• 제목/요약/키워드: Series Capacitor

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직류 링크 전해 커패시터의 수명 추정 (Life Estimation of DC Link Electroytic Capacitors)

  • 이동춘
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2000년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.57-60
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    • 2000
  • An aluminum electrolytic capacitor is used in DC Link of ac motor drive system. In this case it usually has the shortest lifetime in the system and then determines the system lifetime. Therefore life estimation of the electrolytic capacitor is needed for maintenance of th circuit. In this paper a method for life estimation is presented with a ESR(equivalent series resistance) model and a heat transfer model of capacitor that can be used to estimate operating temperature it is investigated through a simple example using ESR and heat transfer.

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인버터용 전해커페시터의 수명 추정 (Life Estimation of Electrolytic Capacitors in Inverters)

  • 이동춘
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 추계학술대회 논문집 학회본부 A
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    • pp.243-245
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    • 2000
  • In general, aluminum electrolytic capacitors are used in the DC link of PWM inverters fur ac motor drives. The capacitor usually has the shortest lifetime in the system and then determines the lifetime of the inverter system. In this paper, a method of capacitor lifetime estimation is proposed by using an ESR(equivalent series resistance) model and a heat transfer model of capacitor, from which internal operating temperature is estimated. Then, the lifetime is predicted by Arrhenius's equation. A practical example is presented.

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3상 인버터 시스템에서 주파수 특성을 고려한 필름 콘덴서의 DC-link 적용 방법에 관한 연구 (The study on DC-link Film Capacitor in 3 Phase Inverter System for the Consideration of Frequency Response)

  • 박현수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.117-122
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    • 2018
  • 대용량 3상 시스템 에어컨은 최근 들어 소비 전력 저감을 위해 인버터 회로를 포함하고 있다. 인버터 회로는 교류를 다이오드를 통해 정류하고 DC-link 전원부 콘덴서에 의해 평활된 직류를 사용한다. 이 때 평활에 사용되는 DC-link 전원부 콘덴서는 전압 리플, 전류 리플 조건을 만족하기 위해 전해 콘덴서가 일반적으로 사용된다. 콘덴서의 용량을 줄이게 되면 회로부의 크기 및 무게, 비용을 줄일 수 있게 된다. 본 논문에서는 최소점 추정 PPL(Phase Locked Loop) 위상 제어와 평균 전압 d축 전류제어 기법을 조합하여 입력 리플 전류를 약 90% 저감하는 알고리즘을 제안한다. 입력 리플 전류의 감소로 인해 DC-link 콘덴서의 전류 리플도 감소하므로 콘덴서의 용량을 줄일 수 있지만 전해 콘덴서의 경우 등가 직렬 저항(ESR : Equivalent Series Resistance)이 크기 때문에 발열로 인한 수명이 한계를 가진다. 본 논문에서는 전해 콘덴서 대신 DC-link 단에 전류 리플을 고려한 필름 콘덴서를 선정하는 방법을 제안한다. 필름 콘데서의 정전 용량 선정, 내압 선정, RMS(Root Mean Square) 전류 용량, RMS 전류 주파수 해석을 고려해 콘덴서의 용량을 선정할 경우 1680uF의 전해 콘덴서를 20uF로 용량을 낮추어 설계함으로써 전원부 콘덴서의 크기 및 무게, 비용을 줄였으며 전동기 구동을 통해 동작을 확인하였다.

넓은 면 결합 Suspended Substrate Stripline을 이용한 직렬 커패시터의 구현 (The Realization of Series Capacitor Using Broadside Coupled Suspended Substrate Stripline(BCSSS))

  • 김인선
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권10호
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    • pp.935-942
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    • 2006
  • 본 논문에서는 직렬 커패시터를 넓은 면 결합 SSS로 구현하는 새로운 이론이 제안되었다. 제안된 이론은 기모드 해석 방법만이 적용되었기 때문에 비교적 단순하지만 선로의 프린징 전자장 영향에 의한 유효 선로 폭과 선로 끝 효과를 고려함으로서 신뢰할 만한 결과를 제공한다. 이상적인 집중 소자 커패시터와 결합 선로 커패시터의 특성을 비교, 분석하기 위해 시뮬레이션 결과가 제시되었다. 또한 제안한 이론을 근거로 하여 커패시티브갭 결합 선로 대역 통과 필터가 설계 및 제작되었고, 그 결과로부터 이론의 타당성이 검증되었다.

직력 캐패시터를 가진 E급 공진형 정류기 설계에 관한 연구 (A Study on the Design of the Class E Resonant Rectifier with a Series Capacitor)

  • 김남호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제22권3호
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    • pp.343-352
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    • 1998
  • Higher frequency of energy transfer or at least energy conversion has to be used in order to reduce the size of inductors and capacitors required in the power supplies. Conventional PWM switching-mode power supplies have a limitation of operating frequency due to switching losses in the switching transistors and rectifier diodes. Means of reducing switching losses have been developed for high-frequency resonant amplifiers or more exactly dc/ac inverters. Because of smooth current and voltage waveforms resonant convertesrs havelower device switching losses and stresses lower electromagnetic interference(EMI) and lower noise than PWM converters. Therefore in this paper design equations of Classs E resonant low dv/dt rectifier with a series resonant capacitor drived using Fourier series techniques. The theory is compared with simulation results obtained for the rectifier operating at 10[MHz] ac input and 5[V] coutput.

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Analysis, Design and Implementation of an Interleaved DC/DC Converter with Series-Connected Transformers

  • Lin, Bor-Ren;Chen, Chih-Chieh
    • Journal of Power Electronics
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    • 제12권4호
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    • pp.643-653
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    • 2012
  • An interleaved DC/DC converter with series-connected transformers is presented to implement the features of zero voltage switching (ZVS), load current sharing and ripple current reduction. The proposed converter includes two half-bridge converter cells connected in series to reduce the voltage stress of the switches at one-half of the input voltage. The output sides of the two converter cells with interleaved pulse-width modulation are connected in parallel to reduce the ripple current at the output capacitor and to achieve load current sharing. Therefore, the size of the output chokes and the capacitor can be reduced. The output capacitances of the MOSFETs and the resonant inductances are resonant at the transition instant to achieve ZVS turn-on. In addition, the switching losses on the power switches are reduced. Finally, experiments on a laboratory prototype (24V/40A) are provided to demonstrate the performance of the proposed converter.

전류파형을 변조한 단상유도전동기구의 특성에 관한 연구 (Performances of Current-Waveform Modulated Single-Phase Induction Machine)

  • 황영문;김철우;박용규
    • 전기의세계
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    • 제24권1호
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    • pp.55-62
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    • 1975
  • A single-phase induction motor with it's stator winding splitted into two series windings, of which the terminals of one winding is switched pulsationally by a thyristor type ON-OFF device so that the motor may operate as a pulsational shaded-pole motor, can modulate current waveforms of it's two series windings. In view of current waveform modulation method, a single-phase single-winding motor operates as a two-phase induction motor with asymmetrical axis windings where the starting torque can be obtained effectively without an auxiliary capacitor attached and it's running speed controlled by shifting phase between current waveforms differently. Equivalent circuit for analysis is modified from a double revolving field equivalent circuit of a single-phase induction motor with asymmetrical windings whose angle is 45.deg.C elet. degrees. Analysis and test results show that ON-OFF action of the pulsational shaded-pole winding has the same effect of a series capacitor, and then at heavy loads this motor operates with a small amonut of the input current than that having the fixed shaded-pole winding.

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마이카 커패시터 설계를 위한 최적 파라미터 추출 프로그램 개발 (Development of Optimum Parameters Sampling Program for Mica Capacitor Design)

  • 김재욱;유창근
    • 전기전자학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.194-199
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    • 2009
  • 본 논문에서는 부분방전 시스템 응용을 위한 특 고압 80 pF (17kV AC) 마이카 커패시터를 연구하였다. 그리고 커패시터를 설계하기 위한 프로그램이 직병렬 파라미터를 추출하도록 개발되었다. 마이카는 커패시터의 유전체로 사용되었다. 30mm$\times$35mm 크키의 50$\mu$m 두께 마이카 시트가 병렬 커패시터 요소를 형성하도록 연박과 사용되었다. 20개의 마이카 시트는 커패시터의 요구에 맞추어 병렬 커패시터 요소의 직렬 스택을 형성하도록 연박으로 분리되었다. 17kV AC에 대한 제작된 80pF 커패시터의 크기는 90mm$\times$90mm이다. 제작된 커패시터에 대한 커패시턴스(C)와 손실률(D)의 고주파수 특성은 커패시턴스 메타를 사용하여 측정되었다. 제작된 커패시터는 150kHz$\sim$50MHz 주파수 범위에서 79.5pF의 커패시턴스와 0.001%의 손실률을 갖고, 65MHz에서 자기공진주파수를 가진다.

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인버터용 전해커패시터의 수명 추정 (Life Estimation of Electrolytic Capacitors for Inverters)

  • 이동춘;김형진
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제50권7호
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    • pp.338-346
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    • 2001
  • In this paper, dc link currents for the three-phase diode rectifiers and PWM inverters are analyzed and an algorithm of estimating the life of dc link electrolytic capacitors using the analyzed ripple current is presented. Since the capacitor life is dependent on the operating temperature, the power dissipation in capacitors should be calculated. For this, the ESR(equivalent series resistance) model of the capacitor is derived and ripple currents through the capacitor are analyzed. Relating the power dissipation and the heat transfer equation, the internal operating temperature is calculated. Then, the capacitor life can be predicted by using Arrhenius's equation. An example for applications is given for the practical system.

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커패시터 뱅크 모듈 구성에 있어서 경제적인 크로바 시스템과 보호회로 (Low-cost crowbar system and protection scheme in capacitor bank module)

  • 임근희;조주현;이홍식
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2089-2091
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    • 2000
  • Pulsed power systems consist of a capacitor bank, an isolated high-voltage charging power-supply, high-current bus-work for charging and discharging and a control system. In such pulsed power systems, the operating-lifetime of the capacitors is closely dependent on the voltage reversal. Hence, most capacitor-discharging systems includes crowbar circuits. The crowbar circuit prevents the capacitor recharging with reverse voltage. Usually it consists of crowbar resistors and high pulse-current diode-stacks connected in series. The requirements for the diode-stacks are fast-recovery time and high-voltage and large-current ratings, which results in the high cost of the pulsed-power system. This paper presents a protection scheme of a charging and discharging system of a 500kJ capacitor bank using a low-cost crowbar circuit and safety-fuses.

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