• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.129-134
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• 2021

최근 급속한 산업 발달과 생활수준의 향상으로 인하여 전력 수요가 점차 증대되고 있고 이러한 전력수요 급증에 의해 화석연료 의존도가 높은 우리나라의 경우 국제환경 규제에 의한 온실가스 배출량의 감축 및 동결은 바로 산업 활동의 위축을 가져오게 된다. 이에 따라 환경을 국가의 산업생산 활동과 연계시키고자 하는 선진국과의 경쟁에서 많은 어려움이 발생하고 있고 이에 대한 대책으로 대체 에너지의 개발이 세계적으로 큰 관심거리가 되고 있다. 이러한 새로운 발전방식 중 비교적 용량이 작은 소규모의 발전설비는 태양광발전 (Photovoltaic generation), 풍력발전 (Wind power generation), 연료전지발전 (Fuel cell generation) 등이 있다. 그중 실용화에 있어서 중요한 요소인 연속운전 및 높은 발전효율, 장기적인 내구성을 고려할 때 가장 주목을 받는 것이 연료전지이다. 연료전지 기술은 화석연료 사용에 따른 공해요인의 제거 및 전력산업 구조조정에 따른 분산형 전원으로서 개발 및 보급 가능성이 큰 새로운 형태의 발전방식으로 주목받고 있다. 따라서 본 논문에서는 연료전지에서 발생하는 직류전원을 입력으로 하여 최종적으로 우리 일상생활에서 사용하는 교류전원을 얻는 데 필요한 전력변환 회로를 설계하여 연료전지 발전시스템을 연구 및 구성하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권5호
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• pp.62-70
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• 2007

본 논문에서는 일정 토크영역에서 승압형 PFC 컨버터와 직접토크제어(DTC) 방법을 사용하여 BLDC 모터의 구동 시스템을 DSP(TMS320F2812)로 구현하였다. 기존의 6단계 PWM 전류제어와 달리 미리 정한 샘플시간 마다 간단한 look-up 표로부터 2상 도통 모드에 대한 인버터의 전압 상태 벡터를 설정함으로써 원하는 전류파형을 만들었으며 이로부터 기존의 전류제어기보다 훨씬 빠른 토크 응답특성을 얻을 수 있었다. 또한 BLDC 모터의 비 이상적인 사다리형 역기전력에 의해 발생되는 저주파 토크변동을 저감하기 위하여 위치 loop-up 표를 사용하였다. 아울러 역률을 보정하기 위해 승압형 PFC 컨버터를 구성하였고 이 때 전파 정류된 입력전압과 출력전압, 인덕터의 전류에 의해 평균전류모드 제어 방식으로 80 kHz마다 PWM 듀티(duty)가 조절 되도록 하였다. 이와 같이 복잡한 제어 알고리즘은 초고속 DSP의 출현으로 PFC와 DTC 알고리즘이 동시에 제어가 가능하며, 본 논문에서는 DTC 알고리즘을 구현할 때 DSP의 일반 범용의 출력포트를 사용하여 구현하였고 단지 PFC에서만 1개의 PWM을 사용하여 디지털 제어기를 구현하였다. 실험을 통해 DTC 알고리즘과 PFC 컨버터를 이용한 BLDC 모터 구동 시스템의 타당성과 효용성을 보였고, 실험결과로부터 PFC 컨버터를 사용하지 않았을 때는 역률이 약 0.77이었으나 PFC 컨버터를 사용하였을 때는 부하변동에 관계없이 약 0.9997로 크게 향상됨을 확인하였다.

• KIEE International Transaction on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems
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• 제11B권3호
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• pp.112-118
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• 2001

In the near future, the voltage of power system for passenger vehicle will be changed to 42V from existing 14V./ Because of increasing power and voltage ratings used in the vehicle the motor drive system has high switching dv/dt and it generates electromagnetic interference (EMI) To solve these problems multi-level inverter system may be used The feature of multi-level inverter is the output voltage to be synthesized from several levels of voltage Because of this feature high switching dv/dt and EMI can be reduced in the multi-level inverter system But as the number of level is increased manufacturing cost is getting expensive and system size is getting large. Because of these disadvantages the application of multi-level inverter has been restricted only to high power drives. The method to reduce manufacturing cost and system size is to integrate circuit of multi-level inverter into a few chips But isolated power supply and signal isolation circuit using transformer or opto-coupler for drive circuit are obstacles to implement the integrated circuit (IC) In this paper a drive circuit of 4-level inverter suitable for integration to hybrid or one chip is proposed In the proposed drive circuit DC link voltage is used directly as the power source of each gate drive circuit NPN transistors and PNP transistors are used to isolate to transfer the control signals. So the proposed drive circuit needs no transformers and opto-couplers for electrical isolation of drive circuit and is constructed only using components to be implemented on a silicon wafer With th e proposed drive circuit 4- level inverter system will be possible to be implemented through integrated circuit technology Using the proposed drive circuit 4- level inverter system is constructed and the validity and characteristics of the proposed drive circuit are proved through the experiments.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권1호
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• pp.379-387
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• 2015

