어진다. MERS의 콘덴서는 부하와 콘덴서의 리액턴스, $X_C<X_L$을 만족하는 콘덴서의 용량을 선택하고 콘덴서에 충전된 전압에 의해 부하의 유도계수를 보상하여 역률을 1로 추종하며 개선된다. 이때 스위치는 전원 전압에 대해 zero-voltage switching 과 zero-current switching을 하게 된다. 만약 부하가 변하더라도 $X_C<X_L$을 만족한다면 자동적으로 역률은 1에 맞추어지게 된다.

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단상유도성 부하와 직렬 연결된 MERS 효과검증 (Effective Compensation Method of Power Factor at Induction Load Using MERS(MAGNETIC ENERGY RECOVERY SWITCH))

  • 이동근;최동욱;고광철
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1691-1692
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    • 2006
  • 본 논문은 역률개선 효과가 있는 MERS(Magnetic Enery recovery switch)를 사용하여 에너지 효율에서의 결과를 입증하고자 한다. 전원과 유도성부하에 직렬 연결된 MERS는 Full Bridge와 비슷한 구성으로 전력용 MOSFET(or IGBT) SWITCH 4개와 전해 DC콘덴서 1개로 구성되어진다. MERS의 콘덴서는 부하와 콘덴서의 리액턴스, $Xc<X_L$을 만족하는 콘덴서의 용량을 선택하고 콘덴서에 충전된 전압에 의해 부하의 유도계수를 보상하여 역률을 1로 추종하며 개선된다. 이때 스위치는 전원 전압에 대해 zero-voltage switching과 zero-current switching을 하게 된다. 만약 부하가 변하더라도 $Xc<X_L$을 만족한다면 자동적으로 역률은 1에 맞추어지게 된다.

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역률 개선 기능을 갖는 2상 유도전동기를 위한 2레그형 인버터 (2-Leg Inverter for 2-Phase Induction Motor with Power Factor Correction)

  • 배진한;윤덕용
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.116-117
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    • 2014
  • 본 논문에서는 3상 IPM을 사용하여 2상 유도전동기를 위한 2레그형 인버터를 설계하였다. 3상 IPM은 6개의 스위칭 소자를 내장하고 있어서 이중 4개는 2레그형 인버터로 사용하고, 나머지 2개는 역률제어 회로에 이용할 수 있다. 이렇게 하면 하드웨어의 추가를 최소화하면서 역률제어 기능을 갖는 2레그형 인버터를 구현할 수 있다. 2레그형 인버터에서는 반드시 직류링크에 2개의 커패시터를 직렬로 연결하는데, 입력 전원의 반주기 마다 각각의 커패시터에 충방전 동작이 수행된다. 이러한 동작으로 인해 2개의 커패시터에 전압 불균형이 발생할 수 있고 커패시터 용량이 서로 다를 경우에는 이 전압 리플이 더욱 커지게 되며, 이것은 전동기에 불평형 전류를 공급하게 되어 전동기의 토크리플을 발생시킨다. 본 논문에서는 직류링크의 전압 불균형 문제가 전동기에 미치는 영향을 분석하고, 이러한 전압 불균형을 보상하여 전동기의 토크리플을 제거하고 동작특성을 개선하는 방법을 제안하며, 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이를 검증한다.

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LED 구동을 위한 단일전력단 역률개선 Forward-Flyback 컨버터 (Single-stage Power Factor Correction Forward-Flyback Converter for LED Driving)

  • 금문환;황민하;정영진;오동성;한상규
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.365-366
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    • 2012
  • 본 논문은 LED 조명용 구동회로에 적합한 새로운 단일전력단 역률개선 Forward-Flyback 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 기본적으로 Forward 컨버터로서 동작하므로 트랜스포머 자화인덕터 전류의 오프셋을 최소화 할 수 있으며 스위치 오프 시 트랜스포머 자화 인덕터 전류를 Flyback 동작에 의해 출력 측으로 회생시킴으로서 순환전류를 최소화 할 수 있다. 뿐만 아니라 기존 Forward 컨버터의 경우 입력전압이 낮은 영역에서 큰 Dead zone이 존재하므로 고역률의 획득이 어려우나 제안된 회로의 경우 매 스위칭 시 Flyback컨버터 동작을 동시에 수행하므로 높은 역률을 획득할 수 있다. 최종적으로 제안된 회로의 우수성 검증을 위해 24W급 조명용 LED 구동회로의 시작품을 제작을 통한 실험 결과를 제시한다.

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