This paper describes a 100 kW high-efficiency isolated DC-DC converter for DC distribution system. The DC-DC converter consists of two dual-active-bridge (DAB) converters in parallel. The operating principle of the DAB converter is explained, and the algorithm for parallel operation of the DAB converters is proposed. Simulation and experiments are conducted to verify the performance of the proposed system. Experimental results demonstrate that the developed converter excellently marks 97.4 percent of peak efficiency under its normal operating condition.
본 논문에서는 직류배전 시스템의 안정적이고 효율적인 운전을 위한 핵심요소인 양방향 충방전이 가능한 컨버터의 새로운 적응제어 기법을 제안한다. 제안한 방법은 소프트 스위칭을 위해 영전류를 검출하는 대신 계산을 통하여 동작 주파수를 결정한다. 따라서 다양한 입출력 조건에서 쉽게 소프트 스위칭이 가능하다. 효율 향상을 위해 다상 인터리빙 기법을 적용하였으며 이는 전류 리플 또한 줄일 수 있어 캐패시턴스를 줄이는 효과를 얻을 수 있다. 이와 같은 방법은 영전류 검출 회로가 필요하지 않기 때문에 양방향 구동 시 회로의 구성이 간편하며 전류 제어의 불안정성이나 노이즈 문제를 완화시킬 수 있다. 제안한 방법은 동작원리 분석을 바탕으로 200W 다상 벅-부스트 컨버터의 하드웨어 실험을 통해 효용성과 타당성을 검증하였다. 넓은 범위에서 고효율을 보였으며 최대 98.5%의 효율을 나타내었다.
본 논문은 직류배전에서 신재생에너지와의 연계를 위한 3상인터리브드 벅 컨버터의 제어 및 동작원리, 시뮬레이션을 다루었다. 인터리브드의 정확한 설계에 기반이 되는 인터리브드 벅 컨버터의 구성 및 동작원리 에 대하여 서술하고, 3상 인터리브드 벅 컨버터의 제어를 위한 제어기를 설계하여 PSIM 9.0을 사용하여 검증하였다. 또한 같은 스팩의 벅 컨버터와 비교하여 각 부의 전류 및 전압이 어떤 차의를 가지는지 살펴보았다.
본 변환기는 교번자계의 원리에 의한 보통 변환기가 아니고 회전자계의 원리를 이용한 변환기로서 상변환, 주파수변화, A.C.에서 D.C. 전원변환, D.C.에서 A.C. 전원변환, 속도제어, 진상기 등을 얻을 수 있는 경제적이고 능률적인 변환기를 얻을 수 있다. 임의의 다상을 얻을 수 있는 이 변환기는 다상 전원을 필요로 하는 수은정류기 등에 응용할 수 있고 A.C.전원에서 D.C.전원의 대용량전원을 얻어 D.C.전원이 필요로 하는 직류전철의 전원, 직류송전의 전원등에 이용할 수 있고, D.C.전원에서 A.C.전원을 얻어 교류전력기를 운전할 수 있으며 D.C.송전선에서 A.C.로 변환하여 종전의 A.C.배전선에 공급하면 D.C.송전을 이용한 송전손실을 경감시킬수 있고 주파수를 변환하여 속도제어를 하는 등 광범위하게 그 응용이 가능한 것이다.
This paper describes a resonant fly-back converter for high-voltage de distribution system. The proposed converter operates to change high-voltage de into low-voltage de with isolation and large converting ratio. The converter has a thyristor switch with an LC resonant circuit for commutation in the primary side of the gap transformer. The operation of the proposed system was verified through computer simulations and hardware scaled-model tests. The proposed system can be implemented with commercially available components and proven technologies.
DC 마이크로그리드는 태양광과 연료전지와 같은 DC 출력의 분산전원, 풍력이나 가스엔진과 같은 AC 출력의 분산전원이 이차전지나 수퍼커패시터와 같은 에너지 저장장치와 직류로 결합되어 있는 구조로, 최근 급증하고 있는 디지털부하에 고품질, 고신뢰도 전력을 공급하는 새로운 직류배전시스템이다. 본 연구에서는, 먼저 DC 마이크로그리드의 한 시스템 구성을 가정하고, 이들 분산전원과 에너지저장의 컨버터를 제어하는 기법을 제안하였다. 또한 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 사용하여 각각의 분산전원의 세부모델을 구현하고, 이를 DC 마이크로그리드로 구성한 후 분산전원의 생산량, 에너지저장의 저장량, 부하의 소모량, 연계 계통의 공급량을 타당한 시나리오로 가정하여 전체 마이크로그리드의 동작을 분석하였다.
If DC voltage adjustment can be controlled very easily, it is much more effective rather than AC in transmission efficiency. The main reason why DC is more effective than AC, DC has the same role as the 70[%] of AC whenever the same power send. In addition, AC streams the surface of electrical wire, but DC streams overall of electrical wire. Digital load, which is operated by DC, has increased in modern times. The step of convert of AC-DC has to be reduced. When we turn the dispersed AC-DC converters into the concentrated AC-DC converter, it can improve the effective of the whole system. Further more, if digital society develops more than now and the time of electric vehicle comes, the need of DC will increase much more than these days. This paper suggests that DC output of distributed power source and high efficient 3 phase PWM converter can control the adjustment of output voltage, harmonic restraint, power factor improvement and dump power.
본 논문에서는 배터리를 포함한 태양광 발전 시스템에 직류배전 기능을 추가하여 효율적인 전력운용이 가능한 UPCS (Universal Power Conditioning System)의 구성 및 운용 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘과 토폴로지는 시뮬레이션을 통하여 기능을 검증하고 실제 가정용을 대상으로 3kW의 시제품을 제작하여 성능을 검증한다.
Mallory의 회로를 변형하여 변압기를 사용하지 않은 새로운 배전압회로를 구성하였고 직류출력전압의 regulation에 있어서 Mallory의 회로보다 훨씬 우수한 결과를 얻었다. 또 출력파형을 해석하고, 직류출력전압과 출력전류와의 관계를 간결한 반사식으로서 표현하였고 이 관계식이 실험결과와 잘 부합되어 있음을 보였다. In this paper, a new transless voltage doubler circuit which is a modification of Mallory circuit is proposed, Regulation characteristics of the new circuit is much superior to that of Mallory's. The analysis of output waveform is applied, an4 a simple and practical relation between dc output voltage and dc output current is derived. It is shown that this formula is coincide with the experimental results.
배전계통에서 병렬아크는 전선이나 노후된 설비의 절연파괴에 따른 합선에 의하여 발생하고 직렬아크는 차단기, 소켓-플러그, 커플러 등 접속기에서 부하와 전원이 분리되는 경우에 발생한다. 이러한 아크현상에 대응하기 위해서는 아크의 특성을 해석하고 그에 따른 아크소호방법이 제시되어야 한다. 병렬아크는 1889년 발견된 Paschen의 법칙에 따르며, 평행한 금속판 사이에 아크방전이 시작되는 항복전압이 매질가스의 종류 및 압력과 개리거리에 따른 함수로 규정된다. 반면, 직렬아크는 아직까지 명확한 해석방법이 제시되어있지 못하다. 본 논문에서는 직류 차단기에서 발생하는 직렬 차단 아크의 촉발과 지속적인 발생, 소호에 대한 특성을 분석하여 3가지 특성을 기반으로 하는 직렬 차단아크전류 모델을 제안하고 실험을 통하여 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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