A custom power device provides an integrated solution to the present problems that are faced by the utilities and power distribution. In this paper, a new controller is designed which is connected to a multiconverter unified power quality conditioner (MC-UPQC) for improving the power quality issues adopted modified synchronous reference frame (MSRF) theory with Fuzzy logic control (FLC) technique. This newly designed controller is connected to a source in order to compensate voltage and current in two feeders. The expanded concept of UPQC is multi converter-UPQC; this system has a two-series voltage source inverter and one shunt voltage source inverter connected back to back. This configuration will helps mitigate any type of voltage / current fluctuations and power factor correction in power distribution network to improve power quality issues. In the proposed system the power can be conveyed from one feeder to another in order to mitigate the voltage sag, swell, interruption and transient response of the system. The control strategies of multi converter- UPQC are designed based on the modified synchronous reference frame theory with fuzzy logic controller. The fast dynamics response of dc link capacitor is achieved with the help of Fuzzy logic controller. Different types of fault conditions are taken and simulated for the analysis and the results are compared with the conventional method. The relevant simulation and compensation performance analysis of the proposed multi converter-UPQC with fuzzy logic controller is performed.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권2호
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• pp.594-600
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• 2017

HVDC transmission systems can be configured in many ways to take into account cost, flexibility and operational requirements. [1] For long-distance transmission, HVDC systems may be less expensive and suffer lower electrical losses. For underwater power cables, HVDC avoids the heavy currents required to charge and discharge the cable capacitance of each cycle. For shorter distances, the higher cost of DC conversion equipment compared to an AC system may still be warranted, due to other benefits of direct current links. HVDC allows power transmission between unsynchronized AC transmission systems. Since the power flow through an HVDC link can be controlled independently of the phase angle between the source and the load, it can stabilize a network against disturbances due to rapid changes in power. HVDC also allows the transfer of power between grid systems running at different frequencies, such as 50 Hz and 60 Hz. This improves the stability and economy of each grid, by allowing the exchange of power between incompatible networks. This paper proposed to establish Korean HVDC technology through a cooperative agreement between KEPCO and LSIS in 2010. During the first stage (2012), a design of the ${\pm}80kV$ 60MW HVDC bipole system was created by both KEPCO and LSIS. The HVDC system was constructed and an operation test was completed in December 2012. During the second stage, the pole#2 system was fully replaced with components that LSIS had recently developed. LSIS also successfully completed the operation test. (2014.3)

• 전력전자학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.538-545
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• 2001

본 논문에서는 영구 자석형 동기 전동기를 이용한 고속 엘리베이터 시스템 용 무기어식 구동 시스템의 개발 사례를 소개한다. 엘리베이터 구동원으로서 영구 자석형 동기 전동기의 채택은 에너지 절약, 승차감 향상, 기계실의 하중 부담 감소 및 효율적인 공간 활용 등의여러 장점을 지닌다. 전력 변환 장치로는 기존의 다이오드 정류기와 제동 저항 대신 직류단 전압 제어 회생 운전 그리고 낮은 고조파 함유율이 역률 1 제어가 가능한 승압형 PWM 컴버터를 채택하였다. 제어 시스템은 고속 대용량의 단일 DSP를 사용하여 통합형 제어 시스템을 구축함으로써 전체 제어 시스템의 신뢰성 및 성능을 크게 향상시켰다. 시험 장치로는 고속 엘리베이터용 부사 시뮬레이터 시스템을 개발하여 운전 거리에 대한 제약 없이 구동 시스템의 다양한 시험이 가능해졌다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권1호
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• pp.121-126
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• 2013

교류기기의 속도 및 토크 제어시스템에서 전력변환장치로 사용되는 싸이클로컨버터는 저속에서 토크가 크고 제어가 간단한 장점을 가지고 있다. 또한, 정류기, 직류링크부, 인버터가 설치되지 않으므로 시스템이 간단하고 대전력 시스템에 적합하다. 현재 사용되고 있는 대형선박의 추진전동기의 구동용 전력변환장치를 싸이클로컨버터로 변경하면 시스템이 간단해지므로 설치비용을 크게 감소시킬 수 있다. 하지만 기존의 싸이클로컨버터는 전력 반도체소자의 고속 스위칭에 의한 손실이 크고 출력 전압파형이 왜곡되어서 고조파 성분이 증가하게 된다. 본 논문에서는 이러한 단점을 개선하기 위해서 1차측에 위상이 다른 2개의 입력단과 2차측에 1개의 출력단으로 구성되는 상천이 필터를 설치한다. 위상이 다른 2개의 전압파형이 더해져서 2차측으로 변압됨으로써 전압파형이 정현파에 가깝게 출력된다. 그로 인해 추진전동기에 입력되는 전압파형이 개선되고 총고조파왜형율도 크게 감소한다.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권2호
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• pp.558-572
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• 2018

In addition to its modular nature, a Hybrid Modular Multilevel Converter (HMMC) assembled from half-bridge and full-bridge sub-modules, is able to block DC faults with a minimum number of switching devices, which makes it attractive for high power applications. This paper introduces a control strategy based on the Root-Least Square (RLS) algorithm to estimate the capacitor voltages instead of using direct measurements. This action eliminates the need for voltage transducers in the HMMC sub-modules and the associated communication link with the central controller. In addition to capacitor voltage balancing and suppression of circulating currents, a fault tolerant control unit (FTCU) is integrated into the proposed strategy to modify the parameters of the HMMC controller. On advantage of the proposed FTCU is that it does not need extra components. Furthermore, a fault detection unit is adapted by utilizing a hybrid estimation scheme to detect sub-module faults. The behavior of the suggested technique is assessed using PSCAD offline simulations. In addition, it is validated using a real-time digital simulator connected to a real time controller under various normal and fault conditions. The proposed strategy shows robust performance in terms of accuracy and time response since it succeeds in stabilizing the HMMC under faults.

• 전력전자학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.293-302
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• 2020

This study proposes a triple-loop current control method for the auxiliary power unit of fuel cell trains. The auxiliary power unit of fuel cell trains has a grid-connected function when power is supplied to the utility grid. Moreover, the auxiliary power unit of trains has a 1500 V DC link voltage; thus, PWM frequency cannot be increased to a high frequency. Owing to this low PWM frequency condition, creating a triple-loop design is difficult. In this study, a triple-loop controller is developed for a capacitor voltage controller in standalone mode that operates as an auxiliary power supply for trains and for a grid current controller in grid control mode with an inner capacitor voltage controller. The voltage controller employs an inductor current controller inner loop. To overcome low PWM frequency, a design method for the bandwidth of the capacitor voltage controller considering the bandwidth of the inner inductor current controller is described. The effectiveness of the proposed method is proven using PSIM simulation.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.56-63
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• 2003

본 연구에서는 감쇠상 역기전력을 고려한 토크모델이 도통 및 전환구간에서 다름을 보였으며 이를 통해 전환구간에서 나타나는 토크맥동을 수학적으로 해석하였다. 본 논문에서는 전환시간에 의해 나타나는 토크맥동을 저감할 수 있는 새로운 방식을 제안하였다. 첫째, 전환시간을 조절하여 상승상 및 감쇠상의 전류의 기울기를 일정하게 조정하는 절환지연시간제어를 제안하였다. 이를 통하여 비전환상에서의 전류맥동을 저감하였으며 직류단전압과 4배의 역기전력전압의 크기가 같아지는 임계속도 이하에서 토크맥동을 저감할 수 있다. 그러나, 역기전력 및 전환하는 전류의 관계에 의해 토크맥동이 여전히 존재한다. 특히 임계속도 이상에서는 토크맥동율이 크게 증가한다. 둘째, 역기전력과 전류의 관계에 따라 나타나는 토크맥동을 고려한 전환시점제어를 제안하였다. 제안한 방식에 의하여 BLDC 전동기의 토크맥동을 임계속도 이상에서 뿐 만 아니라 전 속도영역에서도 최소화 할 수 있다.