본 논문은 전력변환 시스템의 제어 특성 개선을 위해 전향제어를 갖는 다변수 상태궤환제어를 제시하였다. 이론의 적용대상은 3상 전압형 PWM 컨버터 및 인버터 그리고 3상 전류형 PWM 컨버터 및 인버터 시스템이며, 이들의 등가회로 및 모델링이 유도되고 해석되었다. 다양한 시뮬레이션에 의해 제시된 방법의 타당성을 검증하였다.
본 연구에서는 단상 PWM 컨버터와 3상 PWM 전압형 인버터 유도전동기 운전으로 나누 어져 있다. 단상 시스템의 교류 전원의 주파수에는 순시전력의 맥동성분을 가진다. 컨버터의 직류 맥동전압은 맥동성분을 발생시킨다. 결과적으로 인버터의 출력전압과 전류의 파형은 왜곡된다 시스템의 정상상태는 상태공간법으로 해석된다. 이러한 모든 사항은 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 확인하였다.
MSIS(Modular Scalable Inverter System)에서 모터 구동 시 발생하는 고주파 성분의 순환 전류는 구동 시스템의 효율 및 신뢰성을 저하시키기 때문에, 이를 저감하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 동기화 기법의 구현이 필수적으로 요구 된다. 본 논문은 MSIS에서 PWM 동기화 기법을 적용하기 위한 모터 구동 인버터용 제어보드의 설계에 관한 것이다. 제어보드 간 PWM 동기화 기법을 적용하기 위해 DSP(Digital Signal Processor)의 EPWMSYNC를 활용하였다. EPWMSYNC은 서로 다른 DSP간 PWM의 위상을 동기화하는 기능으로 DSP의 EPWMSYNCO과 EPWMSYNCI를 사용한다. 설계한 제어보드는 EPWMSYNC 신호를 광케이블을 통해 다른 제어보드로 연결할 수 있도록 설계하여, 제어보드 간의 절연과 잡음의 영향을 최소화했다. 본 논문에서 설계한 제어보드의 EPWMSYNC를 시험하였으며, 600W급 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)을 부하로 사용하는 시스템에서 설계된 제어보드의 유효성을 검증하였다.
This paper proposes a utility parallel processing inverter system, which consists of a voltage source PWM inverter, isolation transformer and a reactor linking the inverter to utility line. This system realizes following functions : (1) voltage phase frequency and amplitude synchronization between inverter and utility line at stand-alone mode. (2) current phase synchronization between inverter and load at parallel mode. Therefore, despite sudden increase in load current over setting point at stand-alone mode, inverter system can be transferred into parallel mode immediately without transient current. Furthermore, high frequency(18KHz) PWM control and sinusoidal filtering improve the inverter output waveform by eliminating high order harmonic components as well as low order. As a switching device, IGBT is used for high frequency switching and large current capacity.
본 논문에서는 태양광 발전시스템을 이용한 승압 초퍼와 전압형 PWM(Pulse Width Modulation) 인버터인 전력변환기로 구성하였고, 안정된 변조를 위해서 동기신호와 제어신호를 원칩 마이크로프로세서에 의해서 처리하였다. 전력비교에 따라 시간 비율을 변화시키지만 태양전지는 전형적인 수하특성을 갖고 있어, 일사량과 온도변화에 관계없이 항상 최대 출력점을 추적하도록 승압초퍼를 제어하였다. 또한 PWM 전압형 인버터는 태양전지가 연속 발전할 수 없는 단점을 보완하기 위해 일반 상용전원과 연계함으로써 약 $10{\sim}20[%]$ 전력절감효과를 얻을 수 있는 에너지절약 전원 복합형 전력변환장치로 구성하였다. 그리고 태양광 발전의 효율을 높이기 위하여 센서와 마이크로프로세서를 이용한 태양광위치추적 장치를 설계하여 고정방식의 태양광 발전에 대하여 비교해 보았다. 그 결과, 태양광 위치추적장치는 고정방식의 태양광 발전에 비해 5% 정도 개선됨을 알 수 있었다. 또한, PWM 전압형 인버터와 위상동기를 위해서 계통전압을 검출하여 계통전압과 인버터 출력을 동상 운전하므로 잉여전력을 계통과 연계할 수 있게 하였다. 그리고 고역율과 저고조파 출력을 유지함으로서 부하와 계통에 전력이 안정하게 공급될 수 있도록 제어하였다.
본 논문에서는 새로운 변조방식을 사용한 단상 인버터 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 buck-boost 변환기와 인버터로 구성되며 새로운 변조방식인 PWAM(Pulse Width/Amplitude Modulation)방식을 사용하여 제어한다. PWAM방식은 PWM(Pulse Width Modulation)방식과 PAM(Pulse Amplitude Modulation) 방식이 혼합된 새로운 변조방식이며 인버터의 입력단에 위치한 buck-boost 변환기는 일정한 직류전압을 입력으로 받아 가변 직류전압으로 변환한다. 인버터는 buck-boost 변환기에서 출력된 가변 직류전압을 입력으로 하며, PWM 구간에서는 PWM 스위칭을 하고 PAM 구간에서는 인버터가 스위칭을 하지 않음으로써 정현 교류전압으로 변환한다. 제안한 PWAM방식을 사용한 단상 인버터 시스템은 PAM 구간에서 스위칭 동작을 하지 않으므로 기존의 방식에 비해 스위칭 횟수가 감소하여 스위칭 손실을 줄일 수 있다.
This paper suggests a new type of 4-switch inverter for switched reluctance motor drives. 4-switch Inverter topology is studied to provide possibility for the realization of cost of 3-phase SRM drive system. We used Y-connection and two-phase exciting method. For effective utilization of the developed system, a direct current controlled PWM scheme is designed and implemented to produce the desired dynamic. We solve to balance the neutral point of Y-connection by the direct current controlled PWM and examine the performance of proposed system. With the algorithm and developed control scheme, is expected that the proposed system can be widely used in commercial applications with a reduced system cost.
With the advent of power semiconductor switching devices, power electronics relating to high frequency electromagnetic eddy current based induction heating technology have become more suitable and acceptable. This paper presents high-frequency induction heating cooking appliance circuit based on the zero current switching-PWM single ended push-pull(ZCS-PWM SEPP) resonant inverter added AC-DC converter. This inverter uses pulse-width-modulation(PWM) control method with active auxiliary quasi-resonant lossless inductor snubbers and a switched capacitor. To improved the transient performance, the PI controller is applied for this system. For the systematic parameter optimization of the PI controller, the gradient-based optimization algorithm is applied. The performance of optimized parameters is evaluated using simulation and experimental test. These results show that the proposed systematic optimal tuning method improve the transient performances of this system.
As global environmental regulations have been strengthened, the eco-friendly market has grown rapidly. In the field of aircraft, research on electric vertical take-off and landing aircraft that can enter city centers and perform personal air transportation using electric propulsion is ongoing. For aircraft using electric propulsion methods to operate reliably, electric power thrust systems are a key factor. Electric aircraft require a high power density for propulsion systems with strict limits on volume and weight. The efficient control of inverter systems is essential for achieving high power density. Therefore, in this paper, the characteristics of inverters and motors were analyzed through simulations based on the space vector pulse width modulation (PWM) and discontinuous PWM methods for controlling inverter systems.
In a PWM inverter-fed IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) drive, a dead time is inserted to prevent a breakdown of switching device caused by the short-circuit of DC link. This distorts the inverter output voltage resulting in a current distortion and torque ripple. In addition to the dead time, nonlinearity exists in switching devices of the PWM inverter, which is generally dependent on operating conditions such as the temperature, DC link voltage, and current. The voltage disturbance caused by the dead time and inverter nonlinearity directly influences on the inverter output performance, and it is known to be more severe at low speed. In this paper, a new compensation scheme for the dead time and inverter nonlinearity under the parameter variation is proposed for a PWM inverter-fed IPMSM drive. The overall system is implemented using DSP TMS320F28335 and the validity of the proposed algorithm is verified through the simulation and experiments.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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