본 논문에서는 12펄스 위상제어 정류기 및 수동 필터와 능동필터로 구성된 KCCH 싸이클로트론 전자석용 고정밀, 고안정 전류 전원장치를 위한 각 구성 부분의 제어 및 설계 특징은 다음과 같다. 12펄스 싸이리스터 컨버터의 출력전압 제어를 위하여 아날로그 phase-locked oscillator 점호방식과 함께 부하에 비해 빠른 동특성을 가지는 내부 전압제어 루프를 구성하여, 입력전원과 변압기의 불평형에 의해 발생하는 저차고조파를 줄어들게 하였다. LC 수동필터와 MOSFET으로 구성된 능동필터를 직렬로 연결하여 출력전압 리플을 허용치 이하로 낮추었다. 12펄스 컨버터 출력전압 리플의 최대 peak-to-peak값이 0.1% 이하가 되도록 수동필터 값을 설계하였으며 설계과정을 제시하였다. 16bit D/A와 A/D에 의해 디지털로 제어되는 pass bank MOSFET 레귤레이터는 출력리플의 slow drift 제어와 설정치 값의 정확한 제어를 가능하게 한다. 또한 MOSFET는 전압 구동형 소자이며 turn-on 전류 도통 시에 양의 저항계수를 갖기 때문에, 첫째 전류 구동소자에 비해 간단한 구동회로를 가지며, 둘째 소자의 병렬 연결이 용이하다는 이점을 갖는다. 본 논문에서는 전류 전원장치 각 부분의 설계에 대하여 상세한 설계결과를 제시하며, 실험결과를 통하여 제안된 설계방식의 우수한 정적 및 동적 특성을 입증한다.
본 논문은 고주파 유도 가열기의 전력조절을 위해 뉴로-퍼지 알고리즘을 이용하고, IGBT를 사용한 위상 전이 펄스변조(PSPM)와 주파수 추종 펄스변조(FEPM) 가 조절되는 공진 고주파 인버터를 응용한 유도가열기를 설명한다. 이는 실제로 산업 현장에서 20KHz~500KHz 유도 가열 및 유도 용해 전원장치용으로 쓰인다. 위상 전이 펄스변조 (PSPM) 정전력 조절 기술을 바탕으로 한 적응 주파수 추종기법은 스위칭 손실을 최소화하고 전력조절을 용이하게 하기 위해 소개되어졌다. 뉴로-퍼지제어기를 사용하여 만들어진 실험장치는 성공적인 논증과 토의가 되어졌다.
본 논문은 용량성 결합 플라즈마 응용 시스템을 위한 전류형 토폴로지 기반의 전력 변환장치 구조를 제안한다. 제안된 시스템은 독립적으로 제어된 두 개의 고 정밀 펄스 전류를 부하로 출력하는 병렬 연결된 전류형 전력 변환장치로 구성된다. 전체 회로 토폴로지는 네 가지 세부 부분; 바이어스 전류 발생기, 바이어스 전류 모듈레이터, 슬롭 전류 발생기, 슬롭 전류 모듈레이터로 구성되어 있다. 제안된 시스템은 빠른 과도 특성을 위해 1200V/90A급 SiC MOSFET 스위치를 사용하였다. 제안된 전력 변환장치는 4.5kV의 출력전압, 40A급 출력전류와 100ns급 전류 상승/하강 특성을 충족시키도록 설계되었다. 본 연구는 펄스 전류형 전력 변환회로를 제안함으로써 전압형 전력 변환장치에 비해 전압 스파이크 및 전압 파형 왜곡을 줄여 보다 정확한 출력 전압을 발생시킴으로써 용량성 결합 플라즈마 시스템의 안정도 및 정밀도를 향상시킬 수 있다.
포항가속기 연구소에서 3.0 GeV의 에너지로 성능향상(PLS-II)를 위하여 선형가속기에 모듈레이터를 증설하였다. 추가 증설을 위하여 사용될 200 MW 인버터 모듈레이터를 설계, 제작, 시험하고자 한다. 모듈레이터에는 Inverter type 고전압 전원장치를 사용하였으며 사양은 펄스 전압 400 kV, 전류 500A, 펄스폭 8us, 반복횟수 30 Hz이며 부하는 80 MW 클라이스트론을 사용하여 시험할 하였다. 본 논문에서는 설계, 제작 및 시험 결과에 대하여 논하고자 한다.
스위치드 리럭턴스 전동기(switched reluctance motor : 이하 SRM 이라 칭함)는 가변 인덕턴스 프로파일의 비선형성과 리플성분이 포함된 펄스전류에 구동되는 본질적인 특성 때문에 토오크는 맥동성분을 포함한다. 본 논문에서는 토오크의 맥동에 영향을 미치는 전류파형 형태를 고찰하고, 속도나 부하에 관계없이 어드밴스 각(advance angle)와 여자전압을 제어함으로써 토오크 맥동을 저감할 수 있는 단일 펄스모드 스위칭 제어방법을 제안하였다. 그리고 설계 제작된 6/4 SRM을 이용하여 제안한 스위칭 제어방법의 타당성을 실험적으로 확인하였다.
콘덴서에 고압으로 축적된 에너지를 부하로 전달해주는 스위칭기술은 고전압 펄스 파워 분야에서 아주 필수적이다. 이러한 관점에서 볼 때, 트리거 갭 스위치는 흔히 연구실에서 용이하게 사용할 수 있고, 갭 간격을 조정함에 의해 방전전압을 가변할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 트리거 갭 스위치는 트리거 방전없이 생기는 자가방전이 발생하거나 트리거 방전이 생겨도 주방전이 일어나지 않는 경우가 있다. 본 연구에서는 이러한 일반 트리거 갭의 단점을 보완하고 확실하게 동작하는 갭 스위치의 제작에 필요한 데이터 확보를 위해 Nd:YAG 레이저를 트리거 갭 스위치 음극에 조사해 전극사이의 거리 g와 압력에 따른 최소트리거전압 $V_{T.min}$의 특성을 파악하였다.
The pulsed Power system has been widely used to many applications, such as E/P(Electrostatic Precipitator), DeNOx/DeSOx power system, often generator, etc. In this paper, we study EMTP analysis and characteristics of critical voltage and load in impedance on various electrode length of pulse corona. To obtain a stable pulse voltage, we designed a compact pulse generator switched MOSFET and tested their characteristics by adjusting electrode length and pulse repetition. As a re sult, critical voltage of pulse corona and load impedance on increasing electrode length were decreased. These results indicate we can control critical voltage of pulse corona and suppress arc discharging between two electrodes.
The high-voltage pulse generator consists of transformers of fundamental wave and harmonic waves, and shunt capacitors. The pulse has the fundamental wave and the harmonic waves that have been as a series circuit by the transformers to make high voltage pulse. This paper shows that pulse generator circuit is analyzed by using transformer equivalent circuits with the effect of load and simulated in time domain using Matlab program. The output voltage of pulse were obtained to 2.5kHz, 2.0kV. In high voltage circuit, capacitors are related to frequency band pass characteristics. Also, it is shown that the voltage of output pulse increases according to the growth of load.
ITER(국제 열핵융합 실험로) 핵융합 토카막 장치의 초전도 코일 부하에는 대용량 AC-DC 4상한 컨버터가 필요하다. 4상한 컨버터는 대용량 부하에 전력을 공급하기 위해서 12펄스 위상 제어 정류기의 양방향성 병렬 구조로 이루어져 있다. 컨버터의 안정된 정역 변환 동작을 위한 방법으로 순환 전류를 이용한 알고리즘이 필요하며, 본 논문에서는 4상한 컨버터의 안정된 동작을 위한 순환전류의 알고리즘을 해석 및 연구하였다. 또한 RTDS(Real Time Digital Simulator)의 RSCAD 시뮬레이션을 통해 동작 모드에 따른 컨버터의 스위칭 동작을 확인하였으며, 실제 4상한 컨버터를 RTDS와 연계하여 순환전류를 이용한 정역 운전 변환에 대한 실험 결과를 입증하였다.
The novel control method of ZVS Full-bridge PWM converter with pulse load current is proposed. This new control method can reduce the switching loss of switches during no load condition. Moreover by using feed-forward load current information this method can obtain better transient dynamics compared to the system with only linear feedback control.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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