• Journal of Power Electronics
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• 제14권2호
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• pp.257-264
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• 2014

A novel converter-free AC LED driver that is highly resistant to the fluctuation of AC voltage is proposed in this study. By removing large passive components, such as the bulky capacitor and the large-value inductor, the integration of the driver circuit is enhanced while the driving current remains stable. The proposed circuit provides LED lamps with a driving current that can follow the sinusoid waveform to obtain a very high power factor (PF) and low total harmonic distortion (THD). The LED input current produced by this driving current is insensitive to fluctuations in the AC voltage. Users will thus not feel that LED lamps are flashing during the fluctuation. Experiment results indicate that the proposed system can obtain PF of 0.999 and THD as low as 3.3% for a five-string 6 W LED load under 220 V at 50 Hz.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권10호
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• pp.41-48
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• 2008

본 연구에서는 전압품질에 민감한 설비를 위한 3상 Z-소스 동적 전압 보상기(Z-DVR : Z-Source Dynamic Voltage Restorer)를 제시하였다. 제안된 시스템은 수동필터와 Z-소스 토폴로지의 직렬형 능동필터로 구성된다. Z-DVR의 ESS(Energy Storage System)로는 친환경적인 고분자 전해질 연료전지(PEMFC : Proton Exchange Membrane Fuel Cells)를 사용하였다. 고조파 검출은 동기좌표계의 $i_{d}-i_{q}$ 이론에 의하였으며, 부하전압 보상을 위하여 PI제어를 사용하였다. 3상 전원이 모두 전압 sag가 발생하는 경우, PSIM에 의하여 제안된 방법과 배터리 스택을 적용하는 종전의 방법에 대하여 시뮬레이션을 수행하였으며, 전압 보상성능이 유사함을 알 수 있었다. 또한 전압 sag와 swell이 동시에 또는 독립적으로 발생하는 다양한 전원 조건하에서 제안된 시스템의 전압 보상 성능과 전압에 대한 %THD(%Total Harmonic Distortion)를 검토하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.127-136
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• 2013

계통연계형 인버터의 중요 성능 중 단독운전 검출기능 및 방지기능은 계통을 유지보수하기 위한 작업자의 안전을 위하여 고려되어야 할 필수 사항이다. 본 논문에서는 태양광을 이용한 계통연계형 태양광발전시스템에서의 AFS(Active Frequency Shake) 단독운전 검출기법을 제안하고자 한다. 먼저 AFS 단독운전 검출 알고리즘을 제안하기 위하여 기존의 능동 주파수 변이기법 알고리즘에 대해 기술한다. 그리고 단독운전 불검출영역을 줄이고, THD(Total Harmonic Distortion)를 개선하며, 기존 알고리즘 보다 검출 속도 또한 향상 시킬 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 아울러 제안된 단독운전방지 기법을 3kW 계통연계형 태양광 인버터에 적용하고 시뮬레이션 및 실험을 통하여 제안하는 알고리즘의 타당성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.465-469
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• 2019

본 논문에서는 콘크리트 바이브레이터에 Slotless BLDC (Brush Less Direct Current) 모터를 적용하기 위해 BLDC 모터의 토크 및 역기전력 식을 기반으로 하여 설계를 한다. 모터의 길이와 직경의 사이즈가 주어져 있으므로 중요한 파라미터는 공극자속밀도이다. 자기회로의 간략화를 통하여 공극자속밀도를 계산 하였으며, 토크, 역기전력 및 공극자속밀도 식을 기반으로 기초설계를 진행하여 모터의 형상을 결정 하였다. 이후 모터의 고정자의 외경 및 내경, 스택 길이, 속도를 고정값으로 설정한 후 모터의 직경 및 두께를 변수로 지정하여 유한요소법을 이용한 시뮬레이션을 통해 상세설계를 진행하였으며, THD(Total Harmonic Distortion)값이 작으면서 목표 토크 값 이상의 형상을 설계 및 시뮬레이션을 진행하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권3호
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• pp.702-713
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• 2019

Multilevel Inverters (MLIs) are widely used in medium voltage applications due to their various advantages. In addition, there are numerous types of MLIs for such applications. However, the diode-less 3-level (3L) T-type Neutral Point Clamped (NPC) MLI is the most advantageous due to its low conduction losses and high potential efficiency. The power circuit of a 3L T-type NPC is derived by the conventional two level inverter by a slight modification. In order to explore the MLI performance for various Pulse Width Modulation (PWM) schemes, this paper examines the operation of a 3L (five level line to line) T-type NPC MLI for various types of Multi-Carriers Pulse Width Modulation (MCPWM) schemes. These PWM schemes are compared in terms of their voltage profile, total harmonic distortion (THD) and conduction losses. In addition, a 3L T-type NPC MLI is also compared with the conventional NPC in terms of number of switches, clamping diodes, main diodes and capacitors. Moreover, the capacitor-balancing problem is also investigated using the Neutral Point Fluctuation (NPF) method with all of the MCPWM schemes. A 1kW 3L T-type NPC MLI is simulated in MATLAB/Simulink and implemented experimentally and its performance is tested with a 1HP induction motor. The results indicate that the 3L T-type NPC MLI has better performance than conventional NPC MLIs.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권12호
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• pp.231-238
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• 2023

부스트 PFC (Power Factor Correction)컨버터는 AC 입력 전류의 단일 역률과 낮은 THD (Total Harmonic Distortion)를 달성하기 위해 다양한 제어기법들이 연구되고 있다. 그중 인덕터 전류의 평균값을 전류지령에 추종하도록 제어하는 평균전류 모드 제어가 있으며 가장 널리 사용되고 있다. 하지만, 오늘날 디지털 프로세서의 발달로 고도화된 디지털 제어가 가능해지면서 부스트 PFC 컨버터의 예측제어가 관심을 받고 있다. 예측제어에는 예측 알고리즘으로 듀티를 미리 생성하는 예측전류 모드 제어 및 모델을 기반으로 한 비용함수를 선정하여 스위칭 동작을 하는 모델예측제어로 분류된다. 따라서 본 논문에서는 부스트 PFC 컨버터의 평균전류 모드 제어, 예측전류 모드 제어, 모델예측 전류 제어를 간단히 설명한다. 또한, 시뮬레이션을 통해 전체 부하 및 다양한 외란 조건에서의 전류 제어를 비교 분석한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.266-273
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• 2010

태양광 인버터(PCS)는 태양전지에서 발생된 전력을 계통에 연계시키는 장치이다. IEEE 1547 규격에 따르면 PCS에서 발생되는 고조파왜곡은 5% 이내여야만 한다. 일반적으로 PCS에서 계통으로 유입되는 고조파 검출은 전용 계측장치에 의해서 측정된다. 초기에 규격에 맞게 설계된 PCS의 고조파가 소자들의 노화나 제어기 고장에 의해 증가하게 될 경우 발전을 중지하거나 경보를 발생시켜야 한다. 기존의 상용화된 시스템에는 이러한 기능이 존재하지 않는다. 본 연구에서는 PCS 내부에 고조파왜곡을 실시간으로 측정하는 알고리즘을 내장시키는 방법에 대해 연구한다. 고성능 32-bit 부동소수점 DSP를 이용한 PCS를 제작하고 256-point DFT(Discrete Fourier Transform) 알고리즘을 이용하여 1[ms] 이내에 하모닉 계수를 계산하였다. 제어기 제작에 대한 설명과 실험 결과로서 연구의 타당성을 입증하였다.

• 전기학회논문지
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• 제58권11호
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• pp.2149-2154
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• 2009

Electric power quality in power transmission/distribution systems has considerably been deteriorated with the increase in the capacity of distributed generators (DGs). It is because inverters, connecting DGs to conventional power grids, tend to generate harmonic current and voltage. For harmonic mitigation, a large amount of research has been done on passive and active filters, which have been operating successfully in many countries. This paper, therefore, presents how to adopt the filters to an inverter-based DG, with considering a system consisting of both inverter-based DG and harmonic filters. In particular, this paper describes the simulation results using the PSCAD/EMTDC: firstly, the relationship between total harmonic distortion(THD) of current and output power of DG: secondly, the harmonic mitigation ability of passive and active filters. The system, furthermore, is obliged to satisfy the regulations made by Korean Electric Power Corporation(KEPCO). In the regulations, power factor should be maintained between 0.9 and 1 in a grid-connected mode. Thus, this paper suggests two methods for the system to control its power factor. First, the inverter of DG should control power factor rather than an active filter because it brings dramatic decrease in the capacity of the active filter. Second, DG should absorb reactive power only in the range of low output power in order to prevent useless capacity increase of the inverter. This method is expected to result in the variable power factor of the system according to its output power.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권1호
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• pp.75-82
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• 2015

This paper presents a new technique for enhancing power quality by reducing harmonics in the neutral conductor. Three-Phase Four-Wire (3P4W) system is commonly used where single and three phase loads are connected to Point of Common Coupling (PCC). Due to unbalance loads, the 3P4W distribution system becomes unbalance and current flows in the neutral conductor. If loads are non-linear, then the harmonic content of current will flow in neutral conductor. The neutral current that may flow towards transformer neutral point is compensated by using a series active filter. In order to reduce the harmonic content, the series active filter is connected in series with the neutral conductor by which neutral and phase current harmonics are reduced significantly. In this paper, solar PV based inverter circuit is proposed for compensating neutral current harmonics. The simulation is carried out in MATLAB/SIMULINK and also an experimental setup is developed to verify the effectiveness of the proposed method.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권4호
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• pp.1306-1315
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• 2016

Modern power systems driven by high-power converters have become inevitable in view of the ever increasing demand for electric power. The total power loss can be reduced by limiting the switching losses in such power converters; increased power efficiency can thus be achieved. A reduced switching frequency that is less than a few hundreds of hertz is applied to power converters that produce output waveforms with high distortion. Selective harmonic elimination pulse width modulation (SHEPWM) is an optimized low switching frequency pulse width modulation method that is based on offline estimation. This method can pre-program the harmonic profile of the output waveform over a range of modulation indices to eliminate low-order harmonics. In this paper, a SHEPWM scheme for three-phase three-leg neutral point clamped inverter is proposed. Aside from eliminating the selected harmonics, the DC capacitor voltages at the DC bus are also balanced because of the symmetrical pulse pattern over a quarter cycle of the period. The technique utilized in the estimation of switching angles involves the firefly algorithm (FA). Compared with other techniques, FA is more robust and entails less computation time. Simulation in the MATLAB/SIMULINK environment and experimental verification in the very large scale integration platform with Spartan 6A DSP are performed to prove the validity of the proposed technique